KR20240022374A - 병렬 스위칭 구조를 이용한 무선 충전을 지원하는 전자 장치 및 방법 - Google Patents

병렬 스위칭 구조를 이용한 무선 충전을 지원하는 전자 장치 및 방법 Download PDF

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KR20240022374A
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Abstract

본 개시의 일 실시예는 병렬 스위칭 구조를 이용한 무선 충전을 지원하는 전자 장치 및 방법에 관한 것으로, 배터리, 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 무선 충전 코일, 상기 무선 충전 코일과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC, 상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하고, 상기 제 1 스위치를 닫고, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하고, 및 상기 제 1 스위치를 열도록 설정될 수 있다.

Description

병렬 스위칭 구조를 이용한 무선 충전을 지원하는 전자 장치 및 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD SUPPORTING WIRELESS CHARGING USING PARALLEL SWITCHING STRUCTURE}
본 개시의 일 실시예는 병렬 스위칭 구조를 이용한 무선 충전을 지원하는 전자 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 다양한 전자 장치에 적용되고 있다.
무선 충전 기술은 전자 장치의 배터리를 유선 충전기에 연결하지 않고도 충전할 수 있는 기술로서, 스마트폰 또는 웨어러블 기기를 충전 패드 또는 충전 크래들에 올려놓기만 하면 배터리를 충전할 수 있는 기술이다.
무선 충전 기술을 지원하는 전자 장치는, 코일을 통해 외부 장치로부터 전력을 입력받고, 입력된 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 무선 충전 기술을 지원하는 전자 장치는 배터리의 전력 또는 연결된 유선 충전기로부터 입력되는 전력을 이용하여 다른 전자 장치에게 무선 전력을 공급하는 무선 전력 공유 기능(예: wireless power share)을 제공할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 배터리의 전력을 이용해 지정된 전력을 생성하고, 생성된 전력을 상기 코일을 통해 상기 다른 전자 장치(예: 스마트폰, 스마트 워치, 또는 무선 이어폰(예: true wireless stereo))에게 공급할 수 있다.
무선 충전 기술을 지원하는 전자 장치는, 무선 전력을 수신하는 기능뿐만 아니라 무선 전력을 공급하는 기능을 지원함에 따라, 무선 충전을 위한 코일의 설계가 다양한 범용성을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 코일은 수신 코일로서 이용될 뿐만 아니라, 송신 코일로서 이용되므로, 외부 장치의 종류(예: 스마트폰, 스마트 워치, 또는 무선 이어폰)에 따라 적응적으로 무선 충전 효율을 높일 수 있는 기술에 대한 연구개발이 지속적으로 진행되고 있다.
본 개시의 일 실시예는 외부 장치의 종류(예: 스마트폰, 스마트 워치, 또는 무선 이어폰)에 따라 적응적으로 코일의 인덕턴스를 조정하도록 병렬 스위칭 구조를 포함하는 전자 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예들에 따른 전자 장치는, 배터리, 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 무선 충전 코일, 상기 무선 충전 코일과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC, 상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 외부 장치의 적어도 일부분과 정렬되도록 놓인 것에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 상기 무선 충전 코일을 통해 입력된 무선 전력을 이용해 상기 배터리를 충전하는 무선 충전 기능을 활성화하고, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하고, 상기 제 1 스위치를 닫고, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하고, 및 상기 제 1 스위치를 열도록 설정될 수 있다.
일 실시예들에 따른 전자 장치의 방법에 있어서, 상기 전자 장치는, 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 무선 충전 코일, 상기 무선 충전 코일과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC, 상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치를 포함하고, 상기 방법은, 상기 전자 장치가 외부 장치의 적어도 일부분과 정렬되도록 놓인 것에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 상기 무선 충전 코일을 통해 입력된 무선 전력을 이용해 배터리를 충전하는 무선 충전 기능을 활성화하는 동작, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하는 동작, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하는 동작, 상기 제 1 스위치를 닫는 동작, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하는 동작, 및 상기 제 1 스위치를 여는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예들에 따른 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 전자 장치는, 제 1 코일 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 송신 코일, 상기 송신 코일과 전기적으로 연결되는 TX IC(ransmit integrated chip), 상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치, 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 송신 코일을 이용해 무선 전력을 상기 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하고, 상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고, 상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하고, 상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열고, 및 상기 제 1 전력을 상기 송신 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치 및 방법은 외부 장치의 종류(예: 스마트폰, 스마트 워치, 또는 무선 이어폰)에 따라 적응적으로 코일의 인덕턴스를 조정하도록 병렬 스위칭 구조를 포함함으로써, 무선 충전 효율을 높이고, 안정성 및 발열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 전력 인터페이스 회로 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 무선 충전 장치의 개념도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치의 무선 충전 장치의 개략적인 회로도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일의 적층 구조를 도시한다.
도 5b는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일의 적층 구조를 도시한다.
도 6a는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일의 적층 구조를 도시한다.
도 6b는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일의 적층 구조를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선 충전기(예: 무선 충전 패드)의 개략적인 회로도이다.
도 10a는 일 실시예에 따른 송신 코일의 적층 구조를 도시한다.
도 10b는 일 실시예에 따른 송신 코일의 적층 구조를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 12는 비교예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 15은 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 전자 장치가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 전자 장치가 TX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 전자 장치가 TX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 1은, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(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(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(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(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))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(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)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. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)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. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)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(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(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(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(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(104)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(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)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(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)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(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)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(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)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(197)의 일부로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 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.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)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(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)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(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)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.
본 개시에 개시된 일 실시예에 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 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 일 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 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 개시에서, "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 개시의 일 실시예에서 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 일 실시예는 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.
일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 일 실시예에 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.
일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 전력 인터페이스 회로(210) 및 배터리(189)에 대한 블록도(200)이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 배터리(189), 전력 인터페이스 회로(210), 통신 회로(220), 제어 회로(230), 또는 유선 인터페이스(240) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
배터리(189)는, 예를 들면, 배터리 보호 회로(protection circuit module)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리(189)의 잔량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리(189) 관리 시스템(battery management system)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)의 사용 상태 정보 또는 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지, 전력 인터페이스 회로(210) 또는 센서 모듈(예: 온도 센서)를 이용하여 측정될 수 있다.
전력 인터페이스 회로(210)는 유선 인터페이스(240)를 통해 TA(travel adapter)(또는 외부 전자 장치)로부터 입력되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전하는 유선 충전을 지원하기 위한 적어도 하나의 회로, 또는 무선 충전 코일(219)을 통해 외부 전자 장치로부터 입력되는 무선 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전하는 무선 충전을 지원하기 위한 적어도 하나의 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유선 충전은 외부 전원, 예컨대 TA(travel adapter)로부터 입력되는 전력을 이용해 배터리(189)를 충전하는 기능 및/또는 배터리(189) 전압을 이용해 지정된 전압을 생성하고, 지정된 전압에 기반한 송신 전력을 유선 인터페이스(240)(예: USB 인터페이스)를 통해 외부 장치로 송신하는 송신 기능을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 충전은 외부 전자 장치로부터 코일(219)을 통해 무선으로 전력을 입력받고, 입력된 전력(또는, 정류, 컨버팅, 및/또는 레귤레이팅된 전력)을 이용해 배터리(189)를 충전하는 수신 기능, 및/또는 배터리(189) 전압을 이용해 지정된 전압을 생성하고, 지정된 전압에 기반한 송신 전력을 코일(219)을 통해 무선으로 송신하는 송신 기능을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 인터페이스 회로(210)는 유선 충전과 무선 충전의 송신 기능을 동시에 수행할 수 있다. 예를 들면, 전력 인터페이스 회로(210)는 TA로부터 입력되는 전력을 이용해 배터리(189)를 충전하는 적어도 일부 동작과, 배터리(189) 전압을 이용해 생성된 송신 전력을 코일(219)을 통해 무선으로 송신하는 적어도 일부 동작을 동시에 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 충전은 자기장 유도 결합 방식, 공진 결합 방식, 또는 이들의 혼합 방식의 무선 전력 전송 방식을 이용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 인터페이스 회로(210)는 무선 충전의 효율을 향상시키기 위한 매칭 회로(211), 코일(219)을 통해 전력 수신 시 전력 신호의 전류를 교류에서 직류로 변환하거나 코일(219)을 통해 전력 송신 시 전력 신호의 전류를 직류에서 교류로 변환하도록 구성된 정류 회로(213)(또는, 인버터 회로), 충전 전압을 조정하는 조정 회로(215)(예: LDO(low dropout)), 스위칭 회로(217) 또는 충전 회로(218)(예: switched capacitor, 또는 voltage divider)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스위칭 회로(217)는 유선 인터페이스(240)를 통해 연결되는 장치(예컨대 OTG(on-the-go) 장치), 또는 유선 전력 수신 장치로의 전력 출력 및 유선 충전 장치로부터의 전력 입력을 제어하기 위한 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스위칭 회로(217)는 코일(219)을 통해 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 입력받는 수신 기능 및/또는 배터리(189) 전압 또는 TA로부터 입력된 전력에 기반한 송신 전력을 코일(219)을 통해 무선으로 송신하는 송신 기능을 제어하기 위한 적어도 하나의 스위치를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정류 회로(213)는 풀 브리지 인버터 또는 하프 브리지 인버터로 구현될 수 있으나, 본 개시는 이에 국한되지 않고 다양한 형태로 변경 가능하다.
