KR20240020844A

KR20240020844A - 복수의 코일들을 포함하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법

Info

Publication number: KR20240020844A
Application number: KR1020220099060A
Authority: KR
Inventors: 구범우; 박재현; 박재석; 변강호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-16
Also published as: WO2024034872A1

Abstract

일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치는, 제1코일을 포함하는 제1공진기, 상기 제1코일과 크기가 다른 제2코일을 포함하는 제2공진기, 스위치를 통해 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 임피던스 매칭 회로, 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 전자 장치에 거치된 제1전자 장치 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 개방시켜 상기 제1공진기를 통해 전력을 전송하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2공진기를 통해 전력을 전송하도록 설정될 수 있다.

Description

복수의 코일들을 포함하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법 {ELECTRONIC DEVICE FOR WIRELESSLY TRANSMITTING POWER INCLUDING A PLURALITY OF COILS AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은, 복수의 코일들을 포함하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법에 관한 것이다.

무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 무선 전력 송신 장치(예: 충전 패드)에 올려놓기만 하면 휴대폰의 배터리가 자동으로 충전될 수 있는 기술을 말한다. 이러한 무선 충전 기술은 전자 제품에 전력 공급을 위한 커넥터를 구비하지 않아도 되어 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않게 되므로 전자 장치의 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있다.

무선 충전 기술이 발전하면서, 하나의 전자 장치(예: 무선 전력 송신 장치)에서 다른 다양한 전자 장치(예: 무선 전력 수신 장치)로 전력을 공급하여 충전하는 방법이 연구되고 있다. 무선 충전 기술에는 코일을 이용한 전자기 유도 방식과, 공진(resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/microwave radiation) 방식이 있다.

예컨대, 스마트폰과 같은 전자 장치를 중심으로 전자기 유도 방식 또는 공진 방식을 이용한 무선 충전 기술이 보급되고 있다. 무선 전력 송신기(power transmitting unit; PTU)(예: 무선 전력 송신 장치)와 무선 전력 수신기(power receiving unit; PRU)(예: 스마트폰 또는 웨어러블 전자 장치)가 접촉하거나 일정 거리 이내로 접근하면, 무선 전력 송신기의 전송 코일(또는 송신 공진기)과 무선 전력 수신기의 수신 코일(또는 수신 공진기) 사이의 전자기 유도 또는 전자기 공진 등의 방법에 의해 무선 전력 수신기의 배터리가 충전될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 거치된 제1전자 장치 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 여기서 상기 전자 장치는 서로 다른 크기를 가지는 제1코일과 제2코일을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치를 개방시켜 상기 제1코일을 포함하는 제1공진기를 통해 전력을 전송하는 동작할 수 있다. 상기 스위치는 적어도 하나의 커패시터에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2코일을 포함하는 제2공진기를 통해 전력을 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

도 1은, 다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3a부터 도 3c는, 다양한 실시 예에 따른 복수의 코일들을 이용하여 전력을 전송하는 전자 장치에 대한 도면들이다.
도 4a는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치와 무선 전력 수신 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치와 무선 전력 수신 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치에 포함된 스위치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1코일 또는 제2코일을 통해 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8a부터 도 8c는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1코일을 통해 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a부터 도 9c는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제2코일을 통해 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1코일 또는 제2코일을 통해 전력을 전송하는 효율을 나타내는 그래프이다.
도 10b는, 다양한 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치가 전자 장치로부터수신한 전력을 크기를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.

도 1은, 다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(195)에 무선으로 전력(103)을 송신할 수 있다. 하나의 예에서, 전자 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력(103)을 송신할 수 있다. 전자 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 전자 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 통신 변복조 회로 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수도 있다. 전자 장치(101)는, WPC(wireless power consortium) 표준 (또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 다른 예에서, 전자 장치(101)는, 공진 방식에 따라 전력(103)을 송신할 수 있다. 공진 방식에 의한 경우에는, 전자 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 아웃-오브-밴드 통신 회로(예: BLE(bluetooth low energy) 통신 회로) 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 코일은 공진 회로를 구성할 수 있다. 전자 장치(101)는, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 (또는, AFA(air fuel alliance) 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 전자 장치(101)는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 전자 장치(101)가 전력(103)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(195)는, 주변에 형성된 시간에 따라 크기가 변경되는 자기장에 의하여 유도 기전력이 발생되는 코일을 포함할 수 있다. 코일을 통하여 유도 기전력을 발생시키는 과정을, 무선 전력 수신 장치(195)가 전력(103)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는, 무선 전력 전송에 관한 표준으로 airFuel inductive(예: PMA(power matters alliance)), 또는 airfuel resonant(예: rezence) 표준에서 정의된 방식, 또는 Qi 표준에서 정의된 방식으로 구현될 수도 있다.

다양한 실시예에 의한 전자 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(195)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(195)와 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(101) 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 FSK(frequency shift keying) 변조 방식에 따라 변조(modulation)를 수행할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(195)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 방식에 따라 변조를 수행할 수 있다. 전자 장치(101) 및/또는 무선 전력 수신 장치(195)는, 코일의 전류, 전압 또는 전력의 주파수 및/또는 진폭에 기반하여, 상대 장치에서 송신하는 데이터를 판단할 수 있다. ASK 변조 방식 및/또는 FSK 변조 방식에 기반하여 변조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터를 송신하는 동작으로 이해될 수 있다. 코일의 전류, 전압 또는 전력의 주파수 및/또는 진폭의 크기에 기반하여 복조(demodulation)를 수행하여 상대 장치에서 송신하는 데이터를 판단하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터를 수신하는 동작으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, 아웃-오브-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(195)와 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)는, 코일 또는 패치 안테나와 별도로 구비된 통신 회로(예: BLE 통신 모듈)를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

본 문서에서, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)가 특정 동작을 수행하는 것은, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 프로세서(예를 들어, 전송 IC 및/또는 MCU(micro controlling unit))와 같은 제어 회로, 코일이 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)가 특정 동작을 수행하는 것은, 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)가 특정 동작을 수행하는 것은, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션이 실행됨에 따라, 프로세서 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.

도 2는, 다양한 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참고하면, 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템은 전자 장치(101), 및 무선 전력 수신 장치(195)를 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(195)가 전자 장치(101) 위에 거치되면, 전자 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(195)에게 무선으로 전력을 공급할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 전력 전송 회로(211), 제어 회로(212), 통신 회로(213), 또는 센싱 회로(214)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전력 전송 회로(211)는 외부로부터 전원(또는 전력)을 입력 받고, 입력된 전원의 전압을 적절하게 변환하는 전력 어댑터(211a), 전력을 생성하는 전력 생성 회로(211b), 또는 송신 코일(211L)과 수신 코일(221L) 사이의 전송 효율을 향상시키는 매칭 회로(211c)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(212)는 전자 장치(101)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 제어 회로(212)는, 무선 전력 송신에 필요한 각종 메시지(예: 인스트럭션)를 생성하여 통신 회로(213)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(212)는 통신 회로(213)로부터 수신된 정보에 기초하여 무선 전력 수신 장치(195)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(212)는 송신 코일(211L)에 의해 생성된 전력이 무선 전력 수신 장치(195)로 전송되도록 전력 전송 회로(211)를 제어할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(213)는 제1 통신 회로(213a) 또는 제2 통신 회로(213b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로(213a)는 예를 들어, 송신 코일(211L)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 동일하거나 인접한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)의 제1 통신 회로(223a)와 인-밴드(in-band, IB) 통신 방식에 기반하여 통신할 수 있다.

