KR20230146635A - 무선 전력 수신 장치 내 전력 전달 디스에이블 스위치 - Google Patents
무선 전력 수신 장치 내 전력 전달 디스에이블 스위치 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시내용은 무선 전력 수신 장치의 2차 코일에서의 전력 전달을 방지하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치들을 제공한다. 일부 구현들은 일반적으로 하나 이상의 스위치들의 사용과 관련된다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 하나의 단부 또는 양 단부들에 직렬로 커플링될 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 수신 장치와, 호환 가능한 무선 전력 송신 장치 간의 핸드셰이크 통신에 기초하여 제어될 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 2차 코일을 포함하는 전력 수신 회로와 별개인 무선 통신 인터페이스로부터의 바이어스 전력을 사용하여 제어될 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 측정 기간들 동안 커플링 팩터의 측정을 인에이블하거나 무선 전력 수신 장치의 하나 이상의 구성요소들을 보호하기 위해 2차 코일에서의 전력 전달을 디스에이블할 수 있다.
Description
본 특허 출원은 2021년 2월 19일에 "POWER TRANSFER DISABLEMENT SWITCH IN A WIRELESS POWER RECEPTION APPARATUS"라는 제목으로 출원되고 양수인에게 양도된 인도 임시 특허 출원 번호 202111007255의 우선권을 주장한다. 이전의 출원의 개시내용은 본 특허 출원의 일부로 고려되고, 본 특허 출원 내에 인용에 의해 포함된다.
본 개시내용은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 출원은 무선 전력 수신 장치에서 전력 전달 디스에이블 스위치(power transfer disablement switch)에 관한 것이다.
기술은 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력 수신 장치로 무선 전력 송신을 인에이블(enable)하도록 개발되었다. 무선 전력 수신 장치의 예들은 다른 예들 중에서도, 일부 유형의 모바일 디바이스들, 소형 전자 디바이스들, 컴퓨터들, 태블릿들, 가제트(gadget)들, 가전기기들(이를테면, 코드리스 블렌더들, 주전자들, 또는 믹서들) 및 일부 유형의 더 큰 전자 디바이스들을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신은 무접촉(contactless) 전력 송신 또는 비접촉(non-contact) 전력 송신으로서 지칭될 수 있다. 무선 전력 송신 장치의 1차 코일과 무선 전력 수신 장치의 2차 코일 사이의 유도 커플링(inductive coupling) 또는 공진 커플링을 이용하여 무선 전력이 전달될 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치는 전자기장을 생성하는 1차 코일을 포함할 수 있다. 전자기장은 무선 전력 수신 장치의 2차 코일이 1차 코일에 근접하게 배치될 때 2차 코일에 기전력(electromotive force)을 유도할 수 있다. 이 구성에서, 전자기장은 전력을 2차 코일에 무선으로 전달할 수 있다.
일부 기존의 무선 전력 시스템들에서, 1차 코일은 무선 표준에 의해 미리 결정된 등급까지 2차 코일에 무선 에너지를 전달할 수 있다. 예컨대, 저전력 무선 전력 신호는 5와트(5W), 9W, 12W 또는 15W를 전달할 수 있다. 저전력 무선 전력 시스템은 다수의 전자 디바이스들에 적합한 최대 15와트의 에너지를 전달할 수 있다. 더 많은 전력을 요구하는 기기들 또는 디바이스들에 대한 무선 전력 송신을 지원하기 위해 더 높은 전력의 무선 시스템이 개발되고 있다. 예컨대, 고출력 코드리스 주방 송신기는 2.2kW 정도의 높은 전력을 공급할 수 있다. 일부 유도 시스템들은 무선 전력 전달 이외의 목적들(이를테면, 유도 기반 가열)을 위해 에너지를 생산할 수 있다. 의도하지 않은 전력 전달이 무선 전력 수신 장치 내 전자 장치에 대한 손상을 야기할 잠재력이 있다.
본 발명의 시스템들, 방법들, 및 장치들 각각은 수 개의 혁신적인 양상들을 가지며, 그 양상들 중 어떠한 단일 양상도 본원에서 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않는다.
본 개시내용에서 설명되는 청구 대상의 하나의 혁신적인 양상은 무선 전력 수신 장치로서 구현될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성된 2차 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 수신된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 송신 장치로부터의 통신에 기초하여 2차 코일 및 전력 수신 회로를 연결하도록 구성될 수 있다.
본 개시내용에서 설명되는 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 무선 전력 수신 장치로서 구현될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성된 2차 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 수신된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 커플링 팩터(coupling factor)(k-팩터) 측정 기간 동안 전력 수신 회로로부터 2차 코일을 연결해제하고, 전력 전달 기간 동안 전력 수신 회로에 2차 코일을 연결하도록 구성된다.
본 개시내용에서 설명되는 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 방법으로서 구현될 수 있다. 방법은 무선 전력 송신 장치로부터의 통신에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성될 수 있다.
본 개시내용에서 설명되는 청구 대상의 다른 혁신적인 양상은 방법으로서 구현될 수 있다. 방법은, 커플링 팩터(k-팩터) 측정 기간 동안 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 이용하여 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 회로로부터 무선 전력 수신 장치의 2차 코일을 연결해제하는 것을 포함할 수 있다. 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성될 수 있다. 방법은 전력 전달 기간 동안 하나 이상의 스위치들을 이용하여 전력 수신 회로에 2차 코일을 연결하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시내용에서 설명되는 청구 대상의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은, 아래의 첨부 도면들 및 설명에서 기술된다. 다른 특징들, 양상들, 및 이점들은 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 하기 도면들의 상대적 치수들은 실척대로 도시되지 않을 수 있음을 유의한다.
도 1은 예시적인 무선 전력 전달 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 예시적인 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 2차 코일과 정류기 사이에 직렬로 연결된 스위치를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4는 2차 코일과 부하 사이에 직렬로 연결된 스위치를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 5는 2차 코일과 정류기 사이에 직렬로 연결된 다수의 스위치들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 6은 2차 코일의 2개의 단부들 사이에 션트(shunt)로서 연결된 스위치를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 7은 커플링 팩터를 결정하기 위한 측정 기간 동안 2차 코일의 연결해제를 인에이블할 수 있는 스위치를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 8은 일부 구현들에 따른 예시적인 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 9는 일부 구현들에 따른 또 다른 예시적인 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 10은 무선 전력 전달 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 장치의 블록도를 도시한다.
다양한 도면들 내의 유사한 참조 번호들 및 지정들은 유사한 요소들을 표시한다.
도 1은 예시적인 무선 전력 전달 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 예시적인 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
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도 7은 커플링 팩터를 결정하기 위한 측정 기간 동안 2차 코일의 연결해제를 인에이블할 수 있는 스위치를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 8은 일부 구현들에 따른 예시적인 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 9는 일부 구현들에 따른 또 다른 예시적인 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 10은 무선 전력 전달 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 장치의 블록도를 도시한다.
다양한 도면들 내의 유사한 참조 번호들 및 지정들은 유사한 요소들을 표시한다.
WPT(wireless power transfer) 시스템은 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치 내 하나 이상의 대응하는 2차 코일들에 무선 에너지를 (무선 전력 신호로서) 송신하는 하나 이상의 1차 코일들을 포함할 수 있다. 1차 코일은 무선 전력 송신 장치에서 무선 에너지(이를테면, 전자기장을 생성하는 유도 또는 자기 공진 에너지)의 소스를 지칭한다. 무선 전력 수신 장치에 위치된 2차 코일은 전자기장을 통해 무선 에너지를 수신할 수 있다.
일부 유형들의 무선 전력 수신 장치들(이를테면, 다른 예들 중에서도, 무선 주방 기기)는 하나 이상의 1차 코일들로 구성된 무선 전력 송신 표면 상에서 동작하도록 의도될 수 있다. 예로서, 주방 카운터톱(countertop) 또는 스토브톱(stovetop)(때로는 쿡톱(cooktop) 또는 호브(hob)로서 지칭됨)은 하나 이상의 유도 코일들을 포함할 수 있다. 유도 코일은 주방 도구를 가열하기 위한 버너로서 동작될 수 있고, 코드리스 주방 기기로의 무선 전력 전달을 위한 1차 코일로서 동작될 수 있다. 일부 유도 호브들은 상이한 유도 코일들에 대해 다양한 능력들 또는 능력들의 조합을 구현할 수 있다. 예컨대, 유도 코일의 하나의 서브세트는 가열만이 가능할 수 있고 유도 코일들의 다른 서브세트는 가열 또는 무선 전력 전달이 가능할 수 있다. 종래의 유도 호브(induction hob)는 유도 가열을 지원할 수 있지만 무선 전력 전달을 지원하지 않을 수 있다. 종래의 유도 호브의 표면 상에 무선 전력을 위해 계획된 코드리스 주방 기기의 의도치 않은 배치는 코드리스 주방 기기의 의도치 않은 전력 전달을 초래할 수 있다. 이는 위험한 안전 문제를 생성할 수 있고, 무엇보다도, 어쩌면 종래의 유도 호브 또는 코드리스 주방 기기를 손상시킬 수 있다. 또한, 유도 코일들에 의해 생성된 전력이 (기존 무선 충전에 비해) 더 높은 레벨들에 도달하면, 높은 전력이 코드리스 주방 기기의 전기 구성요소를 손상시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 2차 코일에서의 무선 전력의 유도가 바람직하지 않은 시간들이 있을 수 있다.