일 실시예에 따르면, 충전 회로(218)는 스위칭 회로(217)와 전기적으로 연결되고, 유선 충전 또는 무선 충전을 통해 입력된 전력의 전압 및/또는 전류를 조정할 수 있다. 예를 들어, 충전 회로(218)는 스위칭 회로(217)를 통해 입력되는 전력의 전압 및/또는 전류를 조정하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(218)는 벅 부스트 컨버터(buck-boost converter)(미도시), 및 충전 컨트롤러(미도시)를 포함하는 스위칭 차저(예: DC/DC 컨버터)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(218)는 switched cap(capacitor) divider 방식의 direct charging(예: "DC 충전")을 지원하는 다이렉트 차저(direct charger)를 포함할 수 있다. 다이렉트 차저는 입력 전압을 1/N(N은 양의 정수)로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 포함할 수 있다.
통신 회로(220)는 무선 충전 시, 송신기와 수신기 간의 통신을 위한 회로이며, 제 1 통신 회로(221) 또는 제 2 통신 회로(223) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 통신 회로(221)는 예를 들어, 코일(219)을 통해 전달되는 전력 자체에 정보를 실어 통신을 수행한다 (in-band 방식). 제 1 통신 회로(221)는 무선 전력 전송 시, 전력의 주파수에 정보를 싣는 FSK(frequency shift keying) 변조 기법, 무선 전력 수신 시, 전력의 크기(amplitude)에 정보를 싣는 ASK(amplitude shift keying) 변조 기법을 이용하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(221)은 매칭 회로(211)와 213 사이에 회로적으로 연결되어, FSK 또는 ASK 통신을 수행한다. 제 2 통신 회로(223)는 코일(219)을 통한 무선 전력의 주파수와 다른 대역의 주파수를 이용하여 외부 전자 장치와 통신( out-of-band 방식)할 수 있다. 예를 들어, 제 2 통신 회로(223)는 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth low energy), Wi-Fi, 및/또는 NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 통신 회로(220)를 통해 외부 전자 장치와 송수신되는 데이터는 충전 상태와 관련된 정보(예: 정류 전압, 코일(219) 또는 정류 회로(213)에서 흐르는 전류 정보(예: 부하 전류, Iout), 각종 패킷, 및/또는 설정을 위한 메시지)를 포함할 수 있다.
제어 회로(230)는 전력 인터페이스 회로(210)의 전반적인 제어를 수행하고, 무선 충전에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(220)로 전달할 수 있다. 제어 회로(230)는 전자 장치(101)에 공급되는 전력 및 전자 장치(101)로부터 무선 충전을 통해 송신되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 회로(230)는, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit), 또는 어플리케이션 프로세서의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
제어 회로(230)는 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling)을 결정하고, 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 상태의 여부를 결정할 수 있다. 제어 회로(230)는 충전 상태 정보가 비정상 상태인 것으로 결정되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다.
유선 인터페이스(240)는 커넥터를 통해 TA(또는 외부 전자 장치)와 전자 장치(101)를 연결할 수 있다. 유선 인터페이스(240)는 지정된 시스템 인터페이스, 예컨대 I2C(inter-integrated circuit)를 통해 제어 회로(230) 또는 프로세서와 연결되는 USB 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, TA는 USB C type의 CC 단자를 통해 전자 장치(101)의 USB 통신 모듈과 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, USB 통신 모듈은, USB PD(power delivery)통신을 위한 USB PD(power delivery)통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, TA는 PPS(programmable power supply) 규격을 지원하는 TA이거나, 또는 PPS를 지원하지 않는 일반 TA일 수 있다. 예를 들면, PPS를 지원하는 TA는, 전자 장치(101)의 제어 회로(230)의 제어에 기반하여, 출력되는 TA 전압, 또는 출력되는 TA 전류를 다양하게 변경 또는 조정할 수 있다. PPS를 지원하지 않는 TA는 출력되는 TA 전압, 또는 출력되는 TA 전류가 고정될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)의 개념도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)의 개략적인 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)는, TRX IC(310)(transmit/receive integrated circuit)(예: 무선 충전 IC), 및 TRX IC(310)와 전기적으로 연결된 무선 충전 코일(320)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 충전 코일(320)은 무선 충전 인터페이스를 형성하고, 제 1 코일(321), 제 1 코일(321)과 병렬로 연결된 제 2 코일(322), 및 상기 제 1 코일(321) 및 제 2 코일(322)과 병렬로 연결된 제 3 코일(323)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 무선 충전을 위한 무선 충전 코일(320), 이외에도 NFC(near field communication) 통신을 수행하기 위한 NFC 안테나 코일(미도시), 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나) 통신을 수행하기 위한 MST 안테나 코일(미도시)을 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 설명되는, 무선 충전 코일(320)인 제 1 코일(321), 제 2 코일(322), 및 제 3 코일(323)은 NFC 안테나 코일(미도시), 및 MST 안테나 코일(미도시)과는 독립적인 구성요소이고, 별개의 구성요소일 수 있다.
무선 충전 코일(320)의 일단은 TRX IC(310)의 제 1 단자(AC1)와 연결되고, 무선 충전 코일(320)의 타단은 TRX IC(310)의 제 2 단자(AC2)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 제 1 코일(321)의 일단은 TRX IC(310)의 제 1 단자(AC1)와 연결되고, 제 1 코일(321)의 타단은 TRX IC(310)의 제 2 단자(AC2)와 연결될 수 있다.
제 2 코일(322)은 제 1 코일(321)과 병렬 연결될 수 있고, 제 1 코일(321)과 제 2 코일(322)의 병렬 연결은 제 1 스위치(331)에 의해 스위칭될 수 있다. 제 1 스위치(331)는 제 1 코일(321)의 일단과 제 2 코일(322) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 코일(322)은 무선 충전 코일(320)의 외곽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 코일(322)은 제 1 코일(321)의 외곽에 형성될 수 있다. 이러한 제 2 코일(322)은 제 1 스위치(331)가 닫히는 것에 의해 제 1 코일(321)과 병렬 연결됨으로써 무선 충전 코일(320)의 전체적인 저항 및 인덕턴스를 조정할 수 있다.
제 3 코일(323)은 제 1 코일(321)의 일단으로부터 분기되어 제 1 코일(321) 및 제 2 코일(322)과 병렬 연결될 수 있고, 제 3 코일(323)과 제 1 코일(321)의 병렬 연결 또는 제 3 코일(323)과 제 2 코일(322)의 병렬 연결은 제 2 스위치(332)에 의해 스위칭될 수 있다. 제 2 스위치(332)는 제 1 코일(321)의 일단과 제 3 코일(323) 사이에 배치될 수 있다. 제 3 코일(323)은 무선 충전 코일(320)의 중간 부분에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 3 코일(323)은 제 1 코일(321)과 제 2 코일(322) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 제 3 코일(323)은 제 2 스위치(332)가 닫히는 것에 의해 제 1 코일(321)과 병렬 연결됨으로써 무선 충전 코일(320)의 전체적인 저항 및 인덕턴스를 조정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)는, 도시하지 않은 제 3 스위치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 3 스위치는 제 1 코일(312)과 TRX IC(310) 사이의 노드(N1)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 노드(N1)에 배치되는 제 3 스위치는 무선 충전시에 닫히도록 설정되는 것이 기본이나, 제 1 코일(321)의 동작에 기반하여 열리도록 설정될 수 있다.
본 개시에서, 전자 장치(101)가 무선 충전 장치(300)를 통해 외부 장치(700)로부터 무선으로 전력을 수신하는 상태를 “RX 모드”라고 한다.
본 개시에서, 전자 장치(101)가 무선 충전 장치(300)를 통해 외부 장치(700)에게 무선으로 전력을 송신하는 상태를 “TX 모드”라고 한다.
본 개시에서, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 송수신 할 때, 송수신되는 전력이 고전력인 경우를 “고속 충전”이라고 한다. 예를 들어, 고속 충전은 지정된 전력 이상의 무선 전력의 송수신이 진행되는 과정을 의미할 수 있다. 예를 들어, 지정된 젼력은 약 15W일 수 있다. 전자 장치(101)가 고속 충전을 수행하는 상태는, 전자 장치(101)의 제 1 충전 모드로 명명될 수 있다.
본 개시에서, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 송수신 할 때, 송수신되는 전력이 저전력 또는 일반 전력인 경우를 “일반 충전”이라고 한다. 예를 들어, 일반 충전은 상기 지정된 전력(예: 약 15W) 미만의 전압을 갖는 무선 전력의 송수신이 진행되는 과정을 의미할 수 있다. 전자 장치(101)가 일반 충전을 수행하는 상태는, 전자 장치(101)의 제 2 충전 모드로 명명될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)가 RX 모드일 때 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어 동작은 표 1과 같을 수 있다.
