WO2018117734A1 - 무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2018117734A1
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wireless power
power transmitter
electronic device
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power
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이경우
권상욱
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삼성전자 주식회사
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    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmitter, an electronic device, and a control method thereof, and more particularly, to a wireless power transmitter capable of wirelessly transmitting power to an electronic device, an electronic device capable of receiving power from a wireless power transmitter, and the same. It relates to a control method.
  • Wireless power transmission includes magnetic induction, magnetic resonance, and electromagnetic waves, which are more advantageous for long distance transmission of several meters than other methods.
  • Electromagnetic wave method is mainly used for long distance power transmission, and can locate power receiver in remote place and transmit power most efficiently.
  • the electromagnetic wave method of the related art forms a radio frequency (RF) wave in a plurality of directions to determine a location of a charging target, for example, an electronic device, receives power-related information from the electronic device, A method of determining the location of the electronic device using the received information has been used.
  • RF radio frequency
  • the electronic device cannot be secured in one position, and in particular, due to human health, it is impossible to transmit high power before sensing the charging target.
  • a power transmitter may include: an antenna configured to transmit a plurality of detection powers, each including direction information, in each of a plurality of directions; A communication circuit configured to receive a communication signal including first direction information included in the first detection power from the electronic device that has received the first detection power among the plurality of detection powers; And a processor controlling to transmit power for charging based on the first direction information included in the communication signal.
  • a control method of a power transmitter may include transmitting a plurality of detection powers, each of which includes direction information, in each of a plurality of directions; Receiving a communication signal including first direction information included in the first detection power from the electronic device that has received the first detection power among the plurality of detection powers; And transmitting power for charging based on the first direction information included in the communication signal.
  • An electronic device may include an antenna configured to receive power including direction information; A processor for extracting the direction information from the received power; And a communication circuit for transmitting a communication signal including the extracted direction information.
  • an electronic device may include: receiving power including direction information; Extracting the direction information from the received power; And transmitting a communication signal including the extracted direction information.
  • a wireless power transmitter and a control method thereof capable of detecting an electronic device to be charged more quickly, an electronic device operating in correspondence with the wireless power transmitter, and a control method thereof may be provided.
  • 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 transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3A to 3C illustrate conceptual diagrams for describing an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 5A illustrates waveforms of power transmitted from a wireless power transmitter in accordance with various embodiments of the present invention.
  • 5B is an example of an RF wave including direction information based on the FM system.
  • FIG. 6 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 7A and 7B are flowcharts illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating RF wave formation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 9A and 9B illustrate conceptual diagrams for describing a method of controlling a wireless power transmitter, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 11A to 11C illustrate conceptual diagrams for describing an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an operation of a wireless power transmitter for performing cross connection prevention according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15 is a flowchart illustrating a control method of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 16 is a block diagram illustrating a modulation process of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17 is a block diagram illustrating a demodulation process of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 18A and 18B illustrate conceptual diagrams for describing an operation of a wireless power transmitter 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.
  • a 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, a server. , A PDA, a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a medical device, a camera, or a wearable device.
  • Wearable devices may be accessory (e.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses) or head-mounted-devices (HMD), fabric or apparel integral (e.g. electronic clothing), And at least one of a body-attachable (eg, skin pad) or bio implantable circuit.
  • the wireless power transmitter or electronic device is, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, audio, refrigerator, air conditioner, cleaner, oven, microwave oven, washing machine, air purifier, set top box, home It may include at least one of an automation control panel, a security control panel, a media box, a game console, an electronic dictionary, an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • the wireless power transmitter 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), magnetic magnetic resonance (MRI)).
  • various portable medical devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic magnetic resonance
  • CT computed tomography
  • GNSS global navigation satellite systems
  • EDRs event data recorders
  • FDRs flight data recorders
  • automotive infotainment devices Electronic equipment for ships (e.g., ship navigation devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or home robots, drones, ATMs in financial institutions, shops At least a point of sales, or Internet of Things device (e.g., light bulbs, sensors, sprinkler devices, fire alarms, thermostats, street lights, toasters, exercise equipment, hot water tanks, heaters, boilers, etc.) It may include one.
  • GNSS global navigation satellite systems
  • EDRs event data recorders
  • FDRs flight data recorders
  • automotive infotainment devices Electronic equipment for ships (e.g., ship navigation devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or home robots, drones, ATMs in financial institutions, shops At least a point of
  • a wireless power transmitter or electronic device may be a piece of furniture, a building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measurement devices (eg, Water, electricity, gas, or radio wave measuring instrument).
  • the wireless power transmitter or electronic device may be flexible or a combination of two or more of the various devices described above.
  • the wireless power transmitter or the electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the aforementioned devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a wireless power transmitter 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 wireless power transmitter 100 may wirelessly transmit power to at least one electronic device 150 or 160.
  • the wireless power transmitter 100 may include one or more patch antennas 111-126.
  • the patch antennas 111 to 126 are not limited as long as they are each antennas capable of generating an RF wave. At least one of the amplitude and phase of the RF wave generated by the patch antennas 111 to 126 may be adjusted by the wireless power transmitter 100.
  • the RF wave generated by each of the patch antennas 111 to 126 will be referred to as a sub-RF wave.
  • the wireless power transmitter 100 may adjust at least one of the amplitude and phase of each of the sub-RF waves generated by the patch antennas 111 to 126. Meanwhile, sub-RF waves may interfere with each other. For example, at one point the sub-RF waves may constructively interfere with each other, and at another point the sub-RF waves may cancel each other.
  • the sub-RF waves generated by the patch antennas 111 to 126 may be subjected to constructive interference with each other at the first point (x1, y1, z1). At least one of each amplitude and phase may be adjusted.
  • the wireless power transmitter 100 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 wireless power transmitter 100 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 beamforming methods may be used, as disclosed in US Patent Publication 2016/0099611, US Patent Publication 2016/0099755, US Patent Publication 2016/0100124, and the like.
  • the form of the RF wave formed by beam-forming may be referred to as pockets of energy.
  • the RF wave 130 formed by the sub-RF waves may have the maximum amplitude at the first point (x1, y1, z1), and thus the electronic device 150 receives wireless power with high efficiency. can do.
  • the wireless power transmitter 100 may detect that the electronic device 160 is disposed at the second points x2, y2, and z2.
  • the wireless power transmitter 100 may control the patch antennas 111 to 126 such that the sub-RF waves are constructive interference at the second points x2, y2, and z2 to charge the electronic device 160.
  • the RF wave 131 formed by the sub-RF waves may have a maximum amplitude at the second point (x2, y2, z2), and the electronic device 160 may receive wireless power with high transmission efficiency. Can be.
  • the electronic device 150 may be disposed on the right side.
  • the wireless power transmitter 100 may apply a larger delay to sub-RF waves formed from patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side. That is, the sub-RF waves formed from the patch antennas (for example, 111, 115, 119, 123) disposed on the left side are first formed, and then the patch antennas (for example, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side after a predetermined time passes.
  • a sub-RF wave can be generated from. Accordingly, 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 transmitter 100 may be substantially aligned with the patch antennas on the left (eg, 111, 115, 119, 123) and the patch antennas on the right (eg, 114, 118, 122, 126). The same delay can be applied.
  • the wireless power transmitter 100 is larger than the patch antenna on the right side (eg, 114, 118, 122, 126) to the patch antenna on the left side (eg, 111, 115, 119, 123). Delay can be applied.
  • the wireless power transmitter 100 may simultaneously oscillate the sub-RF waves all over the patch antennas 111 to 126, and perform beam-forming by adjusting a phase corresponding to the delay described above. You may. That is, the wireless power transmitter 100 may determine a degree of phase shifting (for example, a delay for each patch antenna) corresponding to each patch antenna, corresponding to the direction of the RF wave. The wireless power transmitter 100 may change the beamforming direction by adjusting the phase shifting degree of each of the electrical signals input for each patch antenna.
  • a degree of phase shifting for example, a delay for each patch antenna
  • the wireless power transmitter 100 may change the beam forming distance by adjusting the amplitude of an electrical signal input for each patch antenna. For example, the wireless power transmitter 100 fixes the phase shifting degree of each of the electrical signals inputted for each patch antenna, that is, after fixing the beamforming direction, collectively aggregates the amplitudes of the electrical signals inputted for each patch antenna. Can be increased or decreased. When the amplitude of the electrical signal input for each patch antenna is collectively increased, the distance of the beam formed in the fixed beam forming direction may be increased. When the amplitude of the electrical signal input for each patch antenna is collectively reduced, the distance of the beam formed in the fixed beam forming direction may be reduced. That is, the wireless power transmitter 100 according to various embodiments of the present disclosure may adjust the distance of the RF wave to be formed by adjusting the amplitude of the electrical signal input for each patch antenna.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the positions of the electronic devices 150 and 160 and cause the sub-RF waves to be constructive interference at the determined positions, thereby performing wireless charging or wireless power transmission with high transmission efficiency. have. On the other hand, the wireless power transmitter 100 may be able to wirelessly charge or wirelessly transmit power with high transmission efficiency only when the position of the electronic devices 150 and 160 is accurately known.
  • the meaning that the wireless power transmitter performs a specific operation may mean that the processor of the wireless power transmitter performs the specific operation or the processor controls other hardware to perform the specific operation.
  • the fact that the wireless power transmitter stores specific information may mean that the memory included in the wireless power transmitter stores the specific information.
  • the wireless power transmitter may detect the electronic device.
  • the wireless power transmitter may transmit a detection RF wave in a plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may insert and transmit direction information in a detection RF wave corresponding to each of the plurality of directions. For example, in the case of forming the detection RF wave in the first direction, the wireless power transmitter may transmit information by including the information about the first direction in the detection RF wave. In the case of forming the detection RF wave in the second direction, the wireless power transmitter may transmit information including the information about the second direction in the detection RF wave.
  • the wireless power transmitter may modulate the RF wave by various modulation schemes such as amplitude modulation (AM) or frequency modulation (FM), and thus may insert and transmit information about a direction into the RF wave. That is, the wireless power transmitter may use the RF wave as a carrier wave for information on the direction.
