KR20230032332A - 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치는, 송신 코일, 구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터, 상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하도록 설정된 인버터, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터로 출력하고, 여기에서 상기 인버터는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하고, 상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안, 상기 송신 코일에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하고, 상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하도록 설정되고, 상기 인버터는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력할 수 있다. 그 밖의 다양한 실시예가 가능하다.
Description
다양한 실시예는 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 예를 들어 서로 통신을 수행하는 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
자기 유도 방식을 이용한 무선 전력 전송 기술은 코일에 유기되는 전자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식으로서, 무선 전력 송신 장치는 송신 코일에 전류를 인가하여 전자기장을 발생시키고, 발생된 전자기장에 의해 무선 전력 수신 장치의 수신 코일에서 유도 기전력이 형성됨으로써, 무선으로 전력이 송신될 수 있다.
무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하면서, 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는, 인-밴드 통신을 수행함으로써 무선 전력 송신 장치에 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치는, ASK(amplitude shift keying) 변조(modulation) 방식에 기반하여 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치의 공진 회로에는 추가적인 적어도 하나의 소자가 스위치를 통하여 선택적으로 연결될 수 있고, 무선 전력 수신 장치는 스위치의 온/오프 상태를 제어함으로써 변조를 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치에서의 변조에 따라서, 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압의 진폭이 변경될 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압의 진폭에 대한 정보를 복조(demodulation) 및/또는 디코딩(decoding)함으로써, 무선 전력 수신 장치가 제공하는 정보를 확인할 수 있다.
무선 전력 수신 장치의 ASK 변조 방식에 기반한 인-밴드 통신의 수행에 따라, 상술한 바와 같이 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압이 변경될 수 있다. 한편, 그 변경 정도(후술할, 피크-투-피크(peak-to-peak)의 값)가 상대적으로 큰 경우에는, 무선 전력 송신 장치에 포함된 적어도 하나의 커패시터에 인가되는 전압의 변경 정도 또한 상대적으로 클 수 있다. 적어도 하나의 커패시터에서의 전압의 변경은, 적어도 하나의 커패시터에서의 충전 및 방전을 야기할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터가 충전 및 방전됨에 따라서, 적어도 하나의 커패시터 내부의 유전체의 팽창 및 수축이 발생할 수 있다. 유전체의 팽창 및 수축은 진동을 발생시킬 수 있다. 발생된 진동은, 주변의 부품들로 전달될 수도 있으며, 노이즈로서 사용자에게 청음될 수 있다. 예를 들어, ASK 변조 방식에 따른 변조 주파수는, Qi 표준 기준으로 2kHz일 수 있다. 해당 변조에 따른 유전체의 팽창 및 수축 또한 해당 변조 주파수를 가질 수 있으며, 이는 가청 주파수 대역(예: 2 내지 20000Hz)에 포함될 수 있어, 가청 노이즈가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 무선 전력 수신 장치 내에 포함된 커패시터 또한 변조에 따라 팽창 및 수축될 수 있으며, 이 또한 가청 노이즈로서 사용자에게 청음될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법은, 인-밴드 통신에 따른 송신 코일에 인가되는 전압의 변경 정도가 지정된 조건을 만족하는 경우에, 전력 송신을 위한 동작 주파수를 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법은, 인-밴드 통신 중에 따른 수신 코일에 인가되는 전압의 변경 정도가 지정된 조건을 만족하는 경우에, 로드 상태를 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치는, 송신 코일, 구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터, 상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하도록 설정된 인버터, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터로 출력하고, 여기에서 상기 인버터는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하고, 상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안, 상기 송신 코일에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하고, 상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하도록 설정되고, 상기 인버터는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 송신 코일, 구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터, 상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하도록 설정된 인버터, 및 컨트롤러를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은, 상기 컨트롤러에 의하여, 제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작, 여기에서, 상기 인버터는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하고, 상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안, 상기 송신 코일에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하는 동작, 상기 컨트롤러에 의하여, 상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작을 포함하고, 상기 인버터는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 인-밴드 통신에 따른 송신 코일에 인가되는 전압의 변경 정도가 지정된 조건을 만족하는 경우에, 전력 송신을 위한 동작 주파수를 변경할 수 있는, 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다. 동작 주파수의 변경에 따라서, 전압의 변경 정도가 억제되어 가청 노이즈의 발생이 억제될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 인-밴드 통신에 따른 수신 코일에 인가되는 전압의 변경 정도가 지정된 조건을 만족하는 경우에, 로드 상태를 변경할 수 있는, 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다. 로드 상태의 변경에 따라서, 전압의 변경 정도가 억제되어 가청 노이즈의 발생이 억제될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 3a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 변조 커패시터들에 대응되는 스위치들의 제어에 따른 신호들을 도시한다.
도 3b 및 도 3c는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에서의 신호가 복조됨으로써 확인되는 복조된 전압을 도시한다.
도 3d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 커패시터의 팽창 및 수축을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 등가 회로이다.
도 5a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6c는 다양한 실시예에 따른 주파수 조정에 따른 피크-투-피크의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8c는 다양한 실시예에 따른 주파수 조정에 따른 피크-투-피크의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1600) 내의 전자 장치(1601)의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 3a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 변조 커패시터들에 대응되는 스위치들의 제어에 따른 신호들을 도시한다.
도 3b 및 도 3c는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에서의 신호가 복조됨으로써 확인되는 복조된 전압을 도시한다.
도 3d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 커패시터의 팽창 및 수축을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 등가 회로이다.
도 5a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6c는 다양한 실시예에 따른 주파수 조정에 따른 피크-투-피크의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8c는 다양한 실시예에 따른 주파수 조정에 따른 피크-투-피크의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1600) 내의 전자 장치(1601)의 블록도이다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(103)에 무선으로 전력(106)을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터 정보(107)를 제공받을 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력(106)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-직류 변환 회로(예를 들어, DC/DC 컨버터), 직류-교류 변환 회로(예를 들어, 인버터), 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 또는 통신 변조 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, WPC(wireless power consortium)의 Qi 표준에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 무선 전력 송신 장치(101)가 전력(106)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(103)의 코일에서는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 주변에 생성된 자기장에 의하여 유도 기전력(또는, 전류, 전압, 및/또는 전력)이 생성될 수 있다. 코일을 통하여 유도 기전력이 발생되는 과정을, 무선 전력 수신 장치(103)가 전력(106)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다.
다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 FSK(frequency shift keying) 변조 방식에 따라 변조(modulation)를 수행할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(103)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 방식에 따라 변조를 수행함으로써, 정보(107)를 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압의 진폭에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(103)에서 제공하는 정보(107)를 확인할 수 있다. 도 1에서는, 무선 전력 수신 장치(103)가 정보(107)를 무선 전력 송신 장치(101)로 직접 송신하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 용이한 이해를 위한 것일 뿐, 무선 전력 수신 장치(103)는, 내부의 적어도 하나의 스위치의 온/오프만을 제어함을 당업자는 이해할 것이다. ASK 변조 방식 및/또는 FSK 변조 방식에 기반하여 변조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 송신하는 동작으로 이해될 수 있으며, ASK 복조 방식 및/또는 FSK 복조 방식에 기반하여 복조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 수신하는 동작으로 이해될 수 있다.
본 문서에서, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 컨트롤러(예를 들어, MCU(micro controlling unit), FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로프로세서, 또는 AP(application processor))와 같은 컨트롤러가 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 컨트롤러가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션이 실행됨에 따라, 컨트롤러 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다. 도 2의 실시예는, 도 3a 내지 3d를 참조하여 설명하도록 한다. 도 3a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에서의 변조 커패시터들에 대응되는 스위치들의 제어에 따른 신호들을 도시한다. 도 3b 및 도 3c는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에서의 신호가 복조됨으로써 확인되는 복조된 전압을 도시한다. 도 3d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 커패시터의 팽창 및 수축을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는 전력 소스(211), 복수의 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4)를 포함하는 인버터(218), 커패시터(212), 송신 코일(213), 복조 회로(214), 컨트롤러(215), 또는 DC/DC 컨버터(217) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전력 소스(211)에 의하여 제공되는 전력은 DC/DC 컨버터(217)로 제공될 수 있다. 전력 소스(211)는, 외부 TA(travel adapter)와 연결되기 위한 인터페이스, 무선 전력 송신 장치(101)의 배터리(미도시), 차저(charger)(미도시), 또는 PMIC(power management integrated circuit) (미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 소스(211)는, 예를 들어 직류 전력을 DC/DC 컨버터(217)로 제공할 수 있으나, 제공하는 전력의 형태에는 제한이 없다. DC/DC 컨버터(217)는, 제공받은 전력의 전압을 변환하여 인버터(218)로 제공할 수 있다. DC/DC 컨버터(217)는, 입력받은 직류 전력의 전압을 변경하여, 변경된 전압(또는, 구동 전압(VDD))을 가지는 직류 전력을 인버터(218)로 제공할 수 있다. DC/DC 컨버터(217)는, 예를 들어 벅 컨버팅 및/또는 부스트 컨버팅을 수행할 수 있으며, 예를 들어 3-level 컨버터로 구현될 수 있으나 그 종류에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다.
