KR20240050482A

KR20240050482A - 무선 전력 시스템에서의 수신기 고장에 대한 전력 송신기 보호

Info

Publication number: KR20240050482A
Application number: KR1020247011761A
Authority: KR
Inventors: 자얀티 가네쉬; 비슈와나단 카나카사바이; 수바라오 타티콘다
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2024-04-18
Also published as: KR20240052088A; CN118202548A; WO2023039100A1; CN118202547A; WO2023039102A1

Abstract

이 개시내용은 무선 전력 송신 장치가 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하기 위한 시스템들, 방법들, 및 장치들을 제공한다. 다양한 구현예들은 일반적으로, 무선 전력 시스템에서의 고장 검출 및 완화에 관한 것이다. 일부 양태들에서, 무선 전력 송신 장치의 송신(TX) 제어기는 무선 전력 송신 장치에서의 전력 전송 측정들 또는 계산들에 기초하여 무선 전력 수신 장치에서의 고장을 검출할 수 있다. 기법들은 무선 전력 송신 장치가 다른 예들 중에서, 무선 전력 수신 장치에서의 개방 회로 또는 서모스탯 장애와 같은 고장들을 검출하는 것을 가능하게 할 수 있다. 무선 전력의 송신 동안에, 무선 전력 송신 장치는 고장을 검출할 수 있고, 무선 전력의 송신을 중단시킬 수 있다.

Description

무선 전력 시스템에서의 수신기 고장에 대한 전력 송신기 보호

관련된 출원들

이 출원은 "무선 전력 시스템에서의 고장 검출(Fault Detection in Wireless Power System)"이라는 명칭으로 2021년 9월 9일자로 출원되고 그 양수인에게 양도된 미국 가출원 제63/242,102호의 우선권 이익을 주장한다. 전술한 출원의 개시내용은 이 특허 출원의 일부로 고려되고, 이 특허 출원에서 참조로 통합된다.

이 개시내용은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 더 구체적으로, 이 출원은 무선 전력 시스템에서의 고장 검출(fault detection)에 관한 것이다.

무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 장치(때때로, 전력 송신기 또는 PTx로서 또한 지칭됨) 및 무선 전력 수신 장치(때때로, 전력 수신기 또는 PRx로서 또한 지칭됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 카운터톱(countertop) 또는 다른 평탄한 표면 상에 설치될 수 있거나 그 내에 포함될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 다른 예들 중에서, 블렌더(blender), 주전자(kettle), 에어 프라이어(air fryer), 믹서(mixer), 또는 토스터기(toaster)와 같은 코드리스 기기(cordless appliance) 내에 포함될 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 2차 코일(secondary coil)이 1차 코일(primary coil)에 인접하게 배치될 때, 무선 전력 수신 장치의 2차 코일에서 전압을 유도할 수 있는 전자기장(electromagnetic field)을 생성하는 1차 코일을 포함할 수 있다. 이 구성에서, 전자기장은 전력을 2차 코일로 무선으로 전송할 수 있다. 전력은 1차 코일과 2차 코일 사이의 유도성 결합(inductive coupling) 또는 공진 결합(resonant coupling)을 이용하여 전송될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 코드리스 기기를 동작시키기 위하여 수신된 전력을 제공할 수 있다.

이 개시내용의 시스템들, 방법들, 및 장치들은 각각 몇몇 혁신적인 양태들을 가지고, 그 단일의 양태는 본 명세서에서 개시된 바람직한 속성들을 전적으로 담당하지는 않는다.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 하나의 혁신적인 양태는 무선 전력 시스템의 전력 송신기에 의한 방법으로서 구현될 수 있다. 방법은 무선 전력 시스템의 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 송신을 위한 전력을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 전력 송신기에서 생성되는 전력과 연관되는 전압 및 전류의 측정들에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들에 대한 하나 이상의 전력 전송량들을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 전력 송신기들에 의해, 하나 이상의 전력 전송량들이 전력 전송 국면 동안에 임계치 미만일 때, 전력 수신기의 고장에 대하여 보호하는 단계를 포함할 수 있다.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 또 다른 혁신적인 양태는 무선 전력 시스템의 전력 송신기로서 구현될 수 있다. 전력 송신기는 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 송신을 위한 전력을 생성하도록 구성되는 전력 송신기 회로를 포함할 수 있다. 전력 송신기는 전력 송신기에서 생성되는 전력과 연관되는 전압 및 전류의 측정들에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들에 대한 하나 이상의 전력 전송량들을 계산하고, 하나 이상의 전력 전송량들이 전력 전송 국면 동안에 임계치 미만일 때, 전력 수신기의 고장에 대하여 보호하도록 구성되는 송신 제어기를 포함할 수 있다.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 하나 이상의 구현예들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 이하의 설명에서 기재된다. 다른 특징들, 양태들 및 이점들은 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 다음 도면들의 상대적 치수들은 축척에 맞게 그려지지 않을 수 있다는 것에 주목한다.

도 1은 예시적인 무선 전력 송신 장치 및 예시적인 무선 전력 수신 장치를 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 예시적인 무선 전력 송신 프로세스의 메시지 흐름도를 도시한다.
도 3은 예시적인 무선 전력 송신 장치를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다.
도 4는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다.
도 5a는 개방 회로 고장을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다.
도 5b는 서모스탯(thermostat) 고장을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다.
도 6은 송신 제어기가 전력 측정들에 기초하여 고장을 검출할 수 있는 예시적인 무선 전력 송신 장치를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다.
도 7은 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하는 송신 제어기를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다.
도 8은 교류 사이클(alternating current cycle)과 관련하여 전력 전송 주기들을 개념적으로 예시하는 타이밍도를 도시한다.
도 9는 무선 전력 수신 장치에서 고장을 검출하기 위하여 다양한 전력 전송 주기들 동안에 동작 포인트를 조절하는 송신 제어기를 개념적으로 예시하는 타이밍도를 도시한다.
도 10은 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하기 위한 예시적인 무선 전력 송신 장치에서의 프로세스의 예시적인 동작들을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 11은 무선 전력 시스템에서의 이용을 위한 예시적인 장치의 블록도를 도시한다.
도면들의 상대적인 치수들은 축척에 맞게 그려지지 않을 수 있다는 것에 주목한다.

다음의 설명은 이 개시내용의 혁신적인 양태들을 설명하는 목적들을 위한 어떤 구현예들에 관한 것이다. 그러나, 본 기술분야에서의 통상의 기술자는 본 명세서에서의 교시사항들이 다수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 설명된 구현예들은 무선 전력을 송신하거나 수신하기 위한 임의의 수단, 장치, 시스템, 또는 방법에서 구현될 수 있다.

무선 전력 시스템은 표면과 통합되거나 이와 다르게 표면 상에 배치되는 무선 전력 송신 장치(때때로, 전력 송신기 또는 PTx로서 지칭됨)를 포함할 수 있다. 무선 전력 시스템은 또한, 무선 전력 수신 장치(때때로, 전력 수신기 또는 PRx로서 지칭됨)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 전력을 자기장(magnetic field)을 통해 무선 전력 수신 장치 내의 2차 코일로 무선으로 송신하도록 구성되는 1차 코일을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치는 카운터톱-장착된 1차 코일, 또는 코드리스 기기가 배치될 수 있는 표면에서 내장되거나 제조되는 1차 코일을 포함할 수 있다. 코드리스 기기는 전력을 무선으로 수신하기 위한 무선 전력 수신 장치를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치의 2차 코일은 자기장으로부터 무선 에너지를 획득할 수 있고, 그것을 전력 수신 회로에 제공할 수 있다. 전력 수신 회로는 에너지를 변환할 수 있고, 부하(load)를 충전(charge)하거나 전력공급(power)하기 위하여 그것을 사용할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 (다른 예들 중에서, 블렌더, 가열 엘리먼트, 팬과 같은) 가변 부하를 가지는 코드리스 기기에 포함될 수 있거나 이와 통합될 수 있다.

전력 전송 국면 동안에, 무선 전력 수신 장치는 전력 제어 통신을 통신 채널을 통해 무선 전력 송신 장치로 주기적으로 통신할 수 있다. 전력 제어 통신들은 다른 예들 중에서 존재(presence) 또는 스테이터스(status)를 지시할 수 있다. 예를 들어, 전력 제어 통신들은 전력 요청, (피드백을 갖지 않는 존재를 지시하기 위한) 널 통신, 또는 전력 수신기 피드백을 포함할 수 있다. 일부 상황들에서, 통신 채널은 무선 전력 수신 장치와 연관되는 장애(failure)에도 불구하고 적절하게 기능하는 것을 계속할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치는 전력 전송 회로들이 오류가 있을 때에도 기능하는 것을 계속할 수 있는 근접장 통신(NFC : Near Field Communication), BluetoothTM, 또는 다른 통신 기법을 통해 통신할 수 있다. 따라서, 일부 시나리오들에서, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 수신 장치 내의 전력 수신 회로의 전부 또는 일부가 적절하게 기능하고 있지 않을 때에도 전력 제어 통신들을 통신 채널을 통해 무선 전력 송신 장치로 통신하는 것을 계속할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 비정상적인 조건으로부터 자신 및 코드리스 기기를 보호할 수 있다. 이 개시내용에서 고려되는 비정상적인 조건들의 예들은 다른 예들 중에서, 개방 회로(또한, 고장으로서 지칭됨)로 귀착되는 직렬 엘리먼트 장애, 통신 손실, 또는 오류가 생긴 제어 유닛 또는 센서를 포함한다. 일부 사례들에서, 코드리스 기기는 가열 엘리먼트, 열 퓨즈(thermal fuse), 또는 다른 엘리먼트가 오류가 있어서, 기기에서의 개방 회로로 귀착되는지를 알기 위한 수단을 가지지 않을 수 있다. (예를 들어, 물 주전자와 같은) 일부 유형의 코드리스 기기는 기본적인 통신이 부하의 동작들과는 독립적인 기본적인 제어 아키텍처(유형 1 제어 아키텍처로서 지칭됨)를 구현할 수 있다. 일부 사례들에서, 코드리스 기기는 부하 접속해제 스위치의 개방 회로 장애, 변환기에서의 개방된 다이오드, 끊어진 퓨즈, 또는 개방된 릴레이 컨택(relay contact)들과 같은 장애를 경험할 수 있다. 이 개시내용의 기법들이 부재한다면, 무선 전력 송신 장치는 이와 다르게, 무선 전력 수신 장치의 금속성 컴포넌트들에 의해 흡수되는 무선 전력을 송신하는 것을 계속할 것이다. 이것은 다른 잠재적으로 위험한 결과들 중에서, 과열, 무선 전력 수신 장치에 대한 손상, 또는 화재를 초래할 수 있다.

이 개시내용은 무선 전력 송신 장치가 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하기 위한 시스템들, 방법들, 및 장치들을 제공한다. 다양한 구현예들은 일반적으로, 무선 전력 시스템에서의 고장 검출에 관한 것이다. 일부 양태들에서, 무선 전력 송신 장치의 송신(TX) 제어기는 무선 전력 송신 장치에서의 전력 전송 측정들 또는 계산들에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출할 수 있다. 기법들은 무선 전력 송신 장치가 다른 예들 중에서, 무선 전력 수신 장치에서의 개방 회로 또는 서모스탯 장애와 같은 고장들을 검출하는 것을 가능하게 할 수 있다. 무선 전력의 송신 동안에, 무선 전력 송신 장치는 고장을 검출할 수 있고, 무선 전력의 송신을 중단시킬 수 있다. 이 개시내용의 기법들을 이용하면, 무선 전력 송신 장치가 무선 전력 수신 장치의 통신 유닛으로부터 전력 제어 통신들을 수신하는지 여부에 관계없이, 무선 전력 송신 장치는 고장을 검출할 수 있다.