충전 모드 제 1 스위치(331) 제 2 스위치(332)
RX 모드 일반 충전(예: 제 2 충전 모드) 열림 닫힘
고속 충전(예: 제 1 충전 모드) 닫힘 닫힘
표 1을 참조하면, 전자 장치(101)는 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 일반 충전에서 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 1 인덕턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 1:1의 비율을 갖게될 수 있다.표 1을 참조하면, 전자 장치(101)는 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 닫고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 닫고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 2 인덕턴스 및 지정된 제 2 저항을 가질 수 있다. 제 2 인덕턴스는 제 1 인덕턴스보다 작을 수 있다. 제 2 저항은 제 1 저항보다 작을 수 있다. 따라서, 전자 장치(101)는, RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어에 의해 무선 충전 코일(320)의 인덕턴스 및 저항을 낮출 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 2 인덕턴스 및 제 2 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 2:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다. 이에 따라, RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 무선 충전 코일(320)의 전압은 절반으로 낮아지게 될 수 있다. RX 모드에서 고속 충전을 수행할 때 무선 충전 코일(320)의 전압이 절반으로 낮아지면, 발열을 줄일 수 있고, 무선 충전 코일(320)의 후단에 배치되는 부품의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 전자 장치(101)는 무선 충전을 통해 입력된 전력을 입력 전압을 1/N로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 포함하는 충전 회로(218)를 포함할 수 있는데, 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)는 고속 충전시에 무선 충전 코일(320)의 전압이 절반으로 낮춤으로써, 충전 회로(218)의 부품 수를 줄일 수 있다. RX 모드에서 고속 충전을 수행할 때 무선 충전 코일(320)의 전압이 절반으로 낮아지면, 부품 수는 동일하게 유지되더라도 수신하는 전압의 범위를 넓힐 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)가 TX 모드일 때 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어 동작은 표 2와 같을 수 있다.
충전 모드 제 1 스위치(331) 제 2 스위치(332)
TX 모드 Ping 열림 닫힘
Phone to Phone 일반 열림 닫힘
고속 열림 열림
표 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 무선 충전 장치(300)가 TX 모드에서 외부 장치(700)와 무선 충전을 시작하기 위한 지정된 통신을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 외부 장치(700)와 무선 충전을 시작하기 위한 지정된 통신은 WPC(wireless power consortium) 표준에 따른 “Ping 단계”를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 외부 장치(700)와 무선 충전을 시작하기 위한 지정된 통신을 수행하는 경우, 외부 장치(700)를 정확하게 인식하기 위한 인식율이 중요하고, 상기 인식율은 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(700)의 코일 간의 턴 비가 1:1의 비율을 갖는 경우에 높을 수 있다. 따라서, 전자 장치(101)는, 무선 충전을 시작하기 위한 지정된 통신을 수행할 때는, 상기 턴 비가 1:1의 비율을 갖도록 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 제어할 수 있다.표 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 무선 충전 장치(300)가 TX 모드에서 Phone to Phone 무선 충전과 같이, 스마트폰을 이용하여 다른 스마트폰에게 무선으로 전력을 공유하는 경우 다음과 같이 동작할 수 있다.
전자 장치(101)는, TX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 1 인덕턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 수신 코일과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:1의 비율을 갖게 되고, 수신 코일의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 1:1의 비율을 갖게될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 TX 모드에서 일반 충전을 수행하는 것은, Phone to Phone 무선 충전과 같이, 스마트폰을 이용하여 다른 스마트폰에게 무선으로 전력을 공유하는 경우뿐만 아니라, Phone to Watch 또는 Phone to true wireless stereo와 같이, 스마트 워치 또는 무선 이어폰에게 무선 전력을 공유하는 것도 가능하다.
전자 장치(101)는, TX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 열 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 여는 것에 의해, 지정된 제 3 인덕턴스 및 지정된 제 3 저항을 가질 수 있다. 제 3 인덕턴스는 제 1 인덕턴스보다 클 수 있다. 제 3 저항은 제 1 저항보다 클 수 있다.
전자 장치(101)는, TX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어에 의해 무선 충전 코일(320)의 인덕턴스 및 저항을 높일 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 3 인덕턴스 및 제 3 저항을 갖도록 설정되면, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(700)의 수신 코일 사이의 턴 비는 약 2:1의 비율을 갖게 되고, 무선 충전 코일(320)의 전압과 수신 코일의 전압은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다. 이에 따라, TX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 무선 충전 코일(320)의 전압은 2배 높아지게 될 수 있다.
도 4에서 미설명된 부호 Cs는 무선 충전 코일(320)과 직렬로 연결된 제 1 커패시터일 수 있다.
도 4에서 미설명된 부호 Cd는 무선 충전 코일(320)과 병렬로 연결된 제 2 커패시터일 수 있다.
도 5a는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 적층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 무선 충전 코일(320)은 도 3에 도시된 무선 충전 코일(320)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 5b는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 적층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 5b에 도시된 무선 충전 코일(320)은 도 3에 도시된 무선 충전 코일(320)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 5a 및 도 5b에서, “CL”은 무선 충전 코일(320)의 중심을 관통하는 가상의 선을 의미할 수 있고, 무선 충전 코일(320)에서 가상의 선 CL 로부터 외곽으로 갈수록 무선 충전 코일(320)의 외곽 부분인 것을 의미할 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)은 2-Layer 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일(320)은 제 1 레이어(L1) 및 제 2 레이어(L2) 각각에 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)는 제 1 레이어(L1)로부터 제 1 방향(예: 상측 방향)에 위치한 레이어일 수 있다.
도 5a를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 1 레이어(L1)에는, 제 1 코일(321), 제 2 코일(322),및 제 3 코일(323)이 형성될 수 있다. 제 1 코일(321)은 무선 충전 코일(320)의 중심에 가깝게 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 2 코일(322)은 무선 충전 코일(320)의 외곽에 가깝게 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 3 코일(323)은 제 1 코일(321)과 제 2 코일(322) 사이에서 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 2 레이어(L2)에는, 제 1 코일(321), 제 2 코일(322),및 제 3 코일(323)이 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 1 코일(321)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 1 코일(321)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 2 코일(322)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 2 코일(322)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 3 코일(323)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 3 코일(323)과 중첩되도록 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 1 레이어(L1)에는 제 1 코일(321) 및 제 3 코일(323)이 형성될 수 있다. 제 1 코일(321)은 무선 충전 코일(320)의 중심에 가깝게 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 3 코일(323)은 제 1 코일(321)의 외곽에서 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 2 레이어(L2)에는 제 1 코일(321) 및 제 2 코일(322)이 형성될 수 있다. 제 1 코일(321)은 무선 충전 코일(320)의 중심에 가깝게 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 2 코일(322)은 제 1 코일(321)의 외곽에서 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다.
제 2 레이어(L2)에서 제 1 코일(321)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 1 코일(321)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 2 코일(322)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 3 코일(323)과 중첩되도록 형성될 수 있다.
도 6a는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 적층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 무선 충전 코일(320)은 도 3에 도시된 무선 충전 코일(320)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 6b는 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 적층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 무선 충전 코일(320)은 도 3에 도시된 무선 충전 코일(320)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 6a 및 도 6b에서, “CL”은 무선 충전 코일(320)의 중심을 관통하는 가상의 선을 의미할 수 있 고, 무선 충전 코일(320)에서 가상의 선 CL 로부터 외곽으로 갈수록 무선 충전 코일(320)의 외곽 부분인 것을 의미할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)은 3-Layer 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일(320)은 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 제 3 레이어(L3) 각각에 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)는 제 1 레이어(L1)로부터 제 1 방향(예: 상측 방향)에 위치한 레이어일 수 있다. 제 3 레이어(L3)는 제 2 레이어(L2)로부터 제 1 방향(예: 상측 방향)에 위치한 레이어일 수 있다. 예를 들어, 제 2 레이어(L2)는 제 1 레이어(L1) 및 제 3 레이어(L3) 사이에 적층된 레이어를 의미할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 1 레이어(L1)에는, 제 1 코일(321) 및 제 3 코일(323)이 형성될 수 있다. 제 1 코일(321)은 무선 충전 코일(320)의 중심에 가깝게 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 3 코일(323)은 제 1 코일(321)의 외곽에서 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 2 레이어(L2)에는, 제 1 코일(321) 및 제 3 코일(323)이 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 1 코일(321)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 1 코일(321)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 3 코일(323)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 3 코일(323)과 중첩되도록 형성될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 3 레이어(L3)에는, 제 2 코일(322)이 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 3 레이어(L3)에서 제 2 코일(322)의 일부분은 제 1 레이어(L1) 및 제 2 레이어(L2)에 형성된 제 1 코일(321)과 중첩될 수 있다. 제 3 레이어(L3)에서 제 2 코일(322)의 다른 일부분은 제 1 레이어(L1) 및 제 2 레이어(L2)에 형성된 제 3 코일(323)과 중첩될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 1 레이어(L1)에는 제 1 코일(321)이 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 2 레이어(L2)에는 제 3 코일(323)이 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)의 제 3 레이어(L3)에는 제 2 코일(322)이 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 코일(320)은, 제 1 코일(321), 제 2 코일(322), 및 제 3 코일(323)이 서로 중첩되도록 형성될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 7에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 7에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 7에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 7에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 710에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 무선 충전을 위한 외부 장치(700)와 지정된 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 지정된 통신은, 유도 방식의 표준인 WPC(wireless power consortium)에 기반한 통신 프로토콜, 공진 방식의 표준인 공진 방식에는 A4WP 또는 AFA 표준에 기반한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, WPC 표준에 따라 외부 장치(700)와 지정된 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, WPC 표준에 기반하여, ping 단계, identification & configuration 단계, 또는 power transfer 단계를 수행할 수 있다.