본 개시내용은 무선 전력 수신 장치의 2차 코일에서의 전력 전달을 방지하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치들을 제공한다. 일부 구현들은 일반적으로 무선 전력 전달을 지원하지 않는 종래의 유도 호브 상에 배치될 때 2차 코일로의 전력 전달을 방지하기 위해 2차 코일에 커플링된 하나 이상의 스위치들을 사용하는 것에 관한 것이다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 하나의 단부 또는 양 단부들에 직렬로 커플링될 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 수신 장치와, 호환 가능한 무선 전력 송신 장치 간의 통신(이를테면, 핸드셰이크 통신, 때로는 디지털 핸드셰이크로서 지칭됨)에 기초하여 제어될 수 있다. 종래의 유도 호브는 통신 시스템을 갖지 않지만, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 프로토콜에 따른 핸드셰이크 통신을 요구할 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 기술들은 무선 전력 수신 장치가 종래의 유도 호브로부터 부주의하게 전력을 공급받는 것을 방지할 수 있다.
일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일이 전력 수신 회로로부터 연결해제되도록 상시 개방(normally open)될 수 있다. 전력 수신 회로는 부하, 정류기, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치와의 일대일 통신을 설정한 후, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일을 통한 전력 전달을 인에이블하도록 폐쇄될 수 있다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 무선 통신 인터페이스로부터의 바이어스 전력을 사용하여 폐쇄될 수 있다. 무선 통신 인터페이스는 2차 코일을 포함하는 전력 수신 회로와 별개일 수 있다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일 및 1차 코일의 커플링을 결정하기 위해 측정 기간 동안 (2차 코일로부터의 전력 전달을 디스에이블하기 위해) 개방된 채로 유지될 수 있다.
일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 일 측 또는 레그에 연결된 제1 직렬 스위치일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 다른 측 또는 레그에 연결된 제2 직렬 스위치를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 정적 또는 전자기 릴레이 또는 스위치가 개방되어 있을 때 전압을 차단할 수 있는 다른 종류의 스위치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 스위치가 폐쇄될 때 교류(AC) 전력이 2차 코일에 유도될 수 있도록 양극 및 음극 둘 모두에서 전기를 전도할 수 있을 수 있다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 측정 기간 동안 또는 하나 이상의 다른 구성요소를 보호하기 위해 2차 코일의 2개의 측들 또는 레그들을 단락시키는 션트 스위치를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 무선 통신 인터페이스(이를테면, 다른 예 중에서도, BluetoothTM 또는 NFC(Near Field Communication)를 사용하는 단거리 라디오 주파수 인터페이스)는 통신 신호를 통해 바이어스 전력을 수확(harvest)할 수 있다. 바이어스 전력은 무선 전력 수신 장치에 의해 2차 코일에 연결된 하나 이상의 스위치들을 제어하는 데 사용된다. 따라서, 하나 이상의 스위치들은, 보통은 2차 코일을 통해 수신되었을 무선 전력 신호와 독립적으로 동작될 수 있다.
일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 보호 스위치로서 지칭될 수 있다. 보호 스위치는 2차 코일과 무선 전력 수신 장치의 하나 이상의 다른 구성요소들 사이에 포지셔닝될 수 있다. 예컨대, 일부 구현들에서, 보호 스위치는 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 정류기 사이에 포지셔닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 보호 스위치는 2차 코일과 무선 전력 수신 장치와 연관된 부하 사이에 포지셔닝될 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 호환 불가능한 유도 코일(이를테면, 무선 전력 전달을 지원하는 것이 아니라, 오히려 유도 기반 가열에 사용되는 유도 코일들)에 배치될 때, 보호 스위치가 개방된 채로 유지될 수 있다(이에 따라 2차 코일로부터의 전력 전달이 디스에이블될 수 있음).
일부 구현들에서, 하나 이상의 스위치들은 커플링 팩터 측정을 인에이블할 수 있다. 커플링 팩터(때로는 k-팩터로서 지칭됨)는 2차 코일 및 1차 코일이 무선 전력을 얼마나 잘 전달할 수 있는지에 관한 표시일 수 있다. 예컨대, k-팩터는 1차 코일과 2차 코일 사이의 무선 전력 전달의 잠재적인 플럭스 링키지(potential flux linkage)의 척도일 수 있다. 일부 구현들에서, k-팩터는 다른 것들 중에서도, 측정 기간 동안 1차 코일 내 턴(turn)들의 양(n1), 2차 코일의 내 턴들의 양(m2), 1차 코일에 의해 송신되는 전압(v1), 및 2차 코일에 유도된 전압(v2)에 의존할 수 있다. 일부 구현들에서, k-팩터를 결정하기 위한 측정 기간 동안 무선 전력 수신 장치의 다른 구성요소들로부터 2차 코일을 연결해제하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 일부 구현들에서, 본 개시내용에 설명된 하나 이상의 스위치들은 k-팩터 측정 기간 동안 2차 코일이 하나 이상의 다른 구성요소들(이를테면, 정류기, 부하 또는 둘 모두)로부터 연결해제되는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 개시내용에 설명된 청구 대상의 특정한 구현들은, 다음의 잠재적인 장점들 중 하나 이상을 실현하기 위해 구현될 수 있다. 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 수신 장치가 호환 불가능한 유도 코일 상에 배치될 때, 무선 전력 수신 장치의 구성요소들을 보호할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 전달을 위해 구성되지 않은 유도 코일 상에 의도치 않게 배치될 수 있는 코드리스 주방 기기의 안전성을 개선할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 스위치들은 k-팩터 측정 기간 동안 하나 이상의 다른 구성요소들로부터 2차 코일을 연결해제함으로써 k-팩터 측정의 정확도를 개선할 수 있다.
다음의 설명은, 본 발명의 혁신적인 양상들을 설명하려는 목적들을 위한 특정한 구현들에 관한 것이다. 그러나, 당업자는, 본원에서의 교시들이 다수의 상이한 방식들로 적용될 수 있음을 용이하게 인식할 것이다. 설명된 구현들은 무선 전력 전달을 위한 임의의 수단, 장치, 시스템 또는 방법으로 구현될 수 있다.
도 1은 예시적인 무선 전력 전달 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 전달 시스템은 무선 전력 송신 장치(102) 및 무선 전력 수신 장치(118)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 1차 코일(110)을 포함한다. 1차 코일(110)은 전력 신호 생성기(106)와 연관될 수 있다. 1차 코일(110)은 무선 전력(무선 에너지로서 또한 지칭될 수 있음)을 송신하는 와이어 코일일 수 있다. 1차 코일(110)은 유도 또는 자기 공진 필드를 사용하여 무선 에너지를 송신할 수 있다. 전력 신호 생성기 및 1차 코일은 함께 무선 전력 전달 동안 기본 자기장을 생성할 수 있다. 전력 신호 생성기(106)는 1차 코일(110)이 무선 전력 신호(155)를 생성하게 하도록 1차 코일(110)에 전력을 제공하는 구성요소들(미도시)을 포함할 수 있다. 예컨대, 전력 신호 생성기(106)는 하나 이상의 스위치들, 드라이버들, 직렬 커패시터들, 정류기들 또는 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(102)는 또한 전력 신호 생성기(106)의 구성요소들을 제어하는 송신 제어기(108)를 포함할 수 있다. 예컨대, 송신 제어기(108)는 동작점(이를테면, 전압 또는 전류)을 결정하고, 동작점에 따라 전력 신호 생성기(106)를 제어할 수 있다.
일부 구현들에서, 전력 신호 생성기(106), 송신 제어기(108) 및 다른 구성요소들(미도시)은 집합적으로 전력 송신기 회로로서 지칭될 수 있다. 전력 송신기 회로의 일부 또는 전부는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치들에 대한 무선 전력을 제어하고 송신하기 위한 본 개시내용의 특징들을 구현하는 집적 회로(IC)로서 구체화될 수 있다. 송신 제어기(108)는 마이크로제어기, 전용 프로세서, 집적 회로, 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 임의의 다른 적합한 전자 디바이스로서 구현될 수 있다.
