KR20230071128A - 멀티 코일 무선 충전 디바이스의 디지털 핑 선택 - Google Patents

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KR20230071128A
KR20230071128A KR1020237009069A KR20237009069A KR20230071128A KR 20230071128 A KR20230071128 A KR 20230071128A KR 1020237009069 A KR1020237009069 A KR 1020237009069A KR 20237009069 A KR20237009069 A KR 20237009069A KR 20230071128 A KR20230071128 A KR 20230071128A
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KR1020237009069A
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에릭 하인델 굿차일드
데이비드 러셀
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아이라, 인크.
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Abstract

무선 충전을 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 충전 디바이스는 충전 표면 상에 제공되는 복수의 충전 셀, 충전 회로 및 컨트롤러를 갖는다. 컨트롤러는 충전 회로가 충전 표면에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답을 스캔하기 위해 아날로그 핑 프로세스를 사용하여 복수의 충전 코일로부터 핑을 송신하게 하도록 구성될 수 있다. 아날로그 프로세스로 핑의 전송에 응답하여 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 복수의 충전 코일의 충전 코일의 서브세트가 결정될 수 있다. 후속으로, 컨트롤러는 그 다음에 디지털 핑 프로세스를 사용하여 충전 코일의 서브세트로부터 핑을 전송한다. 충전 코일의 서브세트의 하나 이상의 충전 코일의 조합은 그 다음에 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 선택될 수 있다.

Description

멀티 코일 무선 충전 디바이스의 디지털 핑 선택
우선권 주장
본 출원은 2021년 8월 11일자로 미국 특허청에 출원된 정식 특허 출원 번호 제17/400,053호 및 2020년 8월 16일자로 미국 특허청에 출원된 가특허 출원 번호 제63/066,313호에 대한 우선권 및 이익을 주장하고, 본 출원의 전체 내용은 전체적으로 아래에 완전히 진술된 바와 같이 그리고 모든 적용가능한 목적을 위해 본원에 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 모바일 컴퓨팅 디바이스의 배터리를 포함하는 배터리의 무선 충전에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 무선 충전 디바이스에 대한 충전 코일 선택을 획득하기 위해 무선 충전 디바이스에 의한 디지털 핑 선택에 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.
기존 무선 충전 시스템은 전형적으로 수신 디바이스가 무선 충전을 위한 기지국 내의 송신 코일 상에 존재하는지 또는 근접하는지를 결정하기 위해 "핑(Ping)"을 사용한다. 송신기 코일은 인덕턴스(L) 및 공진 LC 회로를 획득하기 위해 송신 코일에 결합되는 커패시턴스(C)를 갖는 공진 커패시터를 갖는다. 핑은 전력을 공진 LC 회로에 전달함으로써 생성된다. 전력은 송신기가 수신 디바이스로부터 응답을 청취하는 동안에 지속시간(duration of time) 동안 인가된다. 추가적으로, 멀티-코일 무선 충전 디바이스에서, 핑은 수신 디바이스에서 배터리를 충전하기 위해 사용할 최적의 코일 조합을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
무선 충전 능력의 개선은 모바일 디바이스의 지속적으로 증가하는 복잡성 및 변화하는 폼 팩터(form factor)를 지원하기 위해 요구된다. 예를 들어, 무선 충전 디바이스에 의한 수신 디바이스를 충전하기 위해 사용할 최적의 코일 조합의 더 빠른 결정에 대한 필요성이 존재한다
도 1은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전 디바이스에 의해 제공되는 충전 표면 상에 제공될 수 있는 충전 셀의 예를 예시한다.
도 2는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전 디바이스에 의해 제공되는 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 3은 충전 셀의 다수의 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 무선 충전 디바이스에 의해 제공되는 충전 표면의 세그먼트 내에 오버레이될 때 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구성되는 충전 셀의 다수의 층을 이용하는 충전 디바이스의 충전 표면에 의해 제공되는 전력 전송 영역의 배열을 예시한다.
도 5는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 모바일 통신 디바이스의 위치 및/또는 방향을 결정하기 위한 차동 용량 감지의 사용을 예시한다.
도 6은 각각의 충전 셀이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 다수의 코일을 포함할 때 수행되는 검색의 특정 양태를 예시한다.
도 7은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수행되는 검색에 수반되는 3개의 예시된 충전 셀을 포함하는 다수의 충전 셀을 갖는 충전 표면을 예시한다.
도 8은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전 디바이스에 의해 수행될 수 있는 검색 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 9는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 예시한다.
도 10은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답의 제1 예를 예시한다.
도 11은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답의 제2 예를 예시한다.
도 12는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 수동 핑에 대한 응답에서 관찰된 차이의 예를 예시한다.
도 13은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 디바이스에서 구현되는 수동 핑을 수반하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구현되는 무선 충전 디바이스에 의해 이용될 수 있는 전력 전송 관리 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 15는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 사용하기 위한 매트릭스 다중화 스위칭을 지원하는 제1 토폴로지(topology)를 예시한다.
도 16은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 직류 구동을 지원하는 제2 토폴로지를 예시한다.
도 17은 본원에 개시되는 양태에 따라 충전 표면 및 코일의 예를 예시한다.
도 18은 본 개시의 양태에 따라 무선 충전 디바이스에서 핑잉을 사용하여 선택하기 위한 프로세스를 예시한다.
도 19는 무선 충전 디바이스에서 핑잉을 사용하여 코일 선택을 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
도 20은 본 개시의 양태에 따라 무선 충전 디바이스에서 핑잉을 사용하여 선택하기 위한 다른 프로세스를 예시한다.
도 21은 무선 충전 디바이스에서 핑잉을 사용하여 코일 선택을 위한 다른 방법의 흐름도를 예시한다.
도 22는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 처리 회로를 이용하는 장치의 일 예를 예시한다.
도 23은 본 개시의 특정 양태에 따라 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 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 무선 충전 디바이스 및 기술에 적용가능한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 충전 셀은 충전 디바이스에서 충전 표면을 제공하기 위해 하나 이상의 유도 코일로 구성될 수 있으며 여기서 충전 표면은 충전 디바이스가 하나 이상의 충전가능한 디바이스를 무선으로 충전할 수 있게 한다. 충전될 디바이스의 위치는 디바이스의 위치를 충전 표면 상의 공지된 위치에 센터링되는 물리적 특성의 변화에 연관시키는 감지 기술을 통해 검출될 수 있다. 위치의 감지는 용량성, 저항성, 유도성, 터치, 압력, 부하, 변형(strain), 및/또는 다른 적절한 타입의 감지를 사용하여 구현될 수 있다.
본 개시의 일 양태에서, 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 전송 영역을 둘러싸는 하나 이상의 코일을 포함할 수 있다. 복수의 충전 셀은 복수의 충전 셀에서 충전 셀의 전력 전송 영역의 중첩 없이 충전 디바이스의 충전 표면에 인접하여 배열될 수 있다.
일부 경우에서, 장치는 또한 충전 표면으로서 지칭될 수 있다. 전력은 장치의 표면 상의 어디에나 위치되는 수신 디바이스에 무선으로 전송될 수 있다. 디바이스는 임의적으로 정의된 크기 및/또는 형상을 가질 수 있고 충전에 대해 가능한 임의의 이산 배치 위치에 관계없이 배치될 수 있다. 다수의 디바이스는 단일 충전 표면 상에서 동시에 충전될 수 있다. 장치는 충전 표면에 걸쳐 하나 이상의 디바이스의 모션을 추적할 수 있다.
충전 셀
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 표면은 충전 디바이스에서 충전 셀을 사용하여 제공될 수 있으며, 여기서 충전 셀은 충전 표면에 인접하여 배치된다. 일 예에서, 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 충전 표면의 하나 이상의 층에 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 설명에서, 충전 셀은 하나 이상의 코일을 갖는 요소를 지칭할 수 있으며 여기서 각각의 코일은 충전 셀의 다른 코일에 의해 생성되고 공통 축을 따라 또는 근접하여 지향되는 필드에 대해 부가적인 전자기 필드를 생성하도록 구성된다. 일부 예에서, 충전 셀의 코일은 인쇄 회로 보드 상의 트레이스(trace)를 사용하여 형성된다. 일부 예에서, 충전 셀의 코일은 평면 코일 또는 일반적으로 원통형 윤곽을 갖는 코일을 획득하기 위해 와이어를 나선형으로 권선함으로써 형성된다. 일 예에서, 리츠(Litz) 와이어는 코일에 중앙 전력 전송 영역을 제공하는 평면 또는 실질적으로 평탄 권선을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 충전 셀은 공통 축을 따라 스택되고/되거나 오버랩되는 코일을 포함함으로써 그들은 충전 표면에 실질적으로 직교하는 유도된 자기 필드에 기여한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은 충전 표면의 정의된 부분 내에 배열되고 충전 셀과 연관되는 충전 표면의 실질적 직교 부분 내의 유도된 자기 필드에 기여하는 코일을 포함한다. 일부 구현예에서, 충전 셀은 활성화 전류를 동적으로 정의된 충전 셀에 포함되는 코일에 제공함으로써 구성가능할 수 있다. 예를 들어, 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 코일 스택의 일부 조합을 선택할 수 있다. 일부 경우에서, 충전 셀은 단일 코일을 포함하거나, 단일 코일로서 특징지어질 수 있다. 그러나, 충전 셀은 다수의 스택된 코일 및/또는 다수의 인접한 코일 또는 코일 스택을 포함할 수 있다고 점이 이해되어야 한다. 코일은 충전 코일, 무선 충전 코일, 송신기 코일, 송신 코일, 전력 송신 코일, 전력 송신기 코일 등으로서 본원에 지칭될 수 있다.
도 1은 충전 디바이스의 충전 표면을 제공하도록 배치되고/되거나 구성될 수 있는 충전 셀(100)의 예를 예시한다. 본원에 설명되는 바와 같이, 충전 표면은 하나 이상의 기판(106) 상에 제공되는 충전 셀(100)의 어레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 집적 회로(IC) 및/또는 별개의 전자 부품(electronic component)을 포함하는 회로는 기판(106) 중 하나 이상에 제공될 수 있다. 회로는 전력을 수신 디바이스에 송신하기 위해 사용되는 코일에 제공되는 전류를 제어하기 위해 사용되는 드라이버 및 스위치를 포함할 수 있다. 회로는 본원에 개시되는 특정 기능을 수행하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 프로세서 및/또는 하나 이상의 컨트롤러를 포함하는 처리 회로로서 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 처리 회로의 일부 또는 전부는 충전 디바이스 외부에 제공될 수 있다. 일부 경우에서, 전원은 충전 디바이스에 결합될 수 있다.
충전 셀(100)은 충전 디바이스의 외부 표면 영역에 가까이 근접하여 제공될 수 있으며, 그 상에 하나 이상의 디바이스가 충전을 위해 배치될 수 있다. 충전 디바이스는 충전 셀(100)의 다수의 인스턴스(instance)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 충전 셀(100)은 하나 이상의 코일(102)을 둘러싸는 실질적으로 육각형 형상을 가지며, 이는 전력 전송 영역(104)에서 전자기 필드를 생성하기에 충분한 전류를 수신할 수 있는 도체, 와이어 또는 회로 보드 트레이스를 사용하여 구성될 수 있다. 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 제공한다. 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 와이어, 인쇄 회로 보드 트레이스 및/또는 나선형 구성의 다른 커넥터를 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 디바이스의 충전 표면의 세그먼트의 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 중첩(overlap) 없이 단대단(end-to-end)으로 배열된다. 이러한 배열은 스루-홀(through-hole) 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 내에 오버레이될 때 2개의 관점(300, 310)(예를 들어, 상단 및 프로파일 뷰)으로부터의 충전 셀의 배열의 예를 예시한다. 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층은 충전 표면의 세그먼트 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. 충전 셀은 형상에서 다각형인 송신 코일에 의해 제공되는 전력 전송 영역에 대응하는 도 3에 예시되는 302, 304, 306, 308일 수 있다. 다른 구현예에서, 충전 코일은 와이어로부터 구성되는 나선형으로 권선된 평면 코일을 포함하며, 각각은 실질적으로 원형 전력 전송 영역을 제공하도록 권선된다. 후자의 예에서, 다수의 나선형으로 권선된 평면 코일은 무선 충전 디바이스의 충전 표면 아래에 스택된 평면으로 배치될 수 있다.