ping 단계는 무선 전력 수신 장치(이하, “장치”라 함)가 무선 전력 송신 장치(이하, “장치”라 함) 위에 놓였는지 여부를 확인하는 단계일 수 있다. Tx 장치는, 아날로그 핑(A-ping: analog ping)(예: 제 1 핑)을 발생함으로써 인터페이스 표면(예: active area)에 특정 오브젝트가(예: Rx 장치 또는 금속 물질)가 위치하는지 여부를 감지할 수 있다. Tx는 장치는 아날로그 핑에 의해, 특정 오브젝트가(예: Rx 장치 또는 금속 물질)를 감지하면, 디지털 핑(D-ping: digital ping)(예: 제 2 핑)을 발생할 수 있다. 디지털 핑은 Rx 장치의 무선 충전 회로를 활성화시키기 위한 것이고, Tx 장치는 디지털 핑의 발생 후에 Rx 장치로부터 SSP(signal strength packet)를 수신하면 인터페이스 표면에서 감지된 특정 오브젝트가 Rx 장치인 것으로 결정할 수 있다. Tx 장치는, 만약, SSP가 미수신되는 경우, Rx 장치가 인터페이스 표면에 놓인 것이 아닌 것으로 결정하고, 다시 아날로그 핑을 주기적으로 발생할 수 있다.
identification & configuration 단계는, Tx 장치와 Rx 장치가 서로를 식별하고, 무선 충전을 설정하기 위한 다양한 패킷들을 송수신하는 단계일 수 있다. 예를 들면, 패킷들은 SSP, identification packet, configuration packet, 또는 FOD(foreign object detection) status packet 등을 포함할 수 있다.
power transfer 단계는, identification & configuration 단계에서 결정된 설정 값(예: 무선 전력의 값)에 기반하여, Tx 장치가 Rx 장치에게 무선으로 전력을 송신하는 단계일 수 있다. Rx 장치는, 무선 전력을 수신하여 배터리를 충전하는 동안에, Rx 장치의 상태 정보를 Tx 장치에게 전달할 수 있다. 예컨대, 상태 정보는 FOD, 과열, 완충, 또는 Rx 장치에게 유선 TA가 연결됨과 같은 상태들을 포함할 수 있다. 예를 들어, Rx 장치가 전송하는 패킷은 CEP(control error packet), 또는 FOD status packet을 포함할 수 있다. 예를 들어, Tx 장치는, Rx 장치로부터 CEP를 수신하고, 이를 기반으로 무선 전력 전송의 중단, 또는 송신 파워의 조정 등을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 동작 710에서, WPC 표준에 따라 ping 단계를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 ping 단계를 수행하는 동안에, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(700)의 코일 간의 턴 비가 1:1의 비율을 갖도록, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 전자 장치(101)가 외부 장치(700)를 정확하게 인식하는 인식율을 높이기 위함일 수 있다.
동작 720에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)의 종류를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, identification & configuration 단계를 수행하고, 외부 장치(700)가 고속 충전이 가능한 장치인지 또는 외부 장치(700)가 일반 충전이 가능한 장치인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 동작 720에서 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 고속 충전이 가능한 장치임을 식별할 수 있다.
동작 730에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)에게 고속 충전에 대응하는 제 1 명령을 전송할 수 있다. 예를 들면, 제 1 명령은 고속 충전에 대응하는 제 1 전력의 전송을 요청하는 데이터를 포함할 수 있다.
동작 740에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 1 명령의 전송에 기반하여, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 닫고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 2 인덕턴스 및 지정된 제 2 저항을 가질 수 있다. 제 2 인덕턴스는 제 1 인덕턴스보다 작을 수 있다. 제 2 저항은 제 1 저항보다 작을 수 있다.
동작 750에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)로부터 고속 충전에 대응하는 제 1 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 제 1 전력을 이용하여 배터리를 충전하거나, 또는 전자 장치(101)에 포함된 부품(예: 시스템)에 지정된 전력을 공급할 수 있다. 전자 장치(101)는, RX 모드에서 고속 충전에 따른 제 1 전력을 수신하는 경우, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어에 의해 무선 충전 코일(320)의 인덕턴스 및 저항을 낮출 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 2 인덕턴스 및 제 2 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 2:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(101)가 고속 충전을 수행하는 경우, 무선 충전 코일(320)의 전압은 절반으로 낮아지게 될 수 있다. 무선 충전 코일(320)의 전압이 절반으로 낮아지면, 발열을 줄일 수 있고, 무선 충전 코일(320)의 후단에 배치되는 부품(예: N:1 voltage divider)의 수를 줄일 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 8에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 8에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 8에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 8에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 810에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 무선 충전을 위한 외부 장치(700)와 지정된 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 지정된 통신은, 유도 방식의 표준인 WPC(wireless power consortium)에 기반한 통신 프로토콜, 공진 방식의 표준인 공진 방식에는 A4WP 또는 AFA 표준에 기반한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. 동작 810은 동작 710과 동일 또는 유사할 수 있다.
동작 820에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)의 종류를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, identification & configuration 단계를 수행하고, 외부 장치(700)가 고속 충전이 가능한 장치인지 또는 외부 장치(700)가 일반 충전이 가능한 장치인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 동작 820에서 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 일반 충전이 가능한 장치(예: 고속 충전이 불가한 장치)임을 식별할 수 있다.
동작 830에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)에게 고속 충전에 대응하는 제 2 명령을 전송할 수 있다. 예를 들면, 제 2 명령은 일반 충전에 대응하는 제 2 전력의 전송을 요청하는 데이터를 포함할 수 있다. 제 2 전력은 제 1 전력보다 낮은 전력일 수 있다.
동작 840에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 2 명령의 전송에 기반하여, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 1 인덕턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 1:1의 비율을 갖게될 수 있다.
동작 850에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)로부터 일반 충전에 대응하는 제 2 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 제 2 전력을 이용하여 배터리를 충전하거나, 또는 전자 장치(101)에 포함된 부품(예: 시스템)에 지정된 전력을 공급할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선 충전기(900)(예: 무선 충전 패드)의 개략적인 회로도이다. 예를 들어, 도 9의 무선 충전기(900)는 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 “외부 장치(700)”일 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전기(900)는, TX IC(910)(transmit integrated chip), TX IC(910)와 전기적으로 연결된 송신 코일(920)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송신 코일(920)은 제 4 코일(921), 및 제 4 코일(921)과 병렬로 연결된 제 5 코일(922)을 포함할 수 있다. 송신 코일(920)의 일단은 TX IC(910)의 제 1 단자(AC1)와 연결되고, 송신 코일(920)의 타단은 TX IC(910)의 제 2 단자(AC1)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 제 4 코일(921)의 일단은 TX IC(910)의 제 1 단자(AC1)와 연결되고, 제 4 코일(921)의 타단은 TX IC(910)의 제 2 단자(AC1)와 연결될 수 있다.
제 5 코일(922)은 제 4 코일(921)의 일단으로부터 분기되어 제 4 코일(921)과 병렬 연결될 수 있고, 제 4 코일(921)과 제 5 코일(922)의 병렬 연결은 제 3 스위치(931)에 의해 스위칭될 수 있다. 제 3 스위치(931)는 제 4 코일(921)의 일단과 제 5 코일(922) 사이에 배치될 수 있다. 제 5 코일(922)은 송신 코일(920)의 외곽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 5 코일(922)은 제 4 코일(921)의 외곽에 형성될 수 있다. 이러한 제 5 코일(922)은 제 3 스위치(931)가 닫히는 것에 의해 제 4 코일(921)과 병렬 연결됨으로써 송신 코일(920)의 전체적인 저항 및 인덕턴스를 낮출 수 있다.
본 개시에서, 무선 충전기(900)가 전자 장치(101)에게 무선으로 전력을 송신 할 때, 송신되는 전력이 고전력인 경우를 “고속 충전”이라고 한다. 예를 들어, 고속 충전은 지정된 전력 이상의 무선 전력의 송신이 진행되는 과정을 의미할 수 있다. 예를 들어, 지정된 전압은 약 15W일 수 있다.
본 개시에서, 무선 충전기(900)가 전자 장치(101)에게 무선으로 전력을 송신 할 때, 송신되는 전력이 저전력 또는 일반 전력인 경우를 “일반 충전”이라고 한다. 예를 들어, 일반 충전은 지정된 전력(예: 약 15W) 미만의 무선 전력의 송신이 진행되는 과정을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기(900)가 무선 충전을 수행할 때 제 3 스위치(931)의 제어 동작은 표 3과 같을 수 있다. 제 3 스위치(931)는, TX IC(910)에 의해 제어되거나, 또는 도시하지 않은 무선 충전기(900)의 제어부에 의해 제어될 수 있다.
충전 모드 제 3 스위치(931)
일반 충전(예: 제 2 충전 모드) 닫힘
고속 충전(예: 제 1 충전 모드) 열림
표 3을 참조하면, 무선 충전기(900)는 일반 충전을 수행하는 경우, 제 3 스위치(931)를 닫을 수 있다. 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)은, 제 3 스위치(931)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 3 인덕턴스 및 지정된 제 3 저항을 가질 수 있다.표 3을 참조하면, 무선 충전기(900)는 고속 충전을 수행하는 경우, 제 3 스위치(931)를 열 수 있다. 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)은, 제 3 스위치(931)를 여는 것에 의해, 지정된 제 4 인덕턴스 및 지정된 제 4 저항을 가질 수 있다. 제 4 인덕턴스는 제 3 인덕턴스보다 클 수 있다. 제 4 저항은 제 3 저항보다 클 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)이 제 4 인덕턴스 및 제 4 저항을 갖게되면, 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 2:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(101)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 무선 충전 코일(320)의 전압은 절반으로 낮아지게 될 수 있다. 전자 장치(101)에서, 무선 충전 코일(320)의 전압이 절반으로 낮아지면, 발열을 줄일 수 있고, 무선 충전 코일(320)의 후단에 배치되는 부품의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 전자 장치(101)는 무선 충전을 통해 입력된 전력을 입력 전압을 1/N로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 포함하는 충전 회로(218)를 포함할 수 있는데, 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)는 고속 충전시에 무선 충전 코일(320)의 전압이 절반으로 낮춤으로써, 충전 회로(218)의 부품 수를 줄일 수 있다.