전원(112)은 무선 전력 송신 장치(102) 내 전력 송신 회로에 전력을 제공할 수 있다. 전원(112)은 교류(AC) 전력을 직류(DC) 전력으로 변환할 수 있다. 예컨대, 전원(112)은 외부 전력 공급기(이를테면, 주전원들)로부터 AC 전력을 수신하고 AC 전력을 전력 신호 생성기(106)에 의해 사용되는 DC 전력으로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 제1 통신 유닛(142)은 1차 코일(110) 또는 전력 신호 생성기(106)의 구성요소들에 커플링되어 무선 전력 신호(155)를 통해 통신들을 전송 및 수신할 수 있다. 제1 통신 유닛(142)은 무선 전력 신호(155)를 통해 통신 신호들의 송신 및 수신을 야기하는 하나 이상의 스위치들 및 다른 구성요소들을 제어하기 위한 로직을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 통신 유닛(142)은 정보를 무선 전력 신호(155)에 부가된 변조 신호들로 변환하는 변조기들 또는 복조기들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 제1 통신 유닛(142)은 무선 전력 송신 장치(102)로부터 무선 전력 수신 장치(118)로의 통신을 위해 무선 전력 신호(155)와 결합되는 FSK(frequency shift key) 변조된 신호로 송신 제어기(108)로부터의 데이터를 변환할 수 있다. 다른 예에서, 제1 통신 유닛(142)은 전력 신호 생성기(106) 또는 1차 코일(110)로부터 부하 변조된 ASK(amplitude shift key) 신호들을 감지하고 ASK 신호들을 복조하여 제1 통신 유닛(142)이 송신 제어기(108)에 제공하는 데이터를 획득할 수 있다. 무선 전력 신호(155)를 통해 송신 또는 수신되는 통신 신호는 무선 전력 신호(155)를 이용하여 전달되므로 대역내(in-band) 통신으로서 지칭될 수 있다. 대조적으로, 대역외 통신(out-of-band)은 무선 전력 신호(155)와 별개의 상이한 무선 또는 유선 통신 채널을 사용하여 무선 통신 신호(175)로서 전달될 수 있다. 예컨대, 무선 통신 신호(175)는 단거리 라디오 주파수 통신(이를테면, BluetoothTM 등) 또는 NFC(Near-Field Communication)를 통한 대역외 통신을 포함할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(102)는 무선 통신 신호(175)를 이용하여 무선 전력 수신 장치(118)와 통신하도록 구성된 무선 통신 인터페이스(114)를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스(114)는 제1 통신 코일(116)(다른 예들 중에서도, 코일 또는 루프 안테나일 수 있음)에 연결될 수 있다. 무선 통신 인터페이스(114)는 제1 통신 코일(116)을 통해 무선 통신 신호들의 송신 및 수신을 야기하는 하나 이상의 스위치들 및 다른 구성요소들을 제어하기 위한 로직을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 인터페이스(114)는 단거리 라디오 주파수 통신 또는 NFC를 지원할 수 있다. NFC는 13.56 MHz의 캐리어 주파수 상에서 데이터 전달이 발생하게 하는 기술이다. 무선 통신 인터페이스(114)는 또한 임의의 적합한 통신 프로토콜을 지원할 수 있다.
송신 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치(118)의 존재 또는 근접도를 검출할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(118)의 존재 또는 근접도는 전력 신호 생성기(106) 및 1차 코일(110)에 의해 생성되는 주기적인 저전력 신호에 대한 응답으로 부하 변화에 기초하여 검출될 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(118)의 존재 또는 근접도는 무선 전력 송신 장치(102)에서 무선 통신 인터페이스(114)의 주기적인 핑 프로세스 동안 발생할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 통신 신호(175)를 통한 통신에 기초하여 무선 전력 수신 장치(118)의 존재 또는 근접도를 검출할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 통신 신호(175)를 통해 통신 또는 폴링 신호를 주기적으로 또는 지속적으로 송신할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 신호(175)는 무선 전력 수신 장치(118)의 무선 통신 인터페이스(132)에 전력을 공급하기 위한 소량의 전력(통신 바이어스 전력 또는 바이어스 전력으로서 지칭될 수 있음)을 포함할 수 있다. 무선 통신 신호(175)를 통해 무선 전력 수신 장치(118)로부터 응답의 수신 시에, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 전력 수신 장치(118)의 호환성 및 전력 요건을 확인하기 위해 추가 통신을 수행할 수 있다.
송신 제어기(108)는 무선 전력 송신 장치(102)가 무선 전력 수신 장치(118)에 제공하는 무선 전력의 특성들을 제어할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(118)를 검출한 후, 송신 제어기(108)는 (무선 통신 인터페이스(114) 또는 제1 통신 유닛(142)을 통해) 무선 전력 수신 장치(118)로부터 정보를 수신할 수 있다. 예컨대, 송신 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치(118)와의 핸드셰이크 통신의 일부로서 정보를 수신할 수 있다. 핸드셰이크 통신(때로는, 디지털 핸드셰이크로서 지칭됨)은 무선 전력 수신 장치(118)와 무선 전력 송신 장치(102) 간의 일대일 통신을 지칭한다. 핸드셰이크 통신 동안, 무선 전력 송신 장치(102)는 제1 통신 신호를 송신하고, 무선 전력 수신 장치(118)는 정보(이를테면, 다른 예들 중에서도, 전력 등급, 제조사, 모델 또는 표준 송신기 상에서 동작할 때 수신기의 파라미터들 등)를 송신함으로써 제1 통신 신호에 응답할 수 있다. 예컨대, 송신 제어기(108) 및 수신기 제어기(128)는 개개의 무선 통신 인터페이스들을 통해 서로 정보를 통신할 수 있다. 송신 제어기(108)는 수신기 제어기(128)로부터 수신한 정보를 이용하여 자신이 무선 전력 수신 장치(118)에 제공하는 무선 전력에 대한 적어도 하나의 동작 제어 파라미터(이를테면, 주파수, 듀티 사이클, 전압)를 결정할 수 있다. 무선 전력을 구성하기 위해, 송신 제어기(108)는 무선 전력의 주파수, 듀티 사이클, 전압 또는 전력 신호 생성기(106)의 임의의 다른 적합한 특성을 수정할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(118)는 2차 코일(120) 및 수신기 제어기(128)를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(118)는 정류기(126)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 부하(130)를 포함하거나 부하에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 부하(130)는 무선 전력 수신 장치(118) 외부에 있을 수 있고 2차 코일(120) 또는 정류기(126)(만약 존재한다면)로부터의 전기 라인들을 통해 커플링될 수 있다. 정류기(126), 부하(130), 또는 둘 모두는 전력 수신 회로로서 지칭될 수 있다. 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성될 수 있다. 2차 코일(120)은 무선 전력 신호(155)를 통해 (유도 전압에 기초하여) 전력을 수신하도록 구성된다. 2차 코일(120)은 수신된 전력을 전력 수신 회로에 제공할 수 있다. 2차 코일(120)이 1차 코일(110)에 정렬되면, 2차 코일(120)은 1차 코일(110)로부터의 수신된 무선 전력 신호에 기초하여 유도 전압을 생성할 수 있다. 일부 구현들에서, 커패시터(미도시)는 2차 코일(120)과 정류기(126)(만약 존재한다면) 또는 부하(130)(정류기(126)가 존재하지 않는 경우) 사이에 직렬로 있을 수 있다. 존재할 때, 정류기(126)는 유도 전압을 정류하여 정류된 전압을 부하(130)에 제공할 수 있다.
수신기 제어기(128)는 무선 전력 수신 장치(118)의 하나 이상의 구성요소들을 제어할 수 있다. 일부 구현들에서, 수신기 제어기(128)는 무선 전력 신호를 통한 대역내 통신을 위해 제2 통신 유닛(152)에 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 통신 유닛(152)은 정류기(126) 또는 2차 코일(120)의 구성요소들에 커플링되어 무선 전력 신호를 통해 통신들을 전송 또는 수신할 수 있다. 제2 통신 유닛(152)은 무선 전력 신호들을 통해 통신 신호들의 송신 및 수신을 야기하는 하나 이상의 스위치들(미도시) 및 다른 구성요소들을 제어하기 위한 로직을 포함할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(118)는 무선 통신 인터페이스(132)를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스(132)는 제2 통신 코일(134)(다른 예들 중에서도, 코일 또는 루프 안테나일 수 있음)을 통해 무선으로 통신하기 위한 변조 및 복조 회로들을 포함할 수 있다. 따라서, 수신기 제어기(128)는 무선 통신 인터페이스(132) 및 무선 통신 신호(175)를 통해 송신 제어기(108)와 무선으로 통신할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 인터페이스(132)는 NFC 또는 블루투스 기술을 사용하여 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 인터페이스(132)는 무선 통신 신호(85)로부터 에너지를 수확함으로써 전력을 공급받을 수 있다. 예컨대, 무선 통신 인터페이스(132)는 바이어스 전력의 형태로 제2 통신 코일(134)을 통해 무선 통신 신호(175)로부터 에너지를 수확할 수 있다. 바이어스 전력은 무선 통신 인터페이스(132)에 전력을 공급하기에 충분하지만 부하(130)에 전력을 공급하는 데 필요한 양보다 적을 수 있다. 일부 구현들에서, 바이어스 전력은 수신기 제어기(128)와 같은 무선 전력 수신 장치(118)의 다른 구성요소들에 의해 사용될 수 있다. 2차 코일(120)과 전력 수신 회로가 연결된 후, 이들은 무선으로 전달되는 전력을 수신하기 시작할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(118)가 무선으로 전달되는 전력을 수신하기 시작하면, 바이어스 전력은 무선으로 전달되는 전력으로부터 도출될 수 있다.