도 4는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구성되는 충전 셀의 다수의 층을 이용하는 충전 표면(400)에 제공되는 전력 전송 영역의 배열을 예시한다. 예시된 충전 표면은 충전 셀(402, 404, 406, 408)의 4개의 층으로부터 구성되며, 이는 도 3에서 충전 셀(302, 304, 306, 308)의 층에 대응할 수 있다. 도 4에서, 충전 셀(402)의 제1 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전송 영역은 "L1"으로 마킹되고, 충전 셀(404)의 제2 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전송 영역은 "L2"로 마킹되고, 충전 셀(406)의 제3 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전송 영역은 "L3"로 마킹되고, 충전 셀(408)의 제4 층에 있는 충전 셀에 의해 제공되는 각각의 전력 전송 영역은 "L4"로 마킹된다.
충전 표면 상의 디바이스 찾기
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 위치 감지는 충전 셀에서 코일을 형성하는 전기 도체의 일부 속성의 변화에 의존할 수 있다. 전기 도체의 속성의 측정가능한 차이는 커패시턴스, 레지스턴스, 인덕턴스 및/또는 온도를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 충전 표면의 로딩(loading)은 로딩의 포인트 근처에 위치되는 코일의 측정가능한 저항에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 센서는 터치, 압력, 부하 및/또는 변형(strain)의 변화의 검출을 통해 위치 감지를 가능하게 하기 위해 제공될 수 있다.
본원에 개시되는 특정 양태는 차동 용량 감지(differential capacitive sense) 기술을 사용하여 충전 표면 상에 자유롭게 배치될 수 있는 저전력 디바이스의 위치를 감지할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 도 5는 모바일 통신 디바이스 또는 다른 객체(512)의 위치 및/또는 방향을 검출하기 위한 차동 용량 감지의 사용의 예(500)를 예시한다. 하나 이상의 코일(504)은 인쇄 회로 보드(502), 기판 또는 다른 타입의 캐리어(carrier)의 표면 상에 제공된다. 용량 결합(점선(510)에 의해 예시됨)은 코일(504)의 쌍 사이에서 측정가능한 유효 커패시턴스(508)에 기인할 수 있다. 커패시턴스는 코일(504) 각각에 결합되는 회로를 사용하여 측정될 수 있다. 충전가능한 디바이스와 같은 객체(512)는 코일(504)의 쌍 사이의 겉보기(apparent) 커패시턴스(508)를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 객체(512)는 코일(504)의 쌍 사이에서 (점선(520)에 의해 예시되는) 용량 결합을 수정할 수 있다. 일 예에서, 객체(512)는 오버레이(506)의 유전 속성에 영향을 미치거나, 객체(512)를 통해 대안적인 용량성 회로를 제공하거나, 코일(504)의 쌍 사이의 커패시턴스(508)의 측정된 또는 겉보기 값을 증가시키거나 감소시키는 전기적 특성의 일부 다른 변화를 생성할 수 있다. 객체(512)에 의해 야기되는 측정된 차이는 차동 커패시턴스로서 지칭될 수 있다.
충전 디바이스는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 제공되는 코일 어레이를 포함하는 충전 표면 상의 어느 곳에서나 디바이스의 위치를 찾아내기 위해 차동 용량 감지를 사용할 수 있다. 그 다음, 충전 디바이스는 수신 디바이스로서 지칭될 수 있는 디바이스의 최적의 충전을 제공하기 위해 사용될 수 있는 코일(504) 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
차동 용량 감지의 사용은 종래의 검출 기술과 비교하여 극도의 저전력 검출 및 위치 찾기(location) 동작을 가능하게 한다. 디바이스를 검출하기 위한 전류 무선 충전 어플리케이션에서 사용되는 종래의 기술은 송신 코일을 구동하고 상당한 전력(예를 들어, 100-200mW)을 소비하는 "핑(ping)" 방법을 이용한다. 송신 코일에 의해 생성되는 필드(field)는 수신 디바이스를 검출하기 위해 사용된다. 차동 용량 감지는 수신 디바이스의 존재를 검출하기 위해 송신 코일에 전력을 공급하는 것을 요구하지 않고 추가적인 감지 요소를 요구하지 않는다. 코일 어레이에 사용되는 코일은 수신 디바이스를 발견하고/하거나 수신 디바이스의 물리적 위치를 식별하기 위해 사용되는 용량 감지 요소의 역할을 할 수 있다.
차동 용량 감지는 2개의 인접한 코일 사이의 차동 커패시턴를 측정함으로써 동작한다. 커패시턴스의 차이 및/또는 변화는, 접지면 또는 추가적인 전도성 감지 요소에 대한 필요없이, 수신 디바이스의 존재를 식별할 수 있다. 차동 용량 감지는 핑에 응답하여 수신 디바이스에 의해 송신되는 응답을 기다릴 필요를 제거함으로써 수신 디바이스의 신속 검출을 가능하게 하는 고속 방법론(methodology)을 제공한다. 차동 용량 감지는 또한 충전 디바이스로부터의 핑 또는 질의(query)에 응답하기에 불충분한 저장된 전력을 갖는 수신 디바이스를 감지할 수 있다.
특정 양태에 따르면, 수신 디바이스의 존재, 위치 및/또는 방향은, 예를 들어, 커패시턴스, 레지스턴스, 인덕턴스, 터치, 압력, 온도, 부하, 변형, 및/또는 다른 적절한 타입의 감지의 차이 또는 변화를 검출하는 것을 수반하는 차동 용량 감지 또는 다른 위치 감지 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 위치 감지는 충전될 디바이스의 대략적 위치(approximate location)를 결정하고 충전 디바이스가 호환가능한 디바이스가 충전 표면 상에 배치되었는지 여부를 결정할 수 있도록 하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 충전 디바이스는 호환가능한 디바이스가 응답하게 하는 간헐적 테스트 신호(핑)를 전송함으로써 호환가능한 디바이스가 충전 표면 상에 배치되었다는 것을 결정할 수 있다. 충전 디바이스는 표준, 관례, 제조업자 또는 애플리케이션에 의해 정의되는 응답 신호의 수신을 결정한 후 적어도 하나의 충전 셀 내의 하나 이상의 코일을 활성화하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 호환가능한 디바이스는 충전 디바이스가 호환가능한 디바이스를 충전하기 위해 사용될 최적의 충전 셀을 발견할 수 있도록 수신된 신호 강도를 전달함으로써 핑에 응답할 수 있다.
일 예에서, 컨트롤러, 상태 머신 또는 다른 처리 디바이스는 충전 셀 내의 하나 이상의 코일에 기인하는 커패시턴스를 측정하고, 측정된 커패시턴스가 수신 디바이스 또는 수신 디바이스 내의 대응하는 코일의 근접(proximity)을 나타내는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 커패시턴스는 감지 회로에서 커패시턴스의 차이로서 측정될 수 있다. 컨트롤러, 상태 머신 또는 다른 처리 디바이스는 수신 디바이스가 존재하지 않을 때 각각의 충전 셀과 연관되는 예상된 커패시턴스를 식별하는 정보를 유지할 수 있다. 그 다음, 측정된 커패시턴스의 차이는 수신 디바이스가 충전 셀 근처에 위치되는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 차이의 크기는 충전 셀과 수신 디바이스 사이의 거리를 나타낼 수 있다.
일부 구현예에서, 컨트롤러, 상태 머신 또는 다른 처리 디바이스는 충전 표면의 하나 이상의 프로파일(profile)을 유지할 수 있다. 프로파일은 개별 또는 그룹의 충전 셀을 예상된 커패시턴스 측정, 마지막으로 측정된 커패시턴스 및/또는 수신 디바이스가 존재할 때 커패시턴스 값의 이력 가능성에 관련시킬 수 있다.
특정 양태에 따르면, 수신 디바이스의 존재, 위치 및/또는 방향은 검색 패턴을 사용하여 커패시턴스의 차이에 대해 충전 셀을 검색함으로써 결정될 수 있다. 검색 패턴은 충전 디바이스를 검출하기 위한 평균 시간을 개선하기 위해 의사-랜덤(pseudo-random)일 수 있다. 일부 구현예에서, 검색의 시작 포인트는 수신 디바이스가 근접하고 충전을 수신하고 있을 때 캡처되는 측정의 이력에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 셀의 초기 그룹은 수신 디바이스가 근접하고 충전을 수신하고 있을 때 캡처되는 측정의 이력에 기초하여 검색에 대해 우선화될 수 있다.
도 6은 다수의 코일(602, 604, 606, 608, 622, 624, 626, 628)을 포함하는 코일의 그룹화에서 수행되는 검색의 특정 양태를 예시한다. 일부 구현예에서, 검색은 코일(600, 620)의 상이한 그룹화의 측정 가능한 속성의 차이를 측정함으로써 수행될 수 있다. 예시된 예에서, 코일(602, 604, 606, 608)을 포함하는 코일(600)의 제1 그룹화의 결합된 속성은 코일(622, 624, 626, 628)을 포함하는 코일(620)의 제2 그룹화의 결합된 속성과 독립적으로 평가될 수 있다. 코일(600, 620)의 그룹화는 집합(aggregation)을 통해 측정될 양을 증가시키거나, 단일 측정 동안 더 넓은 영역을 커버하도록 선택될 수 있다. 일 예에서, 코일 스택과 연관되는 커패시턴스는 집합으로서 측정될 수 있다. 다른 예에서, 충전 표면 내의 상이한 위치에서의 코일의 커패시턴스는 측정된 코일에 의해 서비스되는 충전 표면 상에 배치되는 충전될 디바이스의 신속 검출을 가능하게 하기 위해 측정될 수 있다.
도 7 및 도 8은 차동 용량 감지를 사용하여 수행되는 검색의 특정 양태를 예시한다. 도 7은 충전 표면(700)의 2차원 뷰(X축(702) 및 Y축(704))를 예시하며, 이는 3개의 예시된 충전 코일(706, 708, 710)을 포함하는 하나 이상의 충전 셀을 구비한다. 도 7에 의해 예시되는 특정 양태는 또한 충전 코일(706, 708, 710) 내에 또는 충전 표면(700) 도처에 걸쳐 및/또는 3차원 공간에 펼쳐진 개별 코일을 수반하는 검색에 적용가능하다. 예시된 예에서, 충전 코일(706, 708, 710)은 검색 동안 테스트되는 첫 번째 3개의 충전 코일이며, 이는 의사랜덤(pseudorandom) 검색으로서 수행될 수 있다. 검색은 제1 충전 코일(706)에서 시작된다. 검색 패턴은 테스트(testing)가 제2 충전 코일(708)로 이동하게 할 수 있고(712), 그 다음 테스트가 제3 충전 코일(710)로 이동하게 할 수 있다(714). 검색은 수신 디바이스의 일반적인 위치를 식별하기 위해 수행될 수 있고 수신 디바이스의 존재를 나타내는 측정이 획득될 때 중지될 수 있다. 그 다음, 제2의, 영역-특정 검색은 충전 코일(706, 708, 710) 주위에서 수행될 수 있다.
도 8은 충전될 디바이스가 충전 표면 상에 배치되었는지, 또는 어디에 배치되었는지를 결정하기 위해 충전 디바이스에 의해 수행될 수 있는 검색 프로세스를 예시하는 흐름도(800)이다. 흐름도(800)는 충전 디바이스 내에 제공되는 개별 코일, 공통 축을 따라 근접하게 스택되는 코일 그룹, 및/또는 단일 충전 코일(706, 708, 710)에 제공되거나 충전 표면의 관심 영역을 서비스하는 코일 그룹에 관한 것일 수 있다(또한 도 6 참조).
블록(802)에서, 초기 코일 또는 코일 그룹은 검색을 위한 시작으로서 선택된다. 시작 포인트는 의사 난수 생성기, 또는 유사한 것을 사용하여 선택될 수 있다. 일부 경우에서, 시작 포인트는 충전될 디바이스가 존재할 더 높은 확률을 갖는 근처 위치인 것으로 공지되거나 예상될 수 있는 잠재적인 시작 포인트의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 충전 디바이스는 충전된 디바이스 및/또는 디바이스를 충전하기 위해 가장 빈번하게 활성화되는 충전 코일 또는 충전 셀의 위치를 식별하는 검색 및/또는 충전 이벤트의 이력을 유지할 수 있다.
블록(804)에서, 충전 디바이스는 하나 이상의 코일에서 도체의 커패시턴스, 또는 충전될 디바이스의 존재에서 변화될 수 있는 코일 또는 충전 표면과 연관되는 일부 다른 속성의 측정을 획득할 수 있다. 충전 디바이스는 측정된 속성의 값이 이전에 측정된 속성 값, 공칭 값, 및/또는 충전 표면 상의 상이한 사이트(site)에서 측정된 값으로부터 변화되었는지 여부를 결정할 수 있다.
