KR20230098187A - 디지털 핑 클램프 램프 - Google Patents

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KR20230098187A
KR20230098187A KR1020237014963A KR20237014963A KR20230098187A KR 20230098187 A KR20230098187 A KR 20230098187A KR 1020237014963 A KR1020237014963 A KR 1020237014963A KR 20237014963 A KR20237014963 A KR 20237014963A KR 20230098187 A KR20230098187 A KR 20230098187A
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ping
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에릭 하인델 굿차일드
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아이라, 인크.
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Abstract

무선 충전을 위한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 무선 충전 디바이스에서 수행되는 하나의 방법은 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하는 단계; 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키는 단계; 및 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

디지털 핑 클램프 램프
우선권 주장
본 출원은 2020년 10월 1일자로 미국 특허청에 출원된 가특허 출원 번호 제63/086,588호, 및 2021년 9월 29일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제17/489,577호에 대한 우선권 및 그 이익을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 전체적으로 아래에 진술된 바와 같이 그리고 모든 적용가능한 목적을 위해 참조로 본원에 통합된다.
본 발명은 일반적으로 모바일 컴퓨팅 디바이스의 배터리를 포함하는 배터리의 무선 충전에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 충전될 디바이스를 검출하고 이와 통신하기 위한 기술에 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.
종래의 무선 충전 시스템은 전형적으로 수신 디바이스가 무선 충전을 위한 기지국 내의 송신 코일 상에 존재하는지 또는 이에 근접하는지를 결정하기 위해 "디지털 핑(Digital Ping)"을 사용한다. 송신기 코일은 인덕턴스(L)를 갖고, 커패시턴스(C)를 갖는 공진 커패시터는 공진 LC 회로를 획득하기 위해 송신 코일에 결합된다.
무선 충전 능력의 개선은 모바일 디바이스의 지속적으로 증가하는 복잡성 및 변화하는 폼 팩터(form factor)를 식별하고 지원하기 위해 요구된다.
도 1은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전 표면을 제공하기 위해 이용될 수 있는 충전 셀의 예를 예시한다.
도 2는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 충전 표면의 세그먼트의 단일 층 상에 제공되는 충전 셀의 배열의 예를 예시한다.
도 3은 다수의 층이 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 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 표면에 의해 제공되는 전력 전송 영역의 배열을 예시한다.
도 5는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기를 예시한다.
도 6은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 ASK 복조를 지원하는 마이크로컨트롤러를 예시한다.
도 7은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 전력 수신기와 전력 송신기 사이에서 교환되는 메시지를 디지털적으로 인코딩하도록 적응될 수 있는 인코딩 방식(encoding scheme)의 예를 예시한다.
도 8은 무선 충전 디바이스의 충전 표면의 예를 예시한다.
도 9는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 멀티-주파수 ASK 변조를 지원하도록 구성될 수 있는 무선 충전 디바이스의 통신 인터페이스의 예를 예시한다.
도 10은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 ASK 변조를 위해 구성될 수 있는 무선 전력 수신기를 예시한다.
도 11은 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 디지털 핑에 대한 응답을 예시한다.
도 12는 본 개시의 특정 양태에 따라 적응된 디지털 핑에 대한 응답을 예시한다.
도 13은 본 개시의 특정 양태에 따라 실행되는 디지털 핑 절차의 예를 예시하는 제1 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 특정 양태에 따라 실행되는 디지털 핑 절차의 예를 예시하는 제2 흐름도이다.
도 15는 본원에 개시되는 특정 양태에 따라 적응될 수 있는 처리 회로를 이용하는 장치의 일 예를 예시한다.
첨부된 도면과 함께 아래에 진술되는 상세 설명은 다양한 구성의 설명으로서 의도되고 본원에 설명되는 개념이 실시될 수 있는 구성만을 나타내도록 의도되지 않는다. 상세 설명은 다양한 개념의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 상세를 포함한다. 그러나, 이러한 개념은 이러한 특정 상세 없이 실시될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 경우에서, 잘 알려진 구조 및 구성요소는 그러한 개념을 모호화하는 것을 방지하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
무선 충전 시스템의 수개의 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, 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 제공되는 하나 이상의 충전 셀 및 컨트롤러를 갖는다. 컨트롤러는 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하고, 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 디지털 핑의 전력 레벨을 1회 이상 증가시키고, 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 충전가능한 디바이스에 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하도록 구성될 수 있다.
충전 셀
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 충전 표면은 충전 표면에 인접하여 배치되는 충전 셀을 사용하여 제공될 수 있다. 일 예에서, 충전 셀은 벌집형 패키징 구성에 따라 배치된다. 충전 셀은 코일에 인접한 충전 표면에 실질적으로 직교하는 축을 따라 자기 필드를 각각 유도할 수 있는 하나 이상의 코일을 사용하여 구현될 수 있다. 본 설명에서, 충전 셀은 하나 이상의 코일을 갖는 요소를 지칭할 수 있으며 여기서 각각의 코일은 충전 셀의 다른 코일에 의해 생성되고, 공통 축을 따라 또는 이에 근접하여 지향되는 필드에 대해 부가적인 전자기 필드를 생성하도록 구성된다.
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 하나 이상의 기판(106) 상에 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 포함할 수 있으며, 각각은 실질적으로 원형 전력 전송 영역을 제공하도록 권선된다. 후자의 예에서, 다수의 나선형으로 권선된 평면 코일은 무선 충전 디바이스의 충전 표면 아래에 스택된 평면에 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.
도 5는 충전기 기지국에 제공될 수 있는 무선 송신기(500)를 예시한다. 컨트롤러(502)는 컨디셔닝 회로(conditioning circuit)(508)에 의해 필터링되거나 달리 처리되는 피드백 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러는 커패시터(512) 및 인덕터(514)를 포함하는 공진 회로(506)에 교류(alternating current)를 제공하는 드라이버 회로(504)의 동작을 제어할 수 있다. 전압(516)은 공진 회로(506)의 LC 노드(510)에서 측정될 수 있다. 공진 회로(506)는 또한 탱크 회로, LC 탱크 회로, 또는 LC 탱크로서 본원에 지칭될 수 있고, 공진 회로(506)의 LC 노드(510)에서 측정되는 전압(516)은 탱크 전압으로서 지칭될 수 있다.