본원에서 설명된 바와 같이, 무선 전력 신호(155)는 2차 코일(120)에서 기전력을 이용하여 전력을 무선으로 전달하는 데 사용될 수 있다. 기전력은 2차 코일(120)이 무선 전력 수신 장치(118) 내 다른 구성요소들(이를테면, 정류기(126) 또는 부하(130))와 연결될 때 2차 코일(120)에 전압 및 전류를 생성할 수 있다. 그러나 무선 전력 수신 장치(118)가 전력을 사용할 준비가 되어 있지 않을 수 있는 시간들 또는 전력이 무선 전력 수신 장치(118)의 다른 구성요소들을 달리 손상시킬 수 있을 때가 있을 수 있다. 또한, 2차 코일(120)은 (무선 전력 전달 보다는) 가열에 사용되는 유도 코일로부터 예기치 않게 에너지를 수신할 수 있다. 다른 구성요소에 대한 손상을 방지하거나 의도되지 않은 무선 전력의 전달을 디스에이블하기 위해, 2차 코일(120)의 단부들 중 하나 또는 둘 모두에 스위치(150)가 연결될 수 있다. 따라서, 2차 코일(120) 부근에 자기장이 유도되더라도, 2차 코일(120)이 전력 수신 회로와 연결해제되기 때문에 , 2차 코일(120)은 전류를 전도하지 않을 것이다. 이에 따라, 스위치(150)는 유도 전압이 2차 코일(120)을 통해 전력 수신 회로로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 본 개시내용은 스위치(150)의 배치, 구조 및 동작에 대한 여러 옵션들을 포함한다. 예컨대, 스위치(150)는 도 1에 예시된 바와 같이 2차 코일(120)과 정류기(126)(또는 부하(130)) 사이에 직렬로 연결된 스위치일 수 있다. 스위치(150)의 다른 잠재적인 구성들이 본원에서 설명된다.
스위치(150)는 또한 k-팩터 측정 기간 동안 전력 수신 회로(이를테면, 정류기(126), 부하(130), 또는 둘 모두)로부터 2차 코일(120)을 연결해제하는 데 사용될 수 있다. k-팩터 측정 기간은 전력 전달 기간과 상이할 수 있다. 일부 구현들에서, k-팩터 측정 기간은 전력 전달 기간에 선행할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 복수의 k-팩터 측정 기간들은 교번 패턴으로 복수의 전력 전달 기간들을 인터리빙할 수 있다. 전력 전달 기간은 2차 코일(120)에 의해 수신된 전력을 이용하여 부하(130)에 전력을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 대조적으로, 2차 코일(120)과 1차 코일(110) 사이의 커플링 팩터를 측정하기 위해 k-팩터 측정 기간이 이용될 수 있다. k-팩터 측정 기간 동안, 무선 전력 송신 장치(102)는 k-팩터 측정 신호를 무선 전력 수신 장치(118)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(118)는 k-팩터 측정 기간 동안 k-팩터 측정 신호의 전압을 측정할 수 있다. 전력 수신 회로가 k-팩터 측정 신호를 간섭하는 것을 방지하거나 측정의 정확도를 개선하기 위해 k-팩터 측정 기간 동안 전력 수신 회로를 연결해제하는 것이 바람직할 수 있다. 수신기 제어기(128)는 k-팩터 측정 기간 동안 정류기(126)를 2차 코일(120)로부터 연결해제하도록 스위치(150)를 제어할 수 있다. 수신기 제어기(128)는 k-팩터 측정 기간 동안 획득된 측정들에 기초하여 (무선 통신 인터페이스(132) 등을 통해) 무선 전력 송신 장치(102)에 피드백을 전송할 수 있다.
도 2는 예시적인 무선 전력 송신 장치(102)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 송신 장치(102)는 전원(112), 전력 신호 생성기(106) 및 1차 코일(110)을 포함할 수 있다. 전력 신호 생성기(106)는 전원(112)으로부터의 DC 전력을 1차 코일(110)에 인가되는 AC 신호로 변환하기 위한 하프 브리지 회로(half-bridge circuit)로 예시된다. 도 2에는 예시되지 않았으나, 전원(112)은 AC 메인 전력을 전원(112)의 DC 전력으로 변환하는 변환 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 전력 신호 생성기(106)는 1차 코일(110)에 AC 신호를 제공할 수 있는 임의의 유형의 전력 변환 회로일 수 있다. 예컨대, 전력 신호 생성기(106)는 도 2에 도시된 바와 같이 병렬 커패시터들을 갖는 하프 브리지 회로를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전력 신호 생성기(106)는 풀-브리지 회로(full-bridge circuit)를 포함할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(102)는 또한 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 무선 통신 인터페이스(114) 및 제1 통신 코일(116)을 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스(114)는 제1 통신 코일(116)을 통해 통신 신호들을 전송하거나 수신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 인터페이스(114)는 Bluetooth 또는 NFC 프로토콜 또는 임의의 다른 유형의 단거리 라디오 주파수 통신 프로토콜을 구현할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(102)가 WPT(wireless power transfer) 프로토콜에 따라 구성되기 때문에, 무선 통신 인터페이스(114)가 무선 전력 송신 장치(102)에 포함될 수 있다.
본원에서 설명된 바와 같이, 에너지를 전달하는 일부 유도 기반 시스템들은 무선 전력 전달 이외의 목적으로 유도(induction)를 사용할 수 있다. 예컨대, 종래의 유도 호브의 유도 기반 가열 요소는 각각, 전원(112), 전력 신호 생성기(106) 및 1차 코일(110)과 매우 유사하게 동작하는 전원, 전력 신호 생성기 및 유도 코일을 포함할 수 있다. 유사성으로 인해, 이러한 유도 기반 시스템들이 무선 전력 수신 장치의 2차 코일에 전압을 의도치 않은 유도하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 WPT 프로토콜을 지원하지 않는 임의의 종래의 유도 호브들은 WPT 프로토콜에 대한 기술 표준에 의해 요구되는 무선 통신 인터페이스(114)를 포함하지 않을 수 있다. 무선 전력 수신 장치는, 자신의 2차 코일 내 유도된 전압이 무선 통신 인터페이스(114)로부터의 핸드셰이크 통신의 존재에 기초하여 WPT 프로토콜을 지원하는 무선 전력 송신 장치(102)로부터 발생한 것인지를 결정할 수 있다. 핸드셰이크 통신의 부재 시에, 무선 전력 수신 장치는 전력 수신 회로에 대한 손상을 방지하기 위해 전력 수신 회로로부터 2차 코일을 연결해제할 수 있다.
기존 유도 기반 시스템(이를테면, 종래의 유도 호브)은 핑 또는 "팬 검출" 신호를 전송할 수 있다. 팬 또는 비-WPT 디바이스가 호브 상에 배치될 때, 호브는 팬 또는 비-WPT 디바이스가 유도 기반 가열 요소 위에 위치된다는 것을 검출하기 위해 임피던스의 변화를 측정할 수 있다. 측정된 임피던스가 허용오차 제한 내에 속할 때, 호브는 핑 모드로부터, 유도를 사용하여 에너지를 전달하는 유도 기반 가열 모드로 동작을 변경한다. 따라서 팬 검출은 팬/기기에 의해 제공하는 임피던스에 기초한다. (본원에서 설명된 것들과 같은) 무선 전력 수신 장치의 경우, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 임피던스가 허용오차 제한을 벗어나게 할 수 있다. 예컨대, 직렬 스위치(도 1, 3, 4, 5 및 7을 참조하여 설명된 바와 같음)는 기존 유도 기반 호브에 의해 측정된 임피던스가 허용오차 제한보다 높아지게 할 수 있다. 션트 스위치(도 6을 참조하여 설명된 바와 같음)는 기존 유도 기반 호브에 의해 측정된 임피던스가 허용오차 제한 미만이 되게 할 수 있다. 따라서 기존 유도 기반 호브는 유도 기반 가열 모드로 변경되지 않을 것이다.
도 3은 2차 코일(120)과 정류기(126) 사이에 직렬로 연결된 스위치(350)를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(300)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(300)의 구성요소들은 도 1을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(118)와 유사한 번호들을 갖는 구성요소들을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(300)는 부하(130)를 포함할 수 있거나, 부하(130)는 무선 전력 수신 장치(300)와 연결되는 외부 구성요소일 수 있다. 도 3에 예시된 예시적인 정류기(126)는 AC 신호로부터 수신된 전력을 부하(130)에 의해 사용되는 DC 전력으로 변환하도록 구성된 풀 브리지 정류기이다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(300)는 정류기(126)를 포함하지 않을 수 있다. 다른 유형들의 정류기들 또는 전력 변환 유닛들이 다양한 구현들에 사용될 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(300)는 정류기(126)의 2개의 레그들 사이에 커플링된 선택적 커패시터(226)를 예시한다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(300)는 선택적 커패시터(226)를 포함하지 않을 수 있다. 도 3은 또한 2차 코일(120)의 하나 이상의 레그들에 커플링될 수 있는 커패시터(162)를 도시한다. 스위치(350)는 2차 코일(120)의 일 레그와 정류기(126) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 스위치(350)는 커패시터(162)가 해당 레그 상에 존재할 때 커패시터(162) 이전 또는 이후에 연결될 수 있다.
무선 전력 수신 장치(300)는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 제2 통신 코일(134), 무선 통신 인터페이스(132) 및 수신기 제어기(128)를 포함한다. 무선 통신 인터페이스(132)는 무선 전력 송신 장치로부터 통신 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 무선 통신 인터페이스(132)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 대응하는 무선 통신 인터페이스(114)로부터 통신 신호를 수신할 수 있다. 수신기 제어기(128)는 감지 신호(331)를 이용하여 부하(130)의 상태를 감지할 수 있다. 수신기 제어기(128)는 제어 신호(351)를 사용하여 스위치(350)("S1"로서 라벨링됨)를 제어할 수 있다. 본 개시내용의 양상들에 따르면, 수신기 제어기(128)는 핸드셰이크 통신의 존재 또는 부재에 기초하여 제어 신호(351)를 동작할 수 있다. 예컨대, 수신기 제어기(128)는 WPT 프로토콜을 구현하는 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치(300) 사이에 핸드셰이크 통신이 설정되면, 스위치(350)로 하여금 2차 코일(120)을 정류기(126)(또는 부하(130))에 연결하게 할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 수신기 제어기(128)는 핸드셰이크 통신의 부재 시에 또는 무선 통신 인터페이스(132)가 무선 전력 수신 장치(300)와 호환되지 않는 통신 신호를 수신할 때, 스위치(350)로 하여금 정류기(126)(또는 부하(130))로부터 2차 코일(120)을 연결해제하게 할 수 있다.
