WO2017135554A1 - 전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017135554A1
WO2017135554A1 PCT/KR2016/013173 KR2016013173W WO2017135554A1 WO 2017135554 A1 WO2017135554 A1 WO 2017135554A1 KR 2016013173 W KR2016013173 W KR 2016013173W WO 2017135554 A1 WO2017135554 A1 WO 2017135554A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil
circuit
electronic device
power
electrical connection
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/013173
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김용연
윤용상
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to US16/069,648 priority Critical patent/US11139687B2/en
Publication of WO2017135554A1 publication Critical patent/WO2017135554A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/266—Arrangements to supply power to external peripherals either directly from the computer or under computer control, e.g. supply of power through the communication port, computer controlled power-strips
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1635—Details related to the integration of battery packs and other power supplies such as fuel cells or integrated AC adapter
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1675—Miscellaneous details related to the relative movement between the different enclosures or enclosure parts
    • G06F1/1683—Miscellaneous details related to the relative movement between the different enclosures or enclosure parts for the transmission of signal or power between the different housings, e.g. details of wired or wireless communication, passage of cabling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the present embodiment relates to an electronic device, for example, to an electronic device capable of wirelessly charging power and transmitting power to an external device.
  • a portable electronic device such as a smartphone or a tablet PC may supply power through a rechargeable battery. Batteries included in the electronic device must be periodically charged due to the limitation of capacity, and the battery of the electronic device can be charged by electrically contacting the external power supply device with the electronic device.
  • wireless charging technologies have been developed and commercialized that can wirelessly charge a battery without physically contacting the electronic device with the charging device by using electromagnetic waves, magnetic induction, or magnetic resonance. These wireless charging technologies are being internationally standardized by a wireless power consortium (WPC).
  • WPC wireless power consortium
  • wireless charging technology technologies for transmitting the battery power of the electronic device to other electronic devices in a peer to peer (or device to device) method based on the wireless charging technologies are also being developed.
  • the electronic device must configure a charging and transmitting circuit to have a wireless charging and wireless power transfer function.
  • factors eg impedance, resonant frequency, quality index, etc.
  • efficiency in wireless charging mode and wireless power transfer mode may vary, which may be caused by the distance between the electronic device and the external device. It may be different due to various problems.
  • the electronic device separately includes a coil for wireless charging and a coil for wireless power transmission, two coils must be provided on a limited area, which may cause a problem that is not suitable for miniaturization of the electronic device.
  • an electronic device may include: a housing including a first surface; A coil having a conductivity and located in proximity to the first surface in the housing; A rechargeable battery located within the housing; A first circuit located in the housing and providing power to the power management circuit wirelessly received from the outside of the housing through the coil; A second circuit located in the housing and wirelessly providing power of the battery to the outside of the housing through the coil; And a third circuit configured to selectively establish a first electrical connection between the first circuit and a first feed point of the coil, or a second electrical connection between the second circuit and a second feed point of the coil; The first feed point and the second feed point may be different from each other.
  • An electronic device may include a coil disposed in the electronic device and including at least two signal connection units; A first circuit configured to wirelessly transmit power to the external electronic device through the coil; A second circuit configured to receive power from an external electronic device through the coil; Control circuits; And a memory electrically connected to the control circuit, wherein the memory, when executed, instructions for the control circuit to recognize a power mode state of the electronic device and to control a signal connection portion of the coil in accordance with the power mode state. It may include.
  • a wireless power transmission and reception control method of an electronic device including a coil for receiving or transmitting power may include: recognizing a power mode state of the electronic device; Establishing a first electrical connection between a first circuit for receiving wireless power from an external electronic device and a first feed point of the coil when the power mode state is a receive mode; And when the power mode state is a transmission mode, establishing a second electrical connection between a second circuit for transmitting wireless power to an external electronic device and a second feed point of the coil.
  • the wireless charging mode is the reception mode and the transmission mode
  • the electronic device and the wireless power of the electronic device which may have an optimal wireless charging efficiency by changing the inductance value of the coil. It is possible to provide a transmission and reception control method.
  • FIG. 1 illustrates an electronic device in a network environment in various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG 3 illustrates a stacked structure of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 5A and 5B illustrate electrical connections in receive mode and transmit mode, respectively, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an equivalent circuit of an electronic device and an external device, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 illustrates a connection structure of a coil according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a wireless power transmission and reception control method of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “device configured to” may mean that the device “can” together with other devices or components.
  • processor configured (or configured to) perform A, B, and C may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • An electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, a server, a PDA, a PMP. It may include at least one of a portable multimedia player, an MP3 player, a medical device, a camera, or a wearable device. Wearable devices may be accessory (e.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs), textiles or clothing integrated (e.g.
  • HMDs head-mounted-devices
  • an electronic device may comprise, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, Audio, Refrigerator, Air Conditioner, Cleaner, Oven, Microwave, Washing Machine, Air Purifier, Set Top Box, Home Automation Control Panel, Security Control Panel, Media Box (e.g. Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, or Google TVTM), Game Console (Eg, XboxTM, PlayStationTM), an electronic dictionary, an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • the electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Computed tomography (CT), cameras or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (E.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Computed tomography (CT), cameras or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (E.g.
  • various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • an electronic device may be a part of a furniture, building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, water, electricity, Gas, or a radio wave measuring instrument).
  • the electronic device may be flexible or a combination of two or more of the aforementioned various devices.
  • Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • the electronic device 101 may include a bus 110, a processor 120, a memory 130, an input / output interface 150, a display 160, and a communication interface 170.
  • the electronic device 101 may omit at least one of the components or additionally include other components.
  • the bus 110 may include circuitry that connects the components 110-170 to each other and transfers communication (eg, control messages or data) between the components.
  • the processor 120 may include one or more of a central processing unit, an application processor, or a communication processor (CP).
  • the processor 120 may execute, for example, an operation or data processing related to control and / or communication of at least one other component of the electronic device 101.
  • the memory 130 may include volatile and / or nonvolatile memory.
  • the memory 130 may store, for example, commands or data related to at least one other element of the electronic device 101.
  • the memory 130 may store software and / or a program 140.
  • the program 140 may include, for example, a kernel 141, middleware 143, an application programming interface (API) 145, an application program (or “application”) 147, or the like.
  • API application programming interface
  • application or “application”
  • At least a portion of kernel 141, middleware 143, or API 145 may be referred to as an operating system.
  • the kernel 141 may be a system resource (eg, used to execute an action or function implemented in, for example, other programs (eg, middleware 143, API 145, or application program 147).
  • the bus 110, the processor 120, or the memory 130 may be controlled or managed.
  • the kernel 141 may provide an interface for controlling or managing system resources by accessing individual components of the electronic device 101 from the middleware 143, the API 145, or the application program 147. Can be.
  • the middleware 143 may serve as an intermediary for allowing the API 145 or the application program 147 to communicate with the kernel 141 to exchange data.
  • the middleware 143 may process one or more work requests received from the application program 147 according to priority.
  • the middleware 143 may use system resources (eg, the bus 110, the processor 120, or the memory 130, etc.) of the electronic device 101 for at least one of the application programs 147. Prioritize and process the one or more work requests.
  • the API 145 is an interface for the application 147 to control functions provided by the kernel 141 or the middleware 143.
  • the API 145 may include at least the following: file control, window control, image processing, or character control. It can contain one interface or function (eg command).
  • the input / output interface 150 may transmit, for example, a command or data input from a user or another external device to other component (s) of the electronic device 101, or other components of the electronic device 101 ( Commands or data received from the device) can be output to the user or other external device.
  • Display 160 may be, for example, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, or a microelectromechanical system (MEMS) display, or an electronic paper display. It may include.
  • the display 160 may display, for example, various types of content (eg, text, images, videos, icons, and / or symbols, etc.) to the user.
  • the display 160 may include a touch screen and may receive, for example, a touch, gesture, proximity, or hovering input using an electronic pen or a part of a user's body.
  • the communication interface 170 may establish communication between the electronic device 101 and an external device (eg, the first external electronic device 102, the second external electronic device 104, or the server 106). Can be.
  • the communication interface 170 may be connected to the network 162 through wireless or wired communication to communicate with an external device (eg, the second external electronic device 104 or the server 106).
  • the wireless communication may be, for example, LTE, LTE Advance (LTE-A), code division multiple access (CDMA), wideband CDMA (WCDMA), universal mobile telecommunications system (UMTS), wireless broadband (WiBro), or global network (GSM).
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE Advance
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA wideband CDMA
  • UMTS universal mobile telecommunications system
  • WiBro wireless broadband
  • GSM global network
  • the wireless communication may include, for example, wireless fidelity (WiFi), Bluetooth, Bluetooth low power (BLE), Zigbee, near field communication (NFC), magnetic secure transmission, and radio. It may include at least one of a frequency (RF) or a body area network (BAN).
  • GNSS GNSS.
  • the GNSS may be, for example, a Global Positioning System (GPS), a Global Navigation Satellite System (Glonass), a Beidou Navigation Satellite System (hereinafter referred to as “Beidou”) or Galileo, the European global satellite-based navigation system.
  • GPS Global Positioning System
  • Glonass Global Navigation Satellite System
  • Beidou Beidou Navigation Satellite System
  • Wired communication may include, for example, at least one of a universal serial bus (USB), a high definition multimedia interface (HDMI), a standard standard232 (RS-232), a power line communication, a plain old telephone service (POTS), and the like.
  • the network 162 may comprise a telecommunications network, for example at least one of a computer network (eg, LAN or WAN), the Internet, or a telephone network.
  • Each of the first and second external electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101. According to various embodiments of the present disclosure, all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in another or a plurality of electronic devices (for example, the electronic devices 102 and 104 or the server 106). According to this, when the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or by request, the electronic device 101 may instead execute or execute the function or service by itself, or at least some function associated therewith.
  • the other electronic device may request the requested function or The additional function may be executed and the result may be transmitted to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may provide the requested function or service by processing the received result as it is or additionally.
  • Cloud computing distributed computing, or client-server computing techniques can be used.
  • the electronic device 201 may include, for example, all or part of the electronic device 101 illustrated in FIG. 1.
  • the electronic device 201 may include one or more processors (eg, an AP) 210, a communication module 220, a subscriber identification module 224, a memory 230, a sensor module 240, an input device 250, and a display. 260, an interface 270, an audio module 280, a camera module 291, a power management module 295, a battery 296, an indicator 297, and a motor 298.
  • the 210 may control a plurality of hardware or software components connected to the processor 210 by running an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations.
  • the processor 210 may further include a graphic processing unit (GPU) and / or an image signal processor. 210 may include at least some of the components shown in FIG. 2 (eg, cellular module 221). The processor 210 other components: processing by loading the command or data received from at least one (e.g., non-volatile memory) in the volatile memory) and can store the result data into the nonvolatile memory.
  • a graphic processing unit GPU
  • an image signal processor may include at least some of the components shown in FIG. 2 (eg, cellular module 221).
  • the processor 210 other components: processing by loading the command or data received from at least one (e.g., non-volatile memory) in the volatile memory) and can store the result data into the nonvolatile memory.
  • the communication module 220 may include, for example, a cellular module 221, a WiFi module 223, a Bluetooth module 225, a GNSS module 227, an NFC module 228, and an RF module 229. have.
  • the cellular module 221 may provide, for example, a voice call, a video call, a text service, or an internet service through a communication network.
  • the cellular module 221 may perform identification and authentication of the electronic device 201 in a communication network by using a subscriber identification module (eg, a SIM card) 224.
  • the cellular module 221 may perform at least some of the functions that the processor 210 may provide.
  • the cellular module 221 may include a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • at least some (eg, two or more) of the cellular module 221, the WiFi module 223, the Bluetooth module 225, the GNSS module 227, or the NFC module 228 may be one integrated chip. (IC) or in an IC package.
  • the RF module 229 may transmit / receive a communication signal (for example, an RF signal), for example.
  • the RF module 229 may include, for example, a transceiver, a power amp module (PAM), a frequency filter, a low noise amplifier (LNA), an antenna, or the like.