변화가 블록(804)에서 검출되면, 충전 디바이스는 블록(808)에서 충전 표면의 프로파일(profile)을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 프로파일은 새로운 값 및/또는 값의 변화의 크기를 반영하도록 수정될 수 있다. 프로파일은 충전될 디바이스의 잠재적인 위치를 매핑하고/하거나 충전 표면으로부터 이동되었거나 제거되었던 디바이스를 다시 매핑하거나 매핑을 해제하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 측정된 속성의 변화 또는 차이의 검출은 충전 디바이스가 변화 또는 트리거링 속성 값을 나타낸 충전 코일을 사용하여 핑을 개시하게 할 수 있다. 변화가 블록(806)에서 검출되지 않거나, 충전 프로세스가 블록(808)에서 개시되지 않으면, 검색은 블록(810)에서 계속될 수 있다.
블록(810)에서, 충전 디바이스는 측정될 다음 코일을 선택할 수 있다. 선택은 다음 코일을 선택하기 위해 의사 난수 생성기를 사용하는 의사 랜덤 시퀀스에 기초하여 이루어질 수 있다. 블록(812)에서, 테스트될 모든 코일이 테스트되었다고 결정되면, 검색은 종료될 수 있다. 테스트될 추가 코일이 남아 있으면, 검색은 블록(804)에서 계속될 수 있다.
검색이 충전 표면 상의 잠재적인 디바이스 배치를 식별할 때, 충전 디바이스는 충전 표면 상에 배치되는 디바이스를 충전하기 위해 활성화될 충전 셀, 충전 셀의 조합 및/또는 코일의 조합을 식별하기 위해 핑 절차를 시작할 수 있다. 핑 절차는 충전될 디바이스가 충전 디바이스와 호환가능한지를 검증하고, 핑을 송신하기 위해 사용되는 코일이 요청된 또는 요구된 충전 절차를 위해 최상으로 배치되는지 여부를 나타내는 신호 강도를 식별할 수 있다.
상당한 전력 절약은 검색이 디바이스가 무선 충전 디바이스로부터 충전을 수신하도록 구성되었음을 설정하기 위해 핑을 사용하기 전에 멀티-코일, 자유 위치 충전 패드 상에 또는 근처에 배치되는 디바이스의 위치를 찾아내도록 수행될 때 달성될 수 있다. 전력 소비의 절약은 디바이스가 검색에서 검출될 때까지 핑을 제공하는 것을 자제함으로써, 그리고 검출된 디바이스에 근접하여 배치되고 검출된 디바이스와 전자기 충전 연결을 설정할 수 있는 개연성이 있는 송신 코일에 핑 송신을 제한함으로써 획득될 수 있다.
수동 핑
무선 충전 디바이스는 종래의 핑 송신을 대체하고/하거나 보충할 수 있는 저전력 발견 기술을 지원하기 위해 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있다. 종래의 핑은 기지국의 송신 코일을 포함하는 공진 LC 회로를 구동시킴으로써 생성된다. 그 다음, 기지국은 수신 디바이스로부터 ASK(amplitude-shift keying)-변조된 응답을 기다린다. 저전력 발견 기술은 고속 및/또는 저전력 발견을 제공하기 위해 수동 핑(passive ping)을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 특정 양태에 따르면, 수동 핑은 소량의 에너지를 포함하는 고속 펄스로 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크를 구동함으로써 생성될 수 있다. 고속 펄스는 공진 LC 회로를 여기시키고 네트워크가 주입된 에너지가 감쇠되고 소산될 때까지 그것의 고유(natural) 공진 주파수에서 진동하게 한다. 일 예에서, 고속 펄스는 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 공진 주파수의 절반 사이클에 대응하는 지속기간(duration)을 가질 수 있다. 기지국이 100 kHz 내지 200 kHz의 주파수 범위 내에서 전력의 무선 송신을 위해 구성될 때, 고속 펄스는 2.5 ㎲ 미만인 지속기간을 가질 수 있다.
수동 핑은 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크가 링하는 고유 주파수, 및 네트워크의 에너지의 감쇠율에 기초하여 특성화되고/되거나 구성될 수 있다. 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 링잉 주파수는 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00001
감쇠율은, 다음과 같이 정의되는 바와 같이, 발진기 네트워크의 품질 계수(Q 계수)에 의해 제어된다:
Figure pct00002
식 1 및 2는 공진 주파수가 L 및 C에 의해 영향을 받는 반면에, Q 계수는 L, C 및 R에 의해 영향을 받는다는 점을 보여준다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 제공되는 기지국에서, 무선 드라이버는 공진 커패시터의 선택에 의해 결정되는 C의 고정된 값을 갖는다. L 및 R의 값은 무선 송신 코일에 의해 그리고 무선 송신 코일에 인접하여 배치되는 객체 또는 디바이스에 의해 결정된다.
무선 송신 코일은 송신 코일의 가까운 근접 내에 배치되는 디바이스 내의 수신 코일과 자기적으로 결합되고, 그 에너지 중 일부를 충전될 근접 디바이스로 결합시키도록 구성된다. 송신기 회로의 L 및 R 값은 충전될 디바이스, 및/또는 송신 코일의 가까운 근접 내의 다른 객체의 특성에 의해 영향을 받을 수 있다. 예로서, 송신기 코일 근처에 배치되는 높은 자기 투자율을 갖는 철계(ferrous) 재료의 피스가 송신기 코일의 총 인덕턴스(L)를 증가시킬 수 있는 경우, 식 1에 의해 도시된 바와 같이, 더 낮은 공진 주파수를 야기한다. 일부 에너지는 와전류 유도로 인한 재료의 가열을 통해 손실될 수 있고, 이러한 손실은, 식 2에 의해 도시된 바와 같이, R의 값의 증가로서 특성화될 수 있으며 그것에 의해 Q 계수를 낮출 수 있다.
송신기 코일 근처에 가까이 근접하여 배치되는 무선 수신기는 또한 Q 계수 및 공진 주파수에 영향을 미칠 수 있다. 수신기는 더 낮은 Q 계수(Q factor)를 갖는 송신기 코일을 야기할 수 있는 높은 Q를 갖는 튜닝된 LC 네트워크를 포함할 수 있다. 송신기 코일의 공진 주파수는, 이제 전체 자기 시스템의 일부인, 수신기에 자기 재료의 추가로 인해 감소될 수 있다. 표 1은 송신기 코일에 가까이 근접하여 배치되는 상이한 유형의 객체에 기인할 수 있는 특정 효과를 예시한다.
객체 L R Q 주파수
비존재 기본 값 기본 값 기본 값(하이) 기본 값
자계 소폭 증가 상당한 증가 상당한 감소 소폭 감소
비-자계 소폭 감소 상당한 증가 상당한 감소 소폭 증가
무선 수신기 상당한 증가 소폭 감소 소폭 감소 상당한 감소
도 9는 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기(900)를 예시한다. 컨트롤러(902)는 필터 회로(908)에 의해 필터링되거나 달리 처리되는 피드백 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러는 커패시터(912) 및 인덕터(914)를 포함하는 공진 회로(906)에 교류(alternating current)를 제공하는 드라이버 회로(904)의 동작을 제어할 수 있다. 전압(916)은 공진 회로(906)의 LC 노드(910)에서 측정된다.
수동 핑 기술은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 디바이스의 충전 패드에 근접한 수신 코일(PRx)의 존재를 식별하기 위해 LC 노드(910)에서 측정되거나 관찰되는 전압 및/또는 전류를 사용할 수 있다. 많은 종래의 무선 충전기 송신기에서, 회로는 LC 노드(910)에서 전압 또는 네트워크에서 전류를 측정하기 위해 제공된다. 이러한 전압 및 전류는 전력 조절 목적을 위해 및/또는 디바이스 사이의 통신을 지원하기 위해 모니터링될 수 있다. 도 9에 예시된 예에서, LC 노드(910)에서의 전압이 모니터링되지만, 전류가 수동 핑을 지원하기 위해 추가적으로 또는 대안적으로 모니터링될 수 있다는 점이 고려된다. 수동 핑(초기 전압 V 0)에 대한 공진 회로(906)의 응답은 다음과 같이 LC 노드(910)에서의 전압(V LC )에 의해 표현될 수 있다:
Figure pct00003
(식 3)
도 10은 수동 핑에 대한 응답(1000)이 식 3에 따라 감쇠하는 제1 예를 예시한다. 시간 = 0에서의 여기 펄스 후, 전압 및/또는 전류는 식 1에 의해 정의되는 공진 주파수에서, 그리고 식 3에 의해 정의되는 감쇠율로 진동하는 것으로 보인다. 진동의 제1 사이클은 전압 레벨 V 0 에서 시작하고 V LC 는 Q 계수 및 ω에 의해 제어되는 바와 같이 제로로 계속해서 감쇠한다. 도 10에 예시되는 예는 객체가 존재하지 않거나 충전 패드에 근접하지 않을 때 전형적인 개방 또는 무부하 응답을 표현한다. 도 10에서, Q 계수의 값은 20으로 가정된다.
도 11은 수동 핑에 대한 응답(1100)이 식 3에 따라 감쇠하는 제2 예를 예시한다. 시간 = 0에서의 여기 펄스 후, 전압 및/또는 전류는 식 1에 의해 정의되는 공진 주파수에서, 그리고 식 3에 의해 정의되는 감쇠율로 진동하는 것으로 보인다. 진동의 제1 사이클은 전압 레벨 V 0 에서 시작하고 V LC 는Q 계수 및 ω에 의해 제어되는 바와 같이 제로로 계속해서 감쇠한다. 도 11에 예시되는 예는 객체가 존재하거나 코일을 로딩하는 충전 패드에 근접할 때 로딩된 응답을 표현한다. 도 10에서, Q 계수는 7의 값을 가질 수 있다. V LC 는 전압 응답(1000)에 대해 전압 응답(1100)의 더 높은 주파수에서 진동한다.
도 12는 응답(1200, 1220, 1240)의 차이가 관찰될 수 있는 한 세트의 예를 예시한다. 수동 핑은 드라이버 회로(904)가 2.5 ㎲보다 더 짧은 펄스를 사용하여 공진 회로(906)를 여기시킬 때 개시된다. 송신기 상에 배치되는 상이한 타입의 무선 수신기 및 이물질(foreign object)은 송신기의 LC 노드(910)에서의 전압 또는 공진 회로(906)에서의 전류에서 관찰가능한 상이한 응답을 야기한다. 차이는 V 0 의 진동의 공진 회로(906) 주파수의 Q 계수에서의 변동을 나타낼 수 있다. 표 2는 개방 상태와 관련하여 충전 패드 상에 배치되는 객체의 특정 예를 예시한다.
객체 주파수 V peak (mV) 50% 감쇠 사이클 Q 계수
비존재 96.98 kHz 134 mV 4.5 20.385
타입-1 수신기 64.39 kHz 82 mV 3.5 15.855
타입-2 수신기 78.14 kHz 78 mV 3.5 15.855
타입-3 수신기 76.38 kHz 122 mV 3.2 14.496
오정렬 타입-3 수신기 210.40 kHz 110 mV 2.0 9.060
철계 객체 93.80 kHz 110 mV 2.0 9.060
비-철계 객체 100.30 kHz 102 mV 1.5 6.795
표 2에서, Q 계수는 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00004
, (식 3)
여기서 N은 진폭이 0.5 V 0 아래로 떨어질 때까지 여기로부터의 사이클의 수이다.
도 13은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전 디바이스에서 구현되는 수동 핑을 수반하는 방법을 예시하는 흐름도(1300)이다. 블록(1302)에서, 컨트롤러는 짧은 여기 펄스를 생성할 수 있고 짧은 여기 펄스를 공진 회로를 포함하는 네트워크에 제공할 수 있다. 네트워크는 공칭 공진 주파수를 가질 수 있고 짧은 여기 펄스는 네트워크의 공칭 공진 주파수의 절반 미만인 지속기간(duration)을 가질 수 있다. 공칭 공진 주파수는 공진 회로의 송신 코일이 철계 객체, 비-철계 객체 및/또는 충전될 디바이스 내의 수신 코일을 포함하는 외부 객체로부터 격리될 때 관찰될 수 있다. 일부 예에서, 짧은 여기 펄스는 네트워크의 공칭 공진 주파수의 하나 이상의 사이클에 대응하는 지속기간을 갖는다. 일부 예에서, 짧은 여기 펄스는 네트워크의 공칭 공진 주파수의 적어도 5개의 사이클에 대응하는 지속기간을 갖는다.