일부 구현들에서, 제2 통신 코일(134)은 무선 통신 인터페이스(132) 및 수신기 제어기(128)에 전력을 공급하기 위해 통신 신호로부터 에너지를 수확하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 통신 신호는 2차 코일(120)을 통한 전력 전달 국면 이전에 무선 통신 인터페이스(132)의 시동 및 동작을 위한 바이어스 전력을 생성하기에 충분한 에너지를 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 바이어스 전력은 또한 스위치(350)를 동작시키는 데 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 스위치(350)는 스위치(350)가 폐쇄될 때까지 2차 코일(120)이 정류기(126)로부터 연결해제되도록 상시 개방(normally open; NO)될 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 전력 수신 장치(120)에 포함된 배터리(미도시)로부터의 전력으로부터 또는 무선 통신 인터페이스(132)로부터 획득된 바이어스 전력을 이용하여 스위치(350)가 폐쇄될 수 있다.
일부 구현들에서, 제2 통신 코일(134)(이를테면, NFC 코일)은 잠재적으로 기존 유도 기반 호브로부터의 유도 전압을 가질 수 있다. 그러나, 제2 통신 코일(134)에 의해 야기되는 임피던스는 기존 유도 기반 호브의 허용오차 제한을 벗어날 수 있다. 더욱이, 제2 통신 코일(134)은 통상적으로 유도 전압의 양을 제한하는 더 적은 턴들 또는 코일들을 갖는다. 따라서, 제2 통신 코일(134) 및 무선 통신 인터페이스(132)는 기존 유도 기반 호브로부터의 과전압 또는 의도하지 않은 전력 전달에 덜 민감하다.
도 4는 2차 코일(120)과 부하(430) 사이에 직렬로 연결된 스위치(450)를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(400)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(400)의 구성요소들은 도 1을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(118)와 유사한 번호들을 갖는 구성요소들을 포함할 수 있다. 다만, 무선 전력 수신 장치(400)는 부하(430)가 2차 코일(120)에 의해 획득된 AC 신호를 이용하여 동작하도록 구성되기 때문에 정류기(미도시)를 포함하지 않을 수 있다. 이 예에서, 부하(430)는 2차 코일(120)에 의해 획득된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로일 수 있다. 스위치(450)는 예컨대, 무선 전력 수신 장치(400)가 비-WPT 유도 기반시스템 근처에 배치될 때, 2차 코일(120)에 유도되는 예기치 못한 전압에 의해 부하(430)가 손상되는 것을 방지하기 위해 2차 코일(120)과 부하(430) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 도 3을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(300)와 유사하게, 수신기 제어기(128)는 무선 통신 인터페이스(132)에 의해 획득된 통신 신호의 부재 또는 존재에 기초하여 스위치(450)를 관리하도록 구성될 수 있다.
도 5는 2차 코일(120)과 정류기(126) 사이에 직렬로 연결된 다수의 스위치들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(500)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(500)의 구성요소들은 도 3을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(300)와 유사한 번호들을 갖는 구성요소들을 포함할 수 있다. 단일 직렬 스위치(이를테면, 도 3을 참조하여 설명된 스위치(350)) 대신에, 무선 전력 수신 장치(500)는 2차 코일(120)의 레그들과 정류기(126) 사이에 연결된 직렬 스위치들(551 및 552)을 포함할 수 있다. 제1 직렬 스위치(551)("S1"로서 라벨링됨)는 2차 코일(120)의 제1 레그에 직렬로 연결될 수 있다. 제2 직렬 스위치(552)("S2로서 라벨링됨)는 2차 코일(120)의 제2 레그에 직렬로 연결될 수 있다.
도 6은 2차 코일(120)의 2개의 단부들 사이에 션트로서 연결된 스위치(650)를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(600)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(600)의 구성요소들은 도 1을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(118)와 유사한 번호들을 갖는 구성요소들을 포함할 수 있다. 스위치(650)는 션트 스위치(shunt switch)로서 지칭될 수 있다. 스위치(650)는 2차 코일(120) 내 유도 전압이 정류기(126)에 도달하는 것을 방지 또는 감소시키기 위해 2차 코일(120)의 단부들을 단락시킬 수 있다. 이 예에서, 션트 스위치(650)는 호환 가능한 무선 전력 송신 장치로부터의 통신 신호의 부재 시에 (2차 코일(120)을 단락시키기 위해) 상시 폐쇄될 수 있다. 무선 통신 인터페이스(132)가 호환 가능한 무선 전력 송신 장치로부터 통신 신호를 수신할 때, 수신기 제어기(128)는 스위치(650)를 개방하여 전력이 2차 코일(120)로부터 정류기(126)로 트래버싱(traverse)하도록 허용할 수 있다.
도 7은 커플링 팩터를 결정하기 위한 측정 기간 동안 2차 코일(120)의 연결해제를 인에이블할 수 있는 스위치(750)를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(700)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(700)의 구성요소들은 각각 도 1 및 도 3을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(118) 및 무선 전력 수신 장치(300)와 유사한 번호들을 갖는 구성요소들을 포함할 수 있다. 스위치(750)는 2차 코일(120)의 일 레그 상의 직렬 스위치로 예시된다는 것이 주의되어야 한다. 그러나 일부 구현들에서, 스위치(750)는 각각 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 스위치들(350, 450, 551, 552 또는 650)의 임의의 구성과 유사할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(700)는 또한 2차 코일(120)에 커플링되는 전압 센서(720)를 포함할 수 있다. k-팩터 측정 기간 동안, 수신기 제어기(128)는 스위치(750)가 전력 수신 회로(이를테면, 정류기(126) 및 부하(130))로부터 2차 코일(120) 및 전압 센서(720)를 연결해제하게 할 수 있다. 전력 전달 기간(k-팩터 측정 기간과 상이함) 동안, 수신기 제어기(128)는 스위치(750)가 2차 코일(120)을 전력 수신 회로에 연결하게 할 수 있다.
k-팩터 측정 기간 동안, 무선 전력 송신 장치(미도시)는 k-팩터 측정 신호를 무선 전력 수신 장치로 송신할 수 있다. k-팩터 측정 신호는 전력 전달 기간 동안 송신되는 전력보다 낮은 전력일 수 있다. 일부 구현들에서, k-팩터 측정 신호는 알려진 또는 미리 결정된 전압(v1) 및 주파수(fp)를 사용하여 송신될 수 있다. 전압 센서(720)는 수신기 제어기(128)가 k-팩터 측정 기간 동안 2차 코일(120)의 수신된 전압(v2)을 측정하도록 허용할 수 있다. 수신기 제어기(128)는 무선 통신 인터페이스(132)를 통해 피드백을 무선 전력 송신 장치로 통신할 수 있다. 피드백은 k-팩터 측정 기간 동안 측정된 v2에 기초할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 피드백을 활용하여 커플링 팩터(k-팩터)를 결정할 수 있다. k-팩터는 전력 전달 기간 동안 무선 전력 송신 장치가 송신하는 무선 전력 신호의 동작점을 결정하기 위해 무선 전력 송신 장치에 의해 사용될 수 있다. 예컨대, 동작점은 v1과 v2 사이의 비를 참작하는 계산에 기초할 수 있다.
일부 구현들에서, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력 수신 장치로의 통신이 k-팩터 측정 신호에 선행할 수 있다. 예컨대, 무선 통신 인터페이스(132)는 k-팩터 측정 신호가 수신되기 전에 k-팩터 측정 기간을 설정하기 위해 무선 전력 송신 디바이스로부터 통신을 수신할 수 있다. 일부 구현들에서, 통신은 k-팩터 측정 기간의 시작 또는 지속기간을 표시할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 통신은 k-팩터 측정 기간을 시작하라는 명령을 포함할 수 있고, 무선 전력 송신 장치가 k-팩터 측정 신호를 전송하고 있음을 표시할 수 있다. 일부 구현들에서, (이를테면, WPT 프로토콜에 기초한) 통신은 k-팩터 측정 신호가 전송될 것이라고 추론할 수 있고, 무선 전력 수신 장치가 k-팩터 측정 기간을 개시하게 할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 통신은 무선 전력 송신 장치가 WPT 프로토콜을 지원한다는 표시일 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 WPT 프로토콜에 기초하여 k-팩터 측정 기간을 결정할 수 있다.
도 8은 일부 구현들에 따른 예시적인 프로세스(800)의 흐름도를 도시한다. 프로세스(800)의 동작들은 본원에서 설명된 바와 같은 무선 전력 수신 장치에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 프로세스(800)의 동작들은 각각, 도 1, 2, 4, 5, 6, 또는 7을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치들(118, 300, 400, 500, 600, 또는 700) 중 임의의 것에 의해 구현될 수 있다. 간결함을 위해, 동작들은 장치에 의해 수행되는 것으로서 설명된다. 블록(810)에서, 장치는 무선 전력 송신 장치로부터의 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 제어할 수 있다. 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성될 수 있다.
