KR20230175299A - 무선 전력 전송 시스템에서의 통신 - Google Patents

Abstract

전력 전송 시스템은 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기(105)에 전력을 무선으로 제공하기 위한 전력 송신기(101)를 포함한다. 전력 수신기(105)로부터 전력 송신기 (101)로의 통신은 전력 전송 신호를 사용하는 부하 변조에 의한 것이다. 통신은 부하 변조를 사용하며, 여기서 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스(sequence)인 칩 시퀀스에 의해 표현된다. 전력 송신기(101)는 제1 통신기(207)를 포함하며, 이 통신기는 전력 수신기로부터 수신된 칩 시퀀스를 데이터 심볼 값들에 링크되는 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키고 데이터 심볼을 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 데이터 심볼로서 결정한다.

Description

무선 전력 전송 시스템에서의 통신

본 발명은 무선 전력 전송에 관한 것으로, 특히 그러나 배타적이지는 않게 더 높은 전력 레벨의 무선 전력 전송에 관한 것이다.

대부분의 오늘날의 전기 제품들은 외부 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받기 위해 전용 전기 접촉을 필요로 한다. 그러나, 이것은 비실용적인 경향이 있으며 사용자가 커넥터를 물리적으로 삽입하거나 달리 물리적 전기 접촉을 확립할 것을 요구한다. 전형적으로, 전력 요건들이 또한 현저히 상이하고, 현재 대부분의 디바이스들은 그들 자신의 전용 전력 공급 장치를 갖추고 있고, 그 결과 전형적인 사용자는 다수의 상이한 전력 공급 장치들을 가지고 있으며 이때 각각의 전력 공급 장치는 특정 디바이스에 전용된다. 비록 내부 배터리의 사용이 사용 동안 전력 공급 장치에 대한 유선 연결에 대한 필요성을 회피할 수 있지만, 배터리는 재충전(또는 교체)을 필요로 할 것이기 때문에 이것은 부분적인 해결책만을 제공할 뿐이다. 배터리의 사용은 또한 디바이스의 무게와 잠재적으로 비용 및 크기를 상당히 증가시킬 수 있다.

현저히 개선된 사용자 경험을 제공하기 위해, 전력이 전력 송신기 디바이스 내의 송신기 코일로부터 개별 디바이스들 내의 수신기 코일로 유도적으로 전송되는 무선 전력 공급 장치를 사용하는 것이 제안되었다.

자기 유도를 통한 전력 송신은 1차 송신기 인덕터/코일과 2차 수신기 코일 간의 긴밀한 결합을 갖는 변압기들에서 대부분 적용되는 잘 알려진 개념이다. 2개의 디바이스 간에 1차 송신기 코일과 2차 수신기 코일을 분리함으로써, 이들 간의 무선 전력 전송이 느슨하게 결합된 변압기의 원리에 기초하여 가능해진다.

그러한 배열은 어떠한 유선 또는 물리적 전기 연결도 이루어질 것을 요구함이 없이 디바이스로의 무선 전력 전송을 허용한다. 실제로, 그것은 외부에서 재충전되거나 전력을 공급받기 위해 간단히 디바이스가 송신기 코일에 인접하게 또는 그 위에 배치되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신기 디바이스들은 디바이스가 전력을 공급받기 위해 간단히 그 상에 배치될 수 있는 수평 표면을 갖도록 배열될 수 있다. 무선 전력 전송 시스템의 예들은 유럽 특허 EP 3 381 106 A1호, 미국 특허 US 2013/058380호, 및 국제특허 공개 WO 2013/035034호에서 찾을 수 있다.

더욱이, 그러한 무선 전력 전송 배열들은 유리하게도 전력 송신기 디바이스가 다양한 전력 수신기 디바이스들과 함께 사용될 수 있도록 설계될 수 있다. 특히, Qi 사양으로 알려진 무선 전력 전송 접근법이 정의되었으며 현재 더욱 개발되고 있다. 이 접근법은 Qi 사양을 충족시키는 전력 송신기 디바이스들과 Qi 사양을 또한 충족시키는 전력 수신기 디바이스들이 동일한 제조자로부터의 것이어야 함 또는 서로 전용되어야 함이 없이 이들이 함께 사용되도록 허용한다. Qi 표준은 동작이 특정 전력 수신기 디바이스에 적응되도록(예를 들어, 특정 전력 소모에 의존하도록) 허용하기 위한 어떤 기능을 추가로 포함한다.

Qi 사양은 무선 전력 컨소시엄(Wireless Power Consortium)에 의해 개발되고, 더 많은 정보는 예를 들어 그들의 웹사이트: http://www.lithalesspowerconsortium.com/index.html에서 발견될 수 있고, 여기서 정의된 사양 문서들이 특별히 발견될 수 있다.

효율적인 무선 전력 전송을 지원하기 위해, Qi 기반 시스템들과 같은 무선 전력 전송 시스템들은 전력 송신기와 전력 수신기 간의 상당한 통신을 이용한다. 처음에, Qi는 전력 전송 신호의 부하 변조를 사용하여 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 통신만을 지원하였다. 그러나, 표준의 발전은 양방향 통신을 도입하였고 전력 수신기와 전력 송신기 간의 통신 교환에 의해 많은 기능이 지원된다. 많은 시스템에서, 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 통신은 전력 전송 신호를 변조함으로써 달성된다.

일부 시스템들에서, 예컨대 블루투스 또는 NFC(근거리 통신) 기반 통신과 같은 별개의 전용 통신 기능을 사용하는 것이 제안되었다. 그러나, 그러한 접근법들은 많은 시나리오들에서 효율적인 동작을 제공하는 경향이 있을 수 있지만, 이는 전용의 복잡한 통신 회로를 필요로 하는 것과 전력 송신기가 전력이 공급되고 있는 전력 수신기와 실제로 통신하고 있다는 확실성이 잠재적으로 감소될 필요가 있다는 것을 포함하는 다수의 단점들과 또한 연관된다. 또한, 예컨대 Qi 기반 디바이스들과의 하위 호환성(backwards compatibility)은 별개의 통신에 기반하는 더 새로운 디바이스들의 경우에 문제가 될 수 있다.

그러나, 전력 수신기로 전력을 전송하는 전력 전송 신호의 부하 변조를 사용하여 통신하는 것은 또한 일부 연관된 단점들을 갖는 경향이 있을 수 있다. 예를 들어, 부하 변조는 디바이스들의 신호들에 대한 노이즈(noise) 뿐만 아니라 방사된 전자기 노이즈 둘 모두를 포함하는 일부 전기 노이즈를 도입하는 경향이 있을 수 있다. 부하 변조는 다른 디바이스들에 대한 전자기 간섭을 증가시킬 수 있고, 충분한 또는 최적의 전자기 호환성을 유지하는 것이 어려운 것으로 밝혀졌다. 또한, 부하 변조가 구동 신호 및 전력 전송 신호에 대한 원하지 않는 가진동(spurious oscillation)의 도입을 초래할 수 있다는 것이 실제로 밝혀졌다. 다른 단점은 전력 전송 신호의 부하 변조가 음향 노이즈를 초래할 수 있다는 것이다. 그러한 노이즈는 부하 변조에 의해 야기되는 전자기장에 대한 변동들의 기계적 요소들에 대한 영향으로부터 유래될 수 있고, 구체적으로 이는 기계적 요소들이 이동 및 진동하게 하여 잠재적인 음향 노이즈가 생성되게 할 수 있다.

상이한 통신 접근법으로 변경하는 것이 어떤 면에서는 바람직할 수 있지만, 하위 호환성을 유지하거나 기존의 설계들 및 접근법들에 필요한 변화량을 감소시키는 것이 이것을 종종 매력적이지 않게 하는 주요한 난제이다.

따라서, 개선된 접근법이 유리할 것인데, 특히 증가된 유연성, 감소된 비용, 감소된 복잡도, 개선된 전력 전송 동작, 증가된 신뢰성, 감소된 통신 에러들, 개선된 하위 호환성, 개선된 전자기 호환성, 감소된 전기 및/또는 음향 노이즈, 개선된 통신 및/또는 개선된 성능을 가능하게 하는 접근법이 유리할 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 불리한 점들 중 하나 이상을 단독으로 또는 임의의 조합으로 바람직하게 완화, 경감 또는 제거하고자 한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기에 전력을 무선으로 제공하기 위한 전력 송신기가 제공되며; 전력 송신기는, 출력 회로로서, 출력 회로에 인가되는 구동 신호에 응답하여 전력 전송 신호를 생성하도록 배열된 송신기 코일을 포함하는, 상기 출력 회로; 구동 신호를 생성하도록 배열된 구동기; 및 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제1 통신기로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스(sequence)인 칩 시퀀스에 의해 표현되고 전력 전송 신호와 동기화되는, 상기 제1 통신기를 포함하고; 제1 통신기는, 기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하도록 배열된 저장소로서, 각각의 기준 칩 시퀀스는 데이터 심볼과 링크되는, 상기 저장소; 전력 수신기로부터 수신된 제1 칩 시퀀스를 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키도록 배열된 상관기; 및 수신된 데이터 심볼을 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 상기 데이터 심볼로서 결정하도록 배열된 복조기를 포함하고; 제1 통신기는 출력 회로의 신호의 샘플링을 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열된다.

본 발명은 많은 실시예들에서 개선된 성능을 제공할 수 있고, 특히 많은 실시예들에서 전력 수신기와 전력 송신기 사이의 개선된 통신을 제공할 수 있다. 본 발명은 많은 실시예들에서 개선된 전력 전송을 제공할 수 있다.

이 접근법은 개선된 통신을 허용할 수 있고, 많은 실시예들에서 상이한 파라미터들과 동작 특성들 사이의 개선된 절충(trade-off)을 허용할 수 있다. 이 접근법은 예컨대 고도로 신뢰할 수 있는 통신을 허용할 수 있으면서도 감소된 변조 깊이가 사용되게 할 수 있다. 이 접근법은 전기 노이즈 및/또는 전자기 간섭을 감소시킬 수 있고 개선된 전자기 호환성을 제공할 수 있다. 이 접근법은 많은 경우들에서 음향 노이즈를 감소시키거나 방지할 수 있다. 또한, 이 접근법은 유리한 하위 호환성을 제공할 수 있고, 예컨대 Qi 사양에 의해 사용되는 것들과 같은 기존의 접근법들의 비교적 용이한 수정을 허용할 수 있다. 이 접근법은 그러한 기존 접근법들로부터의 많은 기능을 재사용할 수 있다. 이 접근법은 복잡도가 낮은 구현을 허용할 수 있으면서도 아주 효율적인 성능을 제공할 수 있다. 통신 접근법은 대역폭 고려 사항들이 전력 전송 시스템들에서 덜 중요할 수 있기 때문에 그러한 시스템들에서 사용하기에 특히 유리할 수 있다.

일부 실시예들에서, 전력 송신기는 부하 변조를 위한 디폴트 칩 주파수를 사용하여 전력 수신기와의 통신을 개시하도록 그리고 전력 수신기로부터 수신된 메시지에 응답하여 칩 주파수를 변경하도록 배열될 수 있다.

칩 시퀀스는 변조 부하 값들의 시퀀스/패턴일 수 있다. 이러한 변조 부하 값들의 각각은 칩 듀레이션(duration) 내에서 일정할 수 있다. 상이한 데이터 심볼들에 대한 칩 시퀀스들은 변조 부하 값들의 상이한 시퀀스들/패턴들을 갖는다.

