WO2017171435A1 - 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2017171435A1
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wireless power
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signal
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이종민
이경우
박성범
박재현
신재혁
유영호
이상욱
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삼성전자 주식회사
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    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0014—Three-dimensional division
    • H04L5/0023—Time-frequency-space

Definitions

  • the present invention generally relates to a wireless power transmitter and a control method thereof, and for example, to a wireless power transmitter and a control method thereof capable of wirelessly transmitting power to an electronic device.
  • Wireless power transmission includes magnetic induction, magnetic resonance, and electromagnetic waves, which are more advantageous for long distance transmission of several meters than other methods.
  • Electromagnetic wave method is mainly used for long distance power transmission, and can locate power receiver in remote place and transmit power most efficiently.
  • a radio frequency (RF) wave is formed in a plurality of directions to determine a location of a charging target, for example, an electronic device, and receives power related information from the electronic device.
  • a method of determining the location of the electronic device using the received information was used.
  • the electronic device cannot be secured in one position, and in particular, due to human health, it is impossible to transmit high power before sensing the charging target.
  • Various embodiments of the present disclosure may provide a wireless power transmission apparatus and a control method thereof capable of quickly determining a location of an electronic device by transmitting a pilot signal in a plurality of directions and analyzing the reflected signal thereto.
  • the obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmission device, it is possible to provide a wireless power transmission device that can perform the wireless charging by avoiding the obstacle and a control method thereof.
  • an apparatus for transmitting power wirelessly includes an antenna, a memory, and a processor, wherein the processor is configured to refer to first reflected signal information about a pilot signal transmitted through the antenna at a first time point. Control to store in the memory, and at a second time point, control to compare the second reflected signal information on the pilot signal transmitted through the antenna with the reference information, and determine the position of the detection target based on the comparison result. Can be set.
  • a control method of a wireless power transmission apparatus may include storing first reflected signal information on a pilot signal transmitted at a first time point as reference information; At a second time point, transmitting a pilot signal; And comparing the second reflected signal information on the pilot signal transmitted at the second time point with the reference information, and determining the position of the detection target based on the comparison result.
  • an apparatus for transmitting power wirelessly includes a plurality of antennas, communication circuits, and a processor, wherein the processor receives a first communication signal from a first antenna of an electronic device through the communication circuit, Receiving a second communication signal from a second antenna of the electronic device through the communication circuit, and based on the first reception time of the first communication signal and the second reception time of the second communication signal, the electronic device And determining whether an obstacle is disposed between the wireless power transmitter and the wireless power transmitter, and if it is determined that the obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter, the obstacle is avoided and the plurality of patch antennas are provided.
  • the controller may be configured to control to transmit power to the electronic device.
  • a method of controlling a wireless power transmission apparatus may include receiving a first communication signal from a first antenna of an electronic device; Receiving a second communication signal from a second antenna of the electronic device; Determining whether an obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter using the first reception time of the first communication signal and the second reception time of the second communication signal; And when it is determined that the obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmission device, transmitting the power to the electronic device by avoiding the obstacle.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmission system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4A to 4C illustrate a plan view of a specific area in which a wireless power transmission apparatus is disposed, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating transmission of a pilot signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a block diagram for dividing a reflected signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 12A and 12B are flowcharts illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating RF wave formation in a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a charging of a plurality of electronic devices according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15A and 15B illustrate a plan view of a region including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15C is a conceptual diagram illustrating a charging section and a detection section according to various embodiments of the present disclosure.
  • 16 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17A and 17B illustrate a plan view of an area including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 19A and 19B illustrate a plan view of an area including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 20 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 21 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a method of forming an RF wave with an avoiding path according to various embodiments of the present disclosure.
  • 23A and 23B illustrate a plan view of an area including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 24A and 24B illustrate conceptual diagrams for describing a method of detecting an obstacle.
  • 25 is a flowchart illustrating an obstacle detecting method according to various embodiments of the present disclosure.
  • 26 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus 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.
  • the wireless power transmitter or 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, It may include at least one of a server, a PDA, a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a medical device, a camera, a wearable device, and the like, without limitation.
  • 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.
  • a wireless power transmitter or electronic device may include, for example, a television, DVD (digital video disk) player, audio, refrigerator, air conditioner, vacuum cleaner, oven, microwave, washing machine, air purifier, set top box, home automation control panel, security control panel, media box, game console, electronic dictionary, electronic It may include at least one of a key, a camcorder, an electronic picture frame, and the like, without limitation.
  • the wireless power transmission device or electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical devices (such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), MRI ( magnetic resonance imaging (CT), computed tomography (CT), imagers, or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment Devices, ship electronics (e.g. ship navigation devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or household robots, drones, ATMs in financial institutions, Point of sales in the store, or Internet of Things devices (e.g.
  • various portable medical devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • CT magnetic resonance imaging
  • CT computed tomography
  • imagers imagers
  • ultrasounds navigation devices
  • a wireless power transmission device or electronic device is a part of a furniture, building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or a variety of measurement devices (eg : Water, electricity, gas, or radio wave measuring instrument) and the like, and the like.
  • the wireless power transmission device or electronic device may be flexible or a combination of two or more of the various devices described above.
  • the wireless power transmission device or the electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a wireless power transmission device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmission system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may wirelessly transmit power to at least one electronic device 150 or 160.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may include a plurality of patch antennas 111 to 126.
  • the patch antennas 111 to 126 are not limited as long as they are each antennas capable of generating an RF wave. At least one of the amplitude and phase of the RF wave generated by the patch antennas 111 to 126 may be adjusted by the wireless power transmitter 100.
  • the RF wave generated by each of the patch antennas 111 to 126 will be referred to as a sub-RF wave.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may adjust at least one of amplitude and phase of each of the sub-RF waves generated by the patch antennas 111 to 126.
  • sub-RF waves may interfere with each other. For example, at one point the sub-RF waves may constructively interfere with each other, and at another point the sub-RF waves may cancel each other.
  • the sub-RFs from which the patch antennas 111 to 126 are generated may cause the sub-RF waves to constructively interfere with each other at the first point (x1, y1, z1). At least one of the amplitude and phase of each of the waves can be adjusted.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine that the electronic device 150 is disposed at the first points x1, y1, and z1.
  • the position of the electronic device 150 may be, for example, a point where the power reception antenna of the electronic device 150 is located.
  • the wireless power transmitter 100 determines the position of the electronic device 150 will be described later in more detail.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may control the patch antennas 111 to 126 such that the sub-RF waves are constructive interference with each other at the first points x1, y1, and z1.
  • controlling the patch antennas 111 to 126 means controlling the magnitude of a signal input to the patch antennas 111 to 126, or a phase (or a phase) of a signal input to the patch antennas 111 to 126, for example. Delay).
  • beam forming which is a technique for controlling the RF wave to constructively interfere at a specific point.
  • various beamforming methods may be used, as disclosed in US Patent Publication 2016/0099611, US Patent Publication 2016/0099755, US Patent Publication 2016/0100124, and the like.
  • the form of the RF wave formed by beam-forming may be referred to as pockets of energy.
  • the RF wave 130 formed by the sub-RF waves may have a maximum and / or substantially large amplitude at the first point (x1, y1, z1), and thus the electronic device 150 may provide wireless power with high efficiency. Can be received.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may sense that the electronic device 160 is disposed at the second points x2, y2, and z2.
  • the wireless power transmitter 100 may control the patch antennas 111 to 126 such that the sub-RF waves are constructive interference at the second points x2, y2, and z2 to charge the electronic device 160.
  • the RF wave 131 formed by the sub-RF waves may have a maximum and / or substantially large amplitude at the second point (x2, y2, z2), and the electronic device 160 may wirelessly transmit with high transmission efficiency. It can receive power.
  • the electronic device 150 may be disposed on the right side.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may apply a relatively larger delay to sub-RF waves formed from patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side. That is, the sub-RF waves formed from the patch antennas (for example, 111, 115, 119, 123) disposed on the left side are first formed, and then the patch antennas (for example, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side after a predetermined time passes. A sub-RF wave can be generated from.
  • the sub-RF waves may meet simultaneously at the point on the right side, that is, the sub-RF waves at the point on the right side may be constructively interfered.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may be substantially connected to the patch antennas (eg, 111, 115, 119, 123) and the patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126) on the left side. The same delay can be applied.
  • the wireless power transmitter 100 may have a patch antenna on the left side (eg, 111, 115, 119, 123) more than a patch antenna on the right side (eg, 114, 118, 122, 126).
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may simultaneously oscillate sub-RF waves in the patch antennas 111 to 126 as a whole, for example, by adjusting a phase corresponding to the delay described above. You can also perform forming.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the positions of the electronic devices 150 and 160 and cause the sub-RF waves to become constructive interference at the determined position, thereby performing wireless charging with high transmission efficiency.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may be able to wirelessly charge with high transmission efficiency only when the position of the electronic devices 150 and 160 is accurately known.
  • the meaning that the wireless power transmitter performs a specific operation may mean that the processor of the wireless power transmitter performs a specific operation or that the processor controls other hardware to perform a specific operation.
  • the fact that the wireless power transmitter stores specific information may mean that the memory included in the wireless power transmitter stores specific information.
  • the wireless power transmitter may detect the electronic device.
  • the wireless power transmission apparatus may transmit pilot signals in a plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may receive a signal in which the pilot signal is reflected.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may store previously reflected signal information, that is, signal characteristics, as reference information, for example, at least one of amplitude, phase, and time of flight of the reflected signal. Accordingly, the wireless power transmitter may store signal characteristics corresponding to the region where the wireless power transmitter is disposed. If an object such as an electronic device is additionally disposed in the area, the signal characteristic may be different from before.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may transmit pilot signals in a plurality of directions, and compare characteristics of the reflected signals with previously stored reference information. If there is a difference between the characteristics of the reflected signal and the reference information, the wireless power transmitter may detect the electronic device. Meanwhile, the wireless power transmitter may determine whether the detection target is an electronic device or an obstacle, which will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter may determine the location of the electronic device.
  • the wireless power transmission apparatus may determine the direction in which the electronic device is disposed. A configuration in which the wireless power transmitter determines the direction in which the electronic device is disposed or the location of the electronic device will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave corresponding to the location of the electronic device.
  • the wireless power transmission device may form an RF wave in the direction in which the electronic device is disposed.
  • the wireless power transmitter forming the RF wave in the direction in which the electronic device is disposed is such that the phase and amplitude of each of the patch antennas are subject to constructive interference of sub-RF waves on one or more points in the direction in which the electronic device is placed. It may mean controlling at least one of.
  • the wireless power transmitter may receive the received power related information received by the electronic device from the electronic device, and accordingly, maintain the RF wave formation or adjust the RF wave to reconstruct the RF power.
  • the wireless power transmitter may maintain the RF wave formation. If the received power related information does not satisfy the preset condition, the wireless power transmitter may reconfigure the RF wave by adjusting the amount of power applied to the patch antenna. That is, the wireless power transmitter may adjust the RF wave until the received power related information received from the electronic device satisfies a predetermined condition.
  • the wireless power transmission device may directly determine the location of the electronic device. In this case, the wireless power transmission apparatus may control at least one of phase and amplitude of each of the patch antennas so that sub-RF waves are constructively interfered at the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may perform wireless charging by using the formed RF wave.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure. 3 will be described in more detail with reference to FIGS. 4A to 4C. 4A to 4C illustrate a plan view of a specific area in which a wireless power transmission apparatus is disposed, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmission device 401 may be located at the center of the specific area 400, for example, as shown in FIG. 4A.
  • the particular area 400 may include four walls 413, 414, 415, 416 constituting the interior.
  • the TV 411 may be disposed above the specific area 400, and the furniture 412 may be disposed on the right side.
  • the distance between the wireless power transmitter 401 and the TV 411 may be d1, and the distance between the wireless power transmitter 401 and the furniture 412 may be d3.
  • the distance between the wireless power transmitter 402 and the walls 413, 414, 415, 416 may be d2, d4 to d8 depending on the direction.
  • the wireless power transmitter 401 may transmit pilot signals in a plurality of directions at a first time point. For example, as shown in FIG. 4B, the wireless power transmitter 401 may transmit each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 in the first to eighth directions. According to an embodiment, the wireless power transmitter 401 may transmit each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 at one time point. In this case, the wireless power transmitter 401 may insert identification information into each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 and transmit the identification information.
  • the wireless power transmitter 401 may transmit each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 at different frequencies.
  • the wireless power transmitter 401 may transmit each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 in chronological order.
  • the wireless power transmitter 401 may receive a plurality of reflected signals.
  • the first pilot signal 421 may be reflected by the TV 411 after being transmitted from the wireless power transmitter 401. Accordingly, the reflected signal 422 may be received by the wireless power transmitter 401.
  • the reflected signal 422 may be changed in at least one of amplitude and phase compared to the transmitted pilot signal 421.
  • the wireless power transmitter 401 may determine a time of flight, which is a difference between a transmission time of the pilot signal 421 and a reception time of the reflected signal 422.
  • the wireless power transmitter 401 may receive the reflected signal 429 generated by the pilot signal 427 being primarily reflected 428 by the one wall 414 and the secondary reflection. . As described above, the wireless power transmitter 401 may receive the reflected signals 422, 424, 426, 429, 431, 433, 435, and 437 corresponding to the transmitted pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436. The wireless power transmitter 401 may determine whether each of the reflected signals 422, 424, 426, 429, 431, 433, 435, and 437 corresponds to each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 based on at least one of identification information and frequency.
  • the wireless power transmitter 401 may determine whether each of the reflected signals 422, 424, 426, 429, 431, 433, 435, and 437 corresponds to each of the pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 according to time division.
  • the apparatus 401 for transmitting wireless power may store reference information about a plurality of directions.
  • the wireless power transmitter 401 may store reference information as shown in Table 1 below.
  • the reference information may include at least one of information on amplitude, phase, and propagation time, and those skilled in the art will readily understand that there is no limitation as long as the information indicates characteristics of a signal such as a radar cross section (RCS). could be.
  • the wireless power transmission apparatus 401 may determine the characteristics of a signal using various signal processing methods such as AM-AM noise, AM-PM noise, and IQ signaling. I can understand.
  • IQ signaling is mainly used in signal modulation and demodulation schemes such as PSK, CDMA, WCMDA, OFDM, and the like, and in the case of PSK, more accurate distortion information may be identified by using modulation schemes such as BPSK, QPSK, and 8PSK. Accordingly, it is possible to robust to the diversity (time diversity) correction by the multi-path reflection, which will be described in more detail with reference to FIG. 8.
  • the wireless power transmitter 401 may share the reference information shown in Table 1 with another wireless power transmitter or another electronic device.
  • the electronic device that has received the reference information may correct the reference information in consideration of the relative positions of the wireless power transmitter 401 and the electronic device itself, and may use it later.
  • the wireless power transmitter 401 may receive reference information from another electronic device.
  • another electronic device that processes the transmission of the wireless pilot signal and the signal characteristics of the reflected wave may be implemented separately from the wireless power transmission device 401.
  • the other electronic device may generate, for example, reference information as shown in Table 1 and transmit the same to the wireless power transmitter 401.