다양한 실시예에 따른 인버터(218)는, DC/DC 컨버터(217)로부터 제공되는 구동 전압(VDD)을 이용하여, 교류 전력을 출력할 수 있다. 복수의 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4)는, 예를 들어 풀 브릿지 회로를 구성할 수 있으나, 스위치의 개수 또는 브릿지 회로의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 풀 브릿지 회로가 구성되는 경우에는, 송신 코일(213)의 일단은 커패시터(212)를 통하여 스위치들(Q1, Q2) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있으며, 송신 코일(213)의 타단은 스위치들(Q3, Q4) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있다. 복수의 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4)는 온 상태, 또는 오프 상태로 제어될 수 있다. 예를 들어, 교류 전력을 생성하기 위하여, 컨트롤러는 제 1 기간 동안에는 제 1 스위치(Q1) 및 제 3 스위치(Q3)를 온 상태로 제어하면서 제 2 스위치(Q2) 및 제 4 스위치(Q4)는 오프 상태로 제어할 수 있으며, 제 2 기간 동안에는 제 1 스위치(Q1) 및 제 3 스위치(Q3)를 오프 상태로 제어하면서 제 2 스위치(Q2) 및 제 4 스위치(Q4)는 온 상태로 제어할 수 있으며, 상술한 제어 동작들을 반복하여 수행할 수 있다. 컨트롤러(215)는, 상술한 교류 전력을 생성하기 위한 제어 신호(Q1_DRV,Q2_DRV,Q3_DRV,Q4_DRV)를 복수의 스위치(Q1,Q2,Q3,Q4)로 제공할 수 있다. 여기에서, 제어 신호를 출력하는 것뿐만 아니라 제어 신호의 출력을 삼가하는 것 또한 컨트롤러(215)의 제어로 명명할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(215)가 제 1 주파수를 가지는 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터(217)로 출력하는 것은, 컨트롤러(215)가 제 1 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q1,Q3)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호(Q1_DRV, Q3_DRV)를 출력하고, 이후 제 1 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q2,Q4)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호 제어 신호(Q2_DRV, Q4_DRV)를 출력하고, 상술한 출력 동작들을 반복하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 컨트롤러(215)가 제 2 주파수를 가지는 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터(217)로 출력하는 것은, 컨트롤러(215)가 제 2 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q1,Q3)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호 제어 신호(Q1_DRV, Q3_DRV)를 출력하고, 이후 제 2 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q2,Q4)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호 제어 신호(Q2_DRV, Q4_DRV)를 출력하고, 상술한 출력 동작들을 반복하는 것을 의미할 수 있으며, 이 경우 제 2 주파수에 대응하는 기간은 제 1 주파수에 대응하는 기간과 상이할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 인버터(218)에 의하여 생성된 교류 전력이 송신 코일(213)에 인가될 수 있다. 커패시터(212)는, 송신 코일(213)과 공진 회로를 형성할 수 있다. 송신 코일(213)은 인가되는 교류 전력에 기초하여 자기장을 형성할 수 있다. 송신 코일(213)에 의하여 형성되는 자기장(또는, 자기 플럭스)의 일부는 무선 전력 수신 장치(103)의 수신 코일(221)의 단면을 지날 수 있다. 수신 코일(221)의 단면을 지나는 자기장이 시간에 따라 변화함에 따라, 수신 코일(221)에는 유도 기전력(예를 들어, 전류, 전압, 또는 전력)이 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 복조 회로(214)는 송신 코일(213)에 인가되는 신호(예를 들어, 송신 코일(213)의 양단에 인가되는 전압(219))을 복조하여 복조 신호(Vdemod)를 출력할 수 있다. 복조 회로(214)는, 예를 들어 송신 코일(213)에 인가되는 신호(예를 들어, 양단의 전압(219))에 대하여, 교류 전력의 주파수(예를 들어, 100 내지 210 kHz)만큼을 하향 변환함으로써, 복조 신호(Vdemod)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 복조 회로(214)는, 무선 전력 전송을 위한 반송파 성분(예를 들어, 교류 전력의 주파수인 100 내지 210 kHz)를 제거하기 위한 믹서(mixer) 및/또는 곱셈기 회로를 포함할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신 장치(101)의 코일(213)의 양단에는, 무선 전력 수신 장치(103)의 변조에 의한 성분과 무선 전력 송신 장치(101)에 의한 교류 전력 성분이 혼합된 파형이 인가될 수 있으므로, 이에 따라 교류 전력의 주파수 성분(예를 들어, 100 내지 210 kHz)을 반송파 성분이라고 명명하였으며, 실제로 무선 전력 수신 장치(103)가 변조된 데이터를 반송파와 믹싱한 전자기파를 발생하는 것은 아님을 당업자는 이해할 것이다. 이에 따라, 송신 코일(213) 양단의 전압(219)에서 반송파 성분(예를 들어, 교류 전력의 주파수인 100 내지 210 kHz)이 제거될 수 있다. 복조 회로(214)는, 추가적으로 복조 신호(Vdemod)를 필터링(저역통과필터링)하여 출력할 수도 있다. 복조 회로(214)는, 저역통과필터를 포함할 수도 있다. 또는, 복조 회로(214)는, 송신 코일(213) 양단의 전압(219)을 필터링한 후에, 교류 전력의 주파수(예를 들어, 100 내지 210 kHz)만큼을 하향 변환함으로써, 복조 신호(Vdemod)를 생성할 수도 있다. 송신 코일(213) 양단의 전압(219)의 진폭은, 무선 전력 수신 장치(103)의 ASK 변조에 따라 변경될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 컨트롤러(215)는 복조 회로(214)에 의하여 출력된 복조 신호(Vdemod)에 기초하여 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다. 컨트롤러(215)는, 예를 들어 복조 신호(Vdemod)에 ADC(analog-to-digial converting)을 수행할 수 있다. 컨트롤러(215)는, ADC 결과로 획득된 디지털 값을 디코딩할 수 있으며, 디코딩 결과에 따라 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다. 디코딩 방식은, 예를 들어 Qi 표준에 의할 수 있으나, 제한은 없음을 당업자는 이해할 것이다. 한편, 상술한 실시예에서는, 복조 회로(214)가 주파수 하향 변환(예를 들어, 반송파 제거) 및/또는 저역통과필터링을 수행하고, 컨트롤러(215)가 ADC 및/또는 디코딩을 수행하는 것과 같이 설명되었지만, 이는 단순히 예시적인 것이다. 다양한 실시예에 따라서, 복조 회로(214)가, ADC 또는 디코딩 중 적어도 하나를 더 수행하도록 구현될 수도 있고, 또 다른 실시예에 따라서, 컨트롤러(215)가 주파수 하향 변환(예를 들어, 반송파 제거) 및/또는 저역통과필터링을 더 수행할 수도 있도록 구현될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)는 수신 코일(221), 커패시터(222), 커패시터(223), 정류 회로(255), 컨트롤러(250), 복수의 커패시터(261,262,263,264), 복수의 스위치(231,232,233,234), 커패시터(241), 레귤레이터(242), 커패시터(243), 또는 차저(244) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 수신 코일(221), 커패시터(222), 및 커패시터(223)는 공진 회로를 구성할 수 있다. 커패시터(222)의 일단은 수신 코일(221)에 연결되고, 커패시터(222)의 타단은 커패시터(223)의 일단 및 정류 회로(255)의 일단에 연결될 수 있다. 커패시터(223)의 일단은 커패시터(222)의 타단에 연결되고, 커패시터(223)의 타단은 수신 코일(221)의 타단에 연결될 수 있다. 달리 말하면, 커패시터(223)는 수신 코일(221) 및 커패시터(222)가 직렬로 연결되어 형성되는 회로에 병렬로 연결될 수 있다. 커패시터(223)의 타단은 정류 회로(255)의 타단에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(255)는 풀 브릿지 회로를 구성하는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)를 포함할 수 있다. 공진 회로의 일단은 스위치들(S1, S2) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있으며, 공진 회로의 타단은 스위치들(S3, S4) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있다. 정류 회로(255)는 수신 코일(221)을 통하여 수신된 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 컨트롤러(250)는 교류 전력이 직류 전력으로 변환될 수 있도록 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)의 온/오프 상태를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(255)에는 커패시터(241) 및 레귤레이터(242)가 연결될 수 있다. 커패시터(241)의 일단은 접지될 수 있다. 레귤레이터(242)는 전력 변환 회로로부터 출력되는 정류된 전력의 전압의 컨버팅(예를 들어, 벅 컨버팅 및/또는 부스트 컨버팅) 및/또는 레귤레이팅을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 차저(244)는 레귤레이터(242)에 의하여 컨버팅 및/또는 레귤레이팅된 전력을 이용하여 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 차저(244)는 배터리의 충전 모드(예를 들어, CC(constant current) 모드, CV(constant voltage) 모드, 또는 급속 충전 모드)에 따라서 배터리를 충전하기 위한 전압 및/또는 전류를 제어할 수 있다. 구현에 따라, 차저(244)를 대체하여 PMIC(미도시)가 레귤레이터(242)에 연결될 수도 있다.