전력 송신기를 전력 수신기에 무선으로 상호연결하기 위해 사용되는 가장 공통적으로 이용되는 프로토콜 중 하나는 Qi 프로토콜이다. Qi 프로토콜은 전력 수신기가 전력 송신기를 무선으로 제어할 수 있도록 할 수 있다. 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 메시지의 교환은 전형적으로 ASK(Amplitude Shift Keying) 프로토콜에 의해 수행된다. 일부 예에서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP)는 유도 전력 전송 디바이스의 탱크 회로에서 전압 또는 전류로부터 ASK 신호를 디코딩하기 위해 이용될 수 있다. 인터럽트(Interrupt)는 ASK 신호 상의 레벨 변경 사이의 타이밍을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 일 예에서, 외부 복조 회로는, ASK-변조된 신호를 디코딩하기 위해 사용될 수 있는, 에지 사이의 시간을 계산하기 위해 사용되는 인터럽트를 생성하기 위해 마이크로컨트롤러(MCU)에 의해 제공되는 타이머와 협력할 수 있다. 다른 예에서, DSP 또는 디지털 신호 컨트롤러는 디지털 신호 처리 방법을 사용하여 ASK-변조된 신호를 복조하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 및 다른 예에서, 값비싼 자원은 최소 디코딩 시스템을 획득하기 위해 소비된다.
도 6은 ASK-변조된 신호를 수신하고 디코딩하도록 구성될 수 있는 처리 회로(600)의 예를 예시한다. 처리 회로(600)는 ASK-변조된 신호(612)를 사용하여 송신될 메시지 및/또는 수신된 ASK-변조된 신호(612)로부터 디코딩되는 메시지를 저장할 수 있는 메모리 디바이스(604) 및/또는 레지스터에 결합될 수 있는 프로세서(602)를 포함한다. 처리 회로(600)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 일부 조합을 사용하여 구현될 수 있는 ASK 디코더(606)를 포함한다. ASK 디코더(606)는 송신된 ASK-변조된 신호(612)의 타이밍을 제어하고 수신된 ASK-변조된 신호(612)의 샘플링 및 디코딩을 제어하기 위해 클록 생성 또는 복구 회로(recovery circuit)로부터 수신되는 클록 신호를 사용할 수 있다.
도 7은 전력 수신기와 전력 송신기 사이에서 교환되는 메시지를 디지털적으로 인코딩하도록 적응될 수 있는 인코딩 방식(700, 720)의 예를 예시한다. 제1 예에서, 차동 2상(bi-phase) 인코딩 방식(700)은 데이터 신호(704)의 위상에서 이진 비트를 인코딩한다. 예시된 예에서, 데이터 바이트(706)의 각각의 비트는 인코더 클록 신호(702)의 대응하는 사이클(708)에서 인코딩된다. 각각의 비트의 값은 대응하는 사이클(708) 동안 데이터 신호(704)의 전이(710)(위상 변화)의 존재 또는 부재에서 인코딩된다.
제2 예에서, 전원(724)은 전력 신호 진폭 인코딩 방식(720)을 사용하여 인코딩된다. 예시된 예에서, 데이터 바이트(726)의 이진 비트는 전원(724)의 레벨로 인코딩된다. 데이터 바이트(726)의 각각의 비트는 인코더 클록 신호(722)의 대응하는 사이클(728)에서 인코딩된다. 각각의 비트의 값은 대응하는 사이클(708) 동안 전원(724)의 공칭 100% 전압 레벨(730)에 대한 전원(724)의 전압 레벨로 인코딩된다.
수동 핑
본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 객체 또는 다른 충전가능한 디바이스의 위치는 충전 셀에서 코일을 형성하는 전기 도체의 일부 속성의 변화에 기초하여 검출될 수 있다. 전기 도체의 속성의 측정가능한 차이는 객체가 하나 이상의 코일에 근접하여 배치될 때 커패시턴스, 레지스턴스, 인덕턴스 및/또는 온도의 변화를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 충전 표면 상의 객체의 배치는 배치 포인트 근처에 위치되는 코일의 측정가능한 레지스턴스, 커패시턴스, 인덕턴스에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 회로는 배치 포인트 근처에 위치되는 하나 이상의 코일의 레지스턴스, 커패시턴스, 및/또는 인덕턴스의 변화를 측정하기 위해 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 센서는 충전 표면에서 터치, 압력, 부하 및/또는 변형(strain)의 변화의 검출을 통해 위치 감지를 가능하게 하기 위해 제공될 수 있다. 디바이스를 검출하기 위해 현재 무선 충전 애플리케이션에서 사용되는 종래의 기술은 송신 코일을 구동함으로써 동작하고 실질적인 전력(예를 들어, 100-200mW)을 소비하는 "능동 핑(active ping)" 또는 "디지털 핑(Digital Ping)" 방법을 이용한다. 송신 코일에 의해 생성되는 필드는 수신 디바이스를 검출하기 위해 사용될 수 있다.
무선 충전 디바이스는 종래의 능동 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-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 주입된 에너지가 감쇠되고 소산될 때까지 네트워크가 그것의 고유(natural) 공진 주파수에서 진동하게 한다. 일 예에서, 고속 펄스는 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 공진 주파수의 반 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. 다른 예에서, 고속 펄스는 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 공진 주파수의 다수의 사이클에 대응하는 지속기간을 가질 수 있다.
수동 핑은 공진 LC 회로를 포함하는 네트워크가 링(ring)하는 고유 주파수, 및 네트워크의 에너지의 감쇠율에 기초하여 특성화되고/되거나 구성될 수 있다. 네트워크 및/또는 공진 LC 회로의 링잉 주파수(ringing frequency)는 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 코일에 가까이 근접하여 배치되는 디바이스 내의 수신 코일과 자기적으로 결합되고, 그 에너지 중 일부를 충전될 근접 디바이스에 결합하도록 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 낮춘다.
송신기 코일에 가까이 근접하여 배치되는 무선 수신기는 또한 Q 계수 및 공진 주파수에 영향을 미칠 수 있다. 수신기는 더 낮은 Q 계수를 갖는 송신기 코일을 야기할 수 있는 높은 Q를 갖는 동조된 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
철계 소폭 증가 상당한 증가 상당한 감소 소폭 감소
비철계 소폭 감소 상당한 증가 상당한 감소 소폭 증가
무선 수신기 상당한 증가 소폭 감소 소폭 감소 상당한 감소
디지털 핑을 위한 동적 전력 관리
디지털 핑은 송신기가 수신 디바이스로부터 응답을 청취하면서 지속 시간 동안 전력을 공진 LC 회로에 전달함으로써 생성된다. 일 예에서, 전력은 디지털 핑 동안에 공칭 90 ms 동안 인가된다. 응답은 ASK 변조를 사용하여 인코딩되는 신호로 제공될 수 있다. 일 예에서, 전형적인 송신 기지국은 초 당 80 mJ의 전력 레벨로 초 당 12.5회(주기 = 1/80 ms)만큼 자주 핑할 수 있음으로써, 디지털 핑 발견 절차는 1W를 소비한다. 본원에 개시되는 특정 양태에 따르면, 하나 이상의 충전 셀 내의 코일은 상이한 수신기 감도를 갖는 충전가능한 디바이스를 수용하는 최적의 디지털 핑을 제공하기 위해 선택적으로 활성화될 수 있다.
