KR20230163851A - 인체를 검출하는 무선 전력 송신 장치 및 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치는, 전력 송신용 코일, 상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로, 인체를 검출하기 위한 센싱 안테나, 상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하고, 상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하고, 상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하고, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하고, 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
Description
다양한 실시예는 인체를 검출하는 무선 전력 송신 장치 및 동작 방법 에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing)로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다. 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치는, 소규모의 블루투스 이어폰, 웨어링 디바이스, 스마트폰 뿐만 아니라, 로봇, 청소기 등의 대규모 전자 장치로도 구현될 수 있다. 무선 전력 송신 방식은 자기유도 방식 및 자기공진 방식이 있다. 자기유도 방식은, 예를 들어 WPC(wireless power consortium) 표준 (또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로, 100 kHz 내지 205 kHz의 주파수를 이용하여 무선 충전이 수행될 수 있다. 자기유도 방식에 따른 무선 전력 송신 장치와 전자 장치는, 상대적으로 근거리 내에서 무선 충전을 수행하도록 설정될 수 있다. 자기공진 방식은, 예를 들어 AFA(air fuel alliance) 표준)(또는, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준)에서 정의된 방식으로, 6.78 MHz의 주파수를 이용하여 무선 충전이 수행될 수 있다. 자기공진 방식에 따른 무선 전력 송신 장치와 전자 장치는, 자기유도 방식과 비교하여 상대적으로 원거리에서 무선 충전을 수행하도록 설정될 수 있다.
상대적으로 원거리의 무선 충전이 가능함에 따라서, 무선 전력 송신 장치에 의하여 발생되는 전자기파가 사용자에 미치는 영향이 고려될 필요가 있다. 전자기파는 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있으며, 국내, 외의 여러 기관들이 인체에 유해한 영향을 미치는 전자기파를 제한하려고 시도하고 있다. 예를 들어, SAR(specific absorption rate)는 이동 통신 단말기로부터 방사되는 전자기파가 인체에 얼마나 흡수되는지를 나타내는 수치이다. SAR는 W/g(또는, mW/g)의 단위를 이용하며, 이는 인체 1g 당 흡수되는 전력량(W 또는 mW)을 의미할 수 있다. 전자기파의 인체 유해 문제가 대두됨에 따라서, 이동 통신 단말기에 대한 SAR 제한 기준이 정립되었다.
무선 전력 송신 장치의 송신 전력의 크기 또한 SAR 제한 기준에 기반하여 설정될 필요가 있다. 하지만, Qi 표준에서는, 단순히 Q-ping 신호를 이용한 Q-팩터 측정 결과에 기반한 외부 물체(foreign object)의 배치 여부를 검출하는 방법 및 전력 송신 동안 측정된 무선 충전 효율에 기반한 외부 물체의 배치 여부를 검출하는 방법을 개시할 뿐, 인체의 검출 및 이에 기반한 송신 전력의 크기 결정에 대하여서는 개시하고 있지 않다. 특히, Qi 표준에서 담보되는 상대적으로 작은 유효 충전 거리를 고려하였을 때, 인체에 미치는 영향을 고려할 실익은 작다. 아울러, AFA 표준에서는, 단순히 short 비콘 신호 또는 long 비콘 신호의 인가 기간 동안 측정된 임피던스의 변경 여부에 기반한 외부 물체의 배치 여부를 검출하는 방법만을 개시할 뿐, 인체의 검출 및 이에 기반한 송신 전력의 크기 결정에 대하여서는 개시하고 있지 않다. 특히, AFA 표준에서 이용하고 있는 주파수인 6.78 MHz는 인체 검출에 대하여 상대적으로 낮은 응답 특성을 가진다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법은, 무선 전력 송신을 위한 주파수와 상이한 주파수의 RF(radio frequency) 신호와 연관된 파라미터에 기반하여 인체까지의 거리를 확인하고, 확인된 거리에 기반하여 충전을 위한 송신 전력의 크기를 조정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치는, 전력 송신용 코일, 상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로, 인체를 검출하기 위한 센싱 안테나, 상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하고, 상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하고, 상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하고, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하고, 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전력 송신용 코일, 상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로, 인체를 검출하기 위한 센싱 안테나, 및 상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은, 상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작, 상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하는 동작, 상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하는 동작, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하는 동작, 및 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신을 위한 주파수와 상이한 주파수의 RF(radio frequency) 신호와 연관된 파라미터에 기반하여 인체까지의 거리를 확인하고, 확인된 거리에 기반하여 충전을 위한 송신 전력의 크기를 조정할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다.
도 1a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 1b 및 1c는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1e는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 힌지 구조이다.
도 2a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 2b는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4b는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일의 전류를 센싱하기 위한 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는, 센서 내의 픽업 코일의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 인체 또는 도체까지의 거리와, 위상 차이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6b는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6c는 다양한 실시예에 따른 복수 시점들에서의 인체의 무선 전력 송신 장치로의 근접을 설명하기 위한 도면이다.
도 6d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6e는 다양한 실시예에 따른 금속 및 사람의 손에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 6f는 다양한 실시예에 따른 금속에 대한 주파수 스윕 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 6g는 다양한 실시예에 따른 사람의 손에 대한 주파수 스윕 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 다양한 실시예에 따른 커플러를 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는, 도 7a의 커플러의 등가 회로도이다.
도 7c는, 메인 라인의 전류와 연관된 서브 등가 회로일 수 있으며, 도 7d는 메인 라인의 전압과 연관된 서브 등가 회로일 수 있다.
도 7e는 다양한 실시예에 따른 변환 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7f는 다양한 실시예에 따른 검출 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 다양한 실시예에 따른 거리에 따른 SAR를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9b는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1b 및 1c는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1e는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 힌지 구조이다.
도 2a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 2b는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4b는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일의 전류를 센싱하기 위한 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는, 센서 내의 픽업 코일의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 인체 또는 도체까지의 거리와, 위상 차이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6b는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6c는 다양한 실시예에 따른 복수 시점들에서의 인체의 무선 전력 송신 장치로의 근접을 설명하기 위한 도면이다.
도 6d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6e는 다양한 실시예에 따른 금속 및 사람의 손에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 6f는 다양한 실시예에 따른 금속에 대한 주파수 스윕 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 6g는 다양한 실시예에 따른 사람의 손에 대한 주파수 스윕 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 다양한 실시예에 따른 커플러를 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는, 도 7a의 커플러의 등가 회로도이다.
도 7c는, 메인 라인의 전류와 연관된 서브 등가 회로일 수 있으며, 도 7d는 메인 라인의 전압과 연관된 서브 등가 회로일 수 있다.
도 7e는 다양한 실시예에 따른 변환 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7f는 다양한 실시예에 따른 검출 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 다양한 실시예에 따른 거리에 따른 SAR를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9b는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 1a를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(103)에 무선으로 전력(106)을 송신할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 공진 방식에 따라 전력(106)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 공진 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-직류 변환 회로(예를 들어, DC/DC 컨버터), 직류-교류 변환 회로(예를 들어, 인버터), 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일(예를 들어, 전력 송신용 코일), 또는 통신 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수도 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체 검출을 위한 적어도 하나의 안테나, 인체 검출을 위한 신호 및/또는 파라미터의 처리를 위한 회로, 또는 전력 송신용 코일에 인가되는 전류(또는, 전력)의 크기를 센싱하기 위한 적어도 하나의 센서 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 무선 전력 송신 장치(101)가 전력(106)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(103)의 코일에서는, 주변에 생성된 자기장에 의하여 유도 기전력(또는, 전류, 전압, 및/또는 전력)이 생성될 수 있다. 코일을 통하여 유도 기전력이 발생되는 과정을, 무선 전력 수신 장치(103)가 전력(106)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101) 및 무선 전력 수신 장치(103)는, 아웃-오브-밴드 방식(예를 들어, BLE(Bluetooth low energy 방식, 또는 다양한 근거리 통신 방식)에 기반하여 데이터를 송수신할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력(106)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-직류 변환 회로(예를 들어, DC/DC 컨버터), 직류-교류 변환 회로(예를 들어, 인버터), 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 또는 통신 변조 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, WPC(wireless power consortium)의 Qi 표준에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 FSK(frequency shift keying) 변조 방식에 따라 변조(modulation)를 수행할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(103)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 방식에 따라 변조를 수행함으로써, 정보를 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압의 진폭에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(103)에서 제공하는 정보를 확인할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 내부의 적어도 하나의 스위치의 온/오프만을 제어함을 당업자는 이해할 것이다. ASK 변조 방식 및/또는 FSK 변조 방식에 기반하여 변조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 송신하는 동작으로 이해될 수 있으며, ASK 복조 방식 및/또는 FSK 복조 방식에 기반하여 복조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 수신하는 동작으로 이해될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 공진 방식에 기반한 무선 전력 송신을 위한 적어도 하나의 하드웨어 및 유도 방식에 기반한 무선 전력 송신을 위한 적어도 하나의 하드웨어를 모두 포함할 수 있으며, 즉 공진 방식 및 유도 방식을 모두 지원할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는 공진 방식만을 지원할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는 유도 방식만을 지원할 수도 있다. 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(101)는, RF 방식을 지원할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 복수 개의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이, 안테나 어레이의 복수 개의 안테나들 각각으로 입력되는 RF 신호들 각각의 위상을 조정하기 위한 위상 쉬프터들을 포함할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 특정 지점(또는, 방향)으로의 빔-포밍을 위하여, 위상 쉬프터들을 제어함에 따라, RF 방식의 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 본 문서에서 실행되는 다양한 실시예들은 공진 방식, 유도 방식, 또는 RF 방식 중 적어도 하나에 적용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
본 문서에서, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 컨트롤러(예를 들어, MCU(micro controlling unit), FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로프로세서, 또는 AP(application processor))와 같은 컨트롤러가 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 컨트롤러가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션이 실행됨에 따라, 컨트롤러 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.