  • PAM power amp module
  • LNA low noise amplifier
  • At least one of the cellular module 221, the WiFi module 223, the Bluetooth module 225, the GNSS module 227, or the NFC module 228 may transmit and receive an RF signal through a separate RF module.
  • Subscriber identification module 224 may include, for example, a card or embedded SIM that includes a subscriber identification module, and may include unique identification information (eg, integrated circuit card identifier (ICCID)) or subscriber information (eg, IMSI). (international mobile subscriber identity)).
  • ICCID integrated circuit card identifier
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • the memory 230 may include, for example, an internal memory 232 or an external memory 234.
  • the internal memory 232 may include, for example, volatile memory (for example, DRAM, SRAM, or SDRAM), nonvolatile memory (for example, one time programmable ROM (OTPROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM).
  • the flash memory may include at least one of a flash memory, a hard drive, or a solid state drive (SSD)
  • the external memory 234 may be a flash drive, for example, a compact flash (CF) or a secure digital (SD). ), Micro-SD, Mini-SD, extreme digital (xD), multi-media card (MMC), memory stick, etc.
  • the external memory 234 may be functionally connected to the electronic device 201 through various interfaces. Or physically connected.
  • the sensor module 240 may measure, for example, a physical quantity or detect an operation state of the electronic device 201 and convert the measured or detected information into an electrical signal.
  • the sensor module 240 includes, for example, a gesture sensor 240A, a gyro sensor 240B, an air pressure sensor 240C, a magnetic sensor 240D, an acceleration sensor 240E, a grip sensor 240F, and a proximity sensor ( 240G), color sensor 240H (e.g., red (green, blue) sensor), biometric sensor 240I, temperature / humidity sensor 240J, illuminance sensor 240K, or UV (ultra violet) ) May include at least one of the sensors 240M.
  • sensor module 240 may include, for example, an e-nose sensor, an electromyography (EMG) sensor, an electrocardiogram (EEG) sensor, an electrocardiogram (ECG) sensor, Infrared (IR) sensors, iris sensors and / or fingerprint sensors.
  • the sensor module 240 may further include a control circuit for controlling at least one or more sensors belonging therein.
  • the electronic device 201 further includes a processor configured to control the sensor module 240 as part of or separately from the processor 210, while the processor 210 is in a sleep state. The sensor module 240 may be controlled.
  • the input device 250 may include, for example, a touch panel 252, a (digital) pen sensor 254, a key 256, or an ultrasonic input device 258.
  • the touch panel 252 may use at least one of capacitive, resistive, infrared, or ultrasonic methods, for example.
  • the touch panel 252 may further include a control circuit.
  • the touch panel 252 may further include a tactile layer to provide a tactile response to the user.
  • the (digital) pen sensor 254 may be, for example, part of a touch panel or may include a separate recognition sheet.
  • the key 256 may include, for example, a physical button, an optical key, or a keypad.
  • the ultrasonic input device 258 may detect ultrasonic waves generated by an input tool through a microphone (for example, the microphone 288) and check data corresponding to the detected ultrasonic waves.
  • Display 260 may include panel 262, hologram device 264, projector 266, and / or control circuitry to control them.
  • the panel 262 may be implemented to be, for example, flexible, transparent, or wearable.
  • the panel 262 may be configured with the touch panel 252 and one or more modules.
  • panel 262 may include a pressure sensor (or force sensor) capable of measuring the strength of the pressure on the user's touch.
  • the pressure sensor may be integrally implemented with the touch panel 252 or one or more sensors separate from the touch panel 252.
  • the hologram 264 may show a stereoscopic image in the air by using interference of light.
  • the projector 266 may display an image by projecting light onto a screen.
  • the screen may be located inside or outside the electronic device 201.
  • the interface 270 may include, for example, an HDMI 272, a USB 274, an optical interface 276, or a D-subminiature 278.
  • the interface 270 may be included in, for example, the communication interface 170 illustrated in FIG. 1.
  • interface 270 may include, for example, a mobile high-definition link (MHL) interface, an SD card / multi-media card (MMC) interface, or an infrared data association (IrDA) compliant interface. have.
  • MHL mobile high-definition link
  • MMC Secure Digital Card
  • IrDA infrared data association
  • the audio module 280 may bidirectionally convert, for example, a sound and an electrical signal. At least some components of the audio module 280 may be included in, for example, the input / output interface 145 illustrated in FIG. 1.
  • the audio module 280 may process sound information input or output through, for example, a speaker 282, a receiver 284, an earphone 286, a microphone 288, or the like.
  • the camera module 291 is, for example, a device capable of capturing still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 291 may include one or more image sensors (eg, a front sensor or a rear sensor), a lens, and an image signal processor (ISP). Or flash (eg, LED or xenon lamp, etc.).
  • the power management module 295 may manage power of the electronic device 201, for example.
  • the power management module 295 may include a power management integrated circuit (PMIC), a charger IC, or a battery or fuel gauge.
  • the PMIC may have a wired and / or wireless charging scheme.
  • the wireless charging method may include, for example, a magnetic resonance method, a magnetic induction method, an electromagnetic wave method, or the like, and may further include additional circuits for wireless charging, such as a coil loop, a resonance circuit, a rectifier, and the like. have.
  • the battery gauge may measure, for example, the remaining amount of the battery 296, the voltage, the current, or the temperature during charging.
  • the battery 296 may include, for example, a rechargeable cell and / or a solar cell.
  • the indicator 297 may display a specific state of the electronic device 201 or a part thereof (for example, the processor 210), for example, a booting state, a message state, or a charging state.
  • the motor 298 may convert electrical signals into mechanical vibrations, and may generate vibrations or haptic effects.
  • the electronic device 201 may be, for example, a mobile TV supporting device capable of processing media data according to a standard such as digital multimedia broadcasting (DMB), digital video broadcasting (DVB), or mediaFloTM. GPU).
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • DVD digital video broadcasting
  • GPU mediaFloTM.
  • Each of the components described in this document may be composed of one or more components, and the names of the corresponding components may vary depending on the type of electronic device.
  • the electronic device eg, the electronic device 201) may include some components, omit additional components, or combine some of the components to form a single entity. It is possible to perform the same function of the previous corresponding components.
  • An electronic device may perform a wireless charging function.
  • Wireless charging may be applied in various ways such as, for example, a magnetic induction method or a magnetic resonance method.
  • the transmission power is transmitted to the reception power using electromagnetic induction of the coil provided in the electronic device and the coil provided in the external device, and is a standardized technology in a wireless power consortium (WPC).
  • WPC wireless power consortium
  • Magnetic resonance uses resonance between two transmitting and receiving coils with the same resonant frequency, and standardization proceeds in alliance for wireless power (A4WP), power matters alliance (PMA), and Airfuel-Alliance. It is becoming.
  • the electronic device is described as receiving or transmitting wireless power in a magnetic induction manner
  • various embodiments of the present invention such as changing an inductance of a coil of an electronic device and switching an electrical connection between circuits, are described. It can be applied even when using a wireless charging method of self-resonance method.
  • An electronic device may transmit power charged in a battery of an electronic device to another electronic device.
  • a state in which the electronic device receives power from an external device for example, an external charging device or another electronic device
  • the electronic device is referred to as an external device
  • a state in which power is supplied to another electronic device to charge an external device is called a transmission mode, and a reception mode and a transmission mode are referred to as a power mode state.
  • FIG 3 illustrates a stacked structure of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device includes an external front housing 310, an internal front housing 320, a printed circuit board (330), a battery (340), an internal rear housing (350), a coil antenna (360), and an external device.
  • the rear housing 370 may be included and stacked and assembled in the order shown.
  • the outer front housing 310 and the outer rear housing 370 are open to the outside at the front and the rear, respectively, when coupled, and can accommodate the other components therebetween.
  • the inner front housing 320 and the inner rear housing 350 are disposed between the outer front housing 310 and the outer rear housing 370, and at least some of the side surfaces thereof may be opened to the outside when the electronic device is assembled.
  • a display may be coupled to a portion of the outer front housing 310.
  • the inner front housing 320 and the inner back housing 350 may be made of one or more nonconductive materials, so as to not interfere with the flow of electrical signals between the various circuits on the PCB 330.
  • the PCB 330 may be provided to mount various processors and memories, and may be fixedly supported between the inner front housing 320 and the inner rear housing 350.
  • the battery 340 is a known rechargeable battery 340 and may be provided in a form of a built-in or detachable electronic device.
  • the coil antenna 360 may be provided in a circular wound shape, but is not limited thereto.
  • the coil antenna 360 may be provided in various shapes such as an ellipse and a polygon forming a curved surface at a corner.
  • the coil antenna 360 may be positioned to cover at least a portion of the inner rear housing 350 and the battery 340, and the inner rear housing 350 to establish an electrical connection with a control circuit located on the PCB 330. It may be connected to the PCB 330 through the opening. In some regions of the inner rear housing 350 and the outer rear housing 370, an area different in height or thickness from the peripheral region may exist in order to arrange the coil.
  • FIG. 4 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 400 may include a control circuit 410, a battery 420, a power management circuit 430, a reception circuit 440, a transmission circuit 450, and a coil. 460, a first switch 470, a second switch 480, and a memory 490, which may be difficult to implement various embodiments of the present invention even if at least some of the illustrated components are omitted or replaced. There will be no.
  • the electronic device 400 may include at least some of components of the electronic device 101 of FIG. 1, the electronic device 201 of FIG. 2, and / or the electronic device 300 of FIG. 3.
  • the electronic device 400 may accommodate and support various components of the electronic device 400, such as a display (not shown) and a communication circuit (not shown), as well as the components illustrated in FIG. 4.
  • the housing may include at least one of an outer front housing 310, an inner front housing 320, an inner rear housing 350, and an outer rear housing 370 of FIG. 3.
  • the control circuit 410 is an element that can perform calculation or data processing related to control and / or communication of each component of the electronic device 400, and the processor 120 of FIG. 1 and / or the application processor of FIG. 2. It may include at least a portion of the configuration of (210).
  • the control circuit 410 may include a power management circuit 430, a reception circuit 440, a transmission circuit 450, a coil 460, a first switch 470, a second switch 480, a memory 490, and the like. It may be electrically connected to various components of the electronic device 400 including the electronic device 400.
  • the control circuit 410 is not limited to the operation and data processing functions that can be implemented in the electronic device 400, but in the following it is to establish the electrical connection of the components in the electronic device 400 according to the power mode state, Embodiments for processing a command related to a mode state will be described.
  • the memory 490 may include a known volatile memory and a non-volatile memory, and the memory 490 is not limited to a specific embodiment.
  • the memory 490 is electrically connected to the control circuit 410 and may store various instructions that may be performed by the control circuit 410. Such instructions may include control instructions such as arithmetic and logical operations, data movement, input / output, and the like that can be recognized by the control circuit 410. Operations of the control circuit 410, which will be described later, may be performed by loading instructions stored in the memory 490.
  • the battery 420 may include at least one known rechargeable battery, and may be built in the electronic device 400 or may be separated from the electronic device 400 and replaced.
  • the power management circuit 430 may include a power management integrated circuit (PMIC), which is an integrated circuit that manages power in the electronic device 400.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the power management circuit 430 distributes the power charged in the battery 420 to each configuration according to the system of the electronic device 400 and converts the power to an appropriate level, and manages the power charged in the battery 420. Can be performed.
  • the power management circuit 430 may include at least a part of the configuration of the power management module 295 of FIG. 2.
  • the power management circuit 430 When the power mode state of the electronic device 400 is the reception mode, the power management circuit 430 receives the power supplied from the external power supply device from the reception circuit 440 to charge the battery 420. In the transmission mode, the power management circuit 430 may transmit a power of the battery 420 to the transmission circuit 450.
  • the electronic device 400 may have a wireless charging function and operate in a reception mode and a transmission mode of power according to a power mode state.
  • the electronic device 400 may provide a menu (not shown) on which a user can change a power mode state.