제1 통신 회로(213a)는 송신 코일(211L)을 이용하여, 무선 전력 수신 장치(195)의 제 1 통신 회로(223a)와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(213a)에 의해 생성된 데이터(또는 통신 신호)는 송신 코일(211L)을 이용하여 전송될 수 있다. 제1 통신 회로(213a)는 FSK(frequency shift keying) 변조 기법을 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)에게 데이터를 전달할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 통신 회로(213a)는 송신 코일(211L)을 통해 전달되는 전력 신호의 주파수가 변경되도록 함으로써, 무선 전력 수신 장치(195)의 제 1 통신 회로(223a)와 통신할 수 있다. 또는, 제1 통신 회로(213a)는 전력 생성 회로(211b)에서 생성되는 전력 신호에 데이터가 포함되도록 함으로써, 무선 전력 수신 장치(195)의 제 1 통신 회로(223a)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 회로(213a)는 전력 전송 신호의 주파수를 높이거나 낮춤으로써, 변조를 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(195)는, 수신 코일(221L)에서 측정되는 신호의 주파수에 기반하여 복조를 수행함으로써, 전자 장치(101)로부터의 데이터를 확인할 수 있다.

제2 통신 회로(213b)는 예를 들어, 송신 코일(211L)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 다른 주파수를 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)의 제2 통신 회로(223b)와 아웃-오브-밴드(out-of-band, OOB) 통신 방식에 기반하여 통신할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 회로(213b)는 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, 또는 NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 제2 통신 회로(223b)로부터 충전 상태와 관련된 정보(예: rectifier 후 전압 값, 정류된 전압 값(예: Vrect) 정보, 코일(221L) 또는 정류 회로(221b)에서 흐르는 전류 정보(예: Iout), 각종 패킷, 인증 정보 및/또는 메시지)를 획득할 수 있다.

비록 도 2에서 전자 장치(101)는 하나의 송신 코일(211L)을 포함하도록 도시하고 있으나, 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 복수의 코일들(또는 송신 코일들)을 포함할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 제1코일(또는 제1송신 코일)을 통해 전자 장치(101)에 거치되지 않거나 전자 장치(101)에 이격된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 수 있다. 또한, 전자 장치(101)는, 제1코일과 상이한 제2코일(또는 제2송신 코일)을 통해 전자 장치(101)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(214)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 전자 장치(101)의 적어도 하나의 상태를 감지할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(214)는 온도 센서, 움직임 센서, 자기장 센서(hall sensor), 또는 전류(또는 전압) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 온도 센서를 이용하여 전자 장치(101)의 온도 상태를 감지할 수 있고, 움직임 센서를 이용하여 전자 장치(101)의 움직임 상태를 감지할 수 있고, 자기장 센서를 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)와 결합 여부를 감지할 수 있고, 전류(또는 전압)센서를 이용하여 전자 장치(101)의 출력 신호의 상태, 예를 들면, 전류 레벨, 전압 레벨 및/또는 전력 레벨을 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면 전류(또는 전압) 센서는 전력 전송 회로(211)에서 신호를 측정할 수 있다. 전류(또는 전압)센서는 매칭 회로(211c) 또는 전력 생성 회로(211b) 적어도 일부 영역에서 신호를 측정할 수 있다. 예를 들면 전류(또는 전압) 센서는 코일(211L) 앞 단에서 신호를 측정하는 회로를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면 센싱 회로(214)는 이물질 검출(예: 외부 객체 검출(FOD: foreign object detection))을 위한 회로를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 수신 장치(195)는 전력 수신 회로(221), 프로세서(222), 통신 회로(223), 센서들(224), 디스플레이(225), 또는 센싱 회로(226)를 포함할 수 있다. 센서들(224)에는 센싱 회로(226)가 포함될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전력 수신 회로(221)는 전자 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일(221L), Rx IC(227), 충전 회로(221d)(예: PMIC, DCDC converter, switched capacitor, 또는 voltage divider), 또는 배터리(221e)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, Rx IC(227)는 수신 코일(221L)에 연결된 매칭 회로(221a), 수신된 AC 전력을 DC로 정류하는 정류 회로(221b), 또는 충전 전압을 조정하는 조정 회로(예: LDO)(221c)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(222)는 무선 전력 수신 장치(195)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 프로세서(222)는, 무선 전력 수신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(223)로 전달할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(223)는 제1 통신 회로(223a) 또는 제2 통신 회로(223b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로(223a)는 수신 코일(221L)를 통해 전자 장치(101)와 통신할 수 있다.

제1 통신 회로(223a)는 수신 코일(221L)를 이용하여, 전자 장치(101)의 제1 통신 회로(213a)와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(223a)에 의해 생성된 데이터(또는 통신 신호)는 수신 코일(221L)를 이용하여, 전송될 수 있다. 제1 통신 회로(223a)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 기법을 이용하여 전자 장치(101)에 데이터를 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 회로(223a)는, 변조 방식에 따라 전자 장치(101)의 로드의 변경을 야기할 수 있다. 이에 따라, 송신 코일(211L)에서 측정되는 전압, 전류, 또는 전력의 크기 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. 전자 장치(101)의 제1 통신 회로(213a)는, 크기의 변경을 복조함으로써, 무선 전력 수신 장치(195)에 의한 데이터를 확인할 수 있다. 제2 통신 회로(223b)는 블루투스(Bluetooth), BLE, Wi-Fi, 또는 NFC와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 전자 장치(101)와 통신할 수 있다.

본 문서에서 전자 장치(101)와 무선 전력 수신 장치(195)에 의해 송수신되는 패킷, 정보, 또는 데이터는, 제1 통신 회로(223a) 또는 제2 통신 회로(223b) 중 적어도 하나를 통해 송수신될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 센서들(224)은 전류/전압 센서, 온도 센서, 조도 센서, 또는 가속도 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(226)는 전자 장치(101)로부터 수신되는 탐색 신호 또는 전력을 감지하여 전자 장치(101)를 감지할 수 있다. 센싱 회로(226)는 전자 장치(101)으로부터 출력된 신호에 의하여 생성되는 코일(221L) 신호에 의한 코일(221L) 또는 매칭 회로(221a), 또는 정류 회로(221b)의 입/출력단의 신호 변화를 감지할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(226)는 수신회로(221)에 포함될 수도 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(225)는 무선 전력 송수신에 필요한 각종 디스플레이 정보를 표시할 수 있다.

공진 방식에 따라 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치는 전자 장치에 거치되지 않거나 이격된 외부 전자 장치에도 전력을 전송할 수 있다. 다만, 전자 장치에 거치되지 않거나 이격된 외부 전자 장치에 전력을 전송하도록 코일이 설계되어, 전자 장치에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율이 낮아질 수 있다.

본 발명의 공진 방식에 따라 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치는, 전자 장치에 거치되지 않은 제1전자 장치로 전력을 전송하는 제1코일 및 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치로 전력을 전송하는 제2코일을 포함할 수 있다.