  • AM amplitude modulation
  • FM frequency modulation
  • the wireless power transmitter may determine the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may determine the direction in which the electronic device is disposed. A configuration in which the wireless power transmitter determines the direction in which the electronic device is disposed or the location of the electronic device will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave corresponding to the position of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave in a direction in which the electronic device is disposed.
  • the wireless power transmitter forming the RF wave in the direction in which the electronic device is placed is one of the phase and amplitude of each of the patch antennas such that sub-RF waves are constructively interfered on one or more points in the direction in which the electronic device is placed. It may mean controlling at least one.
  • the wireless power transmitter may receive the received power related information received by the electronic device from the electronic device, thereby maintaining the RF wave formation or adjusting the RF wave to reform.
  • the wireless power transmitter may maintain the RF wave formation. If the received power related information does not satisfy the preset condition, the wireless power transmitter may reconfigure the RF wave by adjusting the amount of power applied to the patch antenna. That is, the wireless power transmitter may adjust the RF wave until the received power related information received from the electronic device satisfies a preset condition.
  • the received power related information may mean information associated with power received by the electronic device.
  • the electronic device may include a rectifier for rectifying power received wirelessly. The greater the power received wirelessly, the greater the voltage at the output of the rectifier. The smaller the power wirelessly received, the smaller the voltage at the output of the rectifier.
  • the voltage at the output of the electronic device may be included in the received power related information.
  • the received power related information is not limited as long as it is information related to the amount of power received by the electronic device.
  • the voltage at the input terminal of the rectifier, the current at the input terminal of the rectifier, the power at the input terminal of the rectifier, the voltage at the output terminal of the rectifier It may include electrical information at various locations, such as the current at the output of the rectifier and the power at the output of the rectifier.
  • the wireless power transmitter may directly determine the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may control at least one of the phase and amplitude of each of the patch antennas such that the sub-RF waves are constructively interfered at the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may perform wireless charging or wireless power transmission using the formed RF wave.
  • 3A to 3C illustrate conceptual diagrams for describing an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 300 may form a first RF wave 311 including first direction information (direction ID # 1) in a first direction.
  • the wireless power transmitter 300 may form a second RF wave 312 including second direction information (direction ID # 2) in a second direction.
  • the wireless power transmitter 300 may form a third RF wave 313 including third direction information (direction ID # 3) in the third direction.
  • the wireless power transmitter 300 may sequentially form the first RF wave 311, the second RF wave 312, and the third RF wave 313.
  • the wireless power transmitter 300 may form at least two of the first RF wave 311, the second RF wave 312, and the third RF wave 313 at substantially the same time.
  • the wireless power transmitter 300 may receive a communication signal 303 from the electronic device 350 through a communication circuit 301 provided separately from the antenna array.
  • the electronic device 350 may be located, for example, in a direction corresponding to the second RF wave 312. Accordingly, the electronic device 350 may receive the second RF wave 312 through the antenna array for receiving power.
  • the electronic device 350 may extract second direction information (direction ID # 2) from the second RF wave 312 received through the antenna array.
  • the electronic device 350 may transmit the communication signal 303 including the second direction information (direction ID # 2) through the communication circuit 351.
  • the communication signal 303 may also include identification information of the electronic device 350.
  • the wireless power transmitter 300 may extract second direction information (direction ID # 2) from the received communication signal 303. Accordingly, the wireless power transmitter 300 may form an RF wave in a direction corresponding to the second direction information (direction ID # 2), that is, in the second direction. Accordingly, the wireless power transmitter 300 may detect the electronic device 350 relatively quickly and transmit power wirelessly.
  • the wireless power transmitter 300 may include the wireless power transmitter identification information and the direction information in the RF wave and transmit the same.
  • the wireless power transmitter 300 may form a first RF wave 321 including identification information (Tx id) and first direction information (direction ID # 1) of the wireless power transmitter in the first direction.
  • the wireless power transmitter 300 may form a second RF wave 322 including identification information (Tx id) and second direction information (direction ID # 2) of the wireless power transmitter in the second direction.
  • the wireless power transmitter 300 may form a third RF wave 323 including identification information (Tx id) and third direction information (direction ID # 3) of the wireless power transmitter in the third direction.
  • the wireless power transmitter 300 may be configured during, after, and after the formation of the first RF wave 321, the second RF wave 322, and the third RF wave 323.
  • the communication signal from the electronic device 350 may be waited for during the set waiting time.
  • the wireless power transmitter according to the comparative example forms an RF wave in the first direction, waits for a communication signal for a preset waiting time, and fails to receive a communication signal during the waiting time, the wireless power transmitter forms an RF wave in the second direction again.
  • the wireless power transmitter according to the comparative example was required to have a scanning time of about the number of RF wave formation directions multiplied by the waiting time.
  • the waiting time may be set to the time required for the electronic device 350 to transmit a communication signal after driving, for example, 30 ms.
  • the time for forming the RF wave may be a unit of about ns or ⁇ s, the time for forming the RF wave may be a negligible short time compared to the standby time.
  • the total scan time may take about 3 seconds.
  • the wireless power transmitter 300 may form direction information after forming RF waves including direction information in a plurality of directions without forming one RF wave and waiting for a communication signal.
  • the electronic device 350 may determine the direction in which the electronic device 350 is located by receiving a communication signal, the communication signal may be received during one waiting time. For example, the electronic device 350 may sequentially form RF waves in 100 directions, and the formation time of the RF wave may be short enough to be negligible. Since the electronic device 350 may wait for a communication signal for one waiting time, for example, about 30 ms after forming an RF wave, the electronic device 350 may be located during a relatively short scanning time. You can determine the direction to do.
  • the electronic device 350 may receive the second RF wave 322 through the included power receiving antenna array.
  • the electronic device 350 may extract identification information (Tx id) and second direction information (direction ID # 2) of the wireless power transmitter from the second RF wave 322 received through the antenna array.
  • the electronic device 350 may transmit a communication signal 304 including identification information (Tx id) and second direction information (direction ID # 2) of the wireless power transmitter through the communication circuit 351.
  • the wireless power transmitter 300 may extract identification information (Tx id) and second direction information (direction ID # 2) of the wireless power transmitter from the received communication signal 304.
  • the wireless power transmitter 300 may form power for RF wave and side charging in a direction corresponding to the second direction information (direction ID # 2), that is, in the second direction.
  • the wireless power transmitter 300 may ignore an electronic device that receives power from another wireless power transmitter, which will be described later in more detail.
  • the communication signal 303 transmitted by the electronic device 350 may include not only direction information extracted from the RF wave, but also identification information of the electronic device 350 and the type of the electronic device 350.
  • information related to electrical values, information related to received power, protocol related information, information related to a category of the electronic device 350, information related to the capability of the electronic device 350, and the electronic device 350 May further include at least one of hardware information of), firmware information of the electronic device 350, and manufacturer information of the electronic device 350.
  • the identification information of the electronic device 350 is information for identifying the electronic device 350, and may be, for example, communication identification information for identification on a communication network (for example, BLE), and the type is not limited. .
  • the information related to the type of the electronic device 350 may be information indicating whether the receiver is a wireless power receiving device, a simple Bluetooth communication headphone, or a type of device.
  • the information related to the electrical value may be information related to the allowable voltage or the allowable power of the electronic device 350, for example, the maximum value of the allowable power at the rectifier output of the electronic device 350, and the various at the rectifier output. Information related to a voltage in a state, and the like.
  • the received power related information may be information indicating the magnitude of power received by the electronic device 350 from the wireless power transmitter 300.
  • the voltage value measured at the rectifier output terminal and the current value measured at the rectifier output terminal may be used.
  • the measured value may be a value measured at various points in the electronic device 350 such as a power value measured at the rectifier output terminal, which will be described later in more detail.
  • the protocol related information may be information indicating a version of a protocol used by the electronic device 350.
  • the information related to the category of the electronic device 350 may be information indicating a category belonging to a plurality of categories in which the electronic device 350 is classified. For example, the electronic devices may be classified into various categories according to their capacity, and the information related to the category may be information indicating a category in which the corresponding electronic device 350 is classified.
  • the information related to the capability of the electronic device 350 includes information about whether the NFC receiver is included, whether the power control algorithm is supported, whether the power capability can be adjusted, and even after completing the power reception. Whether to support a function to maintain, whether to support the function to test the wireless power transmitter 300, and the like.
  • the hardware information of the electronic device 350 may be defined according to an OEM, for example, and may include information related to hardware.
  • Firmware information of the electronic device 350 may be defined according to an OEM, for example, and may include information related to firmware.
  • the manufacturer information of the electronic device 350 may include information for identifying a manufacturer.
  • the electronic device 350 may obtain each of the plurality of pieces of direction information of the received power and intensity information corresponding thereto as shown in Table 1 below.
  • the electronic device 350 may include, in the communication signal, direction information determined to have the greatest intensity among the direction information, and transmit the same to the wireless power transmitter.
  • the electronic device 350 may include the received direction information and the strength information corresponding thereto as shown in Table 1 in the communication signal and transmit the same to the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter 300 may transmit power for charging in the direction determined to be the largest in strength based on the received information.
  • the wireless power transmitter 300 may form an RF wave including direction information and distance information.
  • the wireless power transmitter 300 may form the RF wave 331 in the first direction and the first distance, and the first direction information (direction ID # 1) and the first direction may be formed on the formed RF wave 331.
  • One distance information can be included.
  • the first distance information (distance ID # 1) may be, for example, information about a distance from the wireless power transmitter 300 or information related to an amplitude of an electrical signal input to each of the patch antennas.
  • the wireless power transmitter 300 may form the RF wave 332 in the first direction and the second distance, and the first direction information (direction ID # 1) and the second distance in the formed RF wave 332.
  • distance ID # 2 can be included.
  • the wireless power transmitter 300 After fixing the degree of phase shifting corresponding to each of the patch antennas, the wireless power transmitter 300 collectively increases the amplitude of the electrical signal input to each of the patch antennas, thereby providing a second relatively larger second.
  • RF waves 332 can be formed by distance.
  • the wireless power transmitter 300 may form the RF wave 333 in the first direction and the third distance, and the first direction information (direction ID # 1) and the third distance in the formed RF wave 333.
  • Information (distance ID # 3) can be included.
  • the wireless power transmitter 300 may change the direction of forming the RF wave into the second direction.