  • the electronic device 400 may include a receiving circuit 440 used to receive power from an external device (eg, a charging device or another electronic device) in a power receiving mode, and an external device (eg, a transmission mode) in a transmission mode. And a transmission circuit 450 used to transmit power to another electronic device).
  • the receiving circuit 440 and the transmitting circuit 450 may be defined as a first circuit and a second circuit, respectively.
  • the receiving circuit 440 (or the first circuit) is located in the housing, provides power to the power management circuit 430 received from the outside of the housing through the coil 460, and transmit circuit 450 (or second circuit) ) May be located within the housing and may wirelessly provide power to the battery 420 through the coil 460 to the exterior of the housing.
  • the receiving circuit 440 and the transmitting circuit 450 may be configured with known circuits required for receiving and transmitting wireless charging.
  • the receiving circuit 440 may include, for example, a matching circuit, a rectifying circuit, and an adjusting circuit.
  • the matching circuit may perform impedance matching to increase efficiency by adjusting the impedance viewed from the matching circuit.
  • the rectifying circuit may rectify the wireless power coming from the coil 460, and the regulating circuit may convert the rectified power to a predetermined gain.
  • the internal configuration included in the reception circuit 440 is not limited thereto, and may include additional components included in the reception circuit of a known wireless charging system.
  • the transmission circuit 450 may include a matching circuit and a power generation circuit.
  • the matching circuit performs impedance matching, and the power generation circuit may output DC power having a predetermined level.
  • the power generation circuit may include a full bridge and an oscillator.
  • the internal configuration included in the transmission circuit 450 is not limited thereto, and may include additional components included in the transmission circuit of the known wireless charging system.
  • the electronic device 400 includes a power switch circuit 430 and a first switch 470 for switching a connection of one of the first circuit and the second circuit, the coil 460, and the first switch. It may further include a second switch 480 for switching the connection of any one or a second circuit.
  • the control circuit 410 recognizes the power mode state, and when the power mode state is the receive mode, the first switch 470 to electrically connect the power management circuit 430 and the receive circuit 440, the second switch 480 may switch to electrically connect the receiving circuit 440 and the coil 460.
  • the control circuit 410 causes the first switch 470 to electrically connect the power management circuit 430 and the transmission circuit 450 when the power mode state is the transmission mode, and the second switch 480 transmits the transmission mode. Switching may be performed to electrically connect the circuit 450 and the coil 460.
  • the first switch 470 and the second switch 480 may include a known semiconductor device that performs a switching function.
  • the control circuit 410 may include a pin that may inform the switch when the power mode state changes from the reception mode to the transmission mode.
  • the pin may include a pull-down resistor to maintain connection of one path of the switch in the off state or the sleep state of the electronic device 400.
  • the first mode 470 and the second switch 480 are often used as the reception mode. Can be designed to maintain.
  • the electronic device 400 may include a coil 460 that functions as an antenna in a reception mode and a transmission mode.
  • the coil 460 may receive or transmit power by electromagnetic induction with a coil of an external device (eg, a charging device or another electronic device) located at a short distance.
  • an external device eg, a charging device or another electronic device
  • the coil 460 of the electronic device 400 may generate a current by electromagnetic induction as a secondary coil. And may charge the battery 420.
  • the transmission mode when the power of the battery 420 is supplied to flow a current in the coil 460, the coil 460 forms a magnetic field as the primary coil, the current flows in the secondary coil of the adjacent external device The battery of the external device may be charged.
  • efficiency is generally associated with the turn ratio between the primary and secondary coils, where the number of turns of the primary coil on the transmitting side of the wireless power is greater than the number of turns of the secondary coil on the receiving side. If it is low, it can have better efficiency.
  • the transmitting coil recommends an inductance of 6.3 ⁇ H, and the receiving coil may have maximum efficiency at a higher 11 ⁇ H. That is, high efficiency can be brought about by the inductance of the low transmitting side coil and the inductance of the high receiving side coil.
  • the electronic device typically includes only one coil that is used in both the reception mode and the transmission mode.
  • the system using the single coil having a fixed number of turns has the same inductance. Uneasy.
  • the efficiency of any one of the reception mode and the transmission mode should be considered.
  • it is more often used as a reception mode for charging the battery of the electronic device.
  • Coils are designed with inductance values or between the inductance values of the receive and transmit modes. In this case, even if it has a high efficiency in the reception mode, a problem that the efficiency in the transmission mode is lowered may occur.
  • the electronic device 400 may include a configuration capable of changing the inductance of one coil 460 according to the power mode state.
  • the coil 460 may include at least two signal connections.
  • the at least two signal connection units may mean a feeding point.
  • an example of selectively establishing a connection to any one of two feed points in the coil 460 will be described as an example. However, it is also possible to configure any one of three or more feed points. A form in which the coil 460 has at least two feed points will be described in more detail with reference to FIG. 7.
  • the electronic device 400 may include a first electrical connection between the receiving circuit 440 (or the first circuit) and the first feed point of the coil 460 and / or the transmitting circuit 450 (or the second circuit). ) And a third circuit configured to selectively establish a second electrical connection between the second feed point of the coil 460.
  • the third circuit may include a control circuit 410 that recognizes a power mode state of the electronic device 400.
  • control circuit 410 may establish a first electrical connection when the power mode state is the receive mode, and may use a relatively long region of the coil 460.
  • the control circuit 410 may establish a second electrical connection when the power mode state is the transmission mode, and may use a relatively short region of the coil 460.
  • the electronic device 400 may include a third switch configured to selectively establish one of the first electrical connection and the second electrical connection.
  • the coil 460 may have the same line width and material, and the use of a long region of the coil 460 means that the length of the conducting wire through which the current flows is long and the number of turns of the coil 460 is high. Using a short region may mean that the length of the conductive wire is short and the number of turns of the coil 460 is relatively low. In addition, the low number of turns of the coil 460 may mean that the inductance has a relatively small value. According to an embodiment, at least some of the line width and the material of the coil may be changed based on the first feed point and / or the second feed point.
  • the third circuit may switch the coil 460 to have a high inductance in the reception mode of the electronic device 400 and to have a low inductance in the transmission mode.
  • the inductance of the coil 460 when the inductance of the coil 460 is high in the reception mode in the wireless charging system, and the inductance of the coil 460 is low in the transmission mode, it may have high efficiency.
  • the electronic device 400 according to various embodiments of the present disclosure may have high efficiency in each of the reception mode and the transmission mode by adjusting the inductance value of one coil 460.
  • 5A and 5B illustrate electrical connections in receive mode and transmit mode, respectively, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the control circuit may control the electrical connection to be established as shown in FIG. 5A when the power mode state of the electronic device 500 is the reception mode. Accordingly, the first switch may be switched to electrically connect the power management circuit 530 and the receiving circuit 540, and the second switch may be switched to electrically connect the receiving circuit 540 and the coil 560. . In addition, the third switch may be switched so that the first feed point of the coil 560 and the receiving circuit 540 are electrically connected. Here, at least some of the switching of the first switch, the second switch, and the third switch may be performed simultaneously.
  • the electronic device when the electronic device 500 is in an off state or the control circuit is off, the electronic device may be configured to establish a first electrical connection in the reception mode state of FIG. 5A. That is, when the control circuit is off, the first switch may be configured to establish an electrical connection between the power management circuit and the receiving circuit, and the second switch may be configured to establish an electrical connection between the coil and the receiving circuit.
  • the control circuit of the electronic device may be connected to a pull-down resistor for keeping the connection of one path of the switch in a receive mode. This is because, when the electronic device 500 is in an off state, it is more often used to charge the battery of the electronic device 500 than to transmit power to the external device.
  • the control circuit when a current is applied to the coil 560, the control circuit may be configured to determine the power mode state as the reception mode and establish a first electrical connection in the reception mode state. This is because a magnetic field is formed around the coil 560 of the electronic device 500 by the magnetic field of the external device, and thus a current is generated in the coil 560, and thus it may be determined as a state for receiving power. Because there is.
  • the receiving circuit 540 may be configured to change the internal impedance.
  • the receiving circuit 540 may include at least one varactor capable of varying at least one capacitance value therein.
  • the capacitance value of the varactor of the receiving circuit 540 may be changed for resonant frequency matching.
  • an external device 10 that provides power in a state where an electrical connection according to a reception mode is established, for example, an external charging device or another electronic device set to a transmission mode is located near the electronic device 500.
  • power may be received to the coil 560 side of the electronic device 500 according to the electromagnetic induction by the magnetic field formed in the coil of the external device.
  • the received power is transmitted to the receiving circuit 540 through the coil 560, the receiving circuit 540 may be transmitted to the power management circuit 530 through a process such as matching, rectification, adjustment.
  • the power management circuit 530 may charge at least a portion of the received power to the battery 520 and supply at least another portion to each component of the electronic device 500.
  • the control circuit may control the second electrical connection to be established as shown in FIG. 5B when the power mode state of the electronic device 500 is the transmission mode. Accordingly, the first switch may be switched to electrically connect the power management circuit 530 and the transmission circuit 550, and the second switch may be switched to electrically connect the transmission circuit 550 and the coil 560. . In addition, the third switch may be switched to electrically connect the second feed point of the coil 560 and the transmission circuit 550.
  • the control circuit when the power circuit state is changed from the reception mode to the transmission mode according to a user input, the control circuit may be configured to switch the power mode state from the transmission mode to the transmission mode to establish a second electrical connection.
  • the control circuit when the control circuit receives a request for power transmission from an external electronic device, the control circuit may change the power mode state to the transmission mode without a user input.
  • the transmission circuit 550 may include at least one varactor capable of varying at least one capacitance value therein.
  • the capacitance value of the varactor of the receiving circuit 540 may be changed for resonant frequency matching according to the inductance of the coil 560 changed in the transmission mode.
  • the power management circuit 530 of the battery 520 may be connected. Power may be sent to the transmission circuit 550. Power output from the transmission circuit 550 may be transmitted to the coil 560, and a magnetic field may be formed around the coil 560 according to the current flow of the coil 560. Accordingly, power may be supplied to the coil side of the external device 20 located in close proximity by electromagnetic induction.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an equivalent circuit of an electronic device and an external device, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the equivalent circuit viewed from the coil L1 side of the electronic device may include Cs1 connected in series with L1 and Cd1 connected in parallel.
  • the equivalent circuit viewed from the coil L2 side of the external device may include Cs2 connected in series with L2 and Cd2 connected in parallel.
  • L1 may change depending on the power mode state.
  • the electronic device may set L1 to 7.0 to 11.0 ⁇ H when the power mode state is the reception mode, and set L1 to lower 7.0 to 5.0 ⁇ H in the transmission mode.
  • the inductance value may be changed according to the switching of the third switch described above.
  • the electronic device may change Cs1 and Cd1 for resonant frequency matching with an external device.
  • the receiving circuit and the transmitting circuit may include at least one varactor capable of varying the capacitance value, and Cs1 and Cd1 may be changed according to the operation of the varactor.
  • the electronic device may control to change the capacitance value according to the L1 value and the L2, Cs2, and Cd2 values of the external device.
  • FIG. 7 illustrates a connection structure of the coil 715 according to various embodiments of the present disclosure.
  • An electronic device may use one coil 715 in both a reception mode and a transmission mode, and may vary an inductance value of the coil 715 according to a power mode state.
  • the coil 715 may have a shape in which a conductive wire is wound in a circular shape, and one end 720 in the center of the coil 715 may be fixedly connected to the third circuit 710.
  • the first feed point 730 is formed at the outermost end of the coil 715 and is connected to the third circuit 710, and the second feed point 740 is formed in an inner pattern of the conductive line than the first feed point 730.
  • This can be formed.
  • the number of turns of the entire coil 715 to which the first feed point 730 is connected is 6 turns, and the second feed point 740 may be formed at a position where the outermost pattern of the coil 715 is reduced by one turn. Can be.
  • the third circuit 710 may establish an electrical connection with any one of the first feed point 730 and the second feed point 740 through the third switch.