다양한 실시예에 따라서, 컨트롤러(250)는 제공하고자 하는 정보에 대응하여 변조를 수행할 수 있다. 컨트롤러(250)는, 복수 개의 커패시터들(261,262,263,264) 중 변조를 수행할 커패시터를 결정할 수 있다. 변조를 수행할 커패시터에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)에서 센싱되는 전압(219)의 진폭의 차이가 변경될 수 있다. 예를 들어, 커패시터(261) 하나만으로 변조를 수행하는 경우 무선 전력 송신 장치(101)에서 센싱되는 전압(219)의 진폭의 차이(예를 들어, 스위치(231)가 온 상태인 동안의 전압(219)의 최대 진폭과, 스위치(231)가 오프 상태인 동안의 전압(219)의 최대 진폭 사이의 차이)가 제 1 값인 것을 상정하도록 한다. 이 경우, 커패시터(262,263,264)가 변조에 이용되지 않으므로, 스위치(232,233,234)는 오프 상태를 유지할 수 있다. 한편, 커패시터(261) 및 커패시터(262)로 변조를 수행하는 경우 무선 전력 송신 장치(101)에서 센싱되는 전압(219)의 진폭의 차이(예를 들어, 스위치(231,232)가 온 상태인 동안의 전압(219)의 최대 진폭과, 스위치(231,232)가 오프 상태인 동안의 전압(219)의 최대 진폭 사이의 차이)는 제 2 값으로, 제 1 값보다 클 수 있다. 이 경우, 커패시터(263,264)가 변조에 이용되지 않으므로, 스위치(233,234)는 오프 상태를 유지할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 복수 개의 커패시터들(261,262,263,264) 중 변조를 수행할 커패시터를 조정함에 따라, 변조 정도(또는, 변조 깊이)를 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 컨트롤러(250)는, 결정된 커패시터를 이용한 변조를 수행하면서, 결정되지 않은 커패시터에 대응하는 스위치는 오프 상태를 유지하도록, 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2) 중 적어도 일부를 출력하거나 및/또는 출력을 삼가할 수 있다. 한편, 예를 들어, 커패시터(262)의 커패시턴스는 커패시터(261)의 커패시턴스보다 작고, 커패시터(264)의 커패시턴스)는 커패시터(263)의 커패시턴스보다 작을 수 있으나, 이는 단순한 예시로 커패시턴스의 대소에는 제한이 없으며, 동일할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 수신 장치(103)에서의 변조에 따라 송신 코일(213)에서의 전압(219)의 진폭의 차이(예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)에서의 적어도 하나의 스위치가 온 상태인 동안의 최대 진폭과, 오프 상태인 동안의 최대 진폭 사이의 차이)가 발생할 수 있다. 변조에 따른 송신 코일(213)에서의 전압(219)의 진폭의 차이에 의하여, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함되는 커패시터에 인가되는 전압의 변경이 야기될 수 있다. 예를 들어, 직류 전압이 인가되는 커패시터에는 바람직하게는 상수 값의 전압이 인가되어야 하나, 무선 전력 수신 장치(103)의 변조에 따라 해당 커패시터에 인가되는 전압도 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 3a의 (a)는 도 2의 무선 전력 수신 장치(103)에서 복수의 스위치(231,232,233,234) 모두가 선택된 경우, 컨트롤러(250)에서 출력되는, 복수의 스위치(231,232,233,234)를 제어하기 위한 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2)를 도시한다. 변조를 위하여, 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2)가 인가되거나, 또는 인가되지 않을 수 있다. 도 3a의 (b)는 송신 코일(213) 양단의 전압(VLC_TX)을 도시한다. (b)에 도시된 바와 같이, 송신 코일(213) 양단의 전압(VLC_TX)은, 교류 파형으로서, 인버터(218)에서 제공되는 교류 전력의 주파수(예를 들어, 100 내지 210 kHz)를 가질 수 있다. 한편, 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2)가 인가되는 동안의 전압(VLC_TX)의 최대 진폭과, 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2)가 인가되지 않는 동안의 전압(VLC_TX)의 최대 진폭이 상이함을 확인할 수 있다. 도 3a의 (c)는 복조 회로(214)의 출력 신호(Vdemod)를 도시한다. 도 3a의 (d)는 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 출력단의 전압(Vrec)(예: 도 2 및 도 4의 Vrect)을 도시한다. 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 출력단의 전압(Vrec) 또한 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2)가 인가되는 동안의 값과, 제어 신호(CMA1,CMA2,CMB1,CMB2)가 인가되지 않는 동안의 값이 상이함을 확인할 수 있다. 도 3a의 (a) 및 (b)를 참조하면, 복수의 스위치(231,232,233,234)의 온/오프가 반복됨에 따라 송신 코일(213) 양단의 전압(VLC_TX)의 최대 진폭이 변화하는 것이 확인된다. 도 3a의 (c) 및 (d)를 참조하면, 송신 코일(213) 양단의 전압(VLC_TX)이 복조 회로(214)를 거쳐 출력되는 출력 신호(Vdemod)의 파형은 정류 회로(255)의 출력단의 전압(Vrec)의 파형과 유사함을 확인할 수 있다. 컨트롤러(215)는, 출력 신호(Vdemod)의 처리(예를 들어, ADC 및/또는 디코딩) 결과에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다.
한편, 도 3b 및 도 3c는 복조 회로(214)로부터 생성(또는, 출력)되는 복조된 전압을 도시한다. 도 3b는, 예를 들어 무선 전력 수신 장치(103)가 변조를 위하여 복수의 커패시터(261,262,263,264) 중 제 1 그룹을 선택한 경우의 출력 신호(310)일 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 출력 신호(310)의 제 1 부분(311)은, 무선 전력 수신 장치(103)에서 변조가 수행되지 않는 기간 동안의 파형으로, 예를 들어 실질적으로 a의 크기를 가질 수 있다. 출력 신호(310)의 제 2 부분(312)은, 무선 전력 수신 장치(103)에서 변조가 수행되는 기간 동안의 파형으로, a의 크기를 중심으로 제 1 피크-투-피크(313)를 가지는 파형 변경을 확인할 수 있다. 제 2 부분(312)이 확대되면, 예를 들어 도 3a의 (c)의 복조 회로(214)의 출력 신호(Vdemod)와 유사할 수 있다. 제 2 부분(312)의 주파수는, 예를 들어 변조 주파수(예를 들어, 2kHz)에 대응될 수 있다. 제 2 부분(312)의 진폭 변경과 같이, 무선 전력 송신 장치(101)에서의 다른 커패시터에서의 전압 변경이 발생할 수 있다. 도 3c는 예를 들어 무선 전력 수신 장치(103)가 변조를 위하여 복수의 커패시터(261,262,263,264) 중 제 2 그룹을 선택한 경우의 출력 신호(320)일 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 출력 신호(320)의 제 1 부분(321)은, 무선 전력 수신 장치(103)에서 변조가 수행되지 않는 기간 동안의 파형으로, 예를 들어 실질적으로 a'의 크기를 가질 수 있으며, a'는 a와 동일할 수 있으나, 상이하게 구현될 수도 있다. 출력 신호(320)의 제 2 부분(322)은, 무선 전력 수신 장치(103)에서 변조가 수행되는 기간 동안의 파형으로, a'의 크기를 중심으로 제 2 피크-투-피크(323)를 가지는 파형 변경을 확인할 수 있다. 도 3b에서의 제 1 피크-투-피크(313)가, 도 3c에서의 제 2 피크-투-피크(323)에 비하여 더 큰 것을 확인할 수 있다. 한편, 도 3b에서와 같이 상대적으로 더 큰 피크 투 피크는, 상대적으로 더 큰 커패시터의 수축 및 팽창을 야기할 수 있다. 예를 들어, 도 3d를 참조하면, 커패시터에 인가되는 전압이 변경됨에 따라, 커패시터는 충전 및 방전될 수 있다. 커패시터는, 예를 들어 전력 소스(211)로부터 송신 코일(213)까지의 전력 경로에 배치되는 커패시터(예를 들어, 버퍼를 위한 커패시터, 또는 필터링을 위한 커패시터)일 수 있거나, 또는 하드웨어(예를 들어, DC/DC 컨터버)에 포함된 커패시터일 수도 있고, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 커패시터라면 제한이 없다. 예를 들어, 방전 중에는, 커패시터가 제 1 형상(313a)을 가질 수 있으며, 충전 중에는, 커패시터가 제 2 형상(313b)을 가질 수 있다. 커패시터의 충전 및 방전에 따른 형상의 변경은, 주위 하드웨어, 예를 들어 PCB, 또는 솔더(solder)의 형상의 변경을 야기할 수 있다. 예를 들어, 커패시터가 제 1 형상(313a)을 가지는 경우, PCB는 제 1 형상(311a)을 가지며, 솔더는 제 1 형상(312a)을 가질 수 있다. 예를 들어, 커패시터가 제 2 형상(313b)을 가지는 경우, PCB는 제 2 형상(311b)을 가지며, 솔더는 제 2 형상(312b)을 가질 수 있다. 이와 같은 형상의 변경에 따라 진동이 발생할 수 있으며, 해당 진동의 주파수가 가청 대역(예: 20 내지 20000Hz)에 포함된 경우에는, 가청 노이즈가 사용자에게 청음될 수 있다. 충전-방전 시의 전압 차이 또한 상대적으로 클수록, 상대적으로 큰 가청 노이즈를 야기할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)의 변조 정도가 더 클수록(예를 들어, 변조 커패시터의 개수가 더 많을수록), 커패시터에서의 전압의 변경 정도가 크므로, 가청 노이즈의 크기가 더 클 수 있다. 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈의 크기가 상대적으로 큰 경우(또는, 상대적으로 클 것으로 예상되는 경우), 가청 노이즈를 감소시키기 위한 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 이를 후술하도록 한다. 한편, 무선 전력 수신 장치(103)에서 이용되는 변조 커패시터의 개수가 클수록, 무선 전력 송신 장치(101)의 커패시터에서의 전압 변동이 더 큰 것은 단순히 예시적인 것이며, 다른 상관 관계 또한 가능하다. 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)에서도 가청 노이즈가 발생할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)에 의하여 수행되는 변조 동작에 의하여, 커패시터(예를 들어, 커패시터(241) 및/또는 커패시터(243))에 인가되는 전압 또한 변동될 수 있으며, 이에 따라 커패시터의 진동에 따른 가청 노이즈가 발생할 수 있다. 한편, 가청 노이즈를 감소시키기 위한 동작에 대하여 설명하기 이전에, 가청 노이즈의 발생과 연관된 회로 해석에 대하여 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 등가 회로이다.
다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템(예를 들어, 도 2의 무선 전력 송신 장치(101) 및 무선 전력 수신 장치(103)를 포함하는 무선 전력 송신 시스템)은, 도 4의 등가 회로로 표현될 수 있다. 무선 전력 송신 장치측은, C1의 커패시턴스를 가지는 커패시터(401) 및 L1의 인덕턴스를 가지는 코일(402)로 표현될 수 있다. 한편, 코일(402)에 인가되는 전압을 VTX로 표현하고, 코일(402)에 인가되는 전류를 ITX로 표현하도록 한다. 무선 전력 수신 장치측은, C2의 커패시턴스를 가지는 커패시터(412), Cm의 커패시턴스를 가지는 변조 커패시터(413), L2의 인덕턴스를 가지는 코일(411) 및 RL의 저항을 가지는 로드(414)로 표현될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서의 커패시터(261,262,263,264) 중 변조에 이용되는 커패시터의 개수가 변경됨에 따라, Cm의 커패시턴스가 변경될 수 있다. ITX는 수학식 1로 표현될 수 있다.