많은 실시예들에서, 기준 칩 시퀀스들의 세트의 칩 시퀀스들의 길이는 10 이상 1024 이하의 칩들이다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 제1 통신기는 출력 회로의 신호를 샘플링하도록 배열된 샘플러를 포함하고, 상관기는 신호의 샘플들로부터 샘플 변조 부하 값들을 결정하도록 그리고 샘플 변조 부하 값들을 기준 칩 시퀀스들의 세트의 기준 칩 시퀀스들에 상관시킴으로써 기준 칩 시퀀스들의 세트에 대한 상관 값들을 결정하도록 배열된다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있다. 그것은 특히 많은 실시예들에서 효율적이고 복잡도가 낮은 동작을 제공할 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 제1 통신기는 출력 회로의 신호의 샘플링을 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열된다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있고, 효율적인 구현을 허용할 수 있다. 많은 실시예들에서, 그것은 수신된 변조 부하 값들의 개선된 및/또는 원활한 결정을 허용할 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 통신기는 출력 회로의 신호의 샘플링을 구동 신호에 동기화하도록 배열된다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 출력 회로의 신호의 샘플링의 샘플링 레이트는 부하 변조의 칩 주파수와 동일하다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있고, 특히 전형적으로 신뢰성 있는 통신 및 변조 부하 검출을 여전히 허용하면서 증가된 데이터 레이트를 허용할 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 전력 전송 신호의 동작 주파수는 출력 회로의 신호의 샘플링의 샘플링 레이트의 정수배이다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있고, 효율적인 구현을 허용할 수 있다. 이 정수배는 종종 1, 2, 5, 10, 또는 50을 초과하지 않을 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 전력 전송 신호의 동작 주파수는 부하 변조의 칩 주파수의 정수배이다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있고, 효율적인 구현을 허용할 수 있다. 이 정수배는 종종 1, 2, 5, 10, 또는 50을 초과하지 않을 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 전력 송신기는 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기를 더 포함하고, 전력 송신기는 제2 통신기를 사용하여 전력 수신기와의 통신을 개시하도록 그리고 전력 수신기로부터 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 제1 통신기로 스위칭하도록 배열되고, 확인 메시지는 각각이 칩 시퀀스에 의해 표현되는 심볼들을 부하 변조에 의해 통신하는 전력 수신기의 능력을 확인한다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있다. 그것은 특히 많은 시나리오들에서 개선된 하위 호환성을 제공하고/하거나 칩 시퀀스 기반 통신의 도입을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 전력 송신기는 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기를 더 포함하고, 전력 송신기는 제1 통신기를 사용하여 전력 수신기와의 통신을 개시하도록 그리고 제1 통신기를 사용하여 전력 수신기로부터 확인 메시지를 수신하는 것이 없는 경우에 제2 통신기를 사용하여 전력 수신기와의 통신으로 스위칭하도록 배열된다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있다. 그것은 특히 많은 시나리오들에서 개선된 하위 호환성을 제공하고/하거나 칩 시퀀스 기반 통신의 도입을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 전력 송신기는 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기를 더 포함하고, 전력 송신기는 제1 통신기 및 제2 통신기 둘 모두를 사용하여 전력 수신기와의 병렬 통신을 수행하도록 배열된다.

이는 많은 실시예들에서 개선된 성능 및/또는 동작을 제공할 수 있다. 그것은 특히 많은 시나리오들에서 개선된 하위 호환성을 제공하고/하거나 칩 시퀀스 기반 통신의 도입을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 선택적인 특징에 따르면, 기준 칩 시퀀스들의 세트는 2개 초과의 기준 칩 시퀀스들을 포함한다.

이것은 많은 실시예들에서 특히 유리한 동작 및/또는 성능을 제공할 수 있다. 그것은 구체적으로 더 높은 차수의 심볼들이 통신되게 하여, 잠재적으로 달성될 수 있는 비트 레이트를 실질적으로 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하기 위한 전력 수신기가 제공되며; 전력 수신기는, 전력 전송 신호로부터 전력을 추출하도록 배열된 수신기 코일을 포함하는 입력 회로; 및 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 전력 송신기로 송신하도록 배열된 통신기로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 통신기를 포함하고; 통신기는, 송신될 제1 데이터 심볼을 수신하도록 배열된 수신기; 제1 데이터 심볼에 대해 할당된 제1 칩 시퀀스를 결정하도록 배열된 결정기; 및 전력 전송 신호에 제1 칩 시퀀스를 부하 변조하도록 배열된 부하 변조기를 포함하고, 통신기는 제1 칩 시퀀스의 부하 변조를 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열된다.

일부 실시예들에서, 전력 수신기는 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 전력 송신기로 송신하도록 배열된 제2 전력 수신기 통신기를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 전력 수신기는 제2 전력 수신기 통신기를 사용하여 전력 송신기와의 통신을 개시하도록 그리고 전력 송신기로부터 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 제1 전력 수신기 통신기로 스위칭하도록 배열되고, 확인 메시지는 각각이 칩 시퀀스에 의해 표현되는 심볼들을 부하 변조에 의해 통신하는 전력 송신기의 능력을 확인한다.

일부 실시예들에서, 전력 수신기는 제1 전력 수신기 통신기를 사용하여 전력 송신기와의 통신을 개시하도록 그리고 제1 전력 수신기 통신기를 사용하여 전력 송신기로부터 확인 메시지를 수신하는 것이 없는 경우에 제2 전력 수신기 통신기를 사용하여 전력 송신기와의 통신으로 스위칭하도록 배열된다.

일부 실시예들에서, 전력 수신기는 제1 전력 수신기 통신기 및 제2 전력 수신기 통신기 둘 모두를 사용하여 전력 송신기와의 병렬 통신을 수행하도록 배열된다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기에 전력을 무선으로 제공하는 전력 송신기를 위한 동작의 방법이 제공되며; 전력 송신기는, 출력 회로로서, 상기 출력 회로에 인가되는 구동 신호에 응답하여 전력 전송 신호를 생성하도록 배열된 송신기 코일을 포함하는, 상기 출력 회로; 및 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제1 통신기로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되고 전력 전송 신호와 동기화되는, 상기 제1 통신기를 포함하고; 본 방법은 구동 신호를 생성하는 단계; 기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하는 단계로서, 각각의 기준 칩 시퀀스는 데이터 심볼과 링크되는, 상기 단계; 전력 수신기로부터 수신된 제1 칩 시퀀스를 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키는 단계; 수신된 데이터 심볼을 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 상기 데이터 심볼로서 결정하는 단계; 및 출력 회로(203, 103)의 신호의 샘플링을 전력 전송 신호에 동기화하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 전력 수신기를 위한 동작의 방법이 제공되며; 전력 수신기는, 전력 전송 신호로부터 전력을 추출하도록 배열된 수신기 코일을 포함하는 입력 회로; 및 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 전력 송신기로 송신하도록 배열된 통신기로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 통신기를 포함하고; 본 방법은 송신될 제1 데이터 심볼을 수신하는 단계; 제1 데이터 심볼에 대해 할당된 제1 칩 시퀀스를 결정하는 단계; 전력 전송 신호에 제1 칩 시퀀스를 부하 변조하는 단계; 및

제1 칩 시퀀스의 부하 변조를 전력 전송 신호에 동기화하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이들 및 다른 양태들, 특징들 및 이점들이 이하에 설명되는 실시예(들)로부터 명백할 것이며 그것을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템의 요소들의 예를 예시한다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 송신기의 요소들의 예를 예시한다.
도 3은 전력 송신기를 위한 하프 브리지 인버터(half bridge inverter)의 예를 예시한다.
도 4는 전력 송신기를 위한 풀 브리지 인버터(full bridge inverter)의 예를 예시한다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 수신기의 요소들의 예를 예시한다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 송신기용 통신기의 요소들의 예를 예시한다.
도 7은 칩 시퀀스들의 예를 예시한다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 수신기용 통신기의 요소들의 예를 예시한다.

다음의 설명은 Qi 사양으로부터 알려진 것과 같은 전력 전송 접근법을 이용하는 고전력 무선 전력 전송 시스템에 적용 가능한 본 발명의 실시예들에 중점을 둔다. 그러나, 본 발명은 이러한 응용으로 제한되는 것이 아니라 많은 다른 무선 전력 전송 시스템들에 적용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 전력 전송 시스템의 예를 예시한다. 전력 전송 시스템은 송신기 코일/인덕터(103)를 포함하는(또는 그에 결합되는) 전력 송신기(101)를 포함한다. 시스템은 수신기 코일/인덕터(107)를 포함하는(또는 그에 결합되는) 전력 수신기(105)를 추가로 포함한다.

시스템은 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로 전력을 유도적으로 전송할 수 있는 유도 전자기 전력 전송 신호를 제공한다. 구체적으로, 전력 송신기(101)는 전자기 신호를 생성하며, 이는 송신기 코일 또는 인덕터(103)에 의해 자기 플럭스로서 전파된다. 전력 전송 신호는 전형적으로 약 20 ㎑ 내지 약 500 ㎑의 주파수를 가질 수 있다. 송신기 코일(103)과 전력 수신 코일(107)은 느슨하게 결합되고 이에 따라 전력 수신 코일(107)은 전력 송신기(101)로부터 전력 전송 신호(의 적어도 일부)를 픽업한다. 이에 따라, 전력은 송신기 코일(103)로부터 전력 수신 코일(107)로의 무선 유도 결합을 통해 전력 송신기(101)로부터 전력 수신기(105)로 전송된다. 용어 '전력 전송 신호'는 주로 송신기 코일(103)과 전력 수신 코일(107) 사이의 유도 신호/자기 필드(자기 플럭스 신호)를 지칭하는 데 사용되지만, 동등하게 그것은 또한 송신기 코일(103)에 제공되거나 전력 수신 코일(107)에 의해 픽업되는 전기 신호에 대한 지칭으로서 간주되고 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

예에서, 전력 수신기(105)는 구체적으로 수신기 코일(107)을 통해 전력을 수신하는 전력 수신기이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 전력 수신기(105)는 금속 가열 요소와 같은 금속 요소를 포함할 수 있으며, 그 경우에 전력 전송 신호는 요소의 직접 가열을 야기하는 와전류를 직접 유도한다.

이하에서, 전력 송신기(101) 및 전력 수신기(105)의 동작은 일반적으로 Qi 사양(본 명세서에 설명된(또는 결과적인) 수정들 및 향상들을 제외함)에 따른 실시예를 특히 참조하여 설명될 것이다.

많은 무선 전력 전송 시스템들은 공진 전력 전송을 이용하며, 여기서 송신기 코일(103)은 공진 회로의 일부이고 전형적으로 수신기 코일(107)도 또한 공진 회로의 일부이다. 많은 실시예에서, 공진 회로들은 직렬 공진 회로들일 수 있고, 이에 따라 송신기 코일(103)과 수신기 코일(107)은 대응하는 공진 커패시터와 직렬로 결합될 수 있다. 공진 회로들의 사용은 더 효율적인 전력 전송을 제공하는 경향이 있다.

보통, 무선 전력 전송 시스템은 적절한 동작 포인트를 향해 시스템을 조종하기 위해 전력 제어 루프를 이용한다. 이러한 전력 제어 루프는 전력 송신기로부터 전력 수신기로 송신되는 전력의 양을 변경한다. 수신된 전력(또는 전압 또는 전류)이 측정될 수 있고, 세트포인트 전력 값과 함께, 에러 신호가 생성될 수 있다. 전력 수신기는 이러한 에러 신호를 전력 송신기 내의 전력 제어 기능에 전송하여 정적 에러를 이상적으로는 0으로 감소시킨다.

도 2는 도 1의 전력 송신기(101)의 요소들을 더 상세히 예시한다.