  • the inductance of the coil 715 when connected to the first feed point 730, is any value in the range of 7.0 ⁇ H to 11.0 ⁇ H (eg, 8.2 ⁇ H), and the second feed point 740
  • the inductance of the coil 715 when connected to may be any value in the range of lower 5.0 ⁇ H to 7.0 ⁇ H (eg, 6.6 ⁇ H).
  • the electronic device establishes an electrical connection between the first feed point 730 of the coil 715 and the receiving circuit in the reception mode, and establishes an electrical connection between the second feed point 740 of the coil 715 and the transmission circuit in the transmission mode. Can be established. Accordingly, in the reception mode, a longer area of the coil 715 may be used as compared with the transmission mode, the number of turns of the coil 715 may be large, and the inductance value may be large.
  • two feed points may be selectively connected.
  • the electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be configured to selectively connect one of three feed points. .
  • FIG. 7 illustrates that the coil 715 has two feed points 730 and 740, but according to various embodiments, the inductance value of the coil 715 may be adjusted step by step including three or more feed points. It may be.
  • the electronic device receives information (eg, type of external electronic device, coil size and inductance, required amount of power, etc.) of the external electronic device in a transmission mode or a reception mode, and is requested according to the received information.
  • the inductance value of the coil 715 may be determined to form a connection to any one of the plurality of feed points.
  • an electronic device may include: a housing including a first surface; A coil having a conductivity and located in proximity to the first surface in the housing; A rechargeable battery located within the housing; A first circuit located in the housing and providing power to the power management circuit wirelessly received from the outside of the housing through the coil; A second circuit located in the housing and wirelessly providing power of the battery to the outside of the housing through the coil; And a third circuit configured to selectively establish a first electrical connection between the first circuit and a first feed point of the coil, or a second electrical connection between the second circuit and a second feed point of the coil; The first feed point and the second feed point may be different from each other.
  • the third circuit recognizes a power mode state of an electronic device, establishes the first electrical connection when the power mode state is a reception mode, and establishes the second electrical connection when the transmission mode is a transmission mode. And control the first switch to establish.
  • the third circuit controls the third switch to use the long region of the coil when the power mode state is the reception mode and to use the short region of the coil when the transmission mode is the transmission mode. It can be configured to.
  • the coil may have a greater number of turns when the first electrical connection is established than when the second electrical connection is established.
  • the coil may have a greater inductance when the first electrical connection is established than when the second electrical connection is established.
  • the inductance of the coil is any one of the range of 7.0 to 11.0 ⁇ H when the first electrical connection is established, and any of the range of 5.0 to 7.0 ⁇ H when the second electrical connection is established. It can be one.
  • a second switch for switching a connection of the power management circuit and any one of the first circuit and the second circuit; And a third switch for switching a connection of the coil and any one of the first circuit and the second circuit, wherein the third circuit includes the second switch and the first switch according to the recognized power mode state. It can be configured to control the switching of the three switches.
  • the second switch when the third circuit is off, the second switch establishes a connection between the power management circuit and the first circuit, and the third switch disconnects the coil and the first circuit. Can be established.
  • the third circuit when the current is applied to the coil, the third circuit may be configured to determine the power mode state as a reception mode and establish the first electrical connection.
  • the third circuit when the power transmission request is received from an external electronic device, the third circuit may be configured to determine the power mode state as a transmission mode and establish the second electrical connection.
  • the first circuit and the second circuit may be configured to change an internal impedance according to a power mode state.
  • An electronic device may include a coil disposed in the electronic device and including at least two signal connection units; A first circuit configured to wirelessly transmit power to the external electronic device through the coil; A second circuit configured to receive power from an external electronic device through the coil; Control circuits; And a memory electrically connected to the control circuit, wherein the memory, when executed, instructions for the control circuit to recognize a power mode state of the electronic device and to control a signal connection portion of the coil in accordance with the power mode state. It may include.
  • the coil may include a switch for connecting any one of the at least two signal connection units.
  • control circuit may control the switch to connect any one of the at least two signal connection units according to the power mode state.
  • control circuit may control the switch to use a longer area of the coil when the power mode state is the reception mode than when the power mode state is the transmission mode.
  • the control circuit when the power mode state is the reception mode, may allow the inductance of the coil to have a larger value than when the power mode state is the transmission mode.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a wireless power transmission and reception control method of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the illustrated method may be performed by the electronic device described above with reference to FIGS. 1 to 7, and at least some of the technical features described above will be omitted.
  • the electronic device includes a coil, a receiving circuit (or first circuit) that provides power received from an external device through the coil to the power management circuit, and a transmission circuit for wirelessly providing power of the battery to the external device through the coil. Two circuits).
  • the electronic device may recognize the power mode state, and operate in a reception mode in operation 810. In general, since the electronic device is often used as the reception mode rather than the transmission mode, the reception mode may be set as a default. In addition, the electronic device may be configured to forcibly switch from the off state of the electronic device to the reception mode. For this purpose, the control circuit of the electronic device may be connected to a pull-down resistor for maintaining the connection of one path of the switch in the reception mode state.
  • the electronic device may establish a first electrical connection between the receiving circuit and the first feed point of the coil. At the same time as operation 820, the electronic device may switch the first switch to electrically connect the power management circuit and the receiver circuit, and the second switch to electrically connect the receiver circuit and the coil.
  • the electronic device may charge the battery according to power received from an external device (eg, an external charging device or another electronic device). Electrical connection inside the electronic device in the reception mode is as described above with reference to FIG. 5A.
  • an external device eg, an external charging device or another electronic device. Electrical connection inside the electronic device in the reception mode is as described above with reference to FIG. 5A.
  • the electronic device may determine whether the power mode state is changed.
  • the electronic device may display a menu for changing the power mode state from the reception mode to the transmission mode and vice versa, and change the charging mode according to a user's selection.
  • the electronic device may change the power mode state to a transmission mode according to a user input and operate in the transmission mode.
  • the electronic device may change the power mode state to the transmission mode without a user input.
  • the electronic device may establish a second electrical connection between the transmission circuit and the second feed point of the coil. At the same time as operation 860, the electronic device may switch the first switch to electrically connect the power management circuit and the transmission circuit, and the second switch to electrically connect the transmission circuit and the coil.
  • the electronic device may transmit power of the battery to an external device (eg, another electronic device). Electrical connection inside the electronic device in the transmission mode has been described above with reference to FIG. 5B.
  • the electronic device may perform operations 810 to 830 after performing operations 850 to 870.
  • a wireless power transmission and reception control method of an electronic device including a coil for receiving or transmitting power may include: recognizing a power mode state of the electronic device; Establishing a first electrical connection between a first circuit for receiving wireless power from an external electronic device and a first feed point of the coil when the power mode state is a receive mode; And when the power mode state is a transmission mode, establishing a second electrical connection between a second circuit for transmitting wireless power to an external electronic device and a second feed point of the coil.
  • the establishing of the second electrical connection may use a longer region of the coil as compared to the first electrical connection.
  • the establishing of the second electrical connection may cause the inductance of the coil to be reduced compared to the first electrical connection.
  • the operation of recognizing a power mode state of the electronic device may include determining the power mode state as a reception mode when a current is applied to the coil, and when a power transmission request is received from an external electronic device. And determining the power mode state as the transmission mode.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제1표면을 포함하는 하우징; 상기 하우징 내에서 상기 제1표면에 근접하여 위치하고, 전도성을 갖는 코일; 상기 하우징 내에 위치하고, 재충전 가능한 배터리; 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 하우징의 외부로부터 무선으로 수신되는 전력을 전력 관리 회로로 제공하는 제1회로; 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 배터리의 전력을 무선으로 상기 하우징의 외부로 제공하는 제2회로; 및 상기 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결, 또는 상기 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 선택적으로 수립하도록 구성되는 제3회로를 포함하며, 상기 제1급전점 및 상기 제2급전점은 서로 다를 수 있다. 그 외에 다양한 다른 실시예들이 가능하다.

Description

전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법
본 실시예는 전자 장치에 관한 것이며, 예를 들어 무선으로 전원을 충전하고 외부 장치에 전원을 전송할 수 있는 전자 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대용 전자 장치(이하, 전자 장치)는 재충전 가능한 배터리를 통해 전원을 공급할 수 있다. 전자 장치가 구비한 배터리들은 용량의 한계로 인해 주기적으로 충전되어야 하며, 외부 전원 장치를 전자 장치에 전기적으로 접촉하여 전자 장치의 배터리를 충전할 수 있다.
기술 발전에 따라, 최근에는 전자기파, 자기 유도 혹은 자기 공진 등을 이용하여 충전 장치에 전자 장치를 물리적으로 접촉하지 않고도 무선으로 배터리를 충전할 수 있는 다양한 무선 충전 기술들이 개발 및 상용화 되고 있다. 이러한 무선충전 기술들은 WPC(wireless power consortium) 등에 의해 국제적으로 표준화가 진행되고 있다.
무선 충전 기술과 더불어, 무선 충전 기술들을 바탕으로 전자 장치의 배터리전력을 peer to peer(또는 device to device)방식으로 다른 전자 장치에 전송하는 기술들도 개발되고 있다.
무선 전력 전송의 성능을 나타내는 가장 중요한 요소는 효율(efficiency)일수 있다. 전자 장치는 무선 충전 및 무선 전력 전송 기능을 구비하기 위해 충전 및 전송 회로를 구성해야 한다. 무선 충전 모드와 무선 전력 전송 모드에서 효율에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 팩터(예를 들어, 임피던스, 공진 주파수, 품질 지수 등)들이 달라질 수 있으며, 이는 전자 장치와 외부 장치의 거리 등 사용상 발생하는 여러 문제들에 의해 달라질 수도 있다.
전자 장치가 무선 충전 및 무선 전력 전송을 위해 하나의 코일 안테나만을 사용하는 경우, 코일의 인덕턴스 값은 동일하게 고정될 수 밖에 없었다. 이에 따라, 무선 충전과 무선 전력 전송 시에 최적의 효율을 가질 수 있는 상기 팩터들을 구현하는 것이 불가능한 문제가 발생될 수 있다.
또한, 전자 장치가 무선 충전을 위한 코일 및 무선 전력 전송을 위한 코일을 별도로 구비하는 경우, 제한된 면적 상에 2개의 코일을 구비해야 하므로, 전자 장치의 소형화에 적합하지 않은 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제1표면을 포함하는 하우징; 상기 하우징 내에서 상기 제1표면에 근접하여 위치하고, 전도성을 갖는 코일; 상기 하우징 내에 위치하고, 재충전 가능한 배터리; 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 하우징의 외부로부터 무선으로 수신되는 전력을 전력 관리 회로로 제공하는 제1회로; 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 배터리의 전력을 무선으로 상기 하우징의 외부로 제공하는 제2회로; 및 상기 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결, 또는 상기 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 선택적으로 수립하도록 구성되는 제3회로를 포함하며, 상기 제1급전점 및 상기 제2급전점은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치 내에 배치되고, 적어도 두 개의 신호 연결부를 포함하는 코일; 상기 코일을 통하여 외부 전자 장치로 무선으로 전력을 전송하도록 구성된 제1회로; 상기 코일을 통하여 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하도록 구성된 제2회로; 제어 회로; 및 상기 제어 회로와 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 제어 회로가, 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하고 상기 전력 모드 상태에 따라 상기 코일의 신호 연결부를 제어하는 명령어를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전력의 수신 또는 전송을 위한 코일을 포함하는 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법은, 상기 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하는 동작; 상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우, 외부 전자 장치로부터 무선 전력을 수신하기 위한 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결을 수립하는 동작; 및 상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우, 외부 전자 장치에 무선 전력을 전송하기 위한 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 수립하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 충전 모드가 수신 모드인 경우와 전송 모드인 경우에, 코일의 인덕턴스 값을 변경함으로써 최적의 무선 충전 효율을 가질 수 있는 전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에서의 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한 것이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한 것이다.
도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따라 수신 모드와 전송 모드에서 전기적 연결을 도시한 것이다.