블록(1304)에서, 컨트롤러는 네트워크의 공진 주파수를 결정할 수 있거나 펄스에 응답하는 네트워크의 공진의 감쇠를 모니터링할 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 네트워크와 연관되는 공진 주파수 및/또는 Q 계수는 디바이스 또는 다른 객체가 송신 코일에 근접하여 배치될 때 변경될 수 있다. 공진 주파수는 공진 회로의 송신 코일이 외부 객체로부터 격리될 때 관찰되는 공칭 공진 주파수로부터 증가되거나 감소될 수 있다. 네트워크의 Q 계수는 공진 회로의 송신 코일이 외부 객체로부터 격리될 때 측정가능한 공칭 Q 계수에 대해 증가되거나 감소될 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 지연의 지속기간은 Q 계수의 차이가 공칭 Q 계수와 연관되는 지연에 대해 공진 회로에서 진동의 진폭의 감쇠를 연장하거나 가속화할 때 송신 코일에 근접하여 배치되는 객체의 존재 또는 타입을 나타낼 수 있다.
일 예에서, 컨트롤러는 비교기 등을 사용하여 LC 노드(910)에서 전압을 나타내는 신호의 제로 크로싱(zero crossing)을 검출하도록 구성되는 전이(transition) 검출기 회로를 사용하여 네트워크의 공진 주파수를 결정할 수 있다. 일부 경우에서, 직류(direct current; DC) 성분은 제로 크로싱을 제공하기 위해 신호로부터 필터링될 수 있다. 일부 경우에서, 비교기는 공통 전압 레벨의 크로싱을 검출하기 위한 오프셋을 사용하여 DC 성분을 설명할 수 있다. 카운터는 검출된 제로 크로싱을 카운팅하기 위해 이용될 수 있다. 다른 예에서, 컨트롤러는 LC 노드(910)에서 전압을 나타내는 신호에 의해 임계 전압을 통한 크로싱을 검출하도록 구성되는 전이 검출기 회로를 사용하여 네트워크의 공진 주파수를 결정할 수 있으며, 여기서 신호의 진폭은 로직 회로에 의해 검출되고 모니터링될 수 있는 전압의 범위 내에서 클램핑되거나 제한된다. 이러한 예에서, 카운터는 신호의 전이를 카운팅하기 위해 이용될 수 있다. 네트워크의 공진 주파수는 다른 방법론을 사용하여 측정, 추정 및/또는 계산될 수 있다.
다른 예에서, 타이머 또는 카운터는 V LC 가 전압 레벨 V 0로부터 임계 전압 레벨로 감쇠하는 데 경과되는 시간을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 경과된 시간은 네트워크의 감쇠 특성을 표현하기 위해 사용될 수 있다. 임계 전압 레벨은 카운터 또는 타이머가 펄스에 대한 다양한 응답(1200, 1220, 1240)을 구별할 수 있게 하기 위해 충분한 입도(granularity)를 제공하도록 선택될 수 있다. V LC 는 검출된 또는 측정된 피크, 피크-대-피크, 엔벨로프 및/또는 정류된 전압 레벨에 의해 표현될 수 있다. 네트워크의 감쇠 특성은 다른 방법론을 사용하여 측정, 추정 및/또는 계산될 수 있다.
블록(1306)에서, 컨트롤러가 공칭 공진 주파수에 대한 공진 주파수의 변화가 송신 코일에 근접한 객체의 존재를 나타낸다고 결정하는 경우, 컨트롤러는 블록(1312)에서 객체를 식별하기 위해 시도할 수 있다. 컨트롤러가 블록(1306)에서 공진 주파수가 공칭 공진 주파수와 실질적으로 동일하다고 결정하는 경우, 컨트롤러는 블록(1308)에서 공진 회로의 진동의 진폭의 감쇠 특성을 고려할 수 있다. 컨트롤러는 주파수가 공칭 공진 주파수 상에 센터링되거나, 이를 포함하는 정의된 주파수 범위 내에 남아 있을 때 네트워크의 공진 주파수가 공칭 공진 주파수와 실질적으로 동일하다고 결정할 수 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러는 공진 주파수 및 감쇠 특성의 변화를 사용하여 객체를 식별할 수 있다. 이러한 후자의 구현예에서, 컨트롤러는 공진 주파수와 관계없이 블록(1308)에서 계속할 수 있고, 송신 코일에 근접하여 위치되는 객체를 식별할 때 추가적인 파라미터로서 공진 주파수의 변화를 사용할 수 있다.
블록(1308)에서, 컨트롤러는 타이머를 사용할 수 있고/있거나 초기 V O 진폭과 감쇠 특성을 평가하기 위해 사용되는 임계 진폭 사이에서 경과된 공진 회로의 진동의 사이클을 카운팅할 수 있다. 일 예에서, V O /2는 임계 진폭으로서 선택될 수 있다. 블록(1310)에서, 초기 V O 진폭과 임계 진폭 사이에서 사이클의 수 또는 경과된 시간은 공진 회로에서 진동의 진폭의 감쇠를 특성화하고, 특성화된 감쇠를 대응하는 공칭 감쇠 특성과 비교하기 위해 사용될 수 있다. 블록(1310)에서, 주파수 및 지연 특성의 변화가 검출되지 않는 경우, 컨트롤러는 객체가 송신 코일에 근접하여 위치되지 않는다는 결정과 함께 절차를 종료할 수 있다. 블록(1310)에서, 주파수 및/또는 지연 특성의 변화가 검출된 경우, 컨트롤러는 블록(1312)에서 객체를 식별할 수 있다.
블록(1312)에서, 컨트롤러는 충전 패드 상에 배치되는 수신 디바이스를 식별하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 다른 타입의 객체, 또는, 예를 들어, 수동 핑을 제공하는 송신 코일과 오정렬되는 수신 디바이스를 포함하는 충전 패드 상에 최적으로 배치되지 않은 수신 디바이스를 무시하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러는 공진 주파수, 감쇠 시간, 공진 주파수의 변화, 감쇠 시간의 변화 및/또는 Q 계수 추정에 의해 인덱싱된 룩업 테이블을 사용할 수 있다. 룩업 테이블은 특정 디바이스 타입, 및/또는 식별된 디바이스를 충전할 때 사용될 충전 파라미터 또는 디바이스 타입을 식별하는 정보를 제공할 수 있다.
일부 예에서, 수동 핑은 공진 회로(906)의 LC 노드(910)에서 관찰되는 공칭 공진 주파수의 절반-사이클 미만일 수 있는 매우 짧은 여기 펄스를 사용한다. 종래의 핑은 16,000 사이클 이상 동안 송신 코일을 능동적으로 구동할 수 있다. 종래의 핑에 의해 소비되는 전력 및 시간은 수개의 자릿수(order of magnitude)만큼 수동 핑의 전력 및 시간 사용을 초과할 수 있다. 일 예에서, 수동 핑은 약 ~100 ㎲의 최대 핑 시간으로 핑 당 대략 0.25 μJ을 소비하는 반면, 종래의 능동 핑은 약 90 ms의 최대 핑 시간으로 핑 당 대략 80 mJ을 소비한다. 이러한 예에서, 에너지 소산은 320,000배 만큼 감소될 수 있고 핑 당 시간은 900배 만큼 감소될 수 있다.
수동 핑은 또한 용량 감지와 같은 다른, 감소된-전력 감지 방법론과 결합될 수 있다. 용량 감지 등은 충전 표면에 근접한 객체의 존재 또는 비-존재를 결정하는 초-저전력 검출 방법을 제공할 수 있다. 용량 감지 검출 후, 수동 핑은 잠재적인 수신 디바이스 및/또는 객체가 위치되는 장소의 더 정확한 맵을 생성하기 위해 각각의 코일 상에 순차적으로 또는 동시에 송신될 수 있다. 수동 핑 절차가 수행된 후, 능동 핑(예를 들어, 능동 디지털 핑)은 가장 가능성이 높은 디바이스 위치에 제공될 수 있다. 디바이스 위치 감지, 식별 및 충전을 위한 예시적 알고리즘이 도 14에 예시된다.
도 14는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 구현되는 무선 충전 디바이스에 의해 이용될 수 있는 다수의 감지 및/또는 질의(interrogation) 기술을 수반하는 전력 전송 관리 절차를 예시하는 흐름도(1400)이다. 절차는 주기적으로 개시될 수 있고, 일부 경우에서, 무선 충전 디바이스가 저전력 또는 슬립(sleep) 상태를 종료한 후 개시될 수 있다. 일 예에서, 절차는 충전 패드 상의 디바이스의 배치에 대한 서브-초(sub-second) 응답을 제공하기 위해 계산되는 빈도로 반복될 수 있다. 절차는 오류 조건이 절차의 제1 실행 동안 검출되었을 때, 및/또는 충전 패드 상에 배치되는 디바이스의 충전이 완료된 후 재진입될 수 있다.
블록(1402)에서, 컨트롤러는 용량 근접 감지를 사용하여 초기 검색을 수행할 수 있다. 용량 근접 감지는 신속하고 저전력 소산으로 수행될 수 있다. 일 예에서, 용량 근접 감지는 반복적으로 수행될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 송신 코일은 각각의 반복에서 테스트된다. 각각의 반복에서 테스트되는 송신 코일의 수는 컨트롤러에 이용가능한 감지 회로의 수에 의해 결정될 수 있다. 블록(1404)에서, 컨트롤러는 용량 근접 감지가 송신 코일 중 하나에 근접한 객체의 존재 또는 잠재적인 존재를 검출하였는지 여부를 결정할 수 있다. 객체가 용량 근접 감지에 의해 검출되지 않은 경우, 컨트롤러는 충전 디바이스가 블록(1424)에서 저전력, 유휴(idle) 및/또는 슬립(sleep) 상태로 진입하게 할 수 있다. 객체가 검출된 경우, 컨트롤러는 블록(1406)에서 수동 핑 감지를 개시할 수 있다.
블록(1406)에서, 컨트롤러는 하나 이상의 송신 코일 근처에 객체의 존재를 확인하고/하거나, 근접-위치된 객체의 특성(nature)을 평가하기 위해 수동 핑 감지를 개시할 수 있다. 수동 핑 감지는 비슷한 양의 전력을 소비하지만 용량 근접 감지보다 더 큰 시간에 걸쳐 있을 수 있다. 일 예에서, 각각의 수동 핑은 대략 100 ㎲에서 완료될 수 있고 0.25 μJ을 소비할 수 있다. 수동 핑은 용량 근접 감지에 의해 관심 있는 것으로서 식별되는 각각의 송신 코일에 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 수동 핑은, 오버레이된 송신 코일을 포함하는, 용량 근접 감지에 의해 관심 있는 것으로서 식별되는 각각의 송신 코일 근처의 송신 코일에 제공될 수 있다. 블록(1408)에서, 컨트롤러는 수동 핑 감지가 수신 디바이스일 수 있는 송신 코일 중 하나에 근접한 잠재적으로 충전가능한 디바이스의 존재를 검출하였는지 여부를 결정할 수 있다. 잠재적으로 충전가능한 디바이스가 검출된 경우, 컨트롤러는 블록(1410)에서 능동 디지털 핑 감지를 개시할 수 있다. 잠재적인 충전가능한 디바이스가 검출되지 않은 경우, 수동 핑 감지는 모든 코일이 테스트되었고/되었거나 컨트롤러가 수동 핑 감지를 종료할 때까지 블록(1406)에서 계속될 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러는 모든 송신 코일이 테스트된 후 수동 핑 감지를 종료한다. 수동 핑 감지가 잠재적으로 충전가능한 디바이스를 발견할 수 없을 때, 컨트롤러는 충전 디바이스가 저전력, 유휴 및/또는 슬립 상태로 진입하게 할 수 있다. 일부 구현예에서, 수동 핑 감지는 능동 핑이 잠재적으로 충전가능한 디바이스에 질의하기 위해 사용될 수 있도록 잠재적으로 충전가능한 디바이스가 검출될 때 정지될 수 있다. 수동 핑 감지는 능동 핑의 결과가 획득된 후 재개될 수 있다.
블록(1410)에서, 컨트롤러는 잠재적으로 충전가능한 디바이스에 질의하기 위해 능동 핑을 사용할 수 있다. 능동 핑은 수동 핑 감지에 의해 식별되는 송신 코일에 제공될 수 있다. 일 예에서, 표준-정의된 능동 핑 교환은 대략 90 ms에서 완료될 수 있고 80 mJ을 소비할 수 있다. 능동 핑은 잠재적으로 충전가능한 디바이스와 연관되는 각각의 송신 코일에 제공될 수 있다.