일부 양태들에서, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 (개방 회로 고장과 같은) 고장을 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 전력 송신기 회로의 (인버터(inverter)와 같은) 컴포넌트에서의 전압 및 전류 측정들을 획득할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 전압 및 전류 측정들에 기초하여 평균 송신기 전력을 계산할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 송신 장치의 컴포넌트들과 연관되는 예상된 전력 송신 손실과 같은 무선 전력 송신 장치의 알려진 특성들에 기초하여 평균 송신기 전력을 조절할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 전력 전송량(때때로, 송신된 전력(Transmitted Power)으로서 또한 지칭됨)을, 평균 송신기 전력과 예상된 전력 송신 손실 사이의 차이로서 계산할 수 있다. 전력 전송량이 (고장 검출 임계치보다 낮은 것과 같이) 예상된 것보다 낮을 때, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치가 수신기에서 개방 회로 고장을 가지는 것으로 결정할 수 있다. 개방 회로 고장은 무선 전력 수신 장치 내의 (부하 또는 정류기(rectifier)에서와 같은) 전력 수신기 회로에서의 고장을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 전송량은 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초할 수 있어서, 무선 전력 송신 장치에 의한 고장 검출은 무선 전력 수신 장치의 고장 검출 기법에 종속적이지 않다. 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만일 때, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치에서의 고장을 의심할 수 있다.

일부 양태들에서, 무선 전력 송신 장치는 (다른 예들 중에서, 동작 주파수, 동작 전압, 또는 동작 듀티(때때로, 듀티 사이클(duty cycle)로서 또한 지칭됨)와 같은) 하나 이상의 동작 파라미터들을 조절할 수 있고, 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는지 여부를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만일 때, 하나의 사례 또는 복수의 사례들에 기초하여 고장을 결정할 수 있다. 각각의 사례는 고장의 지시일 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치는 고장 검출 시간 주기에 대하여 상이한 동작 파라미터들을 시도할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 지시들의 임계 수량 후에, 또는 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 고장 검출 시간 주기 후에 고장을 결정할 수 있다.

일부 양태들에서, 무선 전력 송신 장치는 하나 이상의 고장 취급 액션들을 구현할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치는 고장 메시지를 무선 전력 수신 장치로 통신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 부하의 동작을 중단시킬 수 있거나, 고장의 사용자 인터페이스 지시를 제공할 수 있거나, 또는 이와 다르게, 계속된 무선 전력 전송으로부터 이와 다르게 기인할 잠재적으로 위험한 상황을 방지하기 위하여 고장 메시지에 대해 반응할 수 있다.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 특정한 구현예들은 다음의 잠재적인 장점들 중의 하나 이상을 실현하기 위하여 구현될 수 있다. 무선 전력 수신 장치의 고장은 과열, 손상, 또는 화재를 방지하기 위하여 무선 전력 송신 장치에 의해 검출될 수 있다. 이 개시내용에서 설명되는 고장 검출은 무선 전력 수신 장치에 의해 수행되는 고장 검출 기법들을 보충하거나 대체할 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 고장 검출 기법들을 가지더라도, 그 수신기측 기법들은 오류가 있을 수 있다. 따라서, 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하기 위한 송신기측 기법들은 무선 전력 시스템의 안전성을 개선시킬 수 있다.

이 개시내용에서의 예들은 주방 시스템들에서 이용되는 무선 전력에 기초하지만, 기법들은 다른 유형들의 시스템들에 적용가능하다. 예를 들어, 기법들은 다른 예들 중에서, 가정 기기들, 전자 디바이스들, 팬(fan)들, 공간 히터들, 스피커 시스템들, 공기 압축기들, 정원 장비, 또는 전기 차량들의 컴포넌트들과 연관되는 무선 전력 시스템들과 함께 이용될 수 있다.

도 1은 예시적인 무선 전력 송신 장치 및 예시적인 무선 전력 수신 장치를 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템의 블록도를 도시한다. 도 1에서, 파선 라인들은 전기적 회로 라인들을 나타내는 실선 라인들과 구별하기 위한 통신들을 나타낸다.

무선 전력 시스템(100)은 무선 전력 송신 장치(102) 및 무선 전력 수신 장치(118)를 포함한다. 무선 전력 송신 장치는 1차 코일(104)을 포함한다. 1차 코일(104)은 전력 송신기 회로(106)(때때로, 전력 신호 생성기로서 또한 지칭됨)와 연관될 수 있다. 1차 코일(104)은 (무선 에너지로서 또한 지칭될 수 있는) 무선 전력을 송신하는 유선 코일일 수 있다. 1차 코일(104)은 유도성 또는 자기적 공진 필드(resonant field)를 이용하여 무선 에너지를 송신할 수 있다. 전력 송신기 회로(106)는 무선 전력을 준비하기 위한 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신기 회로(106)는 하나 이상의 스위치들, 구동기들, 직렬 커패시터들, 정류기들, 인버터들, 또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

일부 구현예들에서, 전력 송신기 회로(106), TX 제어기(108), 및 다른 컴포넌트들(도시되지 않음)은 전력 송신기 유닛(110)으로서 집합적으로 지칭될 수 있다. 전력 송신기 유닛(110)의 일부 또는 전부는 무선 전력을 제어하고 무선 전력을 하나 이상의 무선 전력 수신 장치들로 송신하기 위한 이 개시내용의 특징들을 구현하는 집적 회로(IC : integrated circuit)로서 구체화될 수 있다. TX 제어기(108)는 마이크로제어기, 전용 프로세서, 집적 회로, 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC : application specific integrated circuit), 또는 임의의 다른 적당한 전자 디바이스로서 구현될 수 있다.

전원(112)은 전력을 무선 전력 송신 장치(102) 내의 전력 송신기 유닛(110)에 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 전원(112)은 교류(AC : alternating current) 전력을 직류(DC : direct current) 전력으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 전원(112)은, 외부 전력 공급부로부터 AC 전력을 수신하고 AC 전력을 전력 송신기 회로(106)에 의해 이용되는 DC 전력으로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전력 송신기 회로(106)의 (인버터와 같은) 컴포넌트는 DC 전력을 AC 전력으로 변환할 수 있다.

TX 제어기(108)는 제1 통신 인터페이스(114)에 접속된다. 제1 통신 인터페이스(114)는 제1 통신 코일(116)에 접속된다. 일부 구현예들에서, 제1 통신 인터페이스(114) 및 제1 통신 코일(116)은 제1 통신 유닛(124)으로서 집합적으로 지칭될 수 있다. 일부 구현예들에서, 제1 통신 유닛(124)은 근접장 통신(NFC : Near-Field Communication)을 지원할 수 있다. NFC는 데이터 전송이 13.56 메가헤르쯔(MHz : Megahertz)의 캐리어 주파수(carrier frequency) 상에서 발생하게 하는 기술이다. 제1 통신 유닛(124)은 또한, 임의의 적당한 통신 프로토콜을 지원할 수 있다.

무선 전력 수신 장치(118)는 2차 코일(120), 정류기(126), 수신(RX : reception) 제어기(128), 제2 통신 인터페이스(132), 부하 제어기(136), 부하(130), 및 메모리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 부하(130)는 또한, 부하의 속력 또는 토크(torque)와 같은 적어도 하나의 파라미터를 제어하기 위한 드라이브(drive)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서는, 정류기(126)가 생략될 수 있다. 일부 구현예들에서, 직렬 스위치(도시되지 않음)는 2차 코일(120)과 직렬로 포함될 수 있다. 상이한 컴포넌트들로서 도시되지 않지만, 일부 컴포넌트들은 동일한 하드웨어에서 패키징되거나 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, RX 제어기(128) 및 부하 제어기(136)는 단일 제어기로서 구현될 수 있다. RX 제어기(136), 부하 제어기(136), 또는 그 임의의 조합은 마이크로제어기, 전용 프로세서, 집적 회로, 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 또는 임의의 다른 적당한 전자 디바이스로서 구현될 수 있다.

TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치(118)의 존재 또는 인접성을 검출할 수 있다. 이 검출은 무선 전력 송신 장치(102) 내의 제1 통신 인터페이스(114)의 주기적 핑잉 프로세스(periodic pinging process) 동안에 발생할 수 있다. 핑잉 프로세스 동안에, 제1 통신 인터페이스(114)는 또한, 무선 전력 수신 장치(118)가 인접해 있을 때, (제1 통신 코일(116)을 통해) 전력을 (제2 통신 코일(134)을 통해) 제2 통신 인터페이스(132)로 공급할 수 있다. 제2 통신 인터페이스(132)는 RX 제어기(128)를 "웨이크 업(wake up)" 하고 파워-업(power-up) 할 수 있고, 답신 신호를 제1 통신 인터페이스(114)로 다시 전송할 수 있다. 전력 전송 이전에, 핸드쉐이킹 프로세스(handshaking process)는 TX 제어기(108)가 다른 정보 중에서, 수신기의 정격 전력에 관련되는 데이터 구성을 수신할 수 있는 동안에 발생할 수 있다.

상이한 코드리스 기기들은 상이한 부하 유형들, 상이한 부하 상태들, 및 상이한 전력 요건들을 가질 수 있거나, 특정한 전압 및 주파수에서의 전력을 요구할 수 있다. 예를 들어, 코드리스 블렌더는 모터 속력을 제어하기 위한 다수의 사용자-선택가능한 부하 상태들을 가지는 가변적인 모터 부하를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 코드리스 기기는 동작의 사용자-선택가능한 부하 상태들 또는 사용자-선택가능한 부하 패턴들을 가질 수 있다. 부하 상태(load state)에 따라, 코드리스 블렌더는 동작하기 위하여 상이한 레벨들의 전력을 요구할 수 있다. 또 다른 예에서, 코드리스 주전자는 온도를 제어하기 위한 상이한 부하 상태들을 가지는 저항성 부하(resistive load)를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 에어 프라이어는 합성 부하 디바이스일 수 있고, 동작의 다양한 주기들에서 히터, 팬, 또는 둘 모두를 동작시킬 수 있다. (모터, 저항성 부하, 히터, 팬, 또는 그 임의의 조합과 같은) 각각의 유형의 부하는 현재의 부하 상태 또는 부하 상태에 기초하여 동작하기 위하여 상이한 양들의 전력을 요구할 수 있다. 게다가, 코드리스 기기들은 그 부하 유형 또는 부하 상태에 따라 (무선 전력 전송 주파수와 같은) 상이한 1차 코일 여기 주파수들에서 1차 코일로부터 수신기 코일로의 상이한 레벨들의 전압 이득들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 희망된 부하 전압을 달성하기 위하여, 코드리스 블렌더는 낮은 모터 속력 설정과 같은, 제1 부하 상태에 대한 제1 동작 주파수에서 최상으로 동작할 수 있다. 그러나, 부하 상태가 변화함에 따라, 코드리스 블렌더는 제1 동작 주파수에서 동작될 때, 동일한 부하 전압을 달성하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 동작 주파수는 코드리스 블렌더가 (낮은-속력 설정과 같은) 제1 부하 상태로 설정될 때에 제1 전압을 용이하게 할 수 있지만, 제1 동작 주파수는 코드리스 블렌더가 (더 높은-속력 설정과 같은) 제2 설정으로 설정될 때에 더 낮은 전압 이득을 제공할 수 있다.

