KR20240025407A - 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 전력 송신 장치는, 제 1 주파수에 대응하는 공진 회로, 상기 공진 회로로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로, 상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로, 상기 적어도 하나의 변환 회로 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일, 상기 적어도 하나의 공진 회로에 연결되는 적어도 하나의 스위치, 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 무선 전력 송신 장치의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 무선 전력 송신 장치의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치를 제어할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로 중 적어도 일부를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일 중 적어도 일부로 제공될 수 있다.
Description
본 개시는 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing)로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다. 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치는, 소규모의 블루투스 이어폰, 웨어링 디바이스, 스마트폰 뿐만 아니라, 로봇, 청소기 등의 대규모 전자 장치로도 구현될 수 있다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있다. 자기유도 또는 자기공진 방식은, 무선 전력 송신 장치에 상대적으로 근거리에 위치한 전자 장치를 충전하는데 유리하다. 전자기파 방식은, 자기유도 또는 자기 공진 방식에 수 m에 이르는 원거리 전력 전송에 보다 유리하다. 전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달할 수 있다.
무선 전력 수신 장치 또한, 무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식 중 적어도 하나의 충전 방식을 지원할 수 있다. 다양한 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 충전하기 위하여, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 충전 방식을 지원할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치는, 제 1 주파수에 대응하는 공진 회로, 상기 공진 회로로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로, 상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로, 상기 적어도 하나의 변환 회로 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일, 상기 적어도 하나의 공진 회로에 연결되는 적어도 하나의 스위치, 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 무선 전력 송신 장치의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 무선 전력 송신 장치의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치를 제어할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로 중 적어도 일부를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일 중 적어도 일부로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 주파수에 대응하는 공진 회로, 상기 공진 회로로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로, 상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로, 상기 적어도 하나의 변환 회로 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일, 및 상기 적어도 하나의 공진 회로에 연결되는 적어도 하나의 스위치를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은, 상기 무선 전력 송신 장치의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 동작 방법은, 상기 무선 전력 송신 장치의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 동작 방법은, 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로 중 적어도 일부를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일 중 적어도 일부로 제공될 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 도시한다.
도 2는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 는 일 실시예에 따른 공진 회로가 폐루프를 형성한 경우의 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 3b는, 일 실시예에 따른 공진 회로가 폐루프를 형성하지 않는 경우의 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 4a는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4b는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 11a 내지 11c는 실시예들에 따른 적어도 하나의 스위치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12a는, 일 실시예에 따른 스위치의 온/오프 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12b는, 일 실시예에 따른 스위치의 온/오프 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 2는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 는 일 실시예에 따른 공진 회로가 폐루프를 형성한 경우의 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 3b는, 일 실시예에 따른 공진 회로가 폐루프를 형성하지 않는 경우의 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 4a는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4b는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 11a 내지 11c는 실시예들에 따른 적어도 하나의 스위치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12a는, 일 실시예에 따른 스위치의 온/오프 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12b는, 일 실시예에 따른 스위치의 온/오프 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 1은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 도시한다. 도 1의 실시예는, 도 2를 참조하여 설명하도록 한다. 도 2는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템은, 무선 전력 송신 장치(101)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터, 무선으로 전력(11a)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 유선 전력 인터페이스(12)를 포함할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 유선 전력 인터페이스(12)를 통하여 외부 소스로부터 전력을 수신할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 수신된 전력을 이용하여, 무선으로 전력(11a)을 송신할 수 있다.
일 실시예에 따른, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 예를 들어 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)을 지원할 수 있다. 공진 방식에 의한 경우에는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 아웃 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. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 예를 들어 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 (또는, AFA(air fuel alliance) 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 공진 방식에 따라 전류(예: 교류 전류)가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)가 코일을 통하여 자기장을 생성하는 과정을 무선으로 전력을 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 후술할 것으로, 무선 전력 송신 장치(101)가, 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)에 기반하여 송신 코일을 통하여 자기장을 생성하는 과정을 무선으로 전력을 송신한다고 표현할 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)을 지원하는 무선 전력 수신 장치(12)는, 제 1 충전 방식에 기반하여, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터, 전력(11a)의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 생성된 자기장에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(12)에 유도 기전력이 생성될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(12)에 유도 기전력이 생성되는 과정을, 무선 전력 수신 장치(12)가 무선으로 전력을 수신한다고 표현할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)에 기반하여, 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유선 전력 인터페이스를 포함하지 않을 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)가 무선으로 송신하는 전력(11a)의 적어도 일부를 이용하여, 제 2 충전 방식에 기반한 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 구현에 따라 내부 배터리를 포함할 수 있거나, 또는 내부 배터리를 포함하지 않을 수도 있다. 내부 배터리를 포함하지 않는 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)가 무선으로 송신하는 전력(11a)의 적어도 일부를 이용하여, 제 2 충전 방식에 기반한 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 내부 배터리를 포함하는 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 내부 배터리로부터의 전력, 및/또는 외부 무선 전력 송신 장치(11)가 무선으로 송신하는 전력(11a)의 적어도 일부를 이용하여, 제 2 충전 방식에 기반한 무선 전력 송신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선으로 송신하는 전력(11a)의 적어도 일부를 이용하여 내부 배터리를 충전할 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유선 전력 인터페이스를 포함할 수도 있으며, 외부 소스로부터 유선 전력 인터페이스를 통하여 전력을 수신할 수도 있다.
예를 들어, 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)는, 무선 전력 송신 장치(101)의 제 1 하우징(110) 상에 배치될 수 있다. 제 1 하우징(110)에는, 물체가 거치될 수 있는 제 2 하우징(111)이 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)는, 제 2 하우징(111)에 의하여 거치될 수 있으며, 이에 따라 제 1 하우징(110) 상에 배치될 수 있다. 제 1 하우징(110) 내에는, 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 위한 송신 코일(105)이 포함될 수 있다. 송신 코일(105)의 중심점은, 예를 들어 제 1 하우징(110)의 일단으로부터 h1만큼 떨어질 수 있으며, 이는 예를 들어 제 2 무선 전력 수신 장치(14) 내의 수신 코일의 위치에 기반하여 설정될 수 있으나, 제한은 없다. 예를 들어, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)는, 스마트폰일 수 있으며, 스마트폰의 일반적인 수신 코일의 위치에 기반하여, h1이 설정될 수 있다. 또는, 도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 하우징(110)에 포함되는 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 위한 복수 개의 송신 코일들을 포함할 수도 있다. 복수 개의 송신 코일들이 제 1 하우징(110) 내에 포함됨에 따라, 다양한 크기의 무선 전력 수신 장치들이 제 2 하우징(111)에 거치된 경우에도, 다양한 크기의 무선 전력 수신 장치들이 상대적으로 높은 효율로 무선으로 전력을 수신할 수도 있다.
예를 들어, 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 지원하는 제 3 무선 전력 수신 장치(15)는, 무선 전력 송신 장치(101)의 제 3 하우징(112) 상에 배치될 수 있다. 제 3 하우징(112)의 일단은, 도 2에서와 같이, 예를 들어 제 1 하우징(101)의 일단과 연결될 수 있으나 제한은 없다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)가 평면 상에 배치되는 경우, 제 3 하우징(112)은 평면과 맞닿을 수 있는 형태를 가질 수 있다. 제 3 하우징(112)이 평면과 맞닿은 경우, 제 1 하우징(110)은 평면과 90도 이하의 각도를 가지도록 위치할 수 있으며, 이에 따라 제 2 무선 전력 수신 장치(14)가 제 2 하우징(111)에 거치될 수 있다. 제 3 하우징(112)에는, 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 위한 송신 코일(107)이 포함될 수 있다. 송신 코일(107)의 위치는 제한이 없다. 예를 들어, 제 3 무선 전력 수신 장치(15)는, 무선 이어폰, 또는 손목시계형 전자 장치와 같은 상대적으로 소형인 웨어러블 전자 장치일 수 있으나 제한은 없다. 또는, 도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 3 하우징(112)에 포함되는 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 위한 복수 개의 송신 코일들을 포함할 수도 있다. 복수 개의 송신 코일들이 제 3 하우징(112) 내에 포함됨에 따라, 다양한 위치에 무선 전력 수신 장치들이 배치된 경우에도, 상대적으로 높은 효율로 무선으로 전력을 수신할 수도 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 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 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, WPC(wireless power consortium) 표준 (또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(14,15)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(14,15)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는 송신하고자 하는 데이터에 기반하여 FSK를 수행함으로써, 무선 전력 수신 장치(14,15)는 데이터를 확인할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(14,15)는, 송신하고자 하는 데이터에 기반하여 ASK(예를 들어, 온/오프 키잉(on/off keying)으로 명명될 수도 있음)을 수행함으로써, 무선 전력 송신 장치(101)는, 데이터를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 코일(105,107)에서 인가되는 전류, 전압, 및/또는 전력의 크기의 변경에 기반하여 복조 및/또는 디코딩을 수행함으로써, 데이터를 확인할 수 있다. 인코딩 및/또는 FSK 변조 및/또는 ASK 변조에 기반한 인-밴드 통신을 설명의 편의상 통신 신호의 송신으로 표현할 수 있으며, FSK 복조 및/또는 ASK 복조 및/또는 디코딩에 기반한 인-밴드 통신을 설명의 편의상 통신 신호의 수신으로 표현할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 한편, 이는 예시적인 것으로, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(14,15)와 아웃-밴드 방식에 기반한 통신을 수행할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 추가적으로 제 1 하우징(110)에 포함되는 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)의 무선 전력 수신 장치의 검출을 위한 코일(또는, 검출을 위한 패턴을 가지는 도체)을 포함할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 검출을 위한 코일 및/또는 코일(103)에서의 임피던스(또는, 로드)의 변경에 적어도 기반하여, 제 1 충전 방식의 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 검출할 수도 있다. 한편, 이는 예시적인 것으로, 무선 전력 송신 장치(101)는, 다른 검출을 위한 센싱 수단에 의하여 확인되는 센싱 데이터에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 검출할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 및/또는 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터의 통신 신호(예를 들어, 아웃 밴드 신호이지만 제한이 없음)에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 검출할 수도 있다. 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 검출 방식에는 제한이 없으며, 다양한 검출 방식에 대하여서는 후술하도록 한다.