블록(1412)에서, 컨트롤러는 충전가능한 디바이스를 식별하고 구성할 수 있다. 블록(1410)에서 제공되는 능동 핑은 그것이 충전가능한 디바이스를 식별하는 정보를 포함하는 응답을 송신하도록 충전가능한 디바이스를 자극하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에서, 컨트롤러는 수동 핑에 의해 검출되는 잠재적으로 충전가능한 디바이스를 식별하거나 구성하는 것을 실패할 수 있고, 컨트롤러는 블록(1406)에서 수동 핑에 기초하여 검색을 재개할 수 있다. 블록(1414)에서, 컨트롤러는 기준선(baseline) 충전 프로파일 또는 협상된(negotiated) 충전 프로파일이 식별된 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 사용되어야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 기준선, 또는 디폴트(default) 충전 프로파일은 표준에 의해 정의될 수 있다. 일 예에서, 기준선 프로파일은 충전 전력을 5 W에 제한한다. 다른 예에서, 협상된 충전 프로파일은 충전이 최대 15 W로 진행할 수 있게 할 수 있다. 기준선 충전 프로파일이 선택될 때, 컨트롤러는 블록(1420)에서 전력(충전)을 전송하는 것을 시작할 수 있다.
블록(1416)에서, 컨트롤러는 전력 전송을 최적화할 수 있는 표준-정의된 협상 및 교정(calibration) 프로세스를 개시할 수 있다. 컨트롤러는 기준선 충전 프로파일에 대해 정의된 전력 프로파일과 다른 확장된 전력 프로파일을 결정하기 위해 충전가능한 디바이스와 협상할 수 있다. 컨트롤러는 블록(1418)에서 협상 및 교정 프로세스가 실패하였다고 결정할 수 있고 전력 전송 관리 절차를 종료할 수 있다. 컨트롤러가 블록(1418)에서 협상 및 교정 프로세스가 성공하였다고 결정할 때, 협상 프로파일에 따른 충전은 블록(1420)에서 시작될 수 있다.
블록(1422)에서, 컨트롤러는 충전이 성공적으로 완료되었는지 여부를 결정할 수 있다. 일부 경우에서, 오류는 협상된 프로파일이 전력 전송을 제어하기 위해 사용될 때 검출될 수 있다. 후자의 경우, 컨트롤러는 블록(1416)에서 프로파일을 재협상하고/하거나 재구성하기 위해 시도할 수 있다. 컨트롤러는 충전이 성공적으로 완료된 때 전력 전송 관리 절차를 종료할 수 있다.
선택적 활성화 코일
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀 내의 코일은 호환가능한 디바이스를 충전하기 위한 최적의 전자기 필드를 제공하기 위해 선택적으로 활성화될 수 있다. 일부 경우에서, 코일은 충전 셀에 할당될 수 있고, 일부 충전 셀은 다른 충전 셀과 중첩될 수 있다. 후자의 경우에서, 최적의 충전 구성은 충전 셀 레벨에서 선택될 수 있다. 다른 경우에서, 충전 셀은 충전 표면 상의 충전될 디바이스의 배치에 기초하여 정의될 수 있다. 이러한 다른 경우에서, 각각의 충전 이벤트에 대해 활성화되는 코일의 조합은 서로 다를 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 디바이스는 충전 이벤트 동안 활성화를 위한 하나 이상의 셀 및/또는 하나 이상의 미리정의된 충전 셀을 선택할 수 있는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
도 15는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응되는 무선 충전기에서 사용하기 위한 매트릭스 다중화 스위칭을 지원하는 제1 토폴로지(1500)를 예시한다. 무선 충전기는 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)이 대응하는 수의 스위치를 요구하는 도 2에 예시되는 벌집형 패키징 구성에서 사용될 수 있다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 셀(100)은 특정 셀이 전력을 공급받을 수 있도록 하는 2개 이상의 스위치에 연결되는 다수의 셀을 갖는 매트릭스(1508)에 논리적으로 배열될 수 있다. 예시된 토폴로지(1500)에서, 2차원 매트릭스(1508)가 제공되며, 여기서 차원은 X 및 Y 좌표에 의해 표현될 수 있다. 제1 세트의 스위치(1506) 각각은 일 열(column)의 셀 내의 각각의 셀의 제1 단자를 무선 충전 동안 코일을 활성화하기 위해 전류를 제공하는 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(1502)에 선택적으로 결합시키도록 구성된다. 제2 세트의 스위치(1404) 각각은 일 행(row)의 셀 내의 각각의 셀의 제2 단자를 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(1502)에 선택적으로 결합시키도록 구성된다. 셀은 셀의 양 단자가 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(1502)에 결합될 때 활성화된다.
매트릭스(1508)의 사용은 튜닝된 LC 회로의 네트워크를 동작시키기 위해 필요한 스위칭 구성요소의 수를 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, N개의 개별적으로 연결된 셀은 적어도 N개의 스위치를 필요로 하는 반면, N개의 셀을 갖는 2차원 매트릭스(1508)는
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개의 스위치로 동작될 수 있다. 매트릭스(1508)의 사용은 상당한 비용 절감을 생성하고 회로 및/또는 레이아웃 복잡도를 감소시킬 수 있다. 일 예에서, 9-셀 구현예는 6개의 스위치를 사용하는 3x3 매트릭스(1508)로 구현되어, 3개의 스위치를 절약할 수 있다. 다른 예에서, 16-셀 구현예는 8개의 스위치를 사용하는 4x4 매트릭스(1508)로 구현되어, 8개의 스위치를 절약할 수 있다.
동작 동안, 적어도 2개의 스위치는 하나의 코일을 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(1502)에 능동적으로 결합시키기 위해 폐쇄된다. 다수의 스위치는 무선 송신기 및/또는 수신기 회로(1502)에 대한 다수의 코일의 연결을 용이하게 하기 위해 한 번에 폐쇄될 수 있다. 다수의 스위치는, 예를 들어, 전력을 수신 디바이스에 전송할 때 다수의 송신 코일을 구동시키는 동작의 모드를 가능하게 하기 위해 폐쇄될 수 있다.
도 16은 각각의 각각의 코일 또는 충전 셀이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 드라이버 회로(1602)에 의해 개별적으로 및/또는 직접적으로 구동되는 제2 토폴로지(1600)를 예시한다. 드라이버 회로(1602)는 수신 디바이스를 충전하기 위해 코일(1604)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.
하나 이상의 코일에 대한 직접 구동의 이용가능성은 충전 디바이스가 코일(600, 620)의 상이한 그룹화를 통해 핑을 동시에 송신하는 것을 허용할 수 있다(도 6 참조).
일부 구현예에서, 용량 감지는 먼저 2개의 인접한 코일을 용량 감지 회로에 연결시킴으로써 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 2개의 코일을 사용하여, 회로는 하나 이상의 공지된 방법을 사용함으로써 커패시턴스를 측정한다.　제1 방법은 정전류 파형을 인가하는 단계 및 측정 회로에 의해 감지되는 전압의 변화에 기초하여 커패시턴스를 계산하는 단계를 포함한다. 계산은 다음 식에 기초할 수 있다:
Q=C * V
Q=I * t
공지된 전하가 지정된 양의 시간(t) 동안 공지된 정전류(I)를 소싱함으로써 전달되는 경우, 전압(V)이 측정될 수 있으며 이로부터 커패시턴스(C)가 계산될 수 있다. 측정된 커패시턴스는 마지막으로 기록된 측정된 값과 비교될 수 있다. 커패시턴스의 특정 변화는 시스템이 변화되었다는 것을 나타내기에 충분히 유의미하여, 무언가가 시스템(예를 들어, 폰)의 일부가 되었다는 검출을 가능하게 한다.　
커패시턴스의 변화는 RC 시정수의 사용을 통해 측정될 수 있다. 지속적으로 변화하는 구형파 신호가 공지된 저항(R) 및 비공지된 커패시턴스(C 또는 Cx)에 걸쳐 인가될 수 있다. 그 다음, 충전/방전에 대한 시간은 타이머 및 비교기를 사용하여 측정될 수 있다. 시정수 방정식을 사용함으로써, 커패시턴스는 계산될 수 있다.　
커패시턴스 측정은 모든 위치가 테스트될 때까지 정의된 순서로 코일로부터 취해질 수 있다. 코일로부터 측정되는 변화 및/또는 변화의 크기는 충전될 디바이스의 위치를 식별할 수 있다. 프로세스는 구성된 간격 시간에 기초하여 반복될 수 있는 사이클로 반복될 수 있다. 스캔 속도는 검출 속도와 전력 드로우 사이의 타협(compromise)에 기초하여 선택될 수 있다. 더 낮은 전력 드로우 레벨이 요구되는 경우, 스캔 속도는 더 낮은 검출 속도를 희생하여 감소될 수 있거나 그 역도 또한 마찬가지다.
디바이스 위치를 감지한 후, 하나 이상의 디바이스의 위치가 결정될 수 있다. 위치는 커패시턴스의 충분히 큰 변화를 등록하는 코일의 조합에 의해 표시될 수 있다. 코일은 선착순으로 턴 온될 수 있다. 디바이스가 추가됨에 따라, 디바이스에 근접한 연관된 코일은 드라이버에 연결되고 활성화될 수 있다. 충전될 수 있는 드라이버의 수는 디바이스를 서비스하기 위해 이용가능한 드라이버의 수에 의해 제한될 수 있다.　
코일 각각을 통한 전류 흐름은 적절한 무선 충전 표준(예를 들어, Qi 표준), 주파수, 진폭 등에 의해 대략적으로 정의된다. 본원에 개시되는 특정 양태는 스위치 어레이 및 대응하는 회로 및/또는 알고리즘을 사용하여 활성화되는 어레이 내의 식별 코일에 관한 것이다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 충전을 위해 이용될 수 있는 영역은 개시된 충전 디바이스의 총 표면적에 따라 증가한다. 종래의 무선 충전기에서, 단일 Qi 코일 송신기는 (가장 공통적으로 사용된 코일인, A6 코일에 기초하여) < 9.2%인 유효 전력 전송 영역을 갖는다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 제공되는 코일의 레이아웃은 충전 면적 대 총 면적에 대해 훨씬 더 높은 비율을 달성할 수 있다. 일 예에서, 100mm x 200mm인, 3-디바이스 구성은 충전 디바이스 표면적의 57.2%인 이용가능한 충전 면적을 갖는다. 다른 예에서, 200mm x 200mm인, 6-디바이스 구성은 충전 디바이스 표면적의 63.5%인 이용가능한 충전 면적을 갖는다.
센서를 사용한 디바이스 검출
특정 양태에 따르면, 수신 디바이스의 존재, 위치 및/또는 방향은, 예를 들어, 커패시턴스, 레지스턴스, 인덕턴스, 터치, 압력, 온도, 부하, 변형, 및/또는 다른 적절한 유형의 감지에서 차이 또는 변화를 검출하는 것을 수반하는 위치 감지 기술를 사용하여 결정될 수 있다. 위치 감지는 객체 또는 충전될 디바이스의 존재 또는 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 위치 감지는 또한 충전 표면으로부터 전력 전송 동안 수신 디바이스의 제거를 검출하기 위해 이용될 수 있다.
도 17은 충전 표면(1700)으로부터 전력 전송 동안 수신 디바이스의 제거를 검출할 수 있는 하나 이상의 센서(1702)를 포함하는 무선 충전기의 충전 표면(1700)의 제1 예를 예시한다. 이러한 예에서, 센서(1702)는 디바이스의 존재를 검출하도록 구성되는 용량성, 유도성, 또는 홀 효과 감지 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 감지 요소는 충전 표면(1700)에 제공되는 충전 코일(LP1-LP18)과 경계를 이룰 수 있다. 일부 구현예에서, 감지 요소는 개별 충전 코일 또는 충전 코일 그룹과 경계를 이룰 수 있다. 특정 구현예에서, 충전 구역은 충전 표면(1700) 상에서 식별될 수 있고, 감지 요소는 각각의 충전 구역의 외부 한계를 정의하거나 모니터링할 수 있다.
센서(1702)는 또한 충전 표면(1700)으로부터 수신 디바이스의 제거를 나타내는 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 센서(1702)는 충전 전류, 탱크 전압 및/또는 전력 드로우의 측정에 기초하여 제거 감지 기술을 지원하거나 향상시킬 수 있다. 센서(1702)의 사용은 신뢰성, 효율성을 개선할 수 있고 전력 소비 및 프로세서 로딩을 감소시킬 수 있다.