도 1b 및 1c는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 하우징(110) 및 제 2 하우징(120)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 하우징(110)은, 링(ring)의 형상을 가질 수 있으나 그 형상에는 제한이 없다. 제 1 하우징(110)에는 홀이 형성될 수 있으며, 도 1b에서와 같이 홀은 무선 전력 수신 장치(103)의 일종인 스마트 폰을 거치 가능한 크기로 형성될 수 있으나 제한은 없다. 제 1 하우징(110) 내에는, 예를 들어 공진 방식에 기반한 적어도 하나의 전력 송신용 코일이 포함(또는, 배치)될 수 있다. 제 1 하우징(110)에 포함(또는, 배치)된 전력 송신용 코일로부터 전력 송신을 위한 전력이 제공될 수 있으며, 제 1 하우징(110)에 거치된 무선 전력 수신 장치(103)는 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 하우징(110) 내에는, 예를 들어 인체 검출을 위한 적어도 하나의 안테나가 포함(또는, 배치)될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 안테나에 인체 검출 및/또는 인체까지의 거리 확인을 위한 전력을 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 전력 제공 중 측정된 결과에 기반한 파라미터를 이용하여 인체 근접 여부 및/또는 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체 근접 여부 및/또는 인체까지의 거리에 기반하여, 전력 송신을 위한 전력의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 1c에서와 같이, 사용자가 인체(180)(예를 들어, 손)으로 무선 전력 수신 장치(103)를 소지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체(180)가 검출된 경우에도 무선 전력 수신 장치(103)의 충전을 위한 전력을 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 발생하는 전자기파의 크기가 상대적으로 큰 경우, 인체(180)에 연관된 SAR 규정이 준수되지 못할 가능성이 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체 근접 여부 및/또는 인체까지의 거리에 기반하여, 전력 송신을 위한 전력의 크기를 조정할 수 있으며, 이에 따라 SAR 규정이 준수될 수 있다. 인체 근접 여부 및/또는 인체까지의 거리의 확인과, 이에 기반한 전력의 크기 조정에 대하여서는 후술하도록 한다.
한편, 제 2 하우징(120)에는 유도 방식의 적어도 하나의 전력 송신용 코일이 포함(또는, 배치)될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 하우징(120) 상에, 다른 무선 전력 수신 장치(104)가 위치함을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 다른 무선 전력 수신 장치(104)를 유도 방식에 기반하여 무선 충전할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 공진 방식에 기반한 무선 전력 수신 장치(103)의 충전 및 유도 방식에 기반한 다른 무선 전력 수신 장치(104)의 충전을 적어도 동시에 수행할 수도 있다.
도 1d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1e는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 힌지 구조이다.
다양한 실시예에 따라서, 도 1d에서와 같이, 제 1 하우징(110)은 제 2 하우징(120)에 대하여 회동 가능할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 하우징(110)에 연결된, 도 1e와 같은 힌지 구조를 포함할 수 있다. 힌지 구조는, 예를 들어 하나의 하우징(예를 들어, 제 2 하우징(120))에 연결되는 샤프트(121) 및 샤프트(121)를 축으로하여 회동 가능한 회동 부재(122)를 포함할 수 있다. 회동 부재(122)는 다른 하우징(예를 들어, 제 1 하우징(110))에 연결될 수 있으며, 회동 부재(122)의 회동에 따라 제 1 하우징(110)이 제 2 하우징(120)에 대하여 회동할 수 있다. 한편, 도 1e의 힌지 구조는 단순히 예시적인 것으로, 힌지 구조의 구현에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 제 1 하우징(110)에 형성된 홀 내에 제 2 하우징(120)의 적어도 일부가 배치되도록, 제 1 하우징(110)이 회동될 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 하우징(110) 및 제 2 하우징(120) 사이의 각도가 지정된 각도 이상인 경우에 공진 방식의 기능을 활성화할 수 있으며, 제 1 하우징(110) 및 제 2 하우징(120) 사이의 각도가 지정된 각도 미만인 경우에 공진 방식의 기능을 비활성화할 수도 있다. 예를 들어, 공진 방식의 기능의 비활성화는, 공진 방식에 기반한 무선 충전을 위하여 설정된 복수 개의 동작들 중 적어도 하나의 미 수행을 의미할 수 있으나, 이는 예시적인 것이며 제 1 하우징(110) 및 제 2 하우징(120) 사이의 각도와 무관하게 공진 방식의 기능이 상시 활성화될 수도 있다. 제 1 하우징(110) 및 제 2 하우징(120) 사이의 각도가 지정된 각도 이상인 것은, 사용자가 제 1 하우징(110)에 무선 전력 수신 장치(103)를 거치할 것을 의도하는 것일 수 있으므로, 무선 전력 송신 장치(101)가 각도에 기반한 무선 충전 기능의 활성화 여부를 결정할 수도 있다.
도 2a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 컨트롤러(210), 제 1 회로(221), 전력 송신용 코일(222), 제 2 회로(231), 또는 인체 검출을 위한 센싱 안테나(232) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제 1 회로(221)는, 전력 송신용 코일(222)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 회로(221)는, 전력 송신용 코일(222)에 제 1 주파수(예를 들어, 6.78 MHz)의 제 1 전력을 제공할 수 있다. 제 1 전력이 전력 송신용 코일(222)로 제공됨에 따라서, 전력 송신용 코일(222)로부터 무선 충전을 위한 전력(106)이 무선으로 송신될 수 있다. 제 1 회로(221)는, 예를 들어 제 1 주파수의 교류 전력을 생성하기 위한 적어도 하나의 하드웨어, 교류 전력을 증폭하기 위한 적어도 하나의 하드웨어, 매칭 네트워크, 또는 센싱 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제 1 회로(221)의 상세한 구성에 대하여서는 후술하도록 한다.
다양한 실시예에 따라서, 제 2 회로(231)는, 센싱 안테나(232)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 회로(231)는, 센싱 안테나(232)에 제 2 주파수(예를 들어, 100 kHz 내지 1GHz)의 제 2 전력을 제공할 수 있다. 제 2 주파수는, 인체가 근접한지 여부에 따라 응답 특성의 차이가 상대적으로 큰 주파수 및/또는 인체까지의 거리에 따라 응답 특성의 차이가 상대적으로 큰 주파수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 100 kHz 내지 1GHz 대역에 포함된 주파수에 대하여서는 인체가 근접한지 여부 및/또는 인체까지의 거리에 따라 응답 특성의 차이가 상대적으로 클 수 있어 제 2 주파수로 설정될 수 있으나 제한은 없다. 한편, 제 1 회로(221) 및 제 2 회로(231)는 상이한 하드웨어와 같이 도시되고 설명되었지만, 이는 하나의 예시인 것으로, 다른 예시에서는 제 1 회로(221)의 적어도 하나의 하드웨어 및 제 2 회로(231) 의 적어도 하나의 하드웨어 가 하나의 기판에 배치될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
다양한 실시예에 따라서, 컨트롤러(210)는, 제 1 회로(221) 및/또는 제 2 회로(231)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 전력 송신용 코일(222)에 제 1 주파수의 제 1 전력이 제공되도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 예를 들어 무선 전력 수신 장치(미도시)를 검출하고, 무선 전력 수신 장치(미도시)와의 무선 충전 진행을 위한 적어도 하나의 동작(예를 들어, 통신 연결의 수립, 무선 전력 송신 장치(101)의 정보 송신, 무선 전력 수신 장치(미도시)의 정보 수신 등)을 수행할 수 있다. 적어도 하나의 동작의 수행이 완료되면, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(미도시)의 충전을 위한 제 1 전력이 전력 송신용 코일(222)로 제공되도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 제 1 전력이 전력 송신용 코일(222)에 제공되는 동안, 센싱 안테나(232)에 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 제 2 회로(231)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 제 2 회로(231)로부터 획득할 수 있다. 하나의 예에서, 적어도 하나의 파라미터는, 예를 들어 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류 사이의 위상 차이(또는, 위상 차이에 대응하는 위상 전압값)일 수 있으나 인체의 유무 및/또는 인체까지의 거리를 확인 가능한 파라미터라면 제한은 없으며, 위상 차이(또는, 위상 차이에 대응하는 위상 전압값)을 측정하는 방식에 대하여서는 후술하도록 한다. 제 2 회로(231)는, 적어도 하나의 지점에서의 센싱 결과(예를 들어, 전압 및/또는 전류)를 이용하여 적어도 하나의 파라미터(예를 들어 전압 및 전류 사이의 위상 차이(또는, 위상 차이에 대응하는 위상 전압값)를 출력하기 위한 적어도 하나의 하드웨어를 포함할 수 있으며, 이에 대하여서는 후술하도록 한다.
다양한 실시예에 따라서, 컨트롤러(210)는, 제 2 회로(231)로부터 제공되는 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 센싱 안테나(232)에 인체(180)가 근접한지 여부 및/또는 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)를 확인할 수 있다. 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 인체(180)까지의 거리로 명명(또는, 관리)될 수도 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 적어도 하나의 파라미터 및 인체(180)까지의 거리 사이의 연관 정보를 참조하여, 인체(180)까지의 거리를 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 적어도 하나의 파라미터 및 인체(180)의 존재 여부 사이의 연관 정보를 참조하여, 인체(180)의 존재 여부를 확인할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)에 기반하여 제 1 전력의 크기를 조정하도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d)에 기반하여 SAR 규정이 준수될 수 있도록 제 1 전력의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d) 및 SAR 규정을 준수할 수 있는 전력의 크기 사이의 연관 정보를 참조하여, 제 1 전력의 크기를 결정할 수 있다. 제 1 전력의 크기는, 예를 들어 제 1 회로(180)에 포함되는 DC/DC 컨버터의 출력 전압(예를 들어, DC 레벨로도 명명 가능함)일 수 있으나 그 종류에는 제한이 없다. 또는, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d) 및 SAR 규정을 준수할 수 있는 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 타겟 크기를 확인할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 크기를 모니터링할 수 있으며, 타겟 크기 이하가 되도록 제 1 회로(180)에 포함되는 DC/DC 컨버터의 출력 전압(예를 들어, DC 레벨로도 명명 가능함)을 제어할 수 있다. 컨트롤러(210)는, MCU, FPGA, ASIC, 마이크로프로세서, 또는 AP로 구현될 수 있으나, 상술한 동작들을 수행하기 위한 하드웨어라면 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체(180)가 근접한 경우에도 SAR 규정은 만족하면서 무선 전력 수신 장치(미도시)에 대한 무선 충전을 유지할 수 있다. 한편, 본 개시의 다양한 SAR 규정의 만족을 위한 실시예들은, PD(power density) 규정 또는 SAR 및 PD의 동시 발생 상황 시의 규정을 만족하도록 구현될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다. 아울러, 본 개시의 다양한 특정 시점(또는, 특정 순간)에서의 SAR 규정의 만족을 위한 실시예들은, 일정 기간 동안의 누적 SAR(또는, 평균 SAR) 규정을 만족하도록 구현될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 2b는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라, 센싱 안테나(232)는, IFA(inverted antenna)로 구현될 수 있다. 센싱 안테나(232)를 구성하는 적어도 하나의 서브 안테나(232a,232b)는, 기판(232b,232c) 상에 배치될 수 있으며, 예를 들어 전력 송신용 코일(222)의 내측에 배치될 수 있으나, 그 배치 위치에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 서브 안테나(232a,232b) 각각에는 피딩(feeding)을 위한 포트(232f,232g)가 형성(또는, 정의)될 수 있다.