도 9는 일부 구현들에 따른 또 다른 예시적인 프로세스(900)의 흐름도를 도시한다. 프로세스(900)의 동작들은 본원에서 설명된 바와 같은 무선 전력 수신 장치에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 프로세스(900)의 동작들은 각각, 도 1, 2, 4, 5, 6, 또는 7을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치들(119, 300, 400, 500, 600, 또는 700) 중 임의의 것에 의해 구현될 수 있다. 간결함을 위해, 동작들은 장치에 의해 수행되는 것으로서 설명된다. 블록(910)에서, 장치는 커플링 팩터(k-팩터) 측정 기간 동안 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 이용하여 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 회로로부터 무선 전력 수신 장치의 2차 코일을 연결해제할 수 있다. 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성될 수 있다. 블록(920)에서, 장치는 전력 전달 기간 동안 하나 이상의 스위치들을 이용하여 전력 수신 회로에 2차 코일을 연결할 수 있다.
도 10은 무선 전력 전달 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 장치(1000)의 블록도를 도시한다. 일부 구현들에서, 장치(1000)는 무선 전력 수신 장치 이를테면, 본원에서 설명된 무선 전력 수신 장치들 중 임의의 것일 수 있다. 장치(1000)는, (가능하게는, 다수의 프로세서들, 다수의 코어들, 다수의 노드들을 포함하고 그리고/또는 멀티-스레딩을 구현하는 등의) 프로세서(1002)를 포함할 수 있다. 장치(1000)는 또한 메모리(1006)를 포함할 수 있다. 메모리(1006)는 시스템 메모리 또는 본원에서 설명된 컴퓨터 판독 가능 매체들의 가능한 실현들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 장치(1000)는 또한 버스(1011)(이를테면, PCI, ISA, PCI-Express, HyperTransport®, InfiniBand®, NuBus®, AHB, AXI 등)를 포함할 수 있다.
장치(1000)는 하나 이상의 스위치들(1064)을 관리하도록 구성된 하나 이상의 제어기(들)(1062)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 스위치들(1064)은 전력 전달 코일(1066)(이를테면, 2차 코일)을 정류기 또는 부하(미도시)에 연결하거나 그로부터 연결해제할 수 있다. 일부 구현들에서, 제어기(들)(1062)는 프로세서(1002), 메모리(1006) 및 버스(1011) 내에 분산될 수 있다. 제어기(들)(1062)는 본원에서 설명된 동작들 중 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어기(들)(1062)는 본원에서 설명된 드라이버 제어기의 특징들을 구현할 수 있다.
메모리(1006)는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 구현들의 기능을 구현하기 위해 프로세서(1002)에 의해 실행 가능한 컴퓨터 명령들을 포함할 수 있다. 이러한 기능들 중 임의의 기능은 부분적으로 (또는 전체적으로) 하드웨어로 또는 프로세서(1002) 상에서 구현될 수 있다. 예컨대, 기능은, 주문형 집적 회로(ASIC)로, 프로세서(1002)에 구현된 로직에서, 주변 디바이스 또는 카드 상의 코-프로세서(co-processor)에서 등으로 구현될 수 있다. 또한, 실현들은 도 10에 예시되지 않은 더 많은 구성요소들 또는 더 적은 구성요소들을 포함할 수 있다. 프로세서(1002), 메모리(1006) 및 제어기(들)(1062)는 버스(1011)에 커플링될 수 있다. 버스(1011)에 커플링되는 것으로 예시되지만, 메모리(1006)는 프로세서(1002)에 커플링될 수 있다.
도 1 내지 도 10 및 본원에서 설명되는 동작들은, 예시적인 구현들을 이해하는 것을 보조하도록 의도된 예들이고, 잠재적인 구현들을 제한하거나 청구항들의 범위를 제한하기 위해 사용되지 않아야 한다. 일부 구현들은 부가적인 동작들을 수행할 수 있고, 더 적은 동작들을 수행할 수 있고, 동작들을 병렬로 또는 상이한 순서로 수행할 수 있으며, 그리고 일부 동작들을 상이하게 수행할 수 있다.
전술한 개시내용은 예시 및 설명을 제공하지만, 포괄적이거나 또는 양상들을 개시된 바로 그 형태로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수정들 또는 변형들이 위의 개시내용을 고려하여 수행될 수 있거나 또는 양상들의 실시로부터 획득될 수 있다. 본 개시내용의 양상들이 다양한 예들의 관점에서 설명되었지만, 예들 중 임의의 것으로부터의 양상들의 임의의 조합이 또한 본 개시내용의 범위 내에 있다. 본 개시내용의 예들은 교육적 목적을 위해 제공된다. 본원에서 설명된 다른 예에 추가하여 또는 대안적으로, 예들은 다음 구현 옵션들(참조를 위해 조항들로서 식별됨)의 임의의 조합을 포함한다.
조항들
제1 조항. 무선 전력 수신 장치로서, 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성된 2차 코일; 수신된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로; 및 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 포함하고, 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 송진 장치로부터의 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 2차 코일과 전력 수신 회로를 연결하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
제2 조항. 제1 조항에 있어서, 전력 수신 회로는 정류기를 포함하고, 그리고 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 제1 단부와 정류기 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제3 조항. 제2 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 제2 단부와 정류기 사이에 직렬로 연결된 제2 스위치를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제4 조항. 제1 조항에 있어서, 수신된 전력은 교류(AC) 전력이고, 전력 수신 회로는 2차 코일로부터의 AC 전력을 활용하도록 구성된 부하를 포함하고, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 제1 단부와 부하 사이에서 직렬로 연결된 스위치를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제5 조항. 제4 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 제2 단부와 부하 사이에 직렬로 연결된 제2 스위치를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제6 조항. 제1 조항 내지 제5 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은 무선 전력 송신 장치로부터의 통신의 부재 시에 전력 수신 회로로부터 2차 코일을 연결해제하기 위해 상시 개방되는, 무선 전력 수신 장치.
제7 조항. 제1 조항 내지 제6 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은, 무선 전력 송신 장치로부터의 통신이 무선 충전 프로토콜에 부합할 때, 2차 코일과 전력 수신 회로를 연결하도록 동작되는, 무선 전력 수신 장치.
제8 조항. 제1 조항 내지 제6 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 무선 전력 송신 장치로부터 통신을 수신하도록 구성된 무선 통신 인터페이스; 및 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 스위치들을 제어하도록 구성된 수신기 제어기를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제9 조항. 제8 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은 적어도 초기에 무선 통신 인터페이스의 통신 코일에 의해 획득된 바이어스 전력을 사용하여 동작되는, 무선 전력 수신 장치.
제10 조항. 제9 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은, 하나 이상의 스위치들이 2차 코일 및 전력 수신 회로를 연결한 후, 수신된 전력을 이용하여 후속적으로 동작되는, 무선 전력 수신 장치.
제11 조항. 제9 조항 또는 제10 조항에 있어서, 무선 통신 인터페이스의 통신 코일은 2차 코일 및 전력 수신 회로로부터 전기적으로 분리되는, 무선 전력 수신 장치.
제12 조항. 제8 조항 내지 제11 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 무선 통신 인터페이스는 무선 전력 송신 장치의 대응하는 무선 통신 인터페이스로부터 무선 통신 신호를 수신 및 프로세싱하도록 구성된 단거리 라디오 주파수 인터페이스인, 무선 전력 수신 장치.
제13 조항. 제1 조항 내지 제12 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은, 2차 코일이 무선 전력 송신 장치가 아닌 유도 소스 근처에 배치될 때, 전력 수신 회로를 손상으로부터 보호하도록 구성된 보호 스위치를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제14 조항. 제1 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은 2차 코일의 2개의 단부들 사이에 연결된 션트 스위치를 포함하고, 션트 스위치는 2차 코일이 무선 전력 송신 장치가 아닌 유도 소스 근처에 배치될 때, 2차 코일 상의 유도 전압이 전력 수신 회로에 도달하는 것을 방지 또는 감소시키도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
제15 조항. 제14 조항에 있어서, 션트 스위치는 무선 전력 송신 장치로부터의 통신의 부재 시에 유도 전압이 전력 수신 회로에 도달하는 것을 방지 또는 감소시키기 위해 상시 폐쇄되는, 무선 전력 수신 장치.
제16 조항. 무선 전력 수신 장치로서, 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성된 2차 코일; 수신된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로; 및 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 포함하고, 하나 이상의 스위치들은 커플링 팩터(k-팩터) 측정 기간 동안 전력 수신 회로로부터 2차 코일을 연결해제하고, 전력 전달 기간 동안 전력 수신 회로에 2차 코일을 연결하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
제17 조항. 제16 조항에 있어서, k-팩터 측정 기간 및 전력 전달 기간에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 스위치들을 제어하도록 구성된 수신기 제어기를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제18 조항. 제17 조항에 있어서, k-팩터 측정 기간은 전력 전달 기간에 선행하고, 무선 전력 신호의 동작점은 k-팩터 측정 기간 동안 결정된 커플링 팩터에 적어도 부분적으로 기초하는, 무선 전력 수신 장치.