도 10a는 일 실시예에 따른 송신 코일(920)의 적층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 10a에 도시된 송신 코일(920)은 도 9에 도시된 송신 코일(920)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 10b는 일 실시예에 따른 송신 코일(920)의 적층 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 10b에 도시된 송신 코일(920)은 도 9에 도시된 송신 코일(920)의 단면을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 10a 및 도 10b에서, “CL”은 송신 코일(920)의 중심을 관통하는 가상의 선을 의미할 수 있고, 송신 코일(920)에서 가상의 선 CL 로부터 외곽으로 갈수록 송신 코일(920)의 외곽 부분인 것을 의미할 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 코일(920)은 2-Layer 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 코일(920)은 제 1 레이어(L1) 및 제 2 레이어(L2) 각각에 형성될 수 있다.
도 10a를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 코일(920)의 제 1 레이어(L1)에는 제 4 코일(921)이 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 송신 코일(920)의 제 2 레이어(L2)에는 제 5 코일(922)이 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 송신 코일(920)은, 제 4 코일(921), 및 5 코일이 서로 중첩되도록 형성될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 코일(920)의 제 1 레이어(L1)에는, 제 4 코일(921) 및 제 5 코일(922)이 형성될 수 있다. 제 4 코일(921)은 송신 코일(920)의 중심에 가깝게 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다. 제 5 코일(922)은 제 4 코일(921)의 외곽에서 지정된 턴수를 갖고 형성될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 코일(920)의 제 2 레이어(L2)에는, 제 4 코일(921) 및 제 5 코일(922)이 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 4 코일(921)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 4 코일(921)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 제 2 레이어(L2)에서 제 5 코일(922)은 제 1 레이어(L1)에 형성된 제 5 코일(922)과 중첩되도록 형성될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 11에서 송신 코일(920)을 포함하는 회로의 왼쪽 영역은 무선 충전기(900)를 나타내고, 무선 충전 코일(320)을 포함한 회로의 오른쪽 영역은 RX 모드로 동작하는 전자 장치(101)를 나타낼 수 있다. 무선 충전기(900)는 일반 충전에 대응하는 제 2 전력(예: 약 15W 미만)의 전송을 위하여 약 10V의 송신 코일(920) 전압을 생성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 일반 충전에서 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 1 인덕턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압(예: 약 10V)과 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 10V)은 약 1:1의 비율을 갖게될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 충전 회로(218)는 입력 전압을 1/N로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 이용해 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 10V)을 지정된 전압(예: 약 4V)으로 변환하고, 변환된 전압을 전자 장치(101)의 부품(예: 시스템) 또는 배터리에 공급할 수 있다.
도 12는 비교예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 12에서 송신 코일(920)을 포함하는 회로의 왼쪽 영역은 무선 충전기(900)를 나타내고, 무선 충전 코일(320)을 포함한 회로의 오른쪽 영역은 RX 모드로 동작하는 전자 장치(101)를 나타낼 수 있다. 무선 충전기(900)는 고속 충전에 대응하는 제 1 전력(예: 약 30W, 또는 약 15W 이상)의 전송을 위하여 약 16V의 송신 코일(920) 전압을 생성할 수 있다.
도 12을 참조하면, 비교예에 따른 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 고속 충전에서 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 1 인덕턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:1의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압(예: 약 16V)과 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 16V)은 약 1:1의 비율을 갖게될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 충전 회로(218)는 입력 전압을 1/N로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 이용해 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 10V)을 지정된 전압(예: 약 4V)으로 변환하고, 변환된 전압을 전자 장치(101)의 부품(예: 시스템) 또는 배터리에 공급할 수 있다. 예를 들어, 충전 회로(218)는 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 16V)을 1/4로 낮추고, 입력 전류를 4배로 높이는 4:1 voltage divider(1211)를 포함할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 13에서 송신 코일(920)을 포함하는 회로의 왼쪽 영역은 무선 충전기(900)를 나타내고, 무선 충전 코일(320)을 포함한 회로의 오른쪽 영역은 RX 모드로 동작하는 전자 장치(101)를 나타낼 수 있다. 무선 충전기(900)는 고속 충전에 대응하는 제 1 전력(예: 약 30W, 또는 약 15W 이상)의 전송을 위하여 약 16V의 송신 코일(920) 전압을 생성할 수 있다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 고속 충전에서 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 2 인덕턴스 및 지정된 제 2 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 2 인덕턴스 및 제 2 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:0.5의 비율을 갖게 되고, 송신 코일(920)의 전압(예: 약 16V)과 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 8V)은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 충전 회로(218)는 입력 전압을 1/N로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 이용해 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 8V)을 지정된 전압(예: 약 4V)으로 변환하고, 변환된 전압을 전자 장치(101)의 부품(예: 시스템) 또는 배터리에 공급할 수 있다. 예를 들어, 충전 회로(218)는 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 8V)을 1/2로 낮추고, 입력 전류를 2배로 높이는 2:1 voltage divider(1311)를 포함할 수 있다.
도 13에 도시된 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 도 12에 도시된 비교예에 따른 전자 장치(101)에 비하여, 무선 충전 코일(320)의 전압을 더 낮추어서 발열을 줄일 수 있고, voltage divider(1311)에 대응하는 부품 수를 줄일 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 회로도이다.
도 14에서 송신 코일(920)을 포함하는 회로의 왼쪽 영역은 무선 충전기(900)를 나타내고, 무선 충전 코일(320)을 포함한 회로의 오른쪽 영역은 RX 모드로 동작하는 전자 장치(101)를 나타낼 수 있다. 무선 충전기(900)는 고속 충전에 대응하는 제 1 전력(예: 약 30W, 또는 약 15W 이상)의 전송을 위하여 약 16V의 송신 코일(920) 전압을 생성할 수 있다.
도 14을 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 충전기(900)가 고속 충전을 수행하는 경우, 제 3 스위치(931)를 열 수 있다. 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)은, 제 3 스위치(931)를 여는 것에 의해, 지정된 제 4 인덕턴스 및 지정된 제 4 저항을 가질 수 있다. 제 4 인덕턴스는 제 3 인덕턴스보다 클 수 있다. 제 4 저항은 제 3 저항보다 클 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)이 제 4 인덕턴스 및 제 4 저항을 갖게되면, 송신 코일(920)과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 2:1의 비율을 갖게 될 수 있다. 이에 따라, 송신 코일(920)의 전압(예: 약 16V)과 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 8V)은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 충전 회로(218)는 입력 전압을 1/N로 낮추고, 입력 전류를 N배로 높이는 N:1 voltage divider를 이용해 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 8V)을 지정된 전압(예: 약 4V)으로 변환하고, 변환된 전압을 전자 장치(101)의 부품(예: 시스템) 또는 배터리에 공급할 수 있다. 예를 들어, 충전 회로(218)는 무선 충전 코일(320)의 전압(예: 약 8V)을 1/2로 낮추고, 입력 전류를 2배로 높이는 2:1 voltage divider(1411)를 포함할 수 있다.
도 13에 도시된 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 무선 충전기(900)가 제 3 스위치(931)를 제어함에 따라, 도 12에 도시된 비교예에 따른 전자 장치(101)에 비하여, 무선 충전 코일(320)의 전압을 더 낮추어서 발열을 줄일 수 있고, voltage divider(1411)에 대응하는 부품 수를 줄일 수 있다.
도 15은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 15에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 15에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 15에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 15에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 1510에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, WPC 표준에 따라 ping 단계를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 ping 단계를 수행하는 동안에, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(700)의 코일 간의 턴 비가 1:1의 비율을 갖도록, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 전자 장치(101)가 외부 장치(700)를 정확하게 인식하는 인식율을 높이기 위함일 수 있다.
동작 1510은 도 7의 동작 710과 동일하거나 유사할 수 있다.
동작 1520에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)의 종류를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, identification & configuration 단계를 수행하고, 외부 장치(700)가 고속 충전이 가능한 장치인지 또는 외부 장치(700)가 일반 충전이 가능한 장치인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 동작 720에서 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 고속 충전이 가능한 장치임을 식별할 수 있다.
동작 1520에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)이 병럴 스위칭 기능을 지원하는지 확인할 수 있다. 예를 들어, 병렬 스위칭 기능은, 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)이 서로 병렬로 연결된 제 4 코일(921) 및 제 5 코일(922)을 포함하고, 충전 모드에 따라 제 4 코일(921) 및 제 5 코일(922)의 병렬 연결을 제어하는 제 3 스위치(931)를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
동작 1520에서, 일 실시예에 따른 외부 장치(700)는, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)이 병렬 스위칭 기능을 지원하는지 확인할 수 있다. 병렬 스위칭 기능은, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 무선 충전 코일(320)이 서로 병렬 연결된 제 1 코일(321), 제 2 코일(322), 및 제 3 코일(323)을 포함하고, 충전 모드에 따라 제 1 코일(321), 제 2 코일(322), 및 제 3 코일(323)의 병렬 연결을 제어하는 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
동작 1530에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)에게 고속 충전에 대응하는 제 1 명령을 전송할 수 있다. 예를 들면, 제 1 명령은 고속 충전에 대응하는 제 1 전력의 전송을 요청하는 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 병렬 스위칭 기능을 지원하는 경우, 고속 충전에 대응하는 제 3 스위치(931)의 제어를 요청하는 데이터(또는 명령어)를 전송할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 고속 충전에 따라 제 3 스위치(931)를 열도록 상기 데이터를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 병렬 스위칭 기능을 지원하는 경우, 상기 데이터를 전송하지 않고, 지정된 제 1 전력의 전송만을 요청할 수 있다.