도 2c는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라, 센싱 안테나(232)는, 슬롯(slot) 안테나로 구현될 수 있다. 센싱 안테나(232)는, 예를 들어 전력 송신용 코일(222) 상에 배치될 수 있다. 센싱 안테나(232)는, 전력 송신용 코일(222)에 직접 접촉하거나, 또는 센싱 안테나(232) 및 전력 송신용 코일(222) 사이에는 다른 매개 구조(예를 들어, 기판)가 배치될 수도 있다. 센싱 안테나(232)는, 도체(232h)를 포함할 수 있으며, 도체(232h)에는 적어도 하나의 슬롯(232i,232j,232m)이 형성될 수 있다. 적어도 일부 슬롯(232i,232j)을 가로질러 피딩을 위한 포트(232k,232l)가 형성(또는, 정의)될 수 있다.
도 2d는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일 및 센싱 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라, 센싱 안테나(232)는, ZOR(zero order) 안테나로 구현될 수 있다. 센싱 안테나(232)는, 예를 들어 전력 송신용 코일(222) 상에 배치될 수 있다. 센싱 안테나(232)는, 전력 송신용 코일(222)에 직접 접촉하거나, 또는 센싱 안테나(232) 및 전력 송신용 코일(222) 사이에는 다른 매개 구조(예를 들어, 기판)가 배치될 수도 있다. 센싱 안테나(232)는, 적어도 하나의 서브 안테나(232n,232o,232p,232q,232r,232s,232t,232u)를 포함할 수 있으나, 제한은 없다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 301 동작에서, 전력 송신용 코일(222)에 제 1 주파수의 제 1 전력이 제공되도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 전력 송신용 코일(222)에 제 1 주파수(예를 들어, 6.78 MHz)의 제 1 전력을 제공하도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 수신 장치의 검출 및/또는 무선 전력 수신 장치와의 무선 충전 진행을 위한 적어도 하나의 동작의 수행이 완료되면, 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 제 1 전력이 전력 송신용 코일(222)로 제공되도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 303 동작에서, 제 1 전력이 전력 송신용 코일(222)에 제공되는 동안, 센싱 안테나(223)에 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 제 2 회로(231)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 전력이 제공되는 동안, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 제 2 회로(231)로부터 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 파라미터로서, 예를 들어 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류 사이의 위상 차이(또는, 위상 차이에 대응하는 위상 전압값)을 획득할 수 있으나, 적어도 하나의 파라미터의 종류에는 제한이 없다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 307 동작에서, 제 2 회로(231)로부터 제공되는 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 센싱 안테나(232)에 인체(180)가 근접한지 여부 및/또는 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 파라미터 및 인체(180)까지의 거리 사이의 연관 정보를 참조하여, 인체(180)까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 309 동작에서, 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)에 기반하여 제 1 전력의 크기를 조정하도록 제 1 회로(221)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체(180)까지의 거리(d)에 기반하여 SAR 규정이 준수될 수 있도록 제 1 전력의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d) 및 SAR 규정을 준수할 수 있는 전력의 크기 사이의 연관 정보를 참조하여, 제 1 전력의 크기를 결정할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체(180)까지의 거리(d) 및 SAR 규정을 준수할 수 있는 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 타겟 크기를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 크기를 모니터링할 수 있으며, 타겟 크기 이하가 되도록 제 1 회로(221)에 포함되는 DC/DC 컨버터의 출력 전압(예를 들어, DC 레벨로도 명명 가능함)을 제어할 수 있다.
한편, 상술한 바에서는, 무선 전력 송신 장치(101)가 전압 및 전류의 위상 차이에 기반하여, 인체인지 여부 및/또는 인체까지의 거리를 확인하는 것으로 설명되어 있지만, 이는 예시적인 것으로 전압 및 전류의 게인(gain)에 기반하여 인체인지 여부 및/또는 인체까지의 거리를 확인할 수도 있으며, 위상 차이 및 게인 모두를 이용하여, 즉 임피던스를 이용하여 인체인지 여부 및/또는 인체까지의 거리를 확인할 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 4a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 컨트롤러(210), 제 1 회로(221), 전력 송신용 코일(222), 제 2 회로(231), 인체 검출을 위한 센싱 안테나(232), 또는 센서(439) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제 1 회로(221)는, DC/DC 컨버터(431), 소스(433), 증폭기(435), 또는 센서(437) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. DC/DC 컨버터(431)는, 증폭기(435)에 구동 전압을 제공할 수 있다. 증폭기(435)는, 예를 들어, 클래스 D 증폭기, 또는 클래스 E 증폭기 중 어느 하나로 구현될 수 있으나 증폭기(435)의 클래스에는 제한이 없다. 증폭기(435)는, 예를 들어 소스(433)로부터의 게이트 전압에 기반하여, 교류 전력을 출력할 수 있다. 소스(433)는, 제 1 주파수의 게이트 전압을 출력할 수 있는 수단이라면 제한이 없다. 소스(433)는, 제 1 주파수(예를 들어, 6.78 MHz)의 신호를 출력하기 위한 소자 및 신호를 이용하여 게이트 전압을 발생시키는 소자를 포함할 수 있다. 또는, 소스(433)는, 제 1 주파수의 신호를 출력하기 위한 소자만을 지칭할 수도 있으며, 이 경우에는 추가적으로 소스(433) 및 증폭기(435) 사이에 게이트 드라이버가 연결됨을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 컨트롤러(210)는, 예를 들어 DC/DC 컨버터(431)의 출력 전압의 레벨(다른 말로, DC 레벨)을 제어함에 따라, 송신 전력의 크기를 제어할 수 있다. 센서(437)는, 전력 송신용 코일(222)의 입력단에서의 전류 및/또는 전압을 센싱할 수 있으며, 센싱 결과를 컨트롤러(210)로 제공할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 센싱된 전류 및/또는 전압에 기반하여 임피던스를 확인할 수 있으며, 임피던스에 기반한 FOD(foreign object detection)을 수행할 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 구현에 따라 센서(437)는 무선 전력 송신 장치(101)에 포함되지 않을 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 회로(231)로부터의 적어도 하나의 파라미터에 기반하여 FOD를 수행할 수도 있다. 또는, 센서(437)에 의한 센싱 결과는 AFA 표준에 기반한 FOD의 수행을 위하여 이용되고, 제 2 회로(231)로부터의 적어도 하나의 파라미터는 충전을 위한 전력의 크기의 조정을 위하여 이용될 수도 있으나 제한은 없다.
다양한 실시예에 따라서, 제 2 회로(231)는, 소스(411), 증폭기(413), 커플러(415), 필터(417), 변환 회로(419), 또는 검출 회로(421) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 소스(411)는, 제 2 주파수의 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 소스(411)는, 컨트롤러(210)의 제어에 따라 출력되는 신호의 주파수를 변경할 수도 있다. 컨트롤러(210)는, SPI를 통하여 소스(411)의 주파수의 변경을 제어할 수 있으나, 인터페이스의 종류에는 제한이 없다. 소스(411)는, VCO(voltage controlled oscillator) 및/또는 PLL(phase locked loop)를 포함할 수도 있으나 제한은 없다. 증폭기(413)는, 소스(411)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력할 수 있다. 커플러(415)는, 예를 들어 방향성 커플러(directional coupler)로 구현될 수 있다. 이에 따라, 커플러(415)는, 순방향 신호(F) 및 반사 신호(R)를 출력할 수 있다. 필터(417)는, 예를 들어 적어도 하나의 대역통과필터(band pass filter) 및/또는 적어도 하나의 대역차단필터(band stop filter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 대역통과필터는 제 2 주파수를 포함하는 대역을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 대역중단필터는 제 1 주파수를 포함하는 대역을 차단할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신용 코일(222)로부터 발생되는 전자기파에 의하여 센싱 안테나(232)에서 제 1 주파수의 유도 기전력이 발생할 수도 있다. 제 1 주파수의 유도 기전력은 노이즈 성분이므로, 적어도 하나의 대역중단필터에 의하여 필터링될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 변환 회로(419)는, 커플러(415)로부터 순방향 신호(F) 및 반사 신호(R)를 수신할 수 있다. 변환 회로(419)는, 순방향 신호(F) 및 반사 신호(R)에 기반하여, 전류 파형 및 전압 파형을 제공할 수 있다. 예를 들어, 변환 회로(419)는, 적어도 하나의 OP-AMP를 포함할 수 있다. 합산 기능의 OP-AMP는, 순방향 신호(F) 및 반사 신호(R)를 합산하여 전류 파형을 출력할 수 있다. 감산 기능의 OP-AMP는, 순방향 신호(F) 및 반사 신호(R)를 감산하여 전압 파형을 출력할 수 있다. 검출 회로(421)는, 변환 회로(419)로부터 전류 파형 및 전압 파형을 수신할 수 있다. 검출 회로(421)는, 전류 파형 및 전압 파형을 이용하여, 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 파라미터를 출력할 수 있다. 하나의 예시에서, 파라미터는 위상 차이에 대응하는 위상 전압 값일 수 있으나 제한은 없으며, 위상 전압 값에 대하여서는 후술하도록 한다. 컨트롤러(210)는 검출 회로(421)로부터 위상 차이에 대응하는 파라미터를 수신할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터에 기반하여 센싱 안테나(232)에 인체(180)가 근접한지 여부 및/또는 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)를 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 적어도 하나의 파라미터 및 인체(180)까지의 거리 사이의 연관 정보를 참조하여, 인체(180)까지의 거리를 확인할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 센싱 안테나(232)로부터 인체(180)까지의 거리(d)에 기반하여 제 1 전력의 크기를 조정하도록 제 1 회로(221)의 DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d)에 기반하여 SAR 규정이 준수될 수 있도록 제 1 전력의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d) 및 SAR 규정을 준수할 수 있는 전력의 크기 사이의 연관 정보를 참조하여, DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 또는, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d) 및 SAR 규정을 준수할 수 있는 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 타겟 크기를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 크기를 모니터링할 수 있으며, 타겟 크기 이하가 DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 센서(439)로부터 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 크기를 수신할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 센서(439)로부터의 전력 송신용 코일(222)로 인가되는 전류의 크기를 모니터링할 수 있으며, 전류의 크기가 타겟 크기 이하가 되도록 DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 인체(180)에 대한 SAR 규정이 위배되지 않을 수 있다.