본 개시의 특정 양태는 상이한 유형의 충전가능한 디바이스의 검출, 충전 구성 선택, 및 충전에 관한 것이다. 충전 구성은 충전 표면 상의 충전 구역, 한 세트의 충전 셀 또는 전력을 무선으로 충전가능한 디바이스에 송신하기 위해 사용될 하나 이상의 송신 코일을 정의할 수 있다. 충전 구성은 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 사용되는 하나 이상의 송신 코일에 제공될 전류의 주파수, 위상 또는 진폭을 정의할 수 있다.
도 8은 3개의 충전 셀(802, 804, 806)이 정의되는 무선 충전 디바이스의 충전 표면(800)을 예시한다. 예시된 예에서, 충전 셀(802, 804, 806) 각각은 전력을 무선으로 충전가능한 디바이스에 독립적으로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 무선 충전 디바이스의 컨트롤러는 각각의 활성 충전 셀(802, 804, 806)에 대한 충전 구성을 정의할 수 있다. 예시된 예에서, 활성 충전가능한 디바이스의 수신 코일(808, 810, 812)은 연관된 충전 셀(802, 804, 806)의 중심 근처에 위치된다. 동작 시, 수신 코일(808, 810, 812)은 충전 표면(800)에서 (LP-1 내지 LP-18로 마킹되는) 하나 이상의 송신 코일과 전자기적으로 결합될 수 있다. 예시된 예에서, 무선 충전 디바이스는 충전 전류를 충전 셀 내의 송신 코일에 제공하도록 구성가능할 수 있는 다수의 드라이버를 포함할 수 있다. 무선 충전 디바이스는 추가적으로 수신 코일(808, 810, 812)을 포함하는 충전가능한 디바이스를 통해 수신 코일(808, 810, 812)의 동시 디바이스 발견 및/또는 동시 제어를 가능하게 할 수 있다.
도 9는 멀티-주파수 ASK 변조를 지원하는 무선 충전 디바이스 의 통신 인터페이스(900)의 예를 예시한다. 특정 무선 충전 프로토콜은 전력 전송을 위해 전력 수신기에 제공될 충전 전류의 공칭 주파수 및 전력 레벨을 정의한다. 동작 주파수는 또한 ASK 변조를 위한 반송파 주파수의 역할을 한다. 무선 충전 디바이스는 하나 이상의 수신 디바이스(908, 910, 912)로부터 수신되는 ASK-변조된 신호(924)를 디코딩함으로써 능력(capability) 및 구성 정보를 결정할 수 있다. 무선 충전 디바이스는 수신된 능력 및 구성 정보에 기초하여 수신 디바이스(908, 910, 912)에 대한 충전 구성을 정의할 수 있다. 수신 디바이스(908, 910, 912)는 상이한 전력 요건을 가질 수 있고, 수신 디바이스(908, 910, 912) 중 일부는 상이한 감도를 갖거나 상이한 최대 및 최소 수신 전력 레벨에 대해 정격화될 수 있는 전력 수신 회로를 가질 수 있다.
예시된 통신 인터페이스(900)에서, 멀티-디바이스 무선 충전기는 프로세서, 시퀀서, 상태 머신 또는 다른 컨트롤러(902)에 의해 제어되는 하나 이상의 멀티-코일 전력 송신 회로(906)를 갖는다. 컨트롤러(902)는 충전 전류를 전력 송신 회로(906) 내의 각각의 활성 충전 코일에 제공하기 위해 한 세트의 드라이버(904)를 구성할 수 있다. 일 예에서, 각각의 활성 충전 코일은 상이한 수신 디바이스(908, 910, 912)에 결합된다. 일부 경우에서, 충전 전류는 단일 수신 디바이스 내의 하나 이상의 수신 코일에 전자기적으로 결합되는 다수의 코일에 제공될 수 있다. 컨트롤러(902)는 상이한 전력 레벨에서 충전 전류를 제공하기 위해 한 세트의 드라이버(904)를 구성할 수 있다.
전력 송신 회로(906)로부터 추출되는 ASK-변조된 신호(926)는 컨트롤러(902)에 의해 제공되는 대역-선택 신호(930)에 의해 구성되는 대역-통과 필터(914)에 제공될 수 있다. 대역-선택 신호(930)는 ASK 인코딩을 위해 제공되는 채널과 연관되지 않는 주파수 성분을 차단하기 위해 대역-통과 필터(914)를 구성할 수 있다. 충전 전류는, 예를 들어, 공칭이 아닌 결합(coupling)에 의해 야기되는 공진 수정을 수용하기 위해 상이한 주파수에서 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 대역-선택 신호(930)는 대역-통과 필터(914)의 중심 주파수 및 대역폭을 정의한다. ASK-변조된 신호(926)의 필터링된 버전은 검출기(918)에 공급하는 피크 검출기(916)에 제공되며, 여기서 검출기는 코히어런트 복조기(920)의 출력을 수신하며, 이는 ASK-변조된 신호(926)에서 반송되는 정보(928)의 디코딩을 가능하게 하기 위해 반송파 신호(922)의 표현을 공급받는다.
전력 송신 회로(906)는 하나 이상의 디지털 핑 동안 수신되는 능력 및 구성 정보에 기초하여 충전을 위한 동작 주파수 및 전력 레벨로 구성될 수 있다. 무선 충전기는 무선 충전기의 표면에 대한 수신 디바이스(908, 910, 912)의 정확한 위치 또는 거리를 인식하지 못할 수 있고 전형적으로 수신 디바이스(908, 910, 912) 내의 수신 회로의 능력 및 감도를 더 인식하지 못한다. 따라서, 무선 충전기는 공칭 전력 레벨에서 디지털 핑을 송신한다.
무선 충전 디바이스는 ASK-변조된 송신의 교환을 포함하는 디지털 핑을 사용하여 능력 및 구성 정보를 결정할 수 있다. 일 예에서, 디지털 핑은 충전기와 충전되는 디바이스 사이의 교환을 수반한다. 충전 디바이스는 충전가능한 디바이스의 존재를 검출한 후 짧은 데이터 스트링을 송신한다. 충전가능한 디바이스는 충전 프로세스에 관련된 충전 상태, 능력 및 특정 파라미터에 대한 정보를 제공하는 ASK-변조된 송신으로 응답한다. 일 예에서, 충전가능한 디바이스는 충전가능한 디바이스에 의해 수신되는 충전 신호의 강도 신호를 나타내는 정보로 응답한다. 충전 디바이스는 디지털 핑에 대한 하나 이상의 응답에 기초하여 충전 구성을 정의할 수 있고 충전 구성에 기초하여 충전을 시작할 수 있다. ASK-변조된 데이터 패킷은 상태를 결정하고, 전력 레벨을 조정하고 적절한 때 충전 프로세스를 종료하기 위해 충전 디바이스에 의해 사용되는 정보를 제공하는 충전 프로세스 동안 충전가능한 디바이스에 의해 송신될 수 있다.