동작 1540에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 1 명령의 전송에 기반하여, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 닫고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 2 인덕턴스 및 지정된 제 2 저항을 가질 수 있다. 제 2 인덕턴스는 제 1 인덕턴스보다 작을 수 있다. 제 2 저항은 제 1 저항보다 작을 수 있다.
동작 1550에서, 일 실시예에 따른 외부 장치(700)는, 제 1 명령의 수신에 기반하여, 제 3 스위치(931)를 열 수 있다. 외부 장치(700)의 송신 코일(920)은 제 3 스위치(931)를 여는 것에 의해 송신 코일(920)의 인덕턴스 및 저항을 높일 수 있다. 외부 장치(700)는 송신 코일(920)의 인덕턴스 및 저항을 높임으로써, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)에서 수신되는 전압을 낮출 수 있다.
동작 1560에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)로부터 고속 충전에 대응하는 제 1 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 제 1 전력을 이용하여 배터리를 충전하거나, 또는 전자 장치(101)에 포함된 부품(예: 시스템)에 지정된 전력을 공급할 수 있다.
도 15에 도시된 일 실시예에서, 동작 1540 및 동작 1550 중에서 어느 하나는 생략될 수 있다. 예를 들어, 동작 1540이 생략되거나, 또는 동작 1550이 생략될 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 16에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 16에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 16에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 16에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 1610에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, WPC 표준에 따라 ping 단계를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 ping 단계를 수행하는 동안에, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(700)의 코일 간의 턴 비가 1:1의 비율을 갖도록, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 전자 장치(101)가 외부 장치(700)를 정확하게 인식하는 인식율을 높이기 위함일 수 있다.
동작 1610은 도 7의 동작 710과 동일하거나 유사할 수 있다.
동작 1620에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)의 종류를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, identification & configuration 단계를 수행하고, 외부 장치(700)가 고속 충전이 가능한 장치인지 또는 외부 장치(700)가 일반 충전이 가능한 장치인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 동작 720에서 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 일반 충전이 가능한 장치(예: 고속 충전이 불가한 장치)임을 식별할 수 있다.
동작 1620에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)이 병럴 스위칭 기능을 지원하는지 확인할 수 있다. 예를 들어, 병렬 스위칭 기능은, 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 무선 충전기(900)의 송신 코일(920)이 서로 병렬로 연결된 제 4 코일(921) 및 제 5 코일(922)을 포함하고, 충전 모드에 따라 제 4 코일(921) 및 제 5 코일(922)의 병렬 연결을 제어하는 제 3 스위치(931)를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
동작 1620에서, 일 실시예에 따른 외부 장치(700)는, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)이 병렬 스위칭 기능을 지원하는지 확인할 수 있다. 병렬 스위칭 기능은, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 무선 충전 코일(320)이 서로 병렬 연결된 제 1 코일(321), 제 2 코일(322), 및 제 3 코일(323)을 포함하고, 충전 모드에 따라 제 1 코일(321), 제 2 코일(322), 및 제 3 코일(323)의 병렬 연결을 제어하는 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
동작 1620은 도 15의 동작 1520과 동일하거나 유사할 수 있다.
동작 1630에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)에게 일반 충전에 대응하는 제 2 명령을 전송할 수 있다. 예를 들면, 제 2 명령은 일반 충전에 대응하는 제 2 전력의 전송을 요청하는 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 병렬 스위칭 기능을 지원하는 경우, 고속 충전에 대응하는 제 3 스위치(931)의 제어를 요청하는 데이터(또는 명령어)를 전송할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 고속 충전에 따라 제 3 스위치(931)를 닫도록 상기 데이터를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)가 병렬 스위칭 기능을 지원하는 경우, 상기 데이터를 전송하지 않고, 지정된 제 2 전력의 전송만을 요청할 수 있다.
동작 1640에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 2 명령의 전송에 기반하여, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 제 1 인덕턴스는 제 2 인덕턴스보다 클 수 있다. 제 1 저항은 제 2 저항보다 클 수 있다.
동작 1650에서, 일 실시예에 따른 외부 장치(700)는, 제 2 명령의 수신에 기반하여, 제 3 스위치(931)를 닫을 수 있다. 외부 장치(700)의 송신 코일(920)은 제 3 스위치(931)를 닫는 것에 의해 송신 코일(920)의 인덕턴스 및 저항을 낮출 수 있다.
동작 1660에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(700)로부터 일반 충전에 대응하는 제 2 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 제 2 전력을 이용하여 배터리를 충전하거나, 또는 전자 장치(101)에 포함된 부품(예: 시스템)에 지정된 전력을 공급할 수 있다.
도 16에 도시된 일 실시예에서, 동작 1640 및 동작 1650 중에서 어느 하나는 생략될 수 있다. 예를 들어, 동작 1640이 생략되거나, 또는 동작 1650이 생략될 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 TX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 17에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 17에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 17에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 17에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 1710에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, WPC 표준에 따라 ping 단계를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 ping 단계를 수행하는 동안에, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(1701)의 코일 간의 턴 비가 1:1의 비율을 갖도록, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 전자 장치(101)가 외부 장치(1701)를 정확하게 인식하는 인식율을 높이기 위함일 수 있다.
동작 1720에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(1701)의 종류를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, identification & configuration 단계를 수행하고, 외부 장치(1701)가 고속 충전이 가능한 장치인지 또는 외부 장치(1701)가 일반 충전이 가능한 장치인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 동작 1720에서 전자 장치(101)는, 외부 장치(1701)가 고속 충전이 가능한 장치임을 식별할 수 있다.
동작 1730에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(1701)로부터 고속 충전에 대응하는 제 1 명령을 수신할 수 있다. 예를 들면, 제 1 명령은 고속 충전에 대응하는 제 1 전력의 전송을 요청하는 데이터를 포함할 수 있다.
동작 1740에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 1 명령의 수신에 기반하여, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)를 열 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 여는 것에 의해, 지정된 제 3 인덕턴스 및 지정된 제 3 저항을 가질 수 있다.
전자 장치(101)는, TX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어에 의해 무선 충전 코일(320)의 인덕턴스 및 저항을 높일 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 3 인덕턴스 및 제 3 저항을 갖도록 설정되면, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(1701)의 수신 코일 사이의 턴 비는 약 2:1의 비율을 갖게 되고, 무선 충전 코일(320)의 전압과 수신 코일의 전압은 약 2:1의 비율을 갖게될 수 있다.
동작 1750에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 고속 충전에 대응하는 제 1 전력을 무선 충전 코일(320)을 통해 외부 장치(1701)에게 전송할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 TX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우를 설명한 흐름도이다.
도 18에 도시된 동작들 중에서 적어도 일부는 생략될 수 있다. 도 18에 도시된 적어도 일부 동작들의 이전 또는 이후에는 본 개시에서 다른 도면을 참조하여 언급한 적어도 일부 동작들이 추가 삽입 될 수 있다.
도 18에 도시된 동작들은 프로세서(예: 도 1의 프로세서)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행시에, 프로세서가 도 18에 도시된 적어도 일부 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다.
동작 1810에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, WPC 표준에 따라 ping 단계를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 ping 단계를 수행하는 동안에, 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)과 외부 장치(1701)의 코일 간의 턴 비가 1:1의 비율을 갖도록, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 전자 장치(101)가 외부 장치(1701)를 정확하게 인식하는 인식율을 높이기 위함일 수 있다.
동작 1820에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(1701)의 종류를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, identification & configuration 단계를 수행하고, 외부 장치(1701)가 고속 충전이 가능한 장치인지 또는 외부 장치(1701)가 일반 충전이 가능한 장치인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 동작 1820에서 전자 장치(101)는, 외부 장치(1701)가 일반 충전이 가능한 장치(예: 고속 충전이 불가한 장치)을 식별할 수 있다. 고속 충전이 불가한 장치는, 예를 들면, 스마트폰, watch 또는 true wireless stereo일 수 있다.
동작 1830에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 외부 장치(1701)로부터 일반 충전에 대응하는 제 2 명령을 수신할 수 있다. 예를 들면, 제 2 명령은 일반 충전에 대응하는 제 2 전력의 전송을 요청하는 데이터를 포함할 수 있다.
동작 1840에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 제 2 명령의 수신에 기반하여, 제 1 스위치(331)를 열고 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 무선 충전 코일(320)은 제 1 스위치(331)를 열고 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해 지정된 제 1 인덕턴스 및 지정된 제 1 저항을 가질 수 있다. 무선 충전 코일(320)이 제 1 인덕턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정되면, 외부 장치(1701)의 수신 코일과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320) 사이의 턴 비는 약 1:1의 비율을 갖게 되고, 수신 코일의 전압과 무선 충전 코일(320)의 전압은 약 1:1의 비율을 갖게될 수 있다.
동작 1850에서, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 일반 충전에 대응하는 제 2 전력을 무선 충전 코일(320)을 통해 외부 장치(1701)에게 전송할 수 있다.
도 19는, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)의 개념도이다. 도 19에 도시된 무선 충전 장치(300)는 도 3에 도시된 무선 충전 장치(300)와 적어도 일부가 유사할 수 있다.