본 발명의 전자 장치는, 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치를 제어(예컨대, 개방 또는 단락)하여, 제1코일을 통해 전력을 전자 장치에 거치되지 않은(또는 전자 장치에 이격된) 외부 전자 장치로 전송할 수 있다. 또는, 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치를 제어(예컨대, 개방 또는 단락)하여, 전자 장치에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 제2코일을 통해 전력을 전송할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 전자 장치는, 전자 장치에 이격된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 수 있으면서, 전자 장치에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때에도 전력 전송의 효율을 증가시킬 수 있다.

도 3a부터 도 3c는, 다양한 실시 예에 따른 복수의 코일들을 이용하여 전력을 전송하는 전자 장치에 대한 도면들이다.

도 3a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)(예컨대, 도 1의 전자 장치(101))는, 외부 전자 장치(예컨대, 도 1의 무선 전력 수신 장치(195))로 전력을 전송할 수 있는 제1코일(311)과 제2코일(312)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)과 제2코일(312)은, 전자 장치(301)의 하우징 내부에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)은, 제2코일(312)과 크기, 모양, 또는 형태 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)은, 제2코일(312)보다 클 수 있다. 예컨대, 제2코일(312)은, 제1코일(312) 가운데 내부의 공간에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)은, 연결 부재(미도시)를 통해 제2코일(312)과 연결될 뿐, 제2코일과 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 한편, 도 3a에서 도시된 코일들(311 및 312)의 배치, 형태, 크기, 및/또는 모양은 예시적인 것이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.

도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 외부 전자 장치(303)가 전자 장치(301)에 거치되지 않거나 이격된 경우(예컨대, 외부 전자 장치(303)가 전자 장치(301)에 대하여 호버링 된 경우), 제1코일(311)을 통해 무선으로 전력을 전송할 수 있다.

도 3c를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 외부 전자 장치(303)가 전자 장치(301)에 거치된 경우, 제2코일(312)을 통해 무선으로 전력을 전송할 수 있다.

도 4a는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치와 무선 전력 수신 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 입력 전원(310), 전력 증폭기(320), 필터 회로(330), 제1인덕터(341), 제2인덕터(342), 제1커패시터(351), 제2커패시터(352), 스위치(350), 제1코일(311), 제2코일(312), 및 TX커패시터(361)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전력 증폭기(320)는, 입력 전원(310)으로부터 DC 전압을 구동 전압으로 인가받아 동작할 수 있다. 예컨대, VIN은 입력 전원(310)의 전압 값을 나타낼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 필터 회로(330)는, 전력 증폭기(320)로부터 출력된 신호를 필터링할 수 있다. 예컨대, 필터 회로(330)는, 전력 증폭기(320)로부터 출력된 신호가 지정된 고조파 주파수를 가지도록 설정될 수 있다. 예컨대, 필터 회로(330)는, 전력 증폭기(320)로부터 출력된 신호에 기반하여, n차 고조파 주파수(예컨대, n은 자연수 3, 5, 또는 7) 성분의 신호를 출력시킬 수 있다. 예컨대, 필터 회로(330)는, 복수의 필터들을 포함할 수 있다. 복수의 필터들 각각은, 해당하는 차수의 고조파 주파수 성분의 신호를 출력시킬 수 있는 커패시터와 인덕터를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, LC 공진 회로(또는 임피던스 매칭 회로)는, 제1인덕터(341), 제2인덕터(342), 제1커패시터(351), 제2커패시터(352), 스위치(350), 및 제2코일(312)를 포함할 수 있다. 예컨대, 입력 전압(Vi)은, LC 공진 회로에 인가되는 전압 값을 의미할 수 있다. 입력 전압(Vi)이 LC 공진 회로에 인가됨에 따라, 제2코일(312)에 전류(LSUB)가 도통될 수 있다. 또한, 제2코일(312)에 전류(LSUB)가 도통됨에 따라 제1코일(311)에 전류(LTX)가 도통될 수 있다. 제2코일(312)에 도통되는 전류(LSUB) 및 제1코일(311)에 도통되는 전류(LTX)에 기반하여, 수신 코일(381)에 전류(IRX)가 도통될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1인덕터(341)과 제2인덕터(342)는 서로 동일한 인덕턴스 값(L1P/2)을 가질 수 있다. 또한, 제1인덕터(341)과 제2인덕터(342)는 서로 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 직렬로 연결된 제1인덕터(341)과 제2인덕터(342)의 인덕턴스 합(L1P)은 제2코일(312)의 인덕턴스 값(LSUB)와 동일할 수 있다. 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)는, 서로 동일한 커패시턴스 값(2CPP)을 가질 수 있다. 또한, 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)는, 서로 직렬로 연결될 수 있다. 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)는, 스위치(350)를 통해 제1인덕터(341)와 제2인덕터(342)에 연결될 수 있다. 예컨대, 스위치(350)가 단락되면, 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)는, 제1인덕터(341)와 제2인덕터(342)에 연결될 수 있다. 예컨대, 스위치(350)가 단락되면, LC 공진 회로는 T형 회로망을 형성할 수 있다. 또는, 스위치(350)가 개방되면, 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)는, 제1인덕터(341)와 제2인덕터(342)에 연결되지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따르면, LSUB는 제2코일(312)의 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. CPP는 직렬로 연결된 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)의 커패시턴스 값을 의미할 수 있다. 예컨대, 직렬로 연결된 제1인덕터(341)과 제2인덕터(342)의 인덕턴스 합(L1P)은 제2코일(312)의 인덕턴스 값(LSUB)과 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1인덕터(341), 제2인덕터(342), 제1커패시터(351), 제2커패시터(352), 및 제2코일(312)의 소자값들(LSUB, CPP, 및 L1P)은 수학식 1 내지 수학식 2와 같은 관계를 가질 수 있다. 예컨대, w는 2πf(f는 입력 전압(Vi)의 동작 주파수)를 나타낼 수 있다.

일 실시 예에 따르면, TX 공진 회로는, 제1코일(311) 및 TX커패시터(361)를 포함할 수 있다. LTX는 제1코일(311)의 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. CTX는 TX커패시터(383)의 커패시턴스 값을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1코일(311)과 TX커패시터(361)의 소자값들(LTX와 CTX)은 수학식 3과 같은 관계를 가질 수 있다. 예컨대, w는 2πf(f는 입력 전압(Vi)의 동작 주파수)를 나타낼 수 있다.

일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(303)는, 수신 코일(381), RX커패시터(383) 및 부하부(385)를 포함할 수 있다. 예컨대, 부하부(385)는, 저항값 RL을 가질 수 있다.