전력 송신기(101)는 송신기 코일(103)에 공급되는 구동 신호를 생성할 수 있는 구동기(201)를 포함하고, 송신기 코일(103)은 응답으로 전자기 전력 전송 신호를 생성하며, 그에 의해 전력 수신기(105)로의 전력 전송을 제공한다. 송신기 코일(103)은 송신기 코일(103) 및 커패시터(203)를 포함하는 출력 공진 회로의 일부이다. 예에서, 출력 공진 회로는 직렬 공진 회로이지만, 다른 실시예들에서, 출력 공진 회로는 병렬 공진 회로일 수 있다는 것이 인식될 것이다. 다수의 인덕터 및/또는 커패시터를 이용하는 공진 회로를 비롯한 임의의 적합한 공진 회로가 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

구동기(201)는 출력 공진 회로에 그리고 이에 따라 송신기 코일(103)에 공급되는 전류 및 전압을 생성한다. 구동기(201)는 전형적으로 DC 전압으로부터 교번하는 신호를 생성하는 인버터 형태의 구동 회로이다. 구동기(201)의 출력은 전형적으로 스위치 브리지로서, 스위치 브리지의 스위치들의 적절한 스위칭에 의해 구동 신호를 생성하는, 상기 스위치 브리지이다. 도 3은 하프-브리지 스위치 브리지/인버터를 도시한다. 스위치들(S1 및 S2)은 그들이 결코 동시에 닫히지 않도록 제어된다. 교번하여 S1은 S2가 열려 있는 동안 닫히고 S2는 S1이 열려 있는 동안 닫힌다. 스위치들은 원하는 주파수로 열리고 닫히며, 그에 의해 출력에서 교번하는 신호를 생성한다. 전형적으로, 인버터의 출력은 공진 커패시터를 통해 송신기 인덕터에 연결된다. 도 4는 풀-브리지 스위치 브리지/인버터를 도시한다. 스위치들(S1 및 S2)은 그들이 결코 동시에 닫히지 않도록 제어된다. 스위치들(S3 및 S4)은 그들이 결코 동시에 닫히지 않도록 제어된다. 교번하여 스위치들(S1 및 S4)은 S2 및 S3이 열려 있는 동안 닫히고, 이어서 S2 및 S3은 S1 및 S4가 열려 있는 동안 닫히며, 그에 의해 출력에서 구형파 신호를 생성한다. 스위치들은 원하는 주파수로 열리고 닫힌다.

전력 송신기(101)는 원하는 동작 원리들에 따라 전력 송신기(101)의 동작을 제어하도록 배열된 전력 송신기 제어기(205)를 추가로 포함한다. 구체적으로, 전력 송신기(101)는 Qi 사양에 따라 전력 제어를 수행하기 위해 요구되는 기능들 중 많은 것을 포함할 수 있다.

전력 송신기 제어기(205)는 특히 구동기(201)에 의한 구동 신호의 생성을 제어하도록 배열되고, 이는 구체적으로 구동 신호의 전력 레벨, 및 따라서 생성된 전력 전송 신호의 레벨을 제어할 수 있다. 전력 송신기 제어기(205)는 전력 전송 단계 동안 전력 수신기(105)로부터 수신된 전력 제어 메시지들에 응답하여 전력 전송 신호의 전력 레벨을 제어하는 전력 루프 제어기를 포함한다.

전력 수신기와 통신하기 위해, 전력 송신기(101)는 전력 수신기의 상보적 통신기와 통신하도록 배열된 제1 통신기(207)를 추가로 포함한다. 제1 통신기(207)는 구체적으로 전력 전송 신호를 통신 캐리어로서 사용하여 전력 수신기(의 상보적 통신기)와 통신하도록 배열된다. 특히, 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 통신은 전력 전송 신호의 주파수 변조, 위상 변조 및/또는 진폭 변조에 의한 것일 수 있다. 전력 수신기는 (전력 전송 신호로부터) 수신기 코일(107)에 유도된 신호를 평가하고 이를 사용되는 변조에 따라 복조하여, (전력 송신기로부터 전력 수신기로의) 순방향으로 송신된 데이터를 추출할 수 있다.

전력 수신기로부터 전력 송신기로의 역방향에서, 전력 수신기는 전력 전송 신호를 부하 변조하여 전력 송신기에 데이터를 통신할 수 있다.

숙련자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 부하 변조의 경우, 전력 수신기에 의한 전력 전송 신호의 부하 인가(loading) 변화가 제1 통신기(207)에 의해 검출될 수 있고, 전력 수신기는 송신될 데이터 값들에 따라 부하 인가를 변경할 수 있다.

부하 변조는 전력 수신기가 Qi 무선 전력 표준으로 전력 송신기에 제어 메시지들 또는 다른 데이터를 통신하는 방법이다. 부하 변조를 수행하는 2개의 주요 방식들, 즉 입력 회로의 저항성 부하/전력 추출을 직접 변경하는 것 및/또는 예컨대 입력 회로의 반응성 부하 인가를 변경함으로써(전형적으로, 송신되는 데이터에 의거하여 커패시터를 스위칭 인/아웃(in/out)함으로써) 입력 회로의 공진을 디튜닝하는 것이 전형적으로 존재한다. 유사한 접근법들이 전력 전송 신호를 부하 변조하기 위해 전력 수신기에 의해 사용될 수 있고, Qi에 대해 알려진 바와 같은 검출 접근법들이 전력 송신기 측에서의 부하 변동들을 검출하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 구동 신호의 전력 레벨 또는 전류 진폭의 직접 측정은, 숙련자에게 알려져 있는 바와 같이 전력 수신기에 의한 부하 인가 및 이에 따른 부하 변조 변동들의 표시로서 사용될 수 있다.

도 5는 전력 수신기(105)의 일부 예시적인 요소들을 예시한다.

예에서, 수신기 코일(107)은, 수신기 코일(107)과 함께 입력 공진 회로를 형성하는 커패시터(503)를 통해 전력 수신기 제어기(501)에 결합된다. 이에 따라, 전력 전송은 공진 회로들 사이의 공진 전력 전송일 수 있다. 다른 실시예들에서, 전력 수신기 및 전력 송신기 중 단지 하나만이 전력 전송을 위해 공진 회로를 이용할 수 있거나 또는 이들 중 어느 것도 이용하지 않을 수 있다.

전력 수신기 제어기(501)는 스위치(507)를 통해 수신기 코일(107)을 부하(505)에 결합한다. 전력 수신기 제어기(501)는 수신기 코일(107)에 의해 추출된 전력을 부하(505)를 위한 적합한 공급물로 변환하는 전력 제어 경로를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 전력 수신기 제어기(501)는 간단히 입력 공진 회로를 스위치(507) 또는 부하(505)에 연결하는 직접 전력 경로를 제공할 수 있는데, 즉 전력 수신기 제어기(501)의 전력 경로는 간단히 2개의 와이어에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전력 경로는 DC 전압을 제공하기 위해 예를 들어 정류기들 및 가능하게는 평활 커패시터들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 전력 경로는 예컨대 전압 제어 회로, 임피던스 정합 회로, 전류 제어 회로 등과 같은 더 복잡한 기능들을 포함할 수 있다. 유사하게는, 스위치(507)가 일부 실시예들에만 존재할 수 있고 부하(505)가 일부 실시예들에서는 입력 공진 회로에 영구적으로 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

또한, 전력 수신기 제어기(501)는 전력 전송을 수행하기 위해 필요한 다양한 전력 수신기 제어기 기능, 및 특히 Qi 사양에 따라 전력 전송을 수행하기 위해 필요한 기능들을 포함할 수 있다.

전력 수신기 제어기(501)는 전력 송신기와 데이터를 통신하도록 배열된 제1 전력 수신기 통신기(509)를 추가로 포함한다. 제1 전력 수신기 통신기(509)는 제1 통신기(207)에 대한 상보적 통신기이고, 구체적으로 전력 전송 신호에 대해 진폭, 위상 및/또는 주파수 변조된 데이터를 수신하도록 배열된다. 이는 또한 전력 전송 신호를 부하 변조함으로써 데이터를 전력 송신기에 송신하도록 배열된다. 예를 들어, 제1 전력 수신기 통신기(509)는 예컨대 전력 수신기 제어기(501)와 또는 공진 커패시터(503)와 병렬로 위치된 통신 커패시터를 스위칭 인/아웃하도록 배열될 수 있으며, 이에 의해 전력 전송 신호의 부하 인가 및 공진 주파수를 변경할 수 있다.

제1 전력 수신기 통신기(509)는 전력 수신기 제어기(501)에 결합될 수 있고, 프로세싱을 위해 전력 수신기 제어기(501)에 수신된 데이터를 제공하고 전력 송신기로의 송신을 위해 전력 수신기 제어기(501)로부터 데이터를 수신하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 전력 수신기는 전력 수신기 제어기(501)로부터 전력 에러 제어 데이터를 수신할 수 있고, 부하 변조를 사용하여 대응하는 전력 에러 제어 메시지들을 전력 송신기에 송신할 수 있다.

동작 시에, 시스템은 전력 전송 신호가 적합한 동작 파라미터들/특성들을 달성하도록, 그리고 전력 전송이 적합한 동작 포인트에서 동작하도록 구동 신호를 제어하도록 배열된다. 그렇게 하기 위해, 전력 송신기는 전력 전송 신호/구동 신호의 전력 특성이 전력 수신기로부터 수신되는 전력 제어 에러 메시지들에 응답하여 제어되는 전력 제어 루프를 사용하여 구동 신호의 파라미터를 제어하도록 배열된다.

규칙적인 그리고 전형적으로 빈번한 구간들에서, 전력 수신기는 전력 제어 에러 메시지를 전력 송신기에 송신한다. 몇몇 실시예들에서, (상대 에러 메시지보다는) 원하는 절대 전력 레벨을 표시하는 직접 전력 세트포인트 변경 메시지가 송신될 수 있다. 전력 수신기(105)는 그러한 전력 제어 루프를 지원하기 위한 기능을 포함하며, 예컨대 전력 수신기 제어기(501)는 부하에 제공되는 부하 신호의 전력 또는 전압을 연속적으로 모니터링하고 이것이 원하는 값 초과인지 또는 미만인지를 검출할 수 있다. 그것은 규칙적인 구간들에서 전력 전송 신호의 전력 레벨이 증가되거나 감소될 것을 요청하는 전력 제어 에러 메시지를 생성할 수 있고, 그것은 이러한 전력 제어 에러 메시지를 전력 송신기에 송신할 수 있다. 그러한 에러 제어 메시지들뿐만 아니라 다른 메시지들은 부하 변조에 의해 송신될 수 있다.

부하 변조는 많은 시스템들 및 응용들에서 유리한 동작을 제공할 수 있고, 전력 전송 신호가 전력을 전송하기 위해 생성되는 전력 전송 시스템들에 적합한 신뢰성 있고 복잡도가 낮은 동작을 제공하는 경향이 있다. 통신 캐리어로서의 전력 전송 신호의 재사용은 전형적으로 복잡도를 감소시킬 수 있고, 더 적은 회로를 필요로 하여 비용을 감소시킬 수 있다.

그러나, 예컨대 Qi에서 사용된 바와 같은 부하 변조는 또한 일부 연관된 단점을 갖는다. 그러한 단점은 예컨대 전자기 호환성, 통신 품질(비트 에러 레이트), 및 가청 노이즈와 같은 문제들과 관련될 수 있다.

부하 변조는 전자기 스펙트럼에 추가적인 구성요소들을 생성하고, 이는 추가적인 전자기 간섭 및 전기 노이즈를 야기한다. 또한, 많은 경우에 부하 변조에 의해 야기되는 전자기장에 대한 변화는 가청 노이즈를 초래하는 기계적 힘 및 이동을 야기할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 강한 부하 변조가 무선 전력 시스템 내의 에너지 밸런스(balance)를 방해할 수 있으며, 이는 통신 캐리어 스펙트럼 내에서 가진동을 초래할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 가진동의 존재 하에, 무선 전력 송신기는 종종 신호를 적절히 복조할 수 없고, 따라서 이는 안전한 동작들을 유지하기 위해 전력 전달을 중단해야 한다.