많은 애플리케에션에서, 무선 충전기는 동일한 디지털 핑 진폭에 대해 매우 상이한 응답을 가질 수 있는 광범위한 디바이스 유형 및 크기에 직면할 수 있다. 하나의 디바이스에 대해 낮을 수 있는 핑 진폭은 보다 민감한 디바이스의 최대 제한에 가까울 수 있다. 많은 종래의 시스템에서, 트레이드오프(tradeoff)는 저감도 디바이스의 검출 실패와 고감도 디바이스의 회로 보호 사이에서 이루어질 수 있다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 디지털 핑은 충전 디바이스가 충전될 디바이스의 유형에 적합한 전력 레벨에서 디지털 핑을 제공할 수 있게 하도록 적응될 수 있다. 일 예에서, 디지털 핑은 충전가능한 디바이스의 겉보기(apparent) 감도를 결정하고 디지털 핑을 위한 전력 레벨을 선택하기 위해 사용될 수 있는 클램프 램프를 포함하거나 이를 선행시킬 수 있다.
도 10은 수신 회로(1004)가 송신 회로(1002)로부터 무선 송신된 전력을 수신할 수 있는 충전 시스템(1000)을 예시한다. 수신 회로(1004) 및 송신 회로(1002)는 Qi 표준에 대해 정의되는 프로토콜에 따라 동작할 수 있다. 송신 회로(1002)는 도 5에 예시되는 공진 회로(506)에 대응할 수 있다. 수신 회로(1004)는 2차 변압기(transformer)로서 동작하는 수신 코일(1014)를 포함하며, 1차 변압기는 송신 회로(1002)에서 송신 코일(1012)에 의해 제공된다. 수신 코일(1004)은 인덕턴스(Ls)를 갖고 수신 코일(1014)의 인덕턴스에 기초하여 선택되는 커패시턴스(Cs)를 갖는 직렬 공진 커패시터(1016)에 결합되고, 수신 회로(1004)를 송신 코일(1012)에 의해 제공되는 충전 플럭스(flux)의 주파수에 동조시킨다. 일 예에서, 충전 플럭스의 주파수는 명목상 100 kHz이다. Qi 표준은 검출 커패시터(1018)가 수신 코일(1014)과 병렬로 제공된다고 특정한다. 검출 커패시터(1018)는 수신 코일(1014)의 인덕턴스에 기초하여 선택되는 커패시턴스(Cd)를 갖고, 1 MHz에서 공진하는 검출 공진 회로를 제공한다.
수신 회로(1004)는 직류(DC) 출력(1010)을 획득하기 위해 송신 코일(1012)에 의해 제공되는 충전 플럭스에 의해 수신 코일(1014)에 유도되는 전류를 수신하도록 구성되는 정류기(1008)에 결합된다. 충전가능한 디바이스는 전형적으로 디바이스 허용 오차(tolerance) 또는 구성된 한계를 초과하는 조건을 검출하는 보호 회로를 구비한다. 예를 들어, 충전가능한 디바이스는 하나 이상의 회로에서 높은 온도를 검출하거나 선취할 수 있고 구성된 또는 특정된 온도 범위 내에 회로를 유지하기 위해 수신된 전력을 요청하거나 제한할 수 있는 회로를 포함할 수 있다.
Qi 표준에 의해 정의되는 프로토콜과 호환가능한 충전가능한 디바이스는 클램퍼를 포함할 수 있는 과전압 보호 회로(1006)를 갖는다. 클램퍼는 신호의 발진(oscillation)의 피크를 정의된 전압에 제한할 수 있는 회로이다. 일부 경우에서, 충전가능한 디바이스는 수신된 전력 또는 전압이 특정된 또는 구성된 한계를 초과할 때 수신 회로(1004)의 양 단자(1022, 1024)를 접지(1200)에 단락시키는 회로를 포함할 수 있다. 송신 디바이스는 전류 및/또는 탱크 전압의 급상승에 기초하여 송신 코일(1012)과 수신 코일(1014) 사이의 결합에서 클램퍼-야기된 변화를 검출할 수 있다. 결합의 변화는 송신 디바이스가 전력 송신을 축소하거나 중단하게 할 수 있다.
과전압 보호 회로(1006)의 클램퍼는 수신 디바이스에 의한 디지털 핑에 대한 ASK 변조된 응답을 방지하거나 차단할 수 있다. 수신 디바이스는, 예를 들어, 펄스-폭 변조된 신호에 따라 송신 코일(1012)과 수신 코일(1014) 사이의 결합을 변경함으로써 송신 디바이스에서 탱크 전압을 변조하기 위해 사용되는 클램핑 회로를 포함할 수 있다. 수신 디바이스의 ASK 변조 회로는 과전압 보호 회로(1006)의 클램퍼가 ASK 클램핑 회로를 오버라이드할 때 비효율적으로 렌더링될 수 있다.
무선 충전 디바이스는 센서 시계 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등을 포함하는 다양한 유형의 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 사용될 수 있다. 디바이스가 수신할 수 있는 무선 전력 레벨은 디바이스의 유형, 위치 및 방향에 의존할 수 있다. 상이한 유형의 디바이스는 다른 디바이스보다 무선 전력 송신에 더 민감할 수 있다. 평균 전력 레벨에서 송신되는 디지털 핑은 민감한 디바이스에서 과전압 보호를 트리거할 수 있고 저감도 디바이스에 대해 감지할 수 없을 수 있다. 본 개시의 특정 양태는 고감도 디바이스가 클램핑하는 것을 방지할 수 있는 전력 램핑(ramping) 기술을 제공한다. 일 예에서, 낮은 디지털 핑 전력은 디지털 핑의 초기에 제공되고 지정된 최소 또는 원하는 전류가 송신 회로에서 측정될 때까지 디지털 핑 동안 스텝(step)으로 증가될 수 있다. 측정된 전류 레벨은 수신 디바이스에서 결합, 전압 또는 수신된 전력 레벨의 품질을 나타낼 수 있다.