  • the wireless power transmitter 300 may change the RF wave formation direction from the first direction to the second direction by adjusting the phase shifting degree corresponding to each of the patch antennas.
  • the wireless power transmitter 300 may change the RF wave formation distance from the third distance to the first distance by collectively reducing the amplitude of the electrical signal input to each of the patch antennas. Accordingly, the wireless power transmitter 300 may form the RF wave 341 in the second direction and the first distance, and the second direction information (direction ID # 2) and the first in the formed RF wave 341. Distance information (distance ID # 1) may be included.
  • the wireless power transmitter 300 may collectively increase the amplitude of the electrical signal input to each of the patch antennas. Accordingly, the wireless power transmitter 300 may form the RF wave 342 in the second direction and the second distance, and the second direction information (direction ID # 2) and the second in the formed RF wave 342. Distance information (distance ID # 2) may be included. In accordance with the above-described manner, the wireless power transmitter 300 may transmit RF waves in various distances (first distance, second distance, and third distance) and in various directions (first direction, second direction, and third direction).
  • 331,332,333,341,342,343,351,352,353 may be formed, and distance information (first distance information, second distance information, and third distance information) corresponding to each of the RF waves 331,332,333,341,342,343,351,352,353 and corresponding direction information (first direction information, second direction information) Information and third direction information).
  • the electronic device 350 may extract distance information and direction information from the received RF wave.
  • the electronic device 350 may be located at a third distance in a second direction with respect to the wireless power transmitter 300.
  • the electronic device 350 may receive the RF wave 343 and extract second direction information (direction ID # 2) and third distance information (distance ID # 3) from the RF wave 343. .
  • the electronic device 350 transmits the communication signal 361 including the extracted second direction information (direction ID # 2) and the third distance information (distance ID # 3) through the communication circuit 351 to perform a wireless power transmitter ( 300).
  • the wireless power transmitter 300 obtains, from the communication signal 361, direction information and distance information of the electronic device 350, that is, second direction information (direction ID # 2) and third distance information (distance ID # 3). You can check it.
  • the wireless power transmitter 300 may form an RF wave for charging in the determined direction and the determined distance.
  • the electronic device 350 may also receive a plurality of RF waves.
  • the electronic device 350 may receive a plurality of RF waves 341, 342, and 343 formed in the second direction.
  • the electronic device 350 may include the direction information and the distance information corresponding to the received RF wave 343 at the greatest intensity among the received RF waves 341, 342, and 343 in the communication signal 361 and transmit the same.
  • the electronic device 350 may include the direction information and the distance information of each of the plurality of received RF waves and the intensity information of the RF wave in the communication signal 361 and transmit the same to the wireless power transmitter 300.
  • the wireless power transmitter 300 may determine the direction information and the distance information corresponding to the RF wave of the greatest intensity from the communication signal as the direction and the distance of the electronic device 350.
  • the wireless power transmitter 300 may form a plurality of RF waves at different distances in a fixed direction.
  • the wireless power transmitter 300 may form an RF wave including only distance information.
  • the wireless power transmitter 300 generates a plurality of RF waves including direction information during the direction scan period, and then receives the first communication signal from the electronic device 350.
  • the direction in which the electronic device 350 is located may be determined from the first communication signal.
  • the wireless power transmitter 300 forms a plurality of RF waves including distance information in the determined direction, and then receives a second communication signal from the electronic device 350, and receives the second communication signal.
  • the distance at which the electronic device 350 is located may be determined from the communication signal.
  • the wireless power transmitter 300 detects the direction of the electronic device 350 in various other ways, forms a plurality of RF waves including distance information in the detected direction, and then detects the direction of the electronic device 350 from the electronic device 350.
  • the communication signal may be received and a distance from which the electronic device 350 is located may be determined from the communication signal.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 300 may transmit first power including first direction information in a first direction.
  • transmitting the first power may mean, for example, forming the first RF wave 311 in FIG. 3A.
  • the wireless power transmitter 300 may transmit second power including second direction information in a second direction.
  • the wireless power transmitter 300 may wait for a communication signal from the electronic device 350 while transmitting power in a plurality of directions. The waiting time may be preset in consideration of power processing of the electronic device 350 and transmission of a communication signal, and there is no limitation.
  • the electronic device 350 may receive the second power.
  • the electronic device 350 may be located in a second direction of transmitting the second power, and thus may receive the second power.
  • the electronic device 350 may transmit a communication signal including the second direction information. Meanwhile, the electronic device 350 may receive the first power.
  • the received second power since the electronic device 350 is located in the second direction, the received second power may be relatively large and the first power may be relatively small.
  • the electronic device 350 may extract direction information from the received power and transmit a communication signal including the direction information when the magnitude of the received power is greater than or equal to a preset threshold. . Accordingly, the electronic device 350 may ignore the first power having a magnitude less than the threshold and extract the second direction information from the second power having a magnitude greater than or equal to the threshold.
  • the wireless power transmitter 300 may determine that the electronic device 350 is located in the second direction.
  • the wireless power transmitter 300 may extract direction information from the received communication signal.
  • the wireless power transmitter 300 may transmit power in a second direction.
  • the electronic device 350 may receive and process power.
  • the electronic device 350 may rectify the received power and convert or regulate the rectified power.
  • the wireless power transmitter 300 may detect the electronic device during the waiting time.
  • the wireless power transmitter according to the comparative example transmits power in a first direction and waits for a communication signal during a waiting time, and if no communication signal is detected, transmits power in a second direction and waits for a communication signal again during the waiting time. Since the wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure can detect the charging target electronic device relatively quickly, compared to the wireless power transmitter according to the comparative example.
  • 5A illustrates waveforms of power transmitted from a wireless power transmitter in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave including direction information based on, for example, an AM scheme.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave that includes, for example, first direction information of “010101010”.
  • the wireless power transmitter may give a relatively large amplitude B to binary information of "1" and give an amplitude smaller than A than amplitude B to binary information of "0".
  • the electronic device may receive an RF wave and demodulate it to extract first direction information of “010101010”.
  • the electronic device may transmit a communication signal including the first direction information through the communication circuit.
  • the above-described AM modulation scheme is merely an example, and the wireless power transmitter may include direction information in the RF wave using various modulation schemes using an RF wave as a carrier wave.
  • the wireless power transmitter may modulate the RF wave using at least one of identification information, direction information, or location information.
  • the wireless power transmitter may modulate the first direction information of "01010101" by the FM method, for example, allocates a frequency of f1 to binary information of "0", and assigns a frequency of f2 to binary information of "1". Can be assigned.
  • the electronic device may receive the RF wave, demodulate it, and extract first direction information of “01010101”.
  • FIG. 6 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 600 may include a power source 601, an antenna array 610 for power transmission, a modulation circuit 613, a processor 620, a memory 660, and a communication circuit 640.
  • the first electronic device 650 is not limited as long as it is a device that wirelessly receives power, and includes a power receiving antenna 651, a rectifier 652, a converter 653, a charger 654, and a processor 655. ), A memory 656, a communication circuit 657, and a demodulation circuit 659.
  • the second electronic device 680 is not illustrated in detail for convenience of description, and the second electronic device 680 includes, for example, substantially the same components as the first electronic device 650. You may.
  • the power source 601 may provide power for transmission to the antenna array 610 for power transmission.
  • the power source 601 may provide, for example, DC power.
  • an inverter (not shown) that converts DC power into AC power and transmits the power to the antenna array 610 for power transmission is wireless. It may be further included in the power transmitter 600. Meanwhile, in another embodiment, the power source 601 may provide AC power to the antenna array 610 for power transmission.
  • the antenna array 610 for power transmission may include a plurality of patch antennas.
  • a plurality of patch antennas as shown in FIG. 1 may be included in the antenna array 610 for power transmission.
  • the antenna array 610 for power transmission may form an RF wave using the power provided from the power source 601.
  • the power transmission antenna array 610 may form an RF wave in a specific direction under the control of the processor 620.
  • forming the RF wave in a specific direction may mean controlling at least one of an amplitude and a phase of the sub-RF waves so that the sub-RF waves at one point in the specific direction cause constructive interference.
  • the processor 620 may control the power transmission antenna array 610 to form sub-RF waves, that is, pilot signals, respectively in a plurality of directions.
  • the memory 630 may store a program or algorithm for generating sub-RF waves, that is, pilot signals, respectively in a plurality of directions.
  • the processor 620 may control at least one of phase and amplitude of each patch antenna of the antenna array 610 for power transmission using a program or algorithm stored in the memory 630.
  • the processor 620 may control the modulation circuit 613 to modulate the signal provided from the power source 601.
  • the processor 620 may control the modulation circuit 613 to modulate a signal provided from the power source 601 using modulation information corresponding to at least one of the direction information and the distance information. For example, when transmitting power 611 in the first direction, the processor 620 modulates the signal provided from the power source 601 using the modulation information corresponding to the first direction information. 613 may be controlled. In addition, when transmitting the power 612 in the second direction, the processor 620 modulates the signal provided from the power source 601 by using the modulation information corresponding to the second direction information. ) Can be controlled.
  • the memory 660 may include modulation information corresponding to a plurality of directions, and the processor 620 may control the modulation circuit 613 using the modulation information. Accordingly, the power transmission antenna array 610 may provide power 612 to the second electronic device 680. On the other hand, the power for detection may have a magnitude such that, for example, the communication circuit 657 or the communication circuit 657 and the processor 655 can wake up. Meanwhile, in various embodiments of the present disclosure, the processors 620 and 655 may include one or more of a central processing unit, an application processor, or a communication processor (CP). The processors 620 and 655 may execute, for example, operations or data processing related to control and / or communication of the wireless power transmitter 600 or at least one other component of the electronic device 650. The processor 620 may be implemented as a micro controlling unit (MCU), a mini computer, or an FPGA.
  • MCU micro controlling unit
  • FPGA field-programmable gate array
  • the power reception antenna 651 of the first electronic device 650 may receive the first power 611.
  • the demodulation circuit 659 can demodulate the first power 611, and the processor 655 can obtain a demodulation result.
  • the processor 655 may obtain at least one of direction information and distance information included in the first power 611 from the demodulation result. Meanwhile, the demodulation circuit 659 may be disposed between the output terminal of the rectifier 652 and the processor 655, depending on the implementation.