아날로그 및 디지털 핑을 사용한 충전 코일의 선택
도 18은 일부 양태에 따라 선택 방법론을 적용하는 장치의 예(1800)를 예시한다. 특히, 예(1800)에 예시되는 방법론은 수동(또는 아날로그) 핑 및 능동(또는 디지털) 핑 둘 다의 사용을 통해 최고 신호 강도를 갖는 충전 코일의 조합을 선택하기 위해 사용된다. 특정 양태에서, 개시된 선택은 가장 강한 핑의 수율(yield)을 제공하는 충전 코일의 조합 또는, 다시 말해서, 수신 디바이스(PRx)에 대해 최상의 연결을 제공하는 다수의 코일의 조합의 선택을 제공한다.
이러한 예에서, 무선 충전 표면(1802)은, 코일이 단순화를 위해 원형 기하구조로 표현된다는 점을 제외하고, 도 17(예를 들어, 코일(LP1-LP18))의 예와 유사한 다수의 코일(1804)를 포함한다. 특히, 전력 수신기(PRx)(1806)가 충전 표면(1802)과 근접하게 배치되고, 하나 이상의 충전 코일(1804)이 PRx(1806)의 핑잉(pinging)에 영향을 미칠 수 있을 때, 방법론은 다수의 가능한 코일(1804) 조합 각각을 핑하는 것을 포함한다. 도 18의 예에서, 다양한 가능한 코일 조합 각각은 상이한 잠재적인 코일 조합을 각각 도시하는 충전 표면(즉, 18021, 18022, 18023, 18024, 18025, 18026)의 다수의 상이한 예시에 의해 예시된다.
18021에 의해 표시되는 옵션에 의해 예시된 바와 같이, 단일 활성화된 코일(1804a)(음영에 의해 표시되는 활성화된 코일)은 PRx(1806)를 핑하기 위해 사용된다. 18022에 의해 표시되는 다음 옵션에서, 2개의 코일(1804a 및 1804b)은 PRx(1806)를 핑하기 위해 무선 충전 디바이스에 의해 활성화된다. 18023에 의해 표시되는 다른 다음 옵션에서, 3개의 코일(1804a, 1804b, 및 1804c)은 PRx(1806)를 핑하기 위해 활성화되고, 18024, 18025, 및 18026에 의해 예시되는 6개의 잠재적인 조합의 나머지에 대해서도 마찬가지다. 이러한 특정 예에서, 18021에 의해 도시되는 제1 조합인, 활성화된 코일(1804a)은 PRx(1806)에 의해 부분적으로만 커버되고 핑 응답은 최대 가능하거나 예상된 응답 전력 레벨의 백분율이거나 송신된 전력의 백분율일 수도 있다는 점이 주목된다. 도 18에 예시되는 특정 예에서, 핑 응답은, 예를 들어, 송신된 전력의 10%일 수 있다. 18023에 도시된 바와 같이 3개의 활성화된 코일(1804a, 1804b, 및 1804c)을 갖는 다른 코일 조합에서, 예를 들어, 핑 응답은 25%에서 더 높을 수 있다. 도 18에 예시된 바와 같이, 다양한 상이한 조합은 상이한 레벨의 핑 응답을 갖고, 선택 방법은 모든 가능한 코일 조합에 대한 상이한 핑 응답 레벨을 분석하고, 그 다음, 가장 높은 또는 가장 강한 핑 응답을 선택할 수 있다. 도 18의 예에서, 18025에 도시된 코일 조합은 가장 강한 핑 응답을 가질 것이고 이러한 코일 조합이 선택될 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 선택은 충전 표면 상의 특정 PRx 및 그것의 위치에 대해 가장 높은 핑 응답을 갖는 코일 조합을 보다 신속하게 결정하기 위해 아날로그(수동) 및 디지털(능동) 핑 중 하나 또는 둘 다의 사용을 수반할 수 있다. 도 18의 예에 대해, 70%의 핑 응답을 갖는 18025에 도시된 바와 같은 코일(1804b 및 1804c)의 조합은 이러한 조합이 가장 높은 핑 응답을 가짐에 따라 선택되었을 것이라는 점이 주목된다. 그러나, 이것은 단지 예시적이고, 본 개시는 임의의 특정 값 및 백분율에 제한되도록 의도되지 않는다.
도 19는 본 개시의 일부 양태에 따라 무선 충전 디바이스에서 최상의 코일 조합 선택을 위해 아날로그 및 디지털 핑 둘 다를 사용하는 핑 선택을 위한 방법(1900)의 예를 예시한다. 방법(1900)의 예시된 예에서, 방법은 블록(1902)에 도시된 바와 같이 충전 표면(예를 들어, 1802) 상의 PRx 디바이스에 대한 가능한 조합을 결정하기 위해 무선 충전 디바이스 내의 다양한 코일의 아날로그 또는 수동 핑잉으로 시작한다. 특정 예에서, 무선 충전 디바이스는 아날로그 또는 수동 핑을 사용하여 모든 가능한 코일 조합을 핑하도록 구성될 수 있다.
아날로그 핑이 일반적으로 디지털 핑보다 더 빠르기 때문에, 초기 아날로그 핑잉은 무선 충전 디바이스가 분석될 잠재적인 코일 조합을 더 빨리 식별하는 것을 허용할 뿐만 아니라 PRx 디바이스가 충전 표면 상에 위치되는 장소를 더 빨리 결정하는 것을 허용한다. 일 양태에서, 블록(1902) 내의 프로세스는, 차례로, 핑 응답을 산출하는 그러한 코일의 모든 가능한 조합을 시험할 수 있도록 PRx로부터 핑 응답을 생성하는 모든 코일을 결정하는 단계를 수반할 수 있다. 다른 양태에서, 임계값은 핑 응답을 산출하는 모든 코일의 세트 중에서 미리결정된 레벨 위의 핑 응답을 수신하는 그러한 코일만이 가능한 코일 조합의 초기 결정에 대해 사용될 수 있도록 미리정의될 수 있다.
가능한 조합의 전부 또는 적절한 서브세트의 스캔이 블록(1902)에서 결정된 후, 흐름은 결정 블록(1904)으로 진행하며 여기서 이로부터 선택하기 위해 이용가능한 적어도 2개의 상이한 코일 조합이 존재하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 그렇지 않으면, 그 다음, 선택에 대한 필요성은 존재하지 않거나 불필요하고 흐름은 임의의 수신 디바이스(PRx)에 대한 핑 및 수반되는 코일 조합에 대한 스캐닝 또는, 수신 디바이스 PRx가 후속적으로 이동되는 경우, 그 다음, PRx가 이동된 후 발생할 수도 있는 다수의 코일 조합에 대한 스캐닝을 계속하기 위해 블록(1902)으로 돌아간다.
블록(1904)에서 결정되는 바와 같이 다수의 이용가능한 코일 조합이 존재하는 경우, 흐름은 블록(1906)으로 진행하며 여기서 디지털 핑잉은 블록(1902)에서 결정되는 다양한 코일 조합에 대해 수행된다. 일 예에서, 디지털 핑은 블록(1902)에서 식별되는 모든 가능한 조합에 대해 수행될 수 있다. 다른 예에 따르면, 미리정의된 임계값을 충족시키도록 적격화되는 그러한 코일 조합만이 블록(1906)의 프로세스에서 디지털 핑될 수 있다.
블록(1906)에서 코일 조합의 디지털 핑잉 후, 가장 높거나 가장 강한 디지털 핑을 갖는 코일(18021에서 볼 수 있는 바와 같은 단일 코일의 경우) 또는 코일 조합이 블록(1908)에서 도시된 바와 같이 선택된다. 선택이 이루어진 후, 방법(1900)은 선택이 완료되고, 그 다음, 선택된 코일 조합이 블록(1910)에서 도시된 바와 같이 PRx(예를 들어, 1806)에 대해 충전 에너지를 공급하기 위해 사용됨에 따라 종료될 수 있다. 그 다음, 선택된 코일 조합은 충전 에너지를 PRx 디바이스에 제공하기 위해 사용될 수 있다.
도 20은 코일 선택 방법론의 다른 예(2000)를 예시하며 여기서 무선 충전 디바이스 내의 각각의 개별 코일은, 한번에 하나씩, 수신기(PRx)의 위치를 결정하기 위해 활성화된다. 예시된 바와 같이, 무선 충전 디바이스는 이에 근접하여 위치되는 수신 디바이스(예를 들어, PRx 코일)(2004)를 갖는 충전 표면(2002)을 가질 수 있다. PRx(2004)의 위치를 결정하기 위해, 각각의 개별 코일(2006)은 PRx 코일(2004)을 핑하기 위해 활성화될 수 있고, 그 다음, 상대적 강도(relative strength)가 결정된다. 예를 들어, 도 20은 대부분이 핑 응답을 산출할 만큼 PRx 코일(2004)에 충분히 가까이 위치되지 않음에 따라 대부분의 코일(2006)이 0%의 상대적 핑 강도를 가질 것이라는 점을 예시한다. 이러한 예에서, 4개의 코일(2006a, 2006b, 2006c, 및 2006d)은 핑할 때 PRx 코일(2004)로부터 핑 응답을 수신하기에 충분히 근접하여 가까이 있다. 이러한 예(2000)에서 더 예시된 바와 같이, 각각의 코일은 코일이 핑을 전송할 때 PRx(2004)로부터의 핑 응답의 강도를 나타내는 상대적 강도 값 또는 백분율을 갖는다. 단지 예시를 위한 예시적 숫자로서, 코일(2006a)은 40%의 상대적 강도를 갖고, 코일(2006b)은 20%의 상대적 강도를 갖고, 코일(2006c)은 40%의 상대적 강도를 갖고, 코일(2006d)은 5%의 상대적 강도를 갖는다. 예에서, 각각의 코일(2006)에 대한 초기 핑 결정은 이러한 프로세스를 보다 빠르게 구현하기 위해 아날로그/수동 핑잉을 사용하여 수행될 수 있다는 점이 주목된다. 추가적으로, 아날로그 핑잉 프로세스는 또한 반드시 상대적 강도를 측정할 필요는 없지만, 단지 핑 응답을 갖는 무선 충전 표면(2002)의 그러한 코일을 식별할 수 있다는 점이 주목된다.
핑 응답(또는 다른 예에서 미리결정된 임계값 위의 핑 강도 응답)을 갖는 모든 코일(2006)이 식별되었으면, 그 다음, 그러한 식별된 코일의 디지털 핑은, 다시 한번에 하나씩, 수행될 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 예에서, 디지털 핑은 충전 표면(2002) 내의 모든 코일의 아날로그/수동 핑 스캔으로부터 핑 응답을 갖는 것으로서 식별되는 그러한 코일에만 제한될 수 있다. 상대적 강도는 디지털 핑으로부터 결정될 수 있다(또는 아날로그 스캔으로부터 이전에 결정된 상대적 강도는 정확도를 증가시키기 위해 개선될 수 있음).
측정된 또는 결정된 상대적 강도에 기초하여, PRx(2004)의 위치는 PRx(2004)의 위치를 결정하기 위한 기하학적 또는 다른 수학적 기술(예를 들어, 삼각측량)을 사용한 계산을 통해 결정될 수 있다. 예로서, 도 20은 수행될 수 있는 삼각측량의 시각적 예시(2010)을 예시한다. 이러한 예시에서, 코일(2006a, 2006b, 및 2006c)의 상대적 강도 및 위치는 삼각측량 계산을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 추가적으로, 상대적 강도는 2012a, 2012b, 및 2012c에서 도시된 바와 같이 코일(2006a, 2006b, 및 2006c)의 기여에 대한 상대적 크기에 의해 예시된 바와 같이 설명될 수 있다. 계산에 기초하여, 최적의 코일 또는 코일의 그룹/조합은 무선 충전 디바이스에 의해 선택될 수 있다.
도 21은 도 20에 개시되는 예와 관련하여 무선 충전에 대해 위에서 논의된 방법론을 예시하는 흐름도(2100)를 예시한다. 블록(2102)에서, 모든 코일의 핑을 스캐닝하는 것은, 도 20과 관련하여 위에 논의된 바와 같이, 개별적으로(즉, 한번에 하나씩) 수행된다. 특정 양태에서, 블록(2102)의 스캔은 아날로그 또는 수동 핑 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 다른 예에서, 블록(2102)의 스캔은 무선 충전 디바이스에 근접하는 수신기 디바이스(PRx)로부터 핑 응답을 산출하는 코일에 대한 상대적 강도를 측정하거나 결정하는 것을 포함할 수 있다.