도 4b는 다양한 실시예에 따른 전력 송신용 코일의 전류를 센싱하기 위한 센서를 설명하기 위한 도면이다. 도 4c는, 센서 내의 픽업 코일의 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라, 도 4a의 센서(439)는, 픽업(pick up) 코일(461), 정류기(462), 또는 로드(463) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 픽업 코일(461)은, 전력 송신용 코일(222)의 근처에 배치될 수 있으며, 그 거리(Distance)는 상대적으로 짧게 설정될 수 있으나 제한은 없다. 예를 들어, 도 4c에서와 같이, 픽업 코일(461)은, 제 2 하우징(120)의 제 1 위치(454)에 배치될 수 있으며, 상대적으로 전력 송신용 코일(222)에 근접하도록 배치될 수 있다. 한편, 제 1 하우징(110)이 회동된다 하더라도 전력 송신용 코일(222) 및 픽업 코일(461)이 수직하지 않도록 픽업 코일(461)의 배향이 결정될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 제한은 없다. 도 4b의 우측의 회로도는, 전력 송신용 코일(222) 및 센서(439)에 대한 등가 회로일 수 있다. 등가 회로를 참조하면, 전력 송신용 코일(222)에는 ITX의 전류가 인가될 수 있다. ITX의 충전을 위한 전류일 수 있다. 전력 송신용 코일(222) 및 픽업 코일(461)은 상대적으로 가까운 거리(Distance)로 배치됨에 따라 서로 커플링될 수 있으며, 커플링 계수는 k일 수 있다. 코일들(222,461)의 커플링에 의하여 픽업 코일(461)에는 유도 기전력이 발생할 수 있으며, 교류 전압(VAC)이 인가될 수 있다. 교류 전압(VAC)은 수학식 1과 같을 수 있다.
수학식 1에서 ω는 교류 전류(ITX)의 각주파수이며, LTX는 전력 송신용 코일(222)의 인덕턴스이며, L2는 픽업 코일(461)의 인덕턴스이다. 정류기(462)에 의하여 정류된 직류 전압(VDC) 및 ITX의 관계는 수학식 2와 같을 수 있다.
컨트롤러(210)는, 센서(439)에서 측정된 전압(VDC)에 기반하여 전력 송신용 코일(222)에 흐르는 전류(ITX)를 확인할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 전력 송신용 코일(222)에 흐르는 전류(ITX)가 SAR 규정을 만족하도록 DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는, 인체(180)까지의 거리(d)를 확인할 수 있으며, 거리(d)에 대응하는 SAR 규정 만족을 위한 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)를 확인할 수 있다. 복수 개의 거리들 별 SAR 규정 만족을 위한 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)들 사이의 관계 정보는 무선 전력 송신 장치(101)에 미리 저장될 수 있다. 컨트롤러(210)는, 예를 들어 관계 정보에 기반하여 확인된 거리(d)에 대응하는 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)를 확인할 수 있다. 컨트롤러(210)는, 측정된 전압(VDC)를 지속적으로 모니터링하여, 전력 송신용 코일(222)에 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값) 이하의 전류가 흐르도록 DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 컨트롤러(210)는, 하나의 예에서, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)에 기반하여, 인체(180)까지의 거리를 확인할 수 있다. 도 5는, 인체 또는 도체까지의 거리와, 위상 차이의 관계를 나타내는 그래프이다. 제 1 그래프(510)는 인체에 대응하는 그래프이며, 제 2 그래프(520)는 도체에 대응하는 그래프일 수 있다. 예를 들어, 인체(180)까지의 거리가 30 cm인 경우에는 위상 차이가 14.4 degree(511)일 수 있으며, 인체(180)까지의 거리가 25 cm인 경우에는 위상 차이가 19.2 degree(512)일 수 있으며, 인체(180)까지의 거리가 15 cm인 경우에는 위상 차이가 24 degree(513)일 수 있으며, 인체(180)까지의 거리가 10 cm인 경우에는 위상 차이가 100.8 degree(514)일 수 있으며, 인체(180)까지의 거리가 5 cm인 경우에는 위상 차이가 110.4 degree(515)일 수 있다. 예를 들어, 도체까지의 거리가 30 cm인 경우에는 위상 차이가 105.6 degree(521)일 수 있으며, 도체까지의 거리가 25 cm인 경우에는 위상 차이가 100.8 degree(522)일 수 있으며, 도체까지의 거리가 20 cm인 경우에는 위상 차이가 96 degree(523)일 수 있으며, 도체까지의 거리가 15 cm인 경우에는 위상 차이가 72 degree(524)일 수 있으며, 도체까지의 거리가 10 cm인 경우에는 위상 차이가 48 degree(524)일 수 있으며, 도체까지의 거리가 5 cm인 경우에는 위상 차이가 43.4 degree(525)일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 도 5의 제 1 그래프(510)와 같은, 인체까지의 거리 별 위상 차이에 대한 정보(또는, 위상 차이에 대응하는 파라미터에 대한 정보)를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 도 5의 제 2 그래프(520)와 같은, 도체까지의 거리 별 위상 차이에 대한 정보(또는, 위상 차이에 대응하는 파라미터에 대한 정보)를 저장할 수 있다. 하나의 예에서 위상 차이에 대응하는 파라미터는 위상 차이에 대응하는 위상 전압 값일 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 도 5의 좌측 y축은 위상 전압 값의 단위인 V로 표현되어 있음을 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 위상 차이는 위상 전압 값에 비례할 수도 있으며, 이에 대하여서는 후술하도록 한다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 측정된 위상 차이(또는, 위상 차이에 대응하는 파라미터)와, 관계 정보(예를 들어, 도 5의 제 1 그래프(510)와 같은 관계 정보)에 기반하여, 인체(180)까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체(180)까지의 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하기 위한 타겟 전류값(또는, 전류의 최댓값)을 확인할 수 있다. 예를 들어, 위상 차이가 24 degree로 확인된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는 제 1 그래프(510)와 같은 관계 정보에 기반하여 인체(180)까지의 거리가 15 cm인 것으로 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 15 cm 의 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하기 위한 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)를 확인할 수 있다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 601 동작에서, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 적어도 하나의 위상 전압값을 확인할 수 있다. 도 5에서 설명된 바와 같이, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이는, 인체(180)까지의 거리에 따라 변경될 수 있다. 위상 전압값은, 예를 들어 검출 회로(421)에 의하여 검출된 위상 차이에 대응하는 파라미터의 하나의 예시이며, 위상 차이에 대응하는 값이라면 제한 없이 다른 값으로 대체될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 603 동작에서, 적어도 하나의 위상 전압 값에 기반하여 근접 물체의 종류가 인체임을 확인할 수 있다. 도 5에서 설명된 바와 같이, 인체가 근접한 경우의 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이는, 도체가 근접한 경우의 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이와 상이할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 검출된 위상 차이에 기반하여, 근접한 물체가 인체인지 여부를 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 두 시점 이상의 위상 차이의 측정 결과에 기반하여, 근접한 물체가 인체인지 여부를 확인할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 복수 개의 주파수에서의 측정 결과에 기반하여, 근접한 물체가 인체인지 여부를 확인할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
다양한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 605 동작에서, 적어도 하나의 위상 전압 값에 기반하여 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 위상 전압 값들 및 인체까지의 거리들 사이의 연관 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 도 5와 같은 위상 차이 및 인체까지의 거리에 대한 관계 정보를 대체하여(또는, 추가적으로), 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압값) 및 인체까지의 거리에 대한 관계 정보를 저장할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압값) 및 인체까지의 거리에 대한 관계 정보에 기반하여, 위상 전압값에 대응하는 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 607 동작에서, 인체까지의 거리에 기반하여 무선 전력 수신 장치(103)의 충전을 위한 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 605 동작에서 확인된 인체까지의 거리에 기반한 SAR 규정을 만족하기 위한 제 1 전력의 타겟 크기(또는, 최대 크기)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, SAR 규정을 만족하기 위한 타겟 크기(또는, 최대 크기)의 이하의 값을 가지도록 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 회로(221)(예를 들어, DC/DC 컨버터(431))를 제어함으로써, 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있으나, 크기의 조정 방식에는 제한이 없다.
하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 위상 차이가 임계값 이상인지 여부에 기반하여, 접근하는 물체가 인체인지 또는 도체인지 여부를 확인할 수도 있으며, 이에 대하여서는 도 6e를 참조하여 설명하도록 한다.
하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 크기의 변경에 기반하여서도 접근하는 물체가 인체인지 여부를 확인할 수도 있다. 예를 들어, 도체가 전력 송신용 코일(222)에 근접하는 경우에는, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 크기가 상대적으로 큰 수치 감소할 수 있다. 예를 들어, 인체가 전력 송신용 코일(222)에 근접하는 경우에는, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 크기의 변경은 거의 없을 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)에 기반하여 물체의 접근을 확인하고, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 크기 변경이 임계 크기 이상인지 여부에 따라 접근한 물체가 인체인지 또는 도체인지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 변경 크기가 임계 크기 이상이라면, 접근한 물체가 도체인 것으로 확인할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(101)는, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 변경 크기가 임계 크기 미만이라면, 접근한 물체가 인체인 것으로 확인할 수 있다. 접근한 물체가 인체인 것으로 확인되면, 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)에 기반하여, 인체까지의 거리를 확인할 수 있다.