RX 공진 회로는, 수신 코일(381) 및 RX커패시터(383)를 포함할 수 있다. LRX는 수신 코일(381)의 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. CRX는 RX커패시터(383)의 커패시턴스 값을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수신 코일(381)과 RX커패시터(383)의 소자값들(LRX와 CRX)은 수학식 4과 같은 관계를 가질 수 있다. 예컨대, w는 2πf(f는 입력 전압(Vi)의 동작 주파수)를 나타낼 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 스위치(350)를 제어할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(301)는, 충전 대상 외부 전자 장치가 전자 장치(301)에 거치되었는지 여부에 따라, 스위치(350)를 제어할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, 스위치(350)를 개방시킬 수 있다. 또는, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, 스위치(350)를 단락시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, LC 공진 회로를 차단(예컨대, 스위치(350)를 개방)하여 제1코일(311)을 포함하는 제1공진기를 통해 외부 전자 장치로 전력을 송출할 수 있다. 예컨대, 제1공진기는, 제1코일(311)과 TX커패시터(361)로 구현될 수 있다. 이때, 전자 장치(301)는, 제1코일(311)과 제2코일(312) 사이의 자기 졀합(MS1)을 통해 제1코일(311)로 높은 크기의 전류(ITX)가 도통되도록 회로를 구성할 수 있다. 이때, 제2코일(312)(또는 제2공진기)은 제1코일(311)(또는 제1공진기)로 전력을 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)과 제2코일(312) 사이의 제1자기 결합(예컨대, MS1)의 크기가 작고, 제2코일(312)의 크기가 작을수록 제1코일(311)에 도통되는 전류(ITX)의 크기가 커질 수 있다. 이에 따라, 제2코일(312)은, 제1코일(311)보다 작은 크기로 구현될 수 있다. 또한, 제1코일(311)과 제2코일(312)은, 작은 크기의 상호 인덕턴스(MS1)을 갖도록 설계될 수 있다. 예컨대, MS1은 제1자기 결합의 상호 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. 예컨대, MS1은 수학식 5와 같은 관계를 가질 수 있다. 여기서 KS1은 제1코일(311)과 제2코일(312) 사이의 결합 계수(또는 커플링 계수)를 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, LC 공진 회로를 이용(예컨대, 스위치(350)를 단락)하여 제2코일(312)을 포함하는 제2공진기를 통해 외부 전자 장치로 전력을 송출할 수 있다. 예컨대, 제2공진기는, 제2코일(312)로 구현될 수 있다. 이때, 전자 장치(301)는, 제2코일(312)에 정전류원이 인가되도록 회로를 구성할 수 있다. 제2코일(312)은, 제1코일(311)보다 작은 크기로 구현될 수 있다. 이때, 제2코일(312)과 수신 코일(381) 사이의 제2자기 결합은, 높은 크기를 가질 수 있다. 예컨대, MS2는 제2자기 결합의 상호 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. 예컨대, MS2는 수학식 6과 같은 관계를 가질 수 있다. 여기서 KS2는 제2코일(312)과 수신 코일(381) 사이의 결합 계수(또는 커플링 계수)를 의미할 수 있다.

예컨대, 제3자기 결합은, 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이의 자기 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, M12는 제3자기 결합의 상호 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. 예컨대, MS3는 수학식 7과 같은 관계를 가질 수 있다. 여기서 K12는 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이의 결합 계수(또는 커플링 계수)를 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)가 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, KS1은 KS2보다 매우 큰 값을 가질 수 있고, KS2은 K12과 거의 동일한 값을 가질 수 있다. 또한, 전자 장치(301)가 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, KS2가 K12보다 매우 큰 값을 가질 수 있고, KS1은 KS2와 거의 동일한 값을 가질 수 있다. 제1코일(311)과 제2코일(312)은, 상기의 KS1, KS2, K12에 대한 조건이 만족되도록 설계될 수 있다. 즉, 상기의 조건에 만족되도록 제1코일(311)과 제2코일(312) 각각의 크기와 배치가 결정될 수 있다.

한편, 도 4a에 도시된 전자 장치(301)와 무선 전력 수신 장치(303)의 구성 요소들은 등가적인 값을 가지는 저항, 인덕터, 및 커패시터로 구현되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.

도 4b는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치와 무선 전력 수신 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.

도 4b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(302)는, 도 4a의 전자 장치(301)와 대비할 때, 제3커패시터(354)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, LC 공진 회로(또는 임피던스 매칭 회로)는, 제1인덕터(341), 제2인덕터(342), 제1커패시터(351), 제2커패시터(352), 제3커패시터(354), 스위치(350), 및 제2코일(312)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제3커패시터(354)는, 제2코일(312)에 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 제2공진기는, 제2코일(312)과 제3커패시터(354)로 구현될 수 있다. 제3커패시터(354)는, 제2공진기의 등가 커패시터일 수 있다. 전자 장치(302)는, 제2공진기를 통해, 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 수 있다. 이때, 전자 장치(301)는, 제2공진기에 정전류원이 인가되도록 회로를 구성할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, CSUB는 제3커패시터(354)의 커패시턴스 값을 의미할 수 있다. CSUB는 제3커패시터(354)의 커패시턴스 값을 의미할 수 있다. LSUB는 제2코일(312)의 인덕턴스 값을 의미할 수 있다. CPP는 직렬로 연결된 제1커패시터(351)와 제2커패시터(352)의 커패시턴스 값을 의미할 수 있다. 예컨대, 직렬로 연결된 제1인덕터(341)과 제2인덕터(342)의 인덕턴스 합(L1P)은 제2코일(312)의 인덕턴스 값(LSUB)과 상이할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1인덕터(341), 제2인덕터(342), 제1커패시터(351), 제2커패시터(352), 제3커패시터(354) 및 제2코일(312)의 소자값들(LSUB, CPP, CSUB 및 L1P)은 수학식 8 내지 수학식 9와 같은 관계를 가질 수 있다. 예컨대, w는 2πf(f는 입력 전압(Vi)의 동작 주파수)를 나타낼 수 있다.

상술한 점을 제외하고, 도 4b의 전자 장치(302)는, 도 4a의 전자 장치(301)와 동일 또는 유사하게 구현될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용은 생략될 것이다.

도 5는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301-1)는, 도 4a의 전자 장치(301)와 비교할 때, 제1인덕터(341) 및 제2인덕터(342)를 포함하지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301-1), 전력 증폭기(320)의 제1출력 단자에 연결된 제1필터 회로(331)와 전력 증폭기(320)의 제2출력 단자에 연결된 제2필터 회로(336)를 포함할 수 있다. 제1필터 회로(331)와 제2필터 회로(336) 각각은, 3차 고조파 주파수(f3=3*f)를 출력하기 위한 서로 직렬로 연결된 인덕터(L3)와 커패시터(C3)(예컨대, 3차 고조파 주파수 필터), 5차 고조파 주파수(f5=5*f)를 출력하기 위한 서로 직렬로 연결된 인덕터(L5)와 커패시터(C5)(예컨대, 5차 고조파 주파수 필터), 및 7차 고조파 주파수(f7=7*f)를 출력하기 위한 서로 병렬로 연결된 인덕터(L7)(332 및 337)와 커패시터(C7)(333 및 338)(예컨대, 7차 고조파 주파수 필터)를 포함할 수 있다. 제1필터 회로(331)는, 7차 고조파 주파수를 출력하기 위한 인덕터(332)에 직렬로 연결된 커패시터(334)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2필터 회로(336)는, 7차 고조파 주파수를 출력하기 위한 인덕터(337)에 직렬로 연결된 커패시터(339)를 더 포함할 수 있다. 즉, 제1필터 회로(331)와 제2필터 회로(336) 각각에 포함된 7차 고조파 주파수 필터에 커패시터(334 및 339)가 더 추가될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1필터 회로(331)와 제2필터 회로(336) 각각에 포함된 인덕터들(L3,L5,L7)과 커패시터들(C3,C5,C7,C1P) 및 L1P는 수학식 10 내지 수학식 13과 같은 관계를 가질 수 있다. 예컨대, w는 2πf(f는 입력 전원(VIN)의 동작 주파수)를 나타낼 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1필터 회로(331)는, L1P/2와 동일 또는 거의 동일한 임피던스 값을 가질 수 있다. 또한, 제2필터 회로(336)는, L1P/2와 동일 또는 거의 동일한 임피던스 값을 가질 수 있다. 예컨대, L1P는, 제2코일(312)의 인덕터 값과 동일할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301-1)는, 제1필터 회로(331), 제2필터 회로(336)를 통해, 도 4a의 LC 공진 회로에 포함된 제1인덕터(341)와 제2인덕터(342)를 등가적으로 구현할 수 있다. 이를 통해, 전자 장치(301-1)는, 제1필터 회로(331)와 제2필터 회로(336) 각각에 하나의 커패시터(334 또는 339)를 추가하여 도 4a의 LC 공진 회로와 등가적인 LC 공진 회로를 구현할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 도 5에서 설명한 제1필터 회로(331), 제2필터 회로(336)를 통해, 제1인덕터(341)와 제2인덕터(342)를 등가적으로 구현하는 기술적 특징은, 도 4b의 전자 장치(302)에도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 중복되는 내용은 생략될 것이다.