수학식 1에서, XTX는 ωL1 - 1/(ωC1)일 수 있다. XRX는 ωL2 - 1/(ωC2)일 수 있다. ω는 동작 주파수에 대응하는 각주파수일 수 있다. M은 코일들(402,411) 사이의 상호 인덕턴스일 수 있다. Cm의 커패시턴스가 변경되는 경우에는, ITX 또한 변경되며 이에 따라 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 커패시터의 전압 변동의 크기가 변경될 수 있다. 커패시터의 전압 변동의 크기는, 예를 들어 ITX 와 연계될(예를 들어, 비례할 수) 있다. 아울러, ITX 는 인버터(218)의 동작 주파수, 코일 특성, 로드(414)에 흐르는 전류, 무선 전력 송신 장치(101) 및 무선 전력 수신 장치(103)의 배치(alignment)에 따른 K(또는, M), 임피던스의 요소, 무선 전력 수신 장치(103)에서 타겟으로 설정한 Vrect 값 및 무선 전력 수신 장치(103)의 로드 저항 값 중 적어도 하나에 따라 변경될 수 있으며, 해당 요소들이 커패시터에서 발생하는 가청 노이즈에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)가 예를 들어 동작 주파수를 변경한다면, 커패시터에서 발생하는 가청 노이즈를 감소시킬 수도 있다.
한편, 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 출력 전압(VRECT)은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Cm의 커패시턴스가 변경되는 경우에는, VRECT 또한 변경되며 이에 따라 무선 전력 수신 장치(103)에 포함된 커패시터의 전압 변동의 크기가 변경될 수 있다. 커패시터의 전압 변동의 크기는, 예를 들어 VRECT와 연계될(예를 들어, 비례할 수) 있다. 아울러, VRECT 는 인버터(218)의 동작 주파수, 코일 특성, 로드(414)에 흐르는 전류, 무선 전력 송신 장치(101) 및 무선 전력 수신 장치(103)의 배치에 따른 K(또는, M), 임피던스의 요소에 따라 변경될 수 있으며, 해당 요소들이 커패시터에서 발생하는 가청 노이즈에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101), 예를 들어 무선 전력 수신 장치(103)의 요청에 의하여 주파수를 변경한다면, 커패시터에서 발생하는 가청 노이즈를 감소시킬 수도 있다.
도 5a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 501 동작에서, 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터(218)로 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q1,Q3)을 온 상태로 제어하고, 이후 제 1 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q2,Q4)을 온 상태로 제어할 수 있도록 제 1 제어 신호를 인버터(218)의 스위치들(Q1,Q2,Q3,Q4) 각각에 인가할 수 있다. 제 1 주파수를 설정하는 방식에는 제한이 없다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 503 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일(213)에 인가되는 신호(예를 들어, 인가되는 전압)을 복조함으로써 생성되는 복조 전압(예를 들어, 도 3a의 (c), 도 3b의 310, 또는 도 3c의 320)을, 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수 있다. 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기 자체를 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기를 확인할 수 있는 센서를 포함할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 송신 코일(213)에는 교류 전력이 인가되므로, 전압의 크기는 교류 전력의 주파수의 사인파로 변경될 수 있다. 본 개시에서의 송신 코일(213)에서의 전압의 크기와 같이 교류 파형에 대한 크기는, 사인파와 같은 교류 파형에 따라 변경되는 진폭(즉, 최댓값)을 의미할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 한편, 송신 코일(213)에서의 전압의 크기와 연계된 파라미터라면, 전압의 크기와 연관된 정보로서 이용되는데 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 한편, 무선 전력 수신 장치(103)가 변조를 수행함에 따라서, 송신 코일(213)의 전압의 크기와 연관된 정보가 변경될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)의 변조를 위한 스위치가 오프 상태인 동안에 확인되는 전압의 크기와 연관된 정보는, 변조를 위한 스위치가 온 상태인 동안에 확인되는 전압의 크기와 연관된 정보와 상이할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 변조를 위한 스위치가 오프 상태인 동안에 확인되는 전압의 크기와 연관된 정보 및, 변조를 위한 스위치가 온 상태인 동안에 확인되는 전압의 크기와 연관된 정보 사이의 차이를 피크-투-피크의 값으로서 확인할 수 있다. 한편, 상술한 전압은 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신 장치(101)는, 전류, 전력, 또는 중 적어도 하나, 대체적으로(또는, 추가적으로) 이용될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 일정 시간 기간 동안의 복수 개의 피크-투-피크의 값들을 확인하고, 이에 대한 평균을 피크-투-피크의 값으로 설정할 수 있으나 이는 예시적인 것으로, 피크-투-피크의 값을 설정하는 방식에는 제한이 없다.
한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일(213)에 인가되는 전압 이외에도 다양한 소자에 인가되는 전압의 크기에 기반하여 피크-투-피크의 값(예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)의 변조 커패시터에 연결된 스위치가 온 상태인 경우 및 오프 상태인 경우 각각 동안에 측정되는 전압의 차이)을 이용할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는 다양한 소자에 인가되는 전압의 크기를 확인할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 소음을 발생시키는 커패시터(예를 들어, DC/DC 컨버터(217)에 포함된 커패시터, 또는 필터링을 위한 커패시터, 버퍼를 위한 커패시터 중 적어도 하나)에 인가되는 전압에 기반하여 피크-투-피크의 값을 확인할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 커패시터 이외에도, 들어, 무선 전력 수신 장치(103)의 변조 커패시터에 연결된 스위치가 온 상태인 경우 및 오프 상태인 경우 각각 동안에 측정되는 전압에 차이가 발생하는 지점이라면, 해당 지점에서의 전압에 기반하여 피크-투-피크의 값을 확인할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 아울러, 상술한 바와 같이, 전압뿐만 아니라, 전류, 전력, 또는 임피던스 중 적어도 하나가, 대체적으로(또는, 추가적으로) 피크-투-피크의 값을 확인하는데 이용될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 505 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 값 이상인 경우에 지정된 조건이 만족된 것으로 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이, 가청 노이즈는, 커패시터의 수축 및 팽창에 의하여 발생할 수 있으며, 수축 및 팽창에 따른 형상의 변경 정도가 클수록 가청 노이즈의 크기 또한 클 수 있다. 이는, 피크-투-피크의 값이 클수록 가청 노이즈의 크기가 클 수 있음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 값 이상임에 기반하여, 지정된 조건을 만족하는 것으로 확인할 수 있다. 한편, 지정된 조건에는 예시가 없으며, 가청 노이즈가 일정 크기 이상임을 나타내는 조건이라면 제한없이 이용될 수 있다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우(505-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 507 동작에서, 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터(218)로 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q1,Q3)을 온 상태로 제어하고, 이후 제 2 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q2,Q4)을 온 상태로 제어할 수 있도록 제 2 제어 신호를 인버터(218)의 스위치들(Q1,Q2,Q3,Q4) 각각에 인가할 수 있다. 제 2 주파수를 설정하는 다양한 실시예에 대하여서는 후술하도록 한다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하지 않는 경우(505-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 509 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)에 의하여 형성되는 자기장의 주파수는 제 1 주파수로 유지될 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 소음을 경감시키는 목적이 아닌 다른 목적으로 주파수를 변경할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 전력 조정 요청(예를 들어, Qi 표준의 CEP(control error packet))을 확인할 수 있으며, 송신 전력의 크기를 조정하기 위하여 주파수를 변경할 수도 있다.
도 5b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 521 동작에서, 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터(218)로 출력할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 복조 회로(214))는, 523 동작에서, 송신 코일(213)에 인가되는 신호(예를 들어, 도 3a의 (b)와 같은 신호)를 복조할 수 있다. 복조의 결과에 따라, 도 3a의 (c), 도 3b의 310, 또는 도 3c의 320과 같은 복조된 전압이 확인될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 525 동작에서, 복조된 전압에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값(예를 들어, 도 3b의 313, 또는 도 3c의 323)이 기 설정된 값 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 피크-투-피크의 값이 기 설정된 값 이상이면(525-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 527 동작에서 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터(218)로 출력할 수 있다. 만약, 피크-투-피크의 값이 기 설정된 값 미만이면(525-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 529 동작에서 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터(218)로 출력할 수 있으며, 예를 들어 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다.
도 6a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 601 동작에서, 이전 주파수보다 큰 제 1 주파수를 가지는 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈의 완화를 위하여, 도 6a의 실시예를 수행하기 이전에 주파수를 증가시켰던 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 603 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 코일에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 전압의 크기와 연관된 정보에 대하여서는 도 5a를 참조하여 설명하였기 때문에, 여기에서의 더욱 상세한 설명은 생략하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 605 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 1 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 미리 지정된 제 1 값은 가청 노이즈의 크기가 가청 수준일 경우에 대응하는 피크-투-피크의 값으로, 실험적으로 설정될 수 있다.
한편, 미리 지정된 제 1 값은, 고정된 값일 수도 있고, 또는 변경 가능한 값일 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 요청에 기반하여 미리 지정된 제 1 값을 설정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)의 사용자는, 무선 전력 수신 장치(103)를 조작하여, 가청 노이즈 조정 명령을 입력할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 사용자로부터 입력되는 가청 노이즈 조정 명령에 기반하여, 가청 노이즈 조정 요청 패킷을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 포함된 마이크를 이용하여 가청 노이즈의 크기를 확인할 수 있다. 가청 노이즈의 크기가 임계 크기 이상인 경우에, 무선 전력 수신 장치(103)는, 가청 노이즈 조정 요청 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 패킷의 확인에 기반하여, 패킷의 확인 시점에 대응하는 피크-투-피크의 값을 미리 지정된 제 1 값으로 설정할 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈의 청음 여부를 문의하는 화면(또는, 음성 출력)을 제공할 수 있다. 사용자는, 자신이 가청 노이즈를 더 이상 청음할 수 없을 때까지, 가청 노이즈 조정 명령을 입력할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈 조정 명령을 입력받음에 기반하여, 가청 노이즈 조정 요청 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 패킷의 확인에 기반하여, 패킷의 확인 시점에 대응하는 피크-투-피크의 값을 새롭게 설정(예를 들어, 업데이트)할 수도 있다.