  • the processor 655 may transmit a communication signal 690 including at least one of direction information and distance information to the communication circuit 640 of the wireless power transmitter 600.
  • the processor 620 of the wireless power transmitter 600 may determine at least one of a direction and a distance in which the first electronic device 650 is located based on the direction information included in the communication signal 690, and determines the determined direction and distance.
  • the formation direction and the formation distance of the RF wave may be determined based on at least one of the following. That is, the processor 620 may control patch antennas of the power transmission antenna array 610 that generate the sub-RF waves so that the sub-RF waves cause constructive interference at one point in the determined direction.
  • the processor 620 may control at least one of the amplitude and phase of the sub-RF wave generated from each of the patch antennas by controlling the patch antennas or control means connected to the patch antennas.
  • the processor 620 may form an RF wave in the direction of the first electronic device 650 by controlling the power transmission antenna array 610 based on the direction of the first electronic device 650.
  • the processor 620 may identify the first electronic device 650 using the information in the communication signal 690.
  • the communication signal 690 may include a unique identifier or a unique address of the electronic device.
  • the communication circuit 640 may process the communication signal 690 to provide information to the processor 620.
  • the communication circuit 640 and a communication antenna include various communication methods such as WiFi (wireless fidelity), Bluetooth, Bluetooth, Zig-bee, near field communication (NFC), and Bluetooth low energy (BLE). It can be produced based on, there is no limitation on the type of communication method.
  • the communication signal 690 may include rated power information of the first electronic device 650
  • the processor 620 may include at least one of a unique identifier, a unique address, and rated power information of the first electronic device 650. Based on the determination, whether to charge the first electronic device 650 may be determined.
  • the communication signal may be related to a process of identifying, by the wireless power transmitter 600, the first electronic device 650, allowing power transmission to the first electronic device 650, and reception power of the first electronic device 650. It may also be used in a process of requesting information, a process of receiving information on received power from the first electronic device 650, and the like. That is, the communication signal may be used in a subscription, command or request process between the wireless power transmitter 600 and the first electronic device 650.
  • the power reception antenna 651 is not limited as long as the antenna can receive an RF wave.
  • the power receiving antenna 651 may also be implemented in the form of an array including a plurality of antennas.
  • the AC power received by the power receiving antenna 651 may be rectified by the rectifier 652 into DC power.
  • the converter 653 may convert DC power to a required voltage and provide the charger 654.
  • the charger 654 may charge a battery (not shown).
  • the converter 653 may provide the converted power to a power management integrated circuit (PMIC) (not shown), and the PMIC (not shown) may be provided to various hardware of the first electronic device 650. It may also provide power.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the processor 655 may monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 652.
  • a voltmeter connected to the output terminal of the rectifier 652 may be further included in the first electronic device 650, and the processor 655 may receive a voltage value from the voltmeter to monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 652. can do.
  • the processor 655 may provide the communication circuit 657 with information including the voltage value of the output terminal of the rectifier 652.
  • the communication circuit 657 may transmit a communication signal including received power related information by using a communication antenna (not shown).
  • the received power related information may be information associated with the magnitude of the received power, such as, for example, the voltage at the output of the rectifier 652, and may include a magnitude value of the current at the output of the rectifier 652.
  • an ammeter or a voltmeter capable of measuring the current at the output terminal of the rectifier 652 may further be included in the first electronic device 650.
  • the ammeter may be implemented in various forms such as a direct current ammeter, an alternating current ammeter, a digital ammeter, and the like.
  • the voltmeter may be implemented in various forms, such as an electro dynamic instrument voltmeter, an electrostatic voltmeter, and a digital voltmeter, and the type is not limited.
  • the position at which the reception power related information is measured is not limited to any point of the first electronic device 650 as well as the output terminal of the rectifier 652.
  • the processor 655 may transmit the communication signal 690 including the identification information of the first electronic device 650 to the wireless power transmitter 600.
  • the memory 656 may store a program or algorithm that can control various hardware of the first electronic device 650.
  • FIG. 7A and 7B are flowcharts illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the embodiment of FIG. 7A will be described in more detail with reference to FIG. 8.
  • 8 is a conceptual diagram illustrating RF wave formation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 800 may determine a direction in which the electronic device 850 is located based on a communication signal received from the electronic device 850. For example, the wireless power transmitter 800 may extract direction information from a communication signal, and based on the extracted direction information, the direction ⁇ of the electronic device 850 based on the wireless power transmitter 800. , ⁇ ) can be determined.
  • the wireless power transmitter 800 may transmit power in a direction in which the electronic device 850 is located.
  • the wireless power transmitter 800 includes at least one of phase and amplitude for each patch antenna 811 to 826 to form a detection RF wave in a direction ⁇ and ⁇ extracted from a communication signal. Can be determined. For example, if it is determined that the electronic device 850 is disposed in a relatively right direction, a plurality of patch antennas 811 to 826 are applied by applying a relatively large delay to the patch antenna disposed on the left side. The sub-RF waves from each may be subject to constructive interference on the right side.
  • a plurality of patch antennas 811 are applied by applying a relatively large delay to the patch antenna disposed on the upper side.
  • 826 may cause sub-RF waves from each of the relatively upward constructive interference.
  • the wireless power transmitter 800 applies a different delay to each of the patch antennas 811 to 826 arranged in two dimensions, so that the phases of the RF wave generated by each of the patch antennas 811 to 826 are formed differently. Can be.
  • the wireless power transmitter 800 may determine the magnitude of power applied to each patch antenna 811 to 826 such that the detection RF wave 831 is formed in correspondence with the first test distance. In various embodiments of the present disclosure, the wireless power transmitter 800 may directly determine the magnitude of the first test power provided to the plurality of patch antennas 811 to 826 without determining the distance.
  • the first test distance or the magnitude of the first test power may be a default value.
  • the wireless power transmitter 800 generates the detection RF wave 831 by using at least one of the phase and amplitude of each of the determined patch antennas 811 to 826 and the power applied to each of the determined patch antennas 811 to 826. It can be formed corresponding to one test distance.
  • the wireless power transmitter 800 may receive received power related information from the electronic device 850.
  • the wireless power transmitter 800 may determine whether the received power related information satisfies a preset condition. For example, the wireless power transmitter 800 may determine whether the voltage of the rectifier output terminal of the electronic device 850, which is the received power related information, exceeds a preset threshold.
  • the wireless power transmitter 800 may adjust the amount of power to be transmitted. If the received power related information does not satisfy the preset condition, the wireless power transmitter 800 may apply power applied to each of the patch antennas 811 to 826 to form a detection RF wave 832 corresponding to the next test distance. By adjusting, a detection RF wave 832 can be formed corresponding to the next test distance. As described above, the wireless power transmitter 800 may determine the magnitude of the next test power without determining the test distance and apply it to each of the patch antennas 811 to 826. Meanwhile, in the embodiment of FIG.
  • the wireless power transmitter 800 may reduce the test distance. Meanwhile, the wireless power transmitter 800 may adjust the amount of power applied to each of the patch antennas 811 to 826 until a predetermined condition for receiving power related information is satisfied. For example, the wireless power transmitter 800 reports the magnitude of the power applied to each of the patch antennas 811 to 826 until the voltage of the rectifier output terminal of the electronic device 850 reports a value exceeding a preset threshold. I can adjust it.
  • the wireless power transmitter 800 may perform wireless charging or wireless power transmission by maintaining power applied for each patch antenna for transmitting the RF wave. .
  • the wireless power transmitter 800 may maintain the amount of power applied to each of the patch antennas 811 to 826 such that the formation of the RF wave 833 is maintained at the third test distance.
  • the wireless power transmitter 800 may determine that the distance to the electronic device 850 is the third test distance R, or each of the patch antennas 811 to 826 without determining the distance to the electronic device 850. It may control only the power applied to.
  • the wireless power transmitter 800 may determine the direction of the electronic device 850 based on a communication signal received from the electronic device.
  • the wireless power transmitter 800 may transmit a plurality of detection RF waves or detection powers 831 to 833 including distance information in a direction in which the electronic device 850 is located.
  • the wireless power transmitter 800 may include a detection RF wave 831 including first distance information, a detection RF wave 832 including second distance information, and a detection including third distance information.
  • RF wave 833 can be transmitted.
  • the electronic device 850 may receive the detection RF wave 833, and extract third distance information from the detection RF wave 833.
  • the electronic device 850 may transmit a communication signal including the extracted distance information (eg, third distance information) to the wireless power transmitter 800.
  • the wireless power transmitter 800 may receive a communication signal including distance information. In operation 767, the wireless power transmitter 800 may transmit power based on the distance information extracted from the communication signal. The wireless power transmitter 800 may transmit the detection RF wave 833 as charging power so as to correspond to the extracted distance.
  • the wireless power transmitter 900 may form RF waves 921, 922 in a plurality of directions at substantially the same time.
  • the wireless power transmitter 900 may include a plurality of patch antennas 911 to 926.
  • the wireless power transmitter 900 may form the first RF wave 921 in the first direction by using the first portions 911, 912, 915, 916, 919, 920, 923, and 924 of the plurality of patch antennas 911 to 926.
  • the wireless power transmitter 900 may form the second RF wave 922 in the second direction by using the second portions 913, 914, 917, 918, 921, 922, 925, 926 of the plurality of patch antennas 911 to 926.
  • the wireless power transmitter 900 may include first direction information in the first RF wave 921 and second direction information in the second RF wave 922.
  • the first electronic device 901 may extract the first direction information by receiving the first RF wave 921 and transmit the first communication signal including the first direction information to the wireless power transmitter 900. can do.
  • the second electronic device 902 may receive the second RF wave 922 to extract second direction information, and transmit a second communication signal including the second direction information to the wireless power transmitter 900. can do.
  • the wireless power transmitter 900 may include a first electronic device 901 located in a first direction and a second electronic device 902 located in a second direction by using a first communication signal and a second communication signal. You can judge that.
  • the wireless power transmitter 900 may form RF waves 931 to 933 in a first direction by using first portions 911, 912, 915, 916, 919, 920, 923, and 924 of the plurality of patch antennas 911 to 926.
  • the wireless power transmitter 900 may receive a communication signal including received power related information from the first electronic device 901.