예를 들어, 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)을 지원하는 전자 장치(13)가 제 2 하우징(111)에 의하여 거치됨으로써, 제 1 하우징(110)에 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식을 지원하는 전자 장치(13)가 제 1 하우징(110)에 배치됨이 확인됨에 기반하여, 코일(103) 및 커패시터(미도시)의 공진 회로가 폐루프(closed loop)를 형성하도록 적어도 하나의 스위치(미도시)를 제어할 수 있다. 코일(103) 및 커패시터(미도시)의 공진 회로가 폐루프를 형성하는 경우, 공진 회로는 제 1 충전 방식의 공진 주파수를 가질 수 있도록 설계될 수 있다. 공진 회로가 폐루프를 형성하는 경우, 공진 회로는 제 1 충전 방식에서의 리피터(repeater)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 하우징(110) 내에는 공진 회로를 형성하기 위한 코일(103)이 배치될 수 있다. 코일(103)은, 예를 들어, 제 2 코일(105)에 비하여 더 큰 외경을 가지고, 및/또는 제 2 코일(105)의 외각에 배치되는 것과 같이 설명되었지만, 이는 예시적인 것으로 제 2 코일(105)의 크기, 형상, 및/또는 배치 위치에는 제한이 없다. 예를 들어, 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)을 지원하는 전자 장치(13)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터 무선으로 송신되는 전력(11a)의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 한편, 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 거리가 상대적으로 큰 경우, 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 무선 전력 송신 효율이 상대적으로 낮을 수(다른 말로, 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 커플링 계수가 상대적으로 낮다고 표현될 수도 있음) 있다. 이에 따라, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)에 대한 시간 당 충전량이 상대적으로 작아, 완충 시까지 소요되는 시간이 증가할 가능성이 있다. 또는, 일정 수준 이상의 시간 당 충전량으로 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 충전하기 위한 거리에 제한이 있을 수 있다. 상술한 바와 같이, 리피터로서 동작하는 폐루프의 공진 회로가 존재하는 경우, 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 무선 전력 송신 효율이 상대적으로 증가할 수(다른 말로, 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 커플링 계수가 상대적으로 증가한다고 표현될 수도 있음) 있다. 이에 따라, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)에 대한 시간 당 충전량이 상대적으로 증가할 수 있어, 완충 시까지 소요되는 시간이 단축될 수 있다. 또는, 일정 수준 이상의 시간 당 충전량으로 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 충전하기 위한 거리가 증가할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인디케이터(115)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 제 1 충전 방식에 의하여 충분한 크기의 전력이 수신되는 경우에, 이에 대응하는 인디케이션을 제공하도록 인디케이터(115)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 코일(103) 출력단의 전압, 또는 정류된 전압(VREC)이, 임계 전압 이상인 경우에 인디케이션을 제공하도록 인디케이터(115)를 제어할 수 있으나, 제한은 없다. 이에 따라, 사용자는 무선 전력 송신 장치(101)가, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터의 전력(11a)을 이용하여 동작할 수 있는지 여부를 인지할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 전자기파 방식에 따라 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 전자기파 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 분배 회로, 위상 쉬프터, 복수 개의 안테나(예: 패치 안테나, 다이폴 안테나, 및/또는 모노폴 안테나)를 포함하는 전력 송신용 안테나 어레이, 아웃 밴드 방식의 통신 회로(예: BLE 통신 모듈)등을 포함할 수 있다. 복수 개의 안테나 각각은 RF(radio frequency) 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 안테나 별로 입력되는 전기적인 신호의 위상 및/또는 진폭을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수 있다. 전자 장치(2,3)는, 주변에 형성된 RF 웨이브를 이용하여 전류를 출력할 수 있는 안테나를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 RF 웨이브를 형성하는 과정을, 무선 전력 송신 장치(101)가 전력을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. RF 방식을 지원하는 무선 전력 수신 장치가 RF 웨이브를 이용하여 안테나로부터 전류를 출력하는 과정을, 무선 전력 수신 장치가 전력을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다. 본 개시에서는, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 충전 방식으로서 공진 방식을 이용하고, 제 2 충전 방식으로 유도 방식을 이용하는 것과 설명되었지만, 이 중 어느 하나의 충전 방식이 RF 방식으로 치환될 수도 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 공진 회로가 폐루프를 형성한 경우의 무선 전력 송신 장치의 블록도이다. 도 3b는, 일 실시예에 따른 공진 회로가 폐루프를 형성하지 않는 경우의 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일(105), 컨트롤러(120), 공진 회로(121), 적어도 하나의 스위치(122), 정류 회로(131), 및/또는 변환 회로(133)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라서, 공진 회로(121)는, 도 1 및 도 2에서 설명되었던 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(미도시)를 포함할 수 있다. 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(미도시)는, 공진 회로(121)를 형성할 수 있으며, 공진 회로(121)의 공진 주파수는, 예를 들어 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)에서 정의된 주파수(예를 들어, AFA에서 정의된 6.78MHz일 수 있지만 제한이 없음)일 수 있으나, 제한은 없다. 공진 회로(121)(또는, 공진 회로(121)에 포함된 코일(103))은, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 커플링(13a)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 적어도 하나의 스위치(122)는, 컨트롤러(120)에 의하여 온/오프 상태가 제어될 수 있다. 도 3a의 예시에서는, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 적어도 하나의 스위치(122) 각각의 온/오프가 제어될 수 있으며, 이를 설명의 편의 상 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태로 제어된다고 표현할 수도 있다. 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태로 제어되는 다양한 실시예들에 대하여서는 후술하도록 한다. 도 3a에서와 같이, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성한 경우에는, 공진 회로(121)는 제 1 충전 방식을 위한 리피터로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터의 전력(11a)의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 전력(11a)의 주파수는, 예를 들어, 제 1 충전 방식에서 정의된 주파수(예를 들어, 6.78MHz이지만 제한이 없음)를 가질 수 있다. 폐루프를 형성하는 공진 회로(121)가 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 수신 코일(또는, 수신 공진 코일) 근처에 배치됨에 따라서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 수신 코일(또는, 수신 공진 코일)에서의 유도 기전력의 크기가 증가할 수 있다. 이에 따라, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)에 대한 시간 당 충전량이 상대적으로 증가할 수 있어, 완충 시까지 소요되는 시간이 단축될 수 있다. 또는, 일정 수준 이상의 시간 당 충전량으로 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 충전하기 위한 거리가 증가할 수도 있다. 한편, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는 무선 전력 송신 장치(101)의 제 1 하우징(110) 상에 배치되지 않고, 일정 거리 떨어져서 배치될 수도 있다. 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 외부 무선 전력 송신 장치(11) 사이의 거리가 상대적으로 먼 경우에 무선 전력 송신 효율이 저하될 수 있으나, 리피터가 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 및 외부 무선 전력 송신 장치(11) 사이에 배치됨에 따라서 무선 전력 송신 효율이 저하가 보상될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는, 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 검출(예를 들어, 제 1 하우징(110) 상의 배치이지만 제한이 없음)을 확인함에 기반하여, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 적어도 하나의 스위치(122)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(120)가 제 1 충전 방식을 지원하는 무선 전력 수신 장치를 검출하는 다양한 방식에 대하여서는 후술하도록 한다. 예를 들어, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 검출에 대응하는 적어도 하나의 스위치(122) 각각에 대한 온/오프 상태에 대한 정보가 무선 전력 송신 장치(101)에 저장될 수 있으며, 컨트롤러(120)는 이를 참조하여 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 제어(예를 들어, 제 1 상태로 제어)할 수 있다. 컨트롤러(120)는, 마이크로프로세서, MCU(micro controlling unit), FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuits) 또는 아날로그적 소자의 집합으로 구현될 수도 있으나, 그 구현 형태에는 제한이 없다.