다른 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주변 환경에 기반하여 미리 지정된 값을 설정할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 마이크를 이용하여 주변 환경의 노이즈의 크기를 확인하거나, 또는 무선 전력 수신 장치(103)로부터 주변 환경의 노이즈의 크기에 대한 정보를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주변 환경의 노이즈의 크기가 상대적으로 큰 경우에는 가청 노이즈가 발생한다 하더라도 해당 가청 노이즈가 사용자에게 가청될 가능성이 낮으므로, 상대적으로 낮은 미리 지정된 값을 설정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주변 환경의 노이즈의 크기가 상대적으로 작은 경우에는 가청 노이즈가 발생하는 경우 해당 가청 노이즈가 사용자에게 가청될 가능성이 높으므로, 상대적으로 높은 미리 지정된 값을 설정할 수 있다. 또는, 반대로, 다른 예시에서는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 오히려 노이즈의 크기가 상대적으로 큰 경우에 큰 미리 지정된 값을 설정할 수도 있다. 해당 노이즈가, 무선 전력 송신 장치(101) 및/또는 무선 전력 수신 장치(103)에 의하여 발생되는 것일 수도 있으므로, 무선 전력 송신 장치(101)는, 노이즈의 크기가 상대적으로 큰 경우에 큰 미리 지정된 값을 설정하고, 노이즈의 크기가 상대적으로 작은 경우에 작은 미리 지정된 값을 설정할 수도 있다. 한편, 주변 노이즈 이외에도, 무선 전력 송신 장치(101)는, 밤 시간 동안에 상대적으로 낮은 미리 지정된 값을 설정하고, 낮 시간 동안에 상대적으로 높은 미리 지정된 값을 설정하는 등의, 다양한 파라미터가 이용될 수도 있으며, 그 종류에는 제한이 없다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 607 동작에서, 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 이상인 경우에는(607-예), 무선 전력 송신 장치(101)는 609 동작에서, 주파수를 증가하는 동작을 수행할 수 있다. 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 이상임은, 가청 노이즈의 크기가 감소하였음을 의미할 수 있으며, 이는 현재의 주파수 조정 (즉, 주파수 증가)이 가청 노이즈의 크기를 감소시켰음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 증가)를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)의 주파수 변경 정도(예를 들어, 증가 정도)는, 미리 설정된 크기(예를 들어, 약 1.27 kHz)만큼 주파수를 변경할 수 있으나, 이는 예시적인 것이다. 또는, 변경 정도는, 주파수 조정 이전의 최초 주파수에 대한 비율에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 최초 주파수가 127 kHz인 경우이고, 변경 정도가 1%인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 127 kHz의 1%인 1.27 kHz만큼씩 주파수를 변경할 수도 있으며, 이 경우에는 최초 주파수에 따라서 그 변경 정도가 달라질 수도 있다.
만약, 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 미만인 경우(607-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는 611 동작에서, 주파수를 감소하는 동작을 수행할 수 있다. 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 미만임은, 가청 노이즈의 크기가 증가하였음을 의미할 수 있으며, 이는 현재의 주파수 조정 (즉, 주파수 증가)이 가청 노이즈의 크기를 오히려 증가시켰음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 증가)를 중단하며, 주파수를 감소시킬 수 있다. 만약, 피크-투-피크의 값이 제 1 미리 지정된 값 미만인 경우에는(605-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 613 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다.
도 6b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 631 동작에서, 이전 주파수보다 큰 제 1 주파수를 가지는 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈의 완화를 위하여, 도 6b의 실시예를 수행하기 이전에 주파수를 감소시켰던 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 633 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 코일에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 635 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 1 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 1 값 이상인 경우(635-예), 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 637 동작에서, 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 이상인 경우에는(637-예), 무선 전력 송신 장치(101)는 639 동작에서, 주파수를 감소하는 동작을 수행할 수 있다. 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 이상임은, 가청 노이즈의 크기가 감소하였음을 의미할 수 있으며, 이는 현재의 주파수 조정 (즉, 주파수 감소)이 가청 노이즈의 크기를 감소시켰음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 감소)를 유지할 수 있다. 만약, 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 미만인 경우(637-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는 641 동작에서, 주파수를 증가하는 동작을 수행할 수 있다. 이전 피크-투-피크 값이, 현재 피크-투-피크 미만임은, 가청 노이즈의 크기가 증가하였음을 의미할 수 있으며, 이는 현재의 주파수 조정 (즉, 주파수 감소)이 가청 노이즈의 크기를 오히려 증가시켰음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 감소)를 중단하며, 주파수를 증가시킬 수 있다. 만약, 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 1 값 미만인 경우에는(635-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 643 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경 이전의 피크-투-피크의 값과 주파수 변경 이후의 피크-투-피크의 값에 따라서, 현재의 주파수 변경의 기조를 유지할 지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 최초 주파수 변경 시에는 디폴트된 조정 방향(예를 들어, 증가)으로 주파수를 변경할 수 있으나, 최초 주파수 변경 방식에는 제한이 없다.
도 6c는 다양한 실시예에 따른 주파수 조정에 따른 피크-투-피크의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 시점(t1)에서, 피크-투-피크의 값(661)을 확인할 수 있으며, 피크-투-피크의 값(661)이 미리 지정된 제 1 값(670) 이상임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크의 값(661)이 제 1 미리 지정된 값(670) 이상임에 기반하여 주파수를 변경할 수 있다. 예를 들어, 주파수의 변경이 최초임에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는 주파수를 디폴트 방향인 증가시킬 수 있으나, 주파수의 최초 변경 방향 및/또는 최초 변경 방향을 결정하는 방식에는 제한이 없다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 시점(t2)에서, 피크-투-피크의 값(662)을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 시점(t2)에서, 피크-투-피크의 값(662)이 미리 지정된 제 1 값(670) 이상임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(증가) 이후의 피크-투-피크의 값(662)이, 주파수 변경(증가) 이전의 피크-투-피크의 값(661) 보다 큰 것을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(증가) 이후의 피크-투-피크의 값(662)이, 주파수 변경(증가) 이전의 피크-투-피크의 값(661)보다 큰 것에 기반하여, 주파수 변경의 기조를 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경의 기조를 기존의 증가로부터 감소로 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수를 감소시키며, 이후 제 3 시점(t3)에서 피크-투-피크의 값(663)을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 3 시점(t3)에서, 피크-투-피크의 값(663)이 미리 지정된 제 1 값(670) 이상임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(감소) 이후의 피크-투-피크의 값(663)이, 주파수 변경(감소) 이전의 피크-투-피크의 값(662) 보다 작은 것을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(감소) 이후의 피크-투-피크의 값(663)이, 주파수 변경(감소) 이전의 피크-투-피크의 값(662)보다 작은 것에 기반하여, 주파수 변경의 기조를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 4 시점(t4), 제 5 시점(t5)에서, 피크-투-피크의 값들(664,665)을 확인할 수 있으며, 확인된 값들(664,665)이 미리 지정된 제 1 값(670) 이상임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 5 시점(t5)에서도 주파수를 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 6 시점(t6)에서, 피크-투-피크의 값들(666)을 확인할 수 있으며, 확인된 피크-투-피크의 값(666)이 미리 지정된 제 1 값(670) 미만임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크의 값(666)이 미리 지정된 제 1 값(670) 미만임에 기반하여, 주파수를 유지할 수 있다.
도 7은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 701 동작에서, 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 정보(예를 들어, 충전 모드(급속 충전 모드, 또는 일반 충전 모드)에 기반하여 제 1 주파수를 설정할 수 있으나, 그 설정의 방식에는 제한이 없다. 703 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 705 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 1 값 이상인지 여부를, 지정된 조건을 만족하는지 여부로서 확인할 수 있으나, 지정된 조건에는 제한이 없다.
피크-투-피크의 값이 미리 지정된 조건을 만족하는 경우(705-예), 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 707 동작에서, 피크-투-피크의 값에 기반하여, 제 2 주파수를 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크 및 주파수 사이의 연관 정보, 또는 피크-투-피크 및 주파수의 변경 정도 사이의 연관 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 연관 정보, 및 확인된 피크-투-피크에 기반하여, 제 2 주파수를 확인할 수 있다. 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 수학식 1를 이용하여, ω를 변수로 한 경우의 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 값 미만이 되도록 하는 제 2 주파수를 계산할 수도 있다. 또 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 입력 값(예를 들어, 송신 코일(213)에 인가되는 전압, 전류, 주파수, M, 무선 전력 수신 장치에서 측정된 값(예를 들어, VREC, RL))을 입력받아, 주파수를 출력하는 인공지능 모델을 저장할 수도 있으며, 입력 값에는 제한이 없다. 인공지능 모델은, 예를 들어 일정 범위에 포함되는 피크-투-피크의 값을 보상(reward)으로 하여 트레이닝된 강화학습 모델일 수 있으나, 인공지능 모델의 종류에는 제한이 없다. 해당 강화학습 모델은, 피크-투-피크 값이 일정 범위에 포함되도록 강화학습 모델 내의 적어도 하나의 파라미터가 학습될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 강화학습 모델에 적어도 하나의 입력값을 입력할 수 있으며, 이에 따라 제 2 주파수를 확인할 수도 있다. 한편, 상술한 변경 이후의 주파수(예를 들어, 제 2 주파수)를 결정하는 방식은 단순히 예시적인 것으로, 그 결정 방식에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 709 동작에서, 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 한편, 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하지 못하면(705-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 711 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다.