  • the wireless power transmitter 900 may adjust the magnitude of power until the received power related information included in the communication signal satisfies a predetermined condition.
  • the wireless power transmitter 900 may receive a communication signal including received power related information from the second electronic device 902.
  • the wireless power transmitter 900 may adjust the magnitude of power until the received power related information included in the communication signal satisfies a predetermined condition.
  • the wireless power transmitter 900 may determine a direction in which the plurality of electronic devices 901 and 902 are positioned at substantially the same time, and thus, the distance to the electronic devices 901 and 902 may be more precise. The location can be determined.
  • the wireless power transmitter 900 may include distance information in each of the RF waves 931, 932, 933 in the first direction and the RF waves 941, 942, 943 in the second direction.
  • the wireless power transmitter 900 may receive a communication signal including distance information from the first electronic device 901 and may receive a communication signal including distance information from the second electronic device 902.
  • the wireless power transmitter 900 may extract distance information from the received communication signal and transmit power for communication to the first electronic device 901 and the second electronic device 902.
  • the first electronic device 901 may divide the plurality of patch antennas 911 to 926 into a group 1010 for electronic device detection and a group 1020 for power transmission. For example, the first electronic device 901 sets a part 911, 912, 913, 914, 915, 919, 923 of the plurality of patch antennas 911 to 926 as a group 1010 for detecting the electronic device, and the plurality of patch antennas 911 to 926. A portion 916, 917, 918, 920, 921, 922, 924, 925, 926 can be set as a group 1020 for power transmission.
  • the wireless power transmitter 900 may perform charging on the second electronic device 902 where the location is confirmed using the group 1020 for power transmission. For example, the wireless power transmitter 900 may previously detect the second electronic device 902 and form a second RF wave 1021 for charging the detected second electronic device 902. .
  • the wireless power transmitter 900 uses the group 1010 for detection to detect the RF waves 1011 in a plurality of directions. 1012, 1013 may be formed. Accordingly, the wireless power transmitter 900 may form the RF waves 1011, 1012, and 1013 for detecting in the plurality of directions substantially simultaneously or sequentially. As described above, each of the detection RF waves 1011, 1012, and 1013 may include direction information.
  • the first electronic device 901 may receive the second detection RF wave 1012 and extract second direction information from the second detection RF wave 1012. The first electronic device 901 may transmit a communication signal including the second direction information to the wireless power transmitter 900.
  • the wireless power transmitter 900 may analyze the received communication signal and determine that the first electronic device 901 is located in the second direction.
  • the wireless power transmitter 900 may also transmit power to the newly detected first electronic device 901 by forming an RF wave in the second direction.
  • the wireless power transmitter 900 may transmit power to the first electronic device 901 using, for example, a group 1020 for power transmission.
  • the wireless power transmitter 900 may transmit power to the first electronic device 901 and the second electronic device 902 in a time division manner.
  • the wireless power transmitter 900 may transmit power to the first electronic device 901 by using the first portion of the group 1020 for power transmission, and may transmit the power of the group 1020 for power transmission.
  • Part 2 may transmit power to the second electronic device 902. Meanwhile, as the number of electronic devices to be charged is changed, the wireless power transmitter 900 may also change the number of patch antennas classified as the group 1020 for power transmission.
  • 11A to 11C illustrate conceptual diagrams for describing an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 12 is a conceptual diagram illustrating an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 1100 may form a first RF wave 1131 including first direction information (direction ID # 1) in a first direction during a first time period.
  • the wireless power transmitter 1100 may form a second RF wave 1132 including second direction information (direction ID # 2) in the second direction during the second time period.
  • the first electronic device 1110 may receive the second RF wave 1132 and extract the second direction information (direction ID # 2) from the second RF wave 1132.
  • the first electronic device 1110 transmits a communication signal 1141 including second direction information (direction ID # 2) to the communication circuit 1101 of the wireless power transmitter 1100 through the communication circuit 1111. Can be.
  • the wireless power transmitter 1100 may form a third RF wave 1133 including third direction information (direction ID # 3) in the third direction during the third time period.
  • the second electronic device 1120 may receive the third RF wave 1133 and extract third direction information (direction ID # 3) from the third RF wave 1133.
  • the second electronic device 1120 transmits a communication signal 1142 including third direction information (direction ID # 3) to the communication circuit 1101 of the wireless power transmitter 1100 through the communication circuit 1121. Can be. Accordingly, the wireless power transmitter 1100 may determine that the first electronic device 1110 is located in the second direction and that the second electronic device 1120 is located in the third direction.
  • the wireless power transmitter 1100 may determine the correct positions of the first electronic device 1110 and the second electronic device 1120 where the direction of location is determined. As described above, the wireless power transmitter 1100 may receive communication signals 1143 and 1144 including received power related information from the first electronic device 1110 and the second electronic device 1120. The wireless power transmitter 1100 measures the size of the transmitted power 1151, 1152, 1153, 1116, 1162, 1163 until the received power related information included in the communication signals 1143 and 1144 satisfies a predetermined condition. I can adjust it.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an operation of a wireless power transmitter for performing cross connection prevention according to various embodiments of the present disclosure.
  • a plurality of wireless power transmitters 1300 and 1310 may be located.
  • the wireless power transmitters 1300 and 1310 may include communication circuits 1301 and 1313, respectively.
  • the electronic device 1320 may be located relatively close to the wireless power transmitter 1300 and may be located relatively far from the other wireless power transmitter 1310.
  • the electronic device 1320 is paired with the wireless power transmitter 1300, and the efficiency of receiving power from the wireless power transmitter 1300 receives power from the wireless power transmitter 1310. It may be higher than the efficiency of the case.
  • the communication distance with the communication circuit 1301 of the other wireless power transmitter 1310 through the communication circuit 1321 of the electronic device 1320 is relatively far, the wireless power transmitter different from the electronic device 1320 is relatively long. There is also the possibility that 1310 is paired.
  • the wireless power transmitter 1300 may form an RF wave 1311 including identification information (TX ID # 1) of the wireless power transmitter together with direction information (direction ID # 1). have.
  • the other wireless power transmitter 1310 may form an RF wave 1312 including identification information (TX ID # 2) of the wireless power transmitter together with the direction information (direction ID # 2).
  • the electronic device 1320 may receive the RF wave 1311 including the identification information TX ID # 1 of the wireless power transmitter together with the direction information (direction ID # 1).
  • the electronic device 1320 may extract identification information TX ID # 1 of the wireless power transmitter together with the direction information (direction ID # 1) from the RF wave 1311.
  • the electronic device 1320 may transmit a communication signal 1331 including identification information TX ID # 1 of the wireless power transmitter together with the direction information (direction ID # 1).
  • the wireless power transmitter 1300 and the other wireless power transmitter 1310 may receive a communication signal 1331.
  • the wireless power transmitter 1300 may transmit wireless power to the electronic device 1320 based on the identification information TX ID # 1 of the wireless power transmitter included in the communication signal 1331.
  • the other wireless power transmitter 1310 may ignore the electronic device 1320 based on the identification information TX ID # 1 of the wireless power transmitter included in the communication signal 1331.
  • the other wireless power transmitter 1310 selects the electronic device 1320 based on a difference between its own identification information and the identification information TX ID # 1 of the wireless power transmitter included in the communication signal 1331. Can be ignored. Accordingly, cross connection between the electronic device 1320 and another wireless power transmitter 1310 located at a relatively long distance can be prevented.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may transmit a plurality of powers, each of the plurality of direction information and wireless power transmitter identification information, to each of the plurality of directions.
  • the wireless power transmitter may receive a communication signal including direction information and wireless power transmitter identification information.
  • the electronic device may extract direction information and identification information of the wireless power transmitter from the received power, that is, the RF wave, and transmit a communication signal including the extracted direction information.
  • the wireless power transmitter may determine whether the wireless power transmitter identification information in the communication signal is the same as the transmitted wireless power transmitter identification information. If it is determined that the wireless power transmitter identification information in the communication signal is the same as the transmitted wireless power transmitter identification information, in operation 1440, the wireless power transmitter may transmit power to the electronic device based on the direction information included in the communication signal. Can be. That is, the wireless power transmitter may subscribe the electronic device to a network managed by the wireless power transmitter and transmit power. If it is determined that the wireless power transmitter identification information in the communication signal is not the same as the transmitted wireless power transmitter identification information, in operation 1450, the wireless power transmitter may ignore the electronic device that transmitted the communication signal. That is, the wireless power transmitter may not subscribe the electronic device to the network managed by the wireless power transmitter.
  • 15 is a flowchart illustrating a control method of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device may receive power including at least one of direction information and wireless power transmitter identification information from the wireless power transmitter.
  • the electronic device may receive power including at least one of direction information and wireless power transmitter identification information from the wireless power transmitter using the power receiving antenna array.
  • the electronic device may process the received power to obtain at least one of direction information and wireless power transmitter identification information.
  • the electronic device may process the received power by using a preset demodulation scheme, and may obtain at least one of direction information and wireless power transmitter identification information based on the demodulation result.
  • the electronic device may transmit a communication signal including at least one of direction information and wireless power transmitter identification information.
  • the electronic device may transmit a communication signal including at least one of direction information and wireless power transmitter identification information through a communication circuit provided separately from the power receiving antenna array.
  • 16 is a block diagram illustrating a modulation process of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter includes a signal modulation circuit 1610, a power source 1620, a mixer 1630, a phase shifter 1640, an amplifier 1650, an antenna 1660, a communication circuit. 1670, a communication antenna 1671, MCU 1680, and a shift register 1690.
  • the MCU 1680 may control the phase shifter 1640 and the shift register 1690 to form an RF wave in the first direction.
  • a plurality of phase shifters 1640 and shift registers 1690 may be provided, and the MCU 1680 may output digital shifting information preset according to a direction to the shifter register 1690.
  • the shift register 1690 may provide the input shifting information to the plurality of phase shifters 1640.
  • Each of the plurality of phase shifters 1640 may shift the phase of the signal received from the mixer 1630 based on the received shifting information. This may be expressed as delaying a signal received by the phase shifter 1640.
  • Phase shifting information of each of the phase shifters 1640 may be different, and thus beamforming may be performed at a point outside the center of the antenna 1660.