  • the other electronic device may continuously process the transmission of the pilot signal and the signal characteristics of the reflected wave, and when a change occurs in the reflected wave signal characteristic, information about the direction in which the change occurs is transmitted to the wireless power transmitter 401. It may be.
  • the wireless power receiver 401 may correct the direction information received from another electronic device based on itself and then use the same.
  • another electronic device may perform detection of an obstacle or an electronic device by using signal characteristics of the reflected wave.
  • the other electronic device may transmit only the signal characteristic of the reflected wave to the wireless power transmitter 401, and the wireless power transmitter 401 may use the signal characteristic of the reflected wave received from the other electronic device to prevent obstacles.
  • the electronic device may be detected.
  • the apparatus 401 for wireless power transmission may determine amplitude attenuation by comparing the amplitude of the pilot signal 421 in the first direction with the amplitude of the reflected signal 422 corresponding to the pilot signal 421.
  • the apparatus 401 may determine the phase change by comparing the phase of the pilot signal 421 in the first direction with the phase of the reflected signal 422 corresponding to the pilot signal 421.
  • the wireless power transmitter 401 may determine the travel time by using a difference between a transmission time of the pilot signal 421 in the first direction and a reception time of the reflected signal 422 corresponding to the pilot signal 421. Can be.
  • the wireless power transmitter 401 may transmit a pilot signal in a plurality of directions at a second time point.
  • the electronic device 450 may be disposed in the area 400.
  • the electronic device 450 may be disposed at a distance d9 in the fourth direction with respect to the wireless power transmitter 401.
  • the wireless power transmitter 401 may transmit the pilot signal 427 in the fourth direction.
  • the other pilot signals 421, 423, 425, 430, 432, 434, and 436 are not shown for convenience of description, and the wireless power transmitter 401 may transmit pilot signals 421, 423, 425, 427, 430, 432, 434, and 436 in a plurality of directions, as shown in FIG. 4B.
  • the signal 441 reflecting the pilot signal 427 by the electronic device 450 may be received by the wireless power transmitter 401.
  • the wireless power transmitter 401 may determine the characteristic of the reflected signal 441.
  • the wireless power transmitter 401 may detect the electronic device 450 for wireless charging with reference to the reference information.
  • the reference information in the fourth direction may have a signal attenuation of ⁇ 4.1 dB, a phase change of ⁇ 3 rad, and a running time of 0.28 ⁇ s.
  • the wireless power transmitter 401 has a signal attenuation of -1.2 dB, a phase change of 40 rad, and a running time of 0.12 ⁇ s as compared with the pilot signal 427 at the second time.
  • the wireless power transmitter 401 may detect that a difference of 2.9 dB is detected in the signal attenuation, a difference of 43 rad is detected in the phase change, and a difference of 0.16 ⁇ s is detected in the advancing time. If it is determined that the difference between the reference information and the characteristic of the reflected signal exceeds the threshold, the wireless power transmitter 401 may determine that the electronic device 450 is located in the corresponding direction. In various embodiments of the present disclosure, the wireless power transmitter 401 compares the difference between the signal attenuation, phase change, and advancing time with a threshold set for each factor, or by using a weighted sum to correspond. It can also be compared with a set threshold.
  • the wireless power transmitter 401 may also determine that an obstacle other than the electronic device 450 is located in a corresponding direction. That is, the electronic device 450 may determine whether an object detected in the corresponding direction is an electronic device or an obstacle, which will be described later in more detail.
  • the wireless power transmission device 401 may use only the reflected signal having a running time within a predetermined threshold for generating reference information or detecting the electronic device 450.
  • the pilot signal may be received by the wireless power transmitter 401 after a plurality of reflections.
  • a signal that has undergone multiple reflections may have a relatively large propagation time or may have a relatively large degree of attenuation, thus not reflecting the actual terrain of region 400.
  • the wireless power transmission device 401 may use only the reflected signal having the advancing time within a predetermined threshold for generating reference information or detecting the electronic device 450.
  • the wireless power transmitter 401 may generate reference information or detect the electronic device 450 using various reflection correction methods (for example, diversity correction methods) developed in the related art.
  • the wireless power transmission apparatus may control to form a sub-RF wave in one direction by using a plurality of patch antennas.
  • some patch antennas 111, 112, 115, and 116 form a sub-RF wave 511 in a first direction
  • some patch antennas 113, 114, 117, and 118 form a sub-RF wave 512 in a second direction
  • some patches The antennas 119, 120, 123, and 124 may form the sub-RF wave 513 in the third direction
  • some patch antennas 121, 122, 125, and 126 may form the sub-RF wave 514 in the fourth direction.
  • FIG. 6 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 600 for transmitting power wirelessly includes a power source 601, an antenna array 610 for power transmission, a processor 620 (eg, including processing circuitry), a memory 660, and a communication circuit ( 640.
  • the electronic device 650 is not limited as long as it is a device for wirelessly receiving power, and includes an antenna 651 for receiving power, a rectifier 652, a converter 653, a charger 654, and a processor 655 ( For example, including processing circuitry), memory 656 and communication circuitry 657.
  • the power source 601 may provide power for transmission to the antenna array 610 for power transmission.
  • the power source 601 may provide, for example, DC power.
  • an inverter (not shown) that converts DC power into AC power and transmits the power to the antenna array 610 for power transmission is wireless. It may be further included in the power transmission apparatus 600. Meanwhile, in another embodiment, the power source 601 may provide AC power to the antenna array 610 for power transmission.
  • the antenna array 610 for power transmission may include a plurality of patch antennas.
  • a plurality of patch antennas as shown in FIG. 1 may be included in the antenna array 610 for power transmission.
  • the antenna array 610 for power transmission may form an RF wave using the power provided from the power source 601.
  • the power transmission antenna array 610 may form an RF wave in a specific direction under the control of the processor 620.
  • forming the RF wave in a specific direction may mean controlling at least one of an amplitude and a phase of the sub-RF waves so that the sub-RF waves at one point in the specific direction cause constructive interference.
  • the processor 620 may control the power transmission antenna array 610 to form sub-RF waves, that is, pilot signals, respectively in a plurality of directions.
  • the memory 630 may store a program or algorithm for generating sub-RF waves, that is, pilot signals, respectively in a plurality of directions.
  • the processor 620 may control at least one of phase and amplitude of each patch antenna of the antenna array 610 for power transmission using a program or algorithm stored in the memory 630.
  • the processor 620 may control to form a sub-RF wave, that is, a pilot signal during the first period.
  • the processor 620 may control the patch antennas of the power transmission antenna array 610 to receive the reflected signal during the second period after the first period has elapsed.
  • the patch antennas may receive the reflected signal, and the processor 620 may determine which pilot signal corresponds to each of the reflected signals.
  • the processor 620 may determine signal characteristics of each of the reflected signals.
  • the processor 620 may store information on each reflected signal, that is, signal characteristics, in the memory 630 as reference information.
  • the processor 620 may control to form a sub-RF wave, that is, a pilot signal during the detection period.
  • the wireless power transmitter 600 may be configured to detect a target to be charged by performing pilot signal transmission and reflected signal reception during the detection period.
  • the wireless power transmitter 600 may charge the detected electronic device in the charging section.
  • the processor 620 may then control the patch antennas of the power transmission antenna array 610 to receive the reflected signal.
  • the processor 620 may determine signal characteristics of each of the reflected signals.
  • the processor 620 may compare signal characteristics of each of the reflected signals with reference information.
  • the processor 620 may determine at least one of a direction and a location in which the detection target is arranged based on the comparison result.
  • the processor 620 may distinguish whether the detection target is an electronic device 650 capable of performing wireless charging or an obstacle that cannot perform wireless charging.
  • the processor 620 may classify the electronic device 650 or an obstacle according to whether the communication signal 659 from the communication circuit 657 of the electronic device 650 is received at the communication circuit 640. have.
  • the processor 620 may perform wireless charging on the electronic device 650.
  • the processor 620 may reflect the detected detection target in the reference information.
  • the electronic device 650 may transmit the communication signal 659 through the communication circuit 657 according to the reception of the pilot signal.
  • the pilot signal may be at least large enough to wake up the communication circuit 657 or the communication circuit 657 and the processor 655.
  • the processor 620 may determine a direction in which the electronic device 650 is located and determine a direction in which the RF wave is formed based on the determined direction. That is, the processor 620 may control patch antennas of the power transmission antenna array 610 that generate the sub-RF waves so that the sub-RF waves cause constructive interference at one point in the determined direction. For example, the processor 620 may control at least one of the amplitude and phase of the sub-RF wave generated from each of the patch antennas by controlling the patch antennas or control means connected to the patch antennas.
  • the processor 620 may form an RF wave in the direction of the electronic device 650 by controlling the power transmission antenna array 610 based on the direction of the electronic device 650.
  • the processor 620 may identify the electronic device 650 using the information in the communication signal 659.
  • the communication signal 659 may include a unique identifier or a unique address of the electronic device.
  • the communication circuit 640 may process the communication signal 659 to provide information to the processor 620.
  • the communication circuit 640 and a communication antenna include various communication methods such as WiFi (wireless fidelity), Bluetooth, Bluetooth, Zig-bee, near field communication (NFC), and Bluetooth low energy (BLE). It can be produced based on, there is no limitation on the type of communication method.
  • the communication signal 659 may include rated power information of the electronic device 650, and the processor 620 may determine the electronic device based on at least one of a unique identifier, a unique address, and rated power information of the electronic device 650. It may be determined whether the device 650 is charged.
  • the communication signal is a process in which the wireless power transmission device 600 identifies the electronic device 650, allowing the electronic device 650 to transmit power, and requesting the electronic device 650 for received power related information.
  • the electronic device 650 may also be used in a process of receiving reception power related information from the electronic device 650. That is, the communication signal may be used in a subscription, command or request process between the wireless power transmitter 600 and the electronic device 650.
  • the processor 620 may control the antenna array 610 for power transmission to form the RF wave 611 in the direction of the determined electronic device 650.
  • the processor 620 may form a detection RF wave, and then determine a distance to the electronic device 650 using another communication signal received as feedback.
  • another communication signal may include a time stamp at the time of transmission.
  • the processor 620 may determine the distance to the electronic device 650 by comparing a time stamp included in another communication signal with a reception time.
  • the processor 620 may determine both the direction of the electronic device 650 and the distance to the electronic device 650, and ultimately determine the location of the electronic device 650.
  • the processor 620 may control the patch antenna such that sub-RF waves generated by the patch antennas at the location of the electronic device 650 are constructive interference. Accordingly, the RF wave 611 may be transmitted to the power reception antenna 651 with a relatively high transmission efficiency.
  • the power reception antenna 651 is not limited as long as the antenna can receive an RF wave.
  • the power receiving antenna 651 may also be implemented in the form of an array including a plurality of antennas.
  • the AC power received by the power receiving antenna 651 may be rectified by the rectifier 652 into DC power.
  • the converter 653 may convert DC power to a required voltage and provide the charger 654.
  • the charger 654 may charge a battery (not shown).
  • the converter 653 may provide the converted power to a power management integrated circuit (PMIC) (not shown), and the PMIC (not shown) supplies power to various hardware of the electronic device 650. You can also provide
  • PMIC power management integrated circuit
  • the processor 655 may monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 652.
  • a voltmeter connected to the output terminal of the rectifier 652 may be further included in the electronic device 650, and the processor 655 may receive a voltage value from the voltmeter to monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 652. have.
  • the processor 655 may provide the communication circuit 657 with information including the voltage value of the output terminal of the rectifier 652.
  • the communication circuit 657 may transmit a communication signal including received power related information by using a communication antenna (not shown).
  • the received power related information may be information associated with the magnitude of the received power, such as, for example, the voltage at the output of the rectifier 652, and may include a magnitude value of the current at the output of the rectifier 652.
  • an ammeter or a voltmeter capable of measuring the current at the output terminal of the rectifier 652 may further be included in the electronic device 650.
  • the ammeter may be implemented in various forms such as a direct current ammeter, an alternating current ammeter, a digital ammeter, and the like.
  • the voltmeter may be implemented in various forms, such as an electro dynamic instrument voltmeter, an electrostatic voltmeter, and a digital voltmeter, and the type is not limited.
  • the position for measuring the received power-related information is not limited to any point of the electronic device 650, as well as the output terminal of the rectifier 652.
  • the processor 657 may transmit a communication signal 659 including identification information of the electronic device 650 to the wireless power transmitter 600.
  • the memory 656 may store a program or algorithm that can control various hardware of the electronic device 650.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may set a plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may set more directions.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine a patch antenna group corresponding to each of the plurality of directions. For example, as shown in FIG. 5, the wireless power transmitter sets four patch antennas into one group to form an RF wave in a specific direction.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may generate a signal output to each patch antenna group corresponding to each of the plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting wireless power may insert identification information into each of the generated signals.
  • the wireless power transmission apparatus may further include a divider for distributing power from the power source to the patch antenna. The power distributed by the distributor may be modulated according to a preset communication scheme, and identification information may be inserted into the modulated signal.
  • the apparatus for transmitting wireless power may transmit, by the patch antenna, a signal including the identification information in each of a plurality of directions.
  • the signal into which the identification information is inserted may be reflected and received by the wireless power transmitter.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine identification information of the received signal and determine the received signal from each of the plurality of directions.
  • the wireless power transmitter generates reference information or detects an electronic device using the received signal. For example, a plurality of reflected signals may be received at one patch antenna of the wireless power transmitter. Even if a plurality of reflected signals are received at one time, the wireless power transmitter can distinguish the reflected signals by checking the identification information.
  • FIG. 8 is a block diagram for dividing a reflected signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signal Hr (t).
  • the reflected signal Hr (t) is assumed to include all of the reflected signal of the first pilot signal, the reflected signal of the second pilot signal, and the reflected signal of the Nth pilot signal.
  • the wireless power transmitter may include a plurality of delay elements 801, 802,..., 80N.
  • each of the delay elements 801, 802, ..., 80N can delay the signal by the time of Tf, 2xTf, and NxTf.
  • the delay elements 801, 802,..., 80N may be for correcting time diversity.
  • the wireless power transmitter may distribute the reflected signal Hr (t) and input the delayed signals 801, 802, and 80N, respectively.
  • Each of the delay elements 801, 802,..., 80N may delay the reflected signal Hr (t) by a predetermined time.
  • Each of the delayed signals may be multiply coded. More specifically, a code of a 1,0 may be multiplied to a signal delayed by the delay element 801.
  • a i, j representing a code i may be an index of information representing identification information of a pilot signal, and j may be an index of information for correcting time diversity.
  • the wireless power transmitter may transmit a pilot signal including identification information of a i in the i-th direction.
  • a code of a 1,0 , a 1,1 , a 1, N -1 may be multiplied, and the result of the multiplication is a summer ( 820).
  • the result summed by the summer 820 may be delayed by T e -NTf by the delay element 831, where T e -NTf may be an average delay value. Accordingly, H 0, which is a reflected signal corresponding to the zero direction, may be obtained. In particular, the reflected signal H 0 is a value whose time diversity is corrected, so that an accurate reflected signal can be obtained.
  • the result summed by each of summers 821 and 822 can be delayed by T e -NTf by the delay elements 832 and 833. Accordingly, the reflected signals H 1 to H N -1 corresponding to each of the first to Nth directions may be obtained.
