WO2017171440A1 - 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2017171440A1
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communication signal
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이경우
신재혁
이상욱
이종민
한효석
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmitter and a control method thereof, and more particularly, to a wireless power transmitter and a control method capable of transmitting power wirelessly to an electronic device.
  • Wireless power transfer is implemented using magnetic induction, magnetic resonance, or electromagnetic waves to transmit power remotely.
  • This electromagnetic wave method can transmit power remotely. Therefore, it is important to determine the location of the receiver at a remote location with great accuracy and to efficiently deliver power to such a receiver.
  • 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 information related to power reception from the electronic device.
  • the method of determining the location of the electronic device using the received related information was used.
  • high power cannot be transmitted before detection of a charging target.
  • Various embodiments of the present invention can provide a wireless power transmission apparatus and a control method thereof for first determining a transmission direction of wireless power by using a communication signal received from an electronic device, and determining the exact position of the electronic device using the same. have.
  • a wireless power transmission apparatus including a power transmission antenna including a plurality of patch antennas, a plurality of communication antennas, and a processor is provided.
  • the processor receives a communication signal from the electronic device through the plurality of communication antennas, detects a direction in which the electronic device is located based on the communication signals received through the plurality of communication antennas, and transmits the power.
  • the antenna may be controlled to transmit power in the sensed direction through the antenna.
  • a control method of a wireless power transmission apparatus may include receiving a communication signal from an electronic device, detecting a direction in which the electronic device is located based on the communication signal, and transmitting power in the detected direction. have.
  • 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 block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a difference in reception time of a communication signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a configuration for determining a distance to an electronic device of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a binary detection method according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 10A and 10B illustrate block diagrams of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 11A and 11B illustrate conceptual diagrams for describing wireless charging of a plurality of electronic devices.
  • 12A and 12B are flowcharts illustrating a control method of a plurality of electronic devices according to various embodiments of the present disclosure.
  • 13 to 15 are flowcharts illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 16 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “device configured to” may mean that the device “can” together with other devices or components.
  • processor configured (or configured to) perform A, B, and C may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • 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 one 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.
  • the sub-RF waves may interfere with each other.
  • the sub-RF waves may be constructively interfered with each other and the intensity of the sub-RF wave may increase with the other sub-RF wave.
  • the sub-RF waves may cancel each other out so that the two sub-RF waves Offset one another, or the intensity of one sub-RF wave may be reduced by another sub-RF wave.
  • 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 first points x1, y1, z1 may be locations of the electronic device 150.
  • 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 the signal input to the patch antennas 111 to 126 or adjusting the phase (or delay) of the signal input to the patch antennas 111 to 126. It can mean controlling.
  • beam forming which is a technique for controlling the RF wave to constructively interfere at a specific point.
  • various beam forming methods may be used, as disclosed in US Patent Application Publication No. 2016/0099611, US Patent Application Publication No. 2016/0099755, US Patent Application Publication No. 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 amplitude at the first points x1, y1, and z1.
  • the electronic device 150 may receive wireless power with relatively high efficiency.
  • 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 the maximum amplitude at the second point (x2, y2, z2).
  • the electronic device 160 may receive wireless power with a relatively high transmission efficiency.
  • the electronic device 150 may be disposed on the right side of the wireless power transmission device 100 compared to the electronic device 160.
  • the wireless power transmitter 100 may apply a relatively large delay to sub-RF waves formed from patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126) disposed relatively to the right side or proximate the electronic device 150. can do. That is, after the sub-RF waves formed from the patch antennas (for example, 111, 115, 119, 123) disposed on the left side or disposed far away from the electronic device 150 are first formed, the right side on the right side after a predetermined time has passed. Sub-RF waves may be generated from deployed patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126).
  • 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 (for example, 111, 115, 119, 123) on the left side of the patch antenna on the right side of the wireless power transmitter 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may oscillate sub-RF waves substantially simultaneously in the patch antennas 111 to 126, and may perform beam-forming by adjusting a phase corresponding to the above-described delay. It can also be done.
  • 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 transmitter 100 may perform wireless charging with high transmission efficiency based on the position determination of the electronic devices 150 and 160.
  • FIG. 2 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 detects an electronic device such as the electronic device 150 of FIG. 1 with respect to a first direction.
  • a detection RF wave can be formed.
  • the wireless power transmitter may receive received power related information from the electronic device.
  • the received power related information is information related to power received by the electronic device from the wireless power transmitter, and may include, for example, a voltage, a current, a magnitude of power, a temperature, and the like at a specific point. Will be described later in more detail. That is, the received power related information is not limited, and may include additional information on the amount of power received by the electronic device from the wireless power transmitter.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether the received power related information satisfies a preset condition. For example, the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether the voltage value at the output terminal of the electronic device included in the received power related information exceeds a preset threshold. When the voltage value at the rectifier output terminal exceeds a preset threshold, it may mean that the electronic device wirelessly receives a sufficient amount of power.
  • the wireless power transmitter when the preset condition is not satisfied, in operation 240, the wireless power transmitter according to the comparative example may change or adjust the direction of formation of the RF wave for detection. Failure to satisfy the preset condition may be determined as the electronic device not receiving a sufficient amount or amount of power. That is, the wireless power transmitter may change the direction of the RF wave until the predetermined condition is satisfied. In one embodiment, the wireless power transmitter changes or adjusts the transmission of the RF wave in a specific direction by controlling at least one of the amplitude and phase of the sub-RF wave generated by the specific antenna in the wireless power transmitter, and the sub-RF wave Constructively interfere with each other at a point in a particular direction.
  • the wireless power transmitter determines the direction of the detection RF wave as the direction of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave for wireless power transmission in the determined direction.
  • a large amount of time is required to determine the position of the electronic device.
  • FIG. 3 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments.
  • the apparatus 300 for transmitting power wirelessly includes a power source 301, an antenna array 310 for power transmission, a processor 320, a memory 330, a communication circuit 340, and a communication antenna 341 to 343. It may include.
  • the electronic device 350 is a device for wirelessly receiving power, and includes an antenna for receiving power (or an antenna for receiving power) 351, a rectifier 352, a converter 353, and a charger 354. , A processor 355, a memory 356, a communication circuit 357, and a communication antenna 358.
  • the power source 301 may provide power for transmission to the antenna array 310 for power transmission.
  • the power source 301 may provide, for example, DC power.
  • an inverter (not shown) that converts DC power into AC power and transmits the DC power to the antenna array 310 for power transmission is wireless. It may be further included in the power transmission apparatus 300. Meanwhile, in another embodiment, the power source 301 may provide AC power to the antenna array 310 for power transmission.
  • the antenna array 310 for power transmission may include a plurality of patch antennas. For example, a plurality of patch antennas as shown in FIG. 1 may be included in the antenna array 310 for power transmission. There is no restriction on the number or arrangement of patch antennas.
  • the antenna array 310 for power transmission may form an RF wave by using the power provided from the power source 301.
  • the antenna array 310 for power transmission may form an RF wave in a specific direction under the control of the processor 320.
  • the RF wave may be formed in a specific direction by controlling at least one of the amplitude and phase of the sub-RF waves so that the sub-RF waves at one point in the specific direction cause constructive interference.
  • the processor 320 may control each of the phase shifters connected to the antenna array 310 for power transmission, which will be described in more detail with reference to FIGS. 10A and 10B.
  • the power transmission antenna array 310 is for power transmission, may be referred to as a power transmission antenna.
  • the processor 320 may determine a direction in which the electronic device 350 is located, and form an RF wave based on the determined direction. That is, the processor 320 may control the patch antennas of the power transmission antenna array 310 generating the sub-RF waves so that the sub-RF waves cause constructive interference at one point in the determined direction. For example, the processor 320 controls at least one of patch antennas or a phase shifter (not shown) and a power amplifier (not shown) connected with the patch antennas, thereby amplitude of the sub-RF wave generated from each of the patch antennas. And at least one of phases.
  • the processor 320 may determine a direction in which the electronic device 350 is located using the communication signals received from the communication antennas 341 to 343. That is, the processor 320 may control at least one of the amplitude and phase of the sub-RF wave generated from each of the patch antennas by using the communication signal received from the communication antennas 341 to 343.
  • Communication antennas 341 to 343 are shown as three, but this is merely exemplary and there is no limit to the number of communication antennas. For example, at least two communication antennas 341 to 342 may be included in the embodiment of the wireless power transmitter 300.
  • At least three communication antennas 341 to 343 may be arranged, which may be for determining values of ⁇ and ⁇ in a three-dimensional direction, for example, a spherical coordinate system.
  • the communication antenna 358 of the electronic device 350 may transmit a communication signal 359.
  • the communication signal 359 may include identification information for identifying the electronic device 350, and may include information required for wireless charging. Accordingly, the apparatus 300 for transmitting power wirelessly may determine the direction of the electronic device 350 without additional hardware by using a communication signal for wireless charging.
  • the time at which the communication signal 359 is received by the communication antennas 341 to 343 may be different. This will be described in more detail with reference to FIG. 4.
  • the electronic device 350 may be disposed at the first point 410.
  • the electronic device 350 may generate a communication signal, which may proceed to space in the form of a spherical wave as shown in FIG. 4.
  • the spherical wave may travel about the first point 410.
  • the first point 410 may be a point where the communication antenna 358 is disposed. Accordingly, the time when the communication signal is received by the first communication antenna 341, the time when the communication signal is received by the second communication antenna 342, and the time when the communication signal is received by the third communication antenna 343 may be different. Can be.
  • the first communication antenna 341 closest to the first point 410 first receives the communication signal
  • the second communication antenna 342 then receives the communication signal
  • the third communication antenna 343 may finally receive the communication signal.
  • Figure 4 is merely illustrative, even when the communication signal has a directional waveform, the time received by each of the communication antennas 341, 342, 343 may be different.
  • the apparatus 300 for transmitting power wirelessly may include three or more antennas for communication, to determine a reception direction of a communication signal in three dimensions.
  • the processor 320 of the wireless power transmitter 300 uses the times (eg, t1, t2, t3) at which communication signals are received at the communication antennas 341, 342, and 343 to transmit the electronic signal to the wireless power transmitter 300.
  • the relative orientation of the device 350 can be determined.
  • the processor 320 may determine a relative direction of the electronic device 350 with respect to the wireless power transmitter 300 using the time difference information of t1-t2, t2-t3, and t3-t1. For example, as t1-t2 approaches 0, it may be determined that the electronic device 350 is disposed on a line passing orthogonally to a center of a line segment connecting the communication antenna 341 and the communication antenna 342.
  • the electronic device 350 may be determined to be closer to the communication antenna 342 side. In addition, as t1-t2 has a relatively small negative value, the electronic device 350 may be determined to be closer to the communication antenna 341.
  • the wireless power transmitter 300 may determine the three-dimensional direction of the electronic device 350 with respect to the wireless power transmitter 300 by considering both t2-t3 and t3-t1 as well as t1-t2. .
  • the processor 320 may determine the relative direction of the electronic device 350 using, for example, a method or a process that may determine the direction stored in the memory 330.
  • the processor 320 may determine a relative direction of the electronic device 350 using, for example, a lookup table between a difference in reception time for each communication antenna stored in the memory 330 and a direction of the electronic device. You can also decide.
  • the apparatus 300 for transmitting power wirelessly (or the processor 320) may determine a relative direction of the electronic device 350 in various ways.
  • the relative direction of the electronic device 350 may be determined in various ways, such as a time difference of arrival (TDOA) or a frequency difference of arrival (FDOA), and is limited to the types of programs or algorithms that determine the direction of the received signal. There is no
  • the electronic device 350 may determine the relative direction of the electronic device 350 based on the phase of the received communication signal. As shown in FIG. 4, the distance between the communication antenna 358 of the electronic device 350 and each of the communication antennas 341, 342, and 343 of the wireless power transmitter 300 is different. Accordingly, the phase when the communication signal oscillated from the communication antenna 358 is received at each of the communication antennas 341, 342, and 343 may be different.