문제들은 더 높은 전력 전송 레벨들에 대해 악화되는 경향이 있다. 실제로, 전력 전송 신호의 전력 레벨들이 증가함에 따라, 부하 변조에 대한 부하 변화도 또한 증가하는 것이 전형적으로 요구된다. 전형적으로, 부하 변조는 전력 전송 신호의 전력 레벨 또는 최대 전력 레벨의 적합한 분율이 되도록 요구된다. 예를 들어, 부하 변조에 의해 야기되는 부하 변조는 전력 수신기의 일반적인 부하 인가의 예컨대 약 1% 이상의 크기를 갖도록 요구될 수 있다(즉, 부하 변조에 의해 야기되는 수신기 코일에 대한 부하 변동은 수신기 코일(107)의 총 부하의 1% 이상이 되도록 요구될 수 있다). Qi는 원래 5 W 정도 미만의 더 낮은 전력 응용을 위해 도입되었다. 그러한 더 낮은 전력 레벨들의 경우, 부하 변조 단점들의 영향은 상대적으로 관리가능하거나 또는 심지어는 실질적으로 사소하다. 그러나, Qi에 대한 최대 전력 레벨들은 현재 15 W의 최대 값으로 증가되었고, 이를 45 W의 최대 레벨로 추가로 증가시키기 위해 작업이 진행 중이다. 그러나, 그러한 전력 레벨의 경우, 상기에 언급된 단점들은 중요하게 되는 경향이 있으며, 이들은 Qi 사양의 추가 개발에 주요한 장애물을 제공할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 5의 시스템은 많은 상황들에서 부하 변조와 연관된 문제들 중 하나 이상에 대처할 수 있는 접근법을 이용한다. 이 접근법에서, 부하 변조가 이용되지만, 각각의 심볼은 복수의 칩들을 포함하는 칩 시퀀스에 의해 그리고 전형적으로 10 내지 1023개의 칩들을 포함하는 시퀀스로 표현된다. 따라서, 각각의 심볼 또는 비트에 따라 부하를 단순히 변경하기보다는, 제1 전력 수신기 통신기(509)는 부하 변화 및 변동이 각각의 심볼에 대해 상이한 일련의 부하 변화 및 변형에 의해 주어진 심볼(전형적으로 비트)을 송신하도록 배열된다. 구체적으로, 칩 시퀀스는 각각의 심볼에 대해 정의될 수 있고, 주어진 심볼을 송신할 때 제1 전력 수신기 통신기(509)는 그 특정 심볼에 대한 칩 시퀀스를 검색할 수 있고 심볼에 대한 칩 시퀀스에 따라 전력 전송 신호를 부하 변조하도록 진행할 수 있다.

유사하게는, 제1 통신기(207)는 전체 시퀀스를 고려함으로써 부하 변조를 검출할 수 있고, 구체적으로 검출된 부하 변동 패턴이 그 심볼에 대한 칩 시퀀스 패턴과 가장 근접하게 매칭되는 것으로서 수신 심볼을 결정하고자 할 수 있다.

특히, 그러한 접근법은 변조 깊이, 즉 부하 변동들의 크기가 실질적으로 감소될 수 있게 할 수 있고, 이는 예컨대 전자기 노이즈 및 간섭을 감소시킬 수 있고, 음향 노이즈를 감소시킬 수 있고, 가진동들을 감소시킬 수 있다. 이는 또한 많은 실시예들에서 개선된 신호 대 노이즈 비를 초래할 수 있고, 예컨대 종종 더 낮은 비트 에러 레이트를 갖는 실질적으로 개선되고 그리고 종종 더 신뢰할 수 있는 통신을 초래할 수 있다. 따라서, 일반적인 전체적으로 개선된 전력 전송이 달성될 수 있다.

도 6은 제1 전력 수신기 통신기(509)의 일부 요소들의 예를 예시한다. 제1 전력 수신기 통신기(509)는 전력 송신기로 송신되는 데이터 심볼들을 수신하도록 배열된 심볼 수신기(601)를 구체적으로 포함한다. 예를 들어, 전력 송신기로의 송신을 위한 에러 제어 데이터 심볼들이 수신될 수 있다. 전형적으로, 데이터 심볼들은 이진(binary) 체계일 수 있지만, 일부 경우들에서 더 높은 (즉, 2개 초과의 가능한 값들을 갖는) 차수의 변조 심볼들이 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 그러한 더 높은 차수의 데이터 심볼들은 수신된 데이터 비트들의 조합에 대응할 수 있다. 예를 들어, 2개의 비트들이 하나의 4차 데이터 심볼로 조합될 수 있다. 그러한 조합은 데이터 비트들이 관련되는 경우와 그들이 예컨대 완전히 독립적인 경우 둘 모두에 가능할 수 있다.

심볼 수신기(601)는 수신된 데이터 심볼에 대해 할당된 칩 시퀀스를 결정하도록 배열되는 칩 결정기(603)에 결합된다. 구체적으로, 칩 결정기(603)는 기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하는 저장소를 포함하며, 여기서 각각의 기준 칩 시퀀스는 특정 데이터 심볼 값에 링크된다. 도 7은 2개의 가능한 칩 시퀀스들의 일부의 예를 예시한다. 각각의 칩 시퀀스는 각각의 칩이 변조 레벨들의 세트로부터 선택된 일정한 변조 부하 레벨을 갖는 칩들의 시퀀스를 포함한다. 전형적으로, 변조 레벨들의 세트는 변조 부하 레벨들이 2개의 가능한 레벨들 사이에서 스위칭될 수 있는 이진 칩 시퀀스에 대응하는 2개이다. 따라서, 심볼 시간은 복수의 칩 간격들로 분할되며, 이때 각각의 칩 간격에 대한 변조 부하 레벨이 미리 결정된 변조 부하 레벨들의 세트로부터 선택되고 칩들의 변조 부하 레벨 시퀀스들이 상이한 칩 시퀀스들에 대해 상이하게 된다. 전형적으로, 각각의 시퀀스는 10개 이상의 칩들, 및 종종 실질적으로 더 많은 칩들을 포함한다. 많은 실시예들에서, 각각의 칩 시퀀스는 2^N-1(여기서, N은 전형적으로 4 이상의 정수임)의 길이를 가질 수 있다 .

저장된 칩 시퀀스들의 각각은 하나의 심볼에 할당된다. 따라서, 전력 송신기로 송신될 필요가 있을 수 있는 각각의 가능한 데이터 심볼 값은 링크된/연관된 칩 시퀀스를 가질 수 있다. 예를 들어, 단지 2개의 데이터 심볼들만이 가능한 경우, 즉 이진 통신이 구현되는 경우, 칩 시퀀스들의 세트는 단지 2개의 칩 시퀀스들만을 포함할 수 있다.

전력 수신기가 데이터 심볼을 송신하려고 할 때, 그 값은 전력 수신기 제어기(501)로부터 심볼 수신기(601)로 공급되고 이어서 칩 결정기(603)로 공급되고, 이는 송신될 데이터 값에 링크되는 칩 시퀀스를 결정하도록 진행한다.

이어서, 결정된 칩 시퀀스는 전력 전송 신호 상에 제1 칩 시퀀스를 변조하도록 배열되는 부하 변조기(605)에 공급된다. 구체적으로, 변조 부하가 칩들에 따라 스위칭 인 및 아웃(온/오프)될 수 있는데, 즉 부하는 칩 시퀀스의 변조 부하 값들에 따라 변경될 수 있다.

따라서, 예에서, 각각의 심볼(전형적으로, 비트) 시간 간격은 복수의(전형적으로 10개 이상의) 칩 간격들로 분할되며, 이때 변조 부하는 각각의 칩 간격 내에서 일정하고 변조 부하들은 각각의 칩 시퀀스에 대해 상이한 패턴에 따라 칩 간격들 사이에서 변한다(변경되거나 또는 변경되지 않는다).

도 8은 제1 통신기(207)의 요소들의 예들을 예시한다. 제1 통신기(207)는 전력 전송 신호 및/또는 구동 신호의 부하 변동 시퀀스를 결정하기 위해 전력 전송 신호의 부하 변동들을 검출하도록 배열되는 부하 검출기(801)를 포함할 수 있다. 따라서, 부하 변동 시퀀스는 수신된 칩 시퀀스에 대응한다. 예를 들어, 구동 신호의 부하 값(예컨대, 전류 및/또는 전력)은 메시지가 전력 수신기로부터 수신되는(수신되는 것으로 예상되는) 시간 동안 칩 간격들에 대응하는 시간 간격들에서 측정되고 샘플링될 수 있다. 일부 경우들에서, 그 값들은 정규화되고 양자화될 수 있는데, 예컨대 이진 칩 시퀀스들이 사용되는 경우, 부하 검출기는 예컨대 더 높은 부하 및 더 낮은 부하를 표현하는 이진 값들의 시퀀스를 생성할 수 있다. 따라서, 부하 변조의 수신된 칩 시퀀스는 출력 회로의 신호(들)의 샘플링으로부터 생성된다.

부하 검출기(801)는 변조 부하 값들의 수신된 칩 시퀀스를 칩 시퀀스 저장소(805)에 추가로 결합된 칩 검출기(803)에 제공한다. 칩 시퀀스 저장소(805)는 전력 수신기에 의해 저장되고 사용되는 칩 시퀀스들에 구체적으로 대응하는 기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장한다. 따라서, 제1 통신기(207)는 전력 수신기에 의해 사용되는 칩 시퀀스들의 국소 표현(local representation)을 포함한다. 칩 저장소(805)는 기준 칩 시퀀스들의 세트를 포함하며, 이때 각각의 기준 칩 시퀀스는 특정 데이터 심볼에 링크된다. 따라서, 전력 수신기 및 전력 송신기는 기준 칩 시퀀스들과 데이터 심볼들 사이의 대응하는 링크들을 포함한다.

칩 검출기(803)는 수신된 칩 시퀀스를 각각의 기준 칩 시퀀스와 상관시키도록 배열되고, 이는 수신된 칩 시퀀스가 각각의 저장된 기준 시퀀스와 얼마나 근접하게 매칭되는지를 나타내는 상관 값을 결정할 수 있다.

상관 값들 및 연관된 심볼들은 수신된 칩 시퀀스와의 최고 상관을 갖는 데이터 심볼로서 수신된 데이터 심볼을 결정하도록 배열되는 복조기(807)에 공급된다.

따라서, 전력 수신기는 부하 변조를 사용하여 그러나 각각의 데이터 심볼에 대해 전형적으로 긴 칩 시퀀스들을 사용하여 전력 송신기로 데이터를 송신할 수 있다. 이 접근법은 많은 실시예들에서 실질적으로 개선된 통신 및 동작을 제공할 수 있다. 특히, 실질적으로 개선된 통신 성능과 신뢰성, 및 특히 심볼 신호 대 노이즈 비가 실질적으로 증가될 수 있다. 이는 변조 깊이, 및 구체적으로 전력 전송 신호 레벨/전력 전송 레벨에 대한 변조 부하 변동들이 실질적으로 감소되게 할 수 있다. 실제로, 많은 경우들에서, 변조 깊이는 10, 100, 또는 심지어 더 높은 배율로 감소될 수 있다. 이는 부하 변조를 사용하는 단점들 중 많은 것을 감소 및 완화시킬 수 있고, 예컨대 전자기 간섭을 감소시킬 수 있고, 전기 노이즈를 감소시킬 수 있고, 기계 노이즈를 감소시킬 수 있고, 가진동 등을 방지 또는 완화시킬 수 있는 등이다.