전압 이득을 변경할 수 있는 또 다른 인자는 전력 전송 동안의 2차 코일(120) 및 1차 코일(104)의 정렬에 기초한다. 전압 이득은 1차 코일(104)에서 인가되는 전압에 대한 2차 코일(120)에 의해 수신되는 전압의 비율의 측면에서 측정될 수 있다. 무선 전력 송신은 1차 및 2차 코일들이 최적으로 정렬될 때에 더 효율적이다. 반대로, 효율은 1차 및 2차 코일들이 오정렬될 때에 감소할 수 있다(또는 전력 송신이 중단될 수 있음). 적절하게 정렬될 때, 1차 코일들 및 2차 코일들은 무선 표준에 이해 미리 결정되는 양에 이르는 무선 에너지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 적절한 정렬로, 1차 코일은 30 와트(W)로부터 2.2 킬로와트(KW)에 이르는 범위인 전력을 운반할 수 있다. 정렬이 전력 송신의 효율에 영향을 주므로, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치와의 그 정렬에 기초하여 무선 전력의 양을 수정할 수 있다.

TX 제어기(108)는 그것이 무선 전력 수신 장치(118)에 제공하는 무선 전력의 특성들을 제어할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(118)를 검출한 후에, TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치(118)로부터 구성 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치(118)와의 핸드쉐이킹 프로세스 동안에 구성 데이터를 수신할 수 있다.

일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(118)는 코드리스 블렌더, 코드리스 주전자, 코드리스 쥬스기(juicer) 등과 같은 코드리스 기기 내에 포함될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(118)는 2차 코일(120), 정류기(126), 및 RX 제어기(128)를 포함할 수 있다. 2차 코일(120)이 1차 코일(104)에 정렬될 때, 2차 코일(120)은 1차 코일(104)로부터의 수신된 무선 전력 신호에 기초하여 유도된 전압을 생성할 수 있다. 커패시터는 2차 코일(120)과 정류기(126) 사이에서 직렬일 수 있다. 정류기(126)는 유도된 전압을 정류할 수 있고, 유도된 전압을 부하(130)에 제공할 수 있다. 부하(130)는 가변적인 모터 부하, 가변적인 저항성 부하, 또는 가변적인 유도 가열 부하와 같은 임의의 적당한 부하일 수 있다. 부하는 추가적인 전자 드라이브(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

RX 제어기(128)는 정류기(126) 및 제2 통신 인터페이스(132)에 동작적으로 결합될 수 있다. 제2 통신 인터페이스(132)는 제2 통신 코일(134)을 통해 무선으로 통신하기 위하여 변조 및 복조 회로들을 포함할 수 있다. 따라서, RX 제어기(128)는 NFC 통신들을 이용하여 제1 통신 인터페이스(114)에 대한 제2 통신 인터페이스(132)를 통해 피드백 제어기(122)와 무선으로 통신할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, RX 제어기(128)는 2차 코일(120)을 포함하는 대역내(in-band) 통신 링크(도시되지 않음)를 통해 통신하기 위하여 부하 변조를 이용할 수 있다.

부하 제어기(136)는 부하(130) 및 제2 통신 인터페이스(132)에 동작적으로 결합될 수 있다. 부하 제어기(136)는 부하 상태들에 대한 변화들을 검출할 수 있다. 예를 들어, 부하 제어기(136)는 온도 선택기들 및 모터 속력 선택기들과 같이, 사용자-선택가능한 부하 상태들에 대한 변화들을 검출할 수 있다. 부하 제어기(136)는 또한, 전력 추정치에 기초하여 부하 전압 기준 및 부하 상태를 결정할 수 있다. 부하 제어기(136)는 또한, 무선 전력 송신 장치(102)로의 통신을 위하여 부하 상태들, 부하 전압 기준들, 및 임의의 다른 적당한 정보를 RX 제어기(128) 또는 제2 통신 인터페이스(132)에 제공할 수 있다. RX 제어기(128)는 추가적으로, 부하(130)에 의해 이용가능한 측정된 부하 전압을 지시하는 피드백 정보를 결정하고 이를 제공할 수 있다. 일부 피드백 메시지들에서, 피드백 정보는 부하(130)에 대한 요구된 전압을 지시하는 기준 전압을 포함할 수 있다. 일부 피드백 메시지들에서, 피드백 정보는 부하에 대한 요구된 전력을 포함할 수 있다. RX 제어기(128) 및 부하 제어기(136)가 별도로 도시되어 있지만, 이들은 무선 전력 수신 장치(118)의 동일한 컴포넌트 내에 포함될 수 있다.

도 2는 예시적인 무선 전력 송신 프로세스의 메시지 흐름도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 전력 수신 장치(118)가 대기 모드에서 충전 영역 내에 위치된다는 것을 검출한다(S200). 무선 전력 송신 장치(102)에 의해 무선 전력 수신 장치(118)를 검출하기 위한 다양한 방법들이 있을 수 있고, 이들은 본 개시내용에서의 구체적인 방법으로 제한되지 않는다. 예로서, 무선 전력 송신 장치(102)는 구체적인 주파수의 아날로그 핑(analog ping)을 주기적으로 방출함으로써, 그리고 이것에 대한 검출 전류, 공진 시프트(resonance shift), 또는 커패시턴스 변화(capacitance change)에 기초하여, 무선 전력 수신 장치(118)가 충전 영역 내에 위치된다는 것을 검출할 수 있다. 또 다른 예로서, 무선 전력 송신 장치(102)는 검출 신호를 주기적으로 송신할 수 있고, 무선 전력 수신 장치(118)는 응답 신호(예를 들어, 제어 에러 패킷(control error packet) 또는 신호 강도 패킷(signal strength packet))를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(102)는 검출 신호를 뒤따르는 미리 결정된 시간 주기 내에 응답 신호를 수신하는 것에 기초하여, 무선 전력 수신 장치(118)가 충전 영역 내에 위치한다는 것을 검출할 수 있다. 또 다른 예로서, 무선 전력 수신 장치(118)는 검색 신호 또는 광고 신호를 무선 전력 송신 장치(102)로 송신할 수 있다. 검색 신호 또는 광고 신호는 전통적으로, (NFC 또는 Bluetooth^TM과 같은) 단거리 라디오 주파수 통신을 이용하여 송신될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(102)는 검색 신호 또는 광고 신호의 수신에 기초하여 무선 전력 수신 장치(118)를 검출할 수 있다.

일부 구현예들에서, 무선 전력 송신을 위한 준비 단계로서, 무선 전력 송신 장치(102)는 임의적으로, 정보 요청 신호를 무선 전력 수신 장치로 송신할 수 있다(S210). 정보 요청 신호는 무선 전력 수신 장치(118)의 ID 및 요청 전력 정보를 요청하기 위한 신호일 수 있다. 예로서, 정보 요청 신호는 데이터 패킷 메시지의 형태로 송신될 수 있다.

또 다른 예로서, 정보 요청 신호는 무선 전력 송신 장치(102)와 무선 전력 수신 장치(118) 사이의 미리 정의된 표준에 따라 디지털 핑(digital ping)의 형태로 송신될 수 있다. 정보 요청 신호에 응답하여, 무선 전력 수신 장치(118)는 임의적으로, ID 및 구성 정보를 무선 전력 송신 장치(102)로 송신할 수 있다(S220). 예를 들어, 구성 정보는 무선 전력 수신 장치(118)를 위하여 제공되는 전력의 요청된 양 또는 전력의 최대량을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 구성 정보는 부하 또는 부하의 동작과 연관되는 정격 전력 값을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 구성 정보는 또한, 시간 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시간 파라미터는 무선 전력 수신 장치가 정격 전력 값에 기초하여 동작을 완료하기 위한 예상된 시간을 지시할 수 있다. 일부 구현예들에서, 정보 요청 신호 및 ID 및 구성 정보는 NFC 또는 블루투스와 같은 (무선 전력 신호와는 별도인) 대역외(out-of-band) 통신을 이용하여 통신될 수 있다.

ID 및 구성 정보에 기초하여, 무선 전력 송신 장치(102)는 전력 송신을 위한 파라미터들(동작 포인트로서 지칭됨)을 구성하고, 무선 전력 수신 장치(118)로의 무선 전력 송신을 수행한다(S230). 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 ID 및 구성 정보에 기초하여 전력 송신 계약(power transmission contract)을 생성할 수 있고, 전력 송신 계약에 다라 무선 전력 송신을 제어할 수 있다. 무선 전력 수신 장치로의 무선 전력 송신의 시작부터 종료까지 무선 전력 송신 장치(102)에 의해 수행되는 프로세스는 (무선) 전력 전송 국면(235)으로 칭해질 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(118)는 수신된 무선 전력을 다른 예들 중에서, 가열 엘리먼트, 모터, 또는 배터리와 같은 외부 부하에 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(118)의 동작은 외부 부하 및 사용자-구성가능한 설정에 기초할 수 있다. 예를 들어, 동작은 물 끓이기, 빵 굽기, 또는 음식 요리를 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 동작은 배터리 또는 다른 에너지 저장 디바이스를 희망된 레벨로 충전하는 것에 기초할 수 있다.

무선 전력 송신 장치(102)는 전력 송신을 위한 파라미터들을 모니터링할 수 있고, 파라미터들 중의 임의의 하나가 기재된 제한을 초과할 때에 무선 전력 송신을 중지시킬 수 있다. 대안적으로, S230의 무선 전력 송신 프로세스는 무선 전력 수신 장치(118)의 요청에 의해 종료될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(118)의 동작이 완료될 때, 무선 전력 수신 장치(118)는 무선 전력 송신의 종결을 요청하기 위한 신호를 무선 전력 송신 장치(102)로 송신할 수 있다.

전력 전송 국면(235) 동안에, 무선 전력 수신 장치(118)는 전력 제어 통신들을 무선 전력 송신 장치(102)로 주기적으로 송신한다(S240-1, S240-2, S240-3, 및 S240-4에서 도시됨). 전력 제어 통신의 예들은 다른 예들 중에서, 제어 에러 패킷(CEP : control error packet), 전력 요청 메시지, 또는 스테이터스 메시지를 포함할 수 있다. 이것은 즉, 전력 제어를 수행하기 위하여, 무선 전력 송신 장치(102)로부터 무선 전력 수신 장치(118)로 송신되는 전력의 양을 제어하기 위하여 수행된다.

본 명세서에서 설명된 바와 같이, 무선 전력 수신 장치(118)의 수신기 전자기기들이 오류가 있더라도, 무선 전력 수신 장치(118)가 전력 제어 통신들을 통신하는 것을 계속할 수 있는 상황들이 있다. 전력 제어 통신들은 대역외 통신 채널을 통해 통신 유닛에 의해 송신될 수 있으므로, 무선 전력 수신 장치(118)가 무선 전력을 적절하게 수신하고 프로세싱하는 것을 방지할 수 있는 하드웨어 장애에도 불구하고 통신은 동작적일 수 있다. 예를 들어, (가열 엘리먼트와 같은) 부하는 개방 회로 고장을 가질 수 있거나, (정류기와 같은) 전자기기는 개방 회로 고장을 가질 수 있거나, 서모스탯 장애는 과열 상황을 검출하는 것에 오류가 있을 수 있거나, 수신기에서의 다른 장애는 무선 전력 송신을 프로세싱하는 것에 대한 오류로 귀착될 수 있다. 한편, 무선 전력 수신 장치(118)는 무선 전력 송신 장치(102)가 무선 전력을 송신하는 것을 계속하기 위한 요청으로서 해독할 수 있는 전력 제어 통신들을 송신하는 것을 계속할 수 있다. 이 개시내용에 따라, 무선 전력 송신 장치(102)는 이러한 장애들을 검출할 수 있고(S245), 무선 전력 송신을 중단하도록 작동할 수 있다(S250). 이 개시내용은 무선 전력 수신 장치(118)가 전력 제어 통신들을 송신하는 것을 계속하는지 여부에 관계없이, 무선 전력 송신 장치(102)가 무선 전력 수신 장치(118)에서 장애를 검출할 수 있게 하는 몇몇 기법들을 포함한다.

