KR20230142794A

KR20230142794A - 무선 전력 디바이스들을 위한 자기 정렬 시스템들

Info

Publication number: KR20230142794A
Application number: KR1020237031093A
Authority: KR
Inventors: 아담 엘. 슈바르츠
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2023-10-11
Also published as: AU2022242728A1; CN117044071A; AU2022242728B2; JP2024511113A; US20220311286A1; WO2022203934A1; DE112022001779T5

Abstract

전력은 전자 디바이스들 사이에서 무선으로 송신될 수 있다. 셀룰러 전화들, 무선 충전 퍽들 및 다른 장비와 같은 디바이스들은 코일들을 갖는 무선 전력 회로부를 가질 수 있다. 무선 전력 회로부는 인버터 회로부 및 정류기 회로부를 가질 수 있다. 인버터 회로부, 및 인버터 회로부로부터 교류 신호들을 수신하는 코일은 무선 전력 신호들을 송신하기 위해 사용될 수 있다. 정합된 디바이스 내의 코일에 의해 수신된 무선 전력 신호들은 직류 전력을 생성하기 위해 그 디바이스 내의 정류기 회로부를 사용하여 정류될 수 있다. 이들의 코일들 사이의 전력 전달을 위해 제1 및 제2 디바이스들을 정렬시키기 위해, 디바이스들에 정렬 자석들이 제공될 수 있다. 정렬 자석들은, 제1 디바이스가 제2 디바이스, 이를테면, 제1 디바이스와 동일한 유형의 제2 디바이스와 백-투-백 정합될 수 있게 하도록 구성될 수 있다.

Description

무선 전력 디바이스들을 위한 자기 정렬 시스템들

본 출원은, 2022년 2월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제17/669,929호, 및 2021년 3월 26일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/166,771호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 이로써 그들 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.

기술분야

본 출원은 일반적으로 전력 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 디바이스들을 충전하기 위한 무선 전력 시스템들에 관한 것이다.

무선 충전 시스템에서, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 수신 디바이스에 무선으로 전력을 송신한다. 자석들은 무선 전력 송신 디바이스와 무선 전력 수신 디바이스를 서로 정렬시키기 위해 사용될 수 있다.

동작 동안, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 수신 디바이스로 무선 전력 신호들을 송신하기 위해 무선 전력 송신 코일을 사용한다. 무선 전력 수신 디바이스는 코일 및 정류기 회로부를 갖는다. 무선 전력 수신 디바이스의 코일은 무선 전력 송신 디바이스로부터 교류 무선 전력 신호들을 수신한다. 정류기 회로부는 수신된 신호들을 직류 전력으로 변환한다.

전력은 전자 디바이스들 사이에서 무선으로 송신될 수 있다. 셀룰러 전화들, 무선 충전 퍽들 및 다른 장비와 같은 디바이스들은 무선 전력 코일들을 가질 수 있다. 인버터 회로부 및 정류기 회로부와 같은 무선 전력 회로부가 디바이스들에 포함될 수 있다. 하나의 디바이스에서, 인버터 회로부, 및 인버터 회로부로부터 교류 신호들을 수신하는 코일은 무선 전력 신호들을 송신하기 위해 사용될 수 있다. 정합된 디바이스 내의 코일에 의해 수신된 무선 전력 신호들은 직류 전력을 생성하기 위해 그 디바이스의 정류기 회로부를 사용함으로써 정류될 수 있다.

전력을 송신 및 수신하는 디바이스들 내의 코일들은 자기적으로 정렬될 수 있다.

전력을 무선 송신하고 있는 디바이스의 코일을, 전력을 무선으로 수신하고 있는 디바이스의 중첩 코일에 정렬시킴으로써, 적절한 동작이 보장될 수 있다.

이들의 코일들 사이의 전력 전달을 위해 제1 및 제2 디바이스들을 자기적으로 정렬시키고 부착시키기 위해, 제1 및 제2 디바이스들에 개개의 정합 정렬 자석들이 제공될 수 있다. 정렬 자석들은 링들과 같은 패턴들로 배열될 수 있다.

디바이스는 축에 의해 이등분된 정렬 자석들의 링을 가질 수 있다. 축의 일 측 상의 자석들은 축의 대향 측 상의 반대 자기 극성의 대응하는 극들의 반사인 위치들을 갖는 극들을 가질 수 있다. 이러한 배열은 제1 디바이스가 동일한 모델 또는 유형의 제2 디바이스와 백-투-백으로 자기적으로 정렬되고 부착될 수 있게 한다. 백-투-백 정합을 허용함으로써, 디바이스들은 피어 디바이스들로부터 무선 전력을 송신 및/또는 수신할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 무선 전력 시스템의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 무선 전력 전달을 위한 백-투-백 구성의 예시적인 제1 및 제2 전자 디바이스들의 사시도이다.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6은 정렬 자석 배열들의 개략도들이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 무선 전력 전달을 위한 백-투-백 구성의 예시적인 제1 및 제2 전자 디바이스들의 측단면도이다.
도 8, 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12는 실시예들에 따른 예시적인 정렬 자석 배열들의 평면도들이다.
도 13은 일 실시예에 따른, 무선 전력 전달을 위한 백-투-백 구성의 전자 디바이스들을 정합시키기 위한 예시적인 정렬 자석들의 측단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 양면 충전 퍽의 대향 측면들에 결합된 동일한 유형의 제1 및 제2 디바이스들과 같은 3개의 자기적으로 정렬된 무선 전력 디바이스들의 스택의 측단면도이다.

무선 전력 시스템은 손목 시계들, 셀룰러 전화들, 태블릿 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 착탈식 배터리 케이스들, 전자 디바이스 액세서리들, 무선 충전 매트들, 무선 충전 퍽들 및/또는 다른 전자 장비와 같은 전자 디바이스들을 포함한다. 이러한 전자 디바이스들은 무선 전력 회로부를 갖는다. 예를 들어, 전자 디바이스는 무선 전력 코일을 가질 수 있다. 일부 디바이스들은 무선 전력 신호들을 송신하기 위해 무선 전력 코일들을 사용한다. 다른 디바이스들은 송신된 무선 전력 신호들을 수신하기 위해 무선 전력 코일들을 사용한다. 원하는 경우, 무선 전력 시스템 내의 디바이스들 중 일부는 무선 신호들을 송신하는 능력 및 무선 신호들을 수신하는 능력 둘 모두를 가질 수 있다. 셀룰러 전화기 또는 다른 휴대용 전자 디바이스는, 예로서, 충전 퍽 또는 다른 무선 송신 디바이스로부터 무선 전력 신호들을 수신하기 위해 사용될 수 있고 또한 다른 무선 전력 디바이스(예컨대, 다른 셀룰러 전화)로 무선 전력을 송신하기 위해 사용될 수 있는 코일을 가질 수 있다. 무선 전력 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 사용되는 하나 이상의 무선 전력 코일들을 갖는 디바이스는 무선 전력 디바이스로 지칭될 수 있다. 전력 송신 능력들을 갖는 디바이스들은 때때로 무선 전력 송신 디바이스들 또는 무선 전력 디바이스들로 지칭될 수 있다. 전력 수신 능력들을 갖는 디바이스들은 때때로 무선 전력 수신 디바이스들 또는 무선 전력 디바이스들로 지칭될 수 있다.