블록(2102)에서 스캔을 수행한 후, 흐름은 디바이스가 블록(2102)의 스캔 결과에 기초하여 이용가능한 하나보다 많은 코일을 갖는지 여부를 결정하기 위해 결정 블록(2104)으로 진행한다. 그렇지 않으면, 코일 선택에 대한 필요성은 존재하지 않고 흐름은 블록(2012)으로 다시 진행한다. 반면에, 2개 이상의 코일이 핑에 대한 응답을 산출하는 것으로서 결정되는 경우, 흐름은 블록(2106)으로 진행한다. 이러한 블록에서, 블록(2102)에서 식별되는 그러한 코일에 의한 디지털 핑이 수행될 수 있다. 양태에서, 프로세스(2106)는 한 번에 하나의 코일에 대해 다시 수행될 수 있다. 더욱이, 블록(2106)은, 도 20에 예시된 바와 같은 값 또는 백분율을 갖는 바와 같이, 상대적 강도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음, 블록(2106)의 결과는 디지털 핑에 기초하여 식별된 코일의 2개 이상의 상대적 강도를 산출할 것이다. 이러한 정보로부터, PRx 디바이스(예를 들어, 2004)의 위치는 블록(2108)에서 도시된 바와 같이 계산될 수 있다. 특히, 계산은 일 예로서 삼각법에 의한 삼각측량 계산을 사용할 수 있고, 추가로 상대적 강도는 상대적 강도의 가중화를 통해서와 같이 계산에서 설명될 수 있다. 그 다음, 방법(2100)은 블록(2110)에서 도시된 바와 같이 충전 에너지를 PRx 디바이스에 공급하기 위한 하나 이상의 코일(예를 들어, 코일 조합)의 선택을 포함할 수 있다.
처리 회로의 예
도 22는 배터리가 무선 충전될 수 있게 하는 충전 디바이스 또는 수신 디바이스에 통합될 수 있는 장치(2200)에 대한 하드웨어 구현의 예를 예시하는 다이어그램이다. 일부 예에서, 장치(2200)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(2202)를 사용하여 구현될 수 있다. 처리 회로(2202)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 일부 조합에 의해 제어되는 하나 이상의 프로세서(2204)를 포함할 수 있다. 프로세서(2204)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(2204)는 특정 기능을 수행하고, 소프트웨어 모듈(2216) 중 하나에 의해 구성, 증강 또는 제어될 수 있는 전문 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(2204)는 초기화 동안 로딩되는 소프트웨어 모듈(2216)의 조합을 통해 구성되고, 동작 동안 하나 이상의 소프트웨어 모듈(2216)을 로딩 또는 언로딩함으로써 더 구성될 수 있다.
예시된 예에서, 처리 회로(2202)는 일반적으로 버스(2210)에 의해 표현되는 버스 아키텍처로 구현될 수 있다. 버스(2210)는 처리 회로(2202)의 특정 적용 및 전체 설계 제약에 따라 임의의 수의 상호연결 버스 및 브리지를 포함할 수 있다. 버스(2210)는 하나 이상의 프로세서(2204), 및 스토리지(2206)를 포함하는 다양한 회로를 함께 링크시킨다. 스토리지(2206)는 메모리 디바이스 및 대용량 스토리지 디바이스를 포함할 수 있고, 본원에 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 프로세서-판독가능 매체로서 지칭될 수 있다. 스토리지(2206)는 일시적 스토리지 매체 및/또는 비-일시적 스토리지 매체를 포함할 수 있다.
버스(2210)는 또한 타이밍 소스, 타이머, 주변장치, 전압 조절기, 및 전력 관리 회로와 같은 다양한 다른 회로를 링크시킬 수 있다. 버스 인터페이스(2208)는 버스(2210)와 하나 이상의 송수신기(2212) 사이의 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 송수신기(2212)는 장치(2200)가 표준-정의된 프로토콜에 따라 충전 또는 수신 디바이스와 통신할 수 있게 하도록 제공될 수 있다. 장치(2200)의 특성(nature)에 따라, 사용자 인터페이스(2218)(예를 들어, 키패드, 디스플레이, 스피커, 마이크로폰, 조이스틱)가 또한 제공될 수 있고, 버스(2210)에 직접적으로 또는 버스 인터페이스(2208)를 통해 통신적으로 결합될 수 있다.
프로세서(2204)는 버스(2210)를 관리하는 것에 대해 그리고 스토리지(2206)를 포함할 수 있는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장되는 소프트웨어의 실행을 포함할 수 있는 일반적인 처리에 대해 책임이 있을 수 있다. 이러한 점에서, 프로세서(2204)를 포함하는 처리 회로(2202)는 본원에 개시되는 방법, 기능 및 기술 중 임의의 것을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 스토리지(2206)는 소프트웨어를 실행할 때 프로세서(2204)에 의해 조작되는 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있고, 소프트웨어는 본원에 개시되는 방법 중 임의의 방법을 구현하도록 구성될 수 있다.
처리 회로(2202) 내의 하나 이상의 프로세서(2204)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(2206) 또는 외부 컴퓨터-판독가능 매체에 컴퓨터-판독가능 형태로 상주할 수 있다. 외부 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(2206)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(2206)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(2206)는 처리 회로(2202)에, 프로세서(2204)에, 처리 회로(2202) 외부에 상주하거나, 처리 회로(2202)를 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(2206)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(2206)는 소프트웨어 모듈(2216)로서 본원에 지칭될 수 있는, 로딩가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 유지되고/되거나 조직되는 소프트웨어를 유지할 수 있다. 소프트웨어 모듈(2216) 각각은, 처리 회로(2202) 상에 설치 또는 로딩되고 하나 이상의 프로세서(2204)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서(2204)의 동작을 제어하는 런-타임(run-time) 이미지(2222)에 기여하는 명령어 및 데이터를 포함할 수 있다. 실행될 때, 특정 명령어는 처리 회로(2202)가 본원에 설명되는 특정 방법, 알고리즘 및 프로세스에 따라 기능을 수행하게 할 수 있다.
소프트웨어 모듈(2216) 중 일부는 처리 회로(2202)의 초기화 동안 로딩될 수 있고, 이러한 소프트웨어 모듈(2216)은 본원에 개시되는 다양한 기능의 성능을 가능하게 하기 위해 처리 회로(2202)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 일부 소프트웨어 모듈(2216)은 프로세서(2204)의 논리 회로(2722) 및/또는 내부 디바이스를 구성할 수 있고, 송수신기(2212), 버스 인터페이스(2208), 사용자 인터페이스(2218), 타이머, 수학적 코프로세서(coprocessor) 등과 같은 외부 디바이스에 대한 액세스를 관리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(2216)은 인터럽트 핸들러 및 디바이스 드라이버와 상호작용하고, 처리 회로(2202)에 의해 제공되는 다양한 자원에 대한 액세스를 제어하는 제어 프로그램 및/또는 운영 시스템을 포함할 수 있다. 자원은 메모리, 처리 타임, 송수신기(2212)에 대한 액세스, 사용자 인터페이스(2218) 등을 포함할 수 있다.
처리 회로(2202)의 하나 이상의 프로세서(2204)는 다기능일 수 있으며, 그것에 의해 소프트웨어 모듈(2216)의 일부는 동일한 기능의 상이한 인스턴스 또는 상이한 기능을 수행하도록 로딩되고 구성된다. 하나 이상의 프로세서(2204)는 예를 들어, 사용자 인터페이스(2218), 송수신기(2212), 및 디바이스 드라이버로부터의 입력에 응답하여 개시되는 백그라운드 태스크를 관리하도록 추가적으로 적응될 수 있다. 다수의 기능의 수행을 지원하기 위해, 하나 이상의 프로세서(2204)는 멀티태스킹 환경을 제공하도록 구성될 수 있으며, 그것에 의해 복수의 기능 각각은 필요하거나 원하는 바와 같이 하나 이상의 프로세서(2204)에 의해 서비스되는 한 세트의 태스크로서 구현된다. 일 예에서, 멀티태스킹 환경은 상이한 태스크 사이에서 프로세서(2204)의 제어를 통과시키는 타임쉐어링 프로그램(2220)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(2220)에 하나 이상의 프로세서(2204)의 제어를 반환한다. 태스크가 하나 이상의 프로세서(2204)를 제어할 때, 처리 회로는 제어 태스크와 연관되는 기능에 의해 처리되는 목적을 위해 효과적으로 특수화된다. 타임쉐어링 프로그램(2220)은 운영 시스템, 라운드-로빈 방식으로 제어를 전달하는 메인 루프, 기능의 우선순위화에 따라 하나 이상의 프로세서(2204)의 제어를 할당하는 기능, 및/또는 하나 이상의 프로세서(2204)의 제어를 핸들링 기능에 제공함으로써 외부 이벤트에 응답하는 인터럽트 구동 메인 루프를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 장치(2200)는 충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전원, 복수의 충전 셀 및 하나 이상의 프로세서(2204)에 포함되거나 이로 구현될 수 있는 컨트롤러를 갖는 무선 충전 디바이스를 포함하거나 무선 충전 디바이스로 동작한다. 복수의 충전 셀은 충전 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전송 영역을 통해 전자기 필드를 지향시키도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 충전 회로로 하여금 수신 디바이스가 충전 표면 상에 배치될 때 충전 전류를 공진 회로에 제공하게 하고, 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율 또는 수신 디바이스에 전송되는 전력의 변화 또는 변화율을 검출하고, 전압 또는 전류 레벨의 변화 또는 변화율 또는 수신 디바이스에 전송되는 전력의 변화 또는 변화율이 임계 값을 초과할 때 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 공진 회로는 송신 코일을 포함한다. 컨트롤러는 송신 코일의 단자에서 측정되는 전압이 임계 전압 레벨을 초과할 때 수신 디바이스가 충전 표면으로부터 제거되었다고 결정하도록 더 구성될 수 있다. 일 예에서, 임계 전압 레벨은 룩업 테이블에 의해 유지되고 송신 코일이 전자기적으로 분리될 때 결정된다. 다른 예에서, 임계 전압 레벨은 수신 디바이스가 처음 충전 표면 상에 배치될 때 결정된다.
특정 구현예에서, 컨트롤러는 송신 코일이 무선 충전 디바이스에 근접한(예를 들어, 무선 충전 표면 상에 배치된) 전력 수신 디바이스(예를 들어, PRx)에 의해 수신될 수 있는 핑을 발생하게 하도록 더 구성된다. 추가적으로, 송신 코일은 전력 수신 디바이스(PRx)로부터 ASK 변조된 응답과 같은 핑 응답을 수신하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 공진 회로에서 측정되는 것은 임계 전류 레벨 미만인 크기를 갖는다. 일 예에서, 임계 전류 레벨은 룩업 테이블에 의해 유지되고 객체가 공진 회로 내의 코일과 전자기적으로 결합되지 않을 때 결정된다. 다른 예에서, 임계 전류 레벨은 수신 디바이스가 처음 충전 표면 상에 배치될 때 결정된다.
일부 구현예에서, 장치(2200)는 충전 디바이스의 외부 표면에 근접하여 위치되는 하나 이상의 센서를 갖는다. 컨트롤러는 하나 이상의 센서로부터 측정을 수신하고, 측정 중 하나가 수신 디바이스의 물리적 제거를 나타낼 때 공진 회로와 연관되는 전압 또는 전류 레벨을 측정하도록 더 구성될 수 있다. 센서는 변형 측정 센서, 가속도계, 적외선 또는 초음파 감지 요소 및/또는 홀-효과 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 스토리지(2206)는 명령 및 정보를 유지하며 여기서 명령은 하나 이상의 프로세서(2204)가 무선 충전 디바이스에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답에 대해 스캔하기 위해 아날로그 핑을 사용하여 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 코일(또는 적어도 하나의 충전 코일을 갖는 충전 셀)로부터 하나 이상의 핑을 전송하게 하도록 구성된다. 특히, 핑을 전송하는 이러한 기능은, 개별 코일 또는 코일의 그룹/조합을 사용하여 스캐닝하기 위한, 도 19 및 도 21의 블록(1902 또는 2102)의 프로세스를 포함할 수 있다.
추가적으로, 스토리지(2206)는 명령 및 정보를 유지하며 여기서 명령은 하나 이상의 프로세서(2204)가 아날로그 프로세스로 핑을 전송하는 것에 응답하여 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 무선 디바이스 내의 복수의 충전 코일의 충전 코일의 서브세트를 결정하게 하도록 구성된다. 예로서, 이러한 기능은 블록(1904 또는 2104)의 프로세스를 포함할 수 있으며, 여기서 아날로그 또는 수동 핑잉으로부터의 핑 응답은 식별된 잠재적인 코일(즉, 코일의 충전의 서브세트)의 디지털 핑잉을 위해 후속으로 사용될 잠재적인 코일을 결정하기 위해 프로세서(2204)에 의해 사용된다.