도 3은 예시적인 무선 전력 송신 장치(300)를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다. 무선 전력 송신 장치(300)는 각각 도 1 및 도 2를 참조하여 설명되는 무선 전력 송신 장치(102)의 예일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(300)는 AC 전원으로서 도시되는 전원(302)을 포함할 수 있다. 그러나, 전원(302)은 DC 전원 또는 임의의 다른 적당한 전원일 수 있다. 전원(302)은 (브릿지 정류기(bridge rectifier) 또는 다른 관련된 용어들로 또한 지칭될 수 있는) 정류기(304)에 접속될 수 있다. 정류기(304)는 커패시터(306)에 접속될 수 있다. 정류기(304)는 DC 전력을 제1 스위치(316) 및 제2 스위치(318)에 제공할 수 있다. 제1 스위치(316) 및 제2 스위치(318)는 DC 전력으로부터 AC 전압을 생성하는 인버터(311)를 함께 형성한다. 제1 스위치(316) 및 제2 스위치(318)는 다른 예들 중에서, 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터(MOSFET : metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)들 또는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT : Insulated Gate bipolar Transistor)들일 수 있다. 제1 펄스폭 변조기(PWM : pulse width modulator) 구동기(312)는 제1 스위치(316)에 접속될 수 있고, 제2 PWM 구동기(314)는 제2 스위치(318)에 접속될 수 있다. TX 제어기(108)는 제1 PWM 구동기(312) 및 제2 PWM 구동기(314)에 접속될 수 있다. TX 제어기(108)는 다른 예들 중에서, 희망된 동작 주파수, 동작 듀티, 또는 동작 주파수에 따라 무선 전력 송신을 야기시키도록 PWM 구동기들(312 및 314)을 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(300)는 전원(302)과 1차 코일(322) 사이의 경로 내에 (커패시터들(320)과 같은) 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 정류기(304), 커패시터(306), 인버터 스위치들(316 및 318), 및 커패시터들(320)은 전력 송신기(PTx) 회로(350)로서 집합적으로 지칭될 수 있다. TX 제어기(108)는 무선 전력의 송신을 관리하도록 PTx 회로(350)의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어한다.

TX 제어기(108)는 통신 유닛을 통해 무선 전력 수신 장치와 통신들을 교환할 수 있다. 통신 유닛은 통신 코일(328)에 접속되는 통신 인터페이스(326), 통신 제어기(도시되지 않음), 또는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 통신 인터페이스(326) 및 통신 코일(328)은 NFC 통신 프로토콜을 이용하여 통신하도록 구성된다. 일부 구현예들에서, 통신 인터페이스(326) 및 TX 제어기(108)는 공통 프로세서 또는 칩 내에 동일위치(collocate)될 수 있다.

TX 제어기(108)는 1차 코일(322)에 인접한 무선 전력 수신 장치를 검출할 수 있고, TX 제어기(108)가 무선 전력 수신 장치로부터 정보를 수신하는 핸드쉐이킹 프로세스를 행한다. TX 제어기(108)는 통신 인터페이스(326)를 통해 정보를 수신할 수 있다. 일부 구현예들에서, 정보는 상이한 기준 결합 인자들(K-인자들)에서의 무선 전력 수신 장치의 동작 주파수들, 무선 전력 수신 장치의 부하 전압들 및 부하 전력들과 같은 하나 이상의 기준 제어 파라미터들을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 정보는 무선 전력 수신 장치와 연관되는 가변적인 부하에 대한 부하 유형 및 부하 상태를 지시할 수 있다. 부하 상태는 기기의 부하 전압 및 대응하는 부하 전력의 조합된 상태를 나타낸다. TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치가 동작하는 것을 가능하게 하는 특성들을 가지는 무선 전력을 제공하기 위하여 이 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, TX 제어기(108)는 동작 파라미터를 결정할 수 있고, 동작 파라미터에 기초하여 제1 및 제2 PWM 구동기들(각각 312 및 314)을 제어함으로써 무선 전력을 제공할 수 있다. PWM 구동기들(각각 312 및 314)은 제1 스위치(316) 및 제2 스위치(318)를 동작시킬 수 있다. 제1 스위치(316) 및 제2 스위치(318)는 동작 파라미터에 따른 무선 전력을 무선 전력 수신 장치의 2차 코일로 송신하는 방식으로 1차 코일(322)에 급전(energize)할 수 있다.

이 개시내용의 교시내용들에 따라, TX 제어기(108)는 PTx 회로(350)를 통해 전송되는 무선 전력의 양을 모니터링함으로써 무선 전력 수신 장치에서 고장을 검출할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(300)는 측정 유닛(308)을 포함할 수 있다. 측정 회로(308)는 PTx 회로(350)를 통해 (전압, 전류, 또는 둘 모두와 같은) 하나 이상의 특성들을 측정할 수 있다. 일부 구현예들에서, 측정 회로는 (도 3에서 도시된 바와 같은 전원(302) 측 상에, 또는 무선 전력 송신 회로 측 상에 중의 어느 하나와 같이) 정류기에 접속될 수 있다. 일부 구현예들에서, 측정 유닛(308)은 정류기(304) 또는 인버터(311)를 통해 전압 및 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 이 개시내용에서 추가로 설명된 바와 같이, 측정들은 전력 전송 국면 동안에 전력 전송량을 결정하기 위하여 이용될 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 전송량이 임계치 미만일 때, TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치가 (개방 회로 고장과 같은) 고장 조건을 경험한 것으로 추론할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 1차 코일(322)을 통한 전류의 임의의 측정이 (순간적인 과전류 조건과 같은) 과전류 임계치 초과일 때, TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치가 고장 조건을 경험한 것으로 추론할 수 있다.

도 4는 예시적인 무선 전력 수신 장치(400)를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(400)는 도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하여 설명된 무선 전력 수신 장치(118)의 예일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(400)는 2차 코일(402)을 포함한다. 2차 코일(402)은 정류기(404) 및 커패시터(406)에 접속될 수 있다. 일부 구현예들에서, 2차 코일(402)은 직렬 커패시터(도시되지 않음), 직렬 스위치(도시되지 않음), 또는 다른 전기적 컴포넌트들을 통해 정류기(404)에 접속된다. 정류기(404)는 직렬 스위치(도시되지 않음)를 통해 부하(408) 또는 (도시되지 않은, 배터리와 같은) 에너지 저장 디바이스에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 구현예들에서, 정류기(404), 커패시터(406), 또는 둘 모두는 (가열 엘리먼트들과 같은) 부하(408)의 종류에 따라 무선 전력 수신 장치에서 부재할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(400)는 또한, 통신 유닛(432)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(400)는 또한, 제2 통신 코일(428)을 포함할 수 있는 통신 인터페이스(426)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(426)는 RX 제어기(424)에 접속될 수 있다.

수신기 제어기(424)는 다양한 정보를 수신할 수 있고, 통신 유닛(432)을 통해 무선 전력 송신 장치로 통신하기 위한 제어 에러 값, 전력 요청 값, 또는 다른 피드백을 결정할 수 있다. 도 4에서, 점선 라인들은 전기적 회로 라인들을 나타내는 실선 라인들과 구별하기 위한 제어 또는 정보 라인들을 나타낸다. 제어 또는 정보 라인들은 무선 전력 수신 장치(400)의 수신기 제어기(424) 및 다른 컴포넌트들로의, 또는 이들로부터의 전기적 접속들을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 수신기 제어기(424)는 부하(408)에 접속되는 부하 제어기(도시되지 않음)로부터 부하 설정들, 전력 요건들, 또는 전력 추정치들을 지시하는 정보를 수신할 수 있다. 수신기 제어기(424)는 또한, 정류기(404)에 접속되는 전압 센서(414)로부터 전압 정보를 수신할 수 있다. 전압 정보는 부하(408)에 의해 이용가능한 전압을 지시할 수 있다. 그러나, 전압 센서(414)는 예시적인 무선 전력 수신 장치(400)의 일부 구현예들에서 오류가 있을 수 있거나 존재하지 않을 수 있다.

RX 제어기(424)는 또한, 통신 인터페이스(426)를 통해 무선 전력 송신 장치와 통신할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 제어기(424)는 메모리(도시되지 않음)로부터 구성 데이터를 획득할 수 있다. 구성 데이터는 통신 인터페이스(426)에 의해 무선 전력 송신 장치로 송신될 수 있다. RX 제어기(424)는 또한, 부하 제어기(도시되지 않음) 또는 사용자 인터페이스(도시되지 않음)로부터 부하 상태들 및/또는 전력 추정치들을 지시하는 정보를 획득할 수 있다. 무선 전력의 전송 전, 그 동안, 또는 그 후의 다양한 시간들에서, 통신 인터페이스(426)는 다른 예들 중에서, 전술한 구성 데이터, 전압 측정 정보, 결합 정보, 전력 요청 정보, 부하 전압 정보, 부하 상태를 무선 전력 송신 장치로 송신할 수 있다. 부하 설정은 다른 예들 중에서, 온도 설정, 요리 시간, 또는 모터 속력 설정과 같은 사용자-선택가능한 설정일 수 있다. 일부 구현예들에서, 구성 데이터는 부하(408)의 동작과 연관되는 정격 전력 값 및 시간 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시간 파라미터는 부하 설정에 기초하여 물을 끓이거나, 방을 굽거나, 음식을 요리하기 위한 예상된 시간을 지시할 수 있다. 일부 사례들에서, RX 제어기(424)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 핸드쉐이킹 프로세스 동안에 구성 데이터의 일부 또는 전부를 송신 제어기로 송신할 수 있다. 일부 사례들에서, RX 제어기(424)는 피드백 정보를 무선 전력 송신 장치로 송신할 수 있다. 피드백 정보는 부하 상태, 기준 전압, 부하에 대한 전력 추정치 또는 요청, 결합 인자 정보, 부하 전압 정보, (예시적인 무선 전력 수신 장치(400)에 의해 검출될 때의) 고장 상태, 또는 그 임의의 조합 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치의 TX 제어기(도시되지 않음)는 피드백 정보에 기초하여, 무선 전력 수신 장치(400)로 송신되고 있는 무선 전력을 수정할 수 있다. 통신 인터페이스(426)는 미리 결정된 통신 슬롯(communication slot)들 동안에 메시지들을 무선 전력 송신 장치로 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신 슬롯들은 동기화 유닛(도시되지 않음), 클록(clock), 또는 다른 디바이스에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 통신 슬롯들은 무선 전력 송신 장치에서 스위칭이 없는 시간들에서 발생할 수 있고, (2차 코일(402)에서의) 코일 감지된 전압이 제로(zero)일 때에 결정될 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 추가로 설명된 바와 같이, 과열로 귀착될 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치(400)에서의 일부 고장들이 있다. 전형적으로, RX 제어기(424)는 (예시적인 무선 전력 수신 장치(400)에서) 이 고장들을 검출할 수 있고, 통신 인터페이스(426)로 하여금, 종료 전력 전송 패킷을 송신하게 할 수 있다. 통신 인터페이스(426)가 대역외 통신 채널을 이용하고, 일부 사례들에서 수신기 컴포넌트들의 나머지로부터 별도로 전력공급될 수 있으므로, (2차 코일(402), 정류기(404), 전압 센서(414), 또는 부하(408)와 같은) 수신기 회로의 컴포넌트에서 고장이 발생할 때에도 통신 인터페이스(426)가 기능적으로 유지되는 것이 가능하다. RX 제어기(424)는 (통신 신호들로부터) 바이어스 전력(bias power)을 통해 급전될 수 있고, 수신기 회로에서 고장이 있을 때에 동작하는 것을 계속할 수 있다. 이 개시내용의 기법들을 이용하면, 무선 전력 송신 장치는 (송신기 측 상에서) 무선 전력 수신 장치에서 고장이 있은 것으로 결정할 수 있다. 검출될 수 있는 기법들의 예들은 (도 5a를 참조하여 설명된) 개방 회로 고장 및 (도 5b를 참조하여 설명된) 서모스탯 장애를 포함할 수 있다.