일 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는, 아웃-밴드 통신(예를 들어, BLE 통신이지만 제한이 없음) 및/또는 인-밴드 통신을 위한 적어도 하나의 블록(또는, 통신 모듈로 명명될 수 있음)을 포함할 수도 있다. 또는, 아웃-밴드 통신을 위한 블록 및/또는 인-밴드 통신을 위한 블록이, 컨트롤러(120)로부터 독립적으로 구현될 수(예를 들어, 컨트롤러(120)와 상이한 하드웨어 블록으로 구현될 수)도 있다. 컨트롤러(120)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11), 무선 전력 수신 장치(13,14,15) 중 적어도 일부와 통신 신호를 송/수신할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는, 통신 신호의 송/수신에 기반하여 무선 전력 수신 장치(13,14,15) 중 적어도 일부를 검출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는, 통신 신호의 송/수신에 기반하여 충전 이전 절차(예를 들어, 무선 전력 수신 장치(13,14,15)의 식별(identification), 설정(configuration), 인증(authentication), 권한(authority) 확인, 교차 연결(cross-connection) 여부 확인, 협상(negotiation), 캘리브레이션(calibration), 가입(registration), 충전 여부 판단, 충전 개시 명령일 수 있지만 제한이 없음), 및/또는 충전 중 절차(예를 들어, 보고(report), 충전 전력의 조정, 에러(과온도, 과전압, 과전류 등) 판단이지만 제한이 없음)를 수행할 수도 있다. 일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 송신 장치(101)의 동작을 수행하도록 야기하는 인스트럭션, 제 1 충전 방식과 연관된 스택, 제 2 충전 방식과 연관된 스택, 및/또는 통신을 위한 스택을 저장하기 위한 메모리를 포함할 수도 있다. 메모리는 예를 들어 컨트롤러(120)에 포함되도록 구현되거나, 또는 컨트롤러(120)로부터 독립적인 하드웨어로 구현될 수도 있다.
한편, 도 3a의 도면에서는, 적어도 하나의 스위치(122)가 제 1 상태로 제어됨에 따라서, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하는 점을 표현하기 위하여 공진 회로(121) 및 스위치(122) 사이의 두 개의 실선이 연결됨이 표현된 것이며, 실선의 개수가 싱글-엔디드 신호 또는 차동 신호를 표현하기 위한 목적이 아님을 당업자는 이해할 것이다. 아울러, 도 3a의 도면에서는, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하는 경우에, 스위치(122) 및 정류 회로(131) 사이에 전기적인 연결이 존재하지 않는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것으로, 구현에 따라서 스위치(122) 및 정류 회로(131) 사이에 전기적인 연결이 존재할 수도 있으며, 이에 대하여서는 후술하도록 한다.
도 3b를 참조하면, 일 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는, 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 검출(예를 들어, 제 1 하우징(110) 상의 배치를 검출할 수 있지만 제한이 없음)할 수 있다. 컨트롤러(120)는, 제 2 충전 방식에 기반한 검출 방식(예를 들어, Qi 표준에서 지원하는 검출 방식)으로서, 핑 신호의 인가 중의 Q-팩터의 변경, 임피던스(또는, 로드)의 변경, 및/또는 디지털-핑 신호에 대응하는 응답 여부에 기반하여, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 검출할 수 있으나 제한이 없다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, Qi 표준에서 지원하는 방식에 기반하여 주기적인 핑 신호를 송신 코일(105)에 인가하거나, 또는 Qi 표준에서 지원하는 방식과는 상이하게 검출을 위한 전력을 연속적으로 인가할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 컨트롤러(120)는, 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 검출에 기반하여, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록 적어도 하나의 스위치(122)를 제어할 수 있으며, 이를 예를 들어 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 제 2 상태로 제어한다고 표현할 수 있다. 한편, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태인 경우에는, 컨트롤러(120)는 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 검출에 기반하여, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 유지할 수 있다. 컨트롤러(120)는, 공진 회로(121)로부터 제공되는 전력이, 정류 회로(131)로 제공되도록 적어도 하나의 스위치(122)를 제어할 수 있다. 한편, 도 3b에서, 공진 회로(121) 및 스위치(122)가 하나의 실선으로 연결된 것은, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않음을 표현하기 위한 것일 뿐, 싱글-엔디드의 경로를 의도한 것은 아님을 당업자는 이해할 것이다.
적어도 하나의 스위치(122)가 제 2 상태로 제어됨에 따라서, 공진 회로(121)로부터 제공되는 전력이 정류 회로(131)로 제공될 수 있다. 공진 회로(121)로부터 제공되는 전력은, 외부 무선 전력 송신 장치(11)에 의한 유도 기전력일 수 있으므로, 제 1 충전 방식의 주파수(예를 들어, 6.78 MHz이지만 제한이 없음)를 가질 수 있다. 정류 회로(131)는, 교류의 전력을 직류의 전력으로 정류할 수 있다. 정류 회로(131)는, 풀-브릿지 다이오드, 하프-브릿지 다이오드, 또는 동기화된 브릿지 FET로 구현될 수 있으나, 제한이 없다. 변환 회로(133)는, 정류된 전력을 이용하여 제 2 충전 방식의 주파수(예를 들어, 100 내지 205 kHz이지만 제한이 없음)를 가지는 교류 전력을 출력할 수 있다. 변환 회로(133)는, 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있는 구성(예를 들어, 인버터)이라면 제한이 없다. 제 2 충전 방식의 주파수를 가지는 교류 전력은 송신 코일(105)로 제공될 수 있다. 컨트롤러(120)는, 충전을 위한 교류 전력이 출력되도록 변환 회로(133)를 제어할 수 있다. 송신 코일(105)에 교류 전력이 인가됨에 따라, 무선으로 전력(14a)(예를 들어, 자기장)이 송신될 수 있으며, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)는 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식에 기반하여 수신된 전력(11a)의 적어도 일부를 이용하여, 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)의 무선 충전을 수행할 수 있다.
도 4a는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(120))는, 401 동작에서, 충전 영역 중 적어도 일부 상에 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치(13)가 배치됨을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터 제 1 무선 전력 수신 장치(13)가 검출됨을 나타내는 통신 신호를, 예를 들어 아웃-밴드 통신을 통하여 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 수신된 통신 신호에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(130)의 배치를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)가 검출됨을 나타내는 통신 신호의 수신 및 적어도 하나의 추가 조건의 만족에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 배치를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 추가 조건으로서, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 이상인지 여부를 확인하여, 추가 조건이 만족됨에 기반하여 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 배치를 확인할 수도 있으나, 이는 예시적인 것으로 추가 조건에는 제한이 없다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)와의 통신 신호의 송/수신 없이도, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 배치를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와의 통신 신호의 송/수신에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 배치를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와의 통신 신호의 송/수신 및 적어도 하나의 추가 조건의 만족에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 배치를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 추가 조건으로서, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 이상인지 여부를 확인하여, 추가 조건이 만족됨에 기반하여 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 배치를 확인할 수도 있으나, 이는 예시적인 것으로 추가 조건에는 제한이 없다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(120))는, 충전 영역 중 적어도 일부 상에 제 1 충전 방식(예를 들어, 공진 방식)을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치(13)가 배치됨에 기반하여, 403 동작에서, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 적어도 하나의 스위치(122)를 제 1 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태인 중에, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)가 배치됨을 확인할 수 있다. 만약, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태였던 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 제 2 상태로부터 제 1 상태로 전환되도록, 적어도 하나의 스위치 제어 신호가 제공되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태인 중에, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)가 배치됨을 확인할 수도 있다. 만약, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태였던 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 제 1 상태로 유지하도록 제어할 수 있다.