제19 조항. 제17 조항 또는 제18 조항에 있어서, 2차 코일은 추가로, 무선 전력 송신 장치로부터 k-팩터 측정 신호를 수신하도록 구성되고, k-팩터 측정 기간은 2차 코일이 전력 수신 회로로부터 연결해제된 동안 k-팩터 측정 신호에 기초하여 2차 코일의 전압을 측정을 가능하게 하는, 무선 전력 수신 장치.
제20 조항. 제16 조항 내지 제19 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 무선 전력 송신 디바이스로부터 통신을 수신하도록 구성된 무선 통신 인터페이스를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제21 조항. 제16 조항 내지 제20 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 통신은, k-팩터 측정 기간의 시작 또는 지속기간의 표시, k-팩터 측정 기간을 시작하라는 명령, k-팩터 측정 기간을 개시하기 위해 무선 전력 수신 장치에 의해 추론되는 통신, 및 무선 전력 송신 장치가 k-팩터 측정 기간을 지정하는 무선 전력 전달 프로토콜을 지원한다는 표시로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원을 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제22 조항. 제16 조항 내지 제19 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들은, 2차 코일의 제1 단부와 전력 수신 회로 사이에 직렬로 연결된 스위치; 2차 코일의 제2 단부와 전력 수신 회로 사이에 직렬로 연결된 스위치; 2차 코일의 적어도 하나의 단부와 수신된 전력의 교류(AC)를 활용하도록 구성된 부하 사이에 직렬로 연결된 스위치; 및 2차 코일의 2개의 단부들 사이에 연결된 션트 스위치로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원을 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
제23 조항. 방법으로서, 무선 전력 송신 장치로부터의 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계를 포함하고, 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성되고, 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성되는, 방법.
제24 조항. 제23 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계는 무선 전력 송신 장치로부터의 통신의 부재 시에 전력 수신 회로로부터 2차 코일을 연결해제하는 단계를 포함하는, 방법.
제25 조항. 제23 조항 또는 제24 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계는 무선 전력 송신 장치로부터의 통신이 무선 충전 프로토콜에 부합할 때, 2차 코일과 전력 수신 회로를 연결하도록 동작되는, 방법.
제26 조항. 제23 조항 내지 제25 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 무선 전력 수신 장치의 무선 통신 인터페이스를 통해 무선 전력 송신 장치로부터 통신을 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제27 조항. 제26 조항에 있어서, 무선 통신 인터페이스의 통신 코일을 통해 바이어스 전력을 수확하는 단계; 및 적어도 초기에 바이어스 전력을 사용하여 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28 조항. 제27 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들을이 2차 코일 및 전력 수신 회로를 연결한 후, 수신된 전력을 이용하여 하나 이상의 스위치들을 후속적으로 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제29 조항. 제26 조항 내지 제28 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 무선 통신 인터페이스는 무선 전력 송신 장치의 대응하는 무선 통신 인터페이스로부터 무선 통신 신호를 수신 및 프로세싱하도록 구성된 단거리 라디오 주파수 인터페이스인, 방법.
제30 조항. 제23 조항 내지 제29 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계는, 2차 코일이 무선 전력 송신 장치가 아닌 유도 소스 근처에 배치될 때 전력 수신 회로를 손상으로부터 보호하도록 하나 이상의 스위치들을 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
제31 조항. 방법으로서, 커플링 팩터(k-팩터) 측정 기간 동안 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 이용하여 전력 수신 회로로부터 2차 코일을 연결해제하는 단계 - 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성되고 전력 수신 회로는 수신된 전력을 활용하도록 구성됨 - ; 및 전력 전달 기간 동안 하나 이상의 스위치들을 이용하여 전력 수신 회로에 2차 코일을 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
제32 조항. 제31 조항에 있어서, 수신기 제어기에 의해, k-팩터 측정 기간 및 전력 전달 기간에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제33 조항. 제31 조항 또는 제32 조항에 있어서, 2차 코일에 의해, k-팩터 측정 기간 동안 무선 전력 송신 장치로부터 k-팩터 측정 신호를 수신하는 단계; 및 k-팩터 측정 기간 동안 2차 코일이 전력 수신 회로로부터 연결해제된 동안, k-팩터 측정 신호에 기초하여 2차 코일의 전압을 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제34 조항. 제31 조항 내지 제33 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 무선 통신 인터페이스를 통해, 무선 전력 송신 디바이스로부터 통신을 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제35 조항. 제31 조항 내지 제34 조항 중 어느 한 조항에 있어서, 통신은, k-팩터 측정 기간의 시작 또는 지속기간의 표시, k-팩터 측정 기간을 시작하라는 명령, k-팩터 측정 기간을 개시하기 위해 무선 전력 수신 장치에 의해 추론되는 통신, 및 무선 전력 송신 장치가 k-팩터 측정 기간을 지정하는 무선 전력 전달 프로토콜을 지원한다는 표시로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원을 포함하는, 방법.
제36 조항. 제33 조항에 있어서, k-팩터 측정 기간 동안 측정된 2차 코일의 전압에 기초하여 무선 전력 송신 장치에 피드백을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
본 명세서에 설명된 도면들, 동작들 및 구성요소들은 예시적인 구현들을 이해하는 것을 보조하도록 의도된 예들이고, 잠재적인 구현들을 제한하거나 청구항들의 범위를 제한하기 위해 사용되지 않아야 한다. 일부 구현들은 부가적인 동작들을 수행할 수 있고, 더 적은 동작들을 수행할 수 있고, 동작들을 병렬로 또는 상이한 순서로 수행할 수 있으며, 그리고 일부 동작들을 상이하게 수행할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 일 리스트의 아이템들 "중 적어도 하나"또는 "중 하나 이상"이라는 구문은, 단일 구성원들을 포함하여 그들 아이템들의 임의의 결합을 지칭한다. 예컨대, "a, b 또는 c 중 적어도 하나"는 a만, b만, c만, a 및 b의 조합, a 및 c의 조합, b 및 c의 조합, 그리고 a 및 b 및 c의 조합의 가능성들을 커버하는 것으로 의도된다.
본원에서 개시된 구현들과 관련하여 설명된 다양한 예시적 구성요소들, 로직, 로직 블록들, 모듈들, 회로들, 동작들 및 알고리즘 프로세스들은 본 명세서에 개시된 구조들 및 그의 구조적 등가물들을 포함하는 전자 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어의 상호교환 가능성은 기능의 관점들에서 일반적으로 설명되었으며, 위에서 설명된 다양한 예시적인 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 프로세스들에서 예시된다. 이러한 기능성이 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 의존한다.
본원에서 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 구성요소들, 로직들, 로직 블록들, 모듈들 및 회로들을 구현하는 데 사용된 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일-칩 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스(PLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서, 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 결합(예컨대, DSP와 마이크로프로세서의 결합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성)으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정한 프로세스들, 동작들 및 방법들은, 주어진 기능에 특정한 회로에 의해 수행될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 명세서에서 설명된 청구 대상의 일부 양상들은 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예컨대, 본원에서 개시된 구성요소들의 다양한 기능들, 또는 본원에서 개시된 방법, 동작, 프로세스 또는 알고리즘의 다양한 블록들 또는 단계들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램들은 본원에서 설명된 디바이스들의 구성요소들을 포함하는 데이터 프로세싱 장치에 의해 실행하거나 그 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 하나 이상의 실체가 있는 프로세서 판독 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 인코딩된 비일시적 프로세서 실행 가능 또는 컴퓨터 실행 가능 명령들을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 프로그램 코드를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 위의 것들의 조합들이 또한 저장 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
본 개시내용에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 자명할 수 있으며, 본원에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본원에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에서 개시된 본 개시내용, 원리들 및 신규한 특성들과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합할 것이다.
부가적으로, 별개의 구현들의 맥락에서 본 명세서에 설명된 다양한 특징들은 또한, 단일 구현으로 조합하여 구현될 수 있다. 대조적으로, 단일 구현의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 또한, 별개로 다수의 구현들로 또는 임의의 적합한 서브조합으로 구현될 수 있다. 따라서, 특징들이 특정 조합들로 작용하는 것으로 위에서 설명되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될 수 있지만, 일부 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브조합 또는 서브조합의 변동에 관련될 수 있다.