일 실시 예에 따라, 본 발명의 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치는, 도 4a에 도시된 전자 장치(301), 도 4b에 도시된 전자 장치(302), 또는 도 5에 도시된 전자 장치(301-1) 중 어느 하나의 전자 장치로 구현될 수 있다.

도 6은, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치에 포함된 스위치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따라, 스위치(350)는 제1MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)(371) 및 제2MOSFET(372), 제1다이오드(373), 제2다이오드(374), 저항(375), 및 커패시터(376)를 포함할 수 있다. 예컨대, 스위치(350)는, 양방향 스위치(bidirectional switch)로 구현될 수 있다. 예컨대, 제1MOSFET(371)과 제2MOSFET(372)은 서로 반대 방향으로 배치된 N형 MOSFET으로 구현될 수 있다. 예컨대, 전자 장치(301)(또는 제어 회로(212))는, 제1MOSFET(371) 및/또는 제2MOSFET(372)에 바이어스 전압(예컨대, 입력 전압(Vi))을 인가하여 전류의 도통 또는 차단을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1다이오드(373), 제2다이오드(374), 저항(375), 및 커패시터(376)는 스위치(350)의 개방과 단락 시 전류의 급격한 변화를 방지하기 위한 보호 회로로 기능될 수 있다. 예컨대, 저항(375)의 저항값(RR)과 커패시터(375)의 커패시턴스 값(CR)은 스위치(350)의 보호를 위한 값을 갖도록 설계될 수 있다.

한편, 도 6은, 스위치(350)의 기능을 수행할 수 있는 회로의 일 예를 설명한 것이고, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예컨대, 본 발명의 스위치(350)는 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 회로들이 적용될 수 있다.

이하에서, 설명하는 전자 장치(301)의 동작은, 제어 회로(212)에 의해 수행 또는 제어될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 동작의 주체는 전자 장치(301 또는 301-1)로 가정하고 설명할 것이다.

도 7은, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1코일 또는 제2코일을 통해 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 701에서 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치된 제1전자 장치 또는 거치되지 않은 제2전자 장치 중 어느 전자 장치로 전력을 전송할지 결정할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(301)는, 사용자의 선택에 따라 전력을 전송할 전자 장치를 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 동작 703에서, 전자 장치(301)는, 제1전자 장치와 제2전자 장치 중 제1전자 장치로 전력을 전송할 지 여부를 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1전자 장치와 제2전자 장치 중 제1전자 장치로 전력을 전송할 것이 확인되면(703의 예), 동작 705에서, 전자 장치(301)는, 스위치(350)를 개방시킬 수 있다. 동작 707에서, 전자 장치(301)는, 제1코일(311)을 포함하는 제1공진기와 제2코일(312)을 포함하는 제2공진기 중 제1공진기(또는 제1코일(311)를 이용하여 전자 장치(301)에 거치되지 않은 제1전자 장치로 전력을 전송할 수 있다. 이때, 전자 장치(301)는, 제1공진기(또는 제1코일(311)에 인가되는 전류에 기반하여 제1전자 장치로 전력을 전송 또는 송출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1전자 장치와 제2전자 장치 중 제1전자 장치로 전력을 전송하지 않을 것이 확인되면(703의 아니오)(즉, 제2전자 장치로 전력을 전송할 것이 확인되면), 동작 709에서, 전자 장치(301)는, 스위치(350)를 단락시킬 수 있다. 동작 711에서, 전자 장치(301)는, 제1코일(311)을 포함하는 제1공진기와 제2코일(312)을 포함하는 제2공진기 중 제2공진기(또는 제2코일(312))를 이용하여 전자 장치(301)에 거치된 제2전자 장치로 전력을 전송할 수 있다. 이때, 전자 장치(301)는, 제2공진기(또는 제2코일(312))에 인가되는 전류에 기반하여 제2전자 장치로 전력을 전송 또는 송출할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 전력을 전송할 외부 전자 장치의 거치 상태에 기반하여, 제1코일(311)을 포함하는 제1공진기와 제2코일(312)을 포함하는 제2공진기 중 어느 하나의 공진기(또는 코일)을 통해 전력을 송출할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(301)는, 전력을 전송할 외부 전자 장치가 거치되지 않은 경우, 스위치(350)를 개방시킬 수 있다. 이후, 전자 장치(301)는, 제1공진기(또는 제1코일(311))을 통해 전력을 전송할 수 있다. 또는, 전자 장치(301)는, 전력을 전송할 외부 전자 장치가 거치된 경우, 스위치(350)를 단락시킬 수 있다. 이후 전자 장치(301)는, 제2공진기(또는 제2코일(312))을 통해 전력을 전송할 수 있다.

도 8a부터 도 8c는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1코일을 통해 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 8a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치(또는 전자 장치(301)에 대해 호버링된 외부 전자 장치)로 전력을 전송할 때, 스위치(350)를 개방시킬 수 있다. 스위치(350)의 개방으로 인해, 제1커패시터(351) 및 제2커패시터(352)는 제1인덕터(341) 및 제2인덕터(342)와 연결되지 않을 수 있다. 스위치(350)의 개방으로 인해, LC 공진 회로에 포함된 제1커패시터(351) 및 제2커패시터(352)에 의한 임피던스 변형이 발생되지 않을 수 있다. 제1코일(311)과 제2코일(312) 사이의 제1결합 계수를 나타내는 KS1은 제2코일(312)과 수신 코일(381) 사이의 제2결합 계수를 나타내는 KS2보다 매우 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 제2결합 계수를 나타내는 KS2은 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이의 제3결합 계수를 나타내는 K12과 거의 동일한 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 자기 결합(MS1)은 다른 자기 결합들(MS2 및 M12)에 비해 큰 세기를 가질 수 있다.

도 8b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제2코일(312)과 제1코일(311) 사이의 자기 결합(MS1)으로 인해, 등가적으로 자이레이터(322)가 형성될 수 있다. 예컨대, 자이레이터(322)의 자이레이터 이득(gyrator gain)은,

일 수 있다.