  • the phase shifter 1640 may be, for example, a hardware element such as HMC642 or HMC1113.
  • the MCU 1680 may control the signal modulation circuit 1610 to output a modulated signal corresponding to the direction information.
  • the power source 1620 may generate a signal for power transmission.
  • the mixer 1630 may mix a modulation signal and a signal for power transmission, and thus a modulation circuit including direction information may be provided from the mixer 1630 to the phase shifter 1640.
  • the phase shifted signal may be amplified by the amplifier 1650 and input to each of the plurality of patch antennas of the antenna 1660. Accordingly, an RF wave including direction information may be beamformed in a specific direction.
  • the communication signal received through the communication antenna 1671 may be processed through the communication circuit 1670, so that information included in the communication signal may be provided to the MCU 1680.
  • the MCU 1680 may obtain direction information included in the communication signal, and thus determine the direction of the electronic device.
  • 17 is a block diagram illustrating a demodulation process of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device includes an antenna 1710, a rectifier circuit 1720, a DC / DC converter 1730, a load 1740, a voltage / current sensing circuit 1750, a demodulation circuit 1760, and an MCU. 1770, communication circuitry 1780, and communication antenna 1781.
  • the antenna 1710 may receive power, that is, an RF wave, from the wireless power transmitter.
  • the rectifier circuit 1720 may rectify and output the RF wave.
  • the voltage / current sensing circuit 1750 may sense at least one of voltage and current of rectified power.
  • the demodulation circuit 1760 may perform demodulation using at least one of a voltage and a current.
  • the MCU 1770 may determine the direction information included in the RF wave using the demodulation result.
  • the MCU 1770 may provide a communication signal including direction information to the communication circuit 1780, and the communication circuit 1780 may transmit a communication signal including the direction information to the outside through the communication antenna 1781. have.
  • the DC / DC converter 1730 may convert the rectified power to a predetermined voltage value, and may transfer the converted power to the load 1740.
  • 18A and 18B illustrate conceptual diagrams for describing an operation of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • a first wireless power transmitter 1800 and a second wireless power transmitter 1810 may be disposed in one region.
  • Each of the first and second wireless power transmitters 1800 and 1810 may include communication circuits 1801 and 1811.
  • the first wireless power transmitter 1800 may transmit each of the first power 1831, the second power 1832, and the third power 1833 in each of the first, second, and third directions.
  • the second wireless power transmitter 1810 may transmit each of the fourth power 1841, the fifth power 1842, and the sixth power 1843 in the fourth, fifth, and sixth directions, respectively.
  • regions covered by the third power 1833 and the fourth power 1841 may overlap each other.
  • the period during which the first wireless power transmitter 1800 applies the third power 1833 and the period during which the second wireless power transmitter 1810 applies the fourth power 1841 may not be overlapped with each other.
  • the first wireless power transmitter 1800 may transmit information related to an application time of the first to third power 1831 to 1833 as the communication signal 1821 to the second wireless power transmitter 1810. Can be.
  • the second wireless power transmitter 1810 checks the application time of the first to third power 1831 to 1833 of the received first wireless power transmitter 1800, and avoids the application time, thereby avoiding power 1184-1843. ) Can be sent. Accordingly, it is possible to prevent the third power 1833 and the fourth power 1841 from being applied at the same time.
  • the management device 1850 capable of managing the first and second wireless power transmitters 1800 and 1810 may manage power application time of each of the plurality of wireless power transmitters 1800 and 1810. have. For example, the management device 1850 determines that the first wireless power transmitter 1800 applies first to third power 1831 to 1833 at a first time, and the second wireless power transmitter at a second time. 1810 may determine to apply power 1841-1843. The management device 1850 may provide the first and second wireless power transmitters 1800 and 1810 with information 1831 and 1852 related to the power application time of each wireless power transmitter. The management device 1850 may perform communication with each of the first and second wireless power transmitters 1800 and 1810 by wire or wirelessly. Each of the wireless power transmitters 1800 and 1810 may apply power at a corresponding time based on each of the received information 1185 and 1852. Accordingly, it is possible to prevent the third power 1833 and the fourth power 1841 from being applied at the same time.
  • a control method of a power transmitter may include transmitting a plurality of detection powers, each of which includes direction information, in each of a plurality of directions; Receiving a communication signal including first direction information included in the first detection power from the electronic device that has received the first detection power among the plurality of detection powers; And transmitting power for charging based on the first direction information included in the communication signal.
  • An operation of transmitting a plurality of detection powers, each of which includes direction information, in each of a plurality of directions may sequentially transmit each of the plurality of detection powers or may detect the plurality of detection powers.
  • the power can be transmitted at substantially the same time.
  • the operation of transmitting power for charging may be performed in a direction corresponding to the first direction information included in the communication signal.
  • the antenna of the wireless power transmitter is controlled to transmit power for the charging, and the method of controlling the power transmitter according to various embodiments of the present disclosure may provide another communication signal including received power related information from the electronic device.
  • the operation may further include receiving.
  • a control method of a wireless power transmitter may include determining whether the received power related information satisfies a preset condition; And if the received power related information does not satisfy the preset condition, adjust the magnitude of power for the charging, or if the received power related information satisfies the preset condition, adjust the magnitude of power for the charging.
  • the method may further include controlling to maintain.
  • a control method of a wireless power transmitter may include generating a signal for the detection power; And modulating a signal for the detection power based on the direction information.
  • the transmitting of the plurality of detection powers, each of which includes direction information may be performed by using a first portion of the plurality of patch antennas of the wireless power transmitter. Transmitting the first detection power including the first direction information in one direction, and generating the second detection power including the second direction information in the second direction by using a second portion of the plurality of patch antennas. I can send it.
  • the operation of transmitting a plurality of detection powers, each of which includes direction information may be performed by using a first portion of a plurality of patch antennas of the wireless power transmitter. Transmitting each of the plurality of detections and transmitting the power for charging may be controlled to transmit power for the charging using a second portion of the plurality of patch antennas.
  • the operation of transmitting a plurality of detection powers each including direction information may include a plurality of directions each including direction information and identification information of the wireless power transmitter.
  • the operation of transmitting the power for detection and receiving the communication signal may receive the communication signal including the first direction information and identification information of the wireless power transmitter from the electronic device.
  • a method of controlling a wireless power transmitter may include identification information of the wireless power transmitter included in the communication signal and identification information of the wireless power transmitter included in each of the plurality of detections.
  • the The method may further include controlling not to transmit the charging power in the first direction.
  • a method of controlling an electronic device may include receiving power including direction information; Extracting the direction information from the received power; And transmitting a communication signal including the extracted direction information.
  • the operation of transmitting a plurality of detection powers each including direction information may include a plurality of detections each including direction information and distance information of the detection power.
  • the operation of transmitting the electric power and receiving the communication signal may include receiving the communication signal including the first direction information and first distance information included in the first detection power from the electronic device,
  • the operation of transmitting power for charging may transmit power for charging based on the first direction information and the first distance information included in the communication signal.
  • a storage medium storing instructions, wherein the instructions are configured to cause the at least one processor to perform at least one operation when executed by at least one processor, the at least one The operations of include: transmitting a plurality of detection powers, each of which includes direction information, in each of a plurality of directions; Receiving a communication signal including first direction information included in the first detection power from the electronic device that has received the first detection power among the plurality of detection powers; And transmitting power for charging based on the first direction information included in the communication signal.
  • a storage medium storing instructions, wherein the instructions are configured to cause the at least one processor to perform at least one operation when executed by at least one processor, the at least one The operation of: receiving power including direction information; Extracting the direction information from the received power; And transmitting a communication signal including the extracted direction information.
  • the instructions may be stored in an external server or may be downloaded and installed in an electronic device such as a wireless power transmitter. That is, the external server according to various embodiments of the present disclosure may store instructions that can be downloaded by the wireless power transmitter.

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Abstract

무선 전력 송신기는, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 안테나, 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 통신 회로 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법
본 발명은 무선 전력 송신기, 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신할 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing)로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있으며 그 중 전자기파 방식은 다른 방식에 비해 수 m에 이르는 원거리 전력 전송에 보다 유리하다.
전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달할 수 있다.
관련 기술의 전자기파 방식은, 충전 대상, 예를 들어 전자 장치의 위치를 판단하기 위하여 복수 개의 방향에 대하여 RF(radio frequency) 웨이브(wave)를 형성하여 보고, 전자 장치로부터 전력 관련 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 전자 장치의 위치를 판단하는 방법을 이용하였다. 하지만, 복수 개의 방향에 대한 RF 웨이브 형성 및 전력 관련 정보 수신에 소요되는 시간이 오래 걸린다. 이 경우, 전자 장치가 한 위치에 고정됨이 담보될 수 없고, 특히 인체 유해성으로 인하여 충전 대상 감지 이전에는 높은 전력을 송신할 수 없다는 문제점이 발생한다.
본 발명의 다양한 실시예는, 상술한 문제점 또는 다른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 신속하게 충전 대상인 전자 장치를 검출할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 해당 무선 전력 송신기에 대응하여 동작하는 전자 장치와 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신기는, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 안테나; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 통신 회로; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신기의 제어 방법은, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치는, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 안테나; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 프로세서; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치는, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 동작; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 동작; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라, 보다 신속하게 충전 대상인 전자 장치를 검출할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과 해당 무선 전력 송신기에 대응하여 동작하는 전자 장치와 그 제어 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기로부터 송신되는 전력의 파형을 도시한다.