  • the wireless power transmitter may distinguish the reflected signals corresponding to each of the pilot signals from each other.
  • the above-described scheme is merely exemplary, and it will be readily understood by those skilled in the art that there is no limitation on the method of simultaneously receiving a plurality of signals.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may set a plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine a patch antenna group corresponding to each of the plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may generate a signal output to each patch antenna group corresponding to each of the plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting wireless power may transmit each of the generated signals at different frequencies.
  • the wireless power transmitter may modulate the signals output to the patch antennas at different frequencies. Signals modulated at different frequencies may be input to each patch antenna group, such that each of the patch antennas may transmit each of signals having different frequencies in different directions.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signal for each frequency.
  • the wireless power transmission apparatus may further include a plurality of filters each passing signals of different frequencies.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signal for each frequency according to the filtering after distributing the received signal into a plurality of paths.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may generate reference information or detect an electronic device using the received signal.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmission apparatus may set a plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine time intervals corresponding to each of the plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may transmit a signal output to the patch antenna group for each time interval.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signal for each time interval.
  • the wireless power transmitter may transmit a sub-RF wave, that is, a pilot signal, in the first direction during the first period.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signal during the second period.
  • the signal received during the second period may be a reflected signal of the pilot signal transmitted in the first direction.
  • the wireless power transmitter may transmit a pilot signal in the second direction.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signal of the pilot signal transmitted in the second direction.
  • the wireless power transmitter generates reference information or detects an electronic device using the received signal.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may transmit pilot signals in a plurality of directions, receive reflected signals, and generate and store reference information for the plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may transmit pilot signals in a plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may receive reflected signals corresponding to each of the plurality of directions.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether a difference is detected between the reflected signal and the reference information.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether a difference between at least one of amplitude, phase, and running time, which is characteristic of a reflected signal, and at least one of amplitude, phase, and running time of reference information exceeds a preset threshold. have.
  • the wireless power transmitter determines whether a communication signal is received from the detection target.
  • the wireless power transmitter determines that the detection target is the electronic device, and may proceed with a wireless charging procedure. If the communication signal is not received, in operation 1170, the wireless power transmitter determines that the detection target is not the charging target, and may update the reference information.
  • the wireless power transmitter may store reference information having a signal attenuation of ⁇ 4.1 dB, a phase change of ⁇ 3 rad, and a running time of 0.28 ⁇ s in the fourth direction as shown in Table 1.
  • the wireless power transmitter may determine that the reflected signal has a signal attenuation of ⁇ 1.2 dB, a phase change of 40 rad, and a running time of 0.12 ⁇ s compared to the pilot signal. As described above, the wireless power transmitter can detect the detection target in the fourth direction. If the communication signal is not received, the wireless power transmission apparatus may determine the detection target as an obstacle and update the reference information in the fourth direction as shown in Table 2 below.
  • the wireless power transmitter can adaptively manage the reference information even when the terrain of the region is changed.
  • 12A is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may transmit pilot signals in a plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may receive the reflected signals corresponding to each of the plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may detect a difference between the reflected signal and the reference information.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may form an RF wave corresponding to the position where the difference is detected.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine a direction in which a difference occurs.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may additionally determine the distance to the detection object based on a time of flight. Accordingly, the apparatus for transmitting power wirelessly may determine the position of the detection target, and may control at least one of the amplitude and phase of each of the patch antennas so that sub-RF waves are constructively interfered at the position of the detection target.
  • the wireless power transmitter may receive a communication signal from the electronic device.
  • the communication signal may include at least one of an amplitude at the time of transmission and a time stamp at the time of transmission.
  • the wireless power transmitter may compare the amplitude at the time of transmitting the communication signal with the amplitude at the time of receiving the communication signal, and determine the distance to the electronic device according to the degree of attenuation.
  • the wireless power transmitter can determine the distance to the electronic device based on the time stamp at the time of transmission and the reception time of the communication signal.
  • FIG. 12B is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 12B will be described in detail with reference to FIG. 13. 13 is a conceptual diagram illustrating RF wave formation in a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • Operation 1210 to operation 1230 may be similar to FIG. 12A.
  • the wireless power transmitter may sequentially form a plurality of detection RF waves for detecting the electronic device corresponding to the direction in which the difference between the reflected signal and the reference information is detected.
  • the wireless power transmitter may adjust the RF wave using the received power related information received from the electronic device.
  • the wireless power transmitter may maintain the formation of the RF wave when the received power related information satisfies a predetermined condition. That is, the wireless power transmitter may adjust the RF wave until the received power related information satisfies a predetermined condition.
  • the wireless power transmitter 1300 includes at least one of phase and amplitude for each patch antenna 1311 to 1326 to form a detection RF wave in a direction ( ⁇ , ⁇ ) where a difference is detected. Can be determined. For example, if it is determined that the electronic device 1350 is disposed in a relatively right direction, a plurality of patch antennas 1311 through 1326 may be applied by applying a relatively large delay to the patch antenna disposed on the left side. The sub-RF waves from each may be subject to constructive interference on the right side.
  • a plurality of patch antennas may be applied by applying a relatively large delay to the patch antenna disposed on the upper side. 1311 to 1326 may cause sub-RF waves from each of the relatively upward constructive interference.
  • the wireless power transmitter 1300 applies a different delay to each of the patch antennas 1311 to 1326 arranged in two dimensions, so that the phases of the RF waves generated by each of the patch antennas 1311 to 1326 are differently formed. can do.
  • the apparatus 1300 may determine the magnitude of power applied to each of the patch antennas 1311 to 1326 such that the detection RF wave 1331 is formed corresponding to the first test distance.
  • the apparatus 1300 for wireless power transmission may determine the magnitude of the first test power provided to the plurality of patch antennas 1311 to 1326 without determining the distance.
  • the first test distance or the magnitude of the first test power may be a default value.
  • the apparatus 1300 for wireless power transmission uses the at least one of the phase and amplitude of each of the determined patch antennas 1311 to 1326 and the power applied to each of the determined patch antennas 1311 to 1326 to detect the RF wave 1331. It may be formed corresponding to the first test distance.
  • the wireless power transmitter 1300 may receive the received power related information from the electronic device 1350.
  • the wireless power transmitter 1300 may determine whether the received power related information satisfies a preset condition. For example, the wireless power transmitter 1300 may determine whether the voltage of the rectifier output terminal of the electronic device 1350, which is the received power related information, exceeds a preset threshold.
  • the wireless power transmitter 1300 may apply power to each patch antenna 1311 to 1326 such that the RF wave 1332 is formed to correspond to the next test distance. Can be adjusted to form the detection RF wave 1332 corresponding to the next test distance.
  • the apparatus 1300 for wireless power transmission may determine the magnitude of the next test power without determining the test distance and apply it to each of the patch antennas 1311 to 1326.
  • the wireless power transmission device 1300 may reduce the test distance.
  • the wireless power transmitter 1300 may adjust the amount of power applied to each of the patch antennas 1311 to 1326 until the predetermined condition for the received power related information is satisfied. For example, the wireless power transmitter 1300 reports the amount of power applied to each of the patch antennas 1311 to 1326 until the voltage of the rectifier output terminal of the electronic device 1350 reports a value exceeding a preset threshold. Can be adjusted.
  • the wireless power transmitter 1300 may perform wireless charging by maintaining power applied for each patch antenna for transmitting an RF wave.
  • the RF wave 1333 formed with the third test distance it may be determined that a condition in which the reception power related information is preset is satisfied.
  • the apparatus 1300 may maintain the amount of power applied to each of the patch antennas 1311 to 1326 so that the formation of the RF wave 1333 is maintained at the third test distance.
  • the wireless power transmitter 1300 may determine that the distance to the electronic device 1350 is the third test distance R, or the patch antennas 1311 to 1326 without determining the distance to the electronic device 1350. It is also possible to control only the power applied to each.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a charging of a plurality of electronic devices according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 14 will be described in more detail with reference to FIGS. 15A through 15C.
  • 15A and 15B illustrate a plan view of a region including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15C is a conceptual diagram illustrating a charging section and a detection section according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may perform charging on the first electronic device in the charging period.
  • the wireless power transmitter 401 may form an RF wave 1501 corresponding to the position of the electronic device 450.
  • the wireless power transmitter may transmit each of a plurality of pilot signals in a plurality of directions in a detection interval.
  • the wireless power transmitter 401 may stop formation of the RF wave 1501 and transmit the pilot signal 1511.
  • the wireless power transmitter 401 is shown as transmitting one pilot signal 1511, this is for convenience of description, and the wireless power transmitter 401 may be plural as shown in FIG. 4B.
  • the pilot signal can be transmitted in two directions.
  • the wireless power transmitter 401 may receive the signal 1512 reflecting the pilot signal 1511.
  • the wireless power transmitter 401 may receive the reflected signal 1512, and compare the reflected signal 1512 with reference information to determine the second electronic device 460. Can be further detected.
  • the wireless power transmitter determines a location of the second electronic device, for example, a direction and a distance d10, in the detection interval.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may adjust and form an RF wave for the second electronic device 460 until the reception power related information satisfies a predetermined condition without determining the distance of d10.
  • the wireless power transmitter may charge the first electronic device and the second electronic device in the charging period.
  • the wireless power transmission apparatus may determine a patch antenna group for charging each of the plurality of electronic devices. The wireless power transmitter may perform wireless charging on the plurality of electronic devices using the patch antenna group.
  • the wireless power transmitter may classify the plurality of patch antennas into patch antennas for charging the first electronic device and patch antennas for charging the second electronic device to perform charging.
  • the wireless power transmitter may charge the first electronic device in the first charging section and charge the second electronic device in the second charging section to charge the plurality of electronic devices.
  • 15C is a conceptual diagram illustrating a charging section and a detection section according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may transmit power having a magnitude of P0 during the initial charging period.
  • the size of P0 may be a size of power for charging the first electronic device.
  • the wireless power transmission device may enter the detection section.
  • the wireless power transmitter may transmit pilot signals in a plurality of directions in a transmission detection interval.
  • the magnitude of P1 may be the magnitude of a pilot signal.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may control each of the patch antennas so as to receive the reflected signal in the detection detection interval.
  • the wireless power transmitter may detect the second electronic device by analyzing the reflected signal.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may enter the charging section again and may transmit power having a size of P2.
  • the size of P2 may be the size of power for charging the first electronic device and the second electronic device.
  • the wireless power transmitter may enter the detection period again, transmit a pilot signal, and receive the reflected signal.
  • the length of the charging section and the detection section may be adjustable.
  • FIG. 15C is merely an example, and the wireless power transmitter according to various embodiments may transmit a pilot signal for detection when a specific event is detected aperiodically.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 16 will be described in more detail with reference to FIGS. 17A and 17B. 17A and 17B illustrate a plan view of an area including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 401 may charge the electronic device 450 in the charging period. As described above, the wireless power transmitter 401 may determine at least one of a direction and a position of the electronic device 450 according to previously transmitted pilot signals and received reflected signals, and perform charging by using the same. have. For example, as illustrated in FIG. 17A, the wireless power transmitter 401 may form an RF wave 1501 corresponding to the position of the electronic device 450. Meanwhile, it is assumed that the obstacle 470 is disposed between the wireless power transmitter 401 and the electronic device 450 during charging.
  • the wireless power transmitter 401 may transmit each of the plurality of pilot signals in each of the plurality of directions in the detection interval. Although not shown, the wireless power transmitter 401 may transmit a plurality of pilot signals in a plurality of directions and receive a reflected signal corresponding thereto. In operation 1630, the wireless power transmitter 401 may determine whether additional detection targets are detected in the detection interval.
  • the wireless power transmitter 401 may determine whether the detection target is another electronic device. For example, the wireless power transmitter 401 may determine whether the electronic device is an electronic device according to whether a communication signal is received from a detection target. If the communication signal is not received, the wireless power transmitter 401 may determine the detection target as the obstacle 470.
  • the wireless power transmitter 401 may determine whether the direction in which the detection target is located and the direction in which the electronic device 450 which has been previously charged are disposed correspond to each other. As described above, the wireless power transmitter 401 previously grasps the direction in which the electronic device 450 is disposed, and detects the obstacle 470 according to the pilot signal transmission and the reflected signal reception in operation 1630. This arrangement direction can be grasped. When the difference between the direction in which the electronic device 450 is disposed and the direction in which the obstacle 470 is disposed is less than a preset threshold, the wireless power transmitter 401 may be configured such that the direction in which the obstacle 470 is disposed is the electronic device 450. ) May correspond to the direction in which it is disposed.
  • the preset threshold may be preset to such an extent that the obstacle 470 may affect the charging of the electronic device 450. As shown in FIG. 17A, when the obstacle 470 is disposed in a path in which the RF wave 1501 is formed, the obstacle 470 may absorb a portion of the RF wave 1501, thereby reducing charging efficiency. It may be.
  • the wireless power transmitter 401 may charge the electronic device 450 by avoiding the detection target, that is, the obstacle 470.
  • the wireless power transmitter 401 may form the RF wave 1701 in a direction different from the conventional one.
  • the RF wave 1701 may be transmitted from the wireless power transmission device 401 and then proceed to the electronic device 450 after being reflected by a structure such as a wall 415. Accordingly, the electronic device 450 may perform wireless charging without the influence of the obstacle 470.
  • the wireless power transmitter 401 may update reference information.
  • the apparatus 401 for transmitting power wirelessly may reflect characteristics of the reflected signal with respect to the direction in which the obstacle 470 is disposed in the reference information.
  • the wireless power transmission apparatus 401 may also store information on the detour path associated with the direction in which the obstacle 470 is disposed. Accordingly, when it is determined that another electronic device is disposed in the direction in which the obstacle 470 is disposed later, the wireless power transmitter 401 may form the RF wave 1701 through a bypass path instead of the corresponding direction. have.
  • the wireless power transmitter may charge both the first electronic device and the second electronic device.
  • FIGS. 19A and 19B illustrate a plan view of an area including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 401 may charge the electronic device 450 in a charging period. For example, the electronic device arranged in the fourth direction after detecting that the reflected signal characteristic of the pilot signal for the fourth direction is different from the reference information in the previous detection section is detected. 450 may be charged. In operation 1820, the wireless power transmitter 401 may transmit each of the plurality of pilot signals in each of the plurality of directions in the detection interval.
  • the wireless power transmitter 401 may detect movement of the electronic device 450 in the detection period. For example, the wireless power transmitter 401 may detect that the characteristic of the reflected signal of the pilot signal in the fifth direction is different from the reference information in the detection period. In addition, the wireless power transmitter 401 may detect that the characteristic of the reflected signal of the pilot signal for the fourth direction is not different from the existing reference information. Accordingly, the wireless power transmitter 401 may determine that the electronic device 450 moves in the fifth direction. In another embodiment, the wireless power transmitter 401 may determine the movement of the electronic device 450 using the movement information received directly from the electronic device 450.
  • the wireless power transmitter 401 may determine the movement of the electronic device 450 based on the receiving direction of the communication signal received from the electronic device 450.
  • the wireless power transmitter 401 may determine the movement of the electronic device 450 by using various positioning methods such as time difference of arrival (TDOA) and frequency difference of arrival (FDOA).