  • the processor 320 may determine the direction of the electronic device 350 based on the difference in phase of the communication signal at each of the communication antennas 341, 342, and 343.
  • the processor 320 controls the power transmission antenna array 310 based on the direction of the electronic device 350 to form an RF wave in the direction of the electronic device 350. Meanwhile, the processor 320 may identify the electronic device 350 using the information in the communication signal 359.
  • the communication signal 359 may include a unique identifier or a unique address of the electronic device.
  • the communication circuit 340 may process the communication signal 359 and provide information to the processor 320.
  • the communication circuit 340 and the communication antennas 341, 342, and 343 may be manufactured based on various communication schemes, such as wireless fidelity (WiFi), Bluetooth, Bluetooth, Zig-bee, and Bluetooth Low Energy (BLE). There is no limitation on the type of communication method.
  • WiFi wireless fidelity
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • the communication signal 359 may include rated power information of the electronic device 350, and the processor 320 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 350. It may be determined whether the device 350 is charged.
  • the processor 320 may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP), and may include a microcontroller. It may be implemented as a unit (micro controller unit), or a mini computer.
  • the wireless power transmitter 300 identifies the electronic device 350, allows the electronic device 350 to transmit power, requests the electronic device 350 for received power related information, or the electronic device 350.
  • the communication signal 359 may be used to receive received power related information from the system. That is, the communication signal 359 may be used in a subscription, command, or request process between the wireless power transmitter 300 and the electronic device 350.
  • the processor 320 may control the power transmission antenna array 310 to form the RF wave 311 in the direction of the determined electronic device 350.
  • the processor 320 may form a detection RF wave, and then determine a distance to the electronic device 350 by using another communication signal received as feedback, which will be described later in more detail. .
  • the processor 320 may determine both the direction of the electronic device 350 and the distance to the electronic device 350, and ultimately determine the position of the electronic device 350.
  • the processor 320 may control the patch antenna such that sub-RF waves generated by the patch antennas at the location of the electronic device 350 are constructive interference.
  • the RF wave 311 may be transmitted to the power receiving antenna 351 at a relatively high transmission efficiency.
  • the power receiving antenna 351 in the electronic device 350 may be configured to receive an RF wave.
  • the power receiving antenna 351 may also be implemented in the form of an array including a plurality of antennas.
  • the AC power received by the power receiving antenna 351 may be rectified by the rectifier 352 into DC power.
  • the converter 353 may convert the DC power to a required voltage and provide it to the charger 354.
  • the charger 354 may charge a battery (not shown).
  • the converter 353 may provide the converted power to a power management integrated circuit (PMIC) (not shown), and the PMIC (not shown) may provide power to various hardware of the electronic device 350. You can also provide
  • PMIC power management integrated circuit
  • the processor 355 may monitor the voltage at the output of the rectifier 352.
  • a voltmeter connected to the output terminal of the rectifier 352 may be further included in the electronic device 350, and the processor 355 may receive a voltage value from the voltmeter to monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 352. have.
  • the processor 355 may provide the communication circuit 357 with information including the voltage value of the output terminal of the rectifier 352.
  • the charger 354, the converter 353, and the PMIC may be implemented in different hardware, but at least two elements may be integrated into one piece of hardware.
  • the voltmeter may be implemented in various forms such as an electrodynamic instrument voltmeter, an electrostatic voltmeter, a digital voltmeter, and the like.
  • the communication circuit 357 may transmit a communication signal including the received power related information by using the communication antenna 358.
  • 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 352, and may include the current at the output of the rectifier 352.
  • the electronic device 350 may further include an ammeter capable of measuring the current at the output terminal of the rectifier 352.
  • 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 position at which the reception power related information is measured is not limited to any point of the electronic device 350 as well as the output terminal or the input terminal of the rectifier 352.
  • the processor 355 may transmit a communication signal 359 including identification information of the electronic device 350.
  • the memory 356 may store a method or process that can control various hardware devices or components of the electronic device 350.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments.
  • the wireless power transmitter (or processor) may receive a communication signal from the electronic device at each of the plurality of communication antennas.
  • the wireless power transmitter may change the direction from the wireless power transmitter to the electronic device based on at least one of a reception time difference between the communication signals received through each of the plurality of communication antennas and a phase difference between the communication signals. You can judge.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may control the plurality of patch antennas in the determined direction to form a detection RF wave by a plurality of test distances, respectively.
  • the wireless power transmitter may determine a distance between the wireless power transmitter and the electronic device based on the received power related information from the electronic device.
  • the wireless power transmission apparatus may provide power of a first magnitude to the plurality of patch antennas.
  • the RF wave may be formed at a first distance, and the wireless power transmitter may receive the received power related information (for example, the voltage at the output of the rectifier of the electronic device) from the electronic device.
  • the wireless power transmission apparatus may provide power of a second size to the plurality of patch antennas.
  • the RF wave may be formed at a second distance, and the wireless power transmitter may receive the received power related information (eg, the voltage at the output of the rectifier of the electronic device) from the electronic device.
  • changing the forming distance of the RF wave may mean that the wireless power transmitter changes the point where the sub-RF waves cause constructive interference, for example, by changing the amount of power applied to the patch antenna.
  • the formation distance of the RF wave can be changed.
  • the wireless power transmitter may receive a relatively large amount of power when the RF wave of the second distance is formed. Accordingly, the voltage value of the output terminal of the rectifier of the electronic device may be relatively large.
  • the wireless power transmitter may determine that the electronic device is separated from the wireless power transmitter by a second distance based on the received power related information (for example, the voltage at the output terminal of the rectifier) from the electronic device.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may store in advance relationship information between a magnitude of power to be applied and a distance, and may determine the distance using the relationship information. Meanwhile, in various embodiments of the present disclosure, the wireless power transmitter may not determine the distance to the electronic device, which will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter may determine the position of the electronic device by determining the direction of the electronic device and the distance from the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmission apparatus may control each of the plurality of patch antennas such that the sub-RF waves cause constructive interference at the location of the electronic device.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure. 6 will be described in more detail with reference to FIG. 7. 7 is a conceptual diagram illustrating a configuration for determining a distance to an electronic device 750 of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 200 for transmitting power wirelessly oscillates for each patch antenna 711 to 726 to form an RF wave for detection in a determined direction ⁇ and ⁇ . At least one of a phase and an amplitude may be determined.
  • the patch antennas 711 to 726 in the wireless power transmitter 700 for the electronic device 750 are disposed. In consideration of each position, the RF power generated by the patch antenna disposed on the right side is relatively compared to the sub-RF waves generated from the patch antennas located on the left side of the wireless power transmitter 700.
  • the sub-RF waves from each of the plurality of patch antennas 711-726 can be subject to constructive interference on the right side. That is, the sub-RF wave from the patch antenna disposed relatively to the right side of the wireless power transmission apparatus 700 is relatively later than the sub-RF wave from the patch antenna disposed to the left side of the wireless power transmission apparatus 700. It may be oscillated after a set time delay, such that the sub-RF waves from the patch antennas may simultaneously meet, i.e., constructively interfere, at a point on the relatively right side.
  • the wireless power transmission apparatus 700 may form a sub-RF wave at substantially the same time point from all the patch antennas 711 to 726. In this case, the wireless power transmitter 700 adjusts the phase of the sub-RF wave oscillated for each patch antenna 711 to 726 so that the sub-RF waves are relatively constructive interference on the right side of the wireless power transmitter 700. It may be.
  • the electronic device 750 when it is determined that the electronic device 750 is disposed relatively upward from the wireless power transmission device 700, the electronic device 750 is relatively relative to the sub-RF wave generated by the patch antenna disposed above the wireless power transmission device 700.
  • the sub-RF waves from each of the plurality of patch antennas 711 to 726 can be subjected to constructive interference on the upper side. That is, the sub-RF wave from the relatively upstream patch antenna may be oscillated later or in a different order than the sub-RF wave from the relatively downwardly arranged patch antenna, and thus, at a relatively upper point Sub-RF waves from patch antennas may simultaneously meet, ie constructive interference.
  • the wireless power transmission apparatus 700 applies different delays to the patch antennas 711 to 726 arranged in two dimensions, so that the phases of the RF waves generated by the patch antennas 711 to 726 are differently formed. can do.
  • the apparatus 700 may determine the magnitude of power applied to each of the patch antennas 711 to 726 such that the detection RF wave 731 is formed corresponding to the first test distance. In various embodiments, the apparatus 700 may determine the magnitude of the first test power provided to the plurality of patch antennas 711 to 726 without determining the distance.
  • the first test distance or the magnitude of the first test power may be a default value.
  • the apparatus 700 for transmitting power wirelessly uses at least one of a phase and an amplitude of an RF wave generated for each of the determined patch antennas 711 to 726 and power applied to each of the determined patch antennas 711 to 726.
  • the detection RF wave 731 can be formed corresponding to the first test distance.
  • the wireless power transmitter 700 may receive power related information, that is, received power related information, received by the electronic device 750 from the electronic device 750.
  • the wireless power transmitter 700 may determine whether the received power related information satisfies a preset condition. For example, the apparatus 700 for transmitting power wirelessly has a predetermined threshold value at which the voltage at the rectifier output terminal of the electronic device 750, which is received power related information, for example, an optimal power operation for operating the electronic device 750 at an optimum capacity. It may be determined whether the threshold is exceeded.
  • the wireless power transmitter 700 may detect the RF wave 732 for detection in response to the next test distance, so that each patch antenna 711 to 726 may be formed. By adjusting the power applied to the stars, the detection RF wave 732 may be formed corresponding to the next test distance.
  • the apparatus 700 for transmitting power may determine the magnitude of the next test power without determining the test distance and apply it to each of the patch antennas 711 to 726.
  • the wireless power transmission apparatus 700 is shown as increasing the test distance, that is, increasing the amount of power to be applied, this is merely exemplary, the wireless power transmission apparatus 700 is It is also possible to reduce the test distance, i.e. reduce the amount of power applied.
  • the apparatus 700 for transmitting power wirelessly may adjust the magnitude of power applied to each of the patch antennas 711 to 726 until a predetermined condition for receiving power related information is satisfied.
  • the wireless power transmitter 700 may perform wireless charging by maintaining power applied for each patch antenna for transmitting the RF wave.
  • the RF wave 733 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 700 may maintain the amount of power applied to each of the patch antennas 711 to 726 such that the formation of the RF wave 733 is maintained at the third test distance.
  • the wireless power transmitter 700 may determine that the distance to the electronic device 750 is the third test distance R, or the patch antennas 711 to 726 without determining the distance to the electronic device 750. ) May control only the power applied to each.
  • the wireless power transmission apparatus 700 may determine the distance to the electronic device 750 and control the patch antenna so that the sub-RF waves are constructively interfered at the corresponding point, thereby providing power at a relatively high transmission efficiency. This can be transmitted wirelessly.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments. 8 will be described in more detail with reference to FIG. 9. 9 is a conceptual diagram illustrating a binary detection method according to various embodiments of the present disclosure.
  • Operations 810 through 830 are substantially similar to operations 610 through 630 of FIG. 6, and a description previously provided for these functions is incorporated herein.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether the received power related information satisfies a first predetermined condition.
  • the first condition may be a condition corresponding to the case where the distance between the electronic device and the point where the sub-RF waves cause constructive interference is less than the first threshold.
  • the electronic device receives a relatively small amount of power. Accordingly, for example, the voltage at the output terminal of the rectifier of the electronic device has a relatively small value.
  • the distance between the electronic device and the point where the sub-RF waves cause constructive interference is related to the received power related information of the electronic device, for example, the voltage at the output of the rectifier.
  • the first condition may be more than 5 V and less than or equal to 10 V, and the second condition may be greater than 10 V, and the voltage values above are merely exemplary.
  • the second condition may be a condition corresponding to the case where the distance between the electronic device and the sub-RF waves causing constructive interference is less than the second threshold, and the second threshold may be a value smaller than the first threshold.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may increase the power applied to the patch antenna 910 by the first power.