도 6는 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 전자 장치 및 외부 장치의 등가 회로를 간략히 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일의 연결 구조를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 “Beidou”) 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, “GPS”는 “GNSS”와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(201)의 블록도이다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(210), 통신 모듈(220), (가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298) 를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(220)(예: 통신 인터페이스(170))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF 모듈(229)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(252), (디지털) 펜 센서(254), 키(256), 또는 초음파 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크(288))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 프로젝터(266), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(262)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(252)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(252)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(272), USB(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(145)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(201))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
이하에서는, 각각의 무선 전력 모드 상태에서 전자 장치가 내부 회로를 제어하는 본 발명의 다양한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 무선 충전 기능을 수행할 수 있다. 무선 충전은 예를 들어, 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. 자기 유도 방식(magnetic induction)의 경우, 전자 장치에 마련된 코일과 외부 장치에 마련된 코일의 전자기 유도 현상을 이용하여 송신 전력을 수신 전력으로 전달하는 것으로서, WPC(wireless power consortium) 등에서 표준화 된 기술이다. 자기 공진 방식(magnetic resonance)은, 같은 공진 주파수를 갖는 송신과 수신 두 개의 코일 사이의 공명 현상을 이용하는 것으로, A4WP(alliance for wireless power), PMA(power matters alliance), Airfuel-Alliance 등에서 표준화가 진행되고 있다. 이하에서는, 전자 장치가 자기 유도 방식으로 무선 전력을 수신 또는 전송하는 것으로 설명하나, 전자 장치의 코일의 인덕턴스를 변경하고, 각 회로 간의 전기적 연결을 스위칭하는 등 본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치가 자기 공진 방식의 무선 충전 방식을 사용하더라도 적용될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전자 장치의 배터리에 충전된 전력을 다른 전자 장치로 전송할 수 있다. 이하에서는, 전자 장치가 외부 장치(예를 들어, 외부 충전 장치 또는 다른 전자 장치)로부터 전력을 수신하여 전자 장치의 배터리를 충전하는 상태를 수신 모드라 칭하고, 전자 장치가 외부 장치(예를 들어, 다른 전자 장치)에 전력을 공급하여 외부 장치가 충전되도록 하는 상태를 전송 모드라 칭하며, 수신 모드와 전송 모드를 전력 모드 상태로 칭하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 적층 구조를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 전자 장치는 외부 전면 하우징(310), 내부 전면 하우징(320), PCB(printed circuit board, 330), 배터리(340), 내부 후면 하우징(350), 코일 안테나(360), 외부 후면 하우징(370)을 포함할 수 있으며, 도시된 순서대로 적층되어 조립될 수 있다.
외부 전면 하우징(310) 및 외부 후면 하우징(370)은 결합 시 각각 전면 및 후면이 외부에 개방되며, 그 사이에 상기 다른 구성들을 수용할 수 있다. 내부 전면 하우징(320) 및 내부 후면 하우징(350)은 외부 전면 하우징(310) 및 외부 후면 하우징(370)의 사이에 배치되며, 전자 장치의 조립 시 측면 중 적어도 일부 만이 외부로 개방될 수 있다.
외부 전면 하우징(310)의 일부 영역에는 디스플레이가 결합될 수 있다.
내부 전면 하우징(320) 및 내부 후면 하우징(350)은 하나 이상의 비전도성 물질들로 제조되어, PCB(330) 상의 여러 회로 간의 전기적 신호 흐름을 방해하지 않도록 구성될 수 있다.
PCB(330)는 다양한 프로세서, 메모리가 실장 가능하도록 마련될 수 있으며, 내부 전면 하우징(320) 및 내부 후면 하우징(350)의 사이에 고정 지지될 수 있다.
배터리(340)는 재충전 가능한 공지의 배터리(340)로써, 전자 장치에 내장되거나 착탈 가능한 형태로 마련될 수 있다.
코일 안테나(360)는 원형으로 감긴 형태로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 타원형, 모서리에 곡면을 형성하는 다각형 등 다양한 형태로 마련될 수 있다. 코일 안테나(360)는 내부 후면 하우징(350)과 배터리(340)의 적어도 일부 영역을 덮도록 위치할 수 있으며, PCB(330)에 위치하는 제어 회로 등과 전기적 연결을 수립하도록 내부 후면 하우징(350)의 개구부를 통하여 PCB(330)와 연결될 수 있다. 내부 후면 하우징(350)과 외부 후면 하우징(370)의 일부 영역에는 코일을 배치하기 위하여 주변 영역과 높이 또는 두께가 다른 영역이 존재할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는 제어 회로(410), 배터리(420), 전력 관리 회로(430), 수신 회로(440), 전송 회로(450), 코일(460), 제1스위치(470), 제2스위치(480) 및 메모리(490)를 포함할 수 있으며, 도시된 구성 중 적어도 일부가 생략 또는 치환되더라도 본 발명의 다양한 실시예를 구현함에는 지장이 없을 것이다. 전자 장치(400)는 도 1의 전자 장치(101), 도 2의 전자 장치(201) 및/또는 도 3의 전자 장치(300)의 구성 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
전자 장치(400)는 도 4에 도시된 구성들을 비롯하여, 디스플레이(미도시), 통신 회로(미도시) 등 전자 장치(400)의 다양한 구성들을 하우징 내에 수용 및 지지할 수 있다. 하우징은 도 3의 외부 전면 하우징(310), 내부 전면 하우징(320), 내부 후면 하우징(350) 및 외부 후면 하우징(370) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어 회로(410)는 전자 장치(400)의 각 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 수행할 수 있는 구성으로써, 도 1의 프로세서(120) 및/또는 도 2의 어플리케이션 프로세서(210)의 구성 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 제어 회로(410)는 전력 관리 회로(430), 수신 회로(440), 전송 회로(450), 코일(460), 제1스위치(470), 제2스위치(480) 및 메모리(490) 등을 포함하는 전자 장치(400)의 다양한 구성들과 전기적으로 연결될 수 있다.
제어 회로(410)가 전자 장치(400) 내에서 구현할 수 있는 연산 및 데이터 처리 기능에는 한정됨이 없을 것이나, 이하에서는 전력 모드 상태에 따라 전자 장치(400) 내의 구성요소들의 전기적 연결을 수립하고, 전력 모드 상태에 관련된 명령을 처리하는 실시예들에 대해 설명하기로 한다.
메모리(490)는 공지의 휘발성 메모리(volatile memory) 및 비휘발성 메모리(non-volatile memory)를 포함할 수 있으며, 구체적인 구현 예에 있어서는 한정되지 않는다. 메모리(490)는 전기적으로 제어 회로(410)와 연결되고, 제어 회로(410)에서 수행될 수 있는 다양한 인스트럭션(instruction)들을 저장할 수 있다. 이와 같은 인스트럭션들은 제어 회로(410)에 의해 인식될 수 있는 산술 및 논리 연산, 데이터 이동, 입출력 등의 제어 명령을 포함할 수 있다. 후술할 제어 회로(410)의 동작들은 메모리(490)에 저장된 인스트럭션들을 로딩함으로써 수행될 수 있다.
배터리(420)는 적어도 하나의 공지의 충전식 배터리(rechargeable battery)를 포함할 수 있으며, 전자 장치(400)에 내장되거나, 전자 장치(400)로부터 분리되어 교환 가능한 형태로 구성될 수 있다.
전력 관리 회로(430)는 전자 장치(400) 내의 전력을 관리하는 집적 회로인 PMIC(power management integrated circuit)를 포함할 수 있다. 전력 관리 회로(430)는 배터리(420)에 충전된 전력을 전자 장치(400)의 시스템에 맞게 각각의 구성에 배분하고 적합한 레벨로 변환하는 기능 및 배터리(420)로 충전되는 전력을 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 전력 관리 회로(430)는 도 2의 전력 관리 모듈(295)의 구성 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
전자 장치(400)의 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우, 전력 관리 회로(430)는 외부 전원 장치로부터 공급되는 전력을 수신 회로(440)로부터 수신하여 배터리(420)에 충전되도록 하는 기능을 수행하며, 전송 모드인 경우, 전력 관리 회로(430)는 배터리(420)의 전원을 전송 회로(450)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(400)는 무선 충전 기능을 구비하며, 전력 모드 상태에 따라 전력의 수신 모드 및 전송 모드로 동작할 수 있다. 전자 장치(400)는 사용자가 전력 모드 상태를 변경할 수 있는 메뉴를 디스플레이(미도시)에 제공할 수 있다.
전자 장치(400)는 전력의 수신 모드 시 외부 장치(예를 들어, 충전 장치 또는 다른 전자 장치)로부터 전력을 수신할 때 사용되는 수신 회로(440)와, 전송 모드 시 외부 장치(예를 들어, 다른 전자 장치)로 전력을 전송할 때 사용되는 전송 회로(450)를 포함할 수 있다. 이하에서, 수신 회로(440) 및 전송 회로(450)는 각각 제1회로 및 제2회로로 정의될 수도 있다.
수신 회로(440)(또는 제1회로)는 하우징 내에 위치하고, 코일(460)을 통해 하우징의 외부로부터 수신되는 전력을 전력 관리 회로(430)로 제공하고, 전송 회로(450)(또는 제2회로)는 하우징 내에 위치하고, 코일(460)을 통해 배터리(420)의 전력을 무선으로 하우징의 외부로 제공할 수 있다.
수신 회로(440) 및 전송 회로(450)는 무선 충전의 수신 및 전송 시 필요한 공지의 회로로 구성될 수 있다.
수신 회로(440)는 예로 들면, 매칭 회로, 정류 회로, 조정 회로를 포함할 수 있다. 매칭 회로는 매칭 회로에서 바라본 임피던스를 조정하여 효율을 높이기 위한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 정류 회로는 코일(460)로부터 들어오는 무선 전력을 정류할 수 있으며, 조정 회로는 정류된 전력을 소정의 이득으로 컨버팅 할 수 있다. 수신 회로(440)에 포함되는 내부 구성은 이에 한정되지 않으며, 공지의 무선 충전 시스템의 수신 회로에 포함되는 추가 구성들을 포함할 수 있다.
전송 회로(450)는 매칭 회로 및 전력 생성 회로를 포함할 수 있다. 매칭 회로는 임피던스 매칭을 수행하며, 전력 생성 회로는 소정의 레벨을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있다. 전력 생성 회로는 풀 브릿지(full bridge), 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. 전송 회로(450)에 포함되는 내부 구성은 이에 한정되지 않으며, 공지의 무선 충전 시스템의 전송 회로에 포함되는 추가 구성들을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자 장치(400)는 전력 관리 회로(430) 및 제1회로 또는 제2회로 중 어느 하나의 연결을 스위칭하는 제1스위치(470)와, 코일(460) 및 제1회로 또는 제2회로 중 어느 하나의 연결을 스위칭하는 제2스위치(480)를 더 포함할 수 있다.
제어 회로(410)는 전력 모드 상태를 인식하고, 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우 제1스위치(470)가 전력 관리 회로(430)와 수신 회로(440)를 전기적으로 연결하도록 하고, 제2스위치(480)가 수신 회로(440)와 코일(460)을 전기적으로 연결하도록 스위칭할 수 있다. 또한, 제어 회로(410)는 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우 제1스위치(470)가 전력 관리 회로(430)와 전송 회로(450)를 전기적으로 연결하도록 하고, 제2스위치(480)가 전송 회로(450)와 코일(460)을 전기적으로 연결하도록 스위칭할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1스위치(470) 및 제2스위치(480)는 스위칭 기능을 수행하는 공지의 반도체 소자를 포함할 수 있다.
제어 회로(410)는 전력 모드 상태가 수신 모드에서 전송 모드로 변경 시 이를 스위치에 알려줄 수 있는 핀(pin)을 포함할 수 있다. 해당 핀은 전자 장치(400)의 오프 상태 또는 슬립 상태에서 스위치의 한 쪽 경로의 연결을 유지하기 위해 풀 다운(pull-down) 저항을 포함할 수 있다. 일반적인 상황에서 전자 장치(400)의 오프 상태 또는 슬립 상태에서는 수신 모드로 사용하는 경우가 많으므로 제1스위치(470) 및 제2스위치(480)가 오프 상태 또는 슬립 상태에서 수신 모드의 전기적 연결을 유지하도록 설계 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(400)는 수신 모드 및 전송 모드에서 안테나의 기능을 하는 코일(460)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 유도 방식에 따르면, 코일(460)은 근거리에 위치하는 외부 장치(예컨대, 충전 장치 또는 다른 전자 장치)의 코일과 전자기 유도에 의해 전력을 수신 또는 전송할 수 있다.