2개 이상의 무선 전력 디바이스들을 포함하는 무선 전력 시스템이 도 1에 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 시스템(8)은 무선 전력 디바이스들(10)을 포함할 수 있다. 시스템(8)의 각각의 무선 전력 디바이스는 전원(14), 제어 회로부(16), 전력 회로부(18), 입출력 디바이스들(24) 및 정렬 자석들(26)과 같은 하나 이상의 컴포넌트들을 포함하는 하우징(28)을 포함할 수 있다. 하우징(28)은 중합체, 금속, 유리, 세라믹, 다른 재료들, 및/또는 이들 재료들의 조합들로 형성될 수 있다.

전원(14)은 교류 소스로부터의 벽 전력(주 전력)을 직류 전력으로 변환하여 디바이스(10)의 회로부에 전력을 공급하는 교류-직류 전력 어댑터를 포함할 수 있고/있거나 배터리와 같은 직류 전력원을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 배터리들을 갖는 디바이스들은 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 신호들을 수신함으로써 무선으로 충전될 수 있다.

시스템(8)의 각각의 디바이스(10) 내의 제어 회로부(16)는 시스템(8)의 동작을 제어하기 위해 사용된다. 이 제어 회로부는 마이크로프로세서, 전력 관리 유닛, 기저대역 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기, 및/또는 프로세싱 회로를 갖는 주문형 집적 회로와 연관된 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부는 디바이스들(10) 내의 원하는 제어 및 통신 특징부들을 구현한다. 예를 들어, 프로세싱 회로부는, 사용자 입력을 프로세싱하고, 디바이스들(10) 사이의 협상들을 처리하고, 대역내 및 대역외 데이터를 전송 및 수신하고, 측정을 실시하고, 전력 손실들을 추정하고, 전력 송신 레벨들을 결정하고, 달리 시스템(8)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다.

시스템(8) 내의 제어 회로부(16)는 하드웨어(예를 들어, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어, 및/또는 소프트웨어를 사용하여 시스템(8)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 시스템(8)에서 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드 및 다른 데이터는 제어 회로부(8) 내의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들(예컨대, 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 저장 매체들) 상에 저장된다. 소프트웨어 코드는 때때로 소프트웨어, 데이터, 프로그램 명령어들, 명령어들, 또는 코드로 지칭될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 비휘발성 랜덤-액세스 메모리(NVRAM)와 같은 비휘발성 메모리, 하나 이상의 하드 드라이브들(예를 들어, 자기 드라이브들 또는 솔리드 스테이트 드라이브들), 하나 이상의 탈착가능 플래시 드라이브들 또는 다른 탈착가능 매체들 등을 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 소프트웨어는 제어 회로부(16)의 프로세싱 회로부 상에서 실행될 수 있다. 프로세싱 회로부는 프로세싱 회로부, 하나 이상의 마이크로프로세서들, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 다른 프로세싱 회로부를 갖는 주문형 집적 회로들을 포함할 수 있다.

디바이스들(10)은 전력 회로부(18)를 사용하여 무선 전력을 송신 및/또는 수신한다. 각각의 디바이스의 전력 회로부는 하나 이상의 코일들(22)을 포함한다. 각각의 디바이스(10)가 단일 코일을 갖는 구성들이 때때로 본 명세서에서 예로서 설명될 수 있다.

각각의 디바이스 내의 전력 회로부는 인버터 및/또는 정류기 회로부, 이를테면, 하나 이상의 코일들(22)에 결합된 회로부(20)를 포함한다. 무선 전력을 송신하는 것이 요구될 때, 제1 디바이스 내의 인버터(예컨대, 회로부(20) 내의 인버터)는 그 인버터에 결합된 코일(22)로 교류(AC) 전류 신호들을 구동하기 위해 사용된다. AC 전류 신호들은 임의의 적합한 주파수(예컨대, 100-250 ㎑ 등)를 가질 수 있다. AC 전류들이 제1 디바이스 내의 코일(22)을 통과함에 따라, 제2 디바이스 내의 대응하는 코일(22)에 의해 수신되는 교류 전자기(예컨대, 자기)장들(무선 전력 신호들(30))이 생성되어, 제2 디바이스에 연관된 AC 신호들을 유도한다. 이러한 AC 신호들은 제2 디바이스의 회로부(20) 내의 정류기를 사용하여 제2 디바이스에서 정류된다. 정류기의 정류된 출력은 제2 디바이스의 회로부에 전력을 공급하는(예컨대, 내부 컴포넌트들을 동작시키는 것, 내부 배터리를 충전하는 것 등) 역할을 한다.