한편, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값) 및/또는 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류의 변경 크기에 기반하여 접근 물체가 인체인지 여부를 판단할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 6b는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6b의 실시예는 도 6c를 참조하여 설명하도록 한다. 도 6c는 다양한 실시예에 따른 복수 시점들에서의 인체의 무선 전력 송신 장치로의 근접을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 다양한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 611 동작에서, 제 1 시점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 1 위상 전압값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 도 6c에서와 같이, 제 1 시점(t1)에서, 인체(180)는 무선 전력 송신 장치(101)로부터 제 1 거리(d1)만큼 이격될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 1 위상 전압값을 확인할 수 있다. 이후, 사용자는 인체(180)를 무선 전력 송신 장치(101)로 근접시킬 수 있다. 제 2 시점(t2)에서, 인체(180)는 무선 전력 송신 장치(101)로부터 제 1 거리(d1)만큼 이격될 수 있다. 다시 도 6a를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(101)는, 613 동작에서, 제 2 시점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 2 위상 전압값을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 2 위상 전압값을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 615 동작에서, 제 1 위상 전압값 및 제 2 위상 전압값에 기반하여, 근접 물체의 종류가 인체임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 위상 전압값 및 제 2 위상 전압값이 증감 방향이 인체의 접근에 대응하는 증감 방향인 경우, 근접 물체의 종류가 인체임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 위상 전압값 및 제 2 위상 전압값이 증감 방향이 도체의 접근에 대응하는 증감 방향인 경우, 근접 물체의 종류가 도체임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 제 1 그래프(510)에서와 같이 인체가 접근하는 경우(즉, 거리가 감소하는 경우), 위상 차이는 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 제 2 그래프(520)에서와 같이 도체가 접근하는 경우(즉, 거리가 감소하는 경우), 위상 차이는 감소할 수 있다. 이와 같이, 인체가 접근하는 경우의 위상 차이의 증감 방향은 도체가 접근하는 경우의 위상 차이의 증감 방향과 상이할 수 있다. 이에 따라, 인체가 접근하는 경우의 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)의 증감 방향은, 도체가 접근하는 경우의 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)의 증감 방향과 상이할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)의 증감 방향에 기반하여, 근접 물체의 종류가 인체인지 또는 도체인지 여부를 확인할 수 있다. 도 6b의 실시예에서는, 제 1 시점(t1) 및 제 2 시점(t2)에서의 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)들의 증감 방향이 인체에 대응하는 증감 방향인 것에 기반하여, 근접 물체의 종류가 인체인 것을 확인한 것을 상정하도록 한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 617 동작에서, 제 2 위상 전압값에 기반하여, 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 전압값들과 인체까지의 거리들 사이의 관계 정보에 기반하여, 제 2 위상 전압값에 대응하는 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 619 동작에서, 인체까지의 거리에 기반하여 무선 전력 수신 장치(103)를 충전하기 위한 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 617 동작에서 확인된 인체까지의 거리에 기반한 SAR 규정을 만족하기 위한 제 1 전력의 타겟 크기(또는, 최대 크기)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, SAR 규정을 만족하기 위한 타겟 크기(또는, 최대 크기)의 이하의 값을 가지도록 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있다.
도 6d는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 631 동작에서, 인체 검출을 위한 제 2 주파수에 대응하는 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 1 위상 전압값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 주파수의 인체 검출을 위한 신호를 출력하도록 소스(411)를 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 주파수의 인체 검출을 위한 신호가 센싱 안테나(232)로 인가되는 동안에, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 1 위상 전압값을 확인할 수 있다. 이후, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 633 동작에서, 인체 검출을 위한 제 3 주파수에 대응하는 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 2 위상 전압값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 3 주파수의 인체 검출을 위한 신호를 출력하도록 소스(411)를 제어할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(101)는 소스(411)로부터의 신호의 주파수를 제 2 주파수로부터 제 3 주파수로 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 3 주파수의 인체 검출을 위한 신호가 센싱 안테나(232)로 인가되는 동안에, 제 2 회로(231)의 적어도 하나의 지점에서의 전압 및 전류의 위상 차이에 대응하는 제 2 위상 전압값을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 635 동작에서, 제 1 위상 전압값 및 제 2 위상 전압값에 기반하여, 근접 물체의 종류가 인체임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 위상 전압값 및 제 2 위상 전압값의 증감 방향이, 인체에 대응하는 주파수 변경에 의한 증감 방향인 경우, 근접 물체의 종류가 인체임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 위상 전압값 및 제 2 위상 전압값의 증감 방향이, 도체에 대응하는 주파수 변경에 의한 증감 방향인 경우, 근접 물체의 종류가 도체임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 인체가 근접한 경우의 주파수 변경에 따른 위상 차이의 증감 방향은 도체가 도체가 근접한 경우의 주파수 변경에 따른 위상 차이의 증감 방향과 상이할 수 있다. 이에 따라, 인체가 근접한 경우의 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)의 증감 방향은, 도체가 근접한 경우의 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)의 증감 방향과 상이할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 주파수 변경에 따른 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)의 증감 방향에 기반하여, 근접 물체의 종류가 인체인지 또는 도체인지 여부를 확인할 수 있다. 도 6d의 실시예에서는, 제 2 주파수 및 제 3 주파수 각각에 대응하는 위상 차이에 대응하는 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)들의 증감 방향이 인체에 대응하는 증감 방향인 것에 기반하여, 근접 물체의 종류가 인체인 것을 확인한 것을 상정하도록 한다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 637 동작에서, 제 2 위상 전압값에 기반하여, 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 전압값들과 인체까지의 거리들 사이의 관계 정보에 기반하여, 제 2 위상 전압값에 대응하는 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 639 동작에서, 인체까지의 거리에 기반하여 무선 전력 수신 장치(103)를 충전하기 위한 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 637 동작에서 확인된 인체까지의 거리에 기반한 SAR 규정을 만족하기 위한 제 1 전력의 타겟 크기(또는, 최대 크기)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, SAR 규정을 만족하기 위한 타겟 크기(또는, 최대 크기)의 이하의 값을 가지도록 제 1 전력의 크기를 조정할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 근접한 물체의 종류가 도체인 것으로 확인된 경우에는, 도체까지의 거리를 확인할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 도체까지의 거리에 기반하여 제 1 전력의 크기를 조정할 수도 있다. 예를 들어, 도체까지의 거리가 상대적으로 큰 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는 상대적으로 큰 크기의 제 1 전력이 제공되도록 제어할 수도 있으나, 제한은 없다.
도 6e는 다양한 실시예에 따른 금속 및 사람의 손에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 6e를 참조하면, 금속(metal)이 센싱 안테나(232)로부터 10mm로부터 떨어진 경우의 다양한 주파수들에서의 위상 차이(681) 및 사람의 손(hand)이 센싱 안테나(232)로부터 10mm로부터 떨어진 경우의 다양한 주파수들에서의 위상 차이(682)가 도시된다. 아울러, 금속이 센싱 안테나(232)로부터 15mm로부터 떨어진 경우의 다양한 주파수들에서의 위상 차이(683) 및 사람의 손이 센싱 안테나(232)로부터 15mm로부터 떨어진 경우의 다양한 주파수들에서의 위상 차이(684)가 도시된다. 예를 들어, 675 MHz로부터 680 MHz로의 주파수 변경에 따라, 금속에 대응하는 위상 차이는 증가하는 것에 비하여, 사람의 손에 대응하는 위상 차이는 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 주파수 스윕(sweep)에 따른 위상 차이의 값들에 기반하여, 근접한 물체가 인체인지 또는 도체인지 여부가 확인될 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 특정 주파수에서의 위상 차이의 절댓값을 기준으로 인체인지 여부를 확인할 수도 있다. 예를 들어, 680 MHz의 주파수에서, 인체에 대응하는 위상 차이 및 도체에 대응하는 위상 차이가 상이할 수 있으며, 이를 구분할 수 있는 임계값이 설정됨에 따라 인체인지 여부가 판단될 수 있다.
도 6f는 다양한 실시예에 따른 금속에 대한 주파수 스윕 분석을 설명하기 위한 도면이다. 도 6g는 다양한 실시예에 따른 사람의 손에 대한 주파수 스윕 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 6f에는, 금속에 대한 600MHz로부터 800MHz까지의 주파수 스윕에 대한 위상 차이가 도시된다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 주파수 지점에 대한 제 1 데이터(661)를 레퍼런스로 설정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 다른 주파수들에 대한 데이터들(662,663,664)를 확인할 수 있으며, 레퍼런스 대비 기울기들을 확인할 수 있다. 도 6g에는, 사람의 손에 대한 600MHz로부터 800MHz까지의 주파수 스윕에 대한 위상 차이가 도시된다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 주파수 지점에 대한 제 1 데이터(671)를 레퍼런스로 설정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 다른 주파수들에 대한 데이터들(672,673,674)를 확인할 수 있으며, 레퍼런스 대비 기울기들을 확인할 수 있다. 도 6f 및 도 6g를 통하여, 인체에 대응하는 기울기와 도체에 대응하는 기울기가 상이할 수 있으며, 이에 따라 기울기에 기반한 인체/도체의 구별이 가능할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 복수 개의 데이터들의 평균 값에 기반하여 인체/도체의 구별을 수행할 수도 있으며, 그 구별의 방식에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다.
예를 들어, 표 1은, 접근 물체가 없는 경우, 도체가 근접한 경우, 및 인체가 근접한 경우에 대한 복수 주파수 별 측정 및/또는 처리 결과의 예시이다.
| 접근 물체 없음 | 도체 | 인체 | |
| 주파수가 f1일 동안 측정된 위상 차이 | -22.3 | 0.3 | -31.5 |
| 주파수가 f2일 동안 측정된 위상 차이 | 18.6 | 13.4 | -17.5 |
| 중간값 | -1.9 | 6.9 | -21.1 |
| 기울기 | 2.9 | 0.9 | 1 |
표 1에서와 같이, f1 주파수에서의 위상 차이의 측정 결과가 도체 및 인체의 경우에 대하여 상이할 수 있고, f2 주파수에서의 위상 차이의 측정 결과가 도체 및 인체의 경우에 대하여 상이할 수 있고, 중간값(또는, 평균값)이 도체 및 인체의 경우에 대하여 상이할 수 있고, 또는 기울기가 도체 및 인체의 경우에 대하여 상이할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 어느 하나의 주파수에서의 측정된 위상 차이, 복수 주파수에서 측정된 위상 차이들에 대한 처리 결과(예를 들어, 중간값, 평균값, 또는 기울기 중 적어도 하나)에 기반하여, 접근 물체가 인체인지 또는 도체인지 여부를 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는, 전류 및 전압의 위상 차이에 대응하는 파라미터 중 하나인 위상 전압값에 기반하여 인체인지 여부 및/또는 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 이하에서는, 도 7a 내지 7f를 참조하여, 위상 전압값을 확인하는 다양한 실시예들에 대하여 설명하도록 한다.