도 5a는 개방 회로 고장(508)을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(501)를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(501)는 도 4에서의 대응하는 컴포넌트들을 참조하여 설명된 바와 같이, 2차 코일(402), 정류기(404), 커패시터(406), 전압 센서(414), RX 제어기(424), 통신 인터페이스(426), 및 통신 코일(428)을 가진다. 무선 전력 수신 장치(501)가 일부 유형들의 부하들에 급전하기 위하여 AC 전압을 이용할 수 있을 때와 같은 일부 경우들에는, 정류기(404)가 부재할 수 있다. 그러나, (도 4에서 부하(408)로서 도시된) 부하는 개방 회로 고장(508)을 가질 수 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트 또는 부하의 다른 회로에서 단선(break)이 있을 수 있어서, 부하가 (제1 부하 파트(408A) 및 제2 부하 파트(408B)로서 도시된) 파트들로 분할되게 할 수 있다. 개방 회로 고장은 전기가 (2차 코일(402)과 부하(408A/408B) 사이의) 수신기 회로부를 통과하는 것을 방지한다. 무선 전력 송신 장치가 에너지를 송신할 때, 그 에너지는 개방 회로 고장(508)으로 인해 부하(408A/408B)에 의해 수득될 수 없고 사용될 수 없다. 그 결과, 그 에너지는 존재하는 경우에, 커패시터(406)에 의해 흡수될 수 있고, 커패시터(406)의 전압은 커패시터 및 다른 연관된 수신기 컴포넌트들의 장애를 야기시키기 위한 위험한 레벨들로 증가할 수 있다. 추가적으로, 많은 간단한 기기들에서, 전압 센서는 부재할 수 있고, 수신기 제어기(424)는 개방 회로 고장 또는 위험한 레벨들로 상승하는 전압을 검출하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 커패시터(406) 및 정류기(404)가 부재하더라도, 개방 회로 고장을 갖는 기기는 송신기로부터 전력을 요청하는 것을 계속할 것인데, 그 이유는 기기가 그 자신의 개방 회로 고장을 검출하는 수단을 가지지 않기 때문이다. 사용자 경험에 부정적으로 영향을 주는 이러한 기기 고장에 대한 사용자로의 지시가 없다.

도 5b는 서모스탯 고장을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(502)를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(502)는 도 4에서의 대응하는 컴포넌트들을 참조하여 설명된 바와 같이, 2차 코일(402), 임의적인 정류기(404), 임의적인 커패시터(406), 전압 센서(414), RX 제어기(424), 통신 인터페이스(426), 및 통신 코일(428)을 가진다. 도 5b에서, 부하(408)는 가열 엘리먼트를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(502)는, 부하(408)가 특정한 온도에 언제 도달하였는지를 RX 제어기(424)에 통지하거나 부하(408)가 언제 과열되는지를 RX 제어기(424)에 통지하도록 구성되는 서모스탯 센서(512)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서모스탯 센서(512)는 바이어스 전압(514)에 접속되는 이종금속성 스트립(bimetallic strip)(516)으로 구성될 수 있다. 서모스탯 센서(512)는 (간결함을 위하여 생략되는 다른 예들 중에서, 저항기, 접지 접속, 발광 다이오드와 같은) 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이종금속성 스트립(516)은 특정한 범위의 온도의 존재 시에 불균등하게 절곡(bend)되도록 구성될 수 있다. 온도가 어떤 레벨에 도달할 때, 이종금속성 스트립(516)은 바이어스 전압(514)에 접속되는 회로를 개방시키기에 충분하게 절곡되어야 하고, 이는 (핀 라인(pin line) 상의 전압과 같은) 신호가 변화되게 하고, 변화된 신호는 RX 제어기424)로 전송된다. 그러나, 이종금속성 스트립(516) 또는 바이어스 전압(514)은 오류가 있을 수 있다. 예를 들어, 이종금속성 스트립(516)은 온도가 이종금속성 스트립(516)이 회로를 폐쇄하도록 예상되는 어떤 레벨보다 높아지더라도, 회로를 개방하기에 충분한 양으로 절곡되지 않을 수 있다. 바이어스 전압(514)에 대한 전원은 회로에 적절하게 전력공급할 수 없다. 서모스탯 센서(512)에서의 다른 유형들의 고장들이 가능하다. RX 제어기(424)는 오류가 있는 서모스탯 센서(512)로부터 과열온도 신호를 수신하지 않으므로, RX 제어기(424)는 전력 요청 또는 피드백 메시지를 통신 인터페이스(426)를 통해 무선 전력 송신 장치로 통신하는 것을 계속할 수 있다. 이에 응답하여, 이 개시내용의 기법들이 부재한다면, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력을 전달하는 것을 계속할 수 있어, 잠재적으로 위험한 레벨들로의 추가의 가열을 야기시킬 수 있다.

도 6은 송신 제어기(108)가 전력 측정들에 기초하여 (도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명된 것들과 같은) 고장을 검출할 수 있는 예시적인 무선 전력 송신 장치(600)를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다. 무선 전력 송신 장치들(600)은 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 전원(302), (다른 예들 중에서, 인버터, 커패시터를 포함하는 하나 이상의 컴포넌트들과 같은) PTx 회로(350), TX 제어기(108), 및 1차 코일(322)을 포함할 수 있다. TX 제어기(108)는 전력 전송량을 결정하기 위하여 PTx 회로(350)의 측정들을 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, TX 제어기(108)는 (AC 본선(mains)의 절반 사이클과 같은) 전력 전송 주기 동안에 PTx 회로(350)의 인버터(도시되지 않음)의 출력 전압 및 출력 전류의 측정들을 획득할 수 있다. TX 제어기(108)는 송신기 전력 측정을 획득하기 위하여 측정된 전압 및 전류를 승산(multiply)할 수 있다. TX 제어기(108)는 대응하는 전력 전송 주기 내의 몇몇 송신기 전력 측정들을 평균화함으로써 평균 송신기 전력(또한, 평균 전력 송신기(Power Transmitter) 전력으로서 지칭됨)을 계산할 수 있다. 평균 송신기 전력은 얼마나 많은 전력이 1차 코일(322)로부터 무선 전력 수신 장치의 2차 코일로 실제적으로 전송되는지를 나타낼 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 개방 회로 고장을 가질 때, 전력 전송량은 임계치보다 낮을 수 있다. 일부 구현예들에서, TX 제어기(108)는 평균 송신기 전력과, PTx 회로(350)와 연관되는 예상된 전력 송신 손실과의 차이에 기초하여, 전력 전송량을 계산할 수 있다. 예상된 전력 송신 손실은 다른 예들 중에서, 1차 코일(322)과 연관되는 손실들, 무선 전력 송신 장치에서의 페라이트(ferrite)들, PTx 회로(350)의 컴포넌트들에서의 손실들을 포함할 수 있다. 전력 전송량은 평균 송신기 전력으로부터 예상된 전력 송신 손실을 감산함으로써 계산될 수 있다. 평균 송신기 전력이 (값에 있어서) 예상된 전력 송신 손실에 근접할 때, 전력 전송량은 낮거나 제로(zero)일 수 있다. 이러한 상황들에서, TX 제어기(108)는 전력이 1차 코일(322)을 통해 무선 전력 수신 장치로 전송되고 있지 않은 것으로 추론할 수 있다. TX 제어기(108)가 무선 전력 수신 장치로부터 통신을 수신하였지만, 전력이 전송되고 있지 않은 경우에, TX 제어기(108)는 무선 전력 수신 장치의 전력 수신 회로에서 개방 회로 고장이 있는 것으로 결론내릴 수 있다.

일부 구현예들에서, TX 제어기(108)는 동작 포인트를 변동시킬 수 있고, 개방 회로 고장을 확인하기 위하여 전력 전송량을 재계산할 수 있다. 고장을 검출한 후에, TX 제어기(108)는 1차 코일(322)을 통한 무선 전력의 송신을 중단시킬 수 있다. 일부 구현예들에서, TX 제어기(108)는 또한, 고장 검출 메시지를 무선 전력 수신 장치로 통신할 수 있다.

도 7은 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하는 송신 제어기(708)를 개념적으로 예시하는 블록도를 도시한다. TX 제어기(708)는 PTx 회로에 관한 측정들을 획득할 수 있다. 예를 들어, TX 제어기(708)는 PTx 회로의 인버터와 연관되는 전압 및 전류 센서들로부터 인버터 전압 및 전류 정보(712)를 획득할 수 있다. 일부 구현예들에서, 인버터 전압 및 전류 정보(712)는 전력 전송 주기 동안에 인버터의 출력에서 측정될 수 있다. 전력 전송 주기는 PTx 회로에 결합되는 (도 3을 참조하여 설명된 전원(302)과 같은) 교류(AC) 전력 공급부의 하나 이상의 절반 사이클들일 수 있다. 절반 사이클은 인버터를 이용하여 송신되는 평균 전력을 측정하기 위하여 이용되는 가장 작은 시간 주기일 수 있다. 전력 전송 주기 타이머(714)는 송신기 전력 측정(718)을 결정하기 위한 측정된 주기 및 타이밍(timing)을 조정할 수 있다.

전력 전송 주기에 대한 인버터 전압 및 전류 정보(712) 및 전원의 교류(AC) 주파수를 이용하면, TX 제어기(708)는 송신된 전력 측정(718)을 결정할 수 있다. (로서 지칭될 수 있는) 평균 전력 전송량(730)은 전력 전송 주기와 연관되는 송신된 전력 측정들의 평균으로서 계산될 수 있다. 공식 (1a)는 평균 전력 전송량을 결정하기 위한 수학식을 도시한다.

(1a)

여기서, 는 전원의 AC 주파수이고, 는 순간적인 인버터 전압이고, 는 순간적인 인버터 전류이고, 는 시간에 대한 그리고 (AC 전력 공급부의 절반 사이클과 같은) 전력 전송 주기에 대한 적분 동작을 나타낸다. 'Ts'의 샘플링 시간을 갖고 절반 AC 사이클에서 'n'개의 샘플들을 포함하는 이산 시간 도메인에서의 위의 수학식은 공식 (1b)에서 도시된 바와 같이 표현될 수 있다.

(1b)

TX 제어기(708)는 또한, 예상된 전력 송신 손실(728)을 감산함으로써 평균 전력 전송량(730)을 조절할 수 있다. 예상된 전력 송신 손실(728)은 송신 특성들(722)에 기초할 수 있다. 공식 (2)는 예상된 전력 송신 손실(728)()에 대한 예시적인 계산을 도시한다.

(2)

여기서, 은 1차 코일과 연관되는 손실이고, 는 PTx 회로의 다른 컴포넌트들과 연관되는 손실이고, 는 무선 전력 송신 장치 내의 페라이트들에서의 손실이다.

TX 제어기(708)는 고장 검출 임계치(738)를 결정할 수 있다. 고장 검출 임계치는 (전력 전송량(730)의 인자와 같은) 전력 전송량(730)에 기초하거나 구성가능한 오프셋 값에 기초할 수 있다. 블록(750)에서, TX 제어기(708)는 전력 전송량(730) 및 고장 검출 임계치(738)를 비교할 수 있다. 전력 전송량(730)(예상된 전력 송신 손실(728)에 기초하여 조절되는 평균 송신된 전력)이 고장 검출 임계치(738) 미만인 경우에, TX 제어기(708)는 무선 전력 수신 장치의 고장이 검출된 것으로 결정할 수 있다. 대안적으로, 전력 전송량(730)이 고장 검출 임계치(738) 미만이 아닌 경우에, TX 제어기(708)는 고장을 결정하지 않을 수 있고, 전력 전송 국면을 계속할 수 있다. 공식 (3)은 블록(750)에 대한 예시적인 비교를 도시한다.