  • TDOA time difference of arrival
  • FDOA frequency difference of arrival
  • the wireless power transmitter 401 may determine whether an obstacle exists between the electronic device 450 and the wireless power transmitter 401. For example, as shown in FIG. 19A, an obstacle 1910 may be disposed below the wireless power transmitter 401.
  • the apparatus 401 for transmitting power wirelessly may store signal characteristics of a direction in which the obstacle 1910 is disposed when generating reference information.
  • the wireless power transmitter 401 may determine whether the obstacle 1910 is disposed by comparing the direction of the electronic device 450 after the movement with the direction in which the obstacle 1910 is disposed. If the electronic device 450 moves in the upward direction 1901, the wireless power transmitter 401 may detect the electronic device 450 in the direction in which the furniture 412 is arranged.
  • the wireless power transmission device 401 since the direction in which the electronic device 450 is disposed is different from the direction in which the obstacle 1910 is disposed, the wireless power transmission device 401 indicates that the obstacle 1910 is not disposed in the direction of the electronic device 450. You can judge. If the electronic device 450 moves in the left direction 1902, the wireless power transmitter 401 may detect the electronic device 450 in a direction in which the obstacle 1910 is disposed. In this case, since the difference between the direction in which the electronic device 450 is disposed and the direction in which the obstacle 1910 is disposed may be less than a preset threshold, the wireless power transmitter 401 may have the obstacle 1910 in the electronic device 450. It can be determined that the arrangement in the direction.
  • the wireless power transmitter 401 may charge the electronic device 450 in response to the moved position. Can be. If it is determined that an obstacle exists between the electronic device 450 and the wireless power transmitter 401, in operation 1850, the wireless power transmitter 401 may charge the electronic device 450 by avoiding the obstacle 1910. have. For example, as shown in FIG. 19B, the wireless power transmitter 401 may charge the electronic device 450 by avoiding the obstacle 1910 by forming the RF wave 1920 as a bypass path.
  • the wireless power transmitter 401 may update the reference information by reflecting the moved position of the electronic device 450 in the reference information.
  • the wireless power transmitter 401 may perform wireless charging while tracking the movement of the electronic device 450.
  • 20 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may transmit each of a plurality of pilot signals in each of a plurality of directions in a detection interval.
  • the wireless power transmission apparatus may detect a difference between the reflected signal and the reference information.
  • the wireless power transmitter may determine movement information of the electronic device using at least one of reflected signal information and movement related information from the electronic device. For example, the wireless power transmitter may receive movement information from the electronic device periodically or aperiodically.
  • the electronic device may include various sensors such as a gyro sensor, a three-axis acceleration sensor, a geomagnetic field sensor, etc., capable of sensing the movement of the electronic device, and wirelessly transmits the movement information determined based on the sensing value of the sensor. Can send to the device.
  • the wireless power transmitter may further determine the position after the movement of the electronic device by additionally using the movement information of the electronic device as well as the direction in which the difference with the reference information is detected.
  • 21 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmission device may determine a direction in which the electronic device is disposed. As described above, the wireless power transmission apparatus may determine the direction in which the electronic device is disposed by comparing the pilot signal transmission and the reflected signal reception in the detection interval and the characteristics of the reflected signal with reference information. In operation 2120, the wireless power transmitter determines that an obstacle exists between the electronic device and the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may charge the electronic device through a path that avoids obstacles.
  • the wireless power transmission apparatus may form an RF wave in a path avoiding in various ways, which will be described later in more detail.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a method of forming an RF wave with an avoiding path according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 22 will be described in more detail with reference to FIGS. 23A and 23B.
  • 23A and 23B illustrate a plan view of an area including a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 2301 may determine a direction in which the electronic device 2303 is disposed.
  • the wireless power transmitter 2301 may transmit a pilot signal 2311 in a detection interval, and may receive a signal reflected by the pilot signal 2311 by the electronic device 2303.
  • the wireless power transmitter 2301 may determine a direction in which the electronic device 2303 is disposed based on the difference between the characteristic of the reflected signal and the reference information.
  • the wireless power transmitter 2301 may store, as reference information, the reflected signal characteristic of the pilot signal with respect to the direction of the obstacle 2302.
  • the wireless power transmitter 2301 may determine that an obstacle 2302 exists between the electronic device 2303 and the wireless power transmitter 2301.
  • the wireless power transmitter 2301 is an electronic device 2303 and a wireless power transmitter when the difference between the direction 2303 in which the electronic device 2303 is disposed and the direction in which the obstacle 2302 is disposed is less than a preset threshold. It may be determined that an obstacle 2302 exists between 2301.
  • the wireless power transmitter 2301 may form an RF wave in a direction different from the existing path.
  • the wireless power transmitter 2301 may change the formation direction of the RF wave 2312.
  • the wireless power transmitter 2301 may change the formation direction of the RF wave by adjusting at least one of amplitude and phase of each of the plurality of patch antennas.
  • the wireless power transmission apparatus 2301 may change the direction in which the RF wave 2312 is formed into a predetermined direction.
  • the wireless power transmitter 2301 may be set to move the RF wave formation direction by two unit directions.
  • the wireless power transmitter 2301 may receive received power related information from the electronic device 2303. In addition, the wireless power transmitter 2301 may determine whether the received power related information satisfies a predetermined condition. For example, the wireless power transmitter 2301 may determine whether the voltage at the output terminal of the rectifier of the electronic device 2303 exceeds a preset threshold.
  • the wireless power transmitter 2301 may maintain the formation of the RF wave. If the received power related information is not determined to satisfy the preset condition, the wireless power transmitter 2301 may form an RF wave in a direction different from the existing path. For example, as shown in FIG. 23B, the wireless power transmitter 2301 may readjust the formation direction of the RF wave 2313. In this case, the RF wave 2313 may be reflected by the wall and transmitted to the electronic device 2303. Accordingly, the wireless power transmitter 2301 may charge the electronic device 2303 without the influence of the obstacle 2302. In this case, the received power related information of the electronic device 2303 may satisfy a preset condition.
  • the wireless power transmitter 2301 may receive received power related information from the electronic device 2303, and the received power related information may satisfy a predetermined condition.
  • the wireless power transmitter 2301 may maintain the formation of the RF wave 2313 in response to meeting a predetermined condition.
  • the wireless power transmitter 2301 may store a avoidance path corresponding to the location of the electronic device 2303, that is, a condition for forming the RF wave 2313. Accordingly, when another electronic device is detected later at the location of the electronic device 2303, the wireless power transmitter 2301 may directly form the RF wave 2303 without additional procedures.
  • the wireless power transmitter 2410 may include a communication antenna 2411, and the electronic device 2450 may include a plurality of communication antennas 2251 and 2452.
  • the first communication signal transmitted by the communication antenna 2251 may take a first time ⁇ t1 until it is received by the communication antenna 2411.
  • the second communication signal transmitted by the communication antenna 2452 may take a second time ⁇ t2 until it is received by the communication antenna 2411. If no obstacle is disposed between the electronic device 2450 and the wireless power transmitter 2410, the difference between the first time ⁇ t1 and the second time ⁇ t2 is not large. Meanwhile, as shown in FIG.
  • an obstacle 2460 may be disposed between the wireless power transmitter 2410 and the electronic device 2450.
  • communication signals may be received by the communication antenna 2411 bypassing the obstacle 2460.
  • the first communication signal transmitted by the communication antenna 2451 may take a third time ⁇ t3 until it is received by the communication antenna 2411.
  • the second communication signal transmitted by the communication antenna 2452 may take a fourth time ⁇ t4 until it is received by the communication antenna 2411.
  • the difference between the third time ⁇ t3 and the fourth time ⁇ t4 may be relatively large. This is due to the different paths of the first communication signal and the second communication signal.
  • the wireless power transmitter 2410 may detect an obstacle between the electronic device 2450 and the wireless power transmitter 2410. 2460 may be determined to be disposed.
  • 25 is a flowchart illustrating an obstacle detecting method according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmission device may receive a first transmission signal from a first antenna of the electronic device at a first time point.
  • the wireless power transmission device may receive a second transmission signal from a second antenna of the electronic device at a second time point.
  • An electronic device may be configured to first transmit a first transmission signal to a first antenna and to transmit a second transmission signal to a second antenna after a predetermined time. The preset time may also be stored in advance in the wireless power transmission apparatus.
  • Each of the first transmission signal and the second transmission signal may include identification information that is transmitted from each of the first antenna and the second antenna.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether a difference between the first reception time and the second reception time exceeds a preset threshold.
  • a preset threshold may be set to a value obtained by adding, in addition to a preset time, a value that may be determined to be substantially identically received by the first transmission signal and the second transmission signal.
  • the wireless power transmitter determines that an obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter. If it is determined that the difference between the first reception time and the second reception time exceeds a preset threshold, the wireless power transmitter may determine that no obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine the presence of an obstacle by determining a travel time TOF of each of the communication signals.
  • the communication signal may include a time stamp at the time of transmission.
  • the first communication signal may include a time stamp at the time of transmission of the first communication signal
  • the second communication signal may include a time stamp at the time of transmission of the second communication signal.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine the first travel time of the first communication signal by comparing the reception time and the transmission time of the first communication signal, and compare the reception time and the transmission time of the second communication signal, The second progress time of the two communication signals may be determined. As described above with reference to FIGS.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether an obstacle is disposed using a difference between the first travel time and the second travel time.
  • 26 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may receive received power related information and movement information from the electronic device.
  • the apparatus for transmitting wireless power may determine whether the received power related information does not satisfy a preset condition. For example, the wireless power transmitter may detect that the voltage at the output terminal of the rectifier of the electronic device is less than or equal to a preset threshold. That is, the preset condition may be a condition indicating that the electronic device does not receive a sufficient amount of power.
  • the wireless power transmission device may determine whether the movement of the electronic device is detected. If it is determined that the electronic device has moved, in operation 2640, the wireless power transmission device may determine that the electronic device is out of the power transmission range of the wireless power transmission transmitter. If it is determined that the electronic device is out of the power transmission range, the wireless power transmission device may start a process for locating the electronic device.
  • the wireless power transmitter may determine that an obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter.
  • a storage medium storing instructions, wherein the instructions are configured to cause the at least one processor to perform at least one operation when executed by at least one processor, the at least one The operation of may include storing first reflected signal information about the pilot signal transmitted at the first time point as reference information; At a second time point, transmitting a pilot signal; And comparing the second reflected signal information on the pilot signal transmitted at the second time point with the reference information, and determining the position of the detection target based on the comparison result.
  • a storage medium storing instructions, wherein the instructions are configured to cause the at least one processor to perform at least one operation when executed by at least one processor, the at least one
  • the operation of the method may include receiving a first communication signal from a first antenna of the electronic device; Receiving a second communication signal from a second antenna of the electronic device; Determining whether an obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter using the first reception time of the first communication signal and the second reception time of the second communication signal; And when the obstacle is determined to be disposed, transmitting the power to the electronic device by avoiding the obstacle.
  • the commands may be stored in an external server, or may be downloaded and installed in an electronic device such as a wireless power transmission device. That is, the external server according to various embodiments of the present disclosure may store instructions that can be downloaded by the wireless power transmission apparatus.
  • a wireless power transmitter and a control method thereof capable of quickly determining a position of an electronic device by transmitting pilot signals in multiple directions and analyzing reflections thereof This may be provided.
  • the present invention also provides a wireless power transmitter and a control method thereof, which can perform wireless charging by avoiding obstacles located between the electronic device and the wireless power transmitter.

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Abstract

무선 전력 송신 장치가 제공된다. 무선 전력 송신기는, 안테나, 메모리 및 프로세서를 포함하며, 프로세서는 제 1 시점에서 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 1 반사 신호 정보를 레퍼런스(reference) 정보로서 메모리에 저장하도록 제어하고, 제 2 시점에서, 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 2 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보와 비교하도록 제어하고, 비교 결과를 바탕으로 검출 대상의 위치를 판단하도록 설정된 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법
본 발명은 일반적으로 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 예를 들어 전자 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing)로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있으며 그 중 전자기파 방식은 다른 방식에 비해 수 m에 이르는 원거리 전력 전송에 보다 유리하다.
전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달할 수 있다.
상기 정보는 본 개시의 이해를 돕기 위해 배경 정보로서 제공된다.
종래의 전자기파 방식은, 충전 대상, 예를 들어 전자 장치의 위치를 판단하기 위하여 복수 개의 방향에 대하여 RF(radio frequency) 웨이브(wave)를 형성하여 보고, 전자 장치로부터 전력 관련 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 전자 장치의 위치를 판단하는 방법을 이용하였다. 하지만, 복수 개의 방향에 대한 RF 웨이브 형성 및 전력 관련 정보 수신에 소요되는 시간이 오래 걸린다. 이 경우, 전자 장치가 한 위치에 고정됨이 담보될 수 없고, 특히 인체 유해성으로 인하여 충전 대상 감지 이전에는 높은 전력을 송신할 수 없다는 문제점이 발생한다.