도 8a는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 801 동작에서, 이전 주파수보다 큰 제 1 주파수로 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈의 완화를 위하여, 도 8a의 실시예를 수행하기 이전에 주파수를 증가시켰던 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 803 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 코일에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 805 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 제 2 미리 지정된 값은 ASK 방식에 기반한 디코딩의 성공율이 지정된 수준 경우에 대응하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 피크-투-피크의 값이 낮을수록 디코딩의 성공율이 저하될 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신 장치(101)는 피크-투-피크의 값이 일정 수준, 예를 들어 미리 지정된 제 2 값 미만으로 감소하지 않도록 구현될 수 있다.
현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하인 경우(805-예), 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 807 동작에서, 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 이상인 경우에는(807-예), 무선 전력 송신 장치(101)는 809 동작에서, 주파수를 증가하는 동작을 수행할 수 있다. 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 이상임은, 피크-투-피크의 값이 증가하였음을 의미할 수 있으며, 이는 현재의 주파수 조정 (즉, 주파수 증가)이 피크-투-피크의 값을 증가시켰음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 증가)를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)의 주파수 변경 정도(예를 들어, 증가 정도)는, 미리 설정된 크기(예를 들어, 약 1.27 kHz)만큼 주파수를 변경할 수 있으나, 이는 예시적인 것이다. 또는, 변경 정도는, 주파수 조정 이전의 최초 주파수에 대한 비율에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 최초 주파수가 127 kHz인 경우이고, 변경 정도가 1%인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 127 kHz의 1%인 1.27 kHz만큼씩 주파수를 변경할 수도 있으며, 이 경우에는 최초 주파수에 따라서 그 변경 정도가 달라질 수도 있다.
만약, 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 미만인 경우(807-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는 811 동작에서, 주파수를 감소하는 동작을 수행할 수 있다. 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 미만임은, 피크-투-피크의 값이 감소하였음을 의미할 수 있으며, 이는 현재의 주파수 조정 (즉, 주파수 증가)이 피크-투-피크의 값의 크기를 오히려 감소시켰음을 의미할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 증가)를 중단하며, 주파수를 감소시킬 수 있다. 만약, 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 초과인 경우에는(805-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 813 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다.
도 8b는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 831 동작에서, 이전 주파수보다 큰 제 1 주파수로 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 가청 노이즈의 완화를 위하여, 도 8b의 실시예를 수행하기 이전에 주파수를 감소시켰던 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 833 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 코일에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 835 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
현재 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하인 경우(835-예), 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 837 동작에서, 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 이상인 경우에는(837-예), 무선 전력 송신 장치(101)는 839 동작에서, 주파수를 감소하는 동작을 수행할 수 있다. 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 이상임은, 피크-투-피크의 값이 증가하였음을 의미할 수 있으며, 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 감소)를 유지할 수 있다. 만약, 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 미만인 경우(837-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는 841 동작에서, 주파수를 증가하는 동작을 수행할 수 있다. 현재 피크-투-피크 값이, 이전 피크-투-피크 미만임은, 피크-투-피크의 값이 감소하였음을 의미할 수 있으며, 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 조정 기조(즉, 주파수 감소)를 중단하며, 주파수를 증가시킬 수 있다. 만약, 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 초과인 경우에는(835-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 843 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경 이전의 피크-투-피크의 값과 주파수 변경 이후의 피크-투-피크의 값에 따라서, 현재의 주파수 변경의 기조를 유지할 지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 최초 주파수 변경 시에는 디폴트된 조정 방향(예를 들어, 증가)으로 주파수를 변경할 수 있으나, 최초 주파수 변경 방식에는 제한이 없다.
도 8c는 다양한 실시예에 따른 주파수 조정에 따른 피크-투-피크의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 8c에서의 제 1 시점(t1) 내지 제 5 시점(t5) 동안의 동작 중 적어도 일부는 도 6c를 참조하여 설명하였으므로, 여기에서의 설명은 생략하도록 한다. 제 5 시점(t5)에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수를 감소시킬 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 6 시점(t6)에서 피크-투-피크의 값(681)을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 6 시점(t6)에서, 피크-투-피크의 값(681)이 미리 지정된 제 2 값(671) 이하임을 확인할 수 있다. 피크-투-피크의 값(681)이 미리 지정된 제 2 값(671) 이하임에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수를 변경(예를 들어, 감소)할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 7 시점(t7)에서, 피크-투-피크의 값(682)이 미리 지정된 제 2 값(671) 이하임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(감소) 이후의 피크-투-피크의 값(682)이, 주파수 변경(감소) 이전의 피크-투-피크의 값(681) 보다 작은 것을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(감소) 이후의 피크-투-피크의 값(682)이, 주파수 변경(감소) 이전의 피크-투-피크의 값(681)보다 작은 것에 기반하여, 주파수 변경의 기조를 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 8 시점(t8)에서, 피크-투-피크의 값(683)이 미리 지정된 제 2 값(671) 이하임을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(증가) 이후의 피크-투-피크의 값(683)이, 주파수 변경(증가) 이전의 피크-투-피크의 값(683) 보다 큰 것을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(증가) 이후의 피크-투-피크의 값(683)이, 주파수 변경(증가) 이전의 피크-투-피크의 값(682)보다 큰 것에 기반하여, 주파수 변경의 기조를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수를 변경(증가)시킬 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경(증가) 이후의 제 9 시점(t9)에서의 피크-투-피크의 값(684)이 미리 지정된 제 2 값(671) 초과임을 확인할 수 있으며, 주파수를 유지할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 따른 실시예와, 도 8a 및 도 8b에 따른 실시예가 적용되는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 (671) 초과 미리 지정된 제 1 값(670) 이하의 범위에 포함되도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 가청 노이즈를 억제하면서, 디코딩 성공률도 일정 수준 이상이 보장될 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 901 동작에서 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 903 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 소음 감소 동작을 위하여 설정된 트리거가 확인되는지 여부를 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 가청 노이즈 조정 요청 패킷의 수신을, 트리거로서 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)의 사용자는, 무선 전력 수신 장치(103)를 조작하여, 가청 노이즈 조정 명령을 입력할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 사용자로부터 입력되는 가청 노이즈 조정 명령에 기반하여, 가청 노이즈 조정 요청 패킷을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 포함된 마이크를 이용하여 가청 노이즈의 크기를 확인할 수 있다. 가청 노이즈의 크기가 임계 크기 이상인 경우에, 무선 전력 수신 장치(103)는, 가청 노이즈 조정 요청 패킷을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 패킷의 확인에 기반하여, 트리거가 검출된 것으로 확인할 수 있다. 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 마이크를 이용하여 주변 환경의 노이즈의 크기를 확인하거나, 또는 무선 전력 수신 장치(103)로부터 주변 환경의 노이즈의 크기에 대한 정보를 수신할 수 있다. 주변 환경의 노이즈의 크기가 지정된 범위에 포함됨에 기반하여, 트리거가 검출된 것으로 확인할 수도 있다. 또 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 현재 시간이, 지정된 시간 범위(예를 들어, 밤 시간)에 포함됨에 기반하여, 트리거가 검출된 것으로 확인할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 측정된 결과 및/또는 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 데이터에 기반하여, 트리거의 검출 여부를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 905 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 코일에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 907 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우(907-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 909 동작에서, 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하지 않는 경우(907-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 911 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 예를 들어 정류 전압의 크기에 대한 피크-투-피크가 지정된 조건을 만족하는 경우, 무선 전력 송신 장치(101)에 트리거를 위한 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 트리거를 위한 신호의 수신에 기반하여, 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터로 출력할 수도 있다.
도 10은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 1001 동작에서 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 1003 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 1005 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다.
피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우(1005-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1007 동작에서, 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1009 동작에서, 송신 전력의 크기를 보상하기 위한 구동 전압의 조정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 주파수의 조정에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 무선 전력 수신 장치(103)로 제공되는 전력의 크기도 변경될 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)가 요구하는 크기로 전력을 인가하도록 DC/DC 컨버터(217)에서 출력되는 구동 전압(VDD)을 조정할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수(또는, 주파수의 변경 정도) 및 구동 전압(또는, 구동 전압의 변경 정도) 사이의 연관 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 저장된 연관 정보 및 변경된 주파수에 기반하여, 구동 전압의 크기를 결정할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 계산에 기반하거나, 또는 인공지능 모델에 기반하여, 구동 전압의 크기를 결정할 수 있으며, 그 결정 방식에는 제한이 없다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터의 전력 조정 요청(예를 들어, CEP)을 확인할 수 있으며, 이에 기반하여 구동 전압을 변경할 수도 있다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하지 않는 경우(1005-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1011 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다.
도 11은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 1101 동작에서 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 1103 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 1105 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우(1105-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1107 동작에서, 제 2 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1109 동작에서 무선 전력 수신 장치(103)로 로드 변경을 요청할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 로드 변경을 요구하는 패킷을 무선 전력 수신 장치(103)로 제공할 수 있다. 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 로드의 증가 또는 감소를 요구하는 패킷을 무선 전력 수신 장치(103)로 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 스위치들(231,232,233,234) 중 적어도 하나의 온/오프 상태를 제어하도록 요구하는 패킷을 무선 전력 수신 장치(103)로 제공할 수도 있다. 무선 전력 수신 장치(103)에서의 로드 변경을 야기하는 패킷이라면 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 패킷의 수신에 기반하여 로드를 변경(예를 들어, 스위치들(231,232,233,234) 중 적어도 하나의 온/오프 상태를 제어, 및/또는 차저(244)의 출력 전압 및/또는 출력 전류의 제어)할 수 있으며, 로드의 변경 방식에는 제한이 없다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하지 않는 경우(1105-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1111 동작에서, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 동작 주파수의 조정뿐만 아니라, 무선 전력 수신 장치(103)로 하여금 로드를 변경하도록 요청할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)도 로드를 함께 변경함에 따라서, 가청 노이즈의 크기가 낮아질 가능성이 높아질 수 있다.