도 4b는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(120))는, 411 동작에서, 충전 영역 중 적어도 일부 상에 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)가 배치됨을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식에 기반한 검출 방식(예를 들어, Qi 표준에서 지원하는 검출 방식)으로서, 핑 신호의 인가 중의 Q-팩터의 변경, 임피던스(또는, 로드)의 변경, 및/또는 디지털-핑 신호에 대응하는 응답 여부에 기반하여, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 검출할 수 있으나 제한이 없다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, Qi 표준에서 지원하는 방식에 기반하여 주기적인 핑 신호를 송신 코일(105)에 인가하거나, 또는 Qi 표준에서 지원하는 방식과는 상이하게 검출을 위한 전력을 연속적으로 인가할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(120))는, 충전 영역 중 적어도 일부 상에 제 2 충전 방식(예를 들어, 유도 방식)을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)가 배치됨에 기반하여, 413 동작에서, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 적어도 하나의 스위치(122)를 제 2 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태인 중에, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)가 배치됨을 확인할 수 있다. 만약, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태였던 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 유지하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태인 중에, 제 2 무선 전력 수신 장치(14)가 배치됨을 확인할 수도 있다. 만약, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태였던 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환되도록, 적어도 하나의 스위치 제어 신호가 제공되도록 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 415 동작에서, 정류된 전력을 충전을 위한 제 2 교류 전력으로 변환하도록 적어도 하나의 변환 회로(133)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 변환 회로(133)는, 정류된 전력을 제 2 교류 전력으로 변환할 수 있으며, 제 2 교류 전력이 송신 코일(105)로 제공될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 충전할 수 있다.
도 5는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(120))는, 501 동작에서, 적어도 하나의 스위치(122)를 제 2 상태로 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 503 동작에서, 정류된 전력을 검출을 위한 교류 전력으로 변환하도록 적어도 하나의 변환 회로(133)를 제어함으로써, 제 2 충전 방식의 검출 동작을 수행할 수 있다. 송신 코일(105)에는 검출을 위한 교류 전력이 제공될 수 있다. 제 2 충전 방식의 검출 동작은, 예를 들어 핑 신호의 인가 중의 Q-팩터의 변경 확인 동작, 임피던스(또는, 로드)의 변경 확인 동작, 및/또는 디지털-핑 신호에 대응하는 응답 여부 확인 동작을 포함할 수 있으나, 제한은 없다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 505 동작에서, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, Q-팩터의 제1임계값 이상의 변경 및/또는 임피던스(또는, 로드)의 제2임계값 이상의 변경에 기반하여, 디지털 핑에 대응하는 통신 신호를 송신하도록 변환 회로(133)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 디지털 핑에 대응하는 데이터의 표현을 위하여 FSK가 수행될 수 있도록 변환 회로(133)가 제어될 수 있으나 제한은 없다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 이에 대한 무선 전력 수신 장치로부터의 응답 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일(105)에 인가되는 전압에 대한 복조 및/또는 디코딩에 기반하여, 무선 전력 수신 장치로부터의 응답 여부를 확인할 수 있다. 무선 전력 수신 장치로부터의 응답이 확인됨에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 배치를 확인할 수 있으나, 상술한 방식은 단순히 예시적인 것이다. 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 경우(505-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 507 동작에서, 정류된 전력을 충전을 위한 교류 전력으로 변환하도록 적어도 하나의 변환 회로(133)를 제어함으로써, 제 2 충전 방식의 무선 충전 동작을 수행할 수 있다. 송신 코일(105)에는 충전을 위한 교류 전력이 제공될 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 식별(identification) 절차, 설정(configuration) 절차, 협상(negotiation) 절차, 및/또는 캘리브레이션(calibration) 절차를 수행함에 기반하여, 제 2 충전 방식의 무선 충전 동작을 수행할 수 있으나, 제한은 없다.
도 6은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 컨트롤러(120))는, 601 동작에서, 적어도 하나의 스위치(122)를 제 2 상태로 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 603 동작에서, 정류된 전력을 검출을 위한 교류 전력으로 변환하도록 적어도 하나의 변환 회로(133)를 제어함으로써, 제 2 충전 방식의 검출 동작을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 605 동작에서, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되는지 여부를 확인할 수 있다. 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되는 경우(607-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 607 동작에서, 정류된 전력을 충전을 위한 교류 전력으로 변환하도록 적어도 하나의 변환 회로(133)를 제어함으로써, 제 2 충전 방식의 무선 충전 동작을 수행할 수 있다. 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되지 않는 경우(607-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 609 동작에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되는지 여부를 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이, 옐르 들어 무선 전력 송신 장치(101)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터의 통신 신호 및/또는 추가 조건에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치로부터의 통신 신호 및/또는 추가 조건에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 지 여부를 확인할 수 있다. 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 경우(609-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 611 동작에서, 적어도 하나의 스위치(122)를 제 1 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성할 수 있으며, 공진 회로(121)는 제 1 충전 방식의 리피터로서 이용될 수 있다.
도 7은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 701 동작에서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 검출 절차를 수행할 수 있다. 하나의 예에서, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 검출 절차의 예시로서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 적어도 하나의 통신 신호를 송/수신할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로부터의 통신 신호(예를 들어, Advertisement 신호이지만 제한이 없음)에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 외부 무선 전력 송신 장치(11) 근처에 위치함을 확인할 수 있다. 예를 들어, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로 통신 신호(예를 들어, Advertisement 신호에 대응하는 Connection request이지만 제한이 없음)를 송신할 수 있다. 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는, 수신된 통신 신호에 기반하여 외부 무선 전력 송신 장치(11)를 식별할 수 있다. 통신 신호들의 송/수신에 기반하여, 통신 연결(예를 들어, BLE connection이지만 제한이 없음)이 수립될 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는, 통신 연결을 통한 추가적인 통신 신호들의 송/수신에 기반하여 각자의 정보들(예를 들어, PRU static 정보 및/또는 PTU static 정보이지만 제한이 없음)을 교환할 수 있다. 예를 들어, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 전력 네트워크(power network)로의 가입 여부를 결정할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 703 동작에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(101)로 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 컨트롤러(120)에 포함된 통신 블록(또는, 컨트롤러(120)로부터 독립적으로 통신 블록으로 이 경우에는 통신 모듈로 명명될 수도 있음)을 통하여, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 705 동작에서, 수신된 통신 신호에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 수신된 통신 신호에 포함된 정보에 기반하여, 외부 무선 전력 송신 장치(11)가 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출함을 확인할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 통신 신호에 포함된 정보만에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 확인할 수 있다. 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터의 통신 신호의 수신 및 적어도 하나의 추가 조건의 만족에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 확인할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 이상인지 여부에 기반하여 추가 조건의 만족 여부를 확인할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 통신 신호가 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터 수신되는 경우, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 이상인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 것으로 확인할 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 통신 신호가 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터 수신된 경우에도, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 미만인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되지 않은 것으로 확인할 수도 있지만, 제한은 없다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출에 기반하여, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 제 1 상태로 제어함으로써, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성함으로써 리피터로 이용될 수 있다.
도 8은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 801 동작에서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 검출 절차를 수행할 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 검출 절차의 예시로서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 적어도 하나의 통신 신호를 송/수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로부터의 통신 신호(예를 들어, Advertisement 신호이지만 제한이 없음)에 기반하여, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 무선 전력 송신 장치(101) 근처에 위치함을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로 통신 신호(예를 들어, Advertisement 신호에 대응하는 Connection request이지만 제한이 없음)를 송신할 수 있다. 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는, 수신된 통신 신호에 기반하여 무선 전력 송신 장치(101)를 식별할 수 있다. 통신 신호들의 송/수신에 기반하여, 통신 연결(예를 들어, BLE connection이지만 제한이 없음)이 수립될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 적어도 하나의 추가 조건의 만족에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 확인할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 이상인지 여부에 기반하여 추가 조건의 만족 여부를 확인할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 통신 신호가 외부 무선 전력 송신 장치(11)로부터 수신되는 경우, 코일(103)에 대한 임피던스(또는, 로드)의 변경이 임계 값 이상인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 것으로 확인할 수 있다. 추가 조건은, 예를 들어 AFA 표준에서 정의된 조건을 포함할 수 있으나 제한은 없다. 무선 전력 송신 장치(101) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는, 통신 연결을 통한 추가적인 통신 신호들의 송/수신에 기반하여 각자의 정보들(예를 들어, PRU static 정보 및/또는 PTU static 정보이지만 제한이 없음)을 교환할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 전력 네트워크(power network)로의 가입 여부를 결정할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 803 동작에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 통신 신호를 외부 무선 전력 송신 장치(11)로 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 컨트롤러(120)에 포함된 통신 블록(또는, 컨트롤러(120)로부터 독립적으로 통신 블록으로 이 경우에는 통신 모듈로 명명될 수도 있음)을 통하여, 외부 무선 전력 송신 장치(11)로 통신 신호를 송신할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 805 동작에서, 수신된 통신 신호에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 확인할 수 있다. 통신 신호는, 예를 들어 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 정보를 포함하나, 이는 예시적인 것으로, 통신 신호는 충전 전력의 제공을 요청하는 정보를 포함할 수도 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 충전을 위한 전력을 무선으로 송신할 수도 있다. 예를 들어, 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 송신 전력의 크기를 증가시킬 수도 있으나 제한은 없다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 807 동작에서, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태를 제 1 상태로 제어할 수 있다. 공진 회로(121)가 폐루프를 형성함으로써 리피터로 이용될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(101)는, 충전 이후의 충전을 위한 전력의 조정(예를 들어 증가 또는 감소)를 요청하는 통신 신호를 외부 무선 전력 송신 장치(11)로 송신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 충전을 수행하고 있는 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로부터, 현재 상태(예를 들어, VREC이지만 제한이 없음)를 보고하기 위한 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 현재 상태의 정보에 기반하여, 충전을 위한 전력의 조정 여부를 판단할 수도 있다. 만약, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 VREC이 지정된 전압값 미만인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는 충전 전력의 증가가 요구되는 것을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 이 경우 외부 무선 전력 송신 장치(11)로 충전 전력의 증가를 요청하는 통신 신호를 송신할 수도 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 수신된 통신 신호에 기반하여 충전을 위한 전력을 조정할 수도 있다.