특히, 사용자가 소형의 전자 장치를 들거나 또는 착용한 경우에는, 전자 장치의 위치가 빈번하게 변경될 수 있다. 이에 따라, 신속한 전자 장치의 위치 판단이 효율적인 무선 충전의 관건이다. 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신하고, 이에 대한 반사된 신호를 분석하여 전자 장치의 위치를 신속하게 파악할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. 아울러, 본 발명은 전자 장치와 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 배치된 경우에, 장애물을 회피하여 무선 충전을 수행할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 안테나, 메모리 및 프로세서를 포함하며, 프로세서는 제 1 시점에서 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 1 반사 신호 정보를 레퍼런스(reference) 정보로서 메모리에 저장하도록 제어하고, 제 2 시점에서, 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 2 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보와 비교하도록 제어하고, 비교 결과를 바탕으로 검출 대상의 위치를 판단하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은, 제 1 시점에서 송신된 파일럿 신호에 대한 제 1 반사 신호 정보를 레퍼런스(reference) 정보로서 저장하는 동작; 제 2 시점에서, 파일럿 신호를 송신하는 동작; 및 상기 제 2 시점에서 송신된 파일럿 신호에 대한 제 2 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보와 비교하고, 비교 결과를 바탕으로 검출 대상의 위치를 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 복수 개의 안테나, 통신 회로 및 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 상기 통신 회로를 통하여, 전자 장치의 제 1 안테나로부터 제 1 통신 신호를 수신하고, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 전자 장치의 제 2 안테나로부터 제 2 통신 신호를 수신하고, 상기 제 1 통신 신호의 제 1 수신 시각 및 상기 제 2 통신 신호의 제 2 수신 시각에 기초하여, 상기 전자 장치와 상기 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 배치된지 여부를 판단하고, 상기 장애물이 상기 전자 장치와 상기 무선 전력 송신 장치 사이에 배치된 것으로 판단되면, 상기 장애물을 회피하여, 상기 복수 개의 패치 안테나를 통하여, 상기 전자 장치에 전력을 송신하도록 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은, 전자 장치의 제 1 안테나로부터 제 1 통신 신호를 수신하는 동작; 상기 전자 장치의 제 2 안테나로부터 제 2 통신 신호를 수신하는 동작; 상기 제 1 통신 신호의 제 1 수신 시각 및 상기 제 2 통신 신호의 제 2 수신 시각을 이용하여, 상기 전자 장치와 상기 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물의 배치 여부를 판단하는 동작; 및 상기 장애물이 전자 장치와 상기 무선 전력 송신 장치 사이에 배치된 것으로 판단되면, 상기 장애물을 회피하여 상기 전자 장치에 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상들, 장점들 및 현저한 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 특징들, 특징들 및 부수적 인 이점들은 첨부 된 도면들과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해지고 보다 용이하게 이해 될 것이며, 동일한 도면 부호는 동일한 요소들을 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 배치된 특정 지역의 평면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 파일럿 신호의 송신을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반사된 신호의 구분을 위한 블록도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 전자 장치의 충전을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
도 15c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 구간 및 검출 구간의 개념도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 17a 및 17b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 19a 및 19b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 회피 경로로 RF 웨이브를 형성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 23a 및 23b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
도 24a 및 24b는 장애물을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 장애물 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
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 소프트웨어적 또는 그들의 조합으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 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 무선 전력 송신 장치 또는 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 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제한이 없다. 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 생체 이식형 회로 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제한이 없다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신 장치 또는 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, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제한이 없다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 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) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제한이 없다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치 또는 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) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제한이 없다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(100)는 적어도 하나의 전자장치(150, 160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 패치 안테나(patch antenna)(111 내지 126)를 포함할 수 있다. 패치 안테나(111 내지 126)는 각각이 RF 웨이브를 발생시킬 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 패치 안테나(111 내지 126)가 발생시키는 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나는 무선 전력 송신 장치(100)에 의하여 조정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 패치 안테나(111 내지 126) 각각이 발생시키는 RF 웨이브를 서브 RF 웨이브라 명명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나(111 내지 126)에서 발생되는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 한편, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에 전자장치(150)가 배치된 것을 결정할 수 있다. 여기에서, 전자장치(150)의 위치는, 예를 들어 전자장치(150)의 전력 수신용 안테나가 위치한 지점일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 전자장치(150)의 위치를 결정하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 전자장치(150)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 여기에서, 패치 안테나(111 내지 126)를 제어한다는 것은, 예를 들어 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 크기를 제어하거나 또는 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 위상(또는 딜레이)을 제어하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 특정 지점에서 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 제어하는 기술인 빔-포밍(beam forming)에 대해서는 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 본 발명에서 이용되는 빔-포밍의 종류에 대하여 제한이 없음 또한 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 미국 공개특허 2016/0099611, 미국 공개특허 2016/0099755, 미국 공개특허 2016/0100124 등에 개시된 바와 같은, 다양한 빔 포밍 방법이 이용될 수 있다. 빔-포밍에 의하여 형성된 RF 웨이브의 형태를, 에너지 포켓(pockets of energy)이라 명명할 수도 있다.
서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(130)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대 및/또는 실질적으로 클 수 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(160)를 충전하기 위하여 서브 RF 웨이브들이 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(131)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 진폭이 최대 및/또는 실질적으로 클 수 있으며, 전자장치(160)는 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 전자장치(150)는 상대적으로 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들이 먼저 형성된 이후에, 소정의 시간이 흐른 후에 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 서브 RF 웨이브가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 동시에 만날 수 있으며, 즉 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다. 만약, 상대적으로 중앙의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)와 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)와 실질적으로 동일한 딜레이를 적용할 수 있다. 또한, 상대적으로 좌측의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)에 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 예를 들어 상술한 딜레이에 대응되는 위상을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 결정하고, 결정된 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되게 하여, 높은 송신 효율로 무선 충전을 수행할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 정확히 파악하여야만, 높은 송신 효율의 무선 충전이 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 이하에서, 무선 전력 송신 장치가 특정 동작을 수행한다는 것의 의미는, 무선 전력 송신 장치의 프로세서가 특정 동작을 수행하거나 또는 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치가 특정 정보를 저장한다는 것의 의미는, 무선 전력 송신 장치에 포함된 메모리가 특정 정보를 저장한다는 것을 의미할 수도 있다.
210 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치를 검출할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는, 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 파일럿 신호가 반사된 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 반사된 신호 정보, 즉 신호 특성은, 예를 들어 반사된 신호의 진폭, 위상 및 진행 시간(time of flight) 중 적어도 하나를 레퍼런스(reference) 정보로서 미리 저장할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치는, 무선 전력 송신 장치가 배치된 지역에 대응하는 신호 특성을 저장할 수 있다. 만약, 전자 장치와 같은 물체가 지역에 추가적으로 배치된 경우에는, 신호 특성이 이전과 달라질 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신하고, 반사된 신호의 특성을 미리 저장된 레퍼런스 정보와 비교할 수 있다. 반사된 신호의 특성과 레퍼런스 정보가 차이가 있으면, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치를 검출할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치는, 검출 대상이 전자 장치인지 또는 장애물인지를 판단할 수도 있으며, 이는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
220 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치가 전자 장치가 배치된 방향 또는 전자 장치의 위치를 판단하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
230 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 위치에 대응하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치가 배치된 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신 장치가 전자 장치가 배치된 방향으로 RF 웨이브를 형성하는 것은, 전자 장치가 배치된 방향의 하나 또는 이상의 지점 상에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 패치 안테나들 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어하는 것을 의미할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 전자 장치로부터 전자 장치가 수신한 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있으며, 이에 따라 RF 웨이브 형성을 유지하거나 RF 웨이브를 조정하여 재형성할 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 무선 전력 송신 장치는 RF 웨이브 형성을 유지할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 무선 전력 송신 장치는 패치 안테나로 인가하는 전력의 크기를 조정함으로써 RF 웨이브를 재형성할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는, 전자 장치로부터 수신된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할때까지 RF 웨이브를 조정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 위치를 직접 판단할 수도 있다. 이 경우에는, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 패치 안테나들 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 240 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 형성된 RF 웨이브를 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 3의 실시예는 도 4a 내지 4c를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 4a 내지 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 배치된 특정 지역의 평면도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(401)는, 예를 들어 도 4a에서와 같이, 특정 지역(400)의 중앙에 위치할 수 있다. 특정 지역(400)은 실내를 구성하는 4개의 벽(413,414,415,416)을 포함할 수 있다. 특정 지역(400)의 상측에는 TV(411)가 배치될 수 있으며, 우측에는 가구(412)가 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)와 TV(411) 사이의 거리는 d1일 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(401)와 가구(412) 사이의 거리는 d3일 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(402)와 벽들(413,414,415,416) 사이의 거리는 방향에 따라 d2, d4 내지 d8일 수 있다.
도 3을 참조하면, 310 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 제 1 시점에서, 복수 개의 방향으로 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 제 1 방향 내지 제 8 방향 각각으로 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각을 송신할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각을 하나의 시점에서 송신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각에 식별 정보를 삽입하여 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각을 상이한 주파수로 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각을 시간 순서에 따라 송신할 수도 있다.
320 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 복수 개의 반사 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에서와 같이, 제 1 파일럿 신호(421)는 무선 전력 송신 장치(401)로부터 송신된 후, TV(411)에 의하여 반사될 수 있다. 이에 따라 반사된 신호(422)가 무선 전력 송신 장치(401)로 수신될 수 있다. 반사된 신호(422)는 송신된 파일럿 신호(421)에 비하여 진폭 및 위상 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(421)의 송신 시점과 반사된 신호(422)의 수신 시점의 차이인 진행 시간(time of flight)을 판단할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(427)가 하나의 벽(414)에 의하여 1차적으로 반사(428)되고, 2차 반사되어 생성된 반사된 신호(429)를 수신할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 송신한 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각에 대응하는 반사된 신호(422,424,426,429,431,433,435,437)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 반사된 신호(422,424,426,429,431,433,435,437) 각각이 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각에 대응하는지를, 식별 정보 및 주파수 중 적어도 하나에 기초하여 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(401)는 반사된 신호(422,424,426,429,431,433,435,437) 각각이 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436) 각각에 대응하는지를 시분할에 따라서 판단할 수도 있다.
330 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 복수 개의 방향에 대한 레퍼런스 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(401)는 표 1과 같은 레퍼런스 정보를 저장할 수 있다.
방향 진폭 감쇄(dB) 위상 변화(rad) 진행 시간(time of flight)(μs)
제1방향 -2 +13 0.12
제2방향 -4 -2 0.24
제3방향 -3 +17 0.15
제4방향 -4.1 -3 0.28
상기와 같이, 레퍼런스 정보는, 진폭, 위상 및 진행 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, RCS(radar cross section) 등과 같이 신호의 특성을 나타내는 정보라면 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(401)는 AM-AM 노이즈, AM-PM 노이즈, IQ 시그널링 등의 다양한 신호 처리 방법을 이용하여 신호의 특성을 판단할 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. IQ 시그널링은 PSK, CDMA, WCMDA, OFDM 등의 신호 변복조 방식에서 주로 이용되며, PSK의 경우 BPSK, QPSK, 8PSK 등 변조 방식을 이용하여, 보다 정확한 왜곡 정보 파악이 가능할 수 있다. 이에 따라, 다중 경로 반사에 의한 다이버시티(time diversity) 보정에 강인할 수 있으며, 이는 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
한편, 무선 전력 송신 장치(401)는 표 1과 같은 레퍼런스 정보를 다른 무선 전력 송신 장치 또는 다른 전자 장치와 공유할 수도 있다. 레퍼런스 정보를 수신한 전자 장치는, 무선 전력 송신 장치(401)와 전자 장치 자신의 상대적인 위치를 고려하여 레퍼런스 정보를 보정하여, 추후에 이용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 다른 전자 장치로부터 레퍼런스 정보를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 파일럿 신호의 송신 및 반사파의 신호 특성을 처리하는 다른 전자 장치가 무선 전력 송신 장치(401)와 별도로 구현될 수도 있다. 이 경우, 다른 전자 장치는, 예를 들어 표 1과 같은 레퍼런스 정보를 생성하여 무선 전력 송신 장치(401)로 전달할 수도 있다. 이 경우, 다른 전자 장치는 지속적으로 파일럿 신호의 송신 및 반사파의 신호 특성을 처리할 수 있으며, 반사파 신호 특성에서 변경이 발생하면, 변경이 발생한 방향에 대한 정보를 무선 전력 송신 장치(401)로 전달할 수도 있다. 무선 전력 수신 장치(401)는 다른 전자 장치로부터 수신된 방향 정보를 자신을 기준으로 보정한 후 사용할 수 있다. 하나의 실시예에서, 다른 전자 장치는 반사파의 신호 특성을 이용하여, 장애물 또는 전자 장치의 검출까지 수행할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다른 전자 장치는 반사파의 신호 특성만을 무선 전력 송신 장치(401)로 전달할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(401)는 다른 전자 장치로부터 수신한 반사파의 신호 특성을 이용하여, 장애물 또는 전자 장치의 검출을 수행할 수도 있다.
무선 전력 송신 장치(401)는 제 1 방향으로의 파일럿 신호(421)의 진폭과 파일럿 신호(421)에 대응하는 반사된 신호(422)의 진폭을 비교하여 진폭 감쇄를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 제 1 방향으로의 파일럿 신호(421)의 위상과 파일럿 신호(421)에 대응하는 반사된 신호(422)의 위상을 비교하여 위상 변화를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 제 1 방향으로의 파일럿 신호(421)의 송신 시점 및 파일럿 신호(421)에 대응하는 반사된 신호(422)의 수신 시점 사이의 차이를 이용하여 진행 시간을 판단할 수 있다.
340 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 제 2 시점에서, 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 제 2 시점에서는, 도 4c에서와 같이, 전자 장치(450)가 지역(400) 내에 배치될 수 있다. 전자 장치(450)는 무선 전력 송신 장치(401)를 기준으로 제 4 방향으로 d9의 거리에 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(427)를 제 4 방향으로 송신할 수 있다. 다른 파일럿 신호(421,423,425,430,432,434,436)는 설명의 편의를 위하여 도시하지 않았을 뿐, 무선 전력 송신 장치(401)는 도 4b에서와 같이, 파일럿 신호(421,423,425,427,430,432,434,436)를 복수 개의 방향으로 송신할 수 있다. 한편, 파일럿 신호(427)가 전자 장치(450)에 의하여 반사된 신호(441)가 무선 전력 송신 장치(401)에서 수신될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 반사된 신호(441)의 특성을 판단할 수 있다. 350 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 레퍼런스 정보를 참조하여, 무선 충전을 위한 전자 장치(450)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 표 1과 같이 제 4 방향의 레퍼런스 정보는, 신호 감쇄가 -4.1dB이며, 위상 변화가 -3rad이며, 진행 시간이 0.28μs인 것일 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(401)는 제 2 시점에서의 반사된 신호(444)는 파일럿 신호(427)에 비하여 신호 감쇄가 -1.2dB이며, 위상 변화가 40rad이며, 진행 시간이 0.12μs인 것을 판단할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(401)는 신호 감쇄에서 2.9dB의 차이가 검출되며, 위상 변화에서 43rad의 차이가 검출되며, 진행 시간에서 0.16μs의 차이가 검출된 것을 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 레퍼런스 정보와 반사된 신호의 특성 사이의 차이가 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 해당 방향에 전자 장치(450)가 위치한 것으로 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 신호 감쇄, 위상 변화 및 진행 시간 각각의 차이를 각각의 팩터에 대하여 설정된 임계치와 비교를 수행하거나, 또는 가중치 합을 이용하여 이에 대응하여 설정된 임계치와 비교할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 임계치를 초과하는 차이가 검출되면, 무선 전력 송신 장치(401)는 해당 방향에 전자 장치(450)가 아닌 장애물이 위치한 것으로도 판단할 수도 있다. 즉, 전자 장치(450)는 해당 방향에서 검출된 물체가 전자 장치인지 또는 장애물인지를 판단할 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 기설정된 임계치 이내의 진행 시간을 가지는 반사된 신호만을 레퍼런스 정보 생성 또는 전자 장치(450)의 검출에 이용할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 파일럿 신호는 다수의 반사를 거친 후에 무선 전력 송신 장치(401)로 수신될 수도 있다. 다수의 반사를 거친 신호는 상대적으로 큰 진행 시간을 가질 수 있거나 또는 상대적으로 큰 감쇄 정도를 가질 수 있으며, 이에 따라 지역(400)의 실제 지형을 반영하지 못한다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(401)는 기설정된 임계치 이내의 진행 시간을 가지는 반사된 신호만을 레퍼런스 정보 생성 또는 전자 장치(450)의 검출에 이용할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(401)는 종래에 개발된 다양한 반사 보정 방법(예를 들어, 다이버시티 보정 방법)을 이용하여 레퍼런스 정보 생성 또는 전자 장치(450)의 검출을 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 파일럿 신호의 송신을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 5에서와 같이, 무선 전력 송신 장치는 일부의 복수 패치 안테나를 이용하여 하나의 방향으로 서브 RF 웨이브를 형성하도록 제어할 수도 있다. 예를 들어, 일부 패치 안테나들(111,112,115,116)는 제 1 방향으로 서브 RF 웨이브(511)를 형성하고, 일부 패치 안테나들(113,114,117,118)는 제 2 방향으로 서브 RF 웨이브(512)를 형성하고, 일부 패치 안테나들(119,120,123,124)는 제 3 방향으로 서브 RF 웨이브(513)를 형성하고, 일부 패치 안테나들(121,122,125,126)는 제 4 방향으로 서브 RF 웨이브(514)를 형성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(600)는 전력 소스(source)(601), 전력 송신용 안테나 어레이(610), 프로세서(620)(예를 들어, 처리 회로를 포함함), 메모리(660) 및 통신 회로(640)를 포함할 수 있다. 전자 장치(650)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이면 제한이 없으며, 전력 수신용 안테나(651), 정류기(652), 컨터버(653), 차저(charger)(654), 프로세서(655) (예를 들어, 처리 회로를 포함함), 메모리(656) 및 통신 회로(657)를 포함할 수 있다.