도 7a는 다양한 실시예에 따른 커플러를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따른 커플러(710)(예를 들어, 도 4a의 커플러(415))는, 입력단(RF INPUT) 및 출력단(RF OUTPUT)을 포함(또는, 에 연결)될 수 있다. 입력단(RF INPUT)은 예를 들어 도 4a의 증폭기(413)에 연결될 수 있거나, 및/또는 출력단(RF OUTPUT)은 예를 들어 도 4a의 필터(417)에 연결될 수 있으나 제한은 없다. 커플러(710)는, 입력단(RF INPUT) 및 출력단(RF OUTPUT)을 연결하는 라인(또는, 도선, 또는 레일로 명명될 수도 있음)에 연결되는 인덕터들(711,712)을 포함할 수 있다. 입력단(RF INPUT) 및 출력단(RF OUTPUT)을 연결하는 라인을 설명의 편의 상 메인 라인이라 명명할 수도 있다. 커플러(710)는, 순방향 신호(F)를 출력하기 위한 커플드 순방향 단자(COUPLED FORWARD RF) 및 반사 신호(R)를 출력하기 위한 커플드 반사 단자(COUPLED REVERSE RF)을 포함(또는, 에 연결)될 수 있다. 커플러(710)는, 커플드 순방향 단자(COUPLED FORWARD RF)에 연결되는 인덕터(713) 및 커플드 반사 단자(COUPLED REVERSE RF)에 연결되는 인덕터(714)를 포함할 수 있다. 인덕터들(711,713)의 커플링에 의하여 신호(711a)에 대응하는 순방향 신호(713a)가 커플드 순방향 단자(COUPLED FORWARD RF)로 제공될 수 있다. 인덕터들(712,714)의 커플링에 의하여 신호(712a)에 대응하는 반사 신호(714a)가 커플드 순방향 단자(COUPLED FORWARD RF)로 제공될 수 있다. 커플드 순방향 단자(COUPLED FORWARD RF) 및 커플드 반사 단자(COUPLED REVERSE RF)는, 예를 들어 도 4a의 변환 회로(419)에 연결될 수 있으며, 이에 따라 변환 회로(419)는, 순방향 신호(713a) 및 반사 신호(714a)를 수신할 수 있다.
도 7b는, 도 7a의 커플러의 등가 회로도이다.
다양한 실시예에 따른 도 7a의 커플러(710)의 등가 회로(720)는, 제 1 단자(P1), 제 2 단자(P2), 제 3 단자(P3), 및 제 4 단자(P4)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 단자(P1)는 도 7a의 입력단(RF INPUT)에 대응되며, 제 2 단자(P2)는 도 7a의 출력단(RF OUTPUT)에 대응되며, 제 3 단자(P3)는 도 7a의 커플드 순방향 단자(COUPLED FORWARD RF)에 대응되며, 및 제 4 단자(P4) 도 7a의 커플드 반사 단자(COUPLED REVERSE RF)에 대응될 수 있다. 제 1 단자(P1)에는 VIN의 전압이 인가되고, 제 2 단자(P2)에는 VL의 전압이 인가되고, 제 3 단자(P3)에는 VF의 전압이 인가되고, 및 제 4 단자(P4)에는 VR의 전압이 인가될 수 있다. 도 7a의 커플러(710) 내의 인덕터들(711,712,713,714)은, 도 7b에서와 같이 N:1의 전류 트랜스포머를 구성하는 인덕터들(721,722) 및 1LN의 전압 트랜스포머를 구성하는 인덕터들(723,724)에 대응될 수 있다. 도 7b의 등가 회로(720)는, 도 7c의 제 1 서브 등가 회로(730) 및 도 7d의 제 2 서브 등가 회로(740)의 중첩(superposition)으로 해석될 수 있다. 도 7c는, 메인 라인의 전류와 연관된 서브 등가 회로일 수 있으며, 도 7d는 메인 라인의 전압과 연관된 서브 등가 회로일 수 있다. 우선, 도 7c를 참조하면, 전압원(731) 및 RT의 저항값을 가지는 로드(732)을 가지는 소스와, RT의 저항값을 가지는 로드(734)가 제 1 서브 등가 회로(730)에 연결될 수 있다. 제 1 서브 등가 회로(730)에서의 순방향 신호에 대응하는 전압을 VF'로 명명하고, 반사 신호에 대응하는 전압을 VR'로 명명하도록 한다. 제 1 서브 등가 회로(730)에는 n:1의 전류 트랜스포머(T1)가 포함될 수 있다. 제 1 서브 등가 회로(730)의 메인 라인(735)에 흐르는 전류가 i라면, n:1의 전류 트랜스포머(T1)에 의하여 유도 라인(736)에 흐르는 전류 ic는 i/n일 수 있다. i는 수학식 3과 같을 수 있으며, ic는 수학식 4와 같을 수 있다.
도 7c에서의 VF' 및 VR'은 동일할 수 있으며, 수학식 5의 값을 가질 수 있다.
도 7d를 참조하면, 전압원(741) 및 RT의 저항값을 가지는 로드(742)을 가지는 소스와, RT의 저항값을 가지는 로드(744)가 제 2 서브 등가 회로(740)에 연결될 수 있다. 제 2 서브 등가 회로(740)에서의 순방향 신호에 대응하는 전압을 VF''로 명명하고, 반사 신호에 대응하는 전압을 VR''로 명명하도록 한다. 제 2 서브 등가 회로(740)에는 1:n의 전압 트랜스포머(T2)가 포함될 수 있다. 제 2 서브 등가 회로(740)의 메인 라인(745)에 인가되는 전압이 VTR이라면, 유도 라인(746)에 인가되는 전압은 VTR/n 일 수 있다. VTR은 VIN 및 VL의 합일 수 있다. VF''는 수학식 6과 같을 수 있으며, VR''는 수학식 7과 같을 수 있다.
중첩(superposition)을 적용한 도 7b에서의 VF는 수학식 8과 같을 수 있으며, 도 7b에서의 VR는 수학식 9와 같을 수 있다.
상술한 바에 따라, 수학식 10 및 수학식 11의 관계가 성립할 수 있다.
수학식 10에서의 RF 및 RR은 RL일 수 있다. 수학식 10에서와 같이, 커플러(710)의 출력단의 전압들(VF, VR)의 합산 결과는 커플러(710)의 메인 라인에서의 전류(i)에 비례할 수 있다.
수학식 11에서와 같이, 커플러(710)의 출력단의 전압들(VF, VR)의 감산 결과는 커플러(710)의 메인 라인에서의 전압(VTR)에 비례할 수 있다.
도 7e는 다양한 실시예에 따른 변환 회로를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라서, 변환 회로(예를 들어, 도 4a의 변환 회로(419))는, 적어도 하나의 어테뉴에이터(attenuator)(751,752), 적어도 하나의 스플리터(splitter), 감산기(substractor)(761), 또는 합산기(adder) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 커플러(710)의 제 3 단자(P3)에는 어테뉴에이터(751)에 연결되고, 제 4 단자(P4)에는 어테뉴에이터(752)에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 어테뉴에이터(attenuator)는, 예를 들어 50Ω의 임피던스를 위한 적어도 하나의 저항들(R1,R2)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 어테뉴에이터(751,752) 각각은 적어도 하나의 스플리터(753,754) 각각에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 스플리터(753,754)는, 전압을 지정된 비율로 분배하기 위한 적어도 하나의 저항(R3,R4,R5)을 포함할 수 있다. 스플리터(753)의 출력 신호(753a)는 순방향 신호의 크기에 대응될 수 있으며, 스플리터(754)의 출력 신호(754a)는 반사 신호의 크기에 대응될 수 있다. 출력 신호(753a) 및 출력 신호(754a)는, 예를 들어 정재파비 등의 확인을 위하여 이용될 수도 있으나, 제한은 없으며, 구현에 따라 이용되지 않을 수도 있고, 이 경우 스플리터(753,754)는 무선 전력 송신 장치(101)에 포함되지 않을 수도 있다. 감산기(761)는, OP-AMP에 의하여 구현되는 일반적인 감산기일 수 있다. 감산기(761)는, 순방향 신호에 대응되는 전압 및 반사 신호에 대응되는 전압을 수신하고, 이에 대한 감산 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 감산기(761)는 전압 파형을 출력할 수 있다. 수학식 11에서와 같이, 감산 결과는 커플러(710)의 메인 라인에서의 전압(VTR)에 비례할 수 있다. 합산기(762)는, OP-AMP에 의하여 구현되는 일반적인 합산기일 수 있다. 합산기(762)는, 순방향 신호에 대응되는 전압 및 반사 신호에 대응되는 전압을 수신하고, 이에 대한 합산 결과를 제공할 수 있다. 수학식 10에서와 같이, 감산 결과는 커플러(710)의 메인 라인에서의 전류(i)에 비례할 수 있다. 이에 따라, 합산기(762)는 전류 파형을 출력할 수 있다.