  • the patch antenna 910 forms an RF wave 911 at a distance of R1 and then forms an RF wave 912 at a distance of R2. This may be due to the increase in power applied to the patch antenna 910 by the first power.
  • the wireless power transmitter may increase the power applied to the patch antenna 910 by the first power until the received power related information satisfies the first predetermined condition. Accordingly, as illustrated in FIG. 9, RF waves 913 and 914 may be formed at R3 and R4 points from the patch antenna 910.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine whether the received power related information satisfies the preset second condition.
  • the wireless power transmitter may readjust the power applied to each patch antenna 910 by half of the previously adjusted power. have. For example, as shown in FIG. 9, the apparatus for transmitting power wirelessly may reduce power applied to each patch antenna 910 by half of the first power that is the existing adjusted power. Accordingly, the RF wave 915 may be formed at a distance receding from the point of R4 by R5. If it is determined that the received power related information satisfies the preset second condition, in operation 880, the apparatus for transmitting power wirelessly may maintain the magnitude of power applied to each patch antenna of the corresponding power.
  • the wireless power transmitter may perform wireless charging of the electronic device disposed at the point 950.
  • At least some of the above-described advantages may include determining a distance between the rapid wireless power transmission device and the electronic device, or determining the magnitude of the applied power for each patch antenna for performing the rapid wireless charging.
  • FIGS. 10A and 10B illustrate block diagrams of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • a power source 1001 may be connected to a power amplifier (PA) 1002.
  • the power amplifier 1002 may amplify the power provided from the power source, and the amplification gain of the power amplifier 1002 may be controlled by the processor 1030.
  • the processor 1030 may determine the direction of the electronic device using the communication signal of the electronic device received from the communication circuit 1040.
  • the processor 1030 may control the amplification gain of the power amplifier 1002 to form RF waves.
  • the power amplified from the power amplifier 1002 may be provided to the divider 1003.
  • the divider 1003 may distribute and provide power to the plurality of patch antennas 1005, 1007 and 1009.
  • phase shifters 1004, 1006, and 1008 may be disposed between the divider 1003 and the patch antennas 1005, 1007, and 1009.
  • the number of phase shifters and patch antennas is exemplary and other numbers of phase shifters and patch antennas are possible.
  • a hardware element such as HMC642 or HMC1113 may be used.
  • the phase shifters 1004, 1006 and 1008 may shift the phase of the input AC power, and the processor 1030 may control the degree of shift of each of the phase shifters 1004, 1006 and 1008.
  • the processor 1030 may determine a shift amount input to each of the phase shifters 1004, 1006, and 1008 to form an RF wave in the direction of the electronic device determined using the communication signal.
  • the wireless power transmission apparatus in contrast to the case where all patch antennas 1005, 1007, 1009 are connected to one distributor 1003 and one power amplifier 1002, in the embodiment of FIG. 10B, the wireless power transmission apparatus May include a plurality of power amplifiers 1011 and 1021.
  • the wireless power transmission apparatus may include a divider 1012 and 1022 connected to each of the plurality of power amplifiers 1011 and 1021.
  • the divider 1012 may be connected to the phase shifters 1013, 1015, and 1017 and the patch antennas 1014, 1016, and 1018 connected to the phase shifters 1013, 1015, and 1017.
  • the divider 1022 may be connected to the phase shifters 1023, 1025, and 1027 and the patch antennas 1024, 1026, and 1028 connected to the phase shifters 1023, 1025, and 1027.
  • 11A and 11B illustrate conceptual diagrams for describing wireless charging of a plurality of electronic devices.
  • the wireless power transmitter 1100 may determine the directions of the plurality of electronic devices 1151 and 1152.
  • the wireless power transmitter 1100 determines the direction of the electronic device 1151 based on a communication signal from the first electronic device 1151, and based on the communication signal from the second electronic device 1152, the electronic device ( 1152 may be determined.
  • the wireless power transmitter 1100 may determine patch antenna groups 1101 and 1102 for charging each of the plurality of electronic devices 1151 and 1152.
  • the wireless power transmitter 1100 may wirelessly charge the plurality of electronic devices 1151 and 1152 using the patch antenna groups 1101 and 1102.
  • the wireless power transmission apparatus 1100 may determine a distance to the first electronic device 1151 using the patch antenna group 1101 and perform wireless charging based on the determined distance.
  • the wireless power transmitter 1100 may determine the distance to the second electronic device 1152 using the patch antenna group 1102, and perform wireless charging based on the determined distance. Meanwhile, in another embodiment, as described above, the wireless power transmitter 1100 may perform wireless charging without determining the distance.
  • the wireless power transmission apparatus 1100 may select the patch antenna groups 1101 and 1102 according to directions of the plurality of electronic devices 1151 and 1152, respectively. For example, for the first electronic device 1151 determined to be disposed on the left side of the wireless power transmitter 1100, the patch antenna group 1101 may be selected on the left side, and the wireless power may be selected. For the second electronic device 1152 determined to be disposed on the right side of the transmitting device 1100, the patch antenna group 1102 may be selected on the right side of the wireless power transmitting device 1100.
  • the patch antenna group 1101 may form an RF wave 1111 for charging the first electronic device 1151
  • the patch antenna group 1102 may form an RF wave for charging the second electronic device 1152. 1112 may be formed.
  • the wireless power transmitter 1100 may select the number of patch antennas included in the patch antenna group based on the rated power of each of the plurality of electronic devices 1151 and 1152. For example, a relatively large number of patch antennas can be allocated to an electronic device having a relatively high rated power. As described above, the plurality of electronic devices 1151 and 1152 may be simultaneously charged.
  • the wireless power transmitter 1100 may determine the directions of the plurality of electronic devices 1151 and 1152.
  • the wireless power transmitter 1100 may distribute a charging time for charging each of the plurality of electronic devices 1151 and 1152.
  • the wireless power transmitter 1100 may wirelessly charge the plurality of electronic devices 1151 and 1152 based on the distributed charging time. For example, as illustrated in FIG. 11B, an RF wave 1113 for charging the first electronic device 1151 by controlling each of the patch antennas 1103 to form a sub-RF wave during the first time t1.
  • the wireless power transmitter 1100 may select the electronic device 1151 or 1152 to be charged first according to the priority of the electronic devices 1151 and 1152. That is, the wireless power transmitter 1100 may charge the electronic device having the next priority after completing the charging of the high priority electronic device. Alternatively, the wireless power transmitter 1100 may alternately charge the electronic devices 1151 and 1552. That is, the wireless power transmitter 1100 charges the electronic device having the next priority for a predetermined time after charging for a predetermined time, even before charging of the high priority electronic device is completed, and again, the high priority electronic device. It is also possible to carry out charging.
  • FIG. 13 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 perform wireless charging on the electronic device. As described above, the wireless power transmitter may perform wireless charging using the direction of the electronic device and the distance to the electronic device.
  • the wireless power transmission device may detect movement of the electronic device.
  • the wireless power transmission apparatus may detect the movement of the electronic device based on the received power related information from the electronic device. As the electronics move, they do not receive sufficient power by the RF waves generated by constructive interference at existing locations. Accordingly, for example, the voltage of the rectifier output terminal of the electronic device is also reduced, and the wireless power transmitter can detect the movement of the electronic device in response to the reception power related information not satisfying a preset condition.
  • the wireless power transmitter may detect movement of the electronic device based on a communication signal from the electronic device.
  • the wireless power transmitter may continuously receive a communication signal from the electronic device, and continuously monitor the direction of the electronic device using the communication signal. Accordingly, the wireless power transmitter can detect a change in the direction in which the electronic device is located.
  • the wireless power transmitter may directly receive movement information from the electronic device.
  • the electronic device may include various sensors such as a gyro sensor, a linear sensor, a geomagnetic sensor, and a GPS sensor that can detect movement.
  • the electronic device may detect movement of the electronic device using various sensors, generate movement information as a communication signal, and include the communication signal and transmit the same to the wireless power transmitter.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may detect movement of the electronic device using the received movement information.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine at least one of a phase and an amplitude for each patch antenna in response to the movement of the electronic device, and determine the power applied for each patch antenna.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may form an RF wave based on at least one of the determined phase and amplitude for each patch antenna and the power applied for each determined patch antenna. That is, the wireless power transmission apparatus may control each patch antenna such that the sub-RF waves are constructively interfered at the position of the electronic device after the movement.
  • the wireless power transmission apparatus may detect the position of the electronic device after the movement again according to the above-described method, or may control the patch antenna using the movement information directly.
  • FIG. 14 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 a signal from the electronic device through a plurality of communication antennas.
  • the wireless power transmitter monitors a direction from the wireless power transmitter to the electronic device based on at least one of a difference in reception time between the communication signals received from the plurality of communication antennas and a phase difference between the communication signals. can do. For example, as the electronic device moves, the reception time difference or phase difference between each communication antenna may also change.
  • the wireless power transmitter may detect the movement of the electronic device according to the monitoring result.
  • the wireless power transmitter may determine at least one of phase and amplitude for each patch antenna in response to the movement of the electronic device, and determine power applied for each patch antenna. That is, the apparatus for transmitting power wirelessly may determine at least one of phase and amplitude for each patch antenna in response to the position of the electronic device after movement, and determine power applied for each patch antenna.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may form an RF wave based on at least one of the determined phase and amplitude for each patch antenna and the power applied for each determined patch antenna. Accordingly, sub-RF waves may constructively interfere at the location of the electronic device after movement.
  • 15 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 receive a communication signal including movement information of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may detect movement of the electronic device by analyzing movement information. As described above, the electronic device may acquire movement information using a sensor configured to detect movement, and transmit a communication signal including the obtained movement information.
  • 16 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter and an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device may determine a location of the electronic device.
  • the electronic device may determine the location of the electronic device based on various indoor positioning methods. For example, the electronic device may acquire an indoor geomagnetic map and compare it with the geomagnetic map obtained by sensing data of the geomagnetic sensor. The electronic device may determine a location in the interior of the electronic device based on the comparison result. Alternatively, the electronic device may determine the location of the electronic device indoors based on the Wi-Fi signal based indoor positioning method. Alternatively, when the electronic device is disposed outdoors, the position of the electronic device may be determined using the GPS module.
  • the electronic device may transmit a signal including the location information.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly may determine at least one of phase and amplitude for each patch antenna and determine the magnitude of power applied for each patch antenna based on location information of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave based on at least one of the phase and amplitude of each patch antenna determined and the power applied to each patch antenna determined.
  • 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 the at least one processor, wherein the at least one operation is Determining, by each of the plurality of communication antennas in the electronic device, a direction in which the electronic device is located based on a reception time of the first communication signal from the electronic device, wherein the sub-RF waves of the first size are determined with respect to each other in a determined direction; Controlling the patch antenna in the wireless power transmitter so as to constructively interfere, and determining whether to charge the electronic device to a first size based on a second communication signal received from the electronic device.
  • 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 the at least one processor, wherein the at least one operation is
  • the method may include receiving a first communication signal including a location of the electronic device from the electronic device, and controlling a patch antenna included in the wireless power transmitter so that sub-RF waves are constructively interfered at the location of the electronic device.
  • 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 method of controlling a wireless power transmitter and a wireless power transmitter for determining a power transmission direction using a communication signal from an electronic device and determining an exact position of the electronic device are provided. Can be provided. According to various advantages of the various embodiments described above, time for determining the location of the electronic device and transmitting harmful radio waves can be saved.
  • Transmitters, devices, component dividers, shifters, and other structural elements that perform operations within the specification in FIGS. 1, 3, 10A, and 10B are hardware configurations that are set up to perform the operations described by the specification to be performed by hardware components. It can be implemented as an element. Examples of hardware components that can be used to perform the operations described herein, including controllers, sensors, generators, drivers, memory, comparators, arithmetic logic units, adders, subtractors, multipliers, dividers, integrators, and other electronic components. Is configured to perform the tasks described herein. In other examples, one or more hardware components that perform the operations described herein are implemented by computing hardware, for example, by one or more processors or computers.