예를 들어, 수신 모드에서, 외부 장치(예컨대, 충전 장치 또는 다른 전자 장치)의 1차 코일에 자기장이 형성되면 전자 장치(400)의 코일(460)이 2차 코일로써 전자기 유도에 의해 전류가 흐르고 이를 배터리(420)에 충전할 수 있다. 예를 들어, 전송 모드에서, 배터리(420)의 전력이 공급되어 코일(460)에 전류를 흐르면 코일(460)이 1차 코일로써 자기장을 형성하고, 인접한 외부 장치의 2차 코일에 전류가 흘러 외부 장치의 배터리가 충전될 수 있다.
무선 전력 전송의 성능을 나타내는 중요한 요소는 효율(efficiency)이다. 무선 충전 시스템에서 효율은 일반적으로 1차 코일과 2차 코일 간의 턴 비(turn ratio)와 연관을 가지는데, 무선 전력의 전송 측의 1차 코일의 턴 수가 수신 측의 2차 코일의 턴 수보다 낮을 경우, 더 좋은 효율을 가질 수 있다. 이와 같은 원리에 따라, WPC(wireless power consortium) 규격에 따른 무선 충전 시스템에서 전송 측 코일은 6.3 μH의 인덕턴스를 추천하며, 이 때 수신 측 코일은 보다 높은 11μH에서 최대의 효율을 가질 수 있다. 즉, 낮은 전송 측 코일의 인덕턴스와 높은 수신 측 코일의 인덕턴스로 높은 효율을 가져갈 수 있다.
코일이 차지하는 면적 및 간섭 등의 문제로 인해, 전자 장치 내에 2개 이상의 코일을 구비하는 것은 비효율적이다. 따라서, 통상적으로 전자 장치는 수신 모드 및 전송 모드에서 모두 사용되는 하나의 코일만을 구비하고 있다.
이와 같이, 전자 장치가 수신 모드 및 전송 모드를 모두 지원할 때, 고정된 턴 수의 하나의 코일을 사용하는 시스템에서는 동일한 인덕턴스를 가지므로, 수신 모드와 전송 모드에서 모두 좋은 효율을 가지도록 구성하기가 쉽지 않다.
이에 따라, 수신 모드와 전송 모드 중 어느 하나의 효율을 더 고려해야 하는 문제가 발생하는데, 일반적으로 전자 장치의 배터리를 충전하는 수신 모드로 사용되는 경우가 더 많으므로, 종래의 경우 수신 모드 상태에 적합한 인덕턴스 값 또는 수신 모드와 전송 모드의 인덕턴스 값의 중간 값으로 코일을 설계 하였다. 이 경우, 수신 모드에서 높은 효율을 갖더라도, 전송 모드에서의 효율은 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.
실제로 8.8μH의 코일을 전송 모드에서 사용하는 경우, 그 효율이 50%에 미치지 못했으며, 코일의 인덕턴스를 8.1μH, 6.9μH, 6.5μH로 낮춘 경우 효율은 각각 61%, 66%, 71%로 증가하는 것으로 실험 되었다. 즉, 코일의 인덕턴스를 떨어뜨릴수록 높은 효율을 가질 수 있다.
무선 충전 시스템에서 전송 측 코일 및 수신 측 코일이 동일한 공진 주파수를 가질 때, 손실이 최소화 된 에너지 전달이 일어날 수 있다. 실제 테스트 결과, 전송 측 코일과 수신 측 코일의 인덕턴스가 동일한 경우, 전송 측 코일의 최대 주파수가 100kHz가 넘지 않는 것을 확인 하였다. WPC 시스템은 100kHz 내지 205kHz의 주파수를 사용하므로, 최대 효율을 위해서 전송 측 코일의 주파수 역시 200kHz에 가까워야 한다. 전송 측 코일이 6.5μH의 인덕턴스를 가질 때 가장 적합한 범위를 가지는 것을 확인 하였다.
이에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는 하나의 코일(460)의 인덕턴스를 전력 모드 상태에 따라 변경할 수 있는 구성을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 코일(460)은 적어도 2개의 신호 연결부를 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 2개의 신호 연결부는 급전점(feeding point)를 의미할 수 있다. 이하에서는, 코일(460) 내의 2개의 급전점 중 어느 하나에 대한 연결을 선택적으로 수립하는 것을 예로 들어 설명하기로 하나, 3개 이상의 급전점 중 어느 하나를 연결하도록 구성하는 것도 가능하다. 코일(460)이 적어도 2개의 급전점을 갖는 형태에 대해서는 도 7을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(400)는 수신 회로(440)(또는 제1회로)와 코일(460)의 제1급전점 간의 제1전기적 연결 및 또는 전송 회로(450)(또는 제2회로)와 코일(460)의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 선택적으로 수립하도록 구성되는 제3회로를 포함할 수 있다. 여기서, 제1급전점 및 제2급전점은 서로 다를 수 있다. 제3회로는 전자 장치(400)의 전력 모드 상태를 인식하는 제어 회로(410)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제어 회로(410)는 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우 제1전기적 연결을 수립하도록 하고, 이 때 상대적으로 코일(460)의 긴 영역을 사용할 수 있다. 제어 회로(410)는 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우, 제2전기적 연결을 수립하도록 하고, 이 때 상대적으로 코일(460)의 짧은 영역을 사용할 수 있다. 전자 장치(400)는 제1전기적 연결과 제2전기적 연결 중 어느 하나를 선택적으로 수립하도록 구성되는 제3스위치를 포함할 수 있다.
코일(460)은 동일한 선폭과 재질을 가질 수 있으며, 코일(460)의 긴 영역을 사용한다는 것은 전류가 흐르는 도선의 길이가 길고 코일(460)의 턴 수가 높은 것을 의미하며, 코일(460)의 짧은 영역을 사용한다는 것은 전류가 흐르는 도선의 길이가 짧고 코일(460)의 턴 수가 상대적으로 낮은 것을 의미할 수 있다. 또한, 코일(460)의 턴 수가 낮다는 것은 인덕턴스가 상대적으로 작은 값을 가진다는 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1급전점 및/또는 제2급전점을 기준으로 코일의 선폭 및 재질 중 적어도 일부가 변경될 수도 있다.
즉, 제3회로는 전자 장치(400)의 수신 모드에서 코일(460)이 높은 인덕턴스를 갖도록 하고, 전송 모드에서 낮은 인덕턴스를 갖도록 스위칭할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 무선 충전 시스템에서 수신 모드일 경우 코일(460)의 인덕턴스가 높고, 전송 모드일 경우 코일(460)의 인덕턴스가 낮은 경우, 높은 효율을 가질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는 하나의 코일(460)의 인덕턴스 값을 조정하여 수신 모드와 전송 모드 각각에서 높은 효율을 가질 수 있다.
도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따라 수신 모드와 전송 모드에서 전기적 연결을 도시한 것이다.
제어 회로(예: 도 4의 제어 회로(410))는 전자 장치(500)의 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우 도 5a와 같이 전기적 연결이 수립되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1스위치는 전력 관리 회로(530)와 수신 회로(540)를 전기적으로 연결하도록 스위칭되고, 제2스위치는 수신 회로(540)와 코일(560)을 전기적으로 연결하도록 스위칭 될 수 있다. 또한, 제3스위치는 코일(560)의 제1급전점과 수신 회로(540)가 전기적으로 연결되도록 스위칭 될 수 있다. 여기서, 제1스위치, 제2스위치 및 제3스위치의 스위칭 중 적어도 일부는 동시에 수행될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(500)가 오프 상태 또는 제어 회로가 오프(off) 상태에서 전자 장치는 도 5a의 수신 모드 상태에서의 제1전기적 연결을 수립하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어 회로가 오프 상태에서 제1스위치는 전력 관리 회로 및 수신 회로의 전기적 연결을 수립하고, 제2스위치는 코일 및 수신 회로의 전기적 연결을 수립하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 전자 장치의 제어 회로는 스위치의 한 쪽 경로의 연결을 수신 모드 상태로 유지하도록 하는 풀 다운 저항과 연결될 수 있다. 이는, 전자 장치(500)가 오프 상태인 경우, 외부 장치에 전원을 전송하기 보다는 전자 장치(500)의 배터리를 충전하도록 사용되는 경우가 보다 많기 때문이다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는 코일(560)에 전류가 인가되면, 전력 모드 상태를 수신 모드로 판단하여 수신 모드 상태에서의 제1전기적 연결을 수립하도록 구성될 수 있다. 이는, 외부 장치의 자기장에 의해 전자 장치(500)의 코일(560) 주변에 자기장이 형성되고, 그에 따라 코일(560)에 전류가 발생하는 것인 바, 전력을 수신하기 위한 상태로 판단할 수 있기 때문이다.
다양한 실시예에 따르면, 수신 회로(540)는 내부 임피던스를 변경할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 수신 회로(540)는 내부의 적어도 하나의 캐패시턴스(capacitance) 값을 가변화 할 수 있는 적어도 하나의 버랙터(varactor)를 포함할 수 있다.
무선 충전 효율을 높이기 위해서는 외부 장치(10, 20)의 공진 주파수와 전자 장치(400)의 코일(560)의 공진 주파수 간 매칭이 필요하며, 이에 따라, 수신 모드에서의 코일(560)의 인덕턴스에 따라 공진 주파수 매칭을 위해 수신 회로(540)의 버랙터의 캐패시턴스 값이 변경될 수 있다.
이와 같이, 수신 모드에 따른 전기적 연결이 수립된 상태에서 전력을 제공하는 외부 장치(10), 예를 들어, 외부 충전 장치 또는 전송 모드로 설정된 다른 전자 장치가 전자 장치(500)와 근거리에 위치하는 경우, 외부 장치의 코일에 형성된 자기장에 의한 전자기 유도에 따라 전자 장치(500)의 코일(560) 측으로 전력이 수신될 수 있다. 수신되는 전력은 코일(560)을 거쳐 수신 회로(540)로 전송되고, 수신 회로(540)는 매칭, 정류, 조정 등의 과정을 거쳐 전력 관리 회로(530)로 전송할 수 있다.
전력 관리 회로(530)는 수신되는 전력의 적어도 일부를 배터리(520)에 충전하고, 적어도 다른 일부를 전자 장치(500)의 각 구성에 공급할 수 있다.
제어 회로(예: 도 4의 제어 회로(410))는 전자 장치(500)의 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우 도 5b와 같이 제2전기적 연결이 수립되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1스위치는 전력 관리 회로(530)와 전송 회로(550)를 전기적으로 연결하도록 스위칭되고, 제2스위치는 전송 회로(550)와 코일(560)을 전기적으로 연결하도록 스위칭 될 수 있다. 또한, 제3스위치는 코일(560)의 제2급전점과 전송 회로(550)가 전기적으로 연결되도록 스위칭 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는 사용자의 입력에 따라 전력 모드 상태를 수신 모드에서 전송 모드로 변경하는 경우, 전력 모드 상태를 전송 모드로 전환하여 제2전기적 연결을 수립하도록 구성될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 제어 회로는 외부 전자 장치로부터 전력 전송의 요청을 수신하는 경우, 사용자의 입력 없이도 전력 모드 상태를 전송 모드로 변경할 수 있다.다양한 실시예에 따르면, 전송 회로(550)는 수신 회로(540)와 마찬가지로 내부 임피던스를 변경할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 전송 회로(550)는 내부의 적어도 하나의 캐패시턴스(capacitance) 값을 가변화 할 수 있는 적어도 하나의 버랙터(varactor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전송 모드에서 변경된 코일(560)의 인덕턴스에 따라 공진 주파수 매칭을 위해 수신 회로(540)의 버랙터의 캐패시턴스 값이 변경될 수 있다.