일 때에 고장이 검출됨 (3)

여기서, *는 고장 검출 임계치(738)이다.

일부 사례들에서, TX 제어기(708)는 고장이 검출된 것으로 결정하기 전에, 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만인 다수의 사례들을 기록할 수 있다. 예를 들어, (연속적인 전력 전송 주기들에 대한) 전력 전송량들의 임계 수량이 고장 검출 임계치 미만인 후에 고장이 검출될 수 있다. 일부 구현예들에서, TX 제어기(708)는 전력 전송량의 제1 사례가 고장 검출 임계치 미만인 후에 (동작 주파수와 같은) 동작 파라미터를 조절할 수 있다. 전력 전송량이 동작 파라미터를 변화시킨 후에 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 경우에, TX 제어기(708)는 고장이 검출되는 것으로 결정할 수 있다. 제1 사례는 TX 제어기(708)로 하여금, 고장을 의심하게 할 수 있고, 이는 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만인 제2(또는 다수의) 사례들에 의해 확인될 수 있다. 일부 구현예들에서, TX 제어기(708)는 전력 전송 국면 동안에 다수의 전력 전송 주기들에 대하여 동작 파라미터를 조절할 수 있다. 전력 전송 주기들 각각에 대한 전력 전송량들이 고장 검출 시간 주기에 대한 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 경우에, TX 제어기(708)는 고장이 검출된 것으로 결정할 수 있다.

도 8은 교류 사이클과 관련하여 전력 전송 주기들을 개념적으로 예시하는 타이밍도를 도시한다. 도 8에서, AC 전압 그래프(800)는 AC 전압 곡선(802)을 도시한다. AC 전압 곡선(802)은 무선 전력 송신 장치에 공급하는 주 단자들로부터의 AC 전압(본 명세서에서 AC 본선 또는 AC 본선 전압으로서 지칭됨)을 나타낼 수 있다. AC 본선 전압은 각각 도 1, 도 3, 및 도 6을 참조하여 설명된 전원(112) 또는 전원(302)의 예일 수 있다. 예를 들어, AC 본선 주파수(mains frequency)는 50 Hz일 수 있다. 도 8에서, DC 전압 그래프(804)는 DC 전압 곡선(806)을 도시한다. DC 전압 곡선(806)은 무선 전력 송신 장치 내의 정류기 이후에 이용가능한 정류된 전압을 나타낼 수 있다. DC 전압 곡선(806)은 또한, AC 본선에 공급하며, 전력을 무선 전력 송신 장치 내의 다른 전자기기들에 제공하는 바이어스 전력 유닛에 접속되는 더 작은 정류기의 출력을 나타낼 수 있다. 라인들(808)은 AC 전압 곡선(802) 및 DC 전압 곡선(806)이 0 V의 전압(또한, 제로 전압(zero voltage) 또는 제로 교차 이벤트(zero cross event)로서 지칭됨)을 동시에 가지는 포인트들을 지시한다.

무선 전력 송신 장치는 AC 전압 곡선(802) 또는 정류된 DC 전압 곡선(806)을 나타내는 신호를 TX 제어기(108)에 제공할 수 있는 동기화 유닛을 포함할 수 있다. AC 본선 전압이 제로인(또한, 제로 교차로서 지칭됨) 모든 포인트 근처에서, TX 제어기(108)는 PWM 구동기가 다른 동작들에 대한 시간 슬롯들을 생성하는 것을 디스에이블(disable)함으로써 (대략 300 마이크로초(microsecond), 대략 1 밀리초(millisecond), 또는 임의의 다른 적당한 시간 주기와 같은) 짧은 시간에 대한 전력 전송을 정지시킬 수 있다. 다른 동작들은 다른 예들 중에서, NFC를 이용하는 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이의 데이터 통신, K-인자 결정 프로세스, 또는 이물질 검출(FOD : foreign object detection) 동작들을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 이 사례들 동안에 무선 전력 송신 장치로의 전력 전송의 부재는 그 동작을 무선 전력 송신 장치와 동기화하기 위하여 무선 전력 수신 장치에 대한 클록으로서 역할을 할 수 있다. 이 때문에, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치와 동시에 협력할 수 있다. 일부 구현예들에서, 라인들(808)로서 예시되는 제로 교차 이벤트들에는, 무선 전력 수신 장치가 대역외 채널을 이용하여 무선 전력 송신 장치와 통신하는 규칙적으로 되풀이되는 통신 슬롯들이 지정된다. 통신 슬롯들 사이의 시간은 전력 전송 주기들로서 지칭될 수 있다. 예를 들어, 전력 전송 주기들(810A, 810B, 810C, 및 810D)은 AC 전압 곡선의 하나의 절반 사이클과 각각 연관된다.

도 9는 무선 전력 수신 장치에서 고장을 검출하기 위하여 다양한 전력 전송 주기들 동안에 동작 포인트를 조절하는 송신 제어기를 개념적으로 예시하는 타이밍도(900)를 도시한다. 타이밍도(900)는 무선 전력 송신 장치(102)와 무선 전력 수신 장치(118) 사이의 무선 송신 프로세스의 부분을 도시한다. 간결함을 위하여, 식별(identification), 핸드쉐이크(handshake), 및 구성(configuration) 국면들이 도 9로부터 생략된다. 오히려, 도 9는 식별, 핸드쉐이크, 및 구성 국면들 후에 발생하는 전력 전송 국면(905)에 초점을 맞춘다. 전력 전송 국면(905) 동안에, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 전력 수신 장치(118)로부터 전력 제어 통신들(909, 912, 922, 932, 및 942)을 주기적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 전력 제어 통신(909)은 무선 전력 수신 장치(118)로부터 무선 전력 송신 장치(102)로의 전력 요청 메시지를 포함할 수 있다. (AC 전력 공급부의 하나 이상의 절반 사이클들과 같은) 제1 전력 전송 주기(911) 동안에, 무선 전력 송신 장치(102)의 TX 제어기는 무선 전력 송신 장치(102)로 하여금, 제1 동작 포인트(910)를 이용하여 전력을 송신하게 할 수 있다. TX 제어기는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이, 그 전력 전송 주기에 대한 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만인 것으로 결정할 수 있다. 그 후에, TX 제어기는 무선 전력 송신 장치(102)로 하여금, 제2 전력 전송 주기(921) 동안에 제2 동작 포인트(920)를 이용하여 전력을 송신하게 할 수 있다. 예를 들어, 제1 동작 포인트(910)는 제1 동작 주파수 f1을 이용할 수 있는 반면, 제2 동작 포인트(920)는 제2 동작 주파수 f2를 이용할 수 있다. 제2 전력 전송 주기(921) 동안에 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 경우에, TX 제어기는 무선 전력 수신 장치(118)의 개방 회로 고장이 있는 것으로 결정할 수 있다. 일부 구현예들에서, TX 제어기는 고장 검출 기준이 만족될 때까지, 연속적인 전력 전송 주기들(911, 921, 931, 및 941)에 대한 상이한 동작 포인트들을 이용하는 것을 계속할 수 있다. 도 9는 제3 전력 전송 주기(931) 동안에 이용되는 (제3 동작 주파수 f3과 같은) 제3 동작 포인트(930), 및 제4 전력 전송 주기(941) 동안에 이용되는 (제4 동작 주파수 f4와 같은) 제4 동작 포인트(940)를 도시한다.

일부 구현예들에서, 고장 검출 기준은 전력 전송량이 임계치 미만인 전력 전송 주기들의 임계 수량에 기초할 수 있다. 일부 구현예들에서, 고장 검출 기준은 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 것으로 귀착된 상이한 동작 포인트들의 임계 수량에 기초할 수 있다. 또 다른 구현예들에서, 고장 검출 기준은 고장 검출 시간 주기(970)의 만료일 수 있다.

일단 고장 검출 기준이 만족되면, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 전력 수신 장치(118)의 고장이 검출된 것으로 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 전력 송신(980)을 중단시킬 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치(102)는 무선 전력 송신 장치(102)의 사용자 인터페이스를 통해 고장의 지시를 제시할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치(102)는 고장 검출 메시지(985)를 무선 전력 수신 장치(118)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(118)는 무선 전력 수신 장치(118)의 사용자 인터페이스를 통해 고장의 지시를 제시할 수 있다.

도 10은 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하기 위한 예시적인 무선 전력 송신 장치에서의 프로세스(1000)의 예시적인 동작들을 예시하는 흐름도를 도시한다. 간결함을 위하여, 동작들은 장치에 의해 수행되는 바와 같이 설명된다. 프로세스(1000)의 동작들은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 무선 전력 송신 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세스(1000)는 무선 전력 송신 장치들 중의 임의의 하나 또는 TX 제어기들 중의 임의의 하나, 또는 본 명세서에서의 도면들 중의 임의의 도면을 참조하여 설명된 장치에 의해 수행될 수 있다.

블록(1010)에서, 장치는 무선 전력 수신 장치로부터 전력 요청 메시지를 수신할 수 있다.

블록(1020)에서, 장치는 무선 전력 송신 장치의 1차 코일을 통한 송신을 위한 전력을 생성할 수 있다.

블록(1030)에서, 장치는 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들 동안의 하나 이상의 전력 전송량들을 결정할 수 있다.

블록(1040)에서, 장치는 하나 이상의 전력 전송량들이 고장 조건 임계치 미만인 것에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출할 수 있다.

도 11은 무선 전력 시스템에서의 이용을 위한 예시적인 장치의 블록도를 도시한다. 일부 구현예들에서, 장치(1100)는 본 명세서에서 설명된 (무선 전력 송신 장치(102)와 같은) 무선 전력 송신 장치일 수 있다. 일부 구현예들에서, 장치(1100)는 본 명세서에서의 도면들 중의 임의의 도면을 참조하여 설명된 무선 전력 송신 장치들(102 또는 103) 중의 임의의 하나 또는 TX 제어기들(108) 중의 임의의 하나의 예일 수 있다. 장치(1100)는 (아마도 다수의 프로세서들, 다수의 코어들, 다수의 노드들, 또는 멀티-스레딩(multi-threading)을 구현하는 것 등을 포함하는) 프로세서(1102)를 포함할 수 있다. 장치(1100)는 또한, 메모리(1106)를 포함할 수 있다. 메모리(1106)는 시스템 메모리, 또는 본 명세서에서 설명된 컴퓨터 판독가능 매체들의 가능한 실현들 중 임의의 하나 이상일 수 있다. 장치(1100)는 또한, (PCI, ISA, PCI-Express, HyperTransport®, InfiniBand®, NuBus,® AHB, AXI 등과 같은) 버스(1111)를 포함할 수 있다.

장치(1100)는 (코일 어레이(1164)와 같은) 다수의 1차 또는 2차 코일들을 관리하도록 구성되는 하나 이상의 제어기(들)(1162)를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제어기(들)(1162)는 프로세서(1102), 메모리(1106), 및 버스(1111) 내에서 분산될 수 있다. 제어기(들)(1162)는 본 명세서에서 설명된 동작들의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어기(들)(1162)는 본 명세서에서 설명된 송신 제어기들 중의 임의의 것과 같은 송신 제어기일 수 있다.

메모리(1106)는 도 1 내지 도 10를 참조하여 설명된 구현예들의 기능성을 구현하기 위하여 프로세서(1102)에 의해 실행가능한 컴퓨터 명령들을 포함할 수 있다. 이 기능성들 중의 임의의 하나는 하드웨어로 또는 프로세서(1102) 상에서 부분적으로(또는 전체적으로) 구현될 수 있다. 예를 들어, 기능성은 애플리케이션 특정 집적 회로로, 프로세서(1102)에서 구현된 로직에서, 주변 디바이스 또는 카드 상의 코-프로세서 등에서 구현될 수 있다. 또한, 실현예들은 도 11에서 예시되지 않은 더 적거나 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 프로세서(1102), 메모리(1106), 및 제어기들(1162)은 버스(1111)에 결합될 수 있다. 버스(1111)에 커플링된 것으로 예시되지만, 메모리(1106)는 프로세서(1102)에 커플링될 수 있다.