  • the processor or computer is a combination of devices or any other device or array of one or logic gates, a controller and an arithmetic logic unit, a digital signal processor, a microcomputer that is configured to respond and perform instructions within a defined manner to achieve a desired result.
  • a processor or computer includes or is coupled to one or more memories that store instructions or software executed by the processor or computer.
  • Hardware components implemented by a processor or computer may execute instructions or software, such as an operating system (OS) and one or more software applications running on the OS to perform the operations described herein.
  • OS operating system
  • Hardware components may also access, manipulate, process, generate, and store data in response to the execution of instructions or software.
  • processor or “computer” may be used in the description of the examples described herein, but in other instances multiple processors or computers may be used or the processor or computer may include multiple processing elements, Or several types of processing elements or both.
  • a single hardware component or two or more hardware components can be implemented by a single processor or two or more processors or processors and controllers.
  • One or more hardware components may be implemented by one or more processors or processors and controllers and one or more other hardware components may be implemented by one or more other processors or other processors and other controllers.
  • One or more processors or processors and controllers may implement a single hardware component or two or more hardware components.
  • Hardware components can have one or more different processing configurations, such as single processor, independent processor, parallel processor, single-instruction single-data (SISD) multiprocessing, single-instruction multiple-data (SIMD) multiprocessing. It may have multiple-instruction single-data (MISD) multiprocessing and multiple-instruction multiple-data (MIMD) multiprocessing.
  • SISD single-instruction single-data
  • SIMD single-instruction multiple-data
  • MIMD multiple-instruction multiple-data
  • FIGS. 13-16 which allow to perform the operations described herein, may be implemented by computing hardware, eg, one or more processors or computers. It may be performed and may be implemented as software or execution instructions for performing the operations described herein performed by the methods as described above. For example, a single operation or two or more operations may be performed by a single processor, two or more processors, or a processor and a controller. One or more operations may be performed by one or more processors or processors and controllers, and one or more other operations may be performed by one or more other processors or other processors and other controllers. One or more processors or processors and controllers may perform a single operation or two or more operations.
  • Instructions or software for example, for controlling one or more processors or computing hardware, such as a computer, to perform the method described above and implement it as a hardware component, may be a computer program, code segment, instructions, or any combination thereof. It may be described, for the purpose of individually or collectively instructing or configuring one or more processors or computers to act as a machine or special purpose computer to perform the operations performed by the hardware components and methods as described above. .
  • the instructions or software include machine code that is executed directly by one or more processors or computers, such as machine code generated by a compiler.
  • One or more software or instructions for controlling computing hardware such as one or more processors or computers, for performing a method as described above and for implementing a hardware component, one or more non-data, data files, data structures It may be recorded, stored or fixed on a temporary computer readable storage medium.
  • non-transitory computer readable storage media include read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), flash memory, CD-ROM, CD-R, CD + R, CD-RW, CD + RW DVD- R, DVD-RW, DVD + RW, DVD-RAM, BD-ROM, BD-R, BD-R LTH, BD-RE, Magnetic Tape, Floppy Disk, Optical Disk Storage, Hard Disk, Semiconductor Disk and Instruction or May include software and any other device configured to store any associated data, data files, and data structures in a non-transitory manner, and store instructions or software and any related data, data files, and data structures on one or more processors or computers. To one or more processors or computers to execute the instructions.
  • ROM read-only memory
  • RAM random-access memory
  • flash memory CD-ROM, CD-R, CD + R, CD-RW, CD + RW DVD- R, DVD-RW, DVD + RW, DVD-RAM
  • the instructions or software and any associated data, data files and data structures are distributed through a network coupled computer system such that the instructions and software and any associated data, data files and data structures are stored and accessed and one or more processors or computers Can be executed in a distributed manner.

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Abstract

실시예에 따라 무선 전력 송신 장치는 전력을 무선으로 송신하는 복수 개의 패치 안테나를 포함하는 전력 전송용 안테나 및 전자 장치로부터 통신 신호를 수신하도록 설정된 복수 개의 통신용 안테나를 포함한다. 무선 전력 송신 장치는 또한 프로세서를 포함하며, 프로세서는 복수 개의 통신용 안테나를 통하여 수신되는 통신 신호에 기초하여 전자 장치가 위치하는 방향을 감지하고, 감지된 방향으로 전력을 송신하도록 전력 송신용 안테나를 제어한다.

Description

무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법
본 발명은 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자장치에 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 빠른 속도로 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing) 기술의 발달로 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 전송은 자기 유도 방식, 자기 공명 방식 또는 전자기파 방식 사용하여 구현되어 전력을 원격으로 전송한다.
이러한 전자기파 방식은 원격으로 전력을 전송할 수 있다. 따라서 원격 위치에서 수신기의 위치를 큰 정확도 내에서 결정하여 이러한 수신기에 효율적으로 전력을 전달하는 것이 중요하다.
상기 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위해서 배경 정보로서 제공된다. 위의 사항들 중 어느 것이 본 출원과 관련하여 선행 기술로서 적용될 수 있는지에 관해서는 어떠한 결정도 내려지지 않았으며, 주장 또한 이루어지지 않았다.
종래의 전자기파 방식은, 충전 대상, 예를 들어 전자장치의 위치를 판단하기 위하여 복수의 방향에 대하여 RF(radio frequency) 웨이브(wave)를 형성하여, 전자장치로부터 전력 수신과 관련된 정보를 수신하고, 수신된 관련 정보를 이용하여 전자장치의 위치를 판단하는 방법을 사용하였다. 하지만, 복수의 방향에 대한 RF 웨이브 형성 및 전력 관련 정보 수신에 소요되는 시간이 오래 걸리며, 전력 소모가 크다. 특히 인체 유해성으로 인하여 충전 대상 감지 이전에는 높은 전력을 송신할 수 없다.
이 개요는 이하의 상세한 설명에서 더 설명되는 단순화된 형태의 개념의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 이 개요는, 청구된 주제의 주요 특징 또는 필수 기능을 식별하기 위한 것이 아니며 청구된 주제의 범위를 결정하는 데 도움을 주기 위한 것이 아니다.
본 발명의 다양한 실시예는 전자장치로부터 수신되는 통신 신호를 이용하여 무선 전력의 송신 방향을 우선 결정하고, 이를 이용하여 전자장치의 정확한 위치를 결정하는 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 복수의 패치 안테나를 포함하는 전력 전송용 안테나, 복수의 통신용 안테나 및 프로세서를 포함하는 무선 전력 송신 장치가 제공된다. 상기 프로세서는, 전자 장치로부터, 상기 복수의 통신용 안테나를 통해 통신 신호를 수신하고, 상기 복수의 통신용 안테나를 통해 수신된 상기 통신 신호에 기초하여 상기 전자 장치가 위치한 방향을 감지하고, 상기 전력 전송용 안테나를 통하여 상기 감지된 방향으로 전력을 전송하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치의 제어 방법이 제공된다. 무선 전력 송신 장치의 제어 방법은, 전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 동작, 상기 통신 신호를 기반으로 상기 전자 장치가 위치한 방향을 감지하는 동작 및 상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상들, 이점들, 및 현저한 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이며, 이는 본 개시의 예시적인 실시 예들을 개시한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명과의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 신호의 수신 시각 차이를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 전자장치까지의 거리를 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 검출(binary detection) 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 11a 및 11b는 복수 개의 전자장치에 대한 무선 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 전자장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 13 내지 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도면 및 상세한 설명을 통해, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지칭할 수 있다. 도면은 축척이 아니며 도면의 구성 요소의 상대적 크기, 비율 및 묘사는 명확성, 설명 및 편의를 위해 과장될 수 있다.
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) 중 하나가 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. 여기에서, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭되어 서브 RF 웨이브의 세기가 다른 서브 RF 웨이브와 함께 증가될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭되어 두 서브 RF 웨이브들이 서로를 상쇄시키거나, 또는 하나의 서브 RF 웨이브의 세기가 다른 서브 RF 웨이브에 의하여 감소될 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. 하나의 예에서, 제 1 지점(x1,y1,z1)은 전자 장치(150)의 위치일 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 간섭될 필요가 있다. 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, 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, 참조로서의 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.
이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(130)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대가 될 수 있다. 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 전자장치(150)는 상대적으로 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 최대가 될 수 있다. 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 전자장치(160)는 상대적으로 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
하나의 실시예에서, 전자장치(150)는 전자 장치(160)에 비하여 무선 전력 송신 장치(100)의 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 상대적으로 우측에 배치거나 또는 전자 장치(150)에 근접하는 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치거나 또는 또는 전자 장치(150)로부터 멀리 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 무선 전력 송신 장치(100)의 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 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. 또한, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(150,160)의 위치 판단에 기초하여, 높은 송신 효율의 무선 충전이 가능할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
210 동작에서, 무선 전력 송신 장치, 예를 들어 도 1에서 설명하였던 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 방향에 대하여, 예를 들어 도 1에서의 전자 장치(150)와 같은 전자 장치를 검출하기 위한 검출용 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 220 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 여기에서, 수신 전력 관련 정보는, 전자장치가 무선 전력 송신 장치로부터 수신한 전력과 관련된 정보로서, 예를 들어 특정 지점에서의 전압, 전류, 전력의 크기, 온도 등을 포함할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 즉, 수신 전력 관련 정보는 제한이 없으며, 전자장치가 무선 전력 송신 장치로부터 수신하는 전력의 크기에 대한 추가적인 정보를 포함할 수 있다. 230 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보에 포함된 전자장치 정류기 출력단에서의 전압값이 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 정류기 출력단에서의 전압값이 기설정된 임계치를 초과하는 것은, 전자장치가 충분한 크기의 전력을 무선으로 수신한 것을 의미할 수 있다.
반면, 기설정된 조건을 만족하지 못한 경우에는, 240 동작에서, 비교예에 의한 무선 전력 송신 장치는 검출용 RF 웨이브의 형성 방향을 변경 또는 조정할 수 있다. 기설정된 조건을 만족하지 못함은, 전자장치가 충분한 크기 또는 양의 전력을 수신하지 못하는 것으로 판단될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브의 방향을 변경할 수 있다. 일 실시 예에서, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 송신 장치 내의 특정 안테나에 의해 생성된 서브 RF 파의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함으로써 특정 방향으로 RF 파의 송신을 변경 또는 조정하고, 서브 RF 파는 특정 방향의 한 점에서 서로 보강 간섭된다. 기설정된 조건을 만족하면, 250 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 검출용 RF 웨이브의 방향을 전자장치의 방향으로 결정할 수 있다. 260 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 결정된 방향으로, 무선 전력 송신을 위하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브의 형성 방향을 변경함에 따라서, 전자장치의 위치를 결정하는데 많은 시간이 요구된다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(300)는 전력 소스(source)(301), 전력 송신용 안테나 어레이(310), 프로세서(320), 메모리(330), 통신 회로(340) 및 통신용 안테나(341 내지 343)를 포함할 수 있다. 전자장치(350)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이며, 전력 수신용 안테나(또는, 전력 수신을 위한 안테나)(351), 정류기(352), 컨터버(353), 차저(charger)(354), 프로세서(355), 메모리(356), 통신 회로(357) 및 통신용 안테나(358)를 포함할 수 있다.
전력 소스(301)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(310)로 제공할 수 있다. 전력 소스(301)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(310)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신 장치(300)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(301)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(310)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(310)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들이 전력 송신용 안테나 어레이(310)에 포함될 수 있다. 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(310)는 전력 소스(301)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브를 형성할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(310)는 프로세서(320)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향의 일 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함으로써, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 전력 송신용 안테나 어레이(310)에 연결되는 위상 쉬프터들 각각을 제어할 수 있으며, 이는 도 10a 및 10b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 한편, 전력 송신용 안테나 어레이(310)는 전력 전송을 위한 것으로, 전력 전송용 안테나로 명명될 수도 있다.