도 7f는 다양한 실시예에 따른 검출 회로를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라서, 커플러(710)는, 증폭기(701) 및 센싱 안테나(703)에 연결될 수 있다. 커플러(710)는, 변환 회로(770)에 연결될 수 있다. 변환 회로(770)는, 도 7e에서 설명한 바와 같이, 커플러(710)로부터 입력받은 순방향 신호 및 반사 신호를 이용하여, 전압 파형(771) 및 전류 파형(772)을 출력할 수 있다. 전압 파형(771)의 위상 및 전류 파형(772)의 위상은 φ만큼의 위상 차이를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 검출 회로(예를 들어, 도 4a의 검출 회로(421))는, 적어도 하나의 제로-크로싱 검출기(773,774) 또는 위상 검출기(777) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제로-크로싱 검출기(773)는 전류 파형(772)에 대한 제로-크로싱 포인트에 대한 신호(776)를 출력할 수 있으며, 제로-크로싱 검출기(774)는 전압 파형(771)에 대한 제로-크로싱 포인트에 대한 신호(775)를 출력할 수 있다. 위상 검출기(777)는, 제로-크로싱 포인트에 대한 신호들(775,776)에 기반하여, 위상 차이(φ)에 대응하는 위상 전압값(V_phs)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 위상 검출기(777)는, 도 7f에서와 같이 위상 차이(φ)가 위상 전압값(V_phs)의 비례 관계(예를 들어, KD의 기울기의 비례 관계)를 가지도록 구현될 수 있으나, 위상 차이(φ) 및 위상 전압값(V_phs) 사이의 관계의 구현에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 상술한 바와 같이, 위상 차이(φ) 및 위상 전압값(V_phs)이 관계를 가지므로, 무선 전력 송신 장치(101)는, 위상 차이에 대응하는 파라미터로서 위상 전압값을 이용할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 검출 회로(예를 들어, 도 4a의 검출 회로(421))로부터 출력된 위상 전압값(V_phs)에 기반하여 인체 근접 여부 및/또는 인체까지의 거리를 확인할 수 있으나, 위상 전압값은 단순히 예시적인 것이며 위상 차이를 나타내는 파라미터라면 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 아울러, 예를 들어, 위상 차이와 인체까지의 거리 사이의 연관 정보는, 위상 전압 값과 인체까지의 거리 사이의 연관 정보로 치환되는 등, 본 개시의 다양한 실시예들에서의 위상 차이는, 위상 전압 값으로 치환될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 거리에 따른 SAR를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시예에 따라서, 제 1 그래프(811)는 제 1 전류값(예를 들어, 6A)이 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 동안 다양한 거리들에서 측정된 SAR를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 동안, 표면(즉, 0cm)에서 가장 큰 SAR가 측정되며, 거리가 증가할수록 SAR가 감소할 수 있다. 제 2 그래프(812), 제 3 그래프(813), 및 제 4 그래프(814) 각각은 제 2 전류값(예를 들어, 13A), 제 3 전류값(예를 들어, 20A), 및 제 4 전류값(예를 들어, 25A) 각각이 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 동안 다양한 거리들에서 측정된 SAR를 나타낼 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류값이 클수록 동일한 크기에서 더 큰 SAR가 측정될 수 있다. 한편, SAR 규정은, 인체가 위치한 지점에서의 SAR가 임계 SAR인 4mW/g을 초과하지 않는 것일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 다양한 실시예에 따라 확인된 인체(180)까지의 거리에 기반하여 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)을 확인할 수 있다. 예를 들어, 인체(180)까지의 거리가 4cm로 확인된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 4cm에 대응하는 임계 SAR(예를 들어, 4mW/g)의 전류값에 대응하는 제 4 전류값(예를 들어, 25A)을 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)으로서 확인할 수 있다. 예를 들어, 인체(180)까지의 거리가 1.1cm로 확인된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1.1cm에 대응하는 임계 SAR(예를 들어, 4mW/g)의 전류값에 대응하는 제 2 전류값(예를 들어, 13A)을 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)으로서 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 다양한 인체까지의 거리들 및 임계 SAR에 대응하는 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값) 사이의 관계 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 인체까지의 거리 및 관계 정보에 기반하여, 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)의 이하의 전류가 전력 송신용 코일(222)에 인가되도록 제어할 수 있다. 한편, 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)은, SAR 규정에 의한 임계 SAR(예를 들어, 4mW/g)에 대응하는 전류보다 지정된 마진(margin)값만큼 작게 설정될 수도 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에서의 임계 SAR는, SAR 규정에 의한 임계 SAR를 의미하거나, 또는 SAR 규정에 의한 임계 SAR보다 지정된 마진 값만큼 작게 설정된 값을 의미할 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도 9a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 901 동작에서, 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 인체까지의 거리를 확인하는 다양한 실시예들에 대하여서는 상술하였으므로, 여기에서 설명이 반복되지 않는다. 903 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 전력 송신용 코일(222)에 대응하는 타겟 전류 값(또는, 전류의 최댓값)을 확인할 수 있다. 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는 다양한 인체까지의 거리들 및 임계 SAR(예를 들어, 4mW/g)에 대응하는 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값) 사이의 관계 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 인체까지의 거리 및 관계 정보에 기반하여, 타겟 전류(또는, 전류의 최댓값)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 905 동작에서, 센싱된 전류값이 타겟 전류값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 센서(예를 들어, 도 4a의 적어도 하나의 센서(437 및/또는 439))에 의하여 센싱된 전력 송신용 코일(222)에 인가되는 전류값이 타겟 전류값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 센싱된 전류값이 타겟 전류값 초과인 경우(905-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 907 동작에서, 전류값이 감소하도록 DC 레벨을 조정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 도 4a의 DC/DC 컨버터(431)의 출력 전압을 감소시키도록, DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 만약, 센싱된 전류값이 타겟 전류값 이상인 경우(905-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 909 동작에서, DC 레벨을 유지할 수 있다. 한편, 이는 예시적인 것으로, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 요청, 무선 전력 수신 장치(103)에서의 측정 결과(예를 들어, 정류기 출력단의 전압 및/또는 전류이지만 제한이 없음), 및/또는 무선 충전 효율에 기반하여, DC 레벨을 조정할 수 있으며, 이와 같은 DC 레벨 조정 이유가 없는 경우에 DC 레벨이 유지됨을 의미함을 당업자는 이해할 것이다. 만약, DC 레벨의 조정이 요구되는 경우라도, 무선 전력 송신 장치(101)는 센싱된 전류값이 타겟 전류값 이하가 되도록 DC/DC 컨버터(431)를 제어할 수 있다. 상술한 바에 따라, 인체(180)의 지점에서 발생하는 SAR가 임계 SAR 미만으로 유지될 수 있다.
도 9b는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(210))는, 911 동작에서, 인체까지의 거리를 확인할 수 있다. 인체까지의 거리를 확인하는 다양한 실시예들에 대하여서는 상술하였으므로, 여기에서 설명이 반복되지 않는다. 913 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 룩업테이블에 기반하여, 거리에 대응하는 SAR 제한을 만족하는 DC 레벨 최댓값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인체까지의 다양한 거리별 SAR 제한을 만족하는 DC 레벨 최댓값(즉, DC/DC 컨버터(431)의 출력 전압의 최댓값)을 확인할 수 있다. 표 2는 룩업테이블의 예시이다.
| 인체까지의 거리[cm] | SAR 규정만족을 위한 최대 Input DC Level [V] |
| 1 | 7 |
| 2 | 8 |
| 3 | 10 |
| 4 | 12 |
| 5 | 15 |
| 6 | 17 |
| 7 | 19 |
| 8 | 21 |
| 9 | 21 |
| 10 | 21 |
무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 표 2와 같은 룩업테이블을 참조하여, 911 동작에서 확인된 인체까지의 거리에 대응하는 DC 레벨 최댓값을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 915 동작에서, 확인된 DC 레벨 최댓값에 기반하여 DC 레벨을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 확인된 DC 레벨에 기반하여 DC/DC 컨버터(413)를 제어할 수 있다. 상술한 바에 따라, 인체(180)의 지점에서 발생하는 SAR가 임계 SAR 미만으로 유지될 수 있다.
도 10는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 소스(1001), 게이트 드라이버들(1002,1022), 증폭기들(1003,1023), 매칭 네트워크들(1004,1024), 커플러들(1005,1025), DC/DC 컨버터(1011), 컨트롤러(1012), 변환 및 검출 회로(1013), 전력 송신용 코일(1030), 또는 센서(1040) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 소스(1001)는, 전력 송신을 위하여 설정된 신호를 출력할 수 있다. 게이트 드라이버들(1002,1022)은, 소스(1001)로부터의 신호를 이용하여 게이트 전압들 각각을 증폭기들(1003,1023) 각각에 제공할 수 있다. 한편, 도 10의 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는 차동 신호들(differential signals)을 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 게이트 드라이버(1002)로부터 출력되는 게이트 전압의 위상은, 게이트 드라이버(1022)로부터 출력되는 게이트 전압의 위상과 180 degree 상이할 수 있다. 증폭기들(1003,1023) 각각은 게이트 전압들 각각과, DC/DC 컨버터(1011)로부터 제공되는 구동 전압을 이용하여, 증폭된 신호들 각각을 출력할 수 있다. 구동 전압은 5 내지 21 V의 동적 범위(dynamic range)에 포함될 수 있으나, 이는 예시적인 수치일 뿐 제한은 없다. 증폭된 신호들은, 예를 들어 180 degree의 위상 차이를 가진 차동 신호들일 수 있다. 증폭기(1003)로부터 출력되는 증폭된 신호는, 매칭 네트워크(1004) 및 커플러(1005)를 통하여 전력 송신용 코일(1030)로 제공될 수 있다. 증폭기(102#)로부터 출력되는 증폭된 신호는, 매칭 네트워크(1024)를 통하여 전력 송신용 코일(1030)로 제공될 수 있다. 매칭 네트워크들(1004,1024)은, 임피던스 매칭을 위한 적어도 하나의 소자를 포함할 수 있다. 커플러(1005)는, 예를 들어 방향성 커플러일 수 있으며, 순방향 신호 및 반사 신호를 변환 및 검출 회로(1013)로 제공할 수 있다. 변환 및 검출 회로(1013)는, 순방향 신호 및 반사 신호를 이용하여, 커플러(1005)에서의 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 적어도 하나의 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)를 컨트롤러(1012)로 제공할 수 있다. 변환 및 검출 회로(1013)는, 상술한 바와 같이, 순방향 신호 및 반사 신호의 합산 및 감산에 기반하여 전류 파형 및 전압 파형을 획득할 수 있으며, 전류 파형 및 전압 파형의 위상 차이에 대응하는 적어도 하나의 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)을 출력할 수 있다. 컨트롤러(1012)는, 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 적어도 하나의 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)에 기반하여, 근접한 물체가 인체인지 또는 도체인지 여부 및/또는 물체까지의 거리를 확인할 수 있다. 컨트롤러(1012)는, 인체까지의 거리에 기반하여, SAR 규정을 만족하도록 DC/DC 컨버터(1011)를 제어할 수 있다. 