도 1 내지 도 11, 및 본 명세서에서 설명된 동작들은 예시적인 구현예들을 이해하는 것을 보조하도록 의도된 예들이고, 잠재적인 구현예들을 제한하거나 청구항들의 범위를 제한하기 위하여 이용되지 않아야 한다. 일부 구현예들은 추가적인 동작들, 더 적은 동작들, 동작들을 병행하여 또는 상이한 순서로, 그리고 일부 동작들을 상이하게 수행할 수 있다.

상기한 개시내용은 예시 및 설명을 제공하지만, 철저하도록, 또는 양태들을 개시된 정확한 형태로 제한하도록 의도되지는 않는다. 수정들 및 변형들은 위의 개시내용을 고려하여 행해질 수 있거나, 양태의 실시로부터 취득될 수 있다. 개시내용의 양태들은 다양한 예들의 측면에서 설명되었지만, 예들 중의 임의의 예로부터의 양태들의 임의의 조합은 또한, 개시내용의 범위 내에 있다. 이 개시내용에서의 예들은 교육적인 목적들을 위하여 제공된다. 본 명세서에서 설명된 다른 예들에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 예들은 다음의 구현 옵션들(참조를 위한 조항들로서 식별됨)의 임의의 조합을 포함한다.

조항들

조항 1. 무선 전력 송신 장치에 의해 수행되는 방법으로서, 무선 전력 수신 장치로부터 전력 요청 메시지를 수신하는 단계; 무선 전력 송신 장치의 1차 코일을 통한 송신을 위한 전력을 생성하는 단계; 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들 동안의 하나 이상의 전력 전송량들을 결정하는 단계; 및 무선 전력 송신 장치에 의해, 하나 이상의 전력 전송량들이 고장 검출 임계치 미만인 것에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 2. 조항 1의 방법에 있어서, 고장을 검출하는 단계는, 하나 이상의 전력 전송 주기들 중 제1 전력 전송 주기 동안의 하나 이상의 전력 전송량들 중 제1 전력 전송량을 결정하는 단계; 및 제1 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만이라는 결정에 기초하여 고장의 제1 지시를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 3. 조항 2의 방법에 있어서, 고장의 제1 지시를 검출하는 것에 응답하여: 하나 이상의 무선 전력 전송 주기들 중 제2 무선 전력 주기에 대한 무선 전력 송신 장치의 동작 포인트를 변경하는 단계; 제2 전력 전송 주기 동안의 하나 이상의 전력 전송량들 중 제2 전력 전송량을 결정하는 단계; 제2 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만이라는 결정에 기초하여 고장의 제2 지시를 검출하는 단계; 및 제1 지시 및 제2 지시에 기초하여 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 4. 조항 3의 방법에 있어서, 동작 포인트는 1차 코일을 통한 송신을 위하여 생성되는 전력의 동작 주파수이고, 방법은, 제1 전력 전송 주기 동안에 제1 동작 주파수에서 전력을 생성하는 단계; 및 제2 전력 전송 주기 동안에 제2 동작 주파수에서 전력을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 5. 조항 1의 방법에 있어서, 복수의 전력 전송 주기들 각각에 대한 무선 전력 송신 장치의 동작 포인트를 변경하는 단계; 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 복수의 전력 전송 주기들에 대응하는 복수의 전력 전송량들을 결정하는 단계; 및 복수의 전력 전송량들이 고장 검출 임계치 미만인 것에 기초하여 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 6. 조항 5의 방법에 있어서, 복수의 전력 전송량들이 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 고장 검출 시간 주기 후에 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 7. 조항 5의 방법에 있어서, 복수의 전력 전송량들의 임계 수량이 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이의 전력 전송 국면 동안에 고장 검출 임계치 미만인 후에 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 8. 조항들 5 내지 7 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 동작 포인트는 동작 주파수, 동작 전압, 및 동작 듀티로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 부재를 포함하는, 방법.

조항 9. 조항들 1 내지 8 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 고장을 검출하는 것에 응답하여 1차 코일을 통한 전력의 송신을 중단시키는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 10. 조항들 1 내지 9 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 고장을 검출하는 것에 응답하여 고장 검출 메시지를 무선 전력 수신 장치로 통신하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 11. 조항들 1 내지 10 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 하나 이상의 전력 전송량들을 결정하는 단계는, 하나 이상의 전력 전송량들의 각각의 전력 전송량에 대하여: 대응하는 전력 전송 주기 동안에 1차 코일에 결합되는 인버터와 연관되는 전압 및 전류를 측정하는 단계; 대응하는 전력 전송 주기 동안의 전압 및 전류에 기초하여 입력 전력을 계산하는 단계; 및 입력 전력과, 무선 전력 송신 장치와 연관되는 예상된 전력 송신 손실과의 차이에 기초하여 전력 전송량을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 12. 조항 11의 방법에 있어서, 하나 이상의 전력 전송 주기들은 연속 시간 주기들이고, 하나 이상의 전력 전송 주기들의 각각은 인버터에 결합되는 교류(AC : alternating current) 전력 공급부의 하나 이상의 절반 사이클(cycle)들을 포함하는, 방법.

조항 13. 조항들 1 내지 12 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 무선 전력 송신 장치가 1차 코일로부터 분리되어 있는 통신 유닛을 통해 무선 전력 수신 장치로부터 메시지들을 수신하는 것을 계속하는지 여부에 관계없이, 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 14. 무선 전력 송신 장치로서, 무선 전력 수신 장치로부터 전력 요청 메시지를 수신하도록 구성되는 통신 유닛; 1차 코일; 1차 코일을 통한 송신을 위한 전력을 생성하도록 구성되는 전력 신호 생성기; 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들 동안의 하나 이상의 전력 전송량들을 결정하고, 하나 이상의 전력 전송량들이 고장 검출 임계치 미만인 것에 기초하여 무선 전력 수신 장치의 고장을 검출하도록 구성되는 송신 제어기를 포함하는, 무선 전력 송신 장치.

조항 15. 조항 14의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 하나 이상의 전력 전송 주기들 중 제1 전력 전송 주기 동안의 하나 이상의 전력 전송량들 중 제1 전력 전송량을 결정하고, 제1 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만이라는 결정에 기초하여 고장의 제1 지시를 검출하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 16. 조항 15의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 고장의 제1 지시를 검출하는 것에 응답하여: 하나 이상의 무선 전력 전송 주기들 중 제2 무선 전력 주기에 대한 무선 전력 송신 장치의 동작 포인트를 변경하고, 제2 전력 전송 주기 동안의 하나 이상의 전력 전송량들 중 제2 전력 전송량을 결정하고, 제2 전력 전송량이 고장 검출 임계치 미만이라는 결정에 기초하여 고장의 제2 지시를 검출하고, 제1 지시 및 제2 지시에 기초하여 고장을 검출하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 17. 조항 16의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 동작 포인트는 1차 코일을 통한 송신을 위하여 생성되는 전력의 동작 주파수이고, 송신 제어기는, 전력 신호 생성기로 하여금, 제1 전력 전송 주기 동안에 제1 동작 주파수에서 전력을 생성하게 하고, 전력 신호 생성기로 하여금, 제2 전력 전송 주기 동안에 제2 동작 주파수에서 전력을 생성하게 하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 18. 조항 14의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 복수의 전력 전송 주기들 각각에 대한 전력 신호 생성기의 동작 포인트를 변경하고, 무선 전력 송신 장치에서의 측정들에 기초하여 복수의 전력 전송 주기들에 대응하는 복수의 전력 전송량들을 결정하고, 복수의 전력 전송량들이 고장 검출 임계치 미만인 것에 기초하여 고장을 검출하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 19. 조항 18의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 복수의 전력 전송량들이 고장 검출 임계치 미만으로 유지되는 고장 검출 시간 주기 후에 고장을 검출하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 20. 조항 18의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 복수의 전력 전송량들의 임계 수량이 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 사이의 전력 전송 국면 동안에 고장 검출 임계치 미만인 후에 고장을 검출하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 21. 조항들 18 내지 20 중 어느 한 조항의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 동작 포인트는 동작 주파수, 동작 전압, 및 동작 듀티로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 부재를 포함하는, 무선 전력 송신 장치.

조항 22. 조항들 14 내지 21 중 어느 한 조항의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 고장을 검출하는 것에 응답하여, 전력 신호 생성기로 하여금, 1차 코일을 통한 전력의 송신을 중단하게 하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 23. 조항들 14 내지 22 중 어느 한 조항의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기가 고장을 검출하는 것에 응답하여 고장 검출 메시지를 무선 전력 수신 장치로 통신하도록 구성되는 통신 유닛을 더 포함하는, 무선 전력 송신 장치.

조항 24. 조항들 14 내지 23 중 어느 한 조항의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 무선 전력 송신 장치는, 전력 신호 생성기의 인버터; 및 인버터에 결합되고, 인버터와 각각 연관되는 전압 및 전류를 측정하도록 구성되는 전류 센서를 더 포함하고, 송신 제어기는 하나 이상의 전력 전송량들의 각각의 전력 전송량에 대하여: 대응하는 전력 전송 주기 동안의 전압 및 전류에 기초하여 입력 전력을 계산하고, 입력 전력과, 무선 전력 송신 장치와 연관되는 예상된 전력 송신 손실과의 사이의 차이에 기초하여, 전력 전송량을 결정하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

조항 25. 조항 24의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 하나 이상의 전력 전송 주기들은 연속 시간 주기들이고, 하나 이상의 전력 전송 주기들의 각각은 인버터에 결합되는 교류(AC) 전력 공급부의 하나 이상의 절반 사이클들을 포함하는, 무선 전력 송신 장치.

조항 26. 조항들 14 내지 25 중 어느 한 조항의 무선 전력 송신 장치에 있어서, 송신 제어기는 통신 유닛이 무선 전력 수신 장치로부터 메시지들을 수신하는 것을 계속하는지 여부에 관계없이, 고장을 검출하도록 구성되는, 무선 전력 송신 장치.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 또 다른 혁신적인 양태는, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 전술한 기능성들 중의 임의의 하나를 수행하게 하는 명령들을 저장한 컴퓨터-판독가능 매체로서 구현될 수 있다.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 또 다른 혁신적인 양태는 전술한 기능성들 중의 임의의 하나를 구현하기 위한 수단을 가지는 시스템으로서 구현될 수 있다.

이 개시내용에서 설명되는 발명 요지의 또 다른 혁신적인 양태는 전술한 방법들 중의 임의의 하나로부터의 하나 이상의 동작들을 수행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서들을 가지는 장치로서 구현될 수 있다.

본 명세서에서 이용된 바와 같이, 항목들의 리스트 중의 “적어도 하나(at least one of)” 또는 “하나 이상(one or more of)”을 지칭하는 어구는 단일 부재들을 포함하는 그러한 항목들의 임의의 조합을 지칭한다. 예를 들어, “a, b, 또는 c 중의 적어도 하나(at least one of: a, b, or c)”는 오직 a, 오직 b, 오직 c, a 및 b의 조합, a 및 c의 조합, b 및 c의 조합, 및 a 및 b 및 c의 조합의 가능성들을 포괄하도록 의도된다.

본 명세서에서 개시되는 구현예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 로직, 논리적 블록들, 모듈들, 회로들, 동작들, 및 알고리즘 프로세스들은 이 명세서에서 개시된 구조들 및 그 구조적 등가물들을 포함하는, 전자 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어의 조합들로써 구현될 수 있다. 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어의 교환가능성은 일반적으로 기능성의 측면에서 설명되었고, 위에서 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 프로세스 들에서 예시되었다. 이러한 기능성이 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체적인 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약들에 종속된다.