이와 같이, 전송 모드에 따른 전기적 연결이 수립된 상태에서 외부 장치(예컨대, 다른 전자 장치, 20)가 전자 장치(500)와 근거리에 위치하는 경우, 전력 관리 회로(530)는 배터리(520)의 전력을 전송 회로(550)로 전송할 수 있다. 전송 회로(550)에서 출력되는 전력은 코일(560)로 전송되고, 코일(560)의 전류 흐름에 따라 코일(560) 주변에 자기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 근접하여 위치한 외부 장치(20)의 코일 측에 전자기 유도에 의해 전력이 공급될 수 있다.
도 6는 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 전자 장치 및 외부 장치의 등가 회로를 간략히 도시한 것이다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 코일 L1 측에서 바라본 등가 회로는 L1과 직렬로 연결된 Cs1 및 병렬로 연결된 Cd1를 포함할 수 있다. 또한, 외부 장치의 코일 L2 측에서 바라본 등가 회로는 L2와 직렬로 연결된 Cs2 및 병렬로 연결된 Cd2를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, L1은 전력 모드 상태에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우 L1을 7.0 내지 11.0μH로 설정하고, 전송 모드인 경우 L1을 보다 낮은 7.0 내지 5.0μH로 설정할 수 있다. 여기서, 인덕턴스 값은 앞서 설명한 제3스위치의 스위칭에 따라 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따른, 전자 장치는 외부 장치와의 공진 주파수 매칭을 위해 Cs1 및 Cd1을 변경할 수 있다. 예를 들어, 수신 회로 및 전송 회로는 캐패시턴스 값을 가변화 할 수 있는 적어도 하나의 버랙터를 포함할 수 있으며, 버랙터의 동작에 따라 Cs1 및 Cd1이 변경될 수 있다. 전자 장치는 L1 값 및 외부 장치의 L2, Cs2 및 Cd2 값에 따라 캐패시턴스 값을 변경하도록 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일(715)의 연결 구조를 도시한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 하나의 코일(715)을 수신 모드 및 전송 모드에 모두 사용하며, 전력 모드 상태에 따라 코일(715)의 인덕턴스 값을 가변화 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 코일(715)은 도선이 원형으로 감긴 모양으로 구성될 수 있으며, 코일(715) 중앙의 일단(720)은 제3회로(710)와 고정 연결될 수 있다. 코일(715)의 최외곽 일단에서 제1급전점(730)이 형성되어 제3회로(710)와 연결되고, 제1급전점(730) 보다 도선의 안 쪽 패턴에 제2급전점(740)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1급전점(730)이 연결된 코일(715) 전체의 턴 수는 6턴이고, 제2급전점(740)은 코일(715)의 최외각 패턴 1턴을 줄인 위치에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3회로(710)는 제3스위치를 통해 제1급전점(730) 및 제2급전점(740) 중 어느 하나와 전기적 연결을 수립할 수 있다. 예를 들어, 제1급전점(730)에 연결된 경우 코일(715)의 인덕턴스는 7.0μH 내지 11.0μH의 범위 중 어느 하나의 값(예를 들어, 8.2μH)이고, 제2급전점(740)에 연결된 경우 코일(715)의 인덕턴스는 보다 낮은 5.0μH 내지 7.0μH 범위 중 어느 하나의 값(예를 들어, 6.6μH)일 수 있다.
전자 장치는 수신 모드에서 코일(715)의 제1급전점(730)과 수신 회로의 전기적 연결을 수립하고, 전송 모드에서 코일(715)의 제2급전점(740)과 전송 회로의 전기적 연결을 수립할 수 있다. 이에 따라, 수신 모드에서는 전송 모드에 비해 코일(715)의 보다 긴 영역을 사용하고, 코일(715)의 턴 수가 크며, 인덕턴스 값이 클 수 있다.
도 7에서는 2개의 급전점(또는 코일 연결부)를 선택적으로 연결할 수 있는 것으로 설명 하였으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 3개 이상의 급전점 중 하나를 선택적으로 연결할 수 있도록 구성될 수도 있다.
또한, 도시된 방법 이외에 코일(715) 자체의 인덕턴스를 변경할 수 있는 다양한 기술들이 적용될 수도 있다.
도 7은 코일(715)이 2개의 급전점(730, 740)을 가지는 것으로 도시하고 있으나, 다양한 실시예에 따르면, 3개 이상의 급전점을 포함하여 코일(715)이 가지는 인덕턴스 값을 단계적으로 조정할 수도 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 전송 모드 또는 수신 모드에서 외부 전자 장치의 정보(예컨대 외부 전자 장치의 종류, 코일의 크기 및 인덕턴스, 요구되는 전력량 등)를 수신하고, 수신된 정보에 따라 요구되는 코일(715)의 인덕턴스 값을 결정하여 복수의 급전점 중 어느 하나에 대한 연결을 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 제1표면을 포함하는 하우징; 상기 하우징 내에서 상기 제1표면에 근접하여 위치하고, 전도성을 갖는 코일; 상기 하우징 내에 위치하고, 재충전 가능한 배터리; 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 하우징의 외부로부터 무선으로 수신되는 전력을 전력 관리 회로로 제공하는 제1회로; 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 배터리의 전력을 무선으로 상기 하우징의 외부로 제공하는 제2회로; 및 상기 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결, 또는 상기 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 선택적으로 수립하도록 구성되는 제3회로를 포함하며, 상기 제1급전점 및 상기 제2급전점은 서로 다를 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3회로는, 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하고, 상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우 상기 제1전기적 연결을 수립하고, 전송 모드인 경우 상기 제2전기적 연결을 수립하도록 제1스위치를 제어 하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3회로는, 상기 전력 모드 상태가 상기 수신 모드인 경우 상기 코일의 긴 영역을 사용하고, 상기 전송 모드인 경우 상기 코일의 짧은 영역을 사용하도록 상기 제3스위치를 제어하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 코일은 상기 제1전기적 연결이 수립되는 경우에 상기 제2전기적 연결이 수립되는 경우보다 턴 수가 클 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 코일은 상기 제1전기적 연결이 수립되는 경우에 상기 제2전기적 연결이 수립되는 경우보다 큰 인덕턴스를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 코일의 인덕턴스는 상기 제1전기적 연결이 수립되는 경우에 7.0 내지 11.0μH 의 범위 중 어느 하나이고, 상기 제2전기적 연결이 수립되는 경우에 5.0 내지 7.0 μH의 범위 중 어느 하나일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 회로 및 상기 제1회로 또는 상기 제2회로 중 어느 하나의 연결을 스위칭하는 제2스위치; 및 상기 코일 및 상기 제1회로 또는 상기 제2회로 중 어느 하나의 연결을 스위칭하는 제3스위치를 더 포함하며, 상기 제3회로는, 상기 인식된 전력 모드 상태에 따라 상기 제2스위치 및 상기 제3스위치의 스위칭을 제어하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3회로가 오프 상태에서, 상기 제2스위치는 상기 전력 관리 회로 및 상기 제1회로의 연결을 수립하고, 상기 제3스위치는 상기 코일 및 상기 제1회로의 연결을 수립할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3회로는, 상기 코일에 전류가 인가되면 상기 전력 모드 상태를 수신 모드로 판단하여 상기 제1전기적 연결을 수립하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3회로는, 외부 전자 장치로부터 전력 전송 요청이 수신되는 경우, 상기 전력 모드 상태를 전송 모드로 판단하여 상기 제2전기적 연결을 수립하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1회로 및 상기 제2회로는, 전력 모드 상태에 따라 내부 임피던스를 변경할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치는, 상기 전자 장치 내에 배치되고, 적어도 두 개의 신호 연결부를 포함하는 코일; 상기 코일을 통하여 외부 전자 장치로 무선으로 전력을 전송하도록 구성된 제1회로; 상기 코일을 통하여 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하도록 구성된 제2회로; 제어 회로; 및 상기 제어 회로와 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 제어 회로가, 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하고 상기 전력 모드 상태에 따라 상기 코일의 신호 연결부를 제어하는 명령어를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 코일은, 상기 적어도 두 개의 신호 연결부 중 어느 하나가 연결되도록 하는 스위치를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 전력 모드 상태에 따라 상기 적어도 두 개의 신호 연결부 중 어느 하나가 연결되도록 상기 스위치를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우에 상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우보다 상기 코일의 긴 영역을 사용하도록 상기 스위치를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우에 상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우보다 상기 코일의 인덕턴스가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법의 흐름도이다.
도시된 방법은 앞서 도 1 내지 도 7을 통해 설명한 전자 장치에 의해 수행될 수 있으며, 이미 설명한 바 있는 기술적 특징 중 적어도 일부는 이하에서 설명을 생략하기로 한다.
전자 장치는 코일과, 코일을 통해 외부 장치로부터 수신되는 전력을 전력 관리 회로로 제공하는 수신 회로(또는 제1회로) 및 코일을 통해 배터리의 전력을 무선으로 외부 장치로 제공하기 위한 전송 회로(제2회로)를 포함할 수 있다.
전자 장치는 전력 모드 상태를 인식할 수 있으며, 동작 810에서 수신 모드로 동작할 수 있다. 일반적으로 전자 장치를 전송 모드보다 수신 모드로 사용하는 경우가 많을 것이므로, 수신 모드가 디폴트로 설정될 수 있다. 또한, 전자 장치의 오프 상태에서 수신 모드로 강제 전환하도록 구성할 수도 있으며, 이를 위해 전자 장치의 제어 회로는 스위치의 한 쪽 경로의 연결을 수신 모드 상태로 유지하도록 하는 풀 다운 저항과 연결될 수 있다.
동작 820에서, 전자 장치는 수신 회로와 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결을 수립할 수 있다. 전자 장치는 동작 820과 동시에, 제1스위치가 전력 관리 회로와 수신 회로를 전기적으로 연결하도록 하고, 제2스위치가 수신 회로와 코일을 전기적으로 연결하도록 스위칭할 수 있다.
동작 830에서, 전자 장치는 외부 장치(예컨대, 외부 충전 장치 또는 다른 전자 장치)로부터 수신되는 전력에 따라 배터리를 충전할 수 있다. 수신 모드에서 전자 장치 내부의 전기적 연결은 앞서도 5a를 통해 설명한 바와 같다.
동작 840에서, 전자 장치는 전력 모드 상태의 변경 되는 지 여부를 확인할 수 있다. 전자 장치는 전력 모드 상태를 수신 모드에서 전송 모드로 또는 그 역으로 변경하기 위한 메뉴를 표시할 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 충전 모드를 변경할 수 있다.
동작 850에서, 전자 장치는 사용자의 입력에 따라 전력 모드 상태를 전송 모드로 변경하여, 전송 모드로 동작할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 외부 전자 장치로부터 전력 전송의 요청을 수신하는 경우, 사용자의 입력 없이도 전력 모드 상태를 전송 모드로 변경할 수 있다.
동작 860에서, 전자 장치는 전송 회로와 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 수립할 수 있다. 전자 장치는 동작 860과 동시에, 제1스위치가 전력 관리 회로와 전송 회로를 전기적으로 연결하도록 하고, 제2스위치가 전송 회로와 코일을 전기적으로 연결하도록 스위칭할 수 있다.
동작 870에서, 전자 장치는 배터리의 전력을 외부 장치(예컨대, 다른 전자 장치)로 전송할 수 있다. 전송 모드에서 전자 장치 내부의 전기적 연결은 앞서 도 5b를 통해 설명한 바와 같다.