도 9는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 외부 무선 전력 송신 장치, 및 제 1 무선 전력 수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 901 동작에서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)와 검출 절차를 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101) 및 1 무선 전력 수신 장치(13)의 검출 절차는, 도 8에서 상술하였으므로, 여기에서의 설명은 반복되지 않는다. 903 동작에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨을 나타내는 통신 신호를 외부 무선 전력 송신 장치(11)로 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 905 동작에서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로, 핸드오버 명령을 제공할 수 있다. 이후, 무선 전력 송신 장치(101) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 연결(예를 들어, BLE 연결)은 해제될(released) 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)는, 907 동작에서, 애드버타이즈먼트 신호를 외부 무선 전력 송신 장치(11)로 송신할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 애드버타이즈먼트 신호의 수신에 기반하여, 이에 대응하는 연결 요청(connection request)을 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 911 동작에서, 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13) 사이의 통신 연결(예를 들어, BLE 연결일 수 있으나 제한은 없음)이 수립될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 913 동작에서, 적어도 하나의 스위치(212)를 제 1 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)를 핸드오버 시킨 이후에는, 리피터로 이용될 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(11)는, 915 동작에서, 충전을 위한 전력을 제공할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 외부 무선 전력 송신 장치(110)는, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)로부터 현재 상태(예를 들어, VREC이지만 제한이 없음)를 보고하기 위한 통신 신호를 수신할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(110)는, 현재 상태의 정보에 기반하여, 충전을 위한 전력의 조정 여부를 판단할 수도 있다. 만약, 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 VREC이 지정된 전압값 미만인 경우에는, 외부 무선 전력 송신 장치(110)는 충전 전력의 증가가 요구되는 것을 확인할 수 있다. 외부 무선 전력 송신 장치(110)는, 이 경우 충전 전력의 증가를 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1 충전 방식의 제 1 무선 전력 수신 장치(13)의 검출은 무선 전력 송신 장치(101) 및 제 1 무선 전력 수신 장치(13)에 의하여 수행되고, 이후의 절차는 외부 무선 전력 송신 장치(11) 및 무선 전력 수신 장치(103)에 의하여 수행될 수도 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 공진 회로(121), 적어도 하나의 스위치(122), 정류 회로(131), 레귤레이터(regulator)(132), 적어도 하나의 DC/DC 컨버터(141,142), 적어도 하나의 변환 회로(133,134), 및/또는 적어도 하나의 송신 코일(105,107)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 1 상태로 제어되는 경우에는, 공진 회로(121)를 폐루프를 형성할 수 있다. 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태로 제어되는 경우에는, 공진 회로(121)는 폐루프를 형성하지 않을 수 있다. 적어도 하나의 스위치(122)의 상태가 제 2 상태로 제어되는 경우, 공진 회로(121)로부터 출력되는 제 1 충전 방식의 주파수(예를 들어, 6.78 MHz이지만 제한이 없음)의 교류 전력이 정류 회로(131)로 제공될 수 있다. 정류 회로(131)는, 제공된 교류 전력을 정류하여, 직류 전력을 제공할 수 있다. 레귤레이터(132)는, 제공된 직류 전력을 레귤레이팅하여, 레귤레이팅된 전력을 제공할 수 있다. 레귤레이팅된 전력은 적어도 하나의 DC/DC 컨버터(141,142)로 제공될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 적어도 하나의 매칭 네트워크가 적어도 하나의 지점에 연결될 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 적어도 하나의 DC/DC 컨버터(141,142)는, 직류 전력의 전압을 컨버팅하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰과 같은 무선 전력 수신 장치가 송신 코일(105)에 의하여 충전되는 것이 설정된 경우에는, DC/DC 컨버터(141)는 스마트 폰과 같은 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 전압으로의 컨버팅을 수행하도록 설정될 수 있지만, 제한은 없다. 예를 들어, 무선 이어폰과 같은 소형 웨어러블 전자 장치가 송신 코일(107)에 의하여 충전되는 것이 설정된 경우에는, DC/DC 컨버터(142)는 소형 웨어러블 전자 장치의 충전을 위한 전압으로의 컨버팅을 수행하도록 설정될 수 있지만, 제한은 없다. DC/DC 컨버터(141,142)는, 예를 들어 컨트롤러(120)의 제어에 따라 출력 전압을 조정할 수도 있지만, 제한은 없다. 적어도 하나의 변환 회로(133,134)는, 입력받은 직류 전력을 이용하여, 교류 전력을 제공할 수 있다. 적어도 하나의 변환 회로(133,134)는, 예를 들어 컨트롤러(120)의 제어에 따라 교류 전력의 주파수를 조정할 수도 있다. 컨트롤러(120)는, 예를 들어 제 2 무선 전력 수신 장치(14)를 송신 코일(105)을 통하여 충전하는 경우, 변환 회로(133)를 제어함으로써 교류 전력의 주파수를 조정할 수도 있다. 한편, 송신 코일들(105,107) 중 어느 하나 상, 예를 들어 송신 코일(105) 상에 무선 전력 수신 장치가 배치될 수 도 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는, 송신 코일(105)에 대하여서는 충전을 위한 전력이 제공되도록 DC/DC 컨버터 및/또는 변환 회로(133)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(120)는, 검출 절차가 수행되도록 DC/DC 컨버터(142) 및/또는 변환 회로(134)를 제어하거나, 또는 DC/DC 컨버터(142) 및/또는 변환 회로(134)가 동작하지 않도록 제어할 수도 있다.
도 11a 내지 11c는 실시예들에 따른 적어도 하나의 스위치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a를 참조하면, 공진 회로(121)는, 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)가 코일(103)과 직렬로 연결된 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것으로 적어도 하나의 커패시터가 코일(103)과 병렬도 연결될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 공진 회로(121)의 코일(103)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치(122a)는, 예를 들어 공진 회로(121) 및 정류 회로(131) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 스위치(122a)가 온 상태로 제어되는 경우에는, 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)가 폐루프를 형성할 수 있다. 도 11a의 실시예에서는, 제 1 스위치(122a)가 온 상태인 것이, 상술한 적어도 하나의 스위치(122)의 제 1 상태일 수 있다. 제 1 스위치(122a)가 온 상태로 제어되는 동안, 폐루프를 형성한 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)는, 제 1 충전 방식에서의 리피터로 이용될 수 있다. 한편, 제 1 스위치(122a)가 오프 상태로 제어되는 경우에는, 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)가 폐루프를 형성하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 11a의 실시예에서는, 제 1 스위치(122a)가 오프 상태인 것이, 상술한 적어도 하나의 스위치(122)의 제 2 상태일 수 있다. 제 1 스위치(122a)는, 예를 들어 FET으로 구현될 수 있으며, 경우에 따라 양방향 FET들로 구현될 수도 있다.
한편, 제 1 스위치(122a)가 온 상태로 제어되는 동안에도, 유도 기전력 중 일부가 정류 회로(133)로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 폐루프를 형성한 공진 회로(121)로부터 제공되는 전력과, 정류 회로(133)로 제공되는 전력의 비율이 1/2 내지 1/10일 수 있으나, 제한은 없다. 이에 따라, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하는 동안에도, 정류 회로(133)로부터의 정류된 전력이 제공될 수 있으므로, 제 2 충전 방식을 위한 부품들(예를 들어, 변환 회로(133))의 동작이 가능할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출에 따른 리피터로서 동작하도록 제 1 스위치(122a)를 제어하면서도, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 검출 동작의 수행을 위하여 변환 회로(133), 인-밴드 통신을 위한 통신 회로(미도시)를 제어할 수도 있다. 만약, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출되면, 무선 전력 송신 장치(101)는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 또는 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나를 선택하여 충전하거나, 또는 양 장치들을 실질적으로 동시에 충전할 수도 있다.