본 명세서에서 개시되는 양태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 로직들, 논리적 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하기 위하여 이용된 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 범용 단일-칩 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)(DSP), 애플리케이션 특정 집적 회로(application specific integrated circuit)(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스(programmable logic device)(PLD), 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계되는 그 임의의 조합으로 구현될 수 있거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있거나, 임의의 기존의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 무신일 수 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성의 조합으로서 구현될 수 있다. 일부 구현예들에서, 특정한 프로세스들, 동작들, 및 방법들은 주어진 기능에 특정적인 회로부에 의해 수행될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 이 명세서에서 설명되는 발명 요지의 일부 양태들은 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시되는 컴포넌트들의 다양한 기능들, 또는 본 명세서에서 개시되는 방법, 동작, 프로세스, 또는 알고리즘의 다양한 블록들 또는 단계들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들의 하나 이상의 모듈들로써 구현될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램들은 본 명세서에서 설명되는 디바이스들의 컴포넌트들을 포함하는 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위하여, 또는 이러한 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위하여, 하나 이상의 유형의 프로세서-판독가능 또는 컴퓨터-판독가능 저장 매체들 상에서 인코딩 되는 비-일시적 프로세서-실행가능 또는 컴퓨터-실행가능 명령들을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 이러한 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장, 자기 디스크 저장, 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 프로그램 코드를 저장하기 위하여 이용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 상기의 조합들은 또한, 저장 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.

이 개시내용에서 설명되는 구현예들에 대한 다양한 수정들은 본 기술분야에서의 통상의 기술자들에게 용이하게 분명할 수 있고, 본 명세서에서 정의되는 포괄적인 원리들은 이 개시내용의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 구현예들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에서 도시되는 구현예들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에서 개시되는 이 개시내용, 원리들, 및 신규한 특징들과 부합하는 가장 넓은 범위를 따르도록 의도된 것이다.

따라서, 청구항들은 본 명세서에서 도시되는 구현예들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에서 개시되는 이 개시내용, 원리들, 및 신규한 특징들과 부합하는 가장 넓은 범위를 따르도록 의도된 것이다. 반대로, 단일 구현예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한, 다수의 구현예들에서 별도로, 또는 임의의 적당한 하위조합으로 구현될 수 있다. 이와 같이, 특징들은 특정한 조합들로 작동하고 심지어 이와 같이 초기에 청구되는 것으로서 위에서 설명될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우들에는, 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변형에 관한 것일 수 있다.

유사하게, 동작들은 특정한 순서로 도면 들에서 도시되지만, 이것은 바람직한 결과들을 달성하기 위하여, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되거나 모든 예시된 동작들이 수행될 것을 요구하는 것으로서 이해되어야 하는 것은 아니다. 또한, 도면들은 순서도 또는 흐름도의 형태로 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들은 개략적으로 예시되는 예시적인 프로세스들 내에 편입될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 동작들은 예시된 동작들 중의 임의의 것 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 일부 상황 들에서는, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에서 설명되는 구현예들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현예들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지 않아야 하고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 단일 소프트웨어 제품에서 일반적으로 함께 통합될 수 있거나 다수의 소프트웨어 제품들로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

전력 송신기에 의해 수행되는 방법으로서,
상기 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 송신을 위한 전력을 생성하는 단계;
상기 전력 송신기에서 생성되는 상기 전력과 연관되는 전압 및 전류의 측정들에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들에 대한 하나 이상의 전력 전송량들을 계산하는 단계; 및
상기 전력 송신기들에 의해, 상기 하나 이상의 전력 전송량들이 전력 전송 국면 동안에 임계치 미만일 때, 상기 전력 수신기의 고장에 대하여 보호하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 전력 전송 주기들 중 제1 전력 전송 주기 동안의 상기 하나 이상의 전력 전송량들 중 적어도 제1 전력 전송량이 상기 임계치 미만일 때, 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 전력 전송 주기들 중 제2 전력 전송 주기에 대한 상기 전력 송신기의 동작 포인트를 변경하는 단계;
상기 제2 전력 전송 주기 동안의 상기 하나 이상의 전력 전송량들 중 제2 전력 전송량을 계산하는 단계; 및
상기 제1 전력 전송량 및 상기 제2 전력 전송량이 상기 임계치 미만일 때, 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제3항에 있어서,
상기 동작 포인트는 상기 전력 송신기에 의해 생성되는 상기 전력의 동작 주파수이고, 상기 방법은,
상기 제1 전력 전송 주기 동안에 제1 동작 주파수에서 상기 전력을 생성하는 단계; 및
상기 제2 전력 전송 주기 동안에 제2 동작 주파수에서 상기 전력을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
복수의 전력 전송 주기들 각각에 대한 상기 전력 송신기의 동작 포인트를 변경하는 단계;
상기 전력 송신기에서 생성되는 상기 전력의 전압 및 전류의 측정들에 기초하여 상기 복수의 전력 전송 주기들에 대응하는 복수의 전력 전송량들을 결정하는 단계; 및
상기 복수의 전력 전송량들이 상기 임계치 미만인 것에 기초하여 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 복수의 전력 전송량들이 상기 임계치 미만으로 유지되는 고장 검출 시간 주기 후에 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 복수이 전력 전송량들의 임계 수량이 상기 전력 전송 국면 동안에 상기 고장 검출 임계치 미만인 후에 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장에 대하여 보호하는 단계는, 상기 전력 송신기로부터의 전력의 송신을 중단시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장에 대하여 보호하는 단계는, 상기 전력 송신기가 상기 고장을 검출한 것을 지시하기 위하여 고장 검출 메시지를 상기 전력 수신기로 통신하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 전력 전송량들을 계산하는 단계는,
전력 전송 주기 동안에 하나 이상의 송신기 전력 측정들을 획득하기 위하여, 상기 전력 송신기의 1차 코일에 결합되는 인버터의 출력에서 상기 전압 및 상기 전류를 측정하는 단계;
상기 전력 전송 주기와 연관되는 상기 하나 이상의 송신기 전력 측정들의 평균에 기초하여 송신기 전력을 계산하는 단계; 및
상기 하나 이상의 전력 전송량들 중 전력 전송량을 계산하는 단계 - 상기 전력 전송량은 상기 송신기 전력과, 상기 전력 송신기와 연관되는 예상된 전력 송신 손실과의 사이의 차이에 기초함 - 를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서,
상기 전력 전송 주기는 상기 전력 송신기에 결합되는 교류(AC : alternating current) 전력 공급부의 하나 이상의 절반 사이클(cycle)들을 포함하는, 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 송신기가 상기 전력 수신기로부터 전력 제어 메시지들을 수신하는 것을 계속하는지 여부에 관계없이 상기 전력 수신기의 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
미리 결정된 고장 검출 임계치;
상기 하나 이상의 전력 전송량들에 기초한 인자;
상기 전력 송신기의 1차 코일과 연관되는 측정된 전류에 기초한 인자; 및
구성가능한 오프셋 값으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 부재에 기초하여 상기 임계치를 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정들 중의 임의의 하나가 과전류 임계치 초과인 전류를 지시할 때, 상기 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
전력 송신기로서,
상기 전력 송신기로부터 전력 수신기로의 송신을 위한 전력을 생성하도록 구성되는 전력 송신기 회로;
상기 전력 송신기에서 생성되는 상기 전력과 연관되는 전압 및 전류의 측정들에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 전력 전송 주기들에 대한 하나 이상의 전력 전송량들을 계산하고,
상기 하나 이상의 전력 전송량들이 전력 전송 국면 동안에 임계치 미만일 때, 상기 전력 수신기의 고장에 대하여 보호하도록 구성되는 송신 제어기를 포함하는, 전력 송신기.
제15항에 있어서,
상기 송신 제어기는,
상기 하나 이상의 전력 전송 주기들 중 제1 전력 전송 주기 동안의 상기 하나 이상의 전력 전송량들 중 적어도 제1 전력 전송량이 상기 임계치 미만일 때, 상기 고장을 검출하도록 구성되는, 전력 송신기.
제16항에 있어서,
상기 송신 제어기는,
상기 하나 이상의 전력 전송 주기들 중 제2 전력 전송 주기에 대한 상기 전력 송신기 회로의 동작 포인트를 변경하고,
상기 제2 전력 전송 주기 동안의 상기 하나 이상의 전력 전송량들 중 제2 전력 전송량을 계산하고,
상기 제1 전력 전송량 및 상기 제2 전력 전송량이 상기 임계치 미만일 때, 상기 고장을 검출하도록 구성되는, 전력 송신기.
제17항에 있어서,
상기 동작 포인트는 상기 전력 송신기 회로에 의해 생성되는 상기 전력의 동작 주파수이고, 상기 송신 제어기는,
상기 전력 송신기 회로로 하여금, 상기 제1 전력 전송 주기 동안에 제1 동작 주파수에서 상기 전력을 생성하게 하고,
상기 전력 송신기 회로로 하여금, 상기 제2 전력 전송 주기 동안에 제2 동작 주파수에서 상기 전력을 생성하게 하도록 구성되는, 전력 송신기.
제15항에 있어서,
상기 송신 제어기는,
복수의 전력 전송 주기들 각각에 대한 상기 전력 송신기 회로의 동작 포인트를 변경하고,
상기 전력 송신기 회로의 인버터에서의 전압 및 전류의 측정들에 기초하여 상기 복수의 전력 전송 주기들에 대응하는 복수의 전력 전송량들을 결정하고,
상기 복수의 전력 전송량들이 상기 임계치 미만인 것에 기초하여 상기 고장을 검출하도록 구성되는, 전력 송신기.
제19항에 있어서,
상기 송신 제어기는,
상기 복수의 전력 전송량들이 상기 임계치 미만으로 유지되는 고장 검출 시간 주기 후에, 또는 상기 복수의 전력 전송량들의 임계 수량이 상기 전력 전송 국면 동안에 상기 임계치 미만인 후에, 상기 고장을 검출하도록 구성되는, 전력 송신기.
제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 송신 제어기는, 상기 전력 송신기 회로로 하여금, 상기 전력의 생성을 중단하게 함으로써 상기 고장에 대하여 보호하도록 구성되는, 전력 송신기.
제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 송신 제어기가 상기 고장을 검출한 것을 지시하기 위하여 고장 검출 메시지를 상기 수신기로 통신하도록 구성되는 통신 유닛을 더 포함하는, 전력 송신기.
제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 송신기의 1차 코일에 결합되는 상기 전력 송신기 회로의 인버터; 및
상기 인버터에 결합되고, 상기 인버터의 출력과 각각 연관되는 상기 전압 및 상기 전류를 측정하도록 구성되는 전압 센서 및 전류 센서를 더 포함하고,
상기 송신 제어기는,
상기 전력 전송 주기와 연관되는 상기 하나 이상의 송신기 전력 측정들의 평균에 기초하여 송신기 전력을 계산하고,
상기 하나 이상의 전력 전송량들 중 전력 전송량을 계산하도록 구성되고, 상기 전력 전송량은 상기 송신기 전력과, 상기 전력 송신기와 연관되는 예상된 전력 송신 손실과의 사이의 차이에 기초하는, 전력 송신기.
제23항에 있어서,
상기 전력 전송 주기는 상기 전력 송신기에 결합되는 교류(AC) 전력 공급부의 하나 이상의 절반 사이클들을 포함하는, 전력 송신기.
제15항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 송신 제어기는 상기 전력 송신기의 통신 유닛이 상기 전력 수신기로부터 메시지들을 수신하는 것을 계속하는지 여부에 관계없이 상기 고장을 검출하도록 구성되는, 전력 송신기.