시스템(10) 내의 각각의 디바이스(10)는 선택적인 입출력 디바이스들(24)을 가질 수 있다. 입출력 디바이스들(24)은 사용자 입력을 수집하고 그리고/또는 환경 측정들을 수행하기 위한 입력 디바이스들을 포함할 수 있고, 사용자에게 출력을 제공하기 위한 출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 예로서, 입출력 디바이스들(24)은 시각적 출력을 생성하기 위한 디스플레이, 오디오 신호들로서 출력을 제시하기 위한 스피커, 사용자에게 상태 정보 및/또는 다른 정보를 제공하는 광을 방출하기 위한 발광 다이오드 상태 표시등들 및 다른 발광 컴포넌트들, 진동들 및 다른 햅틱 출력을 생성하기 위한 햅틱 디바이스들, 및/또는 다른 출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(24)은 또한, 사용자로부터의 입력을 수집하고 그리고/또는 시스템(8)의 주변들의 측정들을 수행하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 입출력 디바이스들(24)에 포함될 수 있는 예시적인 센서들은 3차원 센서들(예를 들면, 광 빔들을 방출하고 타깃이 광 빔들에 의해 조명될 때 생성되는 광 스폿들로부터 3차원 이미지들에 대한 이미지 데이터를 수집하기 위해 2차원 디지털 이미지 센서들을 사용하는 구조화된 광 센서들과 같은 3차원 이미지 센서들, 양안 이미징 장치 내의 2개 이상의 카메라를 사용하여 3차원 이미지들을 수집하는 양안 3차원 이미지 센서들, 3차원 lidar(light detection and ranging) 센서들, 3차원 무선 주파수 센서들, 또는 3차원 이미지 데이터를 수집하는 다른 센서들), 카메라들(예를 들면, 각자의 적외선 및/또는 가시 디지털 이미지 센서들을 갖는 적외선 및/또는 가시 카메라들 및/또는 자외선 광 카메라들), 시선 추적 센서들(예를 들면, 이미지 센서에 기초한 시선 추적 시스템, 및 원하는 경우, 사용자의 눈들로부터 반사된 후에 이미지 센서를 사용하여 추적되는 하나 이상의 광 빔들을 방출하는 광원), 터치 센서들, 버튼들, 용량성 근접 센서들, 광-기반(광학) 근접 센서들, 예컨대 적외선 근접 센서들, 다른 근접 센서들, 힘 센서들, 스위치들에 기초한 접촉 센서들과 같은 센서들, 가스 센서들, 압력 센서들, 수분 센서들, 자기 센서들, 오디오 센서들(마이크로폰들), 주변광 센서들, (예를 들면, 광을 방출하고 반사된 광을 측정함으로써) 타깃 물체들에 대해 스펙트럼 측정 및 다른 측정을 수행하기 위한 광학 센서들, 음성 커맨드들 및 다른 오디오 입력을 수집하기 위한 마이크로폰들, 거리 센서들, 모션, 위치, 및/또는 배향에 관한 정보를 수집하도록 구성되는 모션, 위치, 및/또는 배향 센서들(예를 들면, 가속도계들, 자이로스코프들, 나침반들, 및/또는 이들 센서 전부 또는 이들 센서 중 하나 또는 둘의 서브세트를 포함하는 관성 측정 유닛들), 버튼 누르기 입력을 검출하는 버튼들과 같은 센서들, 조이스틱 움직임을 검출하는 센서들을 갖는 조이스틱들, 키보드들, 및/또는 다른 센서들을 포함한다. 각각의 디바이스(10)는 디바이스들(24) 중 일부 또는 전부를 생략할 수 있거나 디바이스들(24) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

시스템(8) 내의 디바이스들(10)은 한 쌍의 디바이스들(10)의 서로에 대한 자기 부착 및 정렬을 용이하게 하기 위해 정렬 자석들(26)을 갖는다. 예를 들어, 각각의 디바이스(10)는, 각각의 개개의 디바이스 내의 코일들이 중첩되고 무선 전력 전달을 위해 위치되도록 그 디바이스(10)를 다른 디바이스에 정렬시키는 것을 돕는 자석들(26)을 가질 수 있다. 코일 정렬을 위한 자석들(26)의 사용은 디바이스들 사이에서 전력이 만족스럽게 전달될 수 있게 한다.

디바이스(10)는 대역내 또는 대역외 통신들을 사용하여 무선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, 디바이스들(10)은 안테나들을 사용하여 무선 대역외 신호들을 송신 및 수신하는 무선 송수신기 회로부를 가질 수 있다. 디바이스들(10) 사이의 대역내 송신들은 코일들(22)을 사용하여 수행될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 주파수-시프트 키잉(frequency-shift keying, FSK)은 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 수신 디바이스로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용되고, 진폭-시프트 키잉(amplitude-shift keying, ASK)은 수신 디바이스로부터 송신 디바이스로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용된다. 이러한 FSK 및 ASK 송신 동안 전력이 디바이스들 사이에서 무선으로 전달될 수 있다.

디바이스들(10)은 무선 전력 전달을 제어하기 위해, 수신 전력, 배터리 충전 상태들, 저장된 데이터, 측정들 등과 같은 정보를 통신할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 위에서 설명된 기술은 기능하기 위해 개인 식별가능 정보의 송신을 수반할 필요가 없다. 예방 차원에서, 이러한 충전 기술의 임의의 구현이 개인 식별가능 정보의 사용을 수반하는 한, 구현자들이 일반적으로 사용자들의 프라이버시를 유지하기 위한 업계 또는 정부 요구사항들을 충족시키거나 초과하는 것으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 따라야 한다는 것을 유의한다. 특히, 개인 식별가능 정보 데이터는 의도하지 않은 또는 인가되지 않은 액세스 또는 사용의 위험성들을 최소화하도록 관리되고 핸들링되어야 하며, 인가된 사용의 성질은 사용자들에게 명확히 표시되어야 한다.

때때로, 동일한 유형의 2개의 디바이스들(예컨대, 동일한 모델의 제1 및 제2 셀룰러 전화들) 사이에서 전력을 전달하는 것이 바람직할 수 있다. 각각의 디바이스는 디바이스의 하우징 내에 장착된 코일을 가질 수 있다. 코일은 하우징의 후방 벽(후벽)에 인접하게 장착될 수 있고, 후방 벽을 통해 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 예시적인 배열에서, 후방 벽은 유리 또는 중합체와 같은 유전체로 형성될 수 있다. 제1 디바이스와 제2 디바이스 사이에서 전력을 전달하는 것이 바람직할 때, 제2 디바이스는 도 2에 도시된 유형의 백-투-백 배열로 제1 디바이스의 최상부에 배치될 수 있다. 도 2의 예에 도시된 바와 같이, 제1 전자 디바이스(10A)는 전면(전방) FA 및 대향 후면(후방 또는 후) RA를 갖는다. 도 2의 배향으로 제1 디바이스(10A)의 최상부 상에 놓이는 제2 전자 디바이스(10B)는 전면(전방) FB를 갖고, 대향 후면(후방 또는 후) RB를 갖는다. 디바이스들(10A 및 10B)의 개개의 코일들을 정렬시키기 위해 백-투-백으로 배치될 때, 후면들 RA 및 RB는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 대면한다. 후면들 RA 및 RB는 예를 들어, 디바이스들(10A 및 10B)이 정합될 때 서로 접촉할 수 있다.