한편, 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 적어도 하나의 파라미터(예를 들어, 위상 전압 값)에 기반하여, 근접한 물체가 인체인지 또는 도체인지 여부 및/또는 물체까지의 거리를 확인하는 구성에 대하여서는, 상술하였으므로 여기에서의 설명이 반복되지 않는다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치는, 전력 송신용 코일, 상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로, 인체를 검출하기 위한 센싱 안테나, 상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하고, 상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하고, 상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하고, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하고, 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 제 2 회로의 상기 적어도 하나의 지점에서 측정된 상기 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하는 동작의 적어도 일부로, 상기 적어도 하나의 지점에서의 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 파라미터를 상기 적어도 하나의 파라미터로서 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 회로는, 상기 제 2 주파수의 신호를 제공하도록 설정된 소스, 상기 제 2 주파수의 신호를 증폭하여 상기 센싱 안테나로 출력하도록 설정된 증폭기, 상기 소스 및 상기 증폭기 사이에 연결되어, 순방향 신호 및 반사 신호를 출력하도록 설정된 커플러, 상기 순방향 신호 및 상기 반사 신호의 합산 결과에 기반하여 상기 전류의 제 1 파형을 출력하도록 설정된 합산기, 및 상기 순방향 신호 및 상기 반사 신호의 감산 결과에 기반하여 상기 전압의 제 2 파형을 출력하도록 설정된 감산기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 회로는, 상기 전류의 제 1 파형의 제로-크로싱 포인트들과 연관된 제 1 신호를 출력하도록 설정된 제 1 제로-크로싱 검출기, 상기 전압의 제 2 파형의 제로-크로싱 포인트들과 연관된 제 2 신호를 출력하도록 설정된 제 2 제로-크로싱 검출기, 및 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 이용하여 상기 전류 및 상기 전압 사이의 상기 위상 차이에 대응하는 위상 전압 값을 출력하도록 설정된 위상 검출기를 포함하고, 상기 위상 전압 값은, 상기 적어도 하나의 파라미터일 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하는 동작의 적어도 일부로, 상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 값들과 상기 인체까지의 복수 개의 거리들 사이의 연관 정보와, 상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기반하여, 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 송신 장치는, 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 전류를 센싱하도록 설정된 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 센서로부터 센싱된 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 상기 전류를 확인하고, 상기 전류가, 상기 타겟 크기로서의 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 회로는, 상기 제 1 주파수의 신호를 제공하도록 설정된 소스, 상기 제 1 주파수의 신호를 증폭하여 상기 전력 송신용 코일로 제공하도록 설정된 증폭기, 및 상기 증폭기에 구동 전압을 제공하도록 설정된 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 전류가, 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 전류가 상기 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 DC/DC 컨버터를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 센서는, 픽업 코일, 및 상기 픽업 코일로부터 출력되는, 상기 제 1 전력의 인가에 의하여 상기 전력 송신용 코일에서 발생하는 전자기파에 의한 교류 전력을 정류하는 정류기를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 센서로부터 센싱된 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 상기 전류를 확인하는 동작의 적어도 일부로, 상기 정류기의 출력 전압을 확인하고, 상기 컨트롤러는, 상기 전류가, 상기 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 정류기의 상기 출력 전압이 상기 타겟 전류값에 대응하는 타겟 전압값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 인체까지의 복수 개의 거리들 및 상기 제 1 회로의 제어값들 사이의 연관 정보와, 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여, 상기 제 1 회로의 제어 값을 확인하고, 상기 제어 값을 이용하여 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 회로는, 상기 제 1 주파수의 신호를 제공하도록 설정된 소스, 상기 제 1 주파수의 신호를 증폭하여 상기 전력 송신용 코일로 제공하도록 설정된 증폭기, 및 상기 증폭기에 구동 전압을 제공하도록 설정된 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 제 1 회로의 제어값들은, 상기 DC/DC 컨버터에서 제공되는 구동 전압들일 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하는 동작의 적어도 일부로, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인됨에 기반하여 상기 인체까지의 거리를 확인하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터가 지정된 제 1 조건을 만족함 및/또는 상기 전력 송신용 코일에 인가되는 상기 제 1 전력의 변경 크기가 지정된 제 2 조건을 만족함에 기반하여, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인하도록 더 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 시점에서의 측정 결과들이 지정된 조건을 만족함에 기반하여, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인하도록 더 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 주파수에서의 측정 결과들이 지정된 조건을 만족함에 기반하여, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인하도록 더 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전력 송신용 코일, 상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로, 인체를 검출하기 위한 센싱 안테나, 및 상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은, 상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작, 상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하는 동작, 상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하는 동작, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하는 동작, 및 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하는 동작은, 상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 값들과 상기 인체까지의 복수 개의 거리들 사이의 연관 정보와, 상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기반하여, 상기 인체까지의 상기 거리를 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작은, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작은, 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 상기 전류를 확인하는 동작, 및 상기 전류가, 상기 타겟 크기로서의 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작은, 상기 인체까지의 복수 개의 거리들 및 상기 제 1 회로의 제어값들 사이의 연관 정보와, 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여, 상기 제 1 회로의 제어 값을 확인하는 동작, 및 상기 제어 값을 이용하여 상기 제 1 회로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
Claims (20)
- 무선 전력 송신 장치에 있어서,
전력 송신용 코일;
상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로;
인체를 검출하기 위한 센싱 안테나;
상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로; 및
컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는:
상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하고,
상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하고,
상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하고,
상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하고,
상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제 2 회로의 상기 적어도 하나의 지점에서 측정된 상기 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하는 동작의 적어도 일부로,
상기 적어도 하나의 지점에서의 전류 및 전압 사이의 위상 차이에 대응하는 파라미터를 상기 적어도 하나의 파라미터로서 획득하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 회로는,
상기 제 2 주파수의 신호를 제공하도록 설정된 소스;
상기 제 2 주파수의 신호를 증폭하여 상기 센싱 안테나로 출력하도록 설정된 증폭기;
상기 소스 및 상기 증폭기 사이에 연결되어, 순방향 신호 및 반사 신호를 출력하도록 설정된 커플러;
상기 순방향 신호 및 상기 반사 신호의 합산 결과에 기반하여 상기 전류의 제 1 파형을 출력하도록 설정된 합산기; 및
상기 순방향 신호 및 상기 반사 신호의 감산 결과에 기반하여 상기 전압의 제 2 파형을 출력하도록 설정된 감산기
를 포함하는 무선 전력 송신 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 회로는,
상기 전류의 제 1 파형의 제로-크로싱 포인트들과 연관된 제 1 신호를 출력하도록 설정된 제 1 제로-크로싱 검출기;
상기 전압의 제 2 파형의 제로-크로싱 포인트들과 연관된 제 2 신호를 출력하도록 설정된 제 2 제로-크로싱 검출기; 및
상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 이용하여 상기 전류 및 상기 전압 사이의 상기 위상 차이에 대응하는 위상 전압 값을 출력하도록 설정된 위상 검출기
를 포함하고,
상기 위상 전압 값은, 상기 적어도 하나의 파라미터인 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하는 동작의 적어도 일부로, 상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 값들과 상기 인체까지의 복수 개의 거리들 사이의 연관 정보와, 상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기반하여, 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치는, 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 전류를 센싱하도록 설정된 센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
상기 센서로부터 센싱된 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 상기 전류를 확인하고,
상기 전류가, 상기 타겟 크기로서의 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 회로는,
상기 제 1 주파수의 신호를 제공하도록 설정된 소스;
상기 제 1 주파수의 신호를 증폭하여 상기 전력 송신용 코일로 제공하도록 설정된 증폭기; 및
상기 증폭기에 구동 전압을 제공하도록 설정된 DC/DC 컨버터
를 포함하고,
상기 컨트롤러는, 상기 전류가, 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
상기 전류가 상기 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 DC/DC 컨버터를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 센서는,
픽업 코일; 및
상기 픽업 코일로부터 출력되는, 상기 제 1 전력의 인가에 의하여 상기 전력 송신용 코일에서 발생하는 전자기파에 의한 교류 전력을 정류하는 정류기
를 포함하고,
상기 컨트롤러는, 상기 센서로부터 센싱된 상기 전력 송신용 코일에 흐르는 상기 전류를 확인하는 동작의 적어도 일부로, 상기 정류기의 출력 전압을 확인하고,
상기 컨트롤러는, 상기 전류가, 상기 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 정류기의 상기 출력 전압이 상기 타겟 전류값에 대응하는 타겟 전압값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작의 적어도 일부로,
상기 인체까지의 복수 개의 거리들 및 상기 제 1 회로의 제어값들 사이의 연관 정보와, 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여, 상기 제 1 회로의 제어 값을 확인하고,
상기 제어 값을 이용하여 상기 제 1 회로를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 회로는,
상기 제 1 주파수의 신호를 제공하도록 설정된 소스;
상기 제 1 주파수의 신호를 증폭하여 상기 전력 송신용 코일로 제공하도록 설정된 증폭기; 및
상기 증폭기에 구동 전압을 제공하도록 설정된 DC/DC 컨버터
를 포함하고,
상기 제 1 회로의 제어값들은, 상기 DC/DC 컨버터에서 제공되는 구동 전압들인 무선 전력 송신 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하는 동작의 적어도 일부로, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인됨에 기반하여 상기 인체까지의 거리를 확인하도록 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 12항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 적어도 하나의 파라미터가 지정된 제 1 조건을 만족함 및/또는 상기 전력 송신용 코일에 인가되는 상기 제 1 전력의 변경 크기가 지정된 제 2 조건을 만족함에 기반하여, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 시점에서의 측정 결과들이 지정된 조건을 만족함에 기반하여, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 주파수에서의 측정 결과들이 지정된 조건을 만족함에 기반하여, 상기 센싱 안테나에 근접한 물체가 상기 인체인 것으로 확인하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치. - 전력 송신용 코일, 상기 전력 송신용 코일에 전기적으로 연결되어, 상기 전력 송신용 코일에 제 1 주파수의 제 1 전력을 제공하도록 설정된 제 1 회로, 인체를 검출하기 위한 센싱 안테나, 및 상기 센싱 안테나에 전기적으로 연결되는 제 2 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 전력 송신용 코일에 상기 제 1 주파수의 상기 제 1 전력이 제공되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작;
상기 제 1 전력이 상기 전력 송신용 코일에 제공되는 동안, 상기 센싱 안테나에 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수의 제 2 전력이 제공되도록 상기 제 2 회로를 제어하는 동작;
상기 제 2 회로의 적어도 하나의 지점에서 측정된 적어도 하나의 센싱 결과에 기반한 적어도 하나의 파라미터를, 상기 제 2 회로로부터 획득하는 동작;
상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 인체까지의 거리를 확인하는 동작; 및
상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작
을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 상기 센싱 안테나로부터 상기 센싱 안테나에 근접한 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하는 동작은, 상기 적어도 하나의 파라미터의 복수 개의 값들과 상기 인체까지의 복수 개의 거리들 사이의 연관 정보와, 상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기반하여, 상기 인체까지의 상기 거리를 확인하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 센싱 안테나로부터 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작은, 상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작은,
상기 전력 송신용 코일에 흐르는 상기 전류를 확인하는 동작; 및
상기 전류가, 상기 타겟 크기로서의 타겟 전류값 이하가 되도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작
을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 인체까지의 상기 거리에 대응하는 SAR 규정을 만족하는 상기 타겟 크기 이하로 상기 제 1 전력의 크기를 조정하도록 상기 제 1 회로를 제어하는 동작은,
상기 인체까지의 복수 개의 거리들 및 상기 제 1 회로의 제어값들 사이의 연관 정보와, 상기 인체까지의 상기 거리에 기반하여, 상기 제 1 회로의 제어 값을 확인하는 동작; 및
상기 제어 값을 이용하여 상기 제 1 회로를 제어하는 동작
을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
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