추가 구현예에서, 스토리지(2206)는 명령 및 정보를 유지하며 여기서 명령은 하나 이상의 프로세서(2204)가 디지털 핑 프로세스를 사용하여 충전 코일(즉, 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신하는 코일 또는 코일 조합)의 식별된 서브세트로부터 하나 이상의 핑을 전송하게 하도록 구성된다. 예로서, 이러한 기능은 블록(1906 또는 2106)의 프로세스를 포함할 수 있으며 여기서 적격(qualified) 코일 그룹/조합 또는 개별 코일은 도 18 내지 도 21과 관련하여 논의된 바와 같은 디지털 또는 능동 핑 프로세스를 사용하여 핑된다. 추가적으로, 스토리지(2206)는 명령 및 정보를 유지하며 여기서 명령은 하나 이상의 프로세서(2204)가 디지털 핑 프로세스에 응답하여 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 충전 코일의 서브세트의 하나 이상의 충전 코일의 조합을 선택하게 하도록 구성된다. 이러한 기능의 예는 블록(1908 또는 2108)의 프로세스를 포함할 수 있다.
도 23은 본 개시의 특정 양태에 따라 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법(2300)을 예시하는 흐름도이다. 방법(2300)은 충전 디바이스 내의 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 블록(2302)에서, 컨트롤러는 무선 충전 디바이스에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답에 대해 스캔하기 위해 아날로그 핑 프로세스를 사용하여 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 코일로부터 하나 이상의 핑을 전송할 수 있다.
추가적으로, 방법(2300)은 블록(2304)에 도시된 바와 같이 아날로그 프로세스로 핑의 전송에 응답하여 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 무선 디바이스 내의 복수의 충전 코일의 충전 코일의 서브세트를 결정하는 단계를 포함한다. 블록(2304)의 프로세스는 도 18 및 도 19의 예에서 논의된 바와 같은 스캐닝 코일 조합 또는 도 20 및 도 21의 예에서 논의된 바와 같은 개별 코일로부터 서브세트를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 방법(2300)은 블록(2306)에서 도시된 바와 같이 디지털 핑 프로세스를 사용하여 충전 코일의 서브세트로부터 핑을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 블록(2306)의 프로세스는 도 18 및 도 19의 예에서와 같은 조합을 사용하거나 도 20 및 도 21의 예에서 논의된 바와 같은 개별 코일을 사용하여 디지털 또는 능동 핑을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
더욱이, 방법(2300)은 블록(2308)에서 도시된 바와 같이 디지털 핑 프로세스에 응답하여 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 충전 코일의 서브세트의 하나 이상의 충전 코일의 조합을 선택하는 단계를 포함한다. 여기서, 하나 이상의 코일의 선택은 도 18 및 도 19의 예에서와 같이 조합의 스캐닝을 통해 또는 개별 코일로부터의 디지털 핑을 사용하고 그 다음 어떤 코일이도 20 및 도 21의 예에서 논의된 바와 같이 코일이 결합될 수 있는지를 수학적으로 계산하여 달성될 수 있다는 점이 주목된다. 따라서, 일 예에서, 방법(2300)은 코일의 조합의 선택된 변동으로부터 핑하고 관찰된 핑 응답으로부터, 또는 개별 코일 핑 강도로부터 최적인 것을 결정하고 그 다음 개별 핑 강도로부터 최적의 코일 조합을 수학적으로 결정함으로써 수신 디바이스에 대한 충전을 제공하기 위해 코일의 최적화된 조합의 선택을 제공한다.
일부 구현예는 아래의 넘버링된 항(clause)에서 설명된다:
1. 무선 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서, 다음: 즉, 상기 무선 충전 디바이스에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답을 스캔하기 위해 아날로그 핑 프로세스를 사용하여 상기 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 코일로부터 하나 이상의 핑을 전송하는 단계; 상기 아날로그 핑 프로세스로 상기 하나 이상의 핑의 전송에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 상기 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 코일의 충전 코일의 서브세트를 결정하는 단계; 디지털 핑 프로세스를 사용하여 상기 충전 코일의 서브세트로부터 하나 이상의 핑을 전송하는 단계; 및 상기 디지털 핑 프로세스에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 상기 충전 코일의 서브세트의 하나 이상의 충전 코일의 조합을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 디지털 핑 프로세스를 사용하여 상기 충전 코일의 서브세트로부터 핑을 전송하는 단계는 다음: 즉, 상기 충전 코일의 서브세트 내의 충전 코일의 그룹의 복수의 상이한 코일 조합으로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 다음: 즉, 상기 충전 코일의 서브세트 내의 상기 충전 코일의 그룹의 복수의 상이한 충전 코일 조합 각각에 대해 핑 응답의 강도 값을 결정하는 단계; 및 충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 가장 높은 강도 값을 갖는 상기 복수의 상이한 충전 코일 조합의 코일 조합을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 핑 프로세스를 사용하여 충전 코일의 서브세트로부터 핑을 전송하는 단계는 다음: 즉, 상기 충전 코일의 서브세트 내의 각각의 충전 코일로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
5. 제4항에 있어서, 다음: 즉, 상기 충전 코일의 서브세트 내의 각각의 코일에 대한 핑 응답의 상대적 강도 값을 결정하는 단계; 상기 핑 응답 각각에 대한 상기 결정된 상대적 강도 값에 기초하여 가장 강한 핑에 대한 위치를 계산하는 단계; 및 충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 상기 계산된 위치에 기초하여 상기 충전 코일의 서브세트의 상기 하나 이상의 충전 코일의 조합을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 가장 강한 핑의 상기 위치를 계산하는 단계는 상기 충전 코일의 서브세트 내의 상기 충전 코일의 2개 이상의 상기 공지된 위치에 기초한 삼각법 계산을 포함하는, 방법.
7. 무선 충전 장치로서, 다음: 즉, 충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전원; 충전 표면을 제공하도록 구성되는 복수의 충전 셀 - 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전송 영역을 통해 전자기 필드를 지향시키도록 구성됨 -; 및 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는: 상기 무선 충전 디바이스에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답을 스캔하기 위해 아날로그 핑 프로세스를 사용하여 상기 복수의 충전 셀로부터 하나 이상의 핑을 전송하고; 상기 아날로그 핑 프로세스로 상기 하나 이상의 핑의 전송에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 상기 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 셀의 충전 셀의 서브세트를 결정하고; 디지털 핑 프로세스를 사용하여 상기 충전 셀의 서브세트로부터 하나 이상의 핑을 전송하고; 상기 디지털 핑 프로세스에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 상기 충전 셀의 서브세트의 하나 이상의 충전 셀의 조합을 선택하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러는: 상기 충전 셀의 서브세트 내의 충전 셀의 그룹의 복수의 상이한 충전 셀 조합으로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 컨트롤러: 상기 복수의 상이한 충전 셀 조합 각각에 대해 핑 응답의 강도 값을 결정하고; 충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 가장 높은 강도 값을 갖는 상기 복수의 상이한 충전 셀 조합의 충전 셀 조합을 선택하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 컨트롤러는: 상기 충전 셀의 서브세트 내의 각각의 충전 코일로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는: 상기 충전 셀의 서브세트 내의 각각의 코일에 대한 핑 응답의 상대적 강도 값을 결정하고; 상기 핑 응답 각각에 대한 상기 결정된 상대적 강도 값에 기초하여 가장 강한 핑에 대한 위치를 계산하고; 충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 상기 계산된 위치에 기초하여 상기 충전 셀의 서브세트의 상기 하나 이상의 충전 셀의 조합을 선택하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 가장 강한 핑의 상기 위치를 계산하는 것은 상기 충전 셀의 서브세트 내의 상기 충전 셀의 2개 이상의 상기 공지된 위치에 기초한 삼각법 계산을 포함하는, 무선 충전 장치.
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 (12)

  1. 무선 충전 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 무선 충전 디바이스에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답을 스캔하기 위해 아날로그 핑 프로세스를 사용하여 상기 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 코일로부터 하나 이상의 핑을 전송하는 단계;
    상기 아날로그 핑 프로세스로 상기 하나 이상의 핑의 전송에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 상기 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 코일의 충전 코일의 서브세트를 결정하는 단계;
    디지털 핑 프로세스를 사용하여 상기 충전 코일의 서브세트로부터 하나 이상의 핑을 전송하는 단계; 및
    상기 디지털 핑 프로세스에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 상기 충전 코일의 서브세트의 하나 이상의 충전 코일의 조합을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 핑 프로세스를 사용하여 상기 충전 코일의 서브세트로부터 핑을 전송하는 단계는:
    상기 충전 코일의 서브세트 내의 충전 코일의 그룹의 복수의 상이한 코일 조합으로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전 코일의 서브세트 내의 상기 충전 코일의 그룹의 복수의 상이한 충전 코일 조합 각각에 대해 핑 응답의 강도 값을 결정하는 단계; 및
    충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 가장 높은 강도 값을 갖는 상기 복수의 상이한 충전 코일 조합의 코일 조합을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 핑 프로세스를 사용하여 충전 코일의 서브세트로부터 핑을 전송하는 단계는:
    상기 충전 코일의 서브세트 내의 각각의 충전 코일로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 코일의 서브세트 내의 각각의 코일에 대한 핑 응답의 상대적 강도 값을 결정하는 단계;
    상기 핑 응답 각각에 대한 상기 결정된 상대적 강도 값에 기초하여 가장 강한 핑에 대한 위치를 계산하는 단계; 및
    충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 상기 계산된 위치에 기초하여 상기 충전 코일의 서브세트의 상기 하나 이상의 충전 코일의 조합을 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가장 강한 핑의 상기 위치를 계산하는 단계는 상기 충전 코일의 서브세트 내의 상기 충전 코일의 2개 이상의 공지된 위치에 기초한 삼각법 계산을 포함하는, 방법.
  7. 무선 충전 장치로서,
    충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전원;
    충전 표면을 제공하도록 구성되는 복수의 충전 셀 - 적어도 하나의 코일은 각각의 충전 셀의 전하 전송 영역을 통해 전자기 필드를 지향시키도록 구성됨 -; 및
    컨트롤러;
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는:
    상기 무선 충전 디바이스에 근접한 수신 디바이스로부터의 하나 이상의 핑 응답을 스캔하기 위해 아날로그 핑 프로세스를 사용하여 상기 복수의 충전 셀로부터 하나 이상의 핑을 전송하고;
    상기 아날로그 핑 프로세스로 상기 하나 이상의 핑의 전송에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터 핑 응답을 수신한 상기 무선 충전 디바이스 내의 복수의 충전 셀의 충전 셀의 서브세트를 결정하고;
    디지털 핑 프로세스를 사용하여 상기 충전 셀의 서브세트로부터 핑을 전송하고;
    상기 디지털 핑 프로세스에 응답하여 상기 수신 디바이스로부터의 핑 응답에 기초하여 상기 충전 셀의 서브세트의 하나 이상의 충전 셀의 조합을 선택하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 충전 셀의 서브세트 내의 충전 셀의 그룹의 복수의 상이한 충전 셀 조합으로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 복수의 상이한 충전 셀 조합 각각에 대한 핑 응답의 강도 값을 결정하고;
    충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 가장 높은 강도 값을 갖는 상기 복수의 상이한 충전 셀 조합의 충전 셀 조합을 선택하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 충전 셀의 서브세트 내의 각각의 충전 코일로부터 상기 수신 디바이스에 하나 이상의 핑을 전송하도록 구성되는, 무선 충전 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 충전 셀의 서브세트 내의 각각의 코일에 대한 핑 응답의 상대적 강도 값을 결정하고;
    상기 핑 응답 각각에 대한 상기 결정된 상대적 강도 값에 기초하여 가장 강한 핑에 대한 위치를 계산하고;
    충전 에너지를 상기 수신 디바이스에 공급할 시 사용하기 위한 상기 계산된 위치에 기초하여 상기 충전 셀의 서브세트의 하나 이상의 충전 셀의 조합을 선택하도록 구성되는, 무선 충전 장치.

  12. 제11항에 있어서,
    상기 가장 강한 핑의 상기 위치를 계산하는 것은 상기 충전 셀의 서브세트 내의 상기 충전 셀의 2개 이상의 공지된 위치에 기초한 삼각법 계산을 포함하는, 무선 충전 장치.
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