도 5b는, FM 방식에 기초한 방향 정보를 포함한 RF 웨이브의 예시이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 12는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 교차 연결(cross connection) 방지를 수행하는 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 변조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 복조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~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 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈) 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 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 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 플렉서블(flexible)하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신기 또는 전자장치를 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 송신기(100)는 적어도 하나의 전자장치(150,160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 하나 이상의 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 송신기(100)에 의하여 조정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 패치 안테나(111 내지 126) 각각이 발생시키는 RF 웨이브를 서브 RF 웨이브라 명명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126)에서 발생되는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 한편, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신기(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 송신기(100)가 전자장치(150)의 위치를 결정하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 전자장치(150)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(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, 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 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 무선 전력 송신기(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 있으며, 전자장치(160)는 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 전자장치(150)는 상대적으로 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(100)는 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들이 먼저 형성된 이후에, 소정의 시간이 흐른 후에 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 서브 RF 웨이브가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 동시에 만날 수 있으며, 즉 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다. 만약, 상대적으로 중앙의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(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 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)에 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(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. 즉, 무선 전력 송신기(100)는 RF 웨이브의 방향에 대응하는, 패치 안테나 각각에 대응하는 위상 쉬프팅 정도(예를 들어, 패치 안테나별 딜레이 정도)를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호들 각각의 위상 쉬프팅 정도를 조정함으로써, 빔 포밍 방향을 변경할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신기(100)는, 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 조정함으로써, 빔 포밍 거리를 변경할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호들 각각의 위상 쉬프팅 정도를 고정하고, 즉 빔 포밍 방향을 고정한 이후에 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄적으로 증가 또는 감소시킬 수 있다. 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭이 일괄적으로 증가되면, 고정된 빔 포밍 방향으로 형성되는 빔의 거리가 증가될 수 있다. 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭이 일괄적으로 감소되면, 고정된 빔 포밍 방향으로 형성되는 빔의 거리가 감소될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(100)는, 패치 안테나 별로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 조정함으로써, 형성하는 RF 웨이브의 거리를 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 결정하고, 결정된 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되게 하여, 높은 송신 효율로 무선 충전 또는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 정확히 파악하여야만, 높은 송신 효율의 무선 충전 또는 무선 전력 전송이 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 이하에서, 무선 전력 송신기가 특정 동작을 수행한다는 것의 의미는, 무선 전력 송신기의 프로세서가 특정 동작을 수행하거나 또는 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기가 특정 정보를 저장한다는 것의 의미는, 무선 전력 송신기에 포함된 메모리가 특정 정보를 저장한다는 것을 의미할 수도 있다.
210 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치를 검출할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 검출용 RF 웨이브를 복수 개의 방향으로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 복수 개의 방향 각각에 대응하는 검출용 RF 웨이브에, 방향 정보를 삽입하여 송신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향으로 검출용 RF 웨이브를 형성하는 경우에, 무선 전력 송신기는 제 1 방향에 대한 정보를 검출용 RF 웨이브에 포함시켜 송신할 수 있다. 제 2 방향으로 검출용 RF 웨이브를 형성하는 경우에, 무선 전력 송신기는 제 2 방향에 대한 정보를 검출용 RF 웨이브에 포함시켜 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는, RF 웨이브를, AM(amplitude modulation) 또는 FM(frequency modulation) 등의 다양한 변조 방식으로 변조할 수 있으며, 이에 따라 방향에 대한 정보를 RF 웨이브에 삽입하여 송신할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 방향에 대한 정보를 위하여 RF 웨이브를 반송파로서 이용할 수 있다.
220 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 배치된 방향을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기가 전자 장치가 배치된 방향 또는 전자 장치의 위치를 판단하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
230 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치에 대응하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 배치된 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기가 전자 장치가 배치된 방향으로 RF 웨이브를 형성하는 것은, 전자 장치가 배치된 방향의 하나 또는 이상의 지점 상에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 패치 안테나들 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어하는 것을 의미할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 전자 장치로부터 전자 장치가 수신한 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있으며, 이에 따라 RF 웨이브 형성을 유지하거나 RF 웨이브를 조정하여 재형성할 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 무선 전력 송신기는 RF 웨이브 형성을 유지할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 무선 전력 송신기는 패치 안테나로 인가하는 전력의 크기를 조정함으로써 RF 웨이브를 재형성할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 전자 장치로부터 수신된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브를 조정할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자 장치가 수신한 전력과 연관된 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 무선으로 수신한 전력을 정류하는 정류기를 포함할 수 있다. 무선으로 수신한 전력이 클수록 정류기의 출력단의 전압이 클 수 있으며, 무선으로 수신한 전력이 작을수록 정류기의 출력단의 전압이 작을 수 있다. 즉, 정류기의 출력단의 전압의 크기가 전자 장치가 수신한 전력의 크기와 연관됨에 따라서, 전자 장치의 출력단의 전압은 수신 전력 관련 정보에 포함될 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자 장치가 수신한 전력의 크기와 연관되는 정보라면 제한이 없으며, 예를 들어 정류기의 입력단의 전압, 정류기의 입력단의 전류, 정류기의 입력단의 전력, 정류기의 출력단의 전압, 정류기의 출력단의 전류, 정류기의 출력단의 전력 등 다양한 위치에서의 전기적인 정보를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치를 직접 판단할 수도 있다. 이 경우에는, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 패치 안테나들 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 240 동작에서, 무선 전력 송신기는 형성된 RF 웨이브를 이용하여 무선 충전 또는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 3a를 참조하면, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보(방향 ID#1)를 포함하는 제 1 RF 웨이브(311)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 제 2 RF 웨이브(312)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 3 방향으로, 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 제 3 RF 웨이브(313)를 형성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 RF 웨이브(311), 제 2 RF 웨이브(312) 및 제 3 RF 웨이브(313)를 순차적으로 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 RF 웨이브(311), 제 2 RF 웨이브(312) 및 제 3 RF 웨이브(313)중 적어도 두 개를 실질적으로 동시에 형성할 수도 있다.
무선 전력 송신기(300)는 안테나 어레이와 별도로 구비된 통신 회로(301)를 통하여 전자 장치(350)로부터 통신 신호(303)를 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 예를 들어 제 2 RF 웨이브(312)에 대응하는 방향에 위치할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(350)는, 포함하는 전력 수신용 안테나 어레이를 통하여, 제 2 RF 웨이브(312)를 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 안테나 어레이를 통하여 수신된 제 2 RF 웨이브(312)로부터, 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 전자 장치(350)는, 통신 회로(351)를 통하여 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 통신 신호(303)를 송신할 수 있다. 통신 신호(303)에는, 전자 장치(350)의 식별 정보도 포함될 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 수신된 통신 신호(303)로부터 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향 정보(방향 ID#2)에 대응하는 방향, 즉 제 2 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는, 상대적으로 신속하게 전자 장치(350)를 검출하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 도 3b에서와 같이, 무선 전력 송신기(300)는, RF 웨이브에 무선 전력 송신기 식별 정보와 방향 정보를 포함시켜 송신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는 제 1 방향으로, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 1 방향 정보(방향 ID#1)를 포함하는 제 1 RF 웨이브(321)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 제 2 RF 웨이브(322)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 제 3 방향으로, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 제 3 RF 웨이브(323)를 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 RF 웨이브(321), 제 2 RF 웨이브(322) 및 제 3 RF 웨이브(323)를 형성하는 도중과, 형성한 이후에 기설정된 대기 시간 동안에 전자 장치(350)로부터의 통신 신호를 대기할 수 있다. 비교예에 의한 무선 전력 송신기가, 제 1 방향으로 RF 웨이브를 형성하고, 기설정된 대기 시간 동안 통신 신호를 대기하고, 대기 시간 동안에 통신 신호를 수신하지 못하면, 다시 제 2 방향으로 RF 웨이브를 형성하였다. 이에 따라, 비교예에 의한 무선 전력 송신기는, 최악의 경우에는, RF 웨이브의 형성 방향의 개수를 대기 시간에 곱한 정도의 스캐닝 시간이 요구되었다. 대기 시간은 전자 장치(350)가 구동 이후에 통신 신호를 송신하는데 까지 걸리는 시간 정도로 설정될 수 있으며, 예를 들어 30ms일 수 있다. 한편, RF 웨이브를 형성하는 시간은 ns 또는 μs 정도의 단위일 수 있으며, RF 웨이브를 형성하는 시간은, 대기 시간에 비하여 무시할 수 있는 정도의 짧은 시간일 수 있다. 비교예에 의한 무선 전력 송신기가, 예를 들어 100개의 방향으로 스캐닝을 수행하는 경우에는, 총 스캔 시간이 3초 정도가 소요될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(300)는, 하나의 RF 웨이브를 형성하고 통신 신호를 대기할 필요 없이, 복수 개의 방향으로 방향 정보를 포함하는 RF 웨이브들을 형성한 이후에, 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신함으로써 전자 장치(350)가 위치한 방향을 판단할 수 있으므로, 바람직하게는 한번의 대기 시간 동안에 통신 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 100개의 방향에 대하여 RF 웨이브를 순차적으로 형성할 수도 있으며, RF 웨이브의 형성 시간은 무시할 수 있을 정도로 짧은 시간일 수 있다. 전자 장치(350)는, RF 웨이브를 형성한 이후에, 한 번의 대기 시간, 예를 들어 30ms 정도의 시간 동안 통신 신호를 대기할 수 있으므로, 상대적으로 짧은 스캐닝 시간 동안에, 전자 장치(350)가 위치하는 방향을 판단할 수 있다.