도 11은 디지털 핑에 대한 충전가능한 디바이스의 특정 응답(1100, 1120)을 예시한다. 응답(1100, 1120)은 송신 디바이스의 탱크 전압에 의해 표시될 수 있다. 제1 응답(1100)에서, 제1 수신 디바이스는 송신된 전력 레벨에서 디지털 핑을 수신할 수 있다. 디지털 핑의 시작은 측정된 탱크 전압의 전이(에지(1102))에 의해 표시된다. 탱크 전압의 피크 레벨 또는 평균 레벨(1104)은, 신호 강도를 나타내기 위해 수신 디바이스에 의한 ASK 변조된 정보의 송신(1106) 동안을 포함하여, 디지털 핑 전체에 걸쳐 일정한 전압 레벨로 유지되거나 점진적으로 변화한다.
제2 응답(1120)은 제2 수신 디바이스에서 클램퍼를 트리거하는 디지털 핑의 예를 예시한다. 이러한 예에서, 제2 수신 디바이스는 제1 수신 디바이스보다 더 큰 감도를 갖고 디지털 핑의 전력 레벨은 과전압 보호 회로의 클램퍼가 트리거되게 한다. 디지털 핑의 시작은 측정된 탱크 전압에서 전이(에지(1122))에 의해 표시된다. 탱크 전압의 초기 레벨(1124)은 수신 디바이스의 클램퍼가 수신 디바이스에 유도되는 전력 레벨에 의해 트리거될 때 스텝형(step-like) 방식으로 변할 수 있다. 예시된 예에서, 신호 강도를 나타내는 ASK 변조된 정보의 수신 디바이스에 의한 송신(1126)은 수신 디바이스의 과전압 클램퍼를 트리거한다. 과전압 클램퍼의 활성화는 수신 디바이스의 ASK 변조 회로를 디스에이블하거나 금지한다. 과전압 클램퍼는 수신 디바이스의 수신 코일을 단락시켜 결합 특성에서 스텝 변화를 야기하며, 이는 전류 진폭의 스텝 증가 또는 더 높은 전압 레벨(1128)로의 스텝 증가로서 등록될 수 있다. 충전 디바이스는 결합의 변화를 인식하고 디지털 핑을 종료한다.
본 개시의 특정 양태에 따르면, 디지털 핑은 송신 디바이스가 디지털 핑의 전력 레벨을 핑되는 충전가능한 디바이스에 적합한 레벨로 제한할 수 있게 하는 클램프 램프(clamp ramp)로 구성될 수 있다. 클램프 램프는 더 적은 디바이스에 대해 충분한 전력을 제공하면서 민감한 디바이스가 디지털 핑에 응답하여 클램핑되는 것을 방지하는 방법을 제공한다. 클램프 램프는 구성 프로세스에게 디지털 핑 동안 더 넓은 동적 범위 능력을 제공할 수 있다.
도 12는 본 개시의 특정 양태에 따라 적응되는 디지털 핑(1202)에 대한 응답(1200)을 예시한다. 응답(1200)은 무선 충전 디바이스의 송신 회로에서 측정되는 탱크 전압에 의해 표현된다.
디지털 핑(1202)은 무선 충전 디바이스가 디지털 핑(1202)에 대한 전력 레벨을 선택할 수 있게 하는 클램프 램프(1208)를 포함하거나 이를 선행시킬 수 있다. 탱크 회로 상에서 측정되는 시작 전압(1206)에 의해 표시되는 초기 전력 레벨은 가장 민감한 수신 디바이스가 초기 전력 레벨에서 디지털 핑(1202)에 응답할 수 있게 하도록 선택된다. 무선 충전 디바이스는 그것의 송신 송신 코일로 흐르는 전류가 최소 진폭에 대응하는 진폭 또는 수신 디바이스가 디지털 핑(1202)에 응답할 수 있게 하는 수신 디바이스와의 결합을 나타내는 진폭의 범위를 갖는지 여부를 결정할 수 있다. 무선 충전 디바이스는 송신 코일에 흐르는 전류가 최소 진폭 또는 진폭의 범위에 대응하는 진폭을 가질 때까지 클램프 램프(1208) 동안 1회 이상 디지털 핑(1202)의 전력 레벨을 증가시킬 수 있다. 일 예에서, 무선 충전 디바이스는 탱크 전압 레벨(1210)(Vping)에 기초하여 송신 코일에 흐르고 있는 전류의 적절한 진폭을 결정할 수 있다.
클램프 램프(1208) 동안 송신기 전력 레벨을 증가시키기 위한 스텝 크기는 민감한 수신 디바이스를 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스텝 크기는 가장 민감한 수신 디바이스에 의해 수용될 수 있는 최소 레벨과 최대 레벨 사이의 차이보다 더 작게 선택될 수 있으며, 그것에 의해 클램프 램프(1208) 동안 송신기 전력의 증가가 수신 디바이스의 클램퍼 회로를 트리거하지 않는 것을 보장한다. 클램프 램프(1208)에서의 스텝의 수 및 지속기간은 전형적으로 디지털 핑(1202)의 지속기간의 5% 미만인 클램프 램프(1208)를 생성하고, 클램프 램프(1208)는 디바이스 발견에 필요한 시간을 증가시키는 것 없이 사용될 수 있다.
도 13은 본 개시의 특정 양태에 따라 실행되는 디지털 핑 절차에서 동적 전력 관리를 위한 방법의 예를 예시하는 흐름도(1300)이다. 방법은 멀티-디바이스 무선 충전기의 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 블록(1302)에서, 컨트롤러는 송신 전력을 디지털 핑을 위한 최저 레벨로 설정할 수 있다. 최저 레벨은 충전 디바이스의 표면 상에 배치될 것으로 예상되는 가장 민감한 수신 디바이스에 의해 핸들링될 수 있는 전력 레벨에 기초하여 결정될 수 있다. 컨트롤러는 스텝 카운터를 클리어하거나 그렇지 않으면 스텝 카운터를 초기화할 수 있다. 스텝 카운터는 클램프 램프(1208)에 대해 구성되는 최대 수의 스텝이 실행된 때를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 컨트롤러는 또한 디지털 핑에 대한 최대 지속기간을 정의하는 타이머를 초기화할 수 있다.