예를 들어, 최대 2 kBps 통신 속도일 수 있는, Qi에 사용되는 비트 레이트에 대응하는 칩 레이트를 사용하여, 신호 대 노이즈 비의 개선이 시퀀스 길이에 대응하는 양만큼 증가될 수 있다. 예를 들어, 63 또는 127의 비트 길이들을 사용하는 것은 동일한 비트 에러 레이트를 유지하면서 변조 깊이가 63 또는 127의 인자만큼 대응하게 감소될 수 있게 하는 대응하는 양만큼 심볼 에너지 대 노이즈 비를 증가시킬 수 있다.

그러한 접근법의 단점은 유효 통신 속도가 감소될 수 있다는 것일 수 있다. 예를 들어, 63 또는 127의 시퀀스 길이의 사용은 유효 보 레이트(baud rate)를 각각 30.7 또는 15.7 bps까지 감소시킬 수 있다. 이에 대처하기 위해, 칩 시간 간격 듀레이션이 감소될 수 있다. 이 감소는 원하는 통신 속도 및 비트 에러 성능 사이의 적합한 절충일 수 있고, 특정 응용 및 구현에 대해 선택될 수 있다. 칩 레이트를 증가시키는 것은 부하 변조의 요구되는 대역폭 및 주파수 스펙트럼이 대응하여, 그리고 잠재적으로 높은 양만큼 증가할 수 있다는 효과를 가질 수 있다. 그러나, 무선 전력 전송 시스템에서 통신이 전형적으로 대역폭 제한되지 않거나 심지어 통신의 대역폭에 민감하지 않아서 그러한 추가적인 대역폭은 전형적으로 다른 기능 또는 성능에 영향을 주지 않으면서 이용가능할 수 있다는 것이 현재 접근법의 특별한 이점이다.

많은 실시예들에서, 시스템은 부하 변조 통신을 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열될 수 있다.

많은 실시예들에서, 제1 전력 수신기 통신기(509)는 제1 칩 시퀀스의 부하 변조를 전력 전송 신호에 동기화하도록 구체적으로 배열될 수 있다. 전력 전송 신호는 전형적으로 10 ㎑ 내지 500 ㎑의 범위인 동작 주파수를 갖고, Qi의 경우 종종 약 100 ㎑이다. 제1 전력 수신기 통신기(509)는 전력 전송 신호의 진동 및 주기(period)에 동기화되도록 칩 시간 간격들을 동기화할 수 있다. 예를 들어, 많은 실시예들에서, 제1 전력 수신기 통신기(509)는 전력 전송 신호 주기의 배수인 칩 듀레이션/시간 간격을 사용할 수 있다. 따라서, 각각의 칩은 전력 전송 신호의 주기 시간의 배수인 듀레이션을 가질 수 있는데, 즉 칩 간격의 듀레이션은 N*T(여기서, N은 정수이고, T는 전력 전송 신호/구동 신호의 주기의 듀레이션임)일 수 있다.

많은 실시예들에서, 제1 전력 수신기 통신기(509)는 칩 간격들의 듀레이션을 전력 전송 신호의 주기들의 듀레이션들에 동기화할 뿐만 아니라, 칩들의 시작 및/또는 정지 타이밍들을 전력 전송 신호의 타이밍에 시간을 조정할 수 있다. 구체적으로, 칩들 사이의 전이 시간들은 전력 전송 신호의 제로 교차점(zero-crossing)들에서 또는 예컨대 전력 전송 신호의 제로 교차점들에 대한 고정된 오프셋을 갖고서 발생하도록 동기화될 수 있다. 동기화는 전력 전송 신호에 의해 수신기 코일(107)에 유도된 신호의 타이밍에 기초할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

유사하게는, 제1 전력 수신기 통신기(509)는 (가능하게는 매칭된 필터링이 적용된 후에) 전력 전송 신호의 부하 인가의 샘플들로부터 수신된 칩 시퀀스를 생성하도록 배열될 수 있다.

부하 검출기(801)는 구동 신호의 전류 및/또는 전력, 구동 신호의 전류와 전압 사이의 상대 위상, 송신기 코일(103)을 통한 전류 등과 같은 전력 전송 신호에 대응하는 출력 회로의 신호를 구체적으로 샘플링할 수 있다. 이어서, 상관기는 이러한 샘플링 시간들에 대한 부하 값들에 대응하도록 칩 시퀀스를 생성할 수 있고, 샘플링된 변조 부하 값들의 형태인 수신된 칩 시퀀스를 기준 값들과 상관시킴으로써 상관 값들을 결정하도록 진행할 수 있다.

일부 접근법들에서, 상관관계는 경판정(hard decision) 값들에 기초할 수 있는데, 즉 경판정 수신 칩 값들과 칩 값들의 직접 비교가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 판정들은 예를 들어 연판정(soft decision) 변조 부하/칩 값들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 이진 송신 접근법의 경우, 기준 칩 시퀀스들은 단지 2개의 가능한 값들만을 포함하는 이진 시퀀스들일 수 있다. 그러나, 수신된 칩 시퀀스들은 연판정 값들, 예컨대 측정된 변조 부하 값들을 직접 나타내는 값들에 의해 표현될 수 있다.

많은 실시예들에서, 부하 검출기(803)는 샘플링을 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열될 수 있고, 구체적으로 이는 샘플링을 구동 신호에 동기화함으로써 달성될 수 있다.

많은 실시예들에서, 동기화는 예컨대 (아마도 매칭된 필터링 후에) 칩당 하나의 샘플이 이루어지도록 샘플링하는 것일 수 있다. 특히, 칩 레이트가 전력 전송 신호의 주기의 N배와 동일한 경우, 샘플링은 또한 매 N회에 한번 동기화될 수 있다. 따라서, 많은 실시예들에서, 동기화는 샘플링 레이트가 부하 변조의 칩 주파수와 동일하도록 할 수 있다.

일부 실시예들에서, 샘플링은 다수의 샘플들이 더 높은 주파수에서 생성되고 이어서 주어진 샘플 레이트로 데시메이션되는(decimated) 2단계 프로세스일 수 있다. 예를 들어, 전력 전송 신호의 주기의 10배의 칩 듀레이션의 경우, 샘플러는 주기마다 하나의 샘플을 취할 수 있다. 이어서, 평균화 필터가 마지막 10개의 샘플들을 추가할 수 있는데, 즉 이는 10개의 가장 최근 샘플들(동일한 가중치들을 가짐)을 합산하는 정사각형 윈도우 FIR 필터일 수 있다. 이어서, 샘플링의 출력은 이러한 필터의 샘플링된 출력일 수 있는데, 예컨대 구체적으로, 필터와 일치하는 매 10번째 주기의 출력은 단일 칩 내에 속하는 10개의 주기들의 합이 된다. 따라서, 동기화된 시간 인스턴트(time instant)에서의 샘플링은 효과적으로 필터의 출력에서 적합하게 동기화된 데시메이션에 의해 달성될 수 있다.

다른 실시예들에서, 출력 회로의 아날로그 신호의 단지 하나의 샘플링이 칩당 수행된다. 그러한 상황에서, 샘플링의 타이밍은 각각의 샘플에 대해 심볼 듀레이션의 중심에서 발생하도록 동기화될 수 있다.

따라서, 많은 실시예들에서, 구동 신호 및 전력 전송 신호의 동작 주파수는 출력 회로의 신호의 샘플링의 샘플링 레이트의 정수배 및/또는 부하 변조의 칩 주파수의 정수배일 수 있다. 이 배수는 동일할 수 있고 구체적으로 1일 수 있다. 실제로, 많은 실시예들에서, 정수배는 효율적인 통신 및 더 높은 데이터 레이트를 허용하기 위해 유리하게는 비교적 낮다. 많은 실시예들에서, 정수는 유리하게는 1, 3, 5, 10 또는 20을 초과하지 않는다.

전력 전송 신호에 대한 부하 변조의 동기화는 많은 실제 구현예들에서 칩 레이트 및/또는 비트 레이트의 증가를 허용할 수 있는데, 이는 동기화가 전력 송신기가 수행해야 하는 샘플링의 양의 감소를 가능하게 하기 때문이다. 칩 주파수가 전력 전송 신호 주파수와 동일한 극단적인 경우에, 전력 수신기는 전력 전송 신호의 사이클마다 칩 시퀀스에 따라 부하를 변경할 수 있다. 대안적으로, 전력 수신기는 전력 신호의 N번째 사이클마다 칩 시퀀스에 따라 부하를 변경하고, 이는 칩 주파수를 N의 배율만큼 감소시킬 수 있다.

이러한 동기식 샘플링 기법을 인가하고 검출된 신호를 그 단계 이후의 변조 시퀀스와 상관시키는 것을 가능하게 함으로써 동기식 변조는 전력 송신기 측에서의 변조 검출을 용이하게 한다. 전형적으로, 이 접근법은 효율적인 통신을 달성하면서 실질적으로 구현을 용이하게 할 수 있다.

칩 시퀀스들의 길이는 개별 실시예의 특정 선호 사항들 및 요건들로 선택될 수 있고, 통신 신뢰성 및 성능(예컨대, 비트 레이트), 데이터 레이트, 대역폭, 변조 깊이 및 연관된 단점들 등 사이의 적합한 절충을 제공하도록 선택될 수 있다. 대부분의 실시예들에서, 10 이상 및/또는 1024 이하의 칩들의 길이는 예컨대 특히 Qi 시스템들에 대해 무선 전력 전송 시스템들에 적합하고 유리한 성능을 제공할 것이다.

많은 실시예들에서, 칩 시퀀스들의 세트는 단지 2개의 칩 시퀀스들만을 포함할 수 있다. 그러한 예들에서, 각각의 심볼은 심볼 값에 따라 어느 하나 또는 다른 하나의 칩 시퀀스에 의해 표현될 수 있고, 따라서 각각의 심볼은 이진 심볼(비트)일 수 있고 통신은 이진 통신일 수 있다.

일부 실시예들에서, 칩 시퀀스들의 세트는 2개 초과의 칩 시퀀스들을 포함할 수 있고, 2개 초과의 상이한 심볼 값들이 가능하다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 칩 시퀀스들의 세트는 말하자면 칩 시퀀스에 의해 통신되는 각각의 심볼에 대해 3개의 상이한 심볼 값들을 허용하는 3개의 칩 시퀀스들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 더 많은 수의 시퀀스들이 포함될 수 있으며, 이는 각각의 칩 시퀀스/데이터 심볼이 더 많은 데이터 값들을 표현하게 하여 유효 비트 레이트를 증가시킨다. 특히, 그러한 접근법은 칩 시퀀스들 사이의 상관 값들의 더 큰 차이들이 실현가능한 더 긴 칩 시퀀스들에 적합할 수 있다.

예를 들어, 10 비트의 칩 길이의 경우, 256개의 상이한 시퀀스들이 가능하고, 시스템은 높은 자기상관 및 낮은 교차상관을 갖는, 이들 중 2개의 시퀀스들을 선택할 수 있다. 이어서, 2개의 시퀀스들은 이진 통신을 위해 사용되어, 제1 통신기(207)에 의해 수행된 상관이 수신되는 2개의 가능한 칩 시퀀스들에 대해 실질적으로 상이한 상관 값들을 생성할 것이기 때문에 높은 신뢰성을 허용할 수 있다. 16개의 칩의 길이의 경우, 65384개의 상이한 시퀀스들이 가능하고, 시스템은 예컨대 높은 자기상관 및 낮은 교차상관을 갖는 4개의 시퀀스들을 선택할 수 있다. 이는 각각의 심볼이 2 비트를 통신하도록 허용할 수 있다.