도 11b를 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는, 코일(103)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a) 및 제 1 스위치(122a) 및 정류 회로(131) 사이에 연결되는 제 2 스위치(122b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 송신 장치를 검출한 경우, 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)가 폐루프를 형성하도록 제 1 스위치(122a)를 온 상태로 제어할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 스위치(122b)를 오프 상태로 제어함으로써, 공진 회로(121)가 정류 회로(131)와 전기적으로 연결되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 스위치(122a)가 온 상태로 제어되고, 제 2 스위치(122b)도 온 상태로 제어되는 경우에도, 일부의 유도 기전력이 정류 회로(131)로 제공될 가능성이 있으며, 이에 따라 제 2 스위치(122b)를 오프 상태로 제어함에 따라, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 시간 당 충전량을 증가시킬 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 상대적으로 빠르게 충전하기 위하여 제 1 스위치(122a)를 온 상태로 제어하고, 제 2 스위치(122b)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 도 11b의 실시예에서는, 제 1 스위치(122a)가 온 상태이고, 제 2 스위치(122b)가 오프 상태인 것이, 상술한 적어도 하나의 스위치(122)의 제 1 상태일 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를, 상대적으로 빠르게 충전시키기 위하여서는, 상술한 적어도 하나의 스위치(122)의 제 1 상태를 유지할 수 있다. 만약, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 동시 충전하는 경우나, 또는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전 중 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 판단하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 스위치(122a)를 온 상태로 제어하고, 제 2 스위치(122b)를 온 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서의 제 1 하우징(110)에 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 배치되고, 제 3 하우징(112)에 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 배치되는 경우에는, 동시 충전이 가능할 수도 있다. 또는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 동시 충전하는 경우나, 또는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전 중 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 판단하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태로 제어하고, 제 2 스위치(122b)를 온 상태로 제어할 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 경우에는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태로 제어하고, 제 2 스위치(122b)를 온 상태로 제어할 수 있다. 도 11b의 실시예에서는, 제 1 스위치(122a)가 오프 상태이고, 제 2 스위치(122b)가 온 상태인 것이 적어도 하나의 스위치(122)의 제 2 상태일 수 있다.
도 11c를 참조하면, 일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 코일(103)에 병렬로 연결되는 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)를 포함할 수 있다. 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)는 FET로, 서로 반대 방향으로 연결될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 및 서브 스위치들(122aa,122ab) 및 정류 회로(131) 사이에 연결되는 제 3 서브 스위치(122ba) 및 제 4 서브 스위치(122bb)를 포함할 수 있다. 제 3 서브 스위치(122ba) 및 제 4 서브 스위치(122bb)는 FET로, 서로 반대 방향으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출한 경우, 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)가 폐루프를 형성하도록 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)를 온 상태로 제어할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 3 서브 스위치(122ba) 및 제 4 서브 스위치(122bb)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출한 경우, 코일(103) 및 적어도 하나의 커패시터(104a,104b)가 폐루프를 형성하지 않도록 제 3 서브 스위치(122ba) 및 제 4 서브 스위치(122bb)를 온 상태로 제어할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 스위치 제어 신호(Switch on/off)를 제 3 서브 스위치(122ba) 및 제 4 서브 스위치(122bb)로 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)에 연결되는 반전 소자(129)를 포함할 수 있다. 반전 소자(129)에 의하여 스위치 제어 신호(Switch on/off)는 반전되어 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)로 제공될 수 있다. 이에 따라, 제 1 서브 스위치(122aa) 및 제 2 서브 스위치(122ab)의 상태는, 제 3 서브 스위치(122ba) 및 제 4 서브 스위치(122bb)의 상태와 반대되도록 제어될 수 있다.
도 12a는, 일 실시예에 따른 스위치의 온/오프 상태를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 도 11a에서와 같이 코일(103)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a)를 포함할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신 장치(101)는, 기본 상태(예를 들어, 제 1 시점(t1) 이전)에서는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태(1201)로 제어할 수 있으나 제한은 없다. 제 1 스위치(122a)의 오프 상태(1201)에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부 및/또는 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 확인할 수 있다. 제 1 스위치(122a)가 오프 상태(1201)인 동안, 정류 회로(131)로부터 정류된 전력이 제공될 수 있으며, 이에 따라 제 2 충전 방식을 위한 부품의 동작이 가능할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식을 위한 부품을 동작시킴으로써, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 시점(t1)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 시점(t1)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨에 기반하여, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 제 1 스위치(122a)를 온 상태(1202)로 제어할 수 있다. 공진 회로(121)가 폐루프를 형성함에 따라, 공진 회로(121)는 리피터로 이용될 수 있다.
한편, 제 2 시점(t2)에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 회수(또는, 제거)(removal), 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 완충(full charge), 및/또는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 에러(error) 발생을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및/또는 외부 무선 전력 송신 장치(11)와의 통신 신호의 송/수신에 기반하여, 상술한 충전 중단 이벤트들을 확인할 수 있으나, 확인 방식에는 제한이 없다. 충전 중단 이벤트에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태(1203)로 제어할 수 있다. 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 3 시점(t3)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 3 시점(t3)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨에 기반하여, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 제 1 스위치(122a)를 온 상태(1204)로 제어할 수 있다. 공진 회로(121)가 폐루프를 형성함에 따라, 공진 회로(121)는 리피터로 이용될 수 있다.
한편, 제 4 시점(t4)에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출한 것을 상정하도록 한다. 상술한 바와 같이, 제 1 스위치(122a)가 온 상태를 유지하는 동안에도, 유도 기전력의 일부가 정류 회로(131)로 제공될 수 있으며, 이에 따라 제 2 충전 방식의 부품의 동작이 가능할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 부품을 이용하여, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 판단할 수 있으며, 예를 들어 제 4 시점(t4)에서 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출한 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 충전할 것으로 확인하거나, 또는 제 2 충전 방식을 보다 높은 우선 순위로서 충전할 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태(1205)로 제어할 수 있다. 한편, 만약, 무선 전력 송신 장치(101)가, 예를 들어 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 동시 충전할 것으로 확인한 경우에는, 제 1 스위치(122a)의 온 상태(1204)를 유지할 수도 있으나, 제한은 없다.
도 12b는, 일 실시예에 따른 스위치의 온/오프 상태를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 도 11b에서와 같이 제 1 스위치(122a) 및 제 2 스위치(122b)를 포함할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신 장치(101)는, 기본 상태(예를 들어, 제 1 시점(t1) 이전)에서는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태(1211)로 제어하고, 제 2 스위치(122b)를 온 상태(1221)로 제어할 수 있으나 제한은 없다. 제 1 스위치(122a)의 오프 상태(1211) 및 제 2 스위치(122b)의 온 상태(1221)에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부 및/또는 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 확인할 수 있다. 제 1 스위치(122a)의 오프 상태(1211) 및 제 2 스위치(122b)의 온 상태(1221)인 동안, 정류 회로(131)로부터 정류된 전력이 제공될 수 있으며, 이에 따라 제 2 충전 방식을 위한 부품의 동작이 가능할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식을 위한 부품을 동작시킴으로써, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 시점(t1)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출된 것을 상정하도록 한다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 시점(t1)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 검출됨에 기반하여, 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 제 1 스위치(122a)를 온 상태(1212)로 제어할 수 있다. 공진 회로(121)가 폐루프를 형성함에 따라, 공진 회로(121)는 리피터로 이용될 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 신속한 충전을 위하여, 제 2 스위치(122b)를 오프 상태(1222)로 제어할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 주기적으로 지정된 시간 기간(Δt) 동안 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 지정된 시간 기간(Δt) 동안 제 2 스위치(122b)를 온 상태(1223,1225,1227)로 제어할 수 있으며, 그 외 기간들 동안에는 제 2 스위치(122b)를 오프 상태(1222,1224,1226,1228)로 제어할 수 있다. 제 2 스위치(122b)가 온 상태(1223,1225,1227)로 제어되는 지정된 시간 기간(Δt) 동안, 제 2 충전 방식의 부품들이 동작할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(101)는 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출 동작을 수행할 수 있다.