블록(1302)에서, 컨트롤러는 핑 전류가 디지털 핑 ASK 인코딩을 지원하는 전력 레벨에 대응하는 최소 레벨 또는 임계 레벨에 도달했는지 여부를 결정할 수 있다. 선택된 전력 설정에 대해 측정되는 핑 전류는 송신 코일과 수신 코일 사이의 결합의 품질에 의존할 수 있다. 선택된 전력 설정에 대해 측정되는 핑 전류는 수신 디바이스의 감도에 의존할 수 있다. 핑 전류가 최소 레벨 또는 임계 레벨에 도달한 때, 방법은 블록(1312)에서 계속된다. 핑 전류가 최소 레벨 또는 임계 레벨에 도달하지 않은 때, 방법은 블록(1306)에서 계속될 수 있으며 여기서 컨트롤러는 클램프 램프(1208)에 대한 최대 수의 스텝이 실행되었는지 여부를 결정할 수 있다. 클램프 램프(1208)에 대한 최대 수의 스텝이 실행된 때, 방법은 블록(1312)에서 계속될 수 있다. 클램프 램프(1208)에 대한 최대 수의 스텝이 실행되지 않은 때, 방법은 블록(1308)에서 계속될 수 있으며, 컨트롤러는 스텝 카운트를 증분시킨다. 블록(1310)에서, 그 다음, 컨트롤러는 디지털 핑에 대한 전력 레벨을 증가시킬 수 있다. 그 다음, 방법은 블록(1304)으로 복귀한다.
블록(1312)에서, 컨트롤러는 디지털 핑 타이머를 시작할 수 있다. 블록(1314)에서, 컨트롤러는 디지털 핑 타이머가 만료되었는지 여부를 결정할 수 있고 블록(1316)에서 타이머가 만료되지 않았을 때 메시지가 전력 수신 디바이스로부터 수신되었는지 여부를 체크할 수 있다. 메시지가 수신되지 않았을 때, 컨트롤러는 블록(1314)으로 복귀할 수 있다. 메시지가 수신되었을 때, 컨트롤러는 디지털 핑이 성공적으로 완료되었다고 결정할 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러는 전력 수신 디바이스를 충전하기 위한 충전 구성을 정의하기 위해 메시지에 제공되는 정보를 사용할 수 있다. 컨트롤러는 디지털 핑 타이머가 만료되었다는 것이 블록(1314)에서 결정될 때 블록(1318)으로 진행할 수 있다. 블록(1318)에서, 컨트롤러는 다음 디지털 핑을 구성할 수 있다. 일 예에서, 다음 디지털 핑을 구성하는 것은 다음 디지털 핑을 송신하기 위해 사용될 송신 코일을 선택하는 것을 포함한다.
도 14는 본 개시의 특정 양태에 따라 실행되는 디지털 핑 절차에서 동적 전력 관리를 위한 방법의 예를 예시하는 흐름도(1400)이다. 방법은 멀티-디바이스 무선 충전기의 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 블록(1402)에서, 컨트롤러는 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시할 수 있다. 블록(1404)에서, 컨트롤러는 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시킬 수 있다. 블록(1406)에서, 컨트롤러는 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 충전가능한 디바이스에 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정할 수 있다.
일 예에서, 컨트롤러는 응답에 제공되는 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 충전 구성을 결정할 수 있다. 컨트롤러는 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 충전 구성을 결정하도록 더 구성될 수 있다. 컨트롤러는 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 송신 코일에 흐르는 전류를 계산할 수 있다. 디지털 핑에 대한 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함한다. 컨트롤러는 송신 코일에 흐르는 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정할 수 있다. 컨트롤러는 ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 디지털 핑을 종료할 수 있다. 디지털 핑의 전력 레벨은 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가될 수 있다. 컨트롤러는 충전가능한 디바이스가 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정할 수 있다. 충전 표면 상에 또는 근처에 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차 동안 결정될 수 있다. 컨트롤러는 충전 표면 상에 또는 근처에 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 제1 핑을 송신할 수 있다.
처리 회로의 예
도 15은 배터리가 무선 충전될 수 있게 하는 충전 디바이스 또는 수신 디바이스에 통합될 수 있는 장치(1500)에 대한 하드웨어 구현의 예를 예시한다. 일부 예에서, 장치(1500)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(1502)를 사용하여 구현될 수 있다. 처리 회로(1502)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 일부 조합에 의해 제어되는 하나 이상의 프로세서(1504)를 포함할 수 있다. 프로세서(1504)의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), SoC, ASIC, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 프로그램가능 로직 디바이스(programmable logic device; 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(1504)는 특정 기능을 수행하고, 소프트웨어 모듈(1516) 중 하나에 의해 구성, 증강 또는 제어될 수 있는 전문 프로세서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(1504)는 초기화 동안 로딩되는 소프트웨어 모듈(1516)의 조합을 통해 구성되고, 동작 동안 하나 이상의 소프트웨어 모듈(1516)을 로딩 또는 언로딩함으로써 더 구성될 수 있다.
예시된 예에서, 처리 회로(1502)는 일반적으로 버스(1510)에 의해 표현되는 버스 아키텍처로 구현될 수 있다. 버스(1510)는 처리 회로(1502)의 특정 적용 및 전체 설계 제약에 따라 임의의 수의 상호연결 버스 및 브리지를 포함할 수 있다. 버스(1510)는 하나 이상의 프로세서(1504), 및 스토리지(1506)를 포함하는 다양한 회로를 함께 링크시킨다. 스토리지(1506)는 메모리 디바이스 및 대용량 스토리지 디바이스를 포함할 수 있고, 본원에 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 프로세서-판독가능 매체로서 지칭될 수 있다. 스토리지(1506)는 일시적 스토리지 매체 및/또는 비-일시적 스토리지 매체를 포함할 수 있다.
버스(1510)는 또한 타이밍 소스, 타이머, 주변장치, 전압 조절기, 및 전력 관리 회로와 같은 다양한 다른 회로를 링크시킬 수 있다. 버스 인터페이스(1508)는 버스(1510)와 하나 이상의 송수신기(1512) 사이의 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 송수신기(1512)는 장치(1500)가 표준-정의된 프로토콜에 따라 충전 또는 수신 디바이스와 통신할 수 있게 하도록 제공될 수 있다. 장치(1500)의 특성(nature)에 따라, 사용자 인터페이스(1518)(예를 들어, 키패드, 디스플레이, 스피커, 마이크로폰, 조이스틱)가 또한 제공될 수 있고, 버스(1510)에 직접적으로 또는 버스 인터페이스(1508)를 통해 통신적으로 결합될 수 있다.
프로세서(1504)는 버스(1510)를 관리하는 것에 대해 그리고 스토리지(1506)를 포함할 수 있는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장되는 소프트웨어의 실행을 포함할 수 있는 일반적인 처리에 대해 책임이 있을 수 있다. 이러한 점에서, 프로세서(1504)를 포함하는 처리 회로(1502)는 본원에 개시되는 방법, 기능 및 기술 중 임의의 것을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 스토리지(1506)는 소프트웨어를 실행할 때 프로세서(1504)에 의해 조작되는 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있고, 소프트웨어는 본원에 개시되는 방법 중 임의의 방법을 구현하도록 구성될 수 있다.