도 8b와 도 8c를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 자이레이터(322)에 의해 제1코일(311)에 높은 크기(예컨대, 10~100A)를 가지는 전류(ITX)가 도통될 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)에 자이레이터(322)에 의해 정전류(constant current)(316)에 대응하는 전류(ITX)가 도통될 수 있다. 예컨대, 정전류(316)의 크기는 입력 전원(315)의 크기에 기반할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 정전류(316)의 크기는 수학식 14와 같은 관계를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전압-전류 변환에 의해, 등가 임피던스(328)는 ZTH의 값을 가질 수 있고, ZTH는 수학식 15와 같은 관계를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1코일(311)에 인가되는 전류(ITX)의 크기는 수학식 16과 같은 관계를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1코일(311)에 도통되는 전류(ITX)는, 제2코일(312)에 도통되는 전류보다 매우 클 수 있다. 예컨대, 제1코일(311)에 도통되는 전류(ITX)는, 제2코일(312)에 도통되는 전류보다 매우 크기 때문에, 제2코일(312)과 수신 코일(381) 사이의 자기 결합(MS2)에 의한 영향은 거의 없거나 크지 않을 수 있다. 상기의 수학식 12 내지 14에 따른 TX 공진 관계식에 기반하여, 제1코일(311)에 정전류(316)가 도통되는 회로가 등가적으로 구현될 수 있다. 예컨대, 정전류(316)의 크기(Ii)는 입력 전원(315)의 크기(Vi) 및 제1자기 결합의 크기(MS1)에 기반할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 제1코일(311)에 높은 크기의 전류(ITX)를 도통시켜, 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치(또는 전자 장치(301)에 대하여 호버링된 외부 전자 장치)로 전력을 전송할 수 있다. 이때, 제1코일(311)에 도통되는 높은 크기의 전류(ITX)로 인해, 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이에 강한 자기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(301)는, 제1공진기(또는 제1코일(311))을 통해, 대부분의 전력을 외부 전자 장치로 전송할 수 있다.

도 9a부터 도 9c는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제2코일을 통해 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 때, 스위치(350)를 단락시킬 수 있다. 스위치(350)의 단락으로 인해, 제1커패시터(351) 및 제2커패시터(352)는 제1인덕터(341) 및 제2인덕터(342)와 연결될 수 있다. 스위치(350)의 단락으로 인해, LC 공진 회로에 포함된 제1커패시터(351) 및 제2커패시터(352)에 의한 임피던스 변형이 발생될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 외부 전자 장치(예컨대, 도 2의 무선 전력 수신 장치(195))가 전자 장치(301)에 거치됨에 따라, 제2코일(312)과 수신 코일(381)은 서로 맞닿게 배치될 수 있다. 제2코일(312)과 수신 코일(381) 사이의 제2결합 계수를 나타내는 KS2은 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이의 제3결합 계수를 나타내는 K12보다 매우 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 제1코일(311)과 제2코일(312) 사이의 제1결합 계수를 나타내는 KS1은 제2결합 계수를 나타내는 KS2와 거의 동일한 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이의 자기 결합(M12)에 의한 영향은 거의 없거나 크지 않을 수 있다.

도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제2코일(312)과 수신 코일(381) 사이의 자기 결합(MS2)으로 인해 등가적으로 자이레이터(324)가 형성될 수 있다. 예컨대, 자이레이터(324)의 자이레이터 이득(gyrator gain)은,

일 수 있다.

일 실시 예에 따라, LC 공진 회로에 포함된 등가 인덕터(343), 제2코일(312), 및 등가 커패시터(353)는 T형 회로망(예컨대, T-network)을 형성할 수 있다. 예컨대, 제2코일(312)의 인덕턴스 값(LSUB)는, 등가 인덕터(343)의 인덕턴스 값(L1P)과 동일 내지 거의 동일할 수 있다. 예컨대, T형 회로망은 자이레이터를 형성할 수 있다. 이때, T형 회로망의 자이레이터 이득은,

일 수 있다. T형 회로망와 자이레이터(324)은 서로 결합하여 등가 변형기(transformer)로 동작할 수 있다.

도 9b와 도 9c를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제2코일(312)에 도통되는 전류(ISUB)는 Vi에 T형 회로망의 자이레이터 이득인

을 곱한 값일 수 있다. 또한, 제2코일(312)에 도통되는 전류(ISUB)는 무선 전력 수신 장치(303)에 인가되는 전압에 자이레이터(324)의 자이레이터 이득의 켤레 복소수 값인(

)을 곱한 값일 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치(303)에 인가되는 전압(317)이 나타내는 전압값(NVi)은,

과 같은 관계를 가질 수 있다. 예컨대, N은

일 수 있다. 예컨대, N은, 등가 변형기의 턴비(또는 승압비)를 의미할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 수신 장치(303)에 정전압(317)이 인가되는 회로가 등가적으로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(303)에 정전압(317)이 인가될 수 있다. 예컨대, 정전압(317)의 크기(NVi)는 입력 전원(315)의 크기(Vi), 제2자기 결합의 크기(MS2), 및 등가 인덕터(343)의 크기(L1P)에 기반할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 외부 전자 장치가 전자 장치(301)에 거치됨에 따라, 외부 전자 장치에 포함된 금속 성분으로 인해 제1코일(311)의 인덕턴스(LTX)의 크기가 감소될 수 있다. 또한, 제1코일(311)에 도통되는 전류(ITX)의 크기도 제2코일(312)에 도통되는 전류(ISUB)의 크기와 유사한 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)는, 제2공진기(또는 제2코일(312))을 통해, 대부분의 전력을 외부 전자 장치로 전송할 수 있다. 한편, 제2결합 계수(KS2)가 제3결합 계수(K12)보다 매우 크고, 제1코일(311)에 도통되는 전류(ITX)도 제2코일(312)에 도통되는 전류(ISUB)보다 크지 않기 때문에, 제1코일(311)과 수신 코일(381) 사이의 자기 결합(M12)에 의한 영향은 거의 없을 수 있다.

도 10a는, 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1코일 또는 제2코일을 통해 전력을 전송하는 효율을 나타내는 그래프이다.

도 10a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제1그래프(1005)는, 전자 장치(301)가, 스위치(350)를 단락한 후, 제2코일(312)을 통해 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율을 나타내는 그래프이다. 제2그래프(1010)는, 전자 장치(301)가, 스위치(350)를 개방한 후, 제1코일(312)을 통해 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율을 나타내는 그래프이다. 제3그래프(1020)는, 기존과 같이, 하나의 코일만을 포함하는 전자 장치가 전자 장치에 거치되거나 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율을 나타내는 그래프이다. 예컨대, 거리가 0부터 1 사이의 구간은, 외부 전자 장치가 전자 장치에 거치된 구간을 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제1그래프(1005)와 제3그래프(1020)를 비교하면, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율이 기존의 전자 장치가 전력을 전송하는 효율보다 높을 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제2그래프(1010)와 제3그래프(1020)를 비교하면, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율이 기존의 전자 장치가 전력을 전송하는 효율과 비슷할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 전자 장치(300)는, 기존의 전자 장치와 비교할 때, 전자 장치(300)에 거치된 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 효율을 크게 증가시킬 수 있다.

도 10b는, 다양한 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치가 전자 장치로부터수신한 전력을 크기를 나타내는 그래프이다.

도 10b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제4그래프(1030)는, 전자 장치(301)가, 스위치(350)를 단락한 후, 제2코일(312)을 통해 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 전송된 전력(예컨대, 수신 전력)의 크기를 나타내는 그래프이다. 제5그래프(1040)는, 전자 장치(301)가, 스위치(350)를 개방한 후, 제1코일(312)을 통해 전자 장치(301)에 거치되지 않은 외부 전자 장치로 전송된 전력(예컨대, 수신 전력0의 크기를 나타내는 그래프이다.