사용되는 특정 시퀀스들 및 패턴들은 개별 실시예의 선호 사항들 및 요건들에 좌우될 것이다. 전형적으로, 시퀀스들은 양호한 상관 특성들을 제공하도록 선택되고, 구체적으로 칩 시퀀스들의 세트는 높은 자기상관 값들 및 낮은 교차상관 값들을 갖는 시퀀스들로 이루어지도록 선택된다. 많은 실시예들에서, 칩 시퀀스들은 최대 길이 시퀀스들로서 선택될 수 있다. 예를 들어, 많은 실시예들에서, 칩 시퀀스들은 원하는/선택된 변조 깊이 및 원하는 통신 속도에 따라 전력 수신기에 의해 선택된 다항식 차수의 다항식으로부터 생성된 최대 길이 시퀀스들로서 선택될 수 있다. 구체적으로, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 통신 및 코드 분할 다중 액세스 시스템들을 위해 개발되고 그에 사용되는 의사 노이즈(pseudo noise) 시퀀스들은 또한 설명된 접근법에 적합한 경향이 있을 수 있다.

많은 실시예들에서, 시퀀스들의 세트는 미러 이미지 또는 반전된 칩 시퀀스들을 포함할 수 있는데, 즉 주어진 이진 칩 시퀀스의 경우, 칩 시퀀스들의 세트는 모든 칩들이 상보적 값을 갖는 칩 시퀀스를 또한 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 부하 값들이 1 및 -1로 표현되는 경우, 칩 시퀀스들의 세트는 각각의 칩 시퀀스에 대해 -1(1 및 0의 값들에 의해 표현되는 칩 시퀀스의 경우 모든 칩들에 대해 0과 1 사이에서의 교환과 동등함)을 곱함으로써 생성되는 칩 시퀀스를 또한 포함할 수 있다. 실제로, 일부 실시예들에서, 칩 시퀀스들의 세트는 칩 시퀀스 및 반전된 칩 시퀀스만을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 칩 시퀀스 및 반전된 칩 시퀀스의 한 쌍을 표현하기 위해 단 하나의 표현만이 저장될 필요가 있음이 이해될 것이다.

그러한 접근법은 많은 응용들에 특히 적합할 수 있고, 양호한 성능 및 낮은 복잡도를 초래할 수 있다. 예를 들어, 수신된 칩 시퀀스와 기준 칩 시퀀스 사이의 단일 상관관계는 기준 칩 시퀀스 및 반전 칩 시퀀스 둘 모두에 대한 상관 값을 제공할 수 있다. 실제로, 노이즈가 없는 경우, 기준 칩 시퀀스들 중 하나에 대한 상관 값은 +1일 수 있고, 반전 기준 칩 시퀀스에 대한 상관 값은 -1이 될 것이다. 따라서, 2개의 심볼 값들/시퀀스들에 적용가능한 단일 상관 값이 결정될 수 있고, 이들 2개의 심볼들 사이에서 선택하는 데 직접 사용될 수 있다.

반전된 기준 칩 시퀀스들을 사용하는 접근법은 이진 데이터 심볼 및 단일 기준 칩 시퀀스의 곱과 동일한 것으로 간주될 수 있음이 이해될 것이다(이진 값들을 표현하기 위해 1 및 -1의 값들을 사용함).

특정 예로서, 시스템은 다음의 접근법을 이용할 수 있다:

1. 전력 수신기는 부하 변조의 깊이를 현저히 감소시켜, 가진동들이 발생하지 않게 하고 전기 및 음향 노이즈가 감소되게 하는 등등이다.

2. 전력 수신기는 가파른 자기상관 함수들을 갖는 직접(예컨대, 의사랜덤) 칩 시퀀스들로서 개별 비트들을 인코딩한다.

3. 전력 수신기는 전력 전송 신호(예컨대, 전력 신호 사이클당 전이 또는 다수의 전력 신호 사이클마다의 전이)와 동기되어 부하를 조작한다(전형적으로 부하를 변경하거나 또는 공진 회로를 디튜닝한다).

4. 전력 송신기는, 예컨대 전력 전송 신호에 동기화되는 샘플링 시간(예컨대, 전력 신호 사이클당 하나의 샘플, 전력 신호 사이클당 다수의 샘플들, 또는 다수의 전력 신호 사이클당 하나의 샘플)으로 송신기 코일 전압 또는 코일 전류를 측정함으로써, 부하 변화들을 측정한다.

5. 전력 송신기는, 데이터가 변조되게 하였던 것에 따라, 디지털화된 샘플들을 칩 시퀀스와 상관시킴으로써 데이터를 디코딩한다.

6. 칩 시퀀스 및 심볼당 전력 신호 사이클의 수는 전력 수신기 및 전력 송신기에 의해 선험적으로 알려져 있을 수 있다.

설명된 접근법의 이점은 이 접근법이 많은 시나리오에서 개선된 하위 호환성을 제공하고 많은 전력 전송 시스템들에 대한 수정을 비교적 거의 필요로 하지 않는다는 것이다. 예를 들어, Qi 전력 전송 시스템은 이미 부하 변조를 사용하고 있고, 전술한 접근법을 지원하기 위해 수정을 비교적 거의 필요로 하지 않을 수 있다.

또한, 많은 실시예들에서, 하위 호환성을 추가로 개선하고 구체적으로 레거시(legacy) 디바이스들과의 통신을 가능하게 할 수 있는 기능이 포함될 수 있다.

도 2의 예에서, 전력 송신기는 전력 수신기와 통신하도록 그리고 구체적으로 전력 수신기로부터 메시지/데이터를 수신하도록 또한 배열되는 제2 통신기(209)를 추가로 포함하며, 여기서 이들은 부하 변조를 사용하여 통신된다. 그러나, 제1 통신기(207)와는 대조적으로, 제2 통신기(209)는 칩 시퀀스들의 사용 없이 통신하도록 배열되고, 구체적으로 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된다. 따라서, 제2 통신기(209)의 경우, 각각의 심볼은 변조 부하의 전이가 심볼 시간 기간(전형적으로 중심 시간에 가까움) 내에 발생하는지 여부에 의해 결정되는 이진 심볼일 수 있다. 예를 들어, 부하 구성요소(커패시터 또는 저항기)는 비트 시간 기간의 중간에 부하를 변경하기 위해 스위칭 인 또는 아웃될 수 있거나 또는 송신되는 데이터 비트에 따라 변하지 않고 유지될 수 있고, 제2 통신기(209)는 그러한 부하 전이가 발생하는지 여부에 따라 배열될 수 있다.

유사하게는, 전력 수신기는 대응하는 부하 변조를 수행하도록, 즉, 송신될 데이터 값에 따라 심볼 시간 동안 변조 부하 전이를 적용하거나 또는 적용하지 않도록 배열되는 제2 전력 수신기 통신기(511)를 포함한다.

많은 실시예들에서, 그러한 접근법에 대해 시스템은 심볼/비트 시간 전이들에서, 즉 새로운 심볼이 종료되고/되거나 시작될 때 변조 부하 변화를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신되는 새로운 비트는 변조 부하에서의 변화/전이에 의해 나타날 수 있다. 이러한 부하는 송신되는 데이터에 따라 비트 심볼 동안 변경될 수 있다. 따라서, 제2 전력 수신기 통신기(511)는 예컨대 "0"을 송신할 때 비트 심볼 동안 변조 부하를 변경할 수 있지만, 예컨대 "1"을 송신할 때는 변경할 수 없다. 제1 통신기(207)는 비트 듀레이션의 시작 시 변조 전이를 검출할 때 시간을 개시할 수 있고, 주어진 시간 간격 내에 전이가 더 검출되지 않으면 "1"이 송신된 것으로 간주될 수 있고 아니면 달리 "0"이 송신된 것으로 간주될 수 있다.

따라서, 제2 통신기(209)는 하위 호환가능한 부하 변조 접근법을 이용할 수 있고, 예를 들어 이 접근법은 예컨대 Qi 전력 전송 시스템들에서 현재 이용되는 바와 같이 부하 변조에 직접 대응할 수 있다. Qi 시스템은 2상 변조 방법 접근법을 사용하며, 이때 "0"은 단일 전이(심볼 시간의 시작 시)에 의해 표현되고 "1"은 2개의 전이들(하나는 시작 시에 그리고 하나는 심볼 시간의 중앙에)에 의해 표현된다.

제2 통신기(209) 및 제2 전력 수신기 통신기(511)는 별개의 통신기들로서 예시되는 반면, 그들은 제1 통신기(207) 및 제1 전력 수신기 통신기(509)와 각각 많은 기능을 전형적으로 공유할 수 있고 종종 공유 통신 기능을 위한 제2 동작 모드로서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

많은 실시예들에서, 전력 수신기 및 전력 송신기는 제1 통신기 및 제2 통신기 둘 모두를 사용하여 병렬 통신을 수행하도록 배열될 수 있다. 따라서, 2개의 통신 채널들이 효과적으로 확립될 수 있으며, 이때 둘 모두는 전력 수신기로부터 전력 송신기로의 데이터의 통신을 위해 사용된다.

어떤 데이터가 어떤 통신 채널을 사용하여 통신되는지에 대한 정확한 선택은 특정 실시예에 좌우될 수 있다.

일부 실시예들에서, 예를 들어, (예컨대, 종래의 Qi 사양과 같은) 레거시 사양들에 의해 정의된 모든 데이터 통신은 (제2 통신기(209) 및 제2 전력 수신기 통신기(511)에 의해 형성되는) 제2 통신 채널, 즉 종래의 통신을 사용하여 통신될 수 있다. 그러나, 전술된 통신 접근법의 도입 후에 도입된 더 새로운 추가 기능들은 (제1 통신기(207) 및 제1 전력 수신기 통신기(511)에 의해 형성되는) 제1 통신 채널을 사용하는 통신에 의해 지원될 수 있다. 따라서, 그러한 접근법에서, 제2 통신 채널은 레거시 통신 및 기능을 지원할 수 있어서, 제1 통신 채널이 더 새로운 디바이스들에 대한 추가적이고 개선된 통신 기능을 제공할 수 있게 하면서 전력 송신기/전력 수신기가 상보적 레거시 디바이스들과 함께 사용될 수 있게 한다.

따라서, 일부 실시예들에서, 통신 채널들 둘 모두는 동시에 동작될 수 있다.

예를 들어, 전력 수신기는 기존의 프로토콜들을 실행하기 위해 제2 통신기들에 의해 구현되는 기존의 Qi 부하 변조 방법을 사용할 수 있다. 또한, 새로운 접근법은 추가적인 통신들을 제공하는 데 사용될 수 있다(예를 들어, 일부 적절한 동기화가 둘 사이에 있는 경우).

유사하게는, 레거시 전력 송신기는 새로운 채널의 가능한 존재에 대해 영향을 받지 않으면서 기존의 Qi 통신 및 프로토콜을 사용할 수 있는 반면, 더 새로운 전력 송신기는 채널들 중 어느 하나 또는 둘 모두를 복조할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 채널들은 동일한 정보를 포함할 수 있고, 적합하게 장착된 전력 송신기는 예컨대 통신들의 품질에 따라 어느 하나를 사용하도록 선택할 수 있다. 대안적으로, 그것은 새로운 채널들의 데이터를 보충 정보로서 사용할 수 있다.