도 12는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 1201 동작에서 제 1 주파수의 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터로 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 1202 동작에서, 제 1 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 커패시터들(261,262,263,264) 전체를 변조에 이용할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치들(231,232,233,234)을 동시에 온/오프함으로써, ASK 변조를 수행할 수 있으며, 커패시터들(261,262,263,264) 전체를 이용한 변조를 제 1 로드 상태로 변조로 명명할 수 있다. 1203 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 포함된 송신 코일(213)에 인가되는 전압의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 이 동안, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제 1 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제 1 로드 상태로 변조를 수행하는 동작의 적어도 일부로, 스위치들(231,232,233,234) 모두를 이용하여, 변조를 수행하는 것을 상정하도록 한다. 1205 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다. 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하지 않는 경우(1205-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 제어 신호의 출력을 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우(1205-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1207 동작에서, 무선 전력 수신 장치(103)로 로드 변경을 요청할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 로드 변경을 요청받음에 기반하여, 1208 동작에서, 제 2 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제 2 로드 상태로 변조를 수행하는 동작의 적어도 일부로, 스위치들(231,232,233,234) 중 일부 스위치를 이용하여, 변조를 수행하는 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 수신 장치(103)에서의 로드가 변경됨에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 커패시터에서의 전압의 피크-투-피크의 값이 감소할 수 있다. 만약, 오히려 피크-투-피크의 값이 증가되는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 다시 로드를 변경할 것을 무선 전력 수신 장치(103)로 요청할 수도 있다. 또는, 로드 변경 이후에도, 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 다시 로드를 변경할 것을 무선 전력 수신 장치(103)로 요청할 수도 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 더 이상 로드를 변경할 수 없다는 취지의 패킷을 변조할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 해당 패킷의 확인에 기반하여, 동작 주파수의 변경을 수행하도록 설정될 수도 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크가 제 2 임계치 이하인 것을 확인할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로 로드 변경을 요청할 수도 있으며, 이에 따라 디코딩 성공율이 지정된 수준 이상을 유지할 수 있다.
도 13은, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)(예를 들어, 컨트롤러(250))는, 1301 동작에서, 제 1 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 커패시터들(261,262,263,264) 전체를 변조에 이용할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치들(231,232,233,234)을 동시에 온/오프함으로써, ASK 변조를 수행할 수 있으며, 커패시터들(261,262,263,264) 전체를 이용한 변조를 제 1 로드 상태로 변조로 명명할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 1303 동작에서, 수신 전력의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 수신 코일(221)에 인가되는 전압을, 수신 전력의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 수신 코일(221)에 인가되는 전압을 처리(예를 들어, 필터링)한 정보를, 수신 전력의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류 회로(255)의 출력단에 인가되는 전압을, 수신 전력의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 레귤레이터(242)의 출력단에 인가되는 전압을, 수신 전력의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수 있으며, 수신 전력의 크기와 연관된 정보에는 제한이 없다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(103)는, 상술한 다양한 지점에서의 전압을 측정할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. 한편, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전압에 추가적으로(또는 대체적으로), 전류, 전력, 또는 임피던스 중 적어도 하나를 수신 전력의 크기와 연관된 정보로서 확인할 수도 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 1305 동작에서, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 지 여부를 확인할 수 있다. 제 1 로드 상태로의 변조에 따라, 확인된 정보에서 변조 주파수에 대응하는 리플이 발생할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 변조 주파수에 대응하는 리플의 피크-투-피크의 값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치들(231,232,233,234)이 온 상태인 경우의 값과, 스위치들(231,232,233,234)이 오프 상태인 경우의 값 사이의 차이를, 피크-투-피크로서 확인할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 피크-투-피크가 가청 노이즈가 지정된 크기 이상임을 나타내는 지정된 조건을 만족하는 지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 지정된 조건은, 무선 전력 송신 장치(101)가 이용하는 것으로 설명된 적어도 하나의 조건 중 적어도 일부를 포함할 수 있으며, 제한은 없다.
다양한 실시예에 따라서, 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는 경우(1305-예), 무선 전력 수신 장치(103)는, 1307 동작에 제 2 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 4개의 커패시터들(261,262,263,264)을 대신하여, 2개의 커패시터들(261,262)을 이용하여 변조를 수행할 수 있다. 하지만, 변조를 위한 커패시터의 개수가 감소하는 것은 단순히 예시적인 것으로, 커패시터의 변경 예시에는 제한이 없다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 레귤레이터(242)의 출력단에서의 전압 및/또는 전류를 조정함으로써, 수학식 2의 RL을 조정할 수도 있다. 이에 따라, 피크-투-피크가 감소할 수 있으며, 가청 노이즈의 크기가 감소할 수 있다. 한편, 지정된 조건이 만족되지 않는 경우(1305-아니오), 무선 전력 수신 장치(103)는 제 1 로드 상태로의 변조를 유지할 수 있다.
도 14는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)(예를 들어, 컨트롤러(250))는, 1401 동작에서, 제 1 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 1403 동작에서, 수신 전력의 크기와 연관된 정보를 확인할 수 있다. 1405 동작에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 확인된 정보에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 지정된 제 1 조건을 만족하는 지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 제 1 피크-투-피크의 값은, 도 13을 참조하여 설명하였던 다양한 피크-투-피크의 값들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 조건은 도 13을 참조하여 설명하였던 지정된 조건일 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 1407 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)에서 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값을 요청할 수 있다. 예를 들어, 제 2 피크-투-피크의 값은, 도 5a를 참조하여 설명하였던 무선 전력 송신 장치(101)가 확인한 피크-투-피크의 값들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1409 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)에서 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값을 무선 전력 수신 장치(103)로 제공할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 1411 동작에서, 제 2 피크-투-피크의 값이 지정된 제 2 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기에서, 제 2 조건은, 무선 전력 송신 장치(101)에서 디코딩 성공률이 지정된 값 이상임을 담보할 수 있는 조건일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)가, 피크-투-피크의 값을 감소시키기 위한 동작을 수행한다면, 무선 전력 송신 장치(101)에서의 피크-투-피크의 값 또한 감소할 것이다. 하지만, 무선 전력 송신 장치(101)의 피크-투-피크의 값이 지나치게 낮은 값을 가지는 경우는, 디코딩의 성공률이 지정된 값을 하회할 수도 있음을 의미할 수도 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 피크-투-피크의 값을 감소시키기 위한 동작을 수행하기 이전에, 무선 전력 송신 장치(101)가 디코딩을 성공적으로 수행할 수 있는지 여부와 연관된 제 2 조건의 만족 여부를 확인할 수 있다. 제 2 조건이 만족하는 경우에는(1411-예), 무선 전력 수신 장치(103)는 1413 동작에서, 제 2 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 만약, 제 2 조건이 만족하지 않는 경우에는(1411-아니오), 무선 전력 수신 장치(103)는, 제 1 로드 상태로의 변조를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터의 제 2 피크-투-피크의 값에 기반하여, 제 2 로드 상태를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 제 2 피크-투-피크의 값이 상대적으로 큰 것으로 확인되는 경우, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제 1 피크-투-피크의 값 및/또는 제 2 피크-투-피크의 값을 상대적으로 크게 감소시킬 수 있도록 제 2 로드 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 2 피크-투-피크의 값이 상대적으로 작은 것으로 확인되는 경우, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제 1 피크-투-피크의 값 및/또는 제 2 피크-투-피크의 값을 상대적으로 크게 증가시킬 수 있도록 제 2 로드 상태를 결정할 수 있다
도 15는, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)(예를 들어, 컨트롤러(250))는, 1501 동작에서, 제 1 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 1503 동작에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)에서 확인되는 피크-투-피크의 값을 수신할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)에 피크-투-피크의 값을 요청하고, 요청에 대한 응답으로서의 피크-투-피크의 값을 수신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 피크-투-피크의 값을 주기적 또는 비주기적으로 무선 전력 수신 장치(103)로 제공하도록 설정될 수도 있다. 예를 들어, 피크-투-피크의 값은, 도 5a를 참조하여 설명하였던 무선 전력 송신 장치(101)가 확인한 피크-투-피크의 값들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 1505 동작에서, 수신된 피크-투-피크의 값이 지정된 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기에서, 지정된 조건은, 피크-투-피크의 값을 감소시키도록 설정된 조건으로서, 상술한 다양한 조건들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 지정된 조건을 만족함에 기반하여(1505-예), 무선 전력 수신 장치(103)는, 1507 동작에서, 제 2 로드 상태로 변조를 수행할 수 있다. 만약, 지정된 조건이 만족되지 않는 경우(1505-아니오), 무선 전력 수신 장치(103)는 제 1 로드 상태로의 변조를 유지할 수 있다.
이하에서는, 도 16을 참조하여, 무선 전력 송신 장치(101) 및/또는 무선 전력 수신 장치(103)의 일 예시인 전자 장치(1601)에 대하여 설명하도록 한다.
도 16은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1600) 내의 전자 장치(1601)의 블록도이다. 도 16을 참조하면, 네트워크 환경(1600)에서 전자 장치(1601)는 제 1 네트워크(1698)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1602)(예: 외부 전자 장치(1603))와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1699)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1604) 또는 서버(1608)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1601)는 서버(1608)를 통하여 전자 장치(1604)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1601)는 프로세서(1620), 메모리(1630), 입력 모듈(1650), 음향 출력 모듈(1655), 디스플레이 모듈(1660), 오디오 모듈(1670), 센서 모듈(1676), 인터페이스(1677), 연결 단자(1678), 햅틱 모듈(1679), 카메라 모듈(1680), 전력 관리 모듈(1688), 배터리(1689), 통신 모듈(1690), 가입자 식별 모듈(1696), 또는 안테나 모듈(1697)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1601)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1678))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1676), 카메라 모듈(1680), 또는 안테나 모듈(1697))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1660))로 통합될 수 있다.