프로세서(320)는 전자장치(350)가 위치한 방향을 결정할 수 있으며, 결정된 방향에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 즉, 프로세서(320)는, 결정된 방향의 일 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(310)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 패치 안테나들 또는 패치 안테나들과 연결된 위상 쉬프터(미도시) 및 전력 증폭기(미도시) 중 적어도 하나를 제어함으로써, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(320)는 통신용 안테나(341 내지 343)에서 수신된 통신 신호를 이용하여, 전자장치(350)가 위치한 방향을 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(320)는 통신용 안테나(341 내지 343)에서 수신된 통신 신호를 이용하여, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 통신용 안테나(341 내지 343)은 3개로 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 통신용 안테나의 개수에는 제한이 없다. 예를 들어, 적어도 두 개의 통신 안테나 (341 내지 342)가 무선 전력 전송 장치 (300)의 실시 예에 포함될 수 있다. 하나의 실시예에서, 통신용 안테나(341 내지 343)는 적어도 3개가 배치될 수 있으며, 이는 3차원적인 방향, 예를 들어 구면 좌표계에서의 θ, φ값을 판단하기 위한 것일 수 있다. 더욱 상세하게, 전자장치(350)의 통신용 안테나(358)는 통신 신호(359)를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 통신 신호(359)에는 전자장치(350)를 식별하기 위한 식별정보를 포함할 수도 있으며, 무선 충전에 요구되는 정보가 포함될 수도 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(300)는 무선 충전을 위한 통신 신호를 이용함으로써, 별도의 하드웨어 추가 없이 전자장치(350)의 방향을 판단할 수 있다. 또한, 통신용 안테나(341 내지 343)에서 통신 신호(359)가 수신되는 시각은 상이할 수 있다. 이는, 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자장치(350)는 제 1 지점(410)에 배치될 수 있다. 전자장치(350)는 통신 신호를 발생시킬 수 있는데, 통신 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 구면파의 형태로 공간으로 진행할 수 있다. 구면파는 제 1 지점(410)을 중심으로 진행할 수 있다. 제1지점(410)은 통신용 안테나(358)가 배치된 지점일 수 있다. 이에 따라, 제 1 통신용 안테나(341)에 통신 신호가 수신되는 시각, 제 2 통신용 안테나(342)에 통신 신호가 수신되는 시각 및 제 3 통신용 안테나(343)에 통신 신호가 수신되는 시각은 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 지점(410)에 가장 가까운 제 1 통신용 안테나(341)가 가장 먼저 통신 신호를 수신하고, 제 2 통신용 안테나(342)가 그 다음으로 통신 신호를 수신하고, 제 3 통신용 안테나(343)가 마지막으로 통신 신호를 수신할 수 있다. 한편, 도 4는 단순히 예시적인 것으로, 통신 신호가 지향성 파형을 가진 경우에도 통신용 안테나들(341,342,343) 각각에 수신되는 시각은 상이할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(300)는 3개 이상의 통신용 안테나를 포함할 수 있으며, 이는 3차원 상에서의 통신 신호의 수신 방향을 판단하기 위함이다.
무선 전력 송신 장치(300)의 프로세서(320)는 통신용 안테나(341,342,343)에서 통신 신호가 수신된 시각(예를 들어, t1, t2, t3)을 이용하여, 무선 전력 송신 장치(300)에 대한 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 t1-t2, t2-t3, t3-t1의 시각 차이 정보를 이용하여 무선 전력 송신 장치(300)에 대한 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, t1-t2가 0에 가까울수록 전자장치(350)는 통신용 안테나(341) 및 통신용 안테나(342)을 연결하는 선분의 중심을 직교하여 통과하는 선상에 배치되는 것으로 판단될 수 있다. 아울러, t1-t2가 상대적으로 큰 양의 값을 가질수록 전자장치(350)는 통신용 안테나(342) 측에 가까운 것으로 판단될 수 있다. 또한, t1-t2가 상대적으로 작은 음의 값을 가질수록 전자장치(350)는 통신용 안테나(341) 측에 가까운 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(300)는 t1-t2뿐만 아니라, t2-t3와 t3-t1을 모두 고려함으로써, 무선 전력 송신 장치(300)에 대한 전자장치(350)의 3차원적인 방향을 판단할 수 있다. 프로세서(320)는, 예를 들어 메모리(330)에 저장된 방향을 결정할 수 있는 방법 또는 프로세스를 이용하여 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라 프로세서(320)는, 예를 들어 메모리(330)에 저장된 통신용 안테나별 수신 시각의 차이와 전자장치의 방향 사이의 룩업테이블을 이용하여, 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(300)(또는, 프로세서(320))는 다양한 방식으로 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어 TDOA(time difference of arrival) 또는 FDOA(frequency difference of arrival) 등의 다양한 방식으로 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있으며, 수신 신호의 방향을 결정하는 프로그램 또는 알고리즘의 종류에는 제한이 없다.
한편, 또 다른 실시예에서, 전자장치(350)는 수신되는 통신 신호의 위상에 기초하여 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수도 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전자장치(350)의 통신용 안테나(358)과 무선 전력 송신 장치(300)의 통신용 안테나들(341,342,343) 각각과의 거리가 상이하다. 이에 따라, 통신용 안테나(358)로부터 발진된 통신 신호가 통신용 안테나들(341,342,343) 각각에서 수신되는 경우의 위상이 상이할 수 있다. 프로세서(320)는 통신용 안테나들(341,342,343) 각각에서의 통신 신호의 위상의 차이에 기초하여 전자장치(350)의 방향을 판단할 수도 있다.
프로세서(320)는 전자장치(350)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(310)를 제어함으로써, 전자장치(350)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 프로세서(320)는 통신 신호(359) 내의 정보를 이용하여 전자장치(350)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(359)는 전자장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(340)는 통신 신호(359)를 처리하여 정보를 프로세서(320)로 제공할 수 있다. 통신 회로(340) 및 통신용 안테나(341,342,343)는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee) 및 BLE(Bluetooth Low Energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(359)는 전자장치(350)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(320)는 전자장치(350)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 전자장치(350)의 충전 여부를 결정할 수도 있다. 프로세서(320)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있으며, 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit), 또는 미니 컴퓨터 등으로 구현될 수도 있다.
아울러, 무선 전력 송신 장치(300)는 전자장치(350)를 식별하거나, 전자장치(350)에 전력 송신을 허락하거나, 전자장치(350)에 수신 전력 관련 정보를 요청하거나, 전자장치(350)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는데 통신 신호(359)를 이용할 수 있다. 즉, 통신 신호(359)는, 무선 전력 송신 장치(300) 및 전자장치(350) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
한편, 프로세서(320)는 전력 송신용 안테나 어레이(310)를 제어하여 결정된 전자장치(350)의 방향으로 RF 웨이브(311)를 형성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(320)는, 검출용 RF 웨이브를 형성하고, 이후에 피드백으로 수신되는 또 다른 통신 신호를 이용하여 전자장치(350)까지의 거리를 판단할 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
이에 따라, 프로세서(320)는 전자장치(350)의 방향 및 전자장치(350)까지의 거리를 모두 결정할 수 있으며, 결국 전자장치(350)의 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(320)는 전자장치(350)의 위치에서 패치 안테나들이 발생하는 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록, 패치 안테나를 제어할 수 있다. 이에 따라, RF 웨이브(311)는 상대적으로 높은 송신 효율로 전력 수신용 안테나(351)로 전달될 수 있다. 전자 장치(350)에서의 전력 수신용 안테나(351)는 RF 웨이브를 수신하도록 설정될 수 있다. 아울러, 전력 수신용 안테나(351) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(351)에서 수신된 교류 전력은 정류기(352)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(353)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(354)로 제공할 수 있다. 차저(354)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(353)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 전자장치(350)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
또한, 프로세서(355)는 정류기(352)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(352)의 출력단에 연결되는 전압계가 전자장치(350)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(355)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(352)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(355)는 정류기(352)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(357)로 제공할 수 있다. 차저(354), 컨버터(353) 및 PMIC는 서로 상이한 하드웨어로 구현될 수 있으나, 적어도 두 개의 요소가 하나의 하드웨어로 통합하여 구현될 수도 있다.
또한, 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 통신 회로(357)는 통신용 안테나(358)를 이용하여 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(352)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(352)의 출력단의 전류를 포함할 수도 있다. 이 경우, 전자 장치(350)는 정류기(352)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계를 더 포함할 수 있다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(352)의 출력단 또는 입력단 뿐만 아니라, 전자장치(350)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
아울러, 상술한 바와 같이, 프로세서(355)는 전자장치(350)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(359)를 송신할 수도 있다. 메모리(356)는 전자장치(350)의 각종 하드웨어 장치 또는 구성 요소를 제어할 수 있는 방법 또는 프로세스를 저장할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
510 동작에서, 무선 전력 송신 장치(또는 프로세서)는, 전자 장치로부터의 통신 신호를 복수 개의 통신용 안테나 각각에서 수신할 수 있다. 520 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 통신용 안테나 각각을 통해 수신된 통신 신호들간의 수신 시각 차이 및 통신 신호들간의 위상 차이 중 적어도 하나에 기초하여, 무선 전력 송신 장치로부터 전자장치로의 방향을 판단할 수 있다.
530 동작에서, 무선 전력 송신 장치(또는, 복수 개의 패치 안테나들)는 판단된 방향으로, 복수 개의 패치 안테나들을 제어하여 검출용 RF 웨이브를 복수 개의 테스트 거리만큼 각각 형성할 수 있다.
540 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터의 수신 전력 관련 정보에 기초하여, 무선 전력 송신 장치 및 전자장치 사이의 거리를 판단할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 패치 안테나에 제 1 크기의 전력을 제공할 수 있다. RF 웨이브가 제 1 거리로 형성될 수 있고, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터 수신 전력 관련 정보(예를 들어, 전자장치의 정류기의 출력단의 전압)를 수신할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 패치 안테나에 제 2 크기의 전력을 제공할 수 있다. RF 웨이브가 제 2 거리로 형성될 수 있고, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터 수신 전력 관련 정보(예를 들어, 전자장치의 정류기의 출력단의 전압)를 수신할 수 있다. 여기에서, RF 웨이브의 형성 거리를 변경한다는 것은, 무선 전력 송신 장치가 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점을 변경하는 것을 의미할 수 있으며, 예를 들어 패치 안테나에 인가되는 전력의 크기를 변경함으로써 RF 웨이브의 형성 거리가 변경될 수 있다.
하나의 실시예에서, 전자장치가 무선 전력 송신 장치로부터 제 2 거리만큼 떨어진 경우에는, 무선 전력 송신 장치가 제 2 거리의 RF 웨이브를 형성한 경우에 상대적으로 큰 크기의 전력을 수신할 수 있다. 이에 따라, 전자장치의 정류기의 출력단의 전압값이 상대적으로 큰 크기일 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터의 수신 전력 관련 정보(예를 들어, 정류기의 출력단의 전압)에 기초하여, 전자장치가 무선 전력 송신 장치로부터 제 2 거리만큼 떨어진 것을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 인가하는 전력의 크기와 거리와의 관계 정보를 미리 저장할 수 있으며, 관계 정보를 이용하여 거리를 판단할 수 있다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치는 전자장치까지의 거리를 판단하지 않을 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
무선 전력 송신 장치는, 전자장치의 방향 및 무선 전력 송신 장치로부터의 거리를 결정함으로써 전자장치의 위치를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 전자장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 복수 개의 패치 안테나들 각각을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다. 도 6의 실시예는 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 전자장치(750)까지의 거리를 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
610 동작에서, 예를 들어 도 7에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(700)는 결정된 방향(θ,φ)으로 검출용 RF 웨이브를 형성하도록 각 패치 안테나(711 내지 726)별로 발진되는 서브 RF 웨이브의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(700)로부터 상대적으로 우측에 전자장치(750)가 배치된 것으로 판단되면, 전자 장치(750)에 대한 무선 전력 송신 장치(700) 내의 패치 안테나(711 내지 726) 각각의 위치를 고려하여, 무선 전력 송신 장치(700)의 상대적으로 좌측에 위치한 패치 안테나들로부터 생성되는 서브 RF 웨이브들과 비교하여 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나에서 발생되는 서브 RF 웨이브에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(711 내지 726)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 즉, 상대적으로 무선 전력 송신 장치(700)의 우측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브는 상대적으로 무선 전력 송신 장치(700)의 좌측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브보다 이후에 또는 기설정된 시간 딜레이 이후에 발진될 수 있으며, 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 패치 안테나들로부터의 서브 RF 웨이브가 동시에 만남, 즉 보강 간섭될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(700)는 모든 패치 안테나(711 내지 726)로부터 실질적으로 동일한 시점에 서브 RF 웨이브를 형성할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(700)는 패치 안테나(711 내지 726)별로 발진되는 서브 RF 웨이브의 위상을 조정함으로써, 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 무선 전력 송신 장치(700)의 우측에서 보강 간섭되도록 할 수도 있다.