통신 채널들 둘 모두를 동시에 사용할 수 있는 전력 수신기는 예컨대 디바이스들이 새로운 통신을 지원할 수 있는지 여부를 결정하기 위한 협상에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신기가 제1 통신 채널을 사용하는 통신에 응답하는 경우, 이는 전력 송신기가 제1 통신 채널을 사용하는 통신을 지원할 수 있는 더 새로운 전력 송신기임을 전력 수신기에 나타낸다. 이어서, 그것은 예컨대 제2 통신 채널의 사용을 중지하고 기술된 칩 시퀀스 접근법을 사용하여 단지 통신하도록 진행할 수 있다.

일부 실시예들에서, 칩 시퀀스 기반 통신을 개시하기 위해 초기화 프로세스가 수행될 수 있다. 그러한 초기화 접근법은 디바이스들 둘 모두가 그러한 통신을 지원할 수 있는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 전력 송신기는 예를 들어 제2 통신 채널을 사용하여 전력 수신기와 통신하는 것을 개시할 수 있다. 전력 송신기는 구체적으로 칩 시퀀스 기반 통신을 지원할 수 있다는 것을 나타내는 메시지를 송신할 수 있고, 전력 수신기도 칩 시퀀스 기반 통신을 지원하는 능력을 또한 갖는지 여부를 나타내야 한다는 것을 요청할 수 있다. 전력 수신기는 이에 응답하여 칩 시퀀스 기반 통신을 사용하여 통신하는 전력 수신기의 능력을 확인하는 확인 메시지를 송신할 수 있다. 이러한 메시지를 수신하는 것에 응답하여, 전력 송신기는 (제2 통신 채널을 사용하여 통신하는 것 대신에 또는 가능하게는 그와 병행하여) 제1 통신 채널을 사용하여 통신하도록 진행할 수 있다.

일부 실시예들에서, (예컨대, Qi에 사용되는 것과 같은) 기존의 통신의 단일 값 부하 변조 접근법과의 하위 호환성은 레거시 통신으로 시작하게 할 수 있다. 예를 들어, 전력 전송 단계에 진입하기 전에 전력 수신기와 전력 송신기 사이의 협상 동안, 디바이스들 둘 모두는 칩 시퀀스 기반 통신을 지원하는 능력들을 나타낼 수 있고, 양 측들(전력 수신기 또는 송신기) 중 하나는 예컨대 사전 프로그래밍되거나 협상된 파라미터들을 사용하여 칩 시퀀스 기반 통신으로 스위칭하도록 다른 디바이스에 요청할 수 있다.

다른 예에서, 전력 수신기는 (디폴트 파라미터들을 사용하는) 기존의 부하 변조 접근법을 사용하기 전에 칩 시퀀스 기반 통신을 사용할 수 있다. 전력 송신기가 칩 시퀀스 기반 통신을 확인하는 경우, 이는 메시지를 인정할 수 있고 전력 수신기로부터 레거시 통신의 어떠한 수신도 수행할 필요가 없다. 그러한 접근법은 예컨대 초기화 프로세스를 지원하기에도 너무 많은 왜곡이 존재하는 것과 같이 종래의 부하 변조가 너무 유의한 단점들을 가지게 되는 시나리오들에 특히 적합할 수 있다.

일부 실시예들에서, 칩 시퀀스 기반 통신의 파라미터들은 미리 결정될 수 있고, 예를 들어, 칩 레이트, 칩 시퀀스 길이, 및/또는 데이터 심볼들과 칩 시퀀스들 사이의 링크가 미리 결정될 수 있고, 칩 시퀀스 기반 통신을 지원하는 모든 전력 송신기들 및 전력 수신기들은 동일한 파라미터들을 사용하도록 배열될 수 있다.

다른 실시예들에서, 파라미터들은 적응가능할 수 있고, 예컨대 초기화 또는 협상 단계 동안 결정될 수 있다. 예를 들어, 초기화 및/또는 협상 단계는 디폴트 파라미터들을 사용하여 또는 예컨대 제2 통신 채널을 사용하여 시작될 수 있다. 이 단계 동안, 전력 송신기 및 전력 수신기는 예컨대 칩 레이트, 칩 시퀀스 길이, 및/또는 데이터 심볼들과 칩 시퀀스들 사이의 링크에 대한 적합한 값들을 제안하는 전력 수신기에 의해 사용할 적합한 파라미터들을 결정한다. 이어서, 전력 송신기는 이러한 파라미터들을 확인할 수 있고, 칩 시퀀스 기반 통신은 합의된 파라미터들을 사용하여 진행될 수 있다. 따라서, 그러한 예에서, 전력 송신기 및/또는 전력 수신기는 부하 변조를 위한 디폴트 칩 주파수/칩 시퀀스 길이를 사용하여 전력 수신기와의 통신을 개시하도록 배열될 수 있고, 이어서 전력 수신기로부터 수신된 하나 이상의 메시지들에 응답하여 칩 주파수/칩 시퀀스를 변경하도록 배열될 수 있다.

무선 전력 전송 시스템은 부하 변조 및 부하 변조 검출을 위한 단일 접근법으로서 칩 시퀀스 기반 통신의 사용을 구현할 수 있는데, 이때 예컨대 전력 송신기 및 전력 수신기는 미리 프로그램된, 예를 들면

- 칩 시퀀스(예컨대, 시퀀스를 생성하기 위한 다항식 및 시퀀스 순서)

- 심볼당 칩 수를 갖는다.

상위 레벨의 프로토콜을 제외하고는, 이들 파라미터들은 디바이스들 둘 모두가 서로 통신하기에 충분하다. 채널의 강건성(robustness) 및 처리량의 최적화를 가능하게 하기 위해, 파라미터들 중 어느 하나 또는 둘 모두는 초기 통신이 확립된 후에 재협상되어 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 양 측이 더 높은 처리량을 지원하는 경우, 이들은 더 짧은 길이의 시퀀스들을 협상할 수 있다.

변조 부하는 부하 변조에 의해 야기되는/그에 의존하는/그에 따라 변하는 전력 전송 신호/구동 신호의 부하 인가의 부하 구성요소일 수 있다.

위의 설명은 명료함을 위해 상이한 기능 회로들, 유닛들 및 프로세서들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였음이 인식될 것이다. 그러나, 본 발명으로부터 벗어남이 없이 상이한 기능 회로들, 유닛들 또는 프로세서들 간의 기능의 임의의 적합한 분산이 사용될 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 별개의 프로세서들 또는 제어기들에 의해 수행되도록 예시된 기능이 동일한 프로세서 또는 제어기에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 특정 기능 유닛들 또는 회로들에 대한 언급들은 오로지 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 조직을 나타내기보다는 설명된 기능을 제공하기 위한 적합한 수단에 대한 언급들로 간주되어야 한다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합을 포함한 임의의 적합한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명은 선택적으로 하나 이상의 데이터 프로세서 및/또는 디지털 신호 프로세서 상에서 실행되는 컴퓨터 소프트웨어로서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예의 요소들 및 컴포넌트들은 임의의 적합한 방식으로 물리적으로, 기능적으로 그리고 논리적으로 구현될 수 있다. 실제로 기능은 단일 유닛에서, 복수의 유닛에서, 또는 다른 기능 유닛들의 일부로서 구현될 수 있다. 그렇기 때문에, 본 발명은 단일 유닛에서 구현될 수 있거나, 상이한 유닛들, 회로들 및 프로세서들 간에 물리적으로 그리고 기능적으로 분산될 수 있다.

본 발명이 몇몇 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 본 명세서에 기재된 특정 형태로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다. 또한, 소정 특징이 특정 실시예들과 관련하여 설명되는 것처럼 보일 수 있지만, 당업자는 설명된 실시예들의 다양한 특징들이 본 발명에 따라 조합될 수 있음을 인식할 것이다. 청구항들에서, 용어 '포함하는'은 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.

또한, 개별적으로 열거되지만, 복수의 수단, 요소, 회로 또는 방법 단계는 예를 들어 단일 회로, 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 또한, 개개의 특징들이 상이한 청구항들에 포함될 수 있지만, 이들은 아마도 유리하게 조합될 수 있으며, 상이한 청구항들에의 포함은 특징들의 조합이 실현 가능하지 않고/않거나 유리하지 않다는 것을 암시하지 않는다. 또한 하나의 카테고리의 청구항들에의 소정 특징의 포함은 이 카테고리로의 제한을 암시하는 것이 아니라, 오히려 그 특징이 적절한 바에 따라 다른 청구항 카테고리들에 동등하게 적용될 수 있음을 나타낸다. 하나의 독립 청구항의 종속 청구항에의 소정 특징의 포함은 이러한 독립 청구항으로의 제한을 암시하는 것이 아니라, 오히려 그 특징이 적절한 바에 따라 다른 독립 청구항들에 동등하게 적용될 수 있음을 나타낸다. 또한, 청구항들에서의 특징들의 순서는 특징들이 작용되어야 하는 임의의 특정 순서를 암시하지 않으며, 특히 방법 청구항에서의 개별 단계들의 순서는 단계들이 이 순서대로 수행되어야 함을 암시하지 않는다. 오히려, 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 단수형 언급은 복수를 배제하지 않는다. 이에 따라 "부정관사(a, an)", "제1", "제2" 등에 대한 언급은 복수를 배제하지 않는다. 청구항들에서의 참조 부호들은 단지 명료화 예로서 제공되며, 어떤 방식으로도 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

일반적으로, 전력 송신기, 전력 수신기, 전력 전송 시스템, 및 그를 위한 방법들의 예들은 하기 실시예들에 의해 나타내어진다.

실시예들:

실시예 1. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기(105)에 전력을 무선으로 제공하기 위한 전력 송신기(101)로서, 전력 송신기(101)는,

출력 회로(203, 103)로서, 출력 회로(203, 103)에 인가되는 구동 신호에 응답하여 전력 전송 신호를 생성하도록 배열된 송신기 코일(103)을 포함하는, 상기 출력 회로(203, 103);

구동 신호를 생성하도록 배열된 구동기(201); 및

전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제1 통신기(207)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 제1 통신기(207)

를 포함하고;

제1 통신기(207)는,

기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하도록 배열된 저장소(805)로서, 각각의 기준 칩 시퀀스는 데이터 심볼과 링크되는, 상기 저장소(805);

전력 수신기로부터 수신된 제1 칩 시퀀스를 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키도록 배열된 상관기(803); 및

수신된 데이터 심볼을 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 데이터 심볼로서 결정하도록 배열된 복조기(807)

를 포함하는, 전력 송신기.

실시예 2. 실시예 1에 있어서, 제1 통신기(207)는 출력 회로(203, 103)의 신호를 샘플링하도록 배열된 샘플러(801)를 포함하고, 상관기(803)는 신호의 샘플들로부터 샘플 변조 부하 값들을 결정하도록 그리고 샘플 변조 부하 값들을 기준 칩 시퀀스들의 세트의 기준 칩 시퀀스들에 상관시킴으로써 기준 칩 시퀀스들의 세트에 대한 상관 값들을 결정하도록 배열되는, 전력 송신기.

실시예 3. 실시예 1 또는 실시예 2에 있어서, 제1 통신기(207)는 출력 회로(203, 103)의 신호의 샘플링을 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열되는, 전력 송신기.

실시예 4. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예에 있어서, 출력 회로(203, 103)의 신호의 샘플링의 샘플링 레이트는 부하 변조의 칩 주파수와 동일한, 전력 송신기.

실시예 5. 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예에 있어서, 전력 전송 신호의 동작 주파수는 출력 회로(203, 103)의 신호의 샘플링의 샘플링 레이트의 정수배인, 전력 송신기.

실시예 6. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예에 있어서, 전력 전송 신호의 동작 주파수는 부하 변조의 칩 주파수의 정수배인, 전력 송신기.