도 8에서는 전자 장치가 수신 모드로 동작 중에 전송 모드로 변경되는 경우의 실시예를 설명하고 있으나, 전자 장치의 설정에 따라 전송 모드로 동작 후 수신 모드로 변경될 수도 있다. 즉, 전자 장치는 동작 850 내지 870을 수행한 후, 동작 810 내지 830을 수행할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전력의 수신 또는 전송을 위한 코일을 포함하는 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법은, 상기 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하는 동작; 상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우, 외부 전자 장치로부터 무선 전력을 수신하기 위한 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결을 수립하는 동작; 및 상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우, 외부 전자 장치에 무선 전력을 전송하기 위한 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 수립하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2전기적 연결을 수립하는 동작은, 상기 제1전기적 연결에 비해 상기 코일의 긴 영역을 사용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2전기적 연결을 수립하는 동작은, 상기 제1전기적 연결에 비해 상기 코일의 인덕턴스가 감소되도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하는 동작은, 상기 코일에 전류가 인가되면 상기 전력 모드 상태를 수신 모드로 판단하고, 외부 전자 장치로부터 전력 전송 요청이 수신되는 경우, 상기 전력 모드 상태를 전송 모드로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1표면을 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내에서 상기 제1표면에 근접하여 위치하고, 전도성을 갖는 코일;
    상기 하우징 내에 위치하고, 재충전 가능한 배터리;
    상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 하우징의 외부로부터 무선으로 수신되는 전력을 전력 관리 회로로 제공하는 제1회로;
    상기 하우징 내에 위치하고, 상기 코일을 통해 상기 배터리의 전력을 무선으로 상기 하우징의 외부로 제공하는 제2회로; 및
    상기 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결, 또는 상기 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 선택적으로 수립하도록 구성되는 제3회로를 포함하며,
    상기 제1급전점 및 상기 제2급전점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제3회로는,
    전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하고, 상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우 상기 제1전기적 연결을 수립하고, 전송 모드인 경우 상기 제2전기적 연결을 수립하도록 제1스위치를 제어 하도록 구성된(configured to) 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제3회로는,
    상기 전력 모드 상태가 상기 수신 모드인 경우 상기 코일의 긴 영역을 사용하고, 상기 전송 모드인 경우 상기 코일의 짧은 영역을 사용하도록 상기 제3스위치를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 코일은 상기 제1전기적 연결이 수립되는 경우에 상기 제2전기적 연결이 수립되는 경우보다 턴 수가 큰 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 코일은 상기 제1전기적 연결이 수립되는 경우에 상기 제2전기적 연결이 수립되는 경우보다 큰 인덕턴스를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 코일의 인덕턴스는 상기 제1전기적 연결이 수립되는 경우에 7.0 내지 11.0μH 의 범위 중 어느 하나이고, 상기 제2전기적 연결이 수립되는 경우에 5.0 내지 7.0 μH의 범위 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 전력 관리 회로 및 상기 제1회로 또는 상기 제2회로 중 어느 하나의 연결을 스위칭하는 제2스위치; 및
    상기 코일 및 상기 제1회로 또는 상기 제2회로 중 어느 하나의 연결을 스위칭하는 제3스위치를 더 포함하며,
    상기 제3회로는,
    상기 인식된 전력 모드 상태에 따라 상기 제2스위치 및 상기 제3스위치의 스위칭을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제3회로가 오프 상태에서, 상기 제2스위치는 상기 전력 관리 회로 및 상기 제1회로의 연결을 수립하고, 상기 제3스위치는 상기 코일 및 상기 제1회로의 연결을 수립하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 제3회로는, 상기 코일에 전류가 인가되면 상기 전력 모드 상태를 수신 모드로 판단하여 상기 제1전기적 연결을 수립하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제3회로는, 외부 전자 장치로부터 전력 전송 요청이 수신되는 경우, 상기 전력 모드 상태를 전송 모드로 판단하여 상기 제2전기적 연결을 수립하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1회로 및 상기 제2회로는,
    전력 모드 상태에 따라 내부 임피던스를 변경할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 전자장치에 있어서,
    상기 전자 장치 내에 배치되고, 적어도 두 개의 신호 연결부를 포함하는 코일;
    상기 코일을 통하여 외부 전자 장치로 무선으로 전력을 전송하도록 구성된 제1회로;
    상기 코일을 통하여 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하도록 구성된 제2회로;
    제어 회로; 및
    상기 제어 회로와 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는, 실행 시에, 상기 제어 회로가, 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하고 상기 전력 모드 상태에 따라 상기 코일의 신호 연결부를 제어하는 명령어를 포함하는 전자장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 코일은,
    상기 적어도 두 개의 신호 연결부 중 어느 하나가 연결되도록 하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 전력 모드 상태에 따라 상기 적어도 두 개의 신호 연결부 중 어느 하나가 연결되도록 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우에 상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우보다 상기 코일의 긴 영역을 사용하도록 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우에 상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우보다 상기 코일의 인덕턴스가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  17. 전력의 수신 또는 전송을 위한 코일을 포함하는 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법에 있어서,
    상기 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하는 동작;
    상기 전력 모드 상태가 수신 모드인 경우, 외부 전자 장치로부터 무선 전력을 수신하기 위한 제1회로 및 상기 코일의 제1급전점 간의 제1전기적 연결을 수립하는 동작; 및
    상기 전력 모드 상태가 전송 모드인 경우, 외부 전자 장치에 무선 전력을 전송하기 위한 제2회로 및 상기 코일의 제2급전점 간의 제2전기적 연결을 수립하는 동작을 포함하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제2전기적 연결을 수립하는 동작은,
    상기 제1전기적 연결에 비해 상기 코일의 긴 영역을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 제2전기적 연결을 수립하는 동작은,
    상기 제1전기적 연결에 비해 상기 코일의 인덕턴스가 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 전자 장치의 전력 모드 상태를 인식하는 동작은,
    상기 코일에 전류가 인가되면 상기 전력 모드 상태를 수신 모드로 판단하고, 외부 전자 장치로부터 전력 전송 요청이 수신되는 경우, 상기 전력 모드 상태를 전송 모드로 판단하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
PCT/KR2016/013173 2016-02-02 2016-11-16 전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법 WO2017135554A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/069,648 US11139687B2 (en) 2016-02-02 2016-11-16 Electronic device and wireless power transmission and reception control method of electronic device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0012796 2016-02-02
KR1020160012796A KR102513732B1 (ko) 2016-02-02 2016-02-02 전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017135554A1 true WO2017135554A1 (ko) 2017-08-10

Family

ID=59499776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/013173 WO2017135554A1 (ko) 2016-02-02 2016-11-16 전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11139687B2 (ko)
KR (1) KR102513732B1 (ko)
WO (1) WO2017135554A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10637274B1 (en) 2018-10-30 2020-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Wireless charging coil assembly

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3780315A4 (en) * 2018-05-25 2021-04-07 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. WIRELESS CHARGING RECEIVER AND MOBILE DEVICE
CN109417305B (zh) * 2018-09-21 2022-12-13 深圳市德品通电子有限公司 携带式供电管理方法
KR102647156B1 (ko) 2018-10-15 2024-03-14 삼성전자 주식회사 전자 장치 및 전자 장치에서 유무선 충전 방법
US11824375B2 (en) 2020-07-02 2023-11-21 Apple Inc. State of charge information for a wireless power transmitting device
US10938251B1 (en) 2020-07-02 2021-03-02 Apple Inc. Wireless power mode switching
CN112039220B (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 维沃移动通信有限公司 电子设备组件及其控制方法、电子设备的控制装置
US20220352755A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 Nucurrent, Inc. Wirelessly Powered Battery Pack For Retrofit In Battery Powered Devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
JP2011142559A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Sony Corp 給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システム
KR20130032293A (ko) * 2012-12-07 2013-04-01 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 수신 장치 및 이를 이용한 무선 충전 시스템
JP2014128068A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp 無線電力伝送装置
KR20150073275A (ko) * 2013-12-20 2015-07-01 삼성전기주식회사 무선 전력 송수신 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI124618B (fi) * 2005-03-29 2014-11-14 Perlos Oyj Antennijärjestelmä ja menetelmä antennin yhteydessä sekä antenni
RU2010141703A (ru) * 2008-03-13 2012-04-20 Эксесс Бизнес Груп Интернейшнл Ллс (Us) Индуктивная система питания с первичной обмоткой с множеством катушек
KR20120067461A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 삼성전자주식회사 휴대 단말기의 복합 기능 일체형 안테나 및 이를 포함하는 휴대 단말기
KR101213027B1 (ko) 2011-03-15 2012-12-18 전북대학교산학협력단 이동 전자전기기기의 유무선 전력 송수신 장치 및 방법
US10332676B2 (en) * 2011-03-24 2019-06-25 Triune Systems, LLC Coupled inductor system having multi-tap coil
KR20140037894A (ko) * 2011-06-02 2014-03-27 가부시키가이샤 어드밴티스트 무선 수전 장치, 무선 급전 장치 및 무선 급전 시스템, 자동 튜닝 보조 회로
GB2492772B (en) * 2011-07-11 2014-02-19 Cambridge Silicon Radio Ltd Communication apparatus
KR101327049B1 (ko) * 2011-09-22 2013-11-20 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 수신 장치 및 이를 이용한 무선 충전 시스템
KR20150077678A (ko) 2013-12-30 2015-07-08 전자부품연구원 무선 전력 전송 방법 및 이를 수행하는 무선 전력 송신기
US9716401B2 (en) * 2014-01-06 2017-07-25 Otter Products, Llc Recharegable battery pack
US10404089B2 (en) * 2014-09-29 2019-09-03 Apple Inc. Inductive charging between electronic devices
US9941590B2 (en) * 2015-08-07 2018-04-10 Nucurrent, Inc. Single structure multi mode antenna for wireless power transmission using magnetic field coupling having magnetic shielding

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
JP2011142559A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Sony Corp 給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システム
KR20130032293A (ko) * 2012-12-07 2013-04-01 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 수신 장치 및 이를 이용한 무선 충전 시스템
JP2014128068A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp 無線電力伝送装置
KR20150073275A (ko) * 2013-12-20 2015-07-01 삼성전기주식회사 무선 전력 송수신 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10637274B1 (en) 2018-10-30 2020-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Wireless charging coil assembly

Also Published As

Publication number Publication date
KR102513732B1 (ko) 2023-03-27
US11139687B2 (en) 2021-10-05
KR20170091915A (ko) 2017-08-10
US20190025891A1 (en) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017135554A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치의 무선 전력 송수신 제어 방법
WO2018084580A1 (en) Device for performing wireless charging and method thereof
WO2018062947A1 (en) Electronic device comprising antenna
WO2018043884A1 (ko) 카메라를 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치
WO2017039191A1 (ko) 무선 충전용 크래들 및 그것에 적용되는 전자 장치
WO2018093209A1 (en) Interface device
WO2017188577A1 (ko) 배터리의 충전을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치
WO2016204551A1 (en) Device and method for providing notification on wireless charging state
WO2017086614A1 (en) Electronic device and accessory device of the electronic device
WO2018026174A1 (en) Electronic device including electronic pen and method for recognizing insertion of the electronic pen therein
WO2018066881A1 (ko) 배터리 충전 방법 및 전자 장치
WO2018080109A1 (ko) 전자 장치와 전자 장치가 외부 장치의 접속 단자를 인식하는 방법
WO2015122616A1 (en) Photographing method of an electronic device and the electronic device thereof
WO2017086663A1 (ko) 전자 장치 및 그의 동작 방법
WO2017090936A1 (ko) 안테나 장치 및 그것을 포함하는 전자 장치
WO2015034253A1 (en) Method of controlling short-range wireless communication and apparatus supporting the same
WO2018026144A1 (en) Method for transmitting power and electronic device supporting the same
WO2018034381A1 (ko) 전자 장치, 및 전자 장치 제어 방법
WO2018066847A1 (ko) 무선 충전을 제어하는 전자 장치 및 방법
WO2017043925A1 (ko) 무선 전력 전송 방법 및 장치
WO2018101621A1 (ko) 화면의 크기를 조절하기 위한 방법 및 그 전자 장치
WO2018084615A1 (ko) 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2018190650A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치에서 인증 정보 전송 및 수신 방법
WO2018199690A1 (en) Method of outputting a signal using an antenna disposed adjacent to a conductive member of a connector and an electronic device using the same
WO2018026138A1 (ko) 근거리 무선 통신 네트워크에서 스캔 방법 및 이를 구현하는 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16889532

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16889532

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1