프로세서(1620)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1640))를 실행하여 프로세서(1620)에 연결된 전자 장치(1601)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1620)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1676) 또는 통신 모듈(1690))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1632)에 저장하고, 휘발성 메모리(1632)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1634)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1620)는 메인 프로세서(1621)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1623)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1601)가 메인 프로세서(1621) 및 보조 프로세서(1623)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1623)는 메인 프로세서(1621)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1623)는 메인 프로세서(1621)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1623)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1621)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1621)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1621)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1621)와 함께, 전자 장치(1601)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1660), 센서 모듈(1676), 또는 통신 모듈(1690))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1623)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1680) 또는 통신 모듈(1690))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1623)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(1601) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1608))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(1630)는, 전자 장치(1601)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1620) 또는 센서 모듈(1676))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1640)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1630)는, 휘발성 메모리(1632) 또는 비휘발성 메모리(1634)를 포함할 수 있다.
프로그램(1640)은 메모리(1630)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1642), 미들 웨어(1644) 또는 어플리케이션(1646)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1650)은, 전자 장치(1601)의 구성요소(예: 프로세서(1620))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1601)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1650)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1655)은 음향 신호를 전자 장치(1601)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1655)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1660)은 전자 장치(1601)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1660)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1660)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1670)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1670)은, 입력 모듈(1650)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1655), 또는 전자 장치(1601)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602)(예: 외부 전자 장치(1603)))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1676)은 전자 장치(1601)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. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1676)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(1677)는 전자 장치(1601)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602)(예: 외부 전자 장치(1603)))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1677)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1678)는, 그를 통해서 전자 장치(1601)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602)(예: 외부 전자 장치(1603)))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1678)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1679)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1679)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1680)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1680)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1688)은 전자 장치(1601)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1688)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1689)는 전자 장치(1601)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1689)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1690)은 전자 장치(1601)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1602)(예: 외부 전자 장치(1603)), 전자 장치(1604), 또는 서버(1608)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1690)은 프로세서(1620)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1690)은 무선 통신 모듈(1692)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1694)(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(1698)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1699)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(1604)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1692)은 가입자 식별 모듈(1696)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1698) 또는 제 2 네트워크(1699)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1601)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1692)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1692)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1692)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1692)은 전자 장치(1601), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1604)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1699))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1692)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1697)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1697)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1697)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1698) 또는 제 2 네트워크(1699)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1690)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1690)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1697)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1697)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1699)에 연결된 서버(1608)를 통해서 전자 장치(1601)와 외부의 전자 장치(1604)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1602, 또는 1604) 각각은 전자 장치(1601)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1601)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1602, 1604, 또는 1608) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1601)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1601)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1601)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1601)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(1601)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1604)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1608)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1604) 또는 서버(1608)는 제 2 네트워크(1699) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1601)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))는, 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213)), 구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터(예를 들어, DC/DC 컨버터(217)), 상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 출력하도록 설정된 인버터(예를 들어, 인버터(218)), 및 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))를 포함하고, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하고, 여기에서, 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 출력하고, 상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안, 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하고, 상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하도록 설정되고, 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))는, 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))에 인가되는 상기 신호의 복조를 수행하도록 설정된 복조 회로(예를 들어, 복조 회로(214))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 복조 회로(예를 들어, 복조 회로(214))는, 상기 복조된 전압에 대하여 저대역통과필터링을 수행하도록 더 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작의 적어도 일부로, 상기 교류 전력의 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 작은 경우, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하고, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작의 적어도 일부로, 상기 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 큰 경우, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하고, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 피크-투-피크의 값에 기반하여, 상기 제 2 주파수를 확인하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 지정된 제 2 값을 초과하도록 설정된 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작의 적어도 일부로, 소음 감소 동작을 위한 트리거의 발생 검출에 기반하여, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력함에 기반하여, 상기 DC/DC 컨버터(예를 들어, DC/DC 컨버터(217))로부터 출력되는 상기 구동 전압을 조정하도록 상기 DC/DC 컨버터(예를 들어, DC/DC 컨버터(217))를 제어하도록 더 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))는, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 설정된 제 1 값 이상임에 기반하여, 무선 전력 수신 장치로 로드 변경을 요청하기 위한 변조를 수행하도록 더 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213)), 구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터(예를 들어, DC/DC 컨버터(217)), 상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 출력하도록 설정된 인버터(예를 들어, 인버터(218)), 및 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))를 포함하는 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))의 동작 방법은, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작, 여기에서, 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 출력하고, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안, 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하는 동작, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작을 포함하고, 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))는, 상기 신호의 복조를 수행하도록 설정된 복조 회로(예를 들어, 복조 회로(214))를 더 포함하고, 상기 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))의 동작 방법은, 상기 복조 회로(예를 들어, 복조 회로(214))에 의하여, 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))에 인가되는 상기 신호를 복조함으로써 상기 복조된 전압을 생성하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))의 동작 방법은, 상기 복조 회로(예를 들어, 복조 회로(214))에 의하여, 상기 복조된 전압에 대하여 저대역통과필터링을 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작은, 상기 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 작은 경우, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작, 및 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작은, 상기 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 큰 경우, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작, 및 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일(예를 들어, 송신 코일(213))로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작은, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값에 기반하여, 상기 제 2 주파수를 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))의 동작 방법은, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 지정된 제 2 값을 초과하도록 설정된 적어도 하나의 동작을 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력하는 동작은, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 소음 감소 동작을 위한 트리거의 발생 검출에 기반하여, 상기 제 2 주파수로 제어하기 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))의 동작 방법은, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터(예를 들어, 인버터(218))로 출력함에 기반하여, 상기 구동 전압을 조정하도록 상기 DC/DC 컨버터(예를 들어, DC/DC 컨버터(217))를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 송신 장치(예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101))의 동작 방법은, 상기 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(215))에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 설정된 제 1 값 이상임에 기반하여, 무선 전력 수신 장치로 로드 변경을 요청하기 위한 변조를 수행하는 동작을 더 포함할 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 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 무선 전력 송신 장치(1601)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1636) 또는 외장 메모리(1638))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1640))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1601))의 프로세서(예: 프로세서(1620))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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 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 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 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 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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.
Claims (20)
- 무선 전력 송신 장치에 있어서,
송신 코일;
구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터;
상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하도록 설정된 인버터, 및
컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는:
제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터로 출력하고-상기 인버터는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력함-,
상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안, 상기 송신 코일에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하고,
상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하도록 설정되고,
상기 인버터는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하는 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 송신 코일에 인가되는 상기 신호의 복조를 수행하도록 설정된 복조 회로
를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 복조 회로는, 상기 복조된 전압에 대하여 저대역통과필터링을 수행하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작의 적어도 일부로,
상기 교류 전력의 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 작은 경우:
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하고,
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작의 적어도 일부로,
상기 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 큰 경우:
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하고,
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작의 적어도 일부로,
상기 제 1 피크-투-피크의 값에 기반하여, 상기 제 2 주파수를 확인하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 지정된 제 2 값을 초과하도록 설정된 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작의 적어도 일부로, 소음 감소 동작을 위한 트리거의 발생 검출에 기반하여, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력함에 기반하여, 상기 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 상기 구동 전압을 조정하도록 상기 DC/DC 컨버터를 제어하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 설정된 제 1 값 이상임에 기반하여, 무선 전력 수신 장치로 로드 변경을 요청하기 위한 변조를 수행하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치. - 송신 코일, 구동 전압을 출력하도록 설정된 DC/DC 컨버터, 상기 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하도록 설정된 인버터, 및 컨트롤러를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 컨트롤러에 의하여, 제 1 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작-상기 인버터는, 상기 제 1 제어 신호에 기반하여 상기 제 1 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력함-;
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 1 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안, 상기 송신 코일에 인가되는 신호를 복조함으로써 생성되는 복조된 전압을 측정하는 동작;
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 복조된 전압에 기반하여 확인되는 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 설정된 제 1 값 이상이면, 상기 제 1 제어 신호를 대신하여, 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작을 포함하고,
상기 인버터는, 상기 제 2 제어 신호에 기반하여 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 출력하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치는, 상기 신호의 복조를 수행하도록 설정된 복조 회로를 더 포함하고,
상기 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은, 상기 복조 회로에 의하여, 상기 송신 코일에 인가되는 상기 신호를 복조함으로써 상기 복조된 전압을 생성하는 동작
을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 복조 회로에 의하여, 상기 복조된 전압에 대하여 저대역통과필터링을 수행하는 동작
을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작은,
상기 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 작은 경우:
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작, 및
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작
을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작은,
상기 주파수가 상기 제 1 주파수이기 이전의 주파수인 제 3 주파수가 상기 제 1 주파수보다 큰 경우:
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 작은 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작, 및
상기 제 1 피크-투-피크의 값이, 상기 제 3 주파수를 가지는 상기 교류 전력이 상기 송신 코일로 인가되는 동안 확인되는 제 2 피크-투-피크의 값 초과임에 기반하여, 상기 제 1 주파수보다 큰 상기 제 2 주파수를 확인하는 동작
을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작은,
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값에 기반하여, 상기 제 2 주파수를 확인하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 미리 지정된 제 2 값 이하임에 기반하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 지정된 제 2 값을 초과하도록 설정된 적어도 하나의 동작을 수행하는 동작
을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 동작은,
상기 컨트롤러에 의하여, 소음 감소 동작을 위한 트리거의 발생 검출에 기반하여, 상기 제 2 주파수로 제어하기 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 2 주파수의 상기 교류 전력의 생성을 위한 상기 제 2 제어 신호를 상기 인버터로 출력함에 기반하여, 상기 구동 전압을 조정하도록 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 동작
을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러에 의하여, 상기 제 1 피크-투-피크의 값이 상기 미리 설정된 제 1 값 이상임에 기반하여, 무선 전력 수신 장치로 로드 변경을 요청하기 위한 변조를 수행하는 동작
을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
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| KR1020210115070A KR20230032332A (ko) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법 |
| EP22864824.2A EP4344024A1 (en) | 2021-08-30 | 2022-05-31 | Wireless power transmitter for wirelessly transmitting power, wireless power receiver for wirelessly receiving power, and method for operating same |
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