또한, 전자장치(750)가 무선 전력 송신 장치(700)로부터 상대적으로 상측에 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 무선 전력 송신 장치(700)의 상측에 배치된 패치 안테나에서 발생되는 서브 RF 웨이브에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(711 내지 726)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 상측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 즉, 상대적으로 상측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브는 상대적으로 하측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브보다 이후에 또는 다름 차례에 발진될 수 있으며, 이에 따라, 상대적으로 상측의 지점에서 패치 안테나들로부터의 서브 RF 웨이브가 동시에 만남, 즉 보강 간섭될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(700)는 2차원으로 배치되는 패치 안테나(711 내지 726)들 각각에 상이한 딜레이를 적용함으로써, 패치 안테나(711 내지 726)들 각각이 발생시키는 RF 웨이브의 위상이 상이하게 형성되도록 할 수 있다.
620 동작에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 제 1 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(731)가 형성되도록, 각 패치 안테나(711 내지 726)별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 거리를 판단하지 않고, 바로 복수 개의 패치 안테나(711 내지 726)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.
630 동작에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 결정된 각 패치 안테나(711 내지 726)별 발생되는 RF 웨이브의 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나(711 내지 726)별 인가되는 전력을 이용하여 검출용 RF 웨이브(731)를 제 1 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
640 동작에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 전자장치(750)로부터 전자장치(750)가 수신한 전력 관련 정보, 즉 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 650 동작에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(700)는 수신 전력 관련 정보인 전자장치(750)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치, 예를 들어 전자 장치 (750)가 최적 용량으로 동작하기 위한 최적 전력 동작 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하면, 660 동작에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 다음 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(732)가 형성되도록, 각 패치 안테나(711 내지 726)별 인가되는 전력을 조정하여, 검출용 RF 웨이브(732)를 다음 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(700)는 테스트 거리에 대한 판단 없이, 다음 테스트용 전력의 크기를 결정하여, 이를 각 패치 안테나(711 내지 726)에 인가할 수도 있다. 한편, 도 7의 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(700)가 테스트 거리를 증가, 즉 인가하는 전력의 크기를 증가하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신 장치(700)는 테스트 거리를 감소, 즉 인가하는 전력의 크기를 감소시킬 수도 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치(700)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건은 만족할 때까지 각 패치 안테나(711 내지 726)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 670 동작에서, 무선 전력 송신 장치(700)는 RF 웨이브를 송신하기 위한 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 유지하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 도 7의 실시예에서는, 제 3 테스트 거리로 형성된 RF 웨이브(733)가 형성된 경우, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(700)는 제 3 테스트 거리로 RF 웨이브(733)의 형성이 유지되도록, 패치 안테나(711 내지 726) 각각에 인가하는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(700)는 전자장치(750)까지의 거리가 제 3 테스트 거리(R)라는 것을 판단할 수도 있고, 또는 전자장치(750)까지의 거리에 대한 판단 없이 패치 안테나(711 내지 726) 각각에 인가하는 전력만을 제어할 수도 있다.
상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신 장치(700)는 전자장치(750)까지의 거리를 결정할 수 있으며, 해당 지점에 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록 패치 안테나를 제어함에 따라서, 상대적으로 높은 송신 효율로 전력이 무선 송신될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다. 도 8의 실시예는 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 검출(binary detection) 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
동작들 810 내지 830은 도 6의 동작들 610 내지 630과 실질적으로 유사하며, 이들 기능들에 대해 이전에 제공된 설명이 본 명세서에 통합된다.
840 동작에서, 도 9에서와 같이, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 제 1 조건은, 전자장치와 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점 사이의 거리가 제 1 임계치 미만인 경우에 대응되는 조건일 수 있다. 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점과 전자 장치 사이의 거리가 증가할수록, 전자 장치는 상대적으로 작은 크기의 전력을 수신하게 된다. 이에 따라, 예를 들어 전자 장치의 정류기의 출력단의 전압이 상대적으로 작은 값을 가지게 된다. 결국, 전자 장치와 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점 사이의 거리는, 전자 장치의 수신 전력 관련 정보, 예를 들어 정류기의 출력단의 전압 등과 연관된다. 예를 들어, 전자장치의 정류기 출력단의 전압이 5 V 초과 10 V 이하인 것이 제 1 조건일 수 있으며, 10V 초과인 것이 제 2 조건일 수 있으며, 상기의 전압 수치들은 단순히 예시적인 것이다. 제 2 조건은 전자장치와 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점 사이의 거리가 제 2 임계치 미만인 경우에 대응되는 조건일 수 있으며, 제 2 임계치는 제 1 임계치보다 작은 수치일 수 있다.
아울러, 상술한 조건들은 전자장치의 종류별로 상이하게 설정될 수도 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족하지 못하는 것으로 판단되면, 850 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 제 1 전력만큼 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을 증가할 수 있다. 도 9를 참조하면, 최초에는 패치 안테나(910)가 R1의 거리로 RF 웨이브(911)를 형성하고 있다가, R2의 거리로 RF 웨이브(912)를 형성하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 패치 안테나(910)에 인가되는 전력이 제 1 전력만큼 증가한 것에서 기인할 수 있다. 한편, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족할 때까지, 무선 전력 송신 장치는 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을 제 1 전력만큼 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 패치 안테나(910)로부터 R3, R4 지점에 RF 웨이브(913,914)가 형성될 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 860 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 2 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 2 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 870 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 각 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을, 기존 조정된 전력의 절반만큼을 재조정할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서와 같이, 무선 전력 송신 장치는 각 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을, 기존 조정된 전력인 제 1 전력의 절반만큼 감소시킬 수 있다. 이에 따라, R4의 지점으로부터 R5만큼 후퇴한 거리에 RF 웨이브(915)가 형성될 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 2 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 880 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 해당 전력의 각 패치 안테나 별 인가되는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치가 950의 지점에 배치된 경우라면, 제 2 조건이 만족될 수 있으며, 무선 전력 송신 장치는 950 지점에 배치된 전자 장치에 대한 무선 충전을 수행할 수 있다. 상술한 바에 따른 이점의 적어도 일부는, 신속한 무선 전력 송신 장치 및 전자장치 사이의 거리 판단, 또는 신속한 무선 충전 수행을 위한 각 패치 안테나 별 인가 전력의 크기 판단을 포함할 수 있다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 10a를 참조하면, 전력 소스(1001)는 전력 증폭기(power amplifier: PA)(1002)에 연결될 수 있다. 전력 증폭기(1002)는 전력 소스로부터 제공되는 전력을 증폭할 수 있으며, 전력 증폭기(1002)의 증폭 이득은 프로세서(1030)에 의하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1030)는 통신 회로(1040)로부터 전달받은 전자장치의 통신 신호를 이용하여 전자장치의 방향을 판단할 수 있다. 아울러, 상술한 바와 같이, 판단된 방향에서 전자장치 및 무선 전력 송신 장치 사이의 거리를 판단하거나 또는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 패치 안테나별 인가 전력의 크기를 판단하기 위하여, 복수 개의 RF 웨이브들을 형성할 수 있도록 프로세서(1030)는 전력 증폭기(1002)의 증폭 이득을 제어할 수 있다.
한편, 전력 증폭기(1002)로부터 증폭된 전력은 분배기(1003)로 제공될 수 있다. 분배기(1003)는 복수 개의 패치 안테나(1005,1007,1009)로 전력을 분배하여 제공할 수 있다. 한편, 분배기(1003) 및 패치 안테나(1005,1007,1009) 사이에는 위상 쉬프터(phase shifter)(1004,1006,1008)가 배치될 수 있다. 위상 쉬프터 및 패치 안테나의 개수는 예시적인 것이며, 다른 개수의 위상 쉬프터 및 패치 안테나도 가능하다. 위상 쉬프터는 예를 들어 HMC642 또는 HMC1113 등과 같은 하드웨어 소자가 이용될 수 있다. 위상 쉬프터(1004,1006,1008)는 입력받은 교류 전력의 위상을 쉬프트시킬 수 있으며, 프로세서(1030)는 위상 쉬프터(1004,1006,1008) 각각의 쉬프트 정도를 제어할 수 있다. 프로세서(1030)는 통신 신호를 이용하여 판단한 전자장치의 방향으로 RF 웨이브를 형성시킬 수 있도록 위상 쉬프터(1004,1006,1008) 각각에 입력되는 쉬프트 정도를 결정할 수 있다.
도 10b는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다. 도 10a의 실시예에서, 모든 패치 안테나(1005,1007,1009)들이 하나의 분배기(1003) 및 하나의 전력 증폭기(1002)에 연결되는 것과는 대조적으로, 도 10b의 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치가 복수 개의 전력 증폭기(1011,1021)를 포함할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신 장치는, 복수 개의 전력 증폭기(1011,1021) 각각에 연결되는 분배기(1012,1022)를 포함할 수 있다. 분배기(1012)에는 위상 쉬프터(1013,1015,1017) 및 위상 쉬프터(1013,1015,1017)에 연결되는 패치 안테나(1014,1016,1018)가 연결될 수 있다. 아울러, 분배기(1022)에는 위상 쉬프터(1023,1025,1027) 및 위상 쉬프터(1023,1025,1027)에 연결되는 패치 안테나(1024,1026,1028)가 연결될 수 있다.
도 11a 및 11b는 복수 개의 전자장치에 대한 무선 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11a의 실시예는 도 12a를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 12a를 참조하면, 1210 동작에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152)의 방향을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(1100)는 제1 전자장치(1151)로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치(1151)의 방향을 결정하고, 제2 전자장치(1152)로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치(1152)의 방향을 결정할 수 있다.
1220 동작에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각을 충전하기 위한 패치 안테나 그룹(1101,1102)을 판단할 수 있다. 1230 동작에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 패치 안테나 그룹(1101,1102)을 이용하여 복수 개의 전자장치(1151,1152)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(1100)는 패치 안테나 그룹(1101)을 이용하여 제 1 전자장치(1151)와의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 기초하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치(1100)는 패치 안테나 그룹(1102)을 이용하여 제 2 전자장치(1152)와의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 기초하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(1100)는 거리의 판단 없이 무선 충전을 수행할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각의 방향에 따라 패치 안테나 그룹(1101,1102)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(1100)의 상대적으로 좌측에 배치된 것으로 판단된 제 1 전자장치(1151)에 대하여서는 상대적으로 좌측에 배치되는 패치 안테나 그룹(1101)을 선택할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(1100)의 상대적으로 우측에 배치된 것으로 판단된 제 2 전자장치(1152)에 대하여서는 무선 전력 송신 장치(1100)의 상대적으로 우측에 배치되는 패치 안테나 그룹(1102)을 선택할 수 있다. 패치 안테나 그룹(1101)은 제 1 전자장치(1151)을 충전하기 위한 RF 웨이브(1111)를 형성할 수 있으며, 패치 안테나 그룹(1102)은 제 2 전자장치(1152)를 충전하기 위한 RF 웨이브(1112)를 형성할 수 있다.
아울러, 무선 전력 송신 장치(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각의 정격 전력에 기초하여 패치 안테나 그룹에 포함되는 패치 안테나 개수를 선택할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 정격 전력의 전자장치에 대하여서는 상대적으로 많은 개수의 패치 안테나를 할당할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 복수 개의 전자장치(1151,1152)가 동시에 충전될 수 있다.