한편, 제 2 시점(t2)에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출한 것을 상정하도록 한다. 예를 들어, 만약, 무선 전력 송신 장치(101)가, 예를 들어 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 동시 충전할 것으로 확인한 경우에는, 제 1 스위치(122a)의 온 상태(1213)를 유지하면서, 제 2 스위치(122b)의 온 상태(1230)를 유지할 수 있다. 이 경우, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 동시 충전될 수 있다. 한편, 만약, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 충전 대상으로서 선택된 경우(또는, 더 높은 우선 순위를 가지도록 설정된 경우)에는, 제 1 스위치(122a)는 온 상태로, 제 2 스위치(122b)는 오프 상태로 제어될 수도 있다. 한편, 만약, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 충전 대상으로서 선택된 경우(또는, 더 높은 우선 순위를 가지도록 설정된 경우)에는, 제 1 스위치(122a)는 오프 상태로, 제 2 스위치(122b)는 온 상태로 제어될 수도 있으나, 제한은 없다.
한편, 제 3 시점(t3)에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 완충(full charge), 및/또는 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 에러(error) 발생과 같은 충전 중단 이벤트들이 확인된 것을 상정하도록 한다. 충전 중단 이벤트에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 스위치(122a)를 오프 상태(1214)로 제어할 수 있다. 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않을 수 있다. 만약, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 여전히 충전 중인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 스위치(122b)의 온 상태(1231)를 유지할 수 있다.
도 13은, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 프로세서(120))는, 1301 동작에서, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1303 동작에서, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 동작을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1305 동작에서, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 동작을 수행하는 중, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및/또는 외부 무선 전력 송신 장치(11)와의 통신 신호의 송/수신 및/또는 추가 조건의 만족 여부에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있다. 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1307 동작에서, 우선 순위 및/또는 사용자 선택에 기반하여 충전 대상 장치를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식 또는 제 2 충전 방식 사이의 우선 순위는 미리 설정되거나, 또는 사용자 선택에 기반하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 현재 상태에 기반하여 우선 순위가 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치 및 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 현재 배터리 잔량에 기반하여, 더 작은 배터리 잔량을 가진 무선 전력 수신 장치에 더 높은 우선 순위가 설정될 수 있지만, 현재 상태로서 이용되는 정보의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 사용자의 선택에 기반하여, 충전을 수행할 무선 전력 수신 장치를 선택할 수도 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 충전 방식이 선택된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1309 동작에서, 적어도 하나의 스위치(221)의 상태를 제 1 상태로 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1311 동작에서, 제 1 타입의 인디케이션을 제공할 수 있다. 제 1 타입의 인디케이션은, 예를 들어 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전이 수행됨을 나타내는 인디케이션일 수 있으나 제한은 없으며, 제 1 타입의 인디케이션의 제공은 생략될 수도 있다. 사용자는, 제 1 타입의 인디케이션에 기반하여, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 충전되고 있지 않음을 인지할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 선택에 기반하여, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 중단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, DC/DC 컨버터(141) 및/또는 변환 회로(134)가 동작되지 않도록 제어할 수 있다. 제 2 충전 방식이 선택된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1313 동작에서, 적어도 하나의 스위치(221)의 상태를 제 2 상태로 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1315 동작에서, 제 2 타입의 인디케이션을 제공할 수 있다. 제 2 타입의 인디케이션은, 예를 들어 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전이 수행됨을 나타내는 인디케이션일 수 있으나 제한은 없으며, 제 2 타입의 인디케이션의 제공은 생략될 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 선택에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 중단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치에 충전의 중단을 명령하는 통신 신호를 송신할 수도 있다. 통신 신호를 수신한 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치는, 수신 코일을 로드(예를 들어, 차저)로 선택적으로 연결하기 위한 스위치를 오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치는, 전자기파를 흡수하지 않을 수 있으며, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치가 상대적으로 빠른 속력으로 충전될 수 있다.
도 14는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 프로세서(120))는, 1401 동작에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1403 동작에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 동작을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1405 동작에서, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 동작을 수행하는 중, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 충전하는 중에도, 제 2 충전 방식의 부품을 지속적으로, 또는 주기적으로 동작시킬 수 있으며, 이에 따라 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치에 대한 검출 동작을 수행할 수 있다. 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 검출에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1407 동작에서, 우선 순위 및/또는 사용자 선택에 기반하여 충전 대상 장치를 선택할 수 있다. 우선 순위 및/또는 사용자 선택에 기반한 충전 대상 장치의 선택은, 도 13에서 상술하였으므로 여기에서의 상세한 설명은 반복되지 않는다.
일 실시예에 따라서, 제 1 충전 방식이 선택된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1409 동작에서, 적어도 하나의 스위치(221)의 상태를 제 1 상태로 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1411 동작에서, 제 1 타입의 인디케이션을 제공할 수 있다. 제 1 타입의 인디케이션은, 예를 들어 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전이 수행됨을 나타내는 인디케이션일 수 있으나 제한은 없으며, 제 1 타입의 인디케이션의 제공은 생략될 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 선택에 기반하여, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 중단할 수 있다. 제 2 충전 방식이 선택된 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 1413 동작에서, 적어도 하나의 스위치(221)의 상태를 제 2 상태로 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1415 동작에서, 제 2 타입의 인디케이션을 제공할 수 있다. 제 2 타입의 인디케이션은, 예를 들어 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전이 수행됨을 나타내는 인디케이션일 수 있으나 제한은 없으며, 제 2 타입의 인디케이션의 제공은 생략될 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 선택에 기반하여, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 중단할 수 있다.
도 15는, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)(예를 들어, 프로세서(120))는, 1501 동작에서, 하나의 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 충전 방식 또는 제 2 충전 방식 중 어느 하나의 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 위한 동작을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1503 동작에서, 하나의 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전 중 다른 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 1505 동작에서, 복수 충전 방식의 무선 전력 수신 장치들을 충전하는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 복수 충전 방식의 무선 전력 수신 장치들을 충전하는 것으로 확인되면(1505-예), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1507 동작서, 복수 충전 방식의 무선 전력 수신 장치들을 충전하도록 적어도 하나의 스위치(122)를 제어할 수 있다. 만약, 어느 하나의 충전 방식의 무선 전력 수신 장치들을 충전하는 것으로 확인되면(1505-아니오), 무선 전력 송신 장치(101)는, 1509 동작에서, 선택된 충전 방식의 무선 전력 수신 장치를 충전하도록 적어도 하나의 스위치(122)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 11a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 스위치(122a)를 포함하는 경우, 동시 충전을 수행하기 위하여서는 제 1 스위치(122a)를 온 상태로 제어할 수 있으나, 제한은 없다. 예를 들어, 도 11a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 스위치(122a)를 포함하는 경우, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 수행하기 위하여서는 제 1 스위치(122a)를 온 상태로 제어할 수 있으나, 제한은 없다. 예를 들어, 도 11a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 스위치(122a)를 포함하는 경우, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 수행하기 위하여서는 제 1 스위치(122a)를 오프 상태로 제어할 수 있으나, 제한은 없다.