도 19를 참조하면, 무선 충전 장치(300)는, TRX IC(310)(transmit/receive integrated circuit)(예: 무선 충전 IC), 및 TRX IC(310)와 전기적으로 연결된 무선 충전 코일(320)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 충전 코일(320)은 제 1 코일(321), 및 제 1 코일(321)과 병렬로 연결된 제 2 코일(322)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전 장치(300)는 제 1 코일(321) 및 제 2 코일(322) 사이의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치(331), 및 제 1 코일(321)과 TRX IC(310) 사이의 연결을 스위칭하는 제 2 스위치(332)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(331) 또는 제2 스위치(332) 중 적어도 하나가 닫히도록 기본 설정될 수 있다. 예를 들어 제2 스위치(332)는 닫히도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 코일(322)은 제 1 코일(321)과 병렬 연결될 수 있고, 제 1 코일(321)과 제 2 코일(322)의 병렬 연결은 제 1 스위치(331)에 의해 스위칭될 수 있다. 제 1 스위치(331)는 제 1 코일(321)의 일단과 제 2 코일(322) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 코일(322)은 무선 충전 코일(320)의 외곽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 코일(322)은 제 1 코일(321)의 외곽에 형성될 수 있다. 이러한 제 2 코일(322)은 제 1 스위치(331)가 닫히는 것에 의해 제 1 코일(321)과 병렬 연결됨으로써 무선 충전 코일(320)의 전체적인 저항 및 인덕턴스를 조정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 코일(322)은 무선 충전 코일(320)의 안쪽 중심부에 인접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 코일(322)은 제 1 코일(321)의 안쪽에 형성될 수 있다. 이러한 제 2 코일(322)은 제 1 스위치(331)가 닫히는 것에 의해 제 1 코일(321)과 병렬 연결됨으로써 무선 충전 코일(320)의 전체적인 저항 및 인덕턴스를 조정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)의 무선 충전 장치(300)가 RX 모드일 때 제 1 스위치(331) 및 제 2 스위치(332)의 제어 동작은 표 4와 같을 수 있다.
충전 모드 제 1 스위치(331) 제 2 스위치(332)
RX 모드 일반 충전(예: 제 2 충전 모드) 열림 닫힘
고속 충전(예: 제 1 충전 모드) 닫힘 닫힘
표 4를 참조하면, 전자 장치(101)는 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 일반 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다. 전자 장치(101)는 무선 충전 장치(300)가 RX 모드에서 고속 충전을 수행하는 경우, 제 1 스위치(331)를 닫고, 제 2 스위치(332)를 닫을 수 있다.전자 장치(101)는, 일반 충전을 수행하는 동안, 제 1 스위치(331)를 열고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)에 인가되는 전압과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)의 수신 전압이 약 1:1의 비율을 갖도록 설정할 수 있다.
전자 장치(101)는, 고속 충전을 수행하는 동안, 제 1 스위치(331)를 닫고, 제 2 스위치(332)를 닫는 것에 의해, 외부 장치(700)의 송신 코일(920)에 인가되는 전압과 전자 장치(101)의 무선 충전 코일(320)의 수신 전압이 약 2:1의 비율을 갖도록 설정할 수 있다.
일 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 배터리(예: 도 1의 배터리(189)), 제 1 코일(예: 도 3의 제 1 코일(321)), 및 상기 제 1 코일(321)과 병렬로 연결된 제 2 코일(예: 도 3의 제 2 코일(322))을 포함하는 무선 충전 코일(예: 도 3의 무선 충전 코일(320)), 상기 무선 충전 코일(320)과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC(예: 도 3의 TRX IC(310)), 상기 제 2 코일(322)과 상기 제 1 코일(321)의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치, 및 프로세서(120)를 포함하고, 상기 프로세서(120)는, 상기 전자 장치(101)가 외부 장치의 적어도 일부분과 정렬되도록 놓인 것에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 상기 무선 충전 코일(320)을 통해 입력된 무선 전력을 이용해 상기 배터리(189)를 충전하는 무선 충전 기능을 활성화하고, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하고, 상기 제 1 스위치를 닫고, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하고, 및 상기 제 1 스위치를 열도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 지정된 통신을 수행하는 동안, 상기 제 1 스위치를 열도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 제 1 스위치를 닫는 것에 의해, 상기 외부 장치의 송신 코일에 인가되는 전압과 상기 무선 충전 코일(320)의 수신 전압이 2:1의 비율을 갖도록 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전 코일(320)은, 제 1 레이어 및 상기 제 1 레이어로부터 제 1 방향에 형성되는 제 2 레이어가 적층된 구조를 포함하고, 상기 제 1 레이어는 상기 제 1 코일(321), 상기 제 1 코일(321)의 외곽에 배치된 제 3 코일(323), 상기 제 3 코일(323)의 외곽에 배치된 상기 제 2 코일(322)을 포함하고, 상기 제 2 레이어는 상기 제 1 코일(321), 상기 제 2 코일(322), 및 상기 제 3 코일(323)을 포함하되, 상기 제 2 레이어에 형성된 상기 제 1 코일(321), 상기 제 2 코일(322), 및 상기 제 3 코일(323) 각각은 상기 제 1 레이어에 형성된 상기 제 1 코일(321), 상기 제 2 코일(322), 및 상기 제 3 코일(323) 각각과 중첩되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전 코일(320)은, 제 1 레이어 및 상기 제 1 레이어로부터 제 1 방향에 형성되는 제 2 레이어가 적층된 구조를 포함하고, 상기 제 1 레이어는 상기 제 1 코일(321), 및 상기 제 1 코일(321)의 외곽에 배치된 제 3 코일(323)을 포함하고, 상기 제 2 레이어는 상기 제 1 코일(321), 및 상기 제 1 코일(321)의 외곽에 배치된 상기 제 2 코일(322)을 포함하되, 상기 제 2 레이어의 상기 제 2 코일(322)은 상기 제 1 레이어의 상기 제 3 코일(323)과 중첩되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전 코일(320)은, 제 1 레이어, 제 2 레이어 및 제 3 레이어가 순차적으로 적층된 구조를 포함하고, 상기 제 1 레이어 및 상기 제 2 레이어 각각은, 상기 제 1 코일(321), 및 상기 제 1 코일(321)의 외곽에 배치된 제 3 코일(323)을 포함하고, 상기 제 3 레이어는 상기 제 2 코일(322)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전 코일(320)은, 제 1 레이어, 제 2 레이어 및 제 3 레이어가 순차적으로 적층된 구조를 포함하고, 상기 제 1 레이어는 상기 제 1 코일(321)을 포함하고, 상기 제 2 레이어는 상기 제 1 레이어의 상기 제 1 코일(321)과 중첩되는 제 3 코일(323)을 포함하고, 상기 제 3 레이어는 상기 제 1 레이어의 상기 제 1 코일(321) 및 상기 제 2 레이어의 상기 제 3 코일(323)과 중첩되는 상기 제 2 코일(322)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 무선 충전 코일(320)을 이용해 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하고, 상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고, 상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하고, 상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열고, 및 상기 제 1 전력을 상기 무선 충전 코일(320)을 이용해 상기 외부 장치에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전 코일(320)은 상기 제 1 코일(321) 및 상기 제 2 코일(322)과 병렬로 연결된 제 3 코일(323)을 더 포함하고, 상기 제 3 코일(323)과 상기 제 1 코일(321) 및 상기 제 2 코일(322)의 병렬 연결을 스위칭하는 제 2 스위치를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 공유 기능이 활성화된 이후에, 상기 외부 장치로부터 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 수신하고, 상기 제 2 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열음과 아울러 상기 제 2 스위치를 닫고, 및 상기 제 2 전력을 상기 무선 충전 코일(320)을 이용해 상기 외부 장치에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 제 1 스위치를 열고, 상기 제 2 스위치를 닫는 것에 의해 상기 무선 충전 코일(320)이 제 1 인턱턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정하고, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 각각을 닫는 것에 의해 상기 무선 충전 코일(320)이 상기 제 1 인덕턴스보다 작은 제 2 인덕턴스 및 상기 제 1 저항보다 작은 제 2 저항을 갖도록 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 각각을 닫는 것에 의해, 상기 외부 장치의 송신 코일에 인가되는 전압과 상기 무선 충전 코일(320)의 수신 전압이 2:1의 비율을 갖도록 설정할 수 있다.