도 11b의 실시예는 도 12b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 12b를 참조하면, 1210 동작에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152)의 방향을 결정할 수 있다. 1221 동작에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각을 충전하기 위한 충전 시간을 분배할 수 있다. 1231 동작에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 분배된 충전 시간에 기초하여 복수 개의 전자장치(1151,1152)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제 1 시간(t1) 동안에는 모든 패치 안테나(1103) 각각이 서브 RF 웨이브를 형성하도록 제어하여 제 1 전자장치(1151)를 충전하기 위한 RF 웨이브(1113)를 형성할 수 있으며, 제 2 시간(t2) 동안에는 패치 안테나 전체(1103)를 이용하여 제 2 전자장치(1152)를 충전하기 위한 RF 웨이브(1114)를 형성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(1100)는 전자장치(1151,1152)의 우선 순위에 따라서 먼저 충전을 수행할 전자장치(1151 또는 1152)를 선택할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(1100)는 우선 순위가 높은 전자 장치의 충전을 완료한 이후에, 다음 우선 순위를 가지는 전자 장치의 충전을 수행할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(1100)는 전자장치(1151,1552)에 대하여 번갈아 가면서 충전을 수행할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(1100)는 우선 순위가 높은 전자 장치의 충전이 완료되기 이전이라도, 일정 시간 충전 이후에는 다음 우선 순위를 가지는 전자 장치를 일정 시간 충전하고, 또 다시 우선 순위가 높은 전자 장치의 충전을 수행할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
1310 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치에 무선 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 상술한 바와 같이 전자장치의 방향 및 전자장치까지의 거리를 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다.
1320 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치의 이동을 검출할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터의 수신 전력 관련 정보에 기초하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다. 전자장치가 이동함에 따라, 전자장치는 기존의 위치했던 지점에서의 보강 간섭에 의하여 생성되는 RF 웨이브에 의하여 충분한 전력을 수신할 수 없다. 이에 따라, 예를 들어 전자장치의 정류기 출력단의 전압 또한 감소하고, 무선 전력 송신 장치는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하는 것에 대응하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치의 이동을 검출할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터의 통신 신호를 지속적으로 수신할 수 있으며, 통신 신호를 이용하여 전자장치의 방향을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치는 전자장치가 위치하고 있는 방향의 변경을 검출할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터 이동 정보를 직접 수신할 수도 있다. 전자장치는 이동을 검출할 수 있는 자이로 센서, 리니어 센서, 지자계 센서 및 GPS 센서 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다. 전자장치는 다양한 센서를 이용하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있으며, 이동 정보를 통신 신호로서 생성하여, 통신 신호를 포함시켜 무선 전력 송신 장치로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 수신된 이동 정보를 이용하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다.
1330 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 전자장치의 이동에 대응하여 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 1340 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는, 이동 후의 전자장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 각 패치 안테나를 제어할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는, 이동 이후의 전자장치의 위치를 상술한 방식에 따라서 다시 검출할 수도 있거나, 또는 이동 정보를 직접 이용하여 패치 안테나를 제어할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치로부터의 신호를 복수 개의 통신용 안테나를 통해 수신할 수 있다. 1420 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 복수 개의 통신용 안테나에서 수신된 통신 신호들 간의 수신 시각의 차이 및 통신 신호들 간의 위상 차이 중 적어도 하나에 기초하여, 무선 전력 송신 장치로부터 전자장치로의 방향을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 전자장치가 이동함에 따라서, 각 통신용 안테나 사이의 수신 시각 차이 또는 위상 차이 또한 변경될 수 있다. 1430 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 모니터링 결과에 따라 전자장치의 이동을 검출할 수 있다.
1440 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치의 이동에 대응하여 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치는 이동 이후의 전자장치의 위치에 대응하여 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 1450 동작에서, 무선 전력 송신 장치는, 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이에 따라, 이동 이후의 전자장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치의 이동 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 1520 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 이동 정보를 분석하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전자장치는 이동을 검출하도록 설정된 센서를 이용하여 이동 정보를 획득하고, 획득된 이동 정보를 포함한 통신 신호를 송신할 수 있다.
한편, 1530 동작 및 1540 동작은, 도 14에서의 1440 동작 및 1450 동작과 실질적으로 유사하기 때문에 여기에서의 설명은 생략하도록 한다.
도 16은 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1610 동작에서, 전자장치는 전자장치의 위치를 판단할 수 있다. 전자장치는 다양한 실내 측위 방법에 기초하여 전자장치의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자장치는 실내 지자기 맵을 획득하고, 지자계 센서의 센싱 데이터를 획득한 지자기 맵과 비교할 수 있다. 전자장치는 비교 결과에 기초하여 전자장치의 실내에서의 위치를 판단할 수 있다. 또는, 전자장치는 Wi-fi 신호 기반 실내 측위 방식에 기초하여 전자장치의 실내에서의 위치를 판단할 수도 있다. 또는, 전자장치가 실외에 배치된 경우에서는, GPS 모듈을 이용하여 전자장치의 위치를 판단할 수 있다.
1620 동작에서, 전자장치는 위치 정보를 포함하는 신호를 송신할 수 있다.
1630 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 전자장치의 위치 정보에 기초하여, 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 1640 동작에서, 무선 전력 송신 장치는 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
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, 상기 전자 장치 내의 복수의 통신용 안테나 각각에 의하여 전자 장치로부터의 제 1 통신 신호의 수신 시각에 기초하여 전자 장치가 위치한 방향을 결정하는 동작, 제 1 크기의 서브 RF 웨이브들이 결정된 방향으로 서로에 대하여 보강 간섭되도록 무선 전력 송신 장치 내의 패치 안테나를 제어하는 동작, 전자 장치로부터 수신되는 제 2 통신 신호에 기초하여 전자 장치를 제 1 크기로 충전할 지 여부를 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
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 장치로부터 전자 장치의 위치를 포함하는 제 1 통신 신호를 수신하는 동작 및 전자 장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록 무선 전력 송신 장치에 포함된 패치 안테나를 제어하는 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.
상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 실시 예에 따르면, 전자 장치로부터의 통신 신호를 사용하여 전력 전송 방향을 결정하고, 전자 장치의 정확한 위치를 결정하는 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 장치를 제어하는 방법이 제공될 수 있다. 전술한 다양한 실시 예의 다양한 장점에 따라, 전자 장치의 위치를 결정하고 유해한 라디오 웨이브의 송신을 위한 시간이 절약될 수 있다.
도 1, 3, 10a 및 10b 내의 명세서 내의 동작을 수행하는 전송기, 장치들, 구성 요소 분할기, 쉬프터들 및 다른 구조적 요소는, 하드웨어 구성 요소에 의하여 수행되도록 명세서에 의하여 기재된 동작을 수행하도록 설정된 하드웨어 구성 요소로 구현될 수 있다. 컨트롤러, 센서, 제너레이터, 드라이버, 메모리, 비교기, 산술 논리 유닛, 가산기, 감산기, 승수, 분배기, 적분기 및 기타 전자 부품을 포함하여 본 명세서에 설명 된 작동을 수행하는 데 사용될 수 있는 하드웨어 구성 요소의 예는 본 명세서에서 설명하는 작업을 수행하도록 구성된다. 다른 예들에서, 본 명세서에서 설명 된 동작들을 수행하는 하나 이상의 하드웨어 구성 요소는 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의해 하드웨어를 컴퓨팅함으로써 구현된다. 프로세서 또는 컴퓨터는, 원하는 결과를 얻도록 하는 정의된 방식 내의 명령을 수행하며 응답하도록 설정된 장치들의 조합 또는 임의의 다른 장치 또는 하나 또는 논리 게이트들의 어레이, 제어기 및 산술 논리 유닛, 디지털 신호 프로세서, 마이크로 컴퓨터, 프로그램 가능 논리 제어기, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 프로그래머블 논리 어레이, 마이크로프로세서와 같은 하나 이상의 처리 요소에 의하여 구현될 수 있다. 일 예시에서, 프로세서 또는 컴퓨터는 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행되는 명령 또는 소프트웨어를 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하거나 연결된다. 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 구현되는 하드웨어 구성 요소는 운영 체제 (OS) 및 본 명세서에서 설명 된 동작을 수행하기 위해 OS에서 실행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션과 같은 명령 또는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 하드웨어 구성 요소는 또한 명령 또는 소프트웨어의 실행에 응답하여 데이터에 액세스하고, 조작하고, 처리하고, 생성하고, 저장할 수 있다. 간략화를 위해, 단수의 용어 "프로세서" 또는 "컴퓨터"는 본 명세서에 기술된 예에 대한 설명에 사용될 수 있지만, 다른 예들에서 다수의 프로세서 또는 컴퓨터가 사용될 수 있거나 프로세서 또는 컴퓨터는 다수의 프로세싱 요소, 또는 여러 유형의 처리 요소 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단일 하드웨어 구성 요소 또는 둘 이상의 하드웨어 구성 요소가 단일 프로세서 또는 둘 이상의 프로세서 또는 프로세서 및 컨트롤러에 의해 구현될 수 있다. 하나 이상의 하드웨어 구성 요소는 하나 이상의 프로세서 또는 프로세서 및 제어기에 의해 구현될 수 있고 하나 이상의 다른 하드웨어 구성 요소는 하나 이상의 다른 프로세서 또는 다른 프로세서 및 다른 제어기에 의해 구현 될 수 있다. 하나 이상의 프로세서 또는 프로세서와 컨트롤러는 단일 하드웨어 구성 요소 또는 둘 이상의 하드웨어 구성 요소를 구현할 수 있다. 하드웨어 구성 요소는 하나 또는 이상의 상이한 처리 구성을 가질 수 있는데, 예를 들어 단일 프로세서, 독립 프로세서, 병렬 프로세서, SISD (single-instruction single-data) 다중 처리, SIMD (single-instruction multiple-data) 다중 처리, MISD (Multiple-Instruction Single-Data) 멀티 프로세싱 및 MIMD (Multiple-Instruction Multiple-Data) 멀티 프로세싱 등을 가질 수 있다.
본 명세서에서 설명된 동작들을 수행하도록 하는, 도 2, 5, 6, 8, 12a, 12b와 도 13 내지 16에서 설명된 방법은 컴퓨팅 하드웨어, 예를 들어, 하나 또는 이상의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의하여 수행될 수 있으며, 상술한 바와 같이 상기 방법들에 의하여 수행되는 본 명세서에서 서술된 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 또는 실행 인스트럭션으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 단일 동작 또는 둘 이상의 동작이 단일 프로세서, 둘 이상의 프로세서, 또는 프로세서 및 제어기에 의해 수행 될 수 있다. 하나 이상의 동작은 하나 이상의 프로세서, 또는 프로세서 및 제어기에 의해 수행 될 수 있고, 하나 이상의 다른 동작은 하나 이상의 다른 프로세서 또는 다른 프로세서 및 다른 제어기에 의해 수행 될 수 있다. 하나 이상의 프로세서 또는 프로세서 및 컨트롤러는 단일 동작 또는 둘 이상의 동작을 수행 할 수 있다.
예를 들어 하나 또는 이상의 프로세서 또는 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 하드웨어를 상술한 바와 같은 방법을 수행하고 하드웨어 구성 요소로 구현하도록 제어하기 위한 인스트럭션들 또는 소프트웨어는, 컴퓨터 프로그램, 코드 세그먼트, 인스트럭션 또는 그들의 임의의 조합으로 기술될 수 있으며, 이는 전술 한 바와 같은 하드웨어 구성 요소 및 방법에 의해 수행되는 동작을 수행하기 위해 기계 또는 특수 목적 컴퓨터로서 동작하도록 하나 이상의 프로세서 또는 컴퓨터를 개별적으로 또는 집합 적으로 지시 또는 구성하기 위한 것이다. 일례에서, 명령 또는 소프트웨어는 컴파일러에 의해 생성된 기계 코드와 같이 하나 이상의 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 직접 실행되는 기계 코드를 포함한다. 다른 예에서, 명령 또는 소프트웨어는 인터프리터를 사용하여 하나 이상의 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행되는 상위 레벨 코드를 포함한다. 인스트럭션 또는 소프트웨어는 도면과 대응되는 명서서 내의 설명에서 설명된 흐름도 및 블록도에 기초한 임의의 프로그래밍 언어를 이용하여 기술될 수 있으며, 본 명세서는 하드웨어 구성 요소 및 상술한 방법들에 의하여 수행된 동작들을 수행하기 위한 알고리즘을 개시한다.