처리 회로(1502) 내의 하나 이상의 프로세서(1504)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(1506) 또는 외부 컴퓨터-판독가능 매체에 컴퓨터-판독가능 형태로 상주할 수 있다. 외부 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1506)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(1506)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(1506)는 처리 회로(1502)에, 프로세서(1504)에, 처리 회로(1502) 외부에 상주하거나, 처리 회로(1502)를 포함하는 다수의 엔티티에 걸쳐 분포될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 스토리지(1506)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(1506)는, 소프트웨어 모듈(1516)로서 본원에 지칭될 수 있는, 로딩가능한 코드 세그먼트, 모듈, 애플리케이션, 프로그램 등으로 소프트웨어를 유지하고/하거나 조직할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1516) 각각은, 처리 회로(1502) 상에 설치 또는 로딩되고 하나 이상의 프로세서(1504)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서(1504)의 동작을 제어하는 런-타임(run-time) 이미지(1515)에 기여하는 명령 및 데이터를 포함할 수 있다. 실행될 때, 특정 명령은 처리 회로(1502)가 본원에 설명되는 특정 방법, 알고리즘 및 프로세스에 따라 기능을 수행하게 할 수 있다.
소프트웨어 모듈(1516) 중 일부는 처리 회로(1502)의 초기화 동안 로딩될 수 있고, 이러한 소프트웨어 모듈(1516)은 본원에 개시되는 다양한 기능의 성능을 가능하게 하기 위해 처리 회로(1502)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 일부 소프트웨어 모듈(1516)은 프로세서(1504)의 논리 회로(2715) 및/또는 내부 디바이스를 구성할 수 있고, 송수신기(1512), 버스 인터페이스(1508), 사용자 인터페이스(1518), 타이머, 수학적 코프로세서(coprocessor) 등과 같은 외부 디바이스에 대한 액세스를 관리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(1516)은 인터럽트 핸들러 및 디바이스 드라이버와 상호작용하고, 처리 회로(1502)에 의해 제공되는 다양한 자원에 대한 액세스를 제어하는 제어 프로그램 및/또는 운영 시스템을 포함할 수 있다. 자원은 메모리, 처리 타임, 송수신기(1512)에 대한 액세스, 사용자 인터페이스(1518) 등을 포함할 수 있다.
처리 회로(1502)의 하나 이상의 프로세서(1504)는 다기능일 수 있으며, 그것에 의해 소프트웨어 모듈(1516)의 일부는 동일한 기능의 상이한 인스턴스 또는 상이한 기능을 수행하도록 로딩되고 구성된다. 하나 이상의 프로세서(1504)는 예를 들어, 사용자 인터페이스(1518), 송수신기(1512), 및 디바이스 드라이버로부터의 입력에 응답하여 개시되는 백그라운드 태스크를 관리하도록 추가적으로 적응될 수 있다. 다수의 기능의 수행을 지원하기 위해, 하나 이상의 프로세서(1504)는 멀티태스킹 환경을 제공하도록 구성될 수 있으며, 그것에 의해 복수의 기능 각각은 필요하거나 원하는 바와 같이 하나 이상의 프로세서(1504)에 의해 서비스되는 한 세트의 태스크로서 구현된다. 일 예에서, 멀티태스킹 환경은 상이한 태스크 사이에서 프로세서(1504)의 제어를 통과시키는 타임쉐어링 프로그램(1520)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(1520)에 하나 이상의 프로세서(1504)의 제어를 반환한다. 태스크가 하나 이상의 프로세서(1504)를 제어할 때, 처리 회로는 제어 태스크와 연관되는 기능에 의해 처리되는 목적을 위해 효과적으로 특수화된다. 타임쉐어링 프로그램(1520)은 운영 시스템, 라운드-로빈 방식으로 제어를 전달하는 메인 루프, 기능의 우선순위화에 따라 하나 이상의 프로세서(1504)의 제어를 할당하는 기능, 및/또는 하나 이상의 프로세서(1504)의 제어를 핸들링 기능에 제공함으로써 외부 이벤트에 응답하는 인터럽트 구동 메인 루프를 포함할 수 있다.
일 예에서, 장치(1500)는 충전 회로에 결합되는 배터리 충전 전원, 복수의 충전 셀 및 하나 이상의 프로세서(1504)에 포함될 수 있는 컨트롤러를 갖는 무선 충전 디바이스를 포함하거나 이로써 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 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하고, 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키고, 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 충전가능한 디바이스에 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 컨트롤러는 응답에 제공되는 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 충전 구성을 결정할 수 있다. 충전 구성은 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 정의될 수 있다.
특정 예에서, 송신 코일에 흐르는 전류는 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 계산될 수 있다. 디지털 핑에 대한 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함한다. 컨트롤러는 송신 코일에 흐르는 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정할 수 있다. 컨트롤러는 ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 디지털 핑을 종료할 수 있다. 일부 예에서, 디지털 핑의 전력 레벨은 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가된다.
일부 구현예에서, 컨트롤러는 충전가능한 디바이스가 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정할 수 있다. 충전 표면 상에 또는 근처에 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차를 사용하여 결정될 수 있다. 컨트롤러는 충전 표면 상에 또는 근처에 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 제1 핑을 송신할 수 있다.
일부 구현예에서, 프로세서-판독가능 저장 매체는 그 상에 저장되는 명령을 가질 수 있으며 이는, 처리 회로(1502)의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 처리 회로(1502)가 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하게 하고, 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키게 하고, 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 충전가능한 디바이스에 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하게 한다.
명령은 처리 회로(1502)가 응답에 제공되는 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 충전 구성을 결정하게 하도록 더 구성될 수 있다.
명령은 처리 회로(1502)가 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 충전 구성을 결정하게 하도록 더 구성될 수 있다. 명령은 처리 회로(1502)가 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 송신 코일에 흐르는 전류를 계산하게 하도록 더 구성될 수 있다. 디지털 핑에 대한 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함한다. 명령은 처리 회로(1502)가 송신 코일에 흐르는 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 송신 코일에 흐르는 전류가 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정하게 하도록 더 구성될 수 있다. 명령은 처리 회로(1502)가 ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 디지털 핑을 종료하게 하도록 더 구성될 수 있다. 디지털 핑의 전력 레벨은 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가될 수 있다. 명령은 처리 회로(1502)가 충전가능한 디바이스가 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정하게 하도록 더 구성될 수 있다. 충전 표면 상에 또는 근처에 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차를 사용하여 결정될 수 있다. 명령은 처리 회로(1502)가 충전 표면 상에 또는 근처에 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 제1 핑을 송신하게 하도록 더 구성될 수 있다.