실시예 7. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서, 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기(209)를 더 포함하고, 전력 송신기(101)는 제2 통신기(209)를 사용하여 전력 수신기(105)와의 통신을 개시하도록 그리고 전력 수신기(105)로부터 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 제1 통신기(207)로 스위칭하도록 배열되고, 확인 메시지는 각각이 칩 시퀀스에 의해 표현되는 심볼들을 부하 변조에 의해 통신하는 전력 수신기(105)의 능력을 확인하는, 전력 송신기.

실시예 8. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서, 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 상기 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기(209)를 더 포함하고, 전력 송신기(101)는 제1 통신기(207)를 사용하여 전력 수신기(105)와의 통신을 개시하도록 그리고 제1 통신기(207)를 사용하여 전력 수신기(105)로부터 확인 메시지를 수신하는 것이 없는 경우에 제2 통신기(209)를 사용하여 전력 수신기(105)와의 통신으로 스위칭하도록 배열되는, 전력 송신기.

실시예 9. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서, 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 상기 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기(209)를 더 포함하고, 전력 송신기(101)는 제1 통신기(207) 및 제2 통신기(209) 둘 모두를 사용하여 전력 수신기(105)와의 병렬 통신을 수행하도록 배열되는, 전력 송신기.

실시예 10. 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예에 있어서, 기준 칩 시퀀스들의 세트는 2개 초과의 기준 칩 시퀀스들을 포함하는, 전력 송신기.

실시예 11. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 송신기(101)로부터 전력을 무선으로 수신하기 위한 전력 수신기(105)로서, 전력 수신기(105)는,

전력 전송 신호로부터 전력을 추출하도록 배열된 수신기 코일(107)을 포함하는 입력 회로(107, 503); 및

전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 전력 송신기(101)로 송신하도록 배열된 통신기(509)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 통신기(509)

를 포함하고;

통신기(509)는,

송신될 제1 데이터 심볼을 수신하도록 배열된 수신기(601);

제1 데이터 심볼에 대해 할당된 제1 칩 시퀀스를 결정하도록 배열된 결정기(603); 및

전력 전송 신호에 제1 칩 시퀀스를 부하 변조하도록 배열된 부하 변조기(605)

를 포함하는, 전력 수신기.

실시예 12. 실시예 11에 있어서, 통신기(509)는 제1 칩 시퀀스의 부하 변조를 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열되는, 전력 수신기.

실시예 13. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기(105)에 전력을 무선으로 제공하는 전력 송신기(101)를 위한 동작의 방법으로서, 전력 송신기(101)는,

출력 회로(203, 103)로서, 출력 회로(203, 103)에 인가되는 구동 신호에 응답하여 전력 전송 신호를 생성하도록 배열된 송신기 코일(103)을 포함하는, 상기 출력 회로(203, 103); 및

전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제1 통신기(207)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 제1 통신기(207)

를 포함하고;

본 방법은,

구동 신호를 생성하는 단계;

기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하는 단계로서, 각각의 기준 칩 시퀀스는 데이터 심볼과 링크되는, 상기 단계;

전력 수신기로부터 수신된 제1 칩 시퀀스를 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키는 단계; 및

수신된 데이터 심볼을 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 데이터 심볼로서 결정하는 단계를 포함하는, 방법.

실시예 14. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 송신기(101)로부터 전력을 무선으로 수신하는 전력 수신기(105)를 위한 동작의 방법으로서, 전력 수신기(105)는,

전력 전송 신호로부터 전력을 추출하도록 배열된 수신기 코일(107)을 포함하는 입력 회로(107, 503); 및

전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 전력 송신기(101)로 송신하도록 배열된 통신기(509)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 통신기(509)

를 포함하고;

본 방법은,

송신될 제1 데이터 심볼을 수신하는 단계;

제1 데이터 심볼에 대해 할당된 제1 칩 시퀀스를 결정하는 단계; 및

전력 전송 신호에 제1 칩 시퀀스를 부하 변조하는 단계

를 포함하는, 방법.

실시예 15. 실시예 1 내지 실시예 10항 중 어느 한 실시예에 따른 전력 송신기(101) 및 실시예 11 또는 실시예 12에 따른 전력 수신기(105)를 포함하는, 무선 전력 전송 시스템.

Claims (14)

1. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기(105)에 전력을 무선으로 제공하기 위한 전력 송신기(101)로서, 상기 전력 송신기(101)는,
   출력 회로(203, 103)로서, 상기 출력 회로(203, 103)에 인가되는 구동 신호에 응답하여 상기 전력 전송 신호를 생성하도록 배열된 송신기 코일(103)을 포함하는, 상기 출력 회로(203, 103);
   상기 구동 신호를 생성하도록 배열된 구동기(201); 및
   상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 상기 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제1 통신기(207)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스(sequence)인 칩 시퀀스에 의해 표현되고 상기 전력 전송 신호와 동기화되는, 상기 제1 통신기(207)를 포함하고;
   상기 제1 통신기(207)는,
   기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하도록 배열된 저장소(805)로서, 각각의 기준 칩 시퀀스는 데이터 심볼과 링크되는, 상기 저장소(805);
   상기 전력 수신기로부터 수신된 제1 칩 시퀀스를 상기 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키도록 배열된 상관기(803); 및
   수신된 데이터 심볼을 상기 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 상기 데이터 심볼로서 결정하도록 배열된 복조기(807)를 포함하고;
   상기 제1 통신기(207)는 상기 출력 회로(203, 103)의 상기 신호의 샘플링을 상기 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열되는, 전력 송신기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 통신기(207)는 상기 출력 회로(203, 103)의 신호를 샘플링하도록 배열된 샘플러(801)를 포함하고, 상기 상관기(803)는 상기 신호의 샘플들로부터 샘플 변조 부하 값들을 결정하도록 그리고 샘플 변조 부하 값들을 상기 기준 칩 시퀀스들의 세트의 상기 기준 칩 시퀀스들에 상관시킴으로써 상기 기준 칩 시퀀스들의 세트에 대한 상관 값들을 결정하도록 배열되는, 전력 송신기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 통신기(207)는 상기 출력 회로(203, 103)의 상기 신호의 샘플링을 상기 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열되는, 전력 송신기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 회로(203, 103)의 상기 신호의 샘플링의 샘플링 레이트는 상기 부하 변조의 칩 주파수와 동일한, 전력 송신기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 전송 신호의 동작 주파수는 상기 출력 회로(203, 103)의 상기 신호의 샘플링의 샘플링 레이트의 정수배인, 전력 송신기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 전송 신호의 동작 주파수는 상기 부하 변조의 칩 주파수의 정수배인, 전력 송신기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 상기 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 상기 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기(209)를 더 포함하고, 상기 전력 송신기(101)는 상기 제2 통신기(209)를 사용하여 상기 전력 수신기(105)와의 통신을 개시하도록 그리고 상기 전력 수신기(105)로부터 확인 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 제1 통신기(207)로 스위칭하도록 배열되고, 상기 확인 메시지는 각각이 칩 시퀀스에 의해 표현되는 심볼들을 부하 변조에 의해 통신하는 상기 전력 수신기(105)의 능력을 확인하는, 전력 송신기.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 상기 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 상기 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기(209)를 더 포함하고, 상기 전력 송신기(101)는 상기 제1 통신기(207)를 사용하여 상기 전력 수신기(105)와의 통신을 개시하도록 그리고 상기 제1 통신기(207)를 사용하여 상기 전력 수신기(105)로부터 확인 메시지를 수신하는 것이 없는 경우에 상기 제2 통신기(209)를 사용하여 상기 전력 수신기(105)와의 통신으로 스위칭하도록 배열되는, 전력 송신기.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 이진 심볼 값은 변조 부하 전이가 심볼 시간 내에 발생하지 않는 것으로 표현되고 제2 이진 심볼 값은 단일 변조 부하 전이가 상기 심볼 시간 내에 발생하는 것으로 표현되는 상태로 상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 상기 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제2 통신기(209)를 더 포함하고, 상기 전력 송신기(101)는 상기 제1 통신기(207) 및 상기 제2 통신기(209) 둘 모두를 사용하여 상기 전력 수신기(105)와의 병렬 통신을 수행하도록 배열되는, 전력 송신기.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 칩 시퀀스들의 세트는 2개 초과의 기준 칩 시퀀스들을 포함하는, 전력 송신기.
11. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 송신기(101)로부터 전력을 무선으로 수신하기 위한 전력 수신기(105)로서, 상기 전력 수신기(105)는,
    상기 전력 전송 신호로부터 전력을 추출하도록 배열된 수신기 코일(107)을 포함하는 입력 회로(107, 503); 및
    상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 상기 전력 송신기(101)로 송신하도록 배열된 통신기(509)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 통신기(509)를 포함하고;
    상기 통신기(509)는,
    송신될 제1 데이터 심볼을 수신하도록 배열된 수신기(601);
    상기 제1 데이터 심볼에 대해 할당된 제1 칩 시퀀스를 결정하도록 배열된 결정기(603); 및
    상기 전력 전송 신호에 상기 제1 칩 시퀀스를 부하 변조하도록 배열된 부하 변조기(605)를 포함하고,
    상기 통신기(509)는 상기 제1 칩 시퀀스의 부하 변조를 상기 전력 전송 신호에 동기화하도록 배열되는, 전력 수신기.
12. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 수신기(105)에 전력을 무선으로 제공하는 전력 송신기(101)를 위한 동작의 방법으로서, 상기 전력 송신기(101)는,
    출력 회로(203, 103)로서, 상기 출력 회로(203, 103)에 인가되는 구동 신호에 응답하여 상기 전력 전송 신호를 생성하도록 배열된 송신기 코일(103)을 포함하는, 상기 출력 회로(203, 103); 및
    상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 상기 전력 수신기(105)로부터 송신된 심볼들을 수신하도록 배열된 제1 통신기(207)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되고 상기 전력 전송 신호와 동기화되는, 상기 제1 통신기(207)를 포함하고;
    상기 방법은,
    상기 구동 신호를 생성하는 단계;
    기준 칩 시퀀스들의 세트를 저장하는 단계로서, 각각의 기준 칩 시퀀스는 데이터 심볼과 링크되는, 상기 단계;
    상기 전력 수신기로부터 수신된 제1 칩 시퀀스를 상기 기준 칩 시퀀스들의 세트와 상관시키는 단계;
    수신된 데이터 심볼을 상기 제1 칩 시퀀스와의 최고 상관관계가 결정되는 기준 칩 시퀀스에 링크된 상기 데이터 심볼로서 결정하는 단계; 및
    상기 출력 회로(203, 103)의 상기 신호의 샘플링을 상기 전력 전송 신호에 동기화하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 유도 전력 전송 신호를 통해 전력 송신기(101)로부터 전력을 무선으로 수신하는 전력 수신기(105)를 위한 동작의 방법으로서, 상기 전력 수신기(105)는,
    상기 전력 전송 신호로부터 전력을 추출하도록 배열된 수신기 코일(107)을 포함하는 입력 회로(107, 503); 및
    상기 전력 전송 신호의 부하 변조에 의해 심볼들을 상기 전력 송신기(101)로 송신하도록 배열된 통신기(509)로서, 각각의 심볼은 변조 부하 값들의 시퀀스인 칩 시퀀스에 의해 표현되는, 상기 통신기(509)를 포함하고;
    상기 방법은,
    송신될 제1 데이터 심볼을 수신하는 단계;
    상기 제1 데이터 심볼에 대해 할당된 제1 칩 시퀀스를 결정하는 단계;
    상기 전력 전송 신호에 상기 제1 칩 시퀀스를 부하 변조하는 단계; 및
    상기 제1 칩 시퀀스의 부하 변조를 상기 전력 전송 신호에 동기화하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 전력 송신기(101) 및 제11항에 따른 전력 수신기(105)를 포함하는, 무선 전력 전송 시스템.

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