일 실시 예에 따라, 제4그래프(1030)를 참조하면, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 거치된 외부 전자 장치로 높은 크기의 전력을 전송할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 제5그래프(1040)를 참조하면, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)에 이격된 외부 전자 장치로 전력을 전송할 수 있다. 또한, 전자 장치(301)는, 전자 장치(301)를 기준으로 원거리에 위치하는 외부 전자 장치로 상당한 크기의 전력을 전송할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 전자 장치(300)는, 기존의 전자 장치와 비교할 때, 전자 장치(300)에 거치된 외부 전자 장치로 높은 크기의 전력을 전송할 수 있다. 또한, 전자 장치(300)는, 전자 장치(301)를 기준으로 원거리에 위치하는 외부 전자 장치로 상당한 크기의 전력을 전송할 수 있다.

상술한 전자 장치(101, 301, 301-1) 및 무선 전력 수신 장치(195, 303)는, 하기의 전자 장치(1101, 1102, 1104)와 동일 내지 유사하게 구현될 수 있다.

도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1100) 내의 전자 장치(1101)의 블록도이다. 도 11을 참조하면, 네트워크 환경(1100)에서 전자 장치(1101)는 제 1 네트워크(1198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1104) 또는 서버(1108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)는 서버(1108)를 통하여 전자 장치(1104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)는 프로세서(1120), 메모리(1130), 입력 모듈(1150), 음향 출력 모듈(1155), 디스플레이 모듈(1160), 오디오 모듈(1170), 센서 모듈(1176), 인터페이스(1177), 연결 단자(1178), 햅틱 모듈(1179), 카메라 모듈(1180), 전력 관리 모듈(1188), 배터리(1189), 통신 모듈(1190), 가입자 식별 모듈(1196), 또는 안테나 모듈(1197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1176), 카메라 모듈(1180), 또는 안테나 모듈(1197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1160))로 통합될 수 있다.

프로세서(1120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1140))를 실행하여 프로세서(1120)에 연결된 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1176) 또는 통신 모듈(1190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1132)에 저장하고, 휘발성 메모리(1132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1120)는 메인 프로세서(1121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1101)가 메인 프로세서(1121) 및 보조 프로세서(1123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(1123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1121)와 함께, 전자 장치(1101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1160), 센서 모듈(1176), 또는 통신 모듈(1190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1180) 또는 통신 모듈(1190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(1101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(1130)는, 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1120) 또는 센서 모듈(1176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1130)는, 휘발성 메모리(1132) 또는 비휘발성 메모리(1134)를 포함할 수 있다.

프로그램(1140)은 메모리(1130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1142), 미들 웨어(1144) 또는 어플리케이션(1146)을 포함할 수 있다.

입력 모듈(1150)은, 전자 장치(1101)의 구성요소(예: 프로세서(1120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 모듈(1155)은 음향 신호를 전자 장치(1101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

디스플레이 모듈(1160)은 전자 장치(1101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(1170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1170)은, 입력 모듈(1150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1155), 또는 전자 장치(1101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(1176)은 전자 장치(1101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(1177)는 전자 장치(1101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(1178)는, 그를 통해서 전자 장치(1101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(1179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(1180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(1188)은 전자 장치(1101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(1189)는 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(1190)은 전자 장치(1101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102), 전자 장치(1104), 또는 서버(1108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1190)은 프로세서(1120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1190)은 무선 통신 모듈(1192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(1104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1192)은 가입자 식별 모듈(1196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1198) 또는 제 2 네트워크(1199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(1192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1192)은 전자 장치(1101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(1197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1198) 또는 제 2 네트워크(1199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1199)에 연결된 서버(1108)를 통해서 전자 장치(1101)와 외부의 전자 장치(1104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1102, 또는 1104) 각각은 전자 장치(1101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1102, 1104, 또는 1108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(1101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1104) 또는 서버(1108)는 제 2 네트워크(1199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치(101, 301, 301-1)는, 제1코일(311)을 포함하는 제1공진기, 상기 제1코일과 크기가 다른 제2코일(312)을 포함하는 제2공진기, 스위치(350)를 통해 연결된 적어도 하나의 커패시터(351, 352, 353)를 포함하는 임피던스 매칭 회로, 및 컨트롤러(212)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 전자 장치에 거치된 제1전자 장치 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 개방시켜 상기 제1공진기를 통해 전력을 전송하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2공진기를 통해 전력을 전송하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 매칭 회로는 적어도 하나의 인덕터(341, 342, 343)를 더 포함할 수 있다, 일 실시 에에 따라, 상기 스위치가 단락되면, 상기 임피던스 매칭 회로에 의해 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제2코일을 포함하는 t형 회로망이 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치는 복수의 인덕터들과 복수의 커패시터들을 포함하는 필터 회로(330)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 스위치가 단락되면, 상기 임피던스 매칭 회로에 의해 상기 필터 회로, 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제2코일을 포함하는 t형 회로망이 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 필터 회로에 포함된 복수의 필터들 중 제1필터는, 제1커패시터(333)와 제2커패시터(334), 및 제1인덕터(332)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제1커패시터는 상기 제1인덕터와 병렬로 연결되고, 상기 제2커패시터는 상기 제1인덕터와 직렬로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 제1공진기를 통해 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 제1코일 사이의 자기 결합에 의해 상기 전자 장치의 입력 전압에 대응하는 전류가 상기 제1코일에 도통될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 제1공진기를 통해 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 제1코일과 상기 제2코일 사이의 제1커플링 계수는 상기 제2코일과 상기 외부 전자 장치에 포함된 제3코일 사이의 제2커플링 계수보다 크고, 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 제3코일 사이의 제3커플링 계수와 거의 동일한 값을 가질 수 있다,

일 실시 예에 따라, 상기 제2공진기를 통해 상기 제2전자 장치로 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 재2전자 장치에 포함된 수신 코일 사이의 커플링에 의해 상기 전자 장치의 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2전자 장치에 제공될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 제2공진기를 통해 상기 제2전자 장치로 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 제2전자 장치에 포함된 제3코일 사이의 제2커플링 계수는 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 수신 코일 사이의 제3커플링 계수보다 크고, 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 제2코일 사이의 제1커플링 계수와 거의 동일한 값을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 제1공진기를 통해, 상기 전자 장치와 이격된 상기 제1전자 장치에 전력을 전송하도록 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 제1코일과 상기 제2코일은 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치(101, 301, 301-1)의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 거치된 제1전자 장치(195, 303) 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치(195, 303) 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 여기서 상기 전자 장치는 서로 다른 크기를 가지는 제1코일(311)과 제2코일(312)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치(350)를 개방시켜 상기 제1코일을 포함하는 제1공진기를 통해 전력을 전송하는 동작할 수 있다. 상기 스위치는 적어도 하나의 커패시터(351, 352, 353)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2코일을 포함하는 제2공진기를 통해 통해 전력을 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송하는 동작은, 상기 제1공진기를 통해, 상기 전자 장치와 이격된 상기 제1전자 장치에 전력을 전송하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 비일시적 기록매체(1130)는, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치(101, 301, 301-1)에 거치된 제1전자 장치(195, 303) 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치(195, 303) 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 여기서 상기 전자 장치는 서로 다른 크기를 가지는 제1코일(311)과 제2코일(312)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치(350)를 개방시켜 상기 제1코일을 포함하는 제1공진기를 통해 통해 전력을 전송하는 동작할 수 있다. 상기 스위치는 적어도 하나의 커패시터(351, 352, 353)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2코일을 포함하는 제2공진기를 통해 전력을 전송하는 동작을 실행할 수 있는 인스트럭션을 저장하는 기록매체.