일부 구현 예는 다음의 넘버링된 항(clause)에서 설명된다:
1. 무선 충전 디바이스에서 수행되는 방법으로서, 다음: 즉, 상기 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하는 단계; 상기 송신 코일에 흐르는 전류가 상기 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 상기 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키는 단계; 및 상기 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 상기 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 다음: 즉, 상기 응답에 제공되는 상기 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 상기 충전 구성을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다음: 즉, 상기 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 상기 충전 구성을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 다음: 즉, 상기 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류를 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 디지털 핑에 대한 상기 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 상기 송신 코일에서 측정되는 상기 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 다음: 즉, 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 상기 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 다음: 즉, ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 상기 디지털 핑을 종료하는 단계를 더 포함하는, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 핑의 상기 전력 레벨은 상기 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가되는, 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 다음: 즉, 상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정하는 단계 - 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차를 사용하여 결정됨 -; 및 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 상기 디지털 핑을 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
10. 그 상에 저장된 명령을 갖는 프로세서-판독가능 저장 매체로서, 상기 명령은, 처리 회로의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 처리 회로가: 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하게 하고; 상기 송신 코일에 흐르는 전류가 상기 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 상기 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키게 하고; 상기 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 상기 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
11. 제10항에 있어서, 상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가: 상기 응답에 제공되는 상기 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 상기 충전 구성을 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가: 상기 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 상기 충전 구성을 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가: 상기 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류를 계산하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
14. 제13항에 있어서, 상기 디지털 핑에 대한 상기 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 상기 송신 코일에서 측정되는 상기 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가: 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 상기 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가: ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 상기 디지털 핑을 종료하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 핑의 상기 전력 레벨은 상기 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가되는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가: 상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정하게 하고 - 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차를 사용하여 결정됨 -; 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 상기 디지털 핑을 송신하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
19. 무선 충전 디바이스로서, 다음: 즉, 상기 무선 충전 디바이스의 표면 상에 제공되는 하나 이상의 충전 셀; 및 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는: 상기 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하고; 상기 송신 코일에 흐르는 전류가 상기 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 상기 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키고; 상기 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 상기 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하도록 구성되는, 무선 충전 디바이스.
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 (19)

  1. 무선 충전 디바이스에서 수행되는 방법으로서,
    상기 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하는 단계;
    상기 송신 코일에 흐르는 전류가 상기 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 상기 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키는 단계; 및
    상기 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 상기 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응답에 제공되는 상기 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 상기 충전 구성을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 상기 충전 구성을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류를 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디지털 핑에 대한 상기 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 상기 송신 코일에서 측정되는 상기 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 상기 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 상기 디지털 핑을 종료하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 핑의 상기 전력 레벨은 상기 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가되는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정하는 단계 - 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차를 사용하여 결정됨 -; 및 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 상기 디지털 핑을 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 저장된 명령을 갖는 프로세서-판독가능 저장 매체로서, 상기 명령은, 처리 회로의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 처리 회로가:
    무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하게 하고;
    상기 송신 코일에 흐르는 전류가 상기 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 상기 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키게 하고;
    상기 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 상기 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가:
    상기 응답에 제공되는 상기 충전가능한 디바이스의 능력 또는 구성을 식별하는 정보에 기초하여 상기 충전 구성을 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가:
    상기 응답에 제공되는 요청된 충전 전류를 식별하는 정보로부터 상기 충전 구성을 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가:
    상기 송신 코일에서 측정되는 전압 레벨을 사용하여 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류를 계산하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디지털 핑에 대한 상기 응답은 ASK 변조를 사용하여 변조되는 상기 송신 코일에서 측정되는 상기 전압 레벨로 인코딩되는 정보를 포함하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가:
    상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 임계 레벨과 동일하거나 이를 초과하는 진폭을 가질 때 상기 송신 코일에 흐르는 상기 전류가 상기 디지털 핑의 ASK 변조를 지원하는 진폭을 갖는 것으로 결정하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가:
    ASK 변조된 응답이 수신되지 않는 한 미리구성된 기간 후에 상기 디지털 핑을 종료하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 디지털 핑의 상기 전력 레벨은 상기 하나 이상의 전력 레벨 증가 각각에 대해 미리구성된 스텝 값만큼 증가되는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 명령은 추가로 상기 처리 회로가:
    상기 충전가능한 디바이스가 상기 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 또는 근처에 존재한다고 결정하게 하고 - 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 존재는 수동 핑 절차를 사용하여 결정됨 -; 상기 충전 표면 상에 또는 근처에 상기 충전가능한 디바이스의 결정된 존재에 기초하여 상기 디지털 핑을 송신하게 하는, 프로세서-판독가능 저장 매체.
  19. 무선 충전 디바이스로서,
    상기 무선 충전 디바이스의 표면 상에 제공되는 하나 이상의 충전 셀; 및
    컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는:
    상기 무선 충전 디바이스의 송신 코일의 제1 전력 레벨에서 디지털 핑의 송신을 개시하고;
    상기 송신 코일에 흐르는 전류가 상기 디지털 핑의 ASK(Amplitude Shift Key) 변조를 지원하는 진폭을 가질 때까지 1회 이상 상기 디지털 핑의 전력 레벨을 증가시키고;
    상기 디지털 핑에 대한 응답이 충전가능한 디바이스로부터 수신될 때 상기 충전가능한 디바이스로 전력을 전송하기 위한 충전 구성을 결정하도록 구성되는, 무선 충전 디바이스.
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US11936211B2 (en) * 2021-05-05 2024-03-19 Aira, Inc. Mixed analog front-end for wireless charging

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7915858B2 (en) * 2007-10-30 2011-03-29 City University Of Hong Kong Localized charging, load identification and bi-directional communication methods for a planar inductive battery charging system
KR102076859B1 (ko) * 2013-04-17 2020-05-18 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법
DE102013108732A1 (de) * 2013-08-12 2015-02-12 Wittenstein Ag Vorrichtung und Verfahren zur drahtlosen Energieübertragung
WO2015107528A1 (en) * 2014-01-19 2015-07-23 Powermat Technologies Ltd. Wireless power outlet and method of transferring power thereby
KR20160133140A (ko) * 2015-05-12 2016-11-22 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 방법, 무선 전력 수신 방법 및 이를 위한 장치
US10511197B2 (en) * 2017-02-02 2019-12-17 Apple Inc. Wireless charging system with object detection
US10505401B2 (en) * 2017-02-02 2019-12-10 Apple Inc. Wireless charging system with receiver locating circuitry and foreign object detection
WO2019004753A1 (ko) * 2017-06-28 2019-01-03 엘지전자 주식회사 멀티 코일 기반의 무선전력 전송장치 및 방법
US11171502B2 (en) * 2018-02-23 2021-11-09 Aira, Inc. Free positioning charging pad

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