유사하게, 동작들이 특정한 순서로 도면들에 도시되지만, 이것은, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 그러한 동작들이 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서로 수행되거나, 모든 예시된 동작들이 수행된다는 것을 요구하는 것으로서 이해되지는 않아야 한다. 추가로, 도면들은 흐름도(flowchart 또는 flow diagram)의 형태로 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 부가적인 동작들은, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그 중간에 수행될 수 있다. 일부 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에서 설명된 구현에서의 다양한 시스템 구성요소들의 분리는 모든 구현들에서 그러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지는 않아야 하고, 그리고 설명된 프로그램 구성요소들 및 시스템들이 일반적으로, 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품들로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
Claims (36)
- 무선 전력 수신 장치로서,
무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성된 2차 코일;
상기 수신된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로; 및
상기 2차 코일과 상기 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치들은 상기 무선 전력 수신 장치와 상기 무선 전력 송신 장치 사이의 핸드셰이크 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 2차 코일과 상기 전력 수신 회로를 연결하도록 구성되는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은 상기 2차 코일의 제1 단부와 상기 전력 수신 회로 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치를 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은 상기 2차 코일의 제2 단부와 상기 전력 수신 회로 사이에 직렬로 연결된 제2 스위치를 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 수신된 전력은 교류(AC) 전력이고, 상기 전력 수신 회로는 상기 2차 코일로부터의 AC 전력을 활용하도록 구성된 부하를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치들은 상기 2차 코일의 제1 단부와 상기 부하 사이에서 직렬로 연결된 스위치를 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은 상기 무선 전력 송신 장치로부터의 핸드셰이크 통신의 부재 시에 상기 전력 수신 회로로부터 상기 2차 코일을 연결해제하기 위해 상시 개방되는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은, 상기 무선 전력 송신 장치로부터의 핸드셰이크 통신이 무선 충전 프로토콜에 부합할 때, 상기 2차 코일과 상기 전력 수신 회로를 연결하도록 동작되는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치로부터 상기 핸드셰이크 통신을 수신하도록 구성된 무선 통신 인터페이스; 및
상기 핸드셰이크 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 스위치들을 제어하도록 구성된 수신기 제어기를 더 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은 적어도 초기에 상기 무선 통신 인터페이스의 통신 코일에 의해 획득된 바이어스 전력을 사용하여 동작되는,
무선 전력 수신 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은, 상기 하나 이상의 스위치들이 상기 2차 코일 및 상기 전 수신 회로를 연결한 후, 상기 수신된 전력을 이용하여 후속적으로 동작되는,
무선 전력 수신 장치. - 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
상기 무선 통신 인터페이스의 통신 코일은 상기 2차 코일 및 상기 전력 수신 회로로부터 전기적으로 분리되는,
무선 전력 수신 장치. - 제7 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 통신 인터페이스는 상기 무선 전력 송신 장치의 대응하는 무선 통신 인터페이스로부터 무선 통신 신호를 수신 및 프로세싱하도록 구성된 단거리 라디오 주파수 인터페이스인,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은, 상기 2차 코일이 무선 전력 송신 장치가 아닌 유도 소스 근처에 배치될 때, 상기 전력 수신 회로를 손상으로부터 보호하도록 구성된 보호 스위치를 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은 상기 2차 코일의 2개의 단부들 사이에 연결된 션트 스위치를 포함하고, 상기 션트 스위치는 상기 2차 코일이 상기 무선 전력 송신 장치가 아닌 유도 소스 근처에 배치될 때, 상기 2차 코일 상의 유도 전압이 상기 전력 수신 회로에 도달하는 것을 방지 또는 감소시키도록 구성되고; 그리고
상기 션트 스위치는 상기 무선 전력 송신 장치로부터의 핸드셰이크 통신의 부재 시에 상기 유도 전압이 상기 전력 수신 회로에 도달하는 것을 방지 또는 감소시키기 위해 상시 폐쇄되는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 수신 회로는 상기 2차 코일과 부하 사이에 정류기를 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 핸드셰이크 통신은 상기 무선 전력 송신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치로의 적어도 제1 일대일 통신을 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 무선 전력 수신 장치로서,
무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성된 2차 코일;
상기 수신된 전력을 활용하도록 구성된 전력 수신 회로; 및
상기 2차 코일과 상기 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 포함하고, 상기 하나 이상의 스위치들은,
커플링 팩터(coupling factor)(k-팩터) 측정 기간 동안 상기 전력 수신 회로로부터 상기 2차 코일을 연결해제하고, 그리고
전력 전달 기간 동안 상기 전력 수신 회로에 상기 2차 코일을 연결하도록 구성되는,
무선 전력 수신 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 k-팩터 측정 기간 및 상기 전력 전달 기간에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 스위치들을 제어하도록 구성된 수신기 제어기를 더 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제17 항에 있어서,
상기 k-팩터 측정 기간은 상기 전력 전달 기간에 선행하고, 상기 무선 전력 신호의 동작점은 상기 k-팩터 측정 기간 동안 결정된 커플링 팩터에 적어도 부분적으로 기초하는,
무선 전력 수신 장치. - 제17 항 또는 제18 항에 있어서,
상기 2차 코일은 추가로, 무선 전력 송신 장치로부터 k-팩터 측정 신호를 수신하도록 구성되고,
상기 k-팩터 측정 기간은 상기 2차 코일이 상기 전력 수신 회로로부터 연결해제된 동안 상기 k-팩터 측정 신호에 기초하여 상기 2차 코일의 전압을 측정가능하게 하는,
무선 전력 수신 장치. - 제16 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 디바이스로부터 통신을 수신하도록 구성된 무선 통신 인터페이스를 더 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제20 항에 있어서,
상기 통신은,
상기 k-팩터 측정 기간의 시작 또는 지속기간의 표시,
상기 k-팩터 측정 기간을 시작하라는 명령,
상기 k-팩터 측정 기간을 개시하기 위해 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 추론되는 통신, 및
상기 무선 전력 송신 장치가 상기 k-팩터 측정 기간을 지정하는 무선 전력 전달 프로토콜을 지원한다는 표시로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원을 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 제16 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들은,
상기 2차 코일의 제1 단부와 상기 전력 수신 회로 사이에 직렬로 연결된 스위치;
상기 2차 코일의 제2 단부와 상기 전력 수신 회로 사이에 직렬로 연결된 스위치;
상기 2차 코일의 적어도 하나의 단부와 상기 수신된 전력의 교류(AC)를 활용하도록 구성된 부하 사이에 직렬로 연결된 스위치; 및
상기 2차 코일의 2개의 단부들 사이에 연결된 션트 스위치로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원을 포함하는,
무선 전력 수신 장치. - 방법으로서,
무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이의 핸드셰이크 통신에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 2차 코일은 상기 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성되고, 상기 전력 수신 회로는 상기 수신된 전력을 활용하도록 구성되는,
방법. - 제23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계는 상기 무선 전력 송신 장치로부터의 핸드셰이크 통신의 부재 시에 상기 전력 수신 회로로부터 상기 2차 코일을 연결해제하는 단계를 포함하는,
방법. - 제23 항 또는 제24 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계는 상기 무선 전력 송신 장치로부터의 핸드셰이크 통신이 무선 충전 프로토콜에 부합할 때, 상기 2차 코일과 상기 전력 수신 회로를 연결하는 단계를 포함하는,
방법. - 제23 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신 장치의 무선 통신 인터페이스를 통해 상기 무선 전력 송신 장치로부터 상기 핸드셰이크 통신을 수신하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 제26 항에 있어서,
상기 무선 통신 인터페이스의 통신 코일을 통해 바이어스 전력을 수확하는 단계; 및
적어도 초기에 상기 바이어스 전력을 사용하여 상기 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 제27 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들이 상기 2차 코일 및 상기 전력 수신 회로를 연결한 후, 상기 수신된 전력을 이용하여 상기 하나 이상의 스위치들을 후속적으로 제어하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 제26 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 통신 인터페이스는 상기 무선 전력 송신 장치의 대응하는 무선 통신 인터페이스로부터 무선 통신 신호를 수신 및 프로세싱하도록 구성된 단거리 라디오 주파수 인터페이스인,
방법. - 제23 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계는, 상기 2차 코일이 무선 전력 송신 장치가 아닌 유도 소스 근처에 배치될 때 상기 전력 수신 회로를 손상으로부터 보호하도록 상기 하나 이상의 스위치들을 동작시키는 단계를 포함하는,
방법. - 방법으로서,
커플링 팩터(k-팩터) 측정 기간 동안 2차 코일과 전력 수신 회로 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 스위치들을 이용하여 상기 무선 전력 수신 장치의 상기 전력 수신 회로로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 상기 2차 코일을 연결해제하는 단계 - 상기 2차 코일은 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 신호로부터 전력을 수신하도록 구성되고 상기 전력 수신 회로는 상기 수신된 전력을 활용하도록 구성됨 - ; 및
전력 전달 기간 동안 상기 하나 이상의 스위치들을 이용하여 상기 전력 수신 회로에 상기 2차 코일을 연결하는 단계를 포함하는,
방법. - 제31 항에 있어서,
수신기 제어기에 의해, 상기 k-팩터 측정 기간 및 상기 전력 전달 기간에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 스위치들을 제어하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 제31 항 또는 제32 항에 있어서,
상기 2차 코일에 의해, 상기 k-팩터 측정 기간 동안 무선 전력 송신 장치로부터 k-팩터 측정 신호를 수신하는 단계; 및
상기 k-팩터 측정 기간 동안 상기 2차 코일이 상기 전력 수신 회로로부터 연결해제된 동안, 상기 k-팩터 측정 신호에 기초하여 상기 2차 코일의 전압을 측정하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 제31 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서,
무선 통신 인터페이스를 통해, 상기 무선 전력 송신 디바이스로부터 통신을 수신하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 제34 항에 있어서,
상기 통신은,
상기 k-팩터 측정 기간의 시작 또는 지속기간의 표시,
상기 k-팩터 측정 기간을 시작하라는 명령,
상기 k-팩터 측정 기간을 개시하기 위해 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 추론되는 통신, 및
상기 무선 전력 송신 장치가 상기 k-팩터 측정 기간을 지정하는 무선 전력 전달 프로토콜을 지원한다는 표시로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원을 포함하는,
방법. - 제33 항에 있어서,
상기 k-팩터 측정 기간 동안 측정된 상기 2차 코일의 전압에 기초하여 상기 무선 전력 송신 장치에 피드백을 제공하는 단계를 더 포함하는,
방법.
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