전력 소스(601)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 제공할 수 있다. 전력 소스(601)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신 장치(600)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(601)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(610)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들이 전력 송신용 안테나 어레이(610)에 포함될 수 있다. 복수 개의 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 전력 소스(601)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브를 형성할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 프로세서(620)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성한다는 것은, 특정 방향의 일 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함을 의미할 수 있다.
프로세서(620)는, 전력 송신용 안테나 어레이(610)가 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 형성하도록 제어할 수 있다. 메모리(630)에는 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 생성하도록 하는 프로그램 또는 알고리즘이 저장될 수 있다. 프로세서(620)는 메모리(630)에 저장된 프로그램 또는 알고리즘을 이용하여, 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(620)는, 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호를 제 1 기간 동안에 형성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(620)는 제 1 기간이 도과된 후 제 2 기간 동안, 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나들이 반사된 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 패치 안테나들이 반사된 신호를 수신할 수 있으며, 프로세서(620)는 반사된 신호 각각이 어떤 파일럿 신호에 대응되는지를 판단할 수 있다. 프로세서(620)는 반사된 신호 각각의 신호 특성을 판단할 수 있다. 프로세서(620)는 반사된 신호 각각에 대한 정보, 즉 신호 특성을 레퍼런스 정보로서 메모리(630)에 저장할 수 있다.
프로세서(620)는, 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호를 검출 구간 동안에 형성하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(600)는 검출 구간 동안에는 파일럿 신호 송신 및 반사 신호 수신을 수행하여, 충전을 수행할 검출 대상을 검출하도록 설정될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(600)는 충전 구간에서는, 검출한 전자 장치에 대하여 충전을 수행할 수 있다.
프로세서(620)는, 이후 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나들이 반사된 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 프로세서(620)는 반사된 신호 각각의 신호 특성을 판단할 수 있다. 프로세서(620)는 반사된 신호 각각의 신호 특성을 레퍼런스 정보와 비교할 수 있다. 프로세서(620)는, 비교 결과에 기초하여 검출 대상이 배치된 방향 및 위치 중 적어도 하나를 판단할 수 있다. 프로세서(620)는 검출 대상이 무선 충전을 수행할 수 있는 전자 장치(650)인지 또는 무선 충전을 수행할 수 없는 장애물인지를 구분할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 전자 장치(650)의 통신 회로(657)로부터의 통신 신호(659)가 통신 회로(640)에서 수신되는지 여부에 따라, 전자 장치(650) 또는 장애물을 구분할 수 있다. 프로세서(620)는 전자 장치(650)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 아울러, 프로세서(620)는 검출된 검출 대상을 레퍼런스 정보에 반영할 수 있다. 전자 장치(650)는 파일럿 신호의 수신에 따라 통신 신호(659)를 통신 회로(657)를 통하여 송신할 수 있다. 파일럿 신호는 적어도 통신 회로(657), 또는 통신 회로(657) 및 프로세서(655)를 웨이크 업할 수 있는 정도의 크기를 가질 수 있다.
프로세서(620)는, 전자 장치(650)가 위치한 방향을 결정할 수 있으며, 결정된 방향에 기초하여 RF 웨이브의 형성 방향을 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(620)는, 결정된 방향의 일 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 패치 안테나들 또는 패치 안테나들과 연결된 제어 수단을 제어함으로써, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(620)는 전자 장치(650)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(610)를 제어함으로써, 전자 장치(650)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는 통신 신호(659) 내의 정보를 이용하여 전자 장치(650)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(659)는 전자 장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(640)는 통신 신호(659)를 처리하여 정보를 프로세서(620)로 제공할 수 있다. 통신 회로(640) 및 통신용 안테나(미도시) 는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee), NFC(near field communication), BLE(Bluetooth low energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(659)는 전자 장치(650)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(620)는 전자 장치(650)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 전자 장치(650)의 충전 여부를 결정할 수도 있다.
아울러, 통신 신호는 무선 전력 송신 장치(600)가 전자 장치(650)를 식별하는 과정, 전자 장치(650)에 전력 송신을 허락하는 과정, 전자 장치(650)에 수신 전력 관련 정보를 요청하는 과정, 전자 장치(650)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는 과정 등에서도 이용될 수 있다. 즉, 통신 신호는, 무선 전력 송신 장치(600) 및 전자 장치(650) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
한편, 프로세서(620)는 전력 송신용 안테나 어레이(610)를 제어하여 결정된 전자 장치(650)의 방향으로 RF 웨이브(611)를 형성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(620)는, 검출용 RF 웨이브를 형성하고, 이후에 피드백으로 수신되는 또 다른 통신 신호를 이용하여 전자 장치(650)까지의 거리를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 또 다른 통신 신호에는 송신 시점에서의 타임 스탬프(time stamp)가 포함될 수도 있다. 프로세서(620)는 또 다른 통신 신호에 포함된 타임 스탬프와 수신 시점을 비교함으로써, 전자 장치(650)까지의 거리를 판단할 수도 있다.
이에 따라, 프로세서(620)는 전자 장치(650)의 방향 및 전자 장치(650)까지의 거리를 모두 결정할 수 있으며, 결국 전자 장치(650)의 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(620)는 전자 장치(650)의 위치에서 패치 안테나들이 발생하는 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록, 패치 안테나를 제어할 수 있다. 이에 따라, RF 웨이브(611)는 상대적으로 높은 송신 효율로 전력 수신용 안테나(651)로 전달될 수 있다.
전력 수신용 안테나(651)는 RF 웨이브를 수신할 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 아울러, 전력 수신용 안테나(651) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(651)에서 수신된 교류 전력은 정류기(652)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(653)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(654)로 제공할 수 있다. 차저(654)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(653)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 전자 장치(650)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
한편, 프로세서(655)는 정류기(652)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(652)의 출력단에 연결되는 전압계가 전자 장치(650)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(655)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(652)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(655)는 정류기(652)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(657)로 제공할 수 있다. 통신 회로(657)는 통신용 안테나(미도시)를 이용하여 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(652)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(652)의 출력단의 전류의 크기값을 포함할 수도 있다. 이 경우, 정류기(652)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계 또는 전압계가 전자 장치(650)에 더 포함될 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(652)의 출력단 뿐만 아니라, 전자 장치(650)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
아울러, 상술한 바와 같이, 프로세서(657)는 전자 장치(650)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(659)를 무선 전력 송신 장치(600)로 송신할 수도 있다. 메모리(656)는 전자 장치(650)의 각종 하드웨어를 제어할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
710 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 복수 개의 방향을 설정할 수 있다. 전자 장치가 배치된 방향의 정확도를 보다 향상시키기 위하여서는, 무선 전력 송신 장치는 보다 많은 방향을 설정할 수 있다. 720 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향 각각에 대응하는 패치 안테나 그룹을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서와 같이, 무선 전력 송신 장치는 네 개의 패치 안테나를 하나의 그룹으로 설정하여, 특정 방향에 대한 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
730 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향 각각에 대응하는 패치 안테나 그룹 각각으로 출력하는 신호를 생성할 수 있다. 740 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 생성된 신호 각각에 식별 정보를 삽입할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 전력 소스로부터의 전력을 패치 안테나로 분배하는 분배기(divider)를 더 포함할 수 있다. 분배기에 의하여 분배된 전력은 기설정된 통신 방식에 따라 변조될 수 있으며, 아울러 변조된 신호에는 식별 정보가 삽입될 수 있다.
750 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 식별 정보가 삽입된 신호를, 패치 안테나에 의하여, 복수 개의 방향 각각으로 송신할 수 있다. 식별 정보가 삽입된 신호는 반사되어 무선 전력 송신 장치로 수신될 수 있다. 760 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 수신된 신호의 식별 정보를 확인하여, 복수 개의 방향 각각으로부터의 수신 신호를 결정할 수 있다. 770 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 신호를 이용하여 레퍼런스 정보를 생성하거나 또는 전자 장치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치의 하나의 패치 안테나에는 복수 개의 반사 신호가 수신될 수도 있다. 복수 개의 반사 신호가 한번에 수신된다 하더라도, 무선 전력 송신 장치는, 식별 정보를 확인함으로써 반사 신호를 구분할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반사된 신호의 구분을 위한 블록도를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호(Hr(t))를 수신할 수 있다. 반사된 신호(Hr(t))에는 제 1 파일럿 신호의 반사된 신호, 제 2 파일럿 신호의 반사된 신호 내지 제 N 파일럿 신호의 반사된 신호가 모두 포함된 것으로 상정하도록 한다.
무선 전력 송신 장치는 복수 개의 딜레이 소자(801,802,…,80N)를 포함할 수 있다. 여기에서, 딜레이 소자(801,802,…,80N) 각각은 Tf, 2×Tf, N×Tf의 시간만큼 신호를 딜레이시킬 수 있다. 딜레이 소자(801,802,…,80N)는 시간 다이버시티(diversity)를 보정하기 위한 것일 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호(Hr(t))를 분배하여, 딜레이 소자(801,802,80N) 각각으로 입력시킬 수 있다. 딜레이 소자(801,802,…,80N) 각각은 반사된 신호(Hr(t))를 설정된 시간만큼 딜레이시킬 수 있다.
딜레이된 신호들 각각에는 코드가 곱연산될 수 있다. 더욱 상세하게, 딜레이 소자(801)에 의하여 딜레이된 신호에는 a1,0의 코드가 곱연산될 수 있다. 코드를 나타내는 ai,j에서 i는 파일럿 신호의 식별 정보를 나타내는 정보의 인덱스일 수 있으며, j는 시간 다이버시티를 보정하기 위한 정보의 인덱스일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 제 i 방향에는 ai의 식별 정보를 포함하는 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 딜레이 소자(801,802,…,80N)에 의하여 딜레이된 신호들 각각에는, a1,0, a1,1, a1,N -1의 코드가 곱연산될 수 있으며, 곱연산 결과는 합산기(820)에 의하여 합산될 수 있다. 합산기(820)에 의하여 합산된 결과는 딜레이 소자(831)에 의하여 Te-NTf만큼 딜레이될 수 있으며, 여기에서 Te-NTf는 평균 딜레이 값일 수도 있다. 이에 따라, 제 0 방향에 대응하는 반사된 신호인 H0가 획득될 수 있다. 특히, 반사된 신호 H0는 시간 다이버시티가 보정된 값으로, 정확한 반사된 신호가 획득될 수 있다. 상술한 바와 유사한 방식으로, 합산기(821,822) 각각에 의하여 합산된 결과는 딜레이 소자(832,833)에 의하여 Te-NTf만큼 딜레이될 수 있다. 이에 따라, 제 1 방향 내지 제 N-1 방향 각각에 대응하는 반사된 신호인 H1 내지 HN -1가 획득될 수 있다. 상술한 바에 따라, 하나의 안테나에서 복수 개의 반사된 신호가 한꺼번에 수신된 경우라도, 무선 전력 송신 장치는 파일럿 신호 각각에 대응하는 반사된 신호들을 서로 구분할 수 있다. 상술한 방식은 단순히 예시적인 것이며, 복수 개의 신호를 동시 수신하는 방법에는 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
910 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향을 설정할 수 있다. 920 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향 각각에 대응하는 패치 안테나 그룹을 결정할 수 있다. 930 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향 각각에 대응하는 패치 안테나 그룹 각각으로 출력하는 신호를 생성할 수 있다.
940 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 생성된 신호 각각을 상이한 주파수로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는, 패치 안테나 각각으로 출력하는 신호를 상이한 주파수로 변조할 수 있다. 상이한 주파수로 변조된 신호들은 패치 안테나 그룹 각각으로 입력될 수 있으며, 이에 따라 패치 안테나 각각들은 상이한 방향으로 상이한 주파수를 가지는 신호들 각각을 송신할 수 있다.
950 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호를 주파수별로 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 각각 상이한 주파수의 신호를 통과시키는 복수 개의 필터를 더 포함할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치는, 수신된 신호를 복수 개의 경로로 분배한 후에, 필터링을 수행함에 따라 주파수별로 반사된 신호를 수신할 수 있다. 960 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 신호를 이용하여 레퍼런스 정보를 생성하거나 또는 전자 장치를 검출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1010 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향을 설정할 수 있다. 1020 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 복수 개의 방향 각각에 대응하는 시간 구간을 결정할 수 있다. 1030 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 패치 안테나 그룹으로 출력하는 신호를 시간 구간 별로 송신할 수 있다. 1040 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호를 시간 구간 별로 수신할 수 잇다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 제 1 구간 동안에는 제 1 방향으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 제 2 구간 동안에는 반사된 신호를 수신할 수 있다. 제 2 구간 동안에 수신된 신호는 제 1 방향으로 송신한 파일럿 신호의 반사된 신호일 수 있다. 이후, 제 3 구간 동안에는, 무선 전력 송신 장치는 제 2 방향으로 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 제 4 구간 동안에는 무선 전력 송신 장치는 제 2 방향으로 송신한 파일럿 신호의 반사된 신호를 수신할 수 있다. 1050 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 신호를 이용하여 레퍼런스 정보를 생성하거나 또는 전자 장치를 검출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1110 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신하고, 반사된 신호를 수신하여, 복수 개의 방향에 대한 레퍼런스 정보를 생성하여 저장할 수 있다. 1120 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신할 수 있다. 1130 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향 각각에 대응하는 반사된 신호를 수신할 수 있다.
1140 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호와 레퍼런스 정보 사이에 차이가 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호의 특성인, 진폭, 위상 및 진행 시간 중 적어도 하나와, 레퍼런스 정보의 진폭, 위상 및 진행 시간 중 적어도 하나와의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
무선 전력 송신 장치는 반사된 신호와 레퍼런스 정보 사이에 차이가 특정 방향에서 검출되는 것으로 판단되면, 1150 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출 대상으로부터 통신 신호가 수신되는지 여부를 판단할 수 있다.
통신 신호가 수신되면, 1160 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출 대상이 전자 장치인 것으로 판단하고 무선 충전 절차를 진행할 수 있다. 통신 신호가 수신되지 않으면, 1170 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출 대상이 충전 대상이 아닌 것으로 판단하고, 레퍼런스 정보를 갱신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 표 1과 같이 제 4 방향의 신호 감쇄가 -4.1dB이며, 위상 변화가 -3rad이며, 진행 시간이 0.28μs인 레퍼런스 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호는 파일럿 신호에 비하여 신호 감쇄가 -1.2dB이며, 위상 변화가 40rad이며, 진행 시간이 0.12μs인 것을 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치는 제 4 방향에서 검출 대상을 검출할 수 있다. 통신 신호가 수신되지 않으면, 무선 전력 송신 장치는 검출 대상을 장애물로 판단하고, 제 4 방향의 레퍼런스 정보를 하기 표 2와 같이 갱신할 수 있다.