도 3은 디바이스의 전면에서 본 전자 디바이스 정렬 자석들의 평면(정면)도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 북극(N) 및 측방향으로 인접한 남극(S)을 각각 갖는 자석들(26C)이 중심(40) 주위에 링으로 배열된다. 도 3 및 다른 도면들에서 N(북극들을 표현함) 및 S(남극들을 표현함)의 지정들은 예시적이다. 이러한 설명 전반에 걸쳐, 이러한 지정들은 일반화의 손실 없이 반전될 수 있다는 것이 인식될 것이다(예컨대, 임의의 주어진 실시예에서, S는 N과 스와핑될 수 있고, 그 반대도 마찬가지임).

도 4는 도 3의 라인(42)을 따라 취해지고 방향(44)에서 본 도 3의 자석들(26C)의 측단면도이다. 도 4의 안쪽으로 지향된 수평 화살표들 및 다른 도면들의 유사한 화살표들은 자기 극성 방향들을 나타내기 위해 사용된다. 도 5는 정렬 자석들(26C)을 갖는 충전 퍽의 평면(정면)도이다. 도 6은 도 5의 라인(46)을 따라 취해지고 방향(48)에서 본 도 5의 자석들(26C)의 측단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 충전 퍽은 수직 자석들(26C)을 가질 수 있으며, 이들 각각은 제2 반대 극의 최상부 상에 수직으로 적층된 제1 극을 갖는다. 이는, 자석들(26C)로부터의 자속이 수직으로 배향되게 한다. 페라이트(50)는 자석들(26C)의 최하부들에서 자속을 한정하는 것을 돕는다.

도 3, 도 4, 도 5 및 도 6의 배열에 있어서, 정렬 자석들은, 중심(40)을 중심으로 한 회전에 따라 본질적으로 변하지 않는 자기 극 패턴을 나타낸다. 충전 퍽 정렬 자석들은 중심(40)을 중심으로 하는 남극(S) 자기 극성을 갖는 극들을 갖는 외측 링 및 북극(N) 자기 극성을 갖는 극들을 갖는 동심 내측 링을 형성한다(예컨대, 도 5 참조). 자석들이 중심(40)을 중심으로 얼마나 많이 회전되는지에 관계없이, 외측 링은 남극 극성을 유지할 것이고, 내측 링은 북극 극성을 유지할 것이다. 전자 디바이스 자석들은 유사한 회전 대칭 자기 극들을 갖지만, 극성이 반대이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스의 자석들(26C)은 중심(40)을 중심으로 하는 북극(N) 자기 극성을 갖는 외측 링 및 남극(S) 자기 극성을 갖는 동심 내측 링을 갖는다(예컨대, 도 3 참조). 따라서, 전자 디바이스가 충전 퍽의 최상부 상에 배치될 때, 도 3의 전자 디바이스 자석들은 도 5의 대응하는 충전 퍽 자석들과 정합할 것이다(예컨대, 도 3의 각각의 북극(N)은 도 5의 대응하는 남극(S)과 정렬되고 그에 끌어당겨질 것이고, 도 3의 각각의 남극(S)은 도 5의 대응하는 북극(N)과 정렬되고 그에 끌어당겨질 것이다).

도 3, 도 4, 도 5 및 도 6의 배열은 전자 디바이스가 충전 퍽과 정합할 수 있게 하지만, 도 3에 도시된 유형의 자석들을 갖는 제1 및 제2 전자 디바이스들은 서로 정합할 수 없는데, 이는, 제1 및 제2 전자 디바이스들이 자석들(26C)을 정렬시키기 위한 시도에서 백투백으로 배치될 때, 제1 전자 디바이스의 북극들의 외측 링이 제2 전자 디바이스의 북극들의 대응하는 외측 링을 밀어낼 것이기 때문이다. 제1 및 제2 디바이스들의 남극들은 또한 중첩될 때 서로 밀어낼 것이다. 결과적으로, 피어 디바이스들 사이의 무선 충전을 위한 정렬 및 부착 기능들을 수행하기 위해 이러한 정렬 자석들을 사용하는 것은 가능하지 않다.

도 7을 참조하면, 시스템(8)의 디바이스들(10)은, 한 쌍의 디바이스들(10)이 (코일들(22)의 중심들 주위에서 디바이스들(10)의 적어도 일부 회전 배향들에서) 백-투-백으로 배치될 때 서로 끌어당기는 자석들을 사용함으로써 이러한 난제를 극복할 수 있다. 디바이스들(10A 및 10B)이 도 7에 도시된 바와 같이, 디바이스(10A)의 후방 RA가 디바이스(10B)의 후방 RB를 향하는 것으로 배향될 때에도, 도 7에 도시된 바와 같이, 디바이스(10A)는 대응하는 자석들(26B)(예컨대, 자석들의 링)을 끌어당기는 자석들(26A)(예컨대, 자석들의 링)을 가질 수 있다. 이는 디바이스(10B)의 무선 전력 코일(22B)이 디바이스(10A)의 무선 전력 코일(22A)과 정렬되고 그에 전자기적으로 결합되도록, 디바이스(10A) 내의 정렬 자석들이 디바이스(10B) 내의 대응하는 정렬 자석들을 정렬시키고 끌어당길 수 있게 한다.