상술한 바와 같은 방법을 수행하며 하드웨어 구성 요소를 구현하기 위한 하나 또는 이상의 프로세서들 또는 컴퓨터들과 같은 컴퓨팅 하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어 또는 인스트럭션들, 임의의 데이터, 데이터 파일, 데이터 구조는 하나 또는 이상의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 기록, 저장 또는 고정될 수 있다. 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 ROM (read-only memory), RAM (random-access memory), 플래시 메모리, CD-ROM, CD-R, CD + R, CD-RW, CD + RW DVD-R, DVD-RW, DVD + RW, DVD-RAM, BD-ROM, BD-R, BD-R LTH, BD-RE, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 저장 장치, 하드 디스크, 반도체 디스크 및 지시 또는 소프트웨어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일 및 데이터 구조를 비 일시적 방식으로 저장하도록 구성된 임의의 다른 장치를 포함 할 수 있으며, 명령 또는 소프트웨어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일 및 데이터 구조를 하나 이상의 프로세서 또는 컴퓨터에 전송하여 하나 이상의 프로세서 또는 컴퓨터가 명령을 실행할 수 있게 한다. 일례에서, 명령 또는 소프트웨어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일 및 데이터 구조는 네트워크 결합 컴퓨터 시스템을 통해 분산되어 명령 및 소프트웨어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일 및 데이터 구조가 저장되고 액세스되며 하나 이상의 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 분산된 방식으로 실행될 수 있다.
본 개시 내용은 구체적인 예를 포함하지만, 청구 범위 및 그 균등 물의 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 본 명세서의 형태 및 형태의 다양한 변경이이 예에서 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 본 명세서에 기술 된 예들은 단지 설명의 목적으로 만 고려되어야 하며, 제한의 목적으로 고려되어서는 안 된다. 각 예에서의 특징 또는 양상의 설명은 다른 예에서의 유사한 특징 또는 양태에 적용 가능한 것으로 고려되어야 한다. 설명된 기술들이 상이한 순서로 수행되는 경우, 및 / 또는 기술된 시스템, 아키텍처, 장치 또는 회로 내의 구성 요소들이 상이한 방식으로 결합되고, 및 / 또는 다른 구성요소들 또는 그들의 등가물 의해 대체되거나 보충되는 경우, 적절한 결과가 달성 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상세한 설명이 아니라 특허 청구 범위 및 그 등가물에 의해 정의되며, 특허 청구 범위와 균등 범위의 모든 변형은 본 개시 내용에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    복수의 패치 안테나를 포함하는 전력 전송용 안테나;
    복수의 통신용 안테나; 및
    프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    전자 장치로부터, 상기 복수의 통신용 안테나를 통해 통신 신호를 수신하고,
    상기 복수의 통신용 안테나를 통해 수신된 상기 통신 신호에 기초하여 상기 전자 장치가 위치한 방향을 감지하고,
    상기 전력 전송용 안테나를 통하여 상기 감지된 방향으로 전력을 전송하도록 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 통신용 안테나 각각에서 상기 통신 신호를 수신한 시각의 차이 및 상기 통신 신호의 위상의 차이 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치가 위치한 방향을 판단하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전자장치의 방향으로 제 1 크기의 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수 개의 패치 안테나를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 통신 신호 이후에 수신된 제 2 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브의 크기를 조정할 지 여부를 결정하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 제 2 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수의 패치 안테나를 제어하고,
    상기 전자장치로부터 수신되는 제 3 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 2 크기의 상기 복수의 서브 RF 웨이브의 크기를 조정할 지 여부를 결정하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    전력을 제공하도록 설정된 전력 소스(source); 및
    상기 전력을 증폭하는 전력 증폭기
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 전력 증폭기의 증폭 이득을 변경함으로써 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브의 크기를 상기 제 1 크기로부터 상기 제 2 크기로 변경하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족할 때까지 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는 경우에 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력의 크기를 유지하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 감지된 방향에서 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 서로 보강 간섭되도록, 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 조정하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 상기 전자장치의 식별 정보 및 상기 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 전자장치의 식별 정보 및 상기 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치에 충전을 수행할지 여부를 결정하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자장치를 충전하는 것으로 결정하여 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전하는 중에, 상기 전자장치의 이동을 검출하고,
    상기 전자장치의 이동에 대응하여, 상기 결정된 방향 및 상기 복수 개의 RF 웨이브의 크기 중 적어도 하나를 변경하여 상기 전자장치를 충전하도록 제어하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  11. 무선 전력 송신 장치의 제어 방법에 있어서,
    전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 동작;
    상기 통신 신호를 기반으로 상기 전자 장치가 위치한 방향을 감지하는 동작; 및
    상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작
    을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 신호를 기반으로 상기 전자 장치의 방향을 감지하는 동작은, 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 복수의 통신용 안테나 각각에서 상기 통신 신호를 수신한 시각의 차이 및 상기 통신 신호의 위상의 차이 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치가 위치한 방향을 판단하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작은, 상기 전자장치가 위치한 방향으로 제 1 크기의 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 무선 전력 송신 장치에 포함된 복수 개의 패치 안테나를 제어하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 통신 신호 이후에 수신된 제 2 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 제 2 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수의 패치 안테나를 제어하고,
    상기 전자장치로부터 수신되는 제 3 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 2 크기의 상기 복수의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 무선 전력 송신 장치의 제어 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107733105A (zh) * 2017-11-08 2018-02-23 深圳市春宏实业有限公司 无线电力传输装置
WO2020036703A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Apple Inc. Wireless power system with device priority

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10811908B2 (en) 2014-09-25 2020-10-20 Supply, Inc. System and method for wireless power reception
US10056946B2 (en) * 2016-03-31 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitting device and method for controlling the same
US11178625B2 (en) * 2017-06-06 2021-11-16 Supply, Inc. Method and system for wireless power delivery
US10784706B2 (en) 2017-08-11 2020-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitter and method for controlling the same
KR102293662B1 (ko) * 2017-09-27 2021-08-25 삼성전자 주식회사 빔포밍 프로세서 시험 장치
KR102464384B1 (ko) * 2017-10-20 2022-11-08 삼성전자주식회사 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법
CN111869045B (zh) 2018-03-08 2024-04-16 利奇电力公司 用于无线功率输送的方法和系统
KR102607364B1 (ko) * 2018-04-27 2023-11-29 삼성전자주식회사 무선 전력 송신 장치 및 전력을 무선으로 수신하는 전자 장치와 그 동작 방법
JP6909761B2 (ja) * 2018-07-19 2021-07-28 株式会社東芝 無線電力伝送装置及び無線電力伝送方法
CN108961574A (zh) * 2018-08-07 2018-12-07 肇庆市高新区甜慕新能源技术有限公司 一种云系统与车辆通信的方法
KR102602320B1 (ko) * 2018-08-14 2023-11-16 삼성전자주식회사 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법
JP6970063B2 (ja) * 2018-08-20 2021-11-24 株式会社東芝 電子装置、測定装置及び方法
MX2021010705A (es) 2019-03-07 2021-12-10 Hubbell Inc Transferencia de energía inductiva.
CN110730021B (zh) * 2019-08-31 2022-10-25 荣耀终端有限公司 一种无线控制方法及设备
US10981668B1 (en) * 2020-02-28 2021-04-20 American Standard Aerospace Products (Asap) Apparatus, system and method of data recording
CN115280636A (zh) * 2020-03-18 2022-11-01 华为技术有限公司 输能设备、受能设备以及一种用于无线充电的方法
EP4205458A1 (en) * 2020-08-28 2023-07-05 Reach Power, Inc. Method and system for wireless power delivery
US11942796B2 (en) * 2021-02-10 2024-03-26 International Business Machines Corporation Wireless power for sensor arrays
US11611242B2 (en) 2021-04-14 2023-03-21 Reach Power, Inc. System and method for wireless power networking
JP2023007765A (ja) * 2021-07-02 2023-01-19 トヨタ自動車株式会社 給電システム、及び給電方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080098035A (ko) * 2006-01-18 2008-11-06 나이젤 파워 엘엘씨 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 방법 및 시스템
KR20130128041A (ko) * 2012-05-16 2013-11-26 엘에스전선 주식회사 무선 충전 장치, 무선 충전 시스템 및 무선 충전 방법
WO2014075103A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 California Institute Of Technology Smart rf lensing: efficient, dynamic and mobile wireless power transfer
KR20140123222A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 주식회사 유디존테크놀로지 인터렉티브 안테나 위치제어를 통해 에너지전송효율을 향상시키기 위한 무선전력전송 시스템 및 그 방법
WO2015022690A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Humavox Ltd. Wireless charging device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864249B1 (fr) 2003-12-19 2006-02-03 Thales Sa Systeme d'evitement d'obstacles pour navires multi-coques rapides
JP2006005436A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Fujitsu Ltd 送信ビームフォーミングの適応制御方法及び装置
US9312924B2 (en) * 2009-02-10 2016-04-12 Qualcomm Incorporated Systems and methods relating to multi-dimensional wireless charging
US8417340B2 (en) * 2009-10-13 2013-04-09 Empire Technology Development Llc Implant with antenna array
US8781420B2 (en) * 2010-04-13 2014-07-15 Apple Inc. Adjustable wireless circuitry with antenna-based proximity detector
CA2797044A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Worcester Polytechnic Institute Search and rescue method and system
WO2013128597A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 中国電力株式会社 非接触給電システム、給電装置、受電装置、及び非接触給電システムの制御方法
US9899873B2 (en) 2014-05-23 2018-02-20 Energous Corporation System and method for generating a power receiver identifier in a wireless power network
KR102076859B1 (ko) 2013-04-17 2020-05-18 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 전송 방법
KR20150026336A (ko) * 2013-09-02 2015-03-11 엘지전자 주식회사 웨어러블 디바이스 및 그 컨텐트 출력 방법
JP6258816B2 (ja) * 2013-10-29 2018-01-10 パナソニック株式会社 無線送電装置及び無線電力伝送システム
CN104753184B (zh) * 2013-12-31 2018-06-05 华为技术有限公司 输电发送方法、设备及系统
US9966784B2 (en) 2014-06-03 2018-05-08 Energous Corporation Systems and methods for extending battery life of portable electronic devices charged by sound
WO2016065314A1 (en) * 2014-10-23 2016-04-28 Automaton, Inc. Systems and methods for rfid tag locating using constructive interference
US20160192209A1 (en) * 2014-12-31 2016-06-30 Thomson Licensing Antenna radiation pattern adjustment and mobile devices
US9941752B2 (en) * 2015-09-16 2018-04-10 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10056946B2 (en) * 2016-03-31 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitting device and method for controlling the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080098035A (ko) * 2006-01-18 2008-11-06 나이젤 파워 엘엘씨 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 방법 및 시스템
KR20130128041A (ko) * 2012-05-16 2013-11-26 엘에스전선 주식회사 무선 충전 장치, 무선 충전 시스템 및 무선 충전 방법
WO2014075103A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 California Institute Of Technology Smart rf lensing: efficient, dynamic and mobile wireless power transfer
KR20140123222A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 주식회사 유디존테크놀로지 인터렉티브 안테나 위치제어를 통해 에너지전송효율을 향상시키기 위한 무선전력전송 시스템 및 그 방법
WO2015022690A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Humavox Ltd. Wireless charging device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3444925A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107733105A (zh) * 2017-11-08 2018-02-23 深圳市春宏实业有限公司 无线电力传输装置
WO2020036703A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Apple Inc. Wireless power system with device priority
US11239695B2 (en) 2018-08-14 2022-02-01 Apple Inc. Wireless power system with device priority

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