방향 진폭 감쇄 (dB) 위상 변화(rad) 진행 시간(time of flight) (μs)
제1방향 -2 +13 0.12
제2방향 -4 -2 0.24
제3방향 -3 +17 0.15
제4방향 -1.2 40 0.12
이에 따라, 무선 전력 송신 장치는 지역의 지형이 변경된 경우에도, 적응적으로 레퍼런스 정보를 관리할 수 있다.
도 12a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1210 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 파일럿 신호를 복수 개의 방향으로 송신할 수 있다. 1220 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 방향 각각에 대응하는 반사된 신호를 수신할 수 있다. 1230 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호와 레퍼런스 정보 사이의 차이를 검출할 수 있다.
1240 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 차이가 검출된 위치에 대응하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 송신 장치는 차이가 발생한 방향을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 추가적으로 검출 대상까지의 거리를 진행 시간(time of flight)에 기초하여 판단할 수도 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치는 검출 대상의 위치를 판단할 수 있으며, 검출 대상의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록 패치 안테나들 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 또는, 검출 대상이 전자 장치인 경우에, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치로부터 통신 신호를 수신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 통신 신호에는 송신 시의 진폭 및 송신 시점의 타임 스탬프 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 통신 신호의 송신 시의 진폭과, 통신 신호의 수신 시의 진폭을 비교하여, 감쇄 정도에 따라 전자 장치까지의 거리를 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치는, 송신 시의 타임 스탬프와, 통신 신호의 수신 시점의 차이에 기초하여 전자 장치까지의 거리를 판단할 수 있다.
도 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 12b의 실시예는 도 13을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
1210 동작 내지 1230 동작은, 도 12a와 유사할 수 있다. 1241 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 반사된 신호와 레퍼런스 정보 사이의 차이가 검출된 방향에 대응하여, 전자 장치의 검출을 위한 복수 개의 검출용 RF 웨이브를 순차적으로 형성할 수 있다. 1250 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치로부터 수신되는 수신 전력 관련 정보를 이용하여 RF 웨이브를 조정할 수 있다. 1260 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, RF 웨이브의 형성을 유지할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브를 조정할 수 있다.
예를 들어 도 13에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(1300)는 차이가 검출된 방향(θ,φ)으로 검출용 RF 웨이브를 형성하도록 각 패치 안테나(1311 내지 1326)별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 우측 방향에 전자 장치(1350)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(1311 내지 1326)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치(1300)로부터 상대적으로 상측에 전자 장치(1350)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 상측에 배치된 패치 안테나에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(1311 내지 1326)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 상측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(1300)는 2차원으로 배치되는 패치 안테나(1311 내지 1326)들 각각에 상이한 딜레이를 적용함으로써, 패치 안테나(1311 내지 1326)들 각각이 발생시키는 RF 웨이브의 위상이 상이하게 형성되도록 할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(1300)는 제 1 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(1331)가 형성되도록, 각 패치 안테나(1311 내지 1326)별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(1300)는 거리를 판단하지 않고, 바로 복수 개의 패치 안테나(1311 내지 1326)에 제공되는 제 1 테스트용 전력의 크기를 결정할 수 있다. 여기에서, 제 1 테스트 거리 또는 제 1 테스트용 전력의 크기는 디폴트된 값일 수 있다.
무선 전력 송신 장치(1300)는 결정된 각 패치 안테나(1311 내지 1326)별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나(1311 내지 1326)별 인가되는 전력을 이용하여 검출용 RF 웨이브(1331)를 제 1 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(1300)는 전자 장치(1350)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(1300)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(1300)는 수신 전력 관련 정보인 전자 장치(1350)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하면, 무선 전력 송신 장치(1300)는 다음 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(1332)가 형성되도록, 각 패치 안테나(1311 내지 1326)별 인가되는 전력을 조정하여, 검출용 RF 웨이브(1332)를 다음 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(1300)는 테스트 거리에 대한 판단 없이, 바로 다음 테스트용 전력의 크기를 결정하여, 이를 각 패치 안테나(1311 내지 1326)에 인가할 수도 있다. 한편, 도 13의 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(1300)가 테스트 거리를 증가하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신 장치(1300)는 테스트 거리를 감소시킬 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(1300)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건은 만족할 때까지 각 패치 안테나(1311 내지 1326)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(1300)는 전자 장치(1350)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는 수치를 보고할 때까지, 각 패치 안테나(1311 내지 1326)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 무선 전력 송신 장치(1300)는 RF 웨이브를 송신하기 위한 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 유지하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 도 13의 실시예에서는, 제 3 테스트 거리로 형성된 RF 웨이브(1333)가 형성된 경우, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(1300)는 제 3 테스트 거리로 RF 웨이브(1333)의 형성이 유지되도록, 패치 안테나(1311 내지 1326) 각각에 인가하는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(1300)는 전자 장치(1350)까지의 거리가 제 3 테스트 거리(R)라는 것을 판단할 수도 있거나, 전자 장치(1350)까지의 거리에 대한 판단 없이 패치 안테나(1311 내지 1326) 각각에 인가하는 전력만을 제어할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 전자 장치의 충전을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 14의 실시예는 도 15a 내지 15c를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 15a 및 15b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다. 도 15c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 구간 및 검출 구간의 개념도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 충전 구간에서, 제 1 전자 장치에 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 15a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)의 위치에 대응하여 RF 웨이브(1501)를 형성할 수 있다.
1420 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출 구간에서, 복수 개의 파일럿 신호 각각을 복수 개의 방향 각각으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 15b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 RF 웨이브(1501)의 형성을 중단하고, 파일럿 신호(1511)를 송신할 수 있다. 도 15b에서는, 무선 전력 송신 장치(401)가 하나의 파일럿 신호(1511)를 송신하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 무선 전력 송신 장치(401)는 도 4b에서와 같이 복수 개의 방향으로 파일럿 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 파일럿 신호(1511)가 반사된 신호(1512)를 수신할 수 있다.
1430 동작에서, 무선 전력 송신 장치 검출 구간에서, 제 2 전자 장치가 추가 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 15b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 반사된 신호(1512)를 수신할 수 있으며, 반사된 신호(1512)를 레퍼런스 정보와 비교함에 따라서 제 2 전자 장치(460)를 추가 검출할 수 있다.
1440 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출 구간에서, 제 2 전자 장치의 위치, 예를 들어 방향과 거리(d10)를 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치는 d10의 거리 판단 없이, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 제 2 전자 장치(460)에 대한 RF 웨이브를 조정하여 형성할 수도 있다. 1450 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 충전 구간에서, 제 1 전자 장치 및 제 2 전자 장치를 충전할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 전자 장치 각각을 충전하기 위한 패치 안테나 그룹을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 패치 안테나 그룹을 이용하여 복수 개의 전자 장치에 무선 충전을 수행할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 패치 안테나를 제 1 전자 장치의 충전을 위한 패치 안테나와, 제 2 전자 장치의 충전을 위한 패치 안테나로 분류하여 충전을 수행할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치는, 제 1 충전 구간에서는 제 1 전자 장치를 충전하고, 제 2 충전 구간에서는 제 2 전자 장치를 충전하여 복수 개의 전자 장치를 충전할 수도 있다.
도 15c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 구간 및 검출 구간을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 15c를 참조하면, 최초의 충전 구간 동안에 무선 전력 송신 장치는 예를 들어 P0의 크기의 전력을 송신할 수 있다. 여기에서, P0의 크기는 제 1 전자 장치의 충전을 위한 전력의 크기일 수 있다. 한편, 충전 구간이 종료되면, 무선 전력 송신 장치는 검출 구간으로 진입할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 송신용 검출 구간에서 복수 개의 방향으로 파일럿 신호를 송신할 수 있다. P1의 크기는 파일럿 신호의 크기일 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 수신용 검출 구간에서, 반사된 신호를 수신하도록 패치 안테나 각각을 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 반사된 신호를 분석하여 제 2 전자 장치를 검출할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 다시 충전 구간에 진입할 수 있으며, P2의 크기의 전력을 송신할 수 있다. 여기에서, P2의 크기는 제 1 전자 장치 및 제 2 전자 장치의 충전을 위한 전력의 크기일 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 다시 검출 구간에 진입할 수 있으며, 파일럿 신호를 송신하고, 반사된 신호를 수신할 수 있다. 충전 구간 및 검출 구간의 길이는 조정 가능할 수 있다.
한편, 도 15c는 단순히 예시적인 것으로, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 비주기적으로 특정 이벤트가 검출되면, 검출을 위한 파일럿 신호를 송신할 수도 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 16의 실시예는 도 17a 및 17b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 17a 및 17b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
1610 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 충전 구간에서, 전자 장치(450)에 충전을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 이전에 미리 파일럿 신호 송신 및 반사된 신호 수신에 따라 전자 장치(450)의 방향 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 이를 이용하여 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 17a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)의 위치에 대응하여 RF 웨이브(1501)를 형성할 수 있다. 한편, 충전 도중에 장애물(470)이 무선 전력 송신 장치(401) 및 전자 장치(450) 사이에 배치되는 것을 상정하도록 한다.
1620 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 구간에서, 복수 개의 파일럿 신호 각각을 복수 개의 방향 각각으로 송신할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(401)는 복수 개의 방향으로 복수 개의 파일럿 신호를 송신하고, 이에 대응하는 반사된 신호를 수신할 수 있다. 1630 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 구간에서, 검출 대상의 추가 검출 여부를 판단할 수 있다.
1640 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 대상이 또 다른 전자 장치인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 대상으로부터 통신 신호가 수신되는지 여부에 따라 전자 장치인지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 통신 신호가 수신되지 않으면, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 대상을 장애물(470)로 판단할 수 있다.
1650 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 대상이 위치하는 방향과, 기존에 충전을 수행하던 전자 장치(450)가 배치된 방향이 서로 대응되는지 여부를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)가 배치된 방향을 미리 파악하고 있으며, 1630 동작에서의 파일럿 신호 송신 및 반사된 신호 수신에 따라 검출 대상, 즉 장애물(470)이 배치된 방향을 파악할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는, 전자 장치(450)가 배치된 방향과 장애물(470)이 배치된 방향의 차이가 기설정된 임계치 미만인 경우에, 장애물(470)이 배치된 방향이 전자 장치(450)가 배치된 방향에 대응된다고 판단할 수 있다. 여기에서, 기설정된 임계치는, 장애물(470)이 전자 장치(450)의 충전에 영향을 미칠 수 있는 정도로 미리 설정될 수 있다. 도 17a에서와 같이, RF 웨이브(1501)가 형성된 경로에 장애물(470)이 배치되는 경우에, 장애물(470)이 RF 웨이브(1501)의 일부를 흡수할 수도 있으며, 이에 따라 충전 효율이 저하될 수도 있다.
1660 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 대상, 즉 장애물(470)을 회피하여 전자 장치(450)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 도 17b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 기존과는 다른 방향으로 RF 웨이브(1701)를 형성할 수 있다. RF 웨이브(1701)는 무선 전력 송신 장치(401)로부터 송신되어, 벽(415)과 같은 구조물에 의하여 반사된 후에 전자 장치(450)로 진행할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(450)는 장애물(470)의 영향 없이 무선 충전을 수행할 수 있다.
1670 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 레퍼런스 정보를 갱신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 장애물(470)이 배치된 방향에 대한 반사된 신호의 특성을 레퍼런스 정보에 반영할 수 있다. 뿐만 아니라, 무선 전력 송신 장치(401)는 장애물(470)이 배치된 방향과 연관된 우회 경로에 대한 정보 또한 저장할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(401)는 추후에 또 다른 전자 장치가 장애물(470)이 배치된 방향에 배치된 것으로 판단되면, 해당 방향이 아닌 우회 경로를 통하여 RF 웨이브(1701)를 형성할 수 있다.
1680 동작에서, 검출 대상이 제 2 전자 장치로 판단된 경우에는, 무선 전력 송신 장치는 제 1 전자 장치 및 제 2 전자 장치 모두를 충전할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 18의 실시예는, 도 19a 및 19b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 19a 및 19b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
1810 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 충전 구간에서, 전자 장치(450)에 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(401)는 이전의 검출 구간에서 제 4 방향에 대한 파일럿 신호의 반사된 신호 특성이 레퍼런스 정보와 차이가 있는 것을 검출한 이후에, 제 4 방향에 배치된 전자 장치(450)를 충전할 수 있다. 1820 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 구간에서, 복수 개의 파일럿 신호 각각을 복수 개의 방향 각각으로 송신할 수 있다.
1830 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 구간에서, 전자 장치(450)의 이동을 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(401)는 검출 구간에서, 제 5 방향에 대한 파일럿 신호의 반사된 신호의 특성이 레퍼런스 정보와 차이가 있음을 검출할 수 있다. 추가적으로, 무선 전력 송신 장치(401)는 제 4 방향에 대한 파일럿 신호의 반사된 신호의 특성이 기존의 레퍼런스 정보와 차이가 없음을 검출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)가 제 5 방향으로 이동하는 것으로 판단할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)로부터 직접 수신되는 이동 정보를 이용하여 전자 장치(450)의 이동을 판단할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)로부터 수신되는 통신 신호의 수신 방향에 기초하여 전자 장치(450)의 이동을 판단할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 TDOA(Time Difference of Arrival), FDOA(Frequency Difference of Arrival) 등의 다양한 측위 방법을 이용하여 전자 장치(450)의 이동을 판단할 수도 있다.
1840 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)와 무선 전력 송신 장치(401) 사이에 장애물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 19a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)의 하측에는 장애물(1910)이 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는, 레퍼런스 정보 생성시에 장애물(1910)이 배치된 방향에 대한 신호 특성을 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(401)는 이동 이후의 전자 장치(450)의 방향과, 장애물(1910)이 배치된 방향을 비교함으로써 장애물(1910)의 배치 여부를 판단할 수 있다. 만약, 전자 장치(450)가 상측 방향(1901)으로 이동한 경우에는, 무선 전력 송신 장치(401)는 가구(412)가 배치된 방향에서 전자 장치(450)를 검출할 수 있다. 이 경우에는, 전자 장치(450)가 배치된 방향과 장애물(1910)이 배치된 방향과 상이하므로, 무선 전력 송신 장치(401)는 장애물(1910)이 전자 장치(450) 방향에 배치되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 만약, 전자 장치(450)가 좌측 방향(1902)으로 이동한 경우에는, 무선 전력 송신 장치(401)는 장애물(1910)가 배치된 방향에서 전자 장치(450)를 검출할 수 있다. 이 경우에는, 전자 장치(450)가 배치된 방향과 장애물(1910)이 배치된 방향의 차이가 기설정된 임계치 미만일 수 있으므로, 무선 전력 송신 장치(401)는 장애물(1910)이 전자 장치(450) 방향에 배치된 것으로 판단할 수 있다.