예를 들어, 도 11b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 스위치(122a) 및 제 2 스위치(122b)를 포함하는 경우, 동시 충전을 수행하기 위하여서는 제 1 스위치(122a)를 온 상태로, 제 2 스위치(122b)를 온 상태로 제어할 수 있으나, 제한은 없다. 예를 들어, 도 11b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 스위치(122a) 및 제 2 스위치(122b)를 포함하는 경우, 제 1 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 수행하기 위하여서는 제 1 스위치(122a)를 온 상태로, 제 2 스위치(122b)를 오프 상태로 제어할 수 있으나, 제한은 없다. 예를 들어, 도 11b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(101)가 제 1 스위치(122a) 및 제 2 스위치(122b)를 포함하는 경우, 제 2 충전 방식의 무선 전력 수신 장치의 충전을 수행하기 위하여서는 제 1 스위치(122a)를 오프 상태로, 제 2 스위치(122b)를 온 상태로 제어할 수 있으나, 제한은 없다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 제 1 주파수에 대응하는 공진 회로(121)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 상기 공진 회로(121)로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로(131)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로(133,134)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일(105,107)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 상기 적어도 하나의 공진 회로(121)에 연결되는 적어도 하나의 스위치(122)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 적어도 일부로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 상기 공진 회로(121)를 형성하는 코일을 포함하는 제 1 하우징(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 하우징(110)은, 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 제 1 송신 코일(105)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 상기 제 1 하우징(110)과 상이한 제 2 하우징(112)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 하우징(112)은, 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 상기 제 1 송신 코일(105)과 상이한 제 2 송신 코일(107)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab) 및 상기 공진 회로(121) 및 상기 정류 회로(131) 사이에 직렬로 연결되는 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 오프 상태로 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 온 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하고, 검출을 위한 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하도록 설정될 수 있다. 상기 커트롤러(120)는, 상기 교류 전력의 제공 중 적어도 하나의 조건의 만족 여부에 기반하여, 상기 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 근거리 통신을 지원하는 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치(101)와 상이한 외부 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신되는 통신 신호에 기반하여, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하도록 더 설정될 수 있다. 상기 통신 신호는, 상기 외부 무선 전력 송신 장치(101)가, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치를 검출함을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 근거리 통신을 지원하는 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러(120)는, 상기 통신 모듈을 통하여 상기 제 1 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신되는 통신 신호 및/또는 상기 공진 회로(121)에 대한 임피던스 변경에 기반하여, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 2 무선 전력 수신 장치의 충전을 위하여 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동안, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치를 검출하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나가 선택됨에 기반하여, 선택된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 모두 충전하는 것이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하며 상기 공진 회로(121)에서 발생된 유도 기전력의 일부가 상기 정류 회로(131)로 제공되도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치의 검출에 기반하여 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동안, 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 검출하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나가 선택됨에 기반하여, 선택된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 모두 충전하는 것이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하며 상기 공진 회로(121)에서 발생된 유도 기전력의 일부가 상기 정류 회로(131)로 제공되도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 주파수에 대응하는 공진 회로(121), 상기 공진 회로(121)로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로(131), 상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로(133,134), 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일(105,107), 및 상기 적어도 하나의 공진 회로(121)에 연결되는 적어도 하나의 스위치(122)를 포함하는 무선 전력 송신 장치(101)의 동작 방법은, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 동작 방법은, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 동작 방법은, 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 적어도 일부로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 포함할 수 있다. 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어할 수 있다. 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab) 및 상기 공진 회로(121) 및 상기 정류 회로(131) 사이에 직렬로 연결되는 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 포함할 수 있다. 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 온 상태로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하고, 검출을 위한 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 동작 방법은, 상기 교류 전력의 제공 중 적어도 하나의 조건의 만족 여부에 기반하여, 상기 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 무선 전력 송신 장치(101)와 상이한 외부 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신되는 통신 신호에 기반하여, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 통신 신호는, 상기 외부 무선 전력 송신 장치(101)가, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치를 검출함을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 1 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신되는 통신 신호 및/또는 상기 공진 회로(121)에 대한 임피던스 변경에 기반하여, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 2 무선 전력 수신 장치의 충전을 위하여 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동안, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치를 검출하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나가 선택됨에 기반하여, 선택된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 모두 충전하는 것이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하며 상기 공진 회로(121)에서 발생된 유도 기전력의 일부가 상기 정류 회로(131)로 제공되도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치의 검출에 기반하여 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동안, 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 검출하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나가 선택됨에 기반하여, 선택된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 상기 동작 방법은, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 모두 충전하는 것이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하며 상기 공진 회로(121)에서 발생된 유도 기전력의 일부가 상기 정류 회로(131)로 제공되도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 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 일 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 일 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 일 실시예들은 기기(machine)(예: 무선 전력 송신 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 무선 전력 송신 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 일 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
일 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. 일 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. 일 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
Claims (20)
- 무선 전력 송신 장치(101)에 있어서,
제 1 주파수에 대응하는 공진 회로(121);
상기 공진 회로(121)로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로(131);
상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로(133,134);
상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일(105,107);
상기 적어도 하나의 공진 회로(121)에 연결되는 적어도 하나의 스위치(122); 및
컨트롤러(120)를 포함하고,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여:
상기 공진 회로(121)가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하도록 설정되고,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여:
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하고,
상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하도록 설정되고, 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 적어도 일부로 제공되는 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항에 있어서,
상기 공진 회로(121)를 형성하는 코일을 포함하는 제 1 하우징(110)을 더 포함하고,
상기 제 1 하우징(110)은, 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 제 1 송신 코일(105)을 포함하는 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 제 1 하우징(110)과 상이한 제 2 하우징(112)을 더 포함하고,
상기 제 2 하우징(112)은, 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 상기 제 1 송신 코일(105)과 상이한 제 2 송신 코일(107)을 포함하는 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 포함하는 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하고,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab) 및 상기 공진 회로(121) 및 상기 정류 회로(131) 사이에 직렬로 연결되는 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 포함하는 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 오프 상태로 제어하고,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작의 적어도 일부로, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 온 상태로 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는:
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하고, 검출을 위한 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하고,
상기 교류 전력의 제공 중 적어도 하나의 조건의 만족 여부에 기반하여, 상기 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 있어서,
근거리 통신을 지원하는 통신 모듈을 더 포함하고,
상기 컨트롤러(120)는:
상기 통신 모듈을 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치(101)와 상이한 외부 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신되는 통신 신호에 기반하여, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하도록 더 설정되고,
상기 통신 신호는, 상기 외부 무선 전력 송신 장치(101)가, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치를 검출함을 나타내는 정보를 포함하는 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 있어서,
근거리 통신을 지원하는 통신 모듈을 더 포함하고,
상기 컨트롤러(120)는:
상기 통신 모듈을 통하여 상기 제 1 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신되는 통신 신호 및/또는 상기 공진 회로(121)에 대한 임피던스 변경에 기반하여, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 2 무선 전력 수신 장치의 충전을 위하여 상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동안, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치를 검출하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는,
상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나가 선택됨에 기반하여, 선택된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는,
상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 모두 충전하는 것이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하며 상기 공진 회로(121)에서 발생된 유도 기전력의 일부가 상기 정류 회로(131)로 제공되도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치의 검출에 기반하여 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동안, 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 검출하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치 중 어느 하나가 선택됨에 기반하여, 선택된 무선 전력 수신 장치에 대응하여 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 컨트롤러(120)는, 상기 제 1 무선 전력 수신 장치 및 상기 제 2 무선 전력 수신 장치를 모두 충전하는 것이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하며 상기 공진 회로(121)에서 발생된 유도 기전력의 일부가 상기 정류 회로(131)로 제공되도록 상기 적어도 하나의 스위치(122)의 온/오프 상태를 제어하도록 더 설정된 무선 전력 송신 장치(101). - 제 1 주파수에 대응하는 공진 회로(121), 상기 공진 회로(121)로부터 제공되는 상기 제 1 주파수의 제 1 교류 전력을 정류하도록 설정된 정류 회로(131), 상기 정류된 전력을 제 2 주파수의 제 2 교류 전력으로 변환하도록 설정된 적어도 하나의 변환 회로(133,134), 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 각각에 연결되는 적어도 하나의 송신 코일(105,107), 및 상기 적어도 하나의 공진 회로(121)에 연결되는 적어도 하나의 스위치(122)를 포함하는 무선 전력 송신 장치(101)의 동작 방법에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 1 주파수에 기반한 제 1 충전 방식을 지원하는 제 1 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여, 상기 공진 회로(121)가 폐루프(closed loop)를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작을 포함하고,
상기 동작 방법은, 상기 무선 전력 송신 장치(101)의 적어도 하나의 충전 영역 중 적어도 일부 상에 상기 제 2 주파수에 기반한 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치됨이 확인됨에 기반하여:
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작; 및
상기 제 2 주파수의 상기 제 2 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동작을 더 포함하고, 상기 제 2 교류 전력은 상기 적어도 하나의 송신 코일(105,107) 중 적어도 일부로 제공되는 무선 전력 송신 장치(101)의 동작 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 포함하고,
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하고,
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어하는 무선 전력 송신 장치(101)의 동작 방법. - 제 17 항 또는 제 18 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치(122)는, 상기 공진 회로(121)에 병렬로 연결되는 제 1 스위치(122a,122aa,122ab) 및 상기 공진 회로(121) 및 상기 정류 회로(131) 사이에 직렬로 연결되는 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 포함하고,
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 온 상태로 제어하고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 오프 상태로 제어하고,
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하는 동작은, 상기 제 1 스위치(122a,122aa,122ab)를 오프 상태로 제어고, 상기 제 2 스위치(122b,122ba,122bb)를 온 상태로 제어하는 무선 전력 송신 장치(101)의 동작 방법. - 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 공진 회로(121)가 폐루프를 형성하지 않도록, 상기 적어도 하나의 스위치(122)를 제어하고, 검출을 위한 교류 전력을 제공하도록 상기 적어도 하나의 변환 회로(133,134) 중 적어도 일부를 제어하는 동작; 및
상기 교류 전력의 제공 중 적어도 하나의 조건의 만족 여부에 기반하여, 상기 제 2 충전 방식을 지원하는 제 2 무선 전력 수신 장치가 배치되는지 여부를 확인하는 동작
을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치(101)의 동작 방법.
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