디바이스들(10) 내의 정렬 자석들 사이의 백-투-백 정렬 및 인력을 허용하기 위해, 디바이스들(10)은 자석들의 링을 가질 수 있으며, 여기서 링의 극들은 링 주위의 거리의 함수로서 변한다(예컨대, 링 주위의 거리의 함수로서 교번하고 그에 따라 링의 중심을 중심으로 하는 각도 또는 각도 위치의 함수로서 교번하는 극들). 도 8은 디바이스(10B)의 정면도(전방 FB의 도면)이다. 도 9는 디바이스(10A)의 후면도(후방 RA의 도면)이다. 디바이스들(10A 및 10B) 사이에서 무선 전력을 전달하는 것이 요구될 때, 디바이스(10A)는 도 7에 도시된 바와 같이, 테이블 또는 다른 표면 상에 전면이 아래를 향하게 배치될 수 있다. 이어서, 디바이스(10B)는 도 7에 도시된 바와 같이, 디바이스(10A)의 최상부 상에 전면이 위로 향하게 적층될 수 있다. 이 구성에서, 디바이스들(10A 및 10B)의 자기 링들의 중심들(52)은 정렬될 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 정렬 자석들(26)은 교번하는 자기 극들의 외측 링 및 자기 극들의 동심 내측 링을 포함하는 링에 형성된다. 예시적인 축(극성 방향)(53)으로 도시된 바와 같이, 각각의 자석(26)의 자기 축은 중심(52)을 통해 이어진다. 자기 극들의 위치들은 축(51)을 중심으로 반사 대칭을 나타낸다. 축(51)은 길이방향 축과 일치할 수 있고 이를 따라 (예로서) 셀룰러 전화의 하우징이 신장된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 축(51)은 코일(22) 및 자석들의 링(26)(및 디바이스(10)의 하우징)을 이등분할 수 있고, 따라서, 때때로 이등분 축으로 지칭될 수 있다. 자석들(26)은 축(51)에 대해 반사 대칭(때때로 미러 대칭으로 지칭됨)을 나타내는 극 포지션들에 위치된 극들을 갖는다. 축(51)을 중심으로 반사된 극들의 자기 극성은 서로 반대이다. 예를 들어, 축(51)의 좌측 상의 주어진 극 위치에서, 자기 극은 북극 자기 극성을 가질 수 있다. 이 상황에서, 남극 자기 극성을 갖는 축(51)의 우측 상의 주어진 극 위치의 반사에 자기 극이 있을 것이다.

이러한 유형의 자기 배열을 이용하여, 디바이스들(10A 및 10B)이 백-투-백 구성으로 배치될 때, 디바이스(10A)의 자석들(26)의 외측 링 북극들은 디바이스(10B)의 자석들(26)의 대응하는 외측 링 남극들과 정렬될 것이고 이를 끌어당길 것이다. 디바이스(10A)의 외측 링 북극들과 교번하는 디바이스(10A)의 자석들(26)의 외측 링 남극들은 유사하게 디바이스(10B)의 대응하는 외측 링 북극들을 끌어당길 것이다. 이는, 디바이스들(10)의 외측 링의 자기 극들의 자기 극성이 외측 링을 따라 교번하기 때문이다. 디바이스들(10A 및 10B)의 자기 극들의 내측 링들은 마찬가지로 서로 정합할 수 있다.

원하는 경우, 디바이스들(10A 및 10B)은 정합하는 동안 중심들(52)을 중심으로 회전될 수 있다. 중심들(52)을 중심으로 하는 디바이스들(10A 및 10B)의 자석들 사이의 모든 상대적 각도 배향이, 디바이스(10A) 내의 자기 극이 디바이스(10B) 내의 반대 자기 극과 정렬되게 하지는 않을 것이다. 디바이스들(10A 및 10B)의 자석들이 서로 끌어당길 수 있게 하는 상이한 회전 배향들의 수는 자석 링들의 원주 주위의 상이한 자기 극들의 수와 관련된다. 도 8 및 도 9의 예들에서, 자석들의 극성은 자석 링의 원주 주위로 16회 교번하며(예컨대, 극들의 외측 링은 16개의 교번하는 북극/남극들을 갖고, 내측 링은 16개의 교번하는 남극/북극들을 가짐), 이는 디바이스들(10A 및 10B)이 (예로서) 중심들(52)을 중심으로 서로에 대해 22.5°의 회전마다 서로를 끌어당기게 한다.

자석 링의 원주 주위에 더 거친 피치로 배열된 자기 극들은 더 적은 수의 정합 배향들만을 나타낼 것이고, 자석 링의 원주 주위에 더 미세한 피치로 배열된 자기 극들은 제1 및 제2 디바이스들의 정렬 자석들이 서로 끌어당기는 더 많은 잠재적인 배향들을 허용할 것이다.

도 10(도 7의 디바이스(10B) 내의 자석들(26)의 정면도임) 및 도 11(도 7의 디바이스(10A) 내의 자석들(26)의 후면도임)의 예시적인 예에서, 자석들(26)은 더 거친 피치를 갖는다(예컨대, 자석들의 링의 극성은 링의 원주 주위에서 오직 4번 변함). 이러한 유형의 배열은 한 쌍의 백-투-백 디바이스들이 90°의 회전 배수들로 서로 정합할 수 있게 한다. 일반적으로, (예컨대, 90° 이하의 회전 배수들 또는 다른 적합한 회전 배수들이 허용되도록) 임의의 적합한 극 패턴이 자석 링들에서 사용될 수 있다.

특정 모델의 디바이스가 동일한 모델의 다른 디바이스와 자기적으로 정렬하는 능력이 발생하는데, 이는, 자석들(26)의 자기 극들이 중심(52)을 통과하는 이등분 축(예컨대, 도 8 및 도 9의 Y 축에 평행하게 이어지는 축(51))을 중심으로 반사 대칭을 갖는 극 위치들 및 축(51)을 중심으로 반사될 때 반전하는 자기 극 극성들을 특징으로 하기 때문이다. 결과적으로, 디바이스들(10) 중 주어진 하나가 위를 향할 때 주어진 극성을 갖는 정렬 자석의 극 위치는 그 주어진 디바이스(또는 동일한 패턴의 정렬 자석들을 갖는 다른 디바이스)가 아래를 향할 때 반대 극성을 가질 것이다.

도 12는 디바이스(10)가 코일(22)의 외부 주위에 정사각형으로 배열된 극들을 갖는 정렬 자석들(26)을 갖는 예시적인 구성이다. 자석들(26)(예를 들어, Z 축에 평행하게 연장되는 극성 방향들을 갖는 수직 자석들일 수 있음)은 축(51)을 중심으로 미러 대칭을 나타내는 극들을 가질 수 있다. 이러한 배열에서, 상부 좌측의 N 극의 극성은 상부 우측의 그의 미러 이미지 극(S)의 극성과 반대이고, 하부 좌측의 S 극은 하부 우측의 그의 미러 이미지 극(N)의 극성과 반대이다. 그 결과, 한 쌍의 디바이스들 내의 자석들(26)은, 디바이스들이 무선 전력 전달을 위해 백투백으로 배치될 때 서로 끌어당길 것이고, 180° 회전들을 허용할 것이다. 원하는 경우, 다른 배열들(예컨대, 90° 회전들을 허용하기 위해 8개의 교번하는 극들의 링을 갖는 배열)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 단일 수평 자석(또는 자석들의 열)은, 자석의 북극이 축(51)의 좌측에 있고 자석의 남극이 축(51)의 우측에 있도록 축(51)을 스트래들(straddle)할 수 있다. 원하는 경우, 미러 대칭을 나타내고 백-투-백 구성으로 사용될 때 다양한 양들의 허용된 회전 정렬을 허용하는 다른 패턴들의 자석들(26)을 갖는 배열들이 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 코일들(22)은 정렬 자석들의 링들과 동심일 수 있다(예컨대, 도 8의 자석들(26)의 링의 링-형상 내측 에지 내에 네스팅되는 도 8의 코일(22) 참조). 도 12에 도시된 유형의 배열에서, 코일(22)은 4개의 자석들(26)의 세트에 의해 둘러싸일 수 있다.