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(1101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1136) 또는 외장 메모리(1138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1101))의 프로세서(예: 프로세서(1120))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 스토어^TM)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.

301: 전자 장치
303: 무선 전력 수신 장치
311: 제1코일
312: 제2코일
381: 수신 코일

Claims

무선으로 전력을 전송하는 전자 장치(101, 301, 301-1)에 있어서,
제1코일(311)을 포함하는 제1공진기;
상기 제1코일과 크기가 다른 제2코일(312)을 포함하는 제2공진기;
스위치(350)를 통해 연결된 적어도 하나의 커패시터(351, 352, 353)를 포함하는 임피던스 매칭 회로; 및
컨트롤러(212)를 포함하고, 상기 컨트롤러는,
상기 전자 장치에 거치된 제1전자 장치(195, 303) 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치(195, 303) 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하고,
상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 개방시켜 상기 제1공진기를 통해 전력을 전송하고,
상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2공진기를 통해 전력을 전송하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 임피던스 매칭 회로는 적어도 하나의 인덕터(341, 342, 343)를 더 포함하고,
상기 스위치가 단락되면, 상기 임피던스 매칭 회로에 의해 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제2코일을 포함하는 t형 회로망이 형성되는 전자 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전자 장치는 복수의 인덕터들과 복수의 커패시터들을 포함하는 필터 회로(330)를 더 포함하고,
상기 스위치가 단락되면, 상기 임피던스 매칭 회로에 의해 상기 필터 회로, 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제2코일을 포함하는 t형 회로망이 형성되는 전자 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 필터 회로에 포함된 복수의 필터들 중 제1필터는, 제1커패시터(333)와 제2커패시터(334), 및 제1인덕터(332)를 포함하고,
상기 제1커패시터는 상기 제1인덕터와 병렬로 연결되고, 상기 제2커패시터는 상기 제1인덕터와 직렬로 연결되는 전자 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1공진기를 통해 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 제1코일 사이의 자기 결합에 의해 상기 전자 장치의 입력 전압에 대응하는 전류가 상기 제1코일에 도통되는 전자 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1공진기를 통해 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 제1코일과 상기 제2코일 사이의 제1커플링 계수는 상기 제2코일과 상기 외부 전자 장치에 포함된 제3코일 사이의 제2커플링 계수보다 크고, 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 제3코일 사이의 제3커플링 계수와 거의 동일한 값을 가지는 전자 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2공진기를 통해 상기 제2전자 장치로 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 재2전자 장치에 포함된 수신 코일 사이의 커플링에 의해 상기 전자 장치의 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2전자 장치에 제공되는 전자 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2공진기를 통해 상기 제2전자 장치로 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 제2전자 장치에 포함된 제3코일 사이의 제2커플링 계수는 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 수신 코일 사이의 제3커플링 계수보다 크고, 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 제2코일 사이의 제1커플링 계수와 거의 동일한 값을 가지는 전자 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,, 상기 컨트롤러는,
상기 제1공진기를 통해, 상기 전자 장치와 이격된 상기 제1전자 장치에 전력을 전송하도록 설정된 전자 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1코일과 상기 제2코일은 전기적으로 연결되지 않은 전자 장치.
무선으로 전력을 전송하는 전자 장치(101, 301, 301-1)의 동작 방법에 있어서,
상기 전자 장치에 거치된 제1전자 장치(195) 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치(195) 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하는 동작, 여기서 상기 전자 장치는 서로 다른 크기를 가지는 제1코일(311)과 제2코일(312)을 포함하고;
상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치(350)를 개방시켜 상기 제1코일을 포함하는 제1공진기를 통해 전력을 전송하는 동작, 여기서 상기 스위치는 적어도 하나의 커패시터(351, 352, 353)에 연결되고; 및
상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2코일을 포함하는 제2공진기를 통해 전력을 전송하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제11항에 있어서,
상기 임피던스 매칭 회로는 적어도 하나의 인덕터(341, 342, 343)를 더 포함하고,
상기 스위치가 단락되면, 상기 임피던스 매칭 회로에 의해 상기 적어도 하나의 인덕터, 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제2코일을 포함하는 t형 회로망이 형성되는 전자 장치의 동작 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 전자 장치는 복수의 인덕터들과 복수의 커패시터들을 포함하는 필터 회로(330)를 더 포함하고,
상기 스위치가 단락되면, 상기 임피던스 매칭 회로에 의해 상기 필터 회로, 상기 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제2코일을 포함하는 t형 회로망이 형성되는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 필터 회로에 포함된 복수의 필터들 중 제1필터는, 제1커패시터(333)와 제2커패시터(334), 및 제1인덕터(332)를 포함하고,
상기 제1커패시터는 상기 제1인덕터와 병렬로 연결되고, 상기 제2커패시터는 상기 제1인덕터와 직렬로 연결되는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1공진기를 통해 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 제1코일 사이의 자기 결합에 의해 상기 전자 장치의 입력 전압에 대응하는 전류가 상기 제1코일에 도통되는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1공진기를 통해 상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 제1코일과 상기 제2코일 사이의 제1커플링 계수는 상기 제2코일과 상기 외부 전자 장치에 포함된 제3코일 사이의 제2커플링 계수보다 크고, 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 제3코일 사이의 제3커플링 계수와 거의 동일한 값을 가지는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2공진기를 통해 상기 제2전자 장치로 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 재2전자 장치에 포함된 수신 코일 사이의 커플링에 의해 상기 전자 장치의 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2전자 장치에 제공되는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2공진기를 통해 상기 제2전자 장치로 전력을 전송할 경우, 상기 제2코일과 상기 제2전자 장치에 포함된 제3코일 사이의 제2커플링 계수는 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 수신 코일 사이의 제3커플링 계수보다 크고, 상기 제2커플링 계수는 상기 제1코일과 상기 제2코일 사이의 제1커플링 계수와 거의 동일한 값을 가지는 전자 장치의 동작 방법.
제11항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1전자 장치에 전력을 전송하는 동작은,
상기 제1공진기를 통해, 상기 전자 장치와 이격된 상기 제1전자 장치에 전력을 전송하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
비일시적 기록매체(1130)에 있어서,
무선으로 전력을 전송하는 전자 장치(101, 301, 303-1)에 거치된 제1전자 장치(195, 303) 또는 상기 전자 장치에 거치되지 않은 제2전자 장치(195, 303) 중 어느 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할지 여부를 확인하는 동작, 여기서 상기 전자 장치는 서로 다른 크기를 가지는 제1코일(311)과 제2코일(312)을 포함하고;
상기 제1전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 매칭 회로에 포함된 스위치(350)를 개방시켜 상기 제1코일을 포함하는 제1공진기를 통해 전력을 전송하는 동작, 여기서 상기 스위치는 적어도 하나의 커패시터(351, 352, 353)에 연결되고; 및
상기 제2전자 장치에 전력을 전송할 경우, 상기 스위치를 단락시켜 상기 제2코일을 포함하는 제2공진기를 통해 전력을 전송하는 동작을 실행할 수 있는 인스트럭션을 저장하는 기록매체.