일 실시예들에 따른 전자 장치(101)의 방법에 있어서, 상기 전자 장치(101)는, 제 1 코일(321), 및 상기 제 1 코일(321)과 병렬로 연결된 제 2 코일(322)을 포함하는 무선 충전 코일(320), 상기 무선 충전 코일(320)과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC(310), 상기 제 2 코일(322)과 상기 제 1 코일(321)의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치를 포함하고, 상기 방법은, 상기 전자 장치(101)가 외부 장치의 적어도 일부분과 정렬되도록 놓인 것에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 상기 무선 충전 코일(320)을 통해 입력된 무선 전력을 이용해 배터리(189)를 충전하는 무선 충전 기능을 활성화하는 동작, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하는 동작, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하는 동작, 상기 제 1 스위치를 닫는 동작, 상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하는 동작, 및 상기 제 1 스위치를 여는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 지정된 통신을 수행하는 동안, 상기 제 1 스위치를 여는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전 코일(320)을 이용해 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하는 동작, 상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하는 동작, 상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하는 동작, 상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 여는 동작, 및 상기 제 1 전력을 상기 무선 충전 코일(320)을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(101)는, 상기 제 1 코일(321) 및 상기 제 2 코일(322)과 병렬로 연결된 제 3 코일(323), 및 상기 제 3 코일(323)과 상기 제 1 코일(321) 및 상기 제 2 코일(322)의 병렬 연결을 스위칭하는 제 2 스위치를 포함하고, 상기 방법은, 무선 전력 공유 기능이 활성화된 이후에, 상기 외부 장치로부터 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 수신하는 동작, 상기 제 2 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열음과 아울러 상기 제 2 스위치를 닫는 동작, 및 상기 제 2 전력을 상기 무선 충전 코일(320)을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예들에 따른 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 전자 장치(예: 도 9의 전자 장치(900))는, 제 1 코일(예: 도 9의 제 4 코일(921)) 및 상기 제 1 코일(921)과 병렬로 연결된 제 2 코일(예: 도 9의 제 5 코일(922))을 포함하는 송신 코일, 상기 송신 코일과 전기적으로 연결되는 TX IC(ransmit integrated chip), 상기 제 2 코일(922)과 상기 제 1 코일(921)의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치, 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 송신 코일을 이용해 무선 전력을 상기 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하고, 상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고, 상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하고, 상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열고, 및 상기 제 1 전력을 상기 송신 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제 1 스위치를 여는 것에 의해, 상기 송신 코일의 전압과 상기 외부 장치의 수신 코일의 전압이 2:1의 비율을 갖도록 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 외부 장치로부터 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 수신하고, 상기 제 2 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 닫고, 및 상기 제 2 전력을 상기 송신 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제 1 스위치를 닫는 것에 의해, 상기 송신 코일의 전압과 상기 외부 장치의 수신 코일의 전압이 1:1의 비율을 갖도록 설정할 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리;
    제 1 코일, 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 무선 충전 코일;
    상기 무선 충전 코일과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC;
    상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치;
    및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 전자 장치가 외부 장치의 적어도 일부분과 정렬되도록 놓인 것에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 상기 무선 충전 코일을 통해 입력된 무선 전력을 이용해 상기 배터리를 충전하는 무선 충전 기능을 활성화하고,
    상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고,
    상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하고,
    상기 제 1 스위치를 닫고,
    상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하고, 및
    상기 제 1 스위치를 열도록 설정된,
    전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 지정된 통신을 수행하는 동안, 상기 제 1 스위치를 열도록 설정된,
    전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 스위치를 닫는 것에 의해, 상기 외부 장치의 송신 코일에 인가되는 전압과 상기 무선 충전 코일의 수신 전압이 2:1의 비율을 갖도록 설정하는,
    전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 충전 코일은, 제 1 레이어 및 상기 제 1 레이어로부터 제 1 방향에 형성되는 제 2 레이어가 적층된 구조를 포함하고,
    상기 제 1 레이어는 상기 제 1 코일, 상기 제 1 코일의 외곽에 배치된 제 3 코일, 상기 제 3 코일의 외곽에 배치된 상기 제 2 코일을 포함하고,
    상기 제 2 레이어는 상기 제 1 코일, 상기 제 2 코일, 및 상기 제 3 코일을 포함하되, 상기 제 2 레이어에 형성된 상기 제 1 코일, 상기 제 2 코일, 및 상기 제 3 코일 각각은 상기 제 1 레이어에 형성된 상기 제 1 코일, 상기 제 2 코일, 및 상기 제 3 코일 각각과 중첩되도록 형성되는,
    전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 충전 코일은, 제 1 레이어 및 상기 제 1 레이어로부터 제 1 방향에 형성되는 제 2 레이어가 적층된 구조를 포함하고,
    상기 제 1 레이어는 상기 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일의 외곽에 배치된 제 3 코일을 포함하고,
    상기 제 2 레이어는 상기 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일의 외곽에 배치된 상기 제 2 코일을 포함하되, 상기 제 2 레이어의 상기 제 2 코일은 상기 제 1 레이어의 상기 제 3 코일과 중첩되도록 형성되는,
    전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 충전 코일은, 제 1 레이어, 제 2 레이어 및 제 3 레이어가 순차적으로 적층된 구조를 포함하고,
    상기 제 1 레이어 및 상기 제 2 레이어 각각은, 상기 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일의 외곽에 배치된 제 3 코일을 포함하고,
    상기 제 3 레이어는 상기 제 2 코일을 포함하는,
    전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 충전 코일은, 제 1 레이어, 제 2 레이어 및 제 3 레이어가 순차적으로 적층된 구조를 포함하고,
    상기 제 1 레이어는 상기 제 1 코일을 포함하고,
    상기 제 2 레이어는 상기 제 1 레이어의 상기 제 1 코일과 중첩되는 제 3 코일을 포함하고,
    상기 제 3 레이어는 상기 제 1 레이어의 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 레이어의 상기 제 3 코일과 중첩되는 상기 제 2 코일을 포함하는,
    전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 무선 충전 코일을 이용해 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하고,
    상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고,
    상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하고,
    상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열고, 및
    상기 제 1 전력을 상기 무선 충전 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는,
    전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무선 충전 코일은 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일과 병렬로 연결된 제 3 코일을 더 포함하고,
    상기 제 3 코일과 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 2 스위치를 더 포함하는, 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 무선 전력 공유 기능이 활성화된 이후에, 상기 외부 장치로부터 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 수신하고,
    상기 제 2 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열음과 아울러 상기 제 2 스위치를 닫고, 및
    상기 제 2 전력을 상기 무선 충전 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는,
    전자 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 스위치를 열고, 상기 제 2 스위치를 닫는 것에 의해 상기 무선 충전 코일이 제 1 인턱턴스 및 제 1 저항을 갖도록 설정하고,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 각각을 닫는 것에 의해 상기 무선 충전 코일이 상기 제 1 인덕턴스보다 작은 제 2 인덕턴스 및 상기 제 1 저항보다 작은 제 2 저항을 갖도록 설정하는,
    전자 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 각각을 닫는 것에 의해, 상기 외부 장치의 송신 코일에 인가되는 전압과 상기 무선 충전 코일의 수신 전압이 2:1의 비율을 갖도록 설정하는,
    전자 장치.
  13. 전자 장치의 방법에 있어서,
    상기 전자 장치는, 제 1 코일, 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 무선 충전 코일, 상기 무선 충전 코일과 전기적으로 연결되는 무선 충전 IC, 상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 전자 장치가 외부 장치의 적어도 일부분과 정렬되도록 놓인 것에 기반하여, 상기 외부 장치로부터 상기 무선 충전 코일을 통해 입력된 무선 전력을 이용해 배터리를 충전하는 무선 충전 기능을 활성화하는 동작;
    상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하는 동작;
    상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하는 장치이면, 상기 외부 장치에게 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 전송하는 동작;
    상기 제 1 스위치를 닫는 동작;
    상기 외부 장치가 고속 충전을 지원하지 않는 장치이면, 상기 외부 장치에게 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 전송하는 동작; 및
    상기 제 1 스위치를 여는 동작을 포함하는,
    방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지정된 통신을 수행하는 동안, 상기 제 1 스위치를 여는 동작을 포함하는, 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 충전 코일을 이용해 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하는 동작;
    상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하는 동작;
    상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하는 동작;
    상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 여는 동작; 및
    상기 제 1 전력을 상기 무선 충전 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는 동작을 포함하는,
    방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 전자 장치는, 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일과 병렬로 연결된 제 3 코일, 및 상기 제 3 코일과 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 2 스위치를 포함하고,
    상기 방법은,
    무선 전력 공유 기능이 활성화된 이후에, 상기 외부 장치로부터 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 수신하는 동작;
    상기 제 2 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열음과 아울러 상기 제 2 스위치를 닫는 동작, 및
    상기 제 2 전력을 상기 무선 충전 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는 동작을 포함하는, 방법.
  17. 무선 전력을 외부 장치로 전송하는 전자 장치에 있어서,
    제 1 코일 및 상기 제 1 코일과 병렬로 연결된 제 2 코일을 포함하는 송신 코일;
    상기 송신 코일과 전기적으로 연결되는 TX IC(ransmit integrated chip);
    상기 제 2 코일과 상기 제 1 코일의 병렬 연결을 스위칭하는 제 1 스위치; 및
    제어부를 포함하고, 상기 제어부는,
    상기 송신 코일을 이용해 무선 전력을 상기 외부 장치로 전송하는 무선 전력 공유 기능을 활성화하고,
    상기 무선 전력 공유 기능이 활성화되면, 상기 외부 장치와 지정된 통신을 수행하는 것에 의해 상기 외부 장치의 종류를 확인하고,
    상기 외부 장치로부터 고속 충전에 대응하는 지정된 제 1 전력의 전송을 요청하는 제 1 명령을 수신하고,
    상기 제 1 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 열고, 및
    상기 제 1 전력을 상기 송신 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는,
    전자 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 스위치를 여는 것에 의해, 상기 송신 코일의 전압과 상기 외부 장치의 수신 코일의 전압이 2:1의 비율을 갖도록 설정하는,
    전자 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 장치로부터 일반 충전에 대응하는 지정된 제 2 전력의 전송을 요청하는 제 2 명령을 수신하고,
    상기 제 2 명령의 수신에 응답하여, 상기 제 1 스위치를 닫고, 및
    상기 제 2 전력을 상기 송신 코일을 이용해 상기 외부 장치에게 전송하는,
    전자 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 스위치를 닫는 것에 의해, 상기 송신 코일의 전압과 상기 외부 장치의 수신 코일의 전압이 1:1의 비율을 갖도록 설정하는,
    전자 장치.
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