도 8, 도 9, 도 10 및 도 11의 예들에서, 자석들(26)은 수평으로 배향된다(대향하는 북극 및 남극이 X-Y 평면에 놓임). 이러한 유형의 수평 자석들에서, 북극-남극 배향(예컨대, 각각의 자석의 북극-남극 자기 극 축 또는 극성 방향(53))은 X-Y 평면(예컨대, 디바이스(10)의 하우징의 평면 후방 표면의 평면에 평행한 평면)에 놓이고, 디바이스(10)의 전면 및 후면의 표면 법선에 수직이다(예컨대, 도 7의 디바이스(10A)의 후면 RA의 표면 법선 n 참조).

원하는 경우, 수직 자석들이 정렬 자석들(26)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 자석들(26)은 수직 축(Z 축)에 평행한 자기 축들을 갖는 자석들을 포함할 수 있다. 자석들은 반사 축(예컨대, 도 8의 축(51)과 같은 이등분 축)을 중심으로 하는 반사 대칭을 특징으로 하는 극 위치들을 가질 수 있고, 이등분 축의 대향 측면들 상에서 반대인 자기 극성들을 특징으로 할 수 있다. 이러한 유형의 수직 자석 배열이 도 13에 도시되며, 이는 디바이스들(10A 및 10B)이 서로 백투백으로 배치될 때, 이러한 수직 자석 배열이, 디바이스(10A)와 같은 하나의 디바이스 내의 자석들(26)이 디바이스(10B)와 같은 다른 디바이스 내의 대응하는 자석들(26)을 끌어당기고 그에 정렬할 수 있게 하는 방법을 보여준다. 원하는 경우, 페라이트(64)의 층이 자석들(26)을 통해 자속을 지향시키는 것을 돕기 위해 디바이스들(10)에 포함될 수 있다.

이러한 유형의 수직 자석 패턴이 도 14에 도시된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 자석들의 극성 방향들은 중심 디바이스(10C)의 외부 하우징 표면들(T 및 L)의 표면 법선들에 평행하다. 도 14의 정렬 자석 패턴은 중심 무선 전력 디바이스(10C)(예컨대, 양면 충전 퍽)가 무선 전력 디바이스들(10A 및 10B)(예컨대, 셀룰러 전화들, 손목시계들, 또는 다른 휴대용 전자 디바이스들)과 백-투-백으로 적층될 수 있게 하기 위해 사용될 수 있다. 이 예에서 각각의 휴대용 디바이스(10A, 10B)는 (예로서) 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11과 관련하여 설명된 바와 같이 배향된 극들을 갖는 수평 정렬 자석들(26)의 링을 가질 수 있다. 디바이스들(10A 및 10B)에서 수평 자석들(X-Y 평면에 평행한 자기 축들을 갖는 자석들)의 사용은 자석들에 의해 점유되는 높이의 양(Z 치수)을 감소시키는 것을 도울 수 있다.

도 14의 양면 무선 전력 디바이스(10C)에서, 정렬 자석들(26)의 수직 배향은 디바이스(10C)의 일 측면이 디바이스(10A) 내의 자석들(26)을 끌어당기고 그와 정렬할 수 있게 하는 동시에 디바이스(10C)의 다른 측면이 디바이스(10B) 내의 자석들(26)을 끌어당기고 그와 정렬할 수 있게 한다. 디바이스들(10A, 10B)은 동일한 유형의 2개의 상이한 디바이스들(예컨대, 동일한 모델의 셀룰러 전화의 2개의 디바이스들)일 수 있고/있거나 동일한 패턴의 자석들(26)을 갖는 다른 디바이스들일 수 있다.

원하는 경우, 이러한 휴대용 디바이스들 중 임의의 휴대용 디바이스는 디바이스(10C)의 2개의 대향하는 표면들(T 및 B) 중 어느 하나에 부착될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10A)는, 디바이스(10A)의 후면 RA가 디바이스(10C)의 최상부 표면 T를 향하도록 디바이스(10C)에 자기적으로 부착될 수 있거나, 또는 (뒤집혔을 때) 후면 RA가 디바이스(10C)의 하부 표면 L을 향하도록 디바이스(10C)에 부착될 수 있다. 어느 위치에서든, 디바이스(10C)의 대향 측면은 점유되지 않을 수 있거나 다른 디바이스(10)를 수용할 수 있다. 무선 충전은 디바이스(10C) 내의 인버터 회로부를 사용하여 디바이스(10C) 내의 하나 이상의 코일들(22)을 통해 신호들을 구동하고, 이로써 최상부 표면 T 및/또는 하부 표면 L 상의 임의의 정렬되고 정합된 디바이스들(10)의 코일(들)에 의해 수신되는 무선 전력 신호들(30)을 생성함으로써 수행될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 외부 장비 코일을 갖는 외부 장비와 페어링하도록 구성된 무선 전력 디바이스가 제공되고, 이는 하우징, 무선 전력 코일을 포함하는 무선 전력 회로부; 및 외부 장비 코일을 무선 전력 코일에 정렬시키도록 구성된 정렬 자석들을 포함하고, 정렬 자석들의 극들은 극 위치들에 위치되고, 극 위치들은 축을 중심으로 반사 대칭을 나타내고, 주어진 극 위치에 있는 각각의 극은 축을 중심으로 반사된 주어진 극 위치에 대응하는 극 위치에 위치된 극의 자기 극성과 반대인 자기 극성을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 무선 전력 디바이스는 전방 및 후방을 갖고, 정렬 자석들은 외부 장비 코일을 후방에서 무선 전력 코일에 정렬시키도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 후방은 평면에 놓이고, 축은 평면에 평행하다.

다른 실시예에 따르면, 축은 길이방향 축을 포함하고, 길이방향 축을 따라 하우징이 신장된다.