전자 장치(450)와 무선 전력 송신 장치(401) 사이에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 1870 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 이동된 위치에 대응하여 전자 장치(450)를 충전할 수 있다. 전자 장치(450)와 무선 전력 송신 장치(401) 사이에 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 1850 동작에서 무선 전력 송신 장치(401)는 장애물(1910)을 회피하여 전자 장치(450)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 도 19b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(401)는 RF 웨이브(1920)를 우회 경로로 형성시킴으로써 장애물(1910)을 회피하여 전자 장치(450)에 충전을 수행할 수 있다.
1860 동작에서, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)의 이동된 위치를 레퍼런스 정보에 반영함으로써, 레퍼런스 정보를 갱신할 수 있다.
상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신 장치(401)는 전자 장치(450)의 이동을 트랙킹(tracking)하면서 무선 충전을 수행할 수 있다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
2010 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출 구간에서, 복수 개의 파일럿 신호 각각을 복수 개의 방향 각각으로 송신할 수 있다. 2020 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호와 레퍼런스 정보 사이의 차이를 검출할 수 있다. 2030 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 반사된 신호 정보 및 전자 장치로부터의 이동 관련 정보 중 적어도 하나를 이용하여 전자 장치의 이동 정보를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 주기적 또는 비주기적으로 전자 장치로부터 이동 정보를 수신할 수 있다. 전자 장치는, 전자 장치의 움직임을 센싱할 수 있는, 자이로 센서, 3축 가속도 센서, 지자계 센서 등의 다양한 센서를 포함할 수 있으며, 센서의 센싱값에 기초하여 판단된 이동 정보를 무선 전력 송신 장치로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 레퍼런스 정보와 차이가 검출된 방향뿐만 아니라, 전자 장치의 이동 정보를 추가적으로 이용함으로써, 전자 장치의 이동 이후의 위치를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
2110 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치는, 검출 구간에서의 파일럿 신호 송신 및 반사된 신호 수신과, 반사된 신호의 특성을 레퍼런스 정보와 비교함으로써 전자 장치가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 2120 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치와 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
2130 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 장애물을 회피하는 경로로 전자 장치를 충전할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 다양한 방식으로 회피하는 경로로 RF 웨이브를 형성할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 회피 경로로 RF 웨이브를 형성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 22의 실시예는 도 23a 및 23b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 23a 및 23b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 포함된 지역의 평면도를 도시한다.
2210 동작에서, 예를 들어 도 23a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(2301)는 검출 구간에서 파일럿 신호(2311)를 송신할 수 있으며, 파일럿 신호(2311)가 전자 장치(2303)에 의하여 반사된 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(2301)는 반사된 신호의 특성과 레퍼런스 정보의 차이에 기초하여 전자 장치(2303)가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(2301)는 장애물(2302)의 방향에 대한 파일럿 신호의 반사된 신호 특성을 레퍼런스 정보로 저장할 수 있다.
2220 동작에서, 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)와 무선 전력 송신 장치 (2301)사이에 장애물(2302)이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)가 배치된 방향(2303)과 장애물(2302)이 배치된 방향 사이의 차이가 기설정된 임계치 미만인 경우에, 전자 장치(2303)와 무선 전력 송신 장치 (2301)사이에 장애물(2302)이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
2230 동작에서, 무선 전력 송신 장치(2301)는 기존 경로와 상이한 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 23a에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(2301)는 RF 웨이브(2312)의 형성 방향을 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(2301)는 복수 개의 패치 안테나 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정함으로써, RF 웨이브의 형성 방향을 변경할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(2301)는 RF 웨이브(2312)의 형성 방향을 기설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(2301)는 2 단위 방향만큼 RF 웨이브의 형성 방향을 이동시키도록 설정될 수 있다.
2240 동작에서, 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(2301)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)의 정류기의 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 2250 동작에서, 무선 전력 송신 장치(2301)는 RF 웨이브의 형성을 유지할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 것으로 판단되지 않으면, 무선 전력 송신 장치(2301)는 기존 경로와 상이한 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 23b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(2301)는 RF 웨이브(2313)의 형성 방향을 다시 조정할 수 있다. 이 경우, RF 웨이브(2313)는 벽에 의하여 반사되어 전자 장치(2303)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(2301)는 장애물(2302)의 영향 없이 전자 장치(2303)의 충전을 수행할 수 있다. 이 경우에는, 전자 장치(2303)의 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 충족할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하고, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 충족할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(2301)는 기설정된 조건 충족에 대응하여, RF 웨이브(2313)의 형성을 유지할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치(2301)는 전자 장치(2303)의 위치에 대응하는 회피 경로, 즉 RF 웨이브(2313)의 형성 조건을 저장할 수 있다. 이에 따라, 추후에 또 다른 전자 장치가 전자 장치(2303)의 위치에서 검출된 경우에, 무선 전력 송신 장치(2301)는 추가적인 절차 없이 곧바로 RF 웨이브(2303)를 형성시킬 수 있다.
도 24a 및 24b는 장애물을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다. 무선 전력 송신 장치(2410)는 통신용 안테나(2411)를 포함할 수 있으며, 전자 장치(2450)는 복수 개의 통신용 안테나(2451,2452)를 포함할 수 있다. 통신용 안테나(2451)가 송신한 제 1 통신 신호는 통신용 안테나(2411)로 수신될 때까지 제1시간(Δt1)이 소요될 수 있다. 통신용 안테나(2452)가 송신한 제 2 통신 신호는 통신용 안테나(2411)로 수신될 때까지 제2시간(Δt2)이 소요될 수 있다. 전자 장치(2450) 및 무선 전력 송신 장치(2410) 사이에 별다른 장애물이 배치되지 않으면, 제1시간(Δt1) 및 제2시간(Δt2) 사이의 차이는 크지 않다. 한편, 도 24b에서와 같이, 장애물(2460)이 무선 전력 송신 장치(2410) 및 전자 장치(2450) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우에는, 통신 신호들은 장애물(2460)을 우회하여 통신용 안테나(2411)로 수신될 수 있다. 이에 따라, 통신용 안테나(2451)가 송신한 제 1 통신 신호는 통신용 안테나(2411)로 수신될 때까지 제3시간(Δt3)이 소요될 수 있다. 통신용 안테나(2452)가 송신한 제 2 통신 신호는 통신용 안테나(2411)로 수신될 때까지 제4시간(Δt4)이 소요될 수 있다. 이 경우, 제3시간(Δt3) 및 제4시간(Δt4) 사이의 차이는 상대적으로 클 수 있다. 이는, 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호의 경로가 상이한 것으로부터 기인한다. 결국, 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호의 수신 시점 사이가 기설정된 임계치보다 큰 것으로 판단하면, 무선 전력 송신 장치(2410)는 전자 장치(2450) 및 무선 전력 송신 장치(2410) 사이에 장애물(2460)이 배치되는 것으로 판단할 수 있다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 장애물 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
2510 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 제 1 시점에서, 전자 장치의 제 1 안테나로부터 제 1 송신 신호를 수신할 수 있다. 2520 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 제 2 시점에서, 전자 장치의 제 2 안테나로부터 제 2 송신 신호를 수신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치는, 우선 제 1 안테나로 제 1 송신 신호를 송신하며, 기설정된 시간 이후에 제 2 안테나로 제 2 송신 신호를 송신하도록 설정될 수 있다. 기설정된 시간은, 무선 전력 송신 장치 또한 미리 저장할 수 있다. 제 1 송신 신호 및 제 2 송신 신호 각각은 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각으로부터 송신되었다는 식별 정보를 포함할 수 있다.
2530 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 도 24a 및 24b에서 상술한 바와 같이, 장애물이 존재하지 않는 경우에는 제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 시간과 큰 차이가 없을 수 있다. 즉, 장애물이 존재하지 않는 경우에는, 제 1 송신 신호 및 제 2 송신 신호가 실질적으로 동일하게 수신될 수 있다. 기설정된 임계치는, 기설정된 시간에 추가적으로 제 1 송신 신호 및 제 2 송신 신호가 실질적으로 동일하게 수신된 것으로 판단될 수 있는 값을 더한 값으로 설정될 수 있다.
제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 2540 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치와 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 배치된 것으로 판단할 수 있다. 제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되지 않으면, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치와 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 배치되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 통신 신호들 각각의 진행 시간(TOF)을 판단하여, 장애물 존재 여부를 판단할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 통신 신호는 송신 시점의 타임 스탬프를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제 1 통신 신호는 제 1 통신 신호의 송신 시점의 타임 스탬프를 포함하며, 제 2 통신 신호는 제 2 통신 신호의 송신 시점의 타임 스탬프를 포함할수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 제 1 통신 신호의 수신 시점 및 송신 시점을 비교하여, 제 1 통신 신호의 제 1 진행 시간을 판단할 수 있으며, 제 2 통신 신호의 수신 시점 및 송신 시점을 비교하여, 제 2 통신 신호의 제 2 진행 시간을 판단할 수 있다. 도 24a 및 24b를 참조하여 상술한 바와 같이, 장애물이 없는 경우에는 제 1 진행 시간 및 제 2 진행 시간이 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치는 제 1 진행 시간 및 제 2 진행 시간의 차이를 이용하여 장애물이 배치된지 여부를 판단할 수 있다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
2610 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치로부터 수신 전력 관련 정보 및 이동 정보를 수신할 수 있다. 2620 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 정류기의 출력단의 전압이 기설정된 임계치 이하인 것을 검출할 수 있다. 즉, 기설정된 조건은, 전자 장치가 충분한 양의 전력을 수신하지 못하는 것을 나타내는 조건일 수 있다.
2630 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 이동이 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 전자 장치가 이동한 것으로 판단되면, 2640 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치가 무선 전력 송신 송신기의 전력 송신 범위를 벗어난 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치가 전력 송신 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치의 위치를 찾기 위한 프로세스를 시작할 수 있다.
전자 장치가 이동하지 않은 것으로 판단되면, 2650 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자 장치와 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 배치된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 제 1 시점에서 송신된 파일럿 신호에 대한 제 1 반사 신호 정보를 레퍼런스(reference) 정보로서 저장하는 동작; 제 2 시점에서, 파일럿 신호를 송신하는 동작; 및 상기 제 2 시점에서 송신된 파일럿 신호에 대한 제 2 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보와 비교하고, 비교 결과를 바탕으로 검출 대상의 위치를 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 전자 장치의 제 1 안테나로부터 제 1 통신 신호를 수신하는 동작; 상기 전자 장치의 제 2 안테나로부터 제 2 통신 신호를 수신하는 동작; 상기 제 1 통신 신호의 제 1 수신 시각 및 상기 제 2 통신 신호의 제 2 수신 시각을 이용하여, 상기 전자 장치와 상기 무선 전력 송신 장치 사이에 장애물이 배치된지 여부를 판단하는 동작; 및 상기 장애물이 배치된 것으로 판단되면, 상기 장애물을 회피하여 상기 전자 장치에 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 명령들은 외부 서버에 저장될 수 있으며, 무선 전력 송신 장치와 같은 전자 장치에 다운로드되어 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 외부 서버는, 무선 전력 송신 장치가 다운로드할 수 있는 명령들을 저장할 수 있다.
전술 한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 다양한 예시적인 실시 예에 따르면, 다수 방향으로 파일럿 신호를 송신하고 그의 반사를 분석함으로써 전자 장치의 위치를 신속하게 결정할 수 있는 무선 전력 송신 장치와 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 또한, 전자 장치와 무선 전력 송신 장치 사이에 위치하는 장애물을 회피하여 무선 충전을 수행 할 수 있는 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 명세서에 개시된 다양한 예시적인 실시 예는 개시된 기술의 설명 및 이해를 위해 제공되며, 본 개시의 범위를 제한하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위는 본 개시의 기술적 사상에 기초한 모든 변경 또는 다양한 실시 예를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    안테나;
    메모리; 및
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    제 1 시점에서 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 1 반사 신호 정보를 레퍼런스(reference) 정보로서 상기 메모리에 저장하도록 제어하고,
    제 2 시점에서, 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 2 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보와 비교하고, 비교 결과를 바탕으로 검출 대상의 위치를 판단하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 반사 신호 중 적어도 하나와, 상기 레퍼런스 정보와의 차이가 기설정된 임계치를 초과하면, 상기 제 2 반사 신호 중 적어도 하나에 대응하는 방향에 상기 검출 대상이 배치된 것으로 판단하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 검출 대상이 전자 장치로 판단되면, 상기 검출 대상의 위치를 이용하여, 상기 전자 장치에 대하여 전력을 전송하도록 상기 안테나를 제어하고,
    상기 검출 대상이 장애물로 판단되면, 상기 제 2 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보에 포함시킴으로써, 상기 레퍼런스 정보를 갱신하는 무선 전력 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 검출 대상으로부터 통신 신호가 수신되면, 상기 검출 대상이 상기 전자 장치인 것으로 판단하고,
    상기 검출 대상으로부터 상기 통신 신호가 수신되지 않으면, 상기 검출 대상이 장애물인 것으로 판단하는 무선 전력 송신 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 2 시점 이전에, 상기 안테나를 통하여, 다른 전자 장치에 다른 전력을 송신하도록 제어하는 경우에,
    상기 검출 대상이 상기 장애물인 것으로 판단되고, 상기 장애물이 상기 무선 전력 송신 장치 및 상기 다른 전자 장치 사이에 배치된 경우에는, 상기 다른 전력의 송신 방향을 조정하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 시점 이전에, 상기 안테나가 다른 전자 장치에 다른 전력을 송신하는 경우에는,
    상기 프로세서는, 상기 검출 대상이 상기 전자 장치로 판단되면, 상기 전자 장치의 위치에 대응하여 상기 전력을 송신하고, 상기 다른 전자 장치의 위치에 대응하여 상기 다른 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나의 제 1 일부를 통하여, 상기 전력을 송신하도록 제어하고, 상기 안테나의 제 2 일부를 통하여, 상기 다른 전력을 송신하도록 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나를 통하여 제 1 시간 구간 동안에 상기 전력을 송신하도록 제어하고, 상기 안테나를 통하여 제 2 시간 구간 동안에 상기 다른 전력을 송신하도록 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나를 통하여 충전 구간 동안에 상기 다른 전력을 송신하도록 제어하고, 상기 안테나를 통하여 검출 구간 동안에 상기 파일럿 신호를 송신하도록 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 상기 전자 장치의 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하고,
    상기 안테나를 통하여, 상기 전자 장치가 배치된 방향으로 상기 전력을 송신하도록 제어하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할때까지 상기 전력의 세기를 조정하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 2 반사 신호의 신호 특성을 상기 레퍼런스 정보에 포함시킴으로써, 상기 레퍼런스 정보를 갱신하고,
    제 3 시점에서, 상기 안테나를 통하여 송신된 파일럿 신호에 대한 제 3 반사 신호 정보를 상기 레퍼런스 정보와 비교하고, 비교 결과를 바탕으로 검출 대상의 이동을 판단하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 검출 대상이 전자 장치로 판단되면, 상기 전자 장치의 이동 이후의 위치에 대응하여 상기 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 상기 전자 장치의 이동과 관련된 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하고,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 전자 장치의 이동과 관련된 정보를 더 이용하여 상기 전자 장치의 이동 이후의 위치를 판단하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 안테나를 통하여, 복수 개의 방향으로 상기 파일럿 신호를 송신하도록 제어하도록 설정된 전자 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보는, 진폭, 위상 및 진행 시간(time of flight) 중 적어도 하나를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
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