다른 실시예에 따르면, 하우징은 셀룰러 전화 하우징을 포함하고, 외부 장비 코일은 추가적인 무선 전력 코일을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들 각각은 평면에 놓인 북극 및 남극을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은 중심을 둘러싸는 링에 배열된다.

다른 실시예에 따르면, 링 내의 각각의 정렬 자석은 중심을 통해 이어지는 개개의 자기 축을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들의 링은, 외측 링의 중심 주위의 각도의 함수로서 교번하는 극들의 외측 링을 갖고, 중심 주위의 각도의 함수로서 교번하는 극들의 내측 링을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 하우징은 주어진 모델의 디바이스의 전자 디바이스 하우징을 포함하고, 외부 장비는 동일한 주어진 모델의 디바이스로 이루어진다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은, 외부 장비가 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 90° 이하의 회전 배수들로 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은, 외부 장비가 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 45° 이하의 회전 배수들로 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 무선 전력 회로부는, 무선 전력 코일에 교류 신호들을 공급하도록 구성된 인버터 회로부를 포함하고, 무선 전력 코일로부터의 교류 신호들을 정류하도록 구성된 정류기 회로부를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 외부 장비는 추가적인 정렬 자석들을 포함하고, 정렬 자석들은 추가적인 정렬 자석들과 정합하도록 구성되고, 추가적인 정렬 자석들은 추가적인 정렬 자석 극들을 갖고, 추가적인 정렬 자석 극들은 추가적인 정렬 자석 극 위치들에 위치되고, 추가적인 정렬 자석 극 위치들은 추가적인 축을 중심으로 반사 대칭을 나타내고, 주어진 추가적인 정렬 자석 극 위치에 있는 각각의 추가적인 정렬 자석 극은 추가적인 축을 중심으로 반사된 주어진 추가적인 정렬 자석 극 위치에 대응하는 추가적인 정렬 자석 극 위치에 위치된 추가적인 정렬 자석 극의 자기 극성과 반대인 자기 극성을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 무선 전력 코일은 중심을 갖고, 정렬 자석들은, 외부 장비 코일이 무선 전력 코일과 정렬되는 중심을 중심으로 외부 장비와 하우징 사이에서 유한한 세트의 이산 회전 배향들만을 허용하도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 외부 장비는 셀룰러 전화를 포함하고, 하우징은 셀룰러 전화 하우징을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은, 외부 장비가 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 22.5°의 회전 배수들로 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은, 외부 장비가 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 90°의 회전 배수들로 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 외부 디바이스와 백-투-백 정합되는 동안 동일한 주어진 모델의 외부 디바이스로부터 무선 전력을 수신하도록 구성된 주어진 모델의 무선 전력 디바이스가 제공되고, 이는 무선 전력 회로부, 후방 표면 및 전방 표면을 갖는 하우징; 및 외부 디바이스의 후방 하우징 표면이 후방 표면을 향하는 백-투-백 구성으로 외부 디바이스를 후방 표면에서 하우징에 정렬시키도록 구성된 자기 정렬 구조물들을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 무선 전력 회로부는 코일을 포함하고, 하우징은 셀룰러 전화 하우징을 포함하고, 외부 디바이스는 셀룰러 전화를 포함하고, 자기 정렬 구조물들은 코일에 의해 무선 전력이 수신되고 있는 동안 외부 디바이스의 후방 하우징 표면에 대해 셀룰러 전화 하우징을 끌어당기도록 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 무선 전력 회로부는, 코일에 교류 신호들을 공급하도록 구성된 인버터 회로부를 포함하고, 코일로부터의 교류 신호들을 정류하도록 구성된 정류기 회로부를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은, 외부 장비가 코일의 중심 주위에서 22.5°의 각도 회전 배수들로 셀룰러 전화 하우징과 백-투-백 정합할 수 있게 하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 주어진 모델의 휴대용 전자 디바이스들과 동작가능한 무선 충전 퍽이 제공되고, 이는 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 하우징, 적어도 하나의 코일을 포함하는 무선 전력 회로부 - 무선 전력 회로부는 제1 및 제2 측면을 통해 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성됨 -, 및 제1 측면 상에서 주어진 모델의 휴대용 전자 디바이스들 중 제1 휴대용 전자 디바이스와 정합하면서 동시에 제2 측면 상에서 주어진 모델의 휴대용 전자 디바이스들 중 제2 휴대용 전자 디바이스와 정합하도록 구성되는 정렬 자석들의 링을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들의 링은 복수의 자석들을 포함하며, 복수의 자석들 각각은 제1 측면의 표면 법선에 평행한 자기 극 축을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 정렬 자석들은 휴대용 전자 디바이스들 중 제1 휴대용 전자 디바이스가 중심을 중심으로 90° 이하의 각도 회전 배수들로 하우징과 정합할 수 있게 하고; 휴대용 전자 디바이스들 중 제2 휴대용 전자 디바이스가 중심을 중심으로 90° 이하의 각도 회전 배수들로 하우징과 정합할 수 있게 하도록 구성된다.

전술한 것은 단지 예시적인 것이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims

외부 장비 코일을 갖는 외부 장비와 페어링하도록 구성된 무선 전력 디바이스로서,
하우징;
무선 전력 코일을 포함하는 무선 전력 회로부; 및
상기 외부 장비 코일을 상기 무선 전력 코일에 정렬시키도록 구성된 정렬 자석들을 포함하고, 상기 정렬 자석들의 극들은 극 위치들에 위치되고, 상기 극 위치들은 축을 중심으로 반사 대칭을 나타내고, 주어진 극 위치에 있는 각각의 극은 상기 축을 중심으로 반사된 상기 주어진 극 위치에 대응하는 극 위치에 위치된 극의 자기 극성과 반대인 자기 극성을 갖고, 상기 정렬 자석들은 중심을 둘러싸는 링에 배열되고, 상기 링의 각각의 정렬 자석은 상기 중심을 통해 이어지는 개개의 자기 축을 갖는, 무선 전력 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 디바이스는 전방 및 후방을 갖고, 상기 정렬 자석들은 상기 외부 장비 코일을 상기 후방에서 상기 무선 전력 코일에 정렬시키도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 후방은 평면에 놓이고, 상기 축은 상기 평면에 평행한, 무선 전력 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 축은 길이방향 축을 포함하고, 상기 길이방향 축을 따라 상기 하우징이 신장되는, 무선 전력 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 하우징은 셀룰러 전화 하우징을 포함하고, 상기 외부 장비 코일은 추가적인 무선 전력 코일을 포함하는, 무선 전력 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 정렬 자석들 각각은 상기 평면에 놓인 북극 및 남극을 갖는, 무선 전력 디바이스.
(삭제)
(삭제)
제6항에 있어서, 상기 정렬 자석들의 링은, 외측 링의 중심 주위의 각도의 함수로서 교번하는 극들의 상기 외측 링을 갖고, 상기 중심 주위의 각도의 함수로서 교번하는 극들의 내측 링을 갖는, 무선 전력 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 하우징은 주어진 모델의 디바이스의 전자 디바이스 하우징을 포함하고, 상기 외부 장비는 동일한 주어진 모델의 디바이스로 이루어지는, 무선 전력 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 정렬 자석들은, 상기 외부 장비가 상기 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 90° 이하의 회전 배수들로 상기 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 정렬 자석들은, 상기 외부 장비가 상기 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 45° 이하의 회전 배수들로 상기 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 무선 전력 회로부는, 상기 무선 전력 코일에 교류 신호들을 공급하도록 구성된 인버터 회로부를 포함하고, 상기 무선 전력 코일로부터의 교류 신호들을 정류하도록 구성된 정류기 회로부를 포함하는, 무선 전력 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 외부 장비는 추가적인 정렬 자석들을 포함하고, 상기 정렬 자석들은 상기 추가적인 정렬 자석들과 정합하도록 구성되고, 상기 추가적인 정렬 자석들은 추가적인 정렬 자석 극들을 갖고, 상기 추가적인 정렬 자석 극들은 추가적인 정렬 자석 극 위치들에 위치되고, 상기 추가적인 정렬 자석 극 위치들은 추가적인 축을 중심으로 반사 대칭을 나타내고, 주어진 추가적인 정렬 자석 극 위치에 있는 각각의 추가적인 정렬 자석 극은 상기 추가적인 축을 중심으로 반사된 상기 주어진 추가적인 정렬 자석 극 위치에 대응하는 추가적인 정렬 자석 극 위치에 위치된 추가적인 정렬 자석 극의 자기 극성과 반대인 자기 극성을 갖는, 무선 전력 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 무선 전력 코일은 중심을 갖고, 상기 정렬 자석들은, 상기 외부 장비 코일이 상기 무선 전력 코일과 정렬되는 상기 중심을 중심으로 상기 외부 장비와 상기 하우징 사이에서 유한한 세트의 이산 회전 배향들만을 허용하도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
제15항에 있어서, 상기 외부 장비는 셀룰러 전화를 포함하고, 상기 하우징은 셀룰러 전화 하우징을 포함하는, 무선 전력 디바이스.
제16항에 있어서, 상기 정렬 자석들은, 상기 외부 장비가 상기 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 22.5°의 회전 배수들로 상기 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
제16항에 있어서, 상기 정렬 자석들은, 상기 외부 장비가 상기 무선 전력 코일의 중심을 중심으로 90°의 회전 배수들로 상기 정렬 자석들과 정합할 수 있게 하도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
외부 디바이스와 백-투-백 정합되는 동안 동일한 주어진 모델의 상기 외부 디바이스로부터 무선 전력을 수신하도록 구성된 상기 주어진 모델의 무선 전력 디바이스로서,
무선 전력 회로부;
후방 표면 및 전방 표면을 갖는 하우징; 및
상기 외부 디바이스의 후방 하우징 표면이 상기 후방 표면을 향하는 백-투-백 구성으로 상기 외부 디바이스를 상기 후방 표면에서 상기 하우징에 정렬시키도록 구성된 자기 정렬 구조물들을 포함하고, 상기 자기 정렬 구조물들은 중심을 둘러싸는 링에 배열되는 정렬 자석들을 포함하고, 상기 링의 각각의 정렬 자석은 상기 중심을 통해 이어지는 개개의 자기 축을 갖는, 무선 전력 디바이스.
제19항에 있어서, 상기 무선 전력 회로부는 코일을 포함하고, 상기 하우징은 셀룰러 전화 하우징을 포함하고, 상기 외부 디바이스는 셀룰러 전화를 포함하고, 상기 자기 정렬 구조물들은 상기 코일에 의해 무선 전력이 수신되고 있는 동안 상기 외부 디바이스의 상기 후방 하우징 표면에 대해 상기 셀룰러 전화 하우징을 끌어당기도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
제20항에 있어서, 상기 무선 전력 회로부는, 상기 코일에 교류 신호들을 공급하도록 구성된 인버터 회로부를 포함하고, 상기 코일로부터의 교류 신호들을 정류하도록 구성된 정류기 회로부를 포함하는, 무선 전력 디바이스.
제21항에 있어서, 상기 정렬 자석들은, 상기 외부 장비가 상기 코일의 중심 주위에서 22.5°의 각도 회전 배수들로 상기 셀룰러 전화 하우징과 백-투-백 정합할 수 있게 하도록 구성되는, 무선 전력 디바이스.
주어진 모델의 휴대용 전자 디바이스들과 동작가능한 무선 충전 퍽으로서,
제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 하우징;
적어도 하나의 코일을 포함하는 무선 전력 회로부 - 상기 무선 전력 회로부는 상기 제1 및 제2 측면들을 통해 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성됨 -; 및
상기 제1 측면 상에서 상기 주어진 모델의 휴대용 전자 디바이스들 중 제1 휴대용 전자 디바이스와 정합하면서 동시에 상기 제2 측면 상에서 상기 주어진 모델의 휴대용 전자 디바이스들 중 제2 휴대용 전자 디바이스와 정합하도록 구성된 정렬 자석들의 링을 포함하는, 무선 충전 퍽.
제23항에 있어서, 상기 정렬 자석들의 링은 복수의 자석들을 포함하며, 상기 복수의 자석들 각각은 상기 제1 측면의 표면 법선에 평행한 자기 극 축을 갖는, 무선 충전 퍽.
제24항에 있어서, 상기 정렬 자석들은,
상기 휴대용 전자 디바이스들 중 상기 제1 휴대용 전자 디바이스가 상기 중심을 중심으로 90° 이하의 각도 회전 배수들로 상기 하우징과 정합할 수 있게 하고;
상기 휴대용 전자 디바이스들 중 상기 제2 휴대용 전자 디바이스가 상기 중심을 중심으로 90° 이하의 각도 회전 배수들로 상기 하우징과 정합할 수 있게 하도록 구성되는, 무선 충전 퍽.