이 경우, 전자 장치(350)는, 포함하는 전력 수신용 안테나 어레이를 통하여, 제 2 RF 웨이브(322)를 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 안테나 어레이를 통하여 수신된 제 2 RF 웨이브(322)로부터, 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 전자 장치(350)는, 통신 회로(351)를 통하여 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 통신 신호(304)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 수신된 통신 신호(304)로부터 무선 전력 송신기의 식별 정보(Tx id) 및 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향 정보(방향 ID#2)에 대응하는 방향, 즉 제 2 방향으로 RF 웨이브, 측 충전을 위한 전력을 형성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(300)는, 다른 무선 전력 송신기로부터 전력을 수신받는 전자 장치를 무시할 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(350)가 송신하는 통신 신호(303)에는, RF 웨이브로부터 추출한 방향 정보뿐만 아니라, 전자 장치(350)의 식별 정보, 전자 장치(350)의 타입과 관련된 정보, 전기적인 수치와 관련된 정보, 수신 전력 관련 정보, 프로토콜 관련 정보, 전자 장치(350)의 카테고리와 관련된 정보, 전자 장치(350)의 캐퍼빌리티(capability)와 관련된 정보, 전자 장치(350)의 하드웨어 정보, 전자 장치(350)의 펌웨어(firmware) 정보 및 전자 장치(350)의 제조사 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 전자 장치(350)의 식별 정보는, 전자 장치(350)를 식별할 수 있는 정보로 예를 들어 통신 네트워크(예를 들어, BLE) 상에서 구분을 위한 통신 식별 정보일 수 있으며, 종류에는 제한이 없다. 전자 장치(350)의 타입과 관련된 정보는, 수신기가 무선전력 수신 기기인지, 단순한 블루투스 통신 가능한 헤드폰인지, 기기의 종류를 알려주는 정보 등일 수 있다. 전기적인 수치와 관련된 정보는, 전자 장치(350)의 허용 전압 또는 허용 전력과 연관된 정보일 수 있으며, 예를 들어 전자 장치(350)의 정류기 출력단에서의 허용 가능한 전력의 최댓값, 정류기 출력단에서의 다양한 상태에서의 전압과 관련된 정보 등을 포함할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자 장치(350)가 무선 전력 송신기(300)로부터 수신한 전력의 크기를 나타내는 정보일 수 있으며, 예를 들어, 정류기 출력단에서 측정된 전압값, 정류기 출력단에서 측정된 전류값, 정류기 출력단에서 측정된 전력값 등의 전자 장치(350) 내의 다양한 지점에서 측정된 수치일 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 프로토콜 관련 정보는 전자 장치(350)가 이용하는 프로토콜의 버전 등을 나타내는 정보일 수 있다. 전자 장치(350)의 카테고리와 관련된 정보는, 전자 장치(350)가 분류된 복수 개의 카테고리 중 속하는 카테고리를 나타내는 정보일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치들은 그 용량에 따라 다양한 카테고리로 분류될 수 있으며, 카테고리와 관련된 정보는, 해당 전자 장치(350)가 분류된 카테고리를 나타내는 정보일 수 있다. 전자 장치(350)의 캐퍼빌리티(capability)와 관련된 정보는, NFC 수신기가 포함된지 여부, 전력 제어 알고리즘을 지원하는지 여부, 전력 캐퍼빌리티를 조정할 수 있는지 여부, 전력 수신을 완료한 이후에도 BLE 통신연결을 유지하는 기능을 지원하는지 여부, 무선 전력 송신기(300)를 테스트하는 기능을 지원하는지 여부 등을 포함할 수 있다. 전자 장치(350)의 하드웨어 정보는, 예를 들어 OEM에 따라 정의될 수 있으며, 하드웨어와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(350)의 펌웨어(firmware) 정보는, 예를 들어 OEM에 따라 정의될 수 있으며, 펌웨어와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(350)의 제조사 정보는, 제조사를 식별할 수 있는 정보를 포함할 수도 있다.
한편, 또 다른 실시예에서는, 전자 장치(350)는, 복수 개의 수신한 전력의 방향 정보 각각과 이에 대응하는 세기 정보를 하기 표 1과 같이 획득할 수 있다.
방향 정보 세기(RSSI)
제1방향 A
제2방향 B
제3방향 C
전자 장치(350)는, 각각의 방향 정보 중 가장 세기가 큰 것으로 판단된 방향 정보를, 통신 신호에 포함시켜 무선 전력 송신기로 송신할 수 있다. 또는, 전자 장치(350)는, 표 1과 같은 수신된 방향 정보 및 이에 대응하는 세기 정보를 모두 통신 신호에 포함시켜 무선 전력 송신기로 송신할 수도 있다. 이러한 경우에는, 무선 전력 송신기(300)가, 수신된 정보에 기초하여 가장 세기가 큰 것으로 판단되는 방향으로 충전을 위한 전력을 송신할 수도 있다.
도 3c를 참조하면, 무선 전력 송신기(300)는, 방향 정보 및 거리 정보를 포함하는 RF 웨이브를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향 및 제 1 거리로 RF 웨이브(331)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(331)에 제 1 방향 정보(방향 ID#1) 및 제 1 거리 정보(거리 ID#1)를 포함시킬 수 있다. 제 1 거리 정보(거리 ID#1)는, 예를 들어 무선 전력 송신기(300)로부터의 거리에 대한 정보이거나, 또는 패치 안테나들 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭과 관련된 정보일 수 있다. 이후, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향 및 제 2 거리로 RF 웨이브(332)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(332)에 제 1 방향 정보(방향 ID#1) 및 제 2 거리 정보(거리 ID#2)를 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 패치 안테나들 각각에 대응하는 위상 쉬프팅 정도를 고정한 이후에, 패치 안테나들 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄 증가시킴으로써, 상대적으로 더 큰 제 2 거리로 RF 웨이브(332)를 형성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향 및 제 3 거리로 RF 웨이브(333)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(333)에 제 1 방향 정보(방향 ID#1) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 포함시킬 수 있다.
이후, 무선 전력 송신기(300)는, RF 웨이브의 형성 방향을 제 2 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 패치 안테나 각각에 대응하는 위상 쉬프팅 정도를 조정함으로써, RF 웨이브의 형성 방향을 제 1 방향으로부터 제 2 방향으로 변경할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(300)는, 패치 안테나 각각에 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄 감소시킴으로써, RF 웨이브의 형성 거리를 제 3 거리로부터 제 1 거리로 재변경할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는, 제 2 방향 및 제 1 거리로 RF 웨이브(341)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(341)에 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 1 거리 정보(거리 ID#1)를 포함시킬 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 제 2 방향으로 RF 웨이브 형성 방향을 고정시킨 이후에, 패치 안테나 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭을 일괄 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는, 제 2 방향 및 제 2 거리로 RF 웨이브(342)를 형성할 수 있으며, 형성된 RF 웨이브(342)에 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 2 거리 정보(거리 ID#2)를 포함시킬 수 있다. 상술한 방식에 따라서, 무선 전력 송신기(300)는, 다양한 거리(제 1 거리, 제 2 거리 및 제 3 거리) 및 다양한 방향(제 1 방향, 제 2 방향 및 제 3 방향)으로 RF 웨이브들(331,332,333,341,342,343,351,352,353)을 형성시킬 수 있으며, RF 웨이브들(331,332,333,341,342,343,351,352,353) 각각에 대응되는 거리 정보(제 1 거리 정보, 제 2 거리 정보 및 제 3 거리 정보) 및 대응되는 방향 정보(제 1 방향 정보, 제 2 방향 정보 및 제 3 방향 정보)를 포함시킬 수 있다.
전자 장치(350)는, 수신한 RF 웨이브로부터 거리 정보 및 방향 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 무선 전력 송신기(300)를 기준으로 제 2 방향으로 제 3 거리에 위치할 수 있다. 전자 장치(350)는, RF 웨이브(343)를 수신할 수 있으며, RF 웨이브(343)로부터 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 추출할 수 있다. 전자 장치(350)는, 추출한 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 포함하는 통신 신호(361)를 통신 회로(351)를 통하여, 무선 전력 송신기(300)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 통신 신호(361)로부터, 전자 장치(350)의 방향 정보 및 거리 정보, 즉 제 2 방향 정보(방향 ID#2) 및 제 3 거리 정보(거리 ID#3)를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 판단된 방향 및 판단된 거리로 충전을 위한 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
전자 장치(350)는, 한편 복수 개의 RF 웨이브를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 제 2 방향으로 형성된 복수 개의 RF 웨이브들(341,342,343)을 수신할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(350)는, 수신된 RF 웨이브들(341,342,343) 중 가장 큰 세기로 수신된 RF 웨이브(343)에 대응하는 방향 정보 및 거리 정보를 통신 신호(361)에 포함시켜 송신할 수 있다. 또는, 전자 장치(350)는, 수신된 복수 개의 RF 웨이브들 각각의 방향 정보 및 거리 정보와, RF 웨이브의 세기 정보를 모두 통신 신호(361)에 포함시켜 무선 전력 송신기(300)로 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(300)는 통신 신호로부터, 가장 큰 세기의 RF 웨이브에 대응하는 방향 정보 및 거리 정보를, 전자 장치(350)의 방향 및 거리로 판단할 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(300)는 고정된 방향으로, 복수 개의 RF 웨이브들을 상이한 거리로 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 무선 전력 송신기(300)는, 거리 정보만을 포함시킨 RF 웨이브를 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(300)는, 방향 스캔 기간 동안에는 도 3a에서와 같이, 방향 정보를 포함하는 복수 개의 RF 웨이브를 형성시킨 후, 전자 장치(350)로부터의 제 1 통신 신호를 수신하고, 제 1 통신 신호로부터 전자 장치(350)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 이후에, 거리 스캔 기간 동안에는, 무선 전력 송신기(300)는 판단된 방향으로 거리 정보를 포함하는 복수 개의 RF 웨이브를 형성시킨 후, 전자 장치(350)로부터의 제 2 통신 신호를 수신하고, 제 2 통신 신호로부터 전자 장치(350)가 위치한 거리를 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(300)는, 다양한 다른 방식으로 전자 장치(350)의 방향을 검출하고, 검출된 방향으로 거리 정보를 포함하는 복수 개의 RF 웨이브를 형성시킨 후, 전자 장치(350)로부터의 통신 신호를 수신하고, 통신 신호로부터 전자 장치(350)가 위치한 거리를 판단할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
410 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는, 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보를 포함하는 제 1 전력을 송신할 수 있다. 여기에서, 제 1 전력을 송신하는 것은, 예를 들어 도 3a에서 제 1 RF 웨이브(311)를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 420 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보를 포함하는 제 2 전력을 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(300)는, 복수 개의 방향으로 전력을 송신하는 도중에, 전자 장치(350)로부터의 통신 신호를 대기할 수 있다. 대기 시간은, 전자 장치(350)의 전력 처리 및 통신 신호의 송신을 고려하여 미리 설정될 수 있으며, 제한이 없다.
430 동작에서, 전자 장치(350)는 제 2 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(350)는, 제 2 전력을 송신하는 제 2 방향에 위치할 수 있으며, 이에 따라 제 2 전력을 수신할 수 있다. 440 동작에서, 전자 장치(350)는 제 2 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 한편, 전자 장치(350)는, 제 1 전력을 수신할 수도 있다. 이 경우, 전자 장치(350)가 제 2 방향에 위치하기 때문에, 수신되는 제 2 전력의 크기는 상대적으로 클 수 있으며, 제 1 전력의 크기는 상대적으로 작을 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(350)는, 수신한 전력의 크기가 기설정된 임계치 이상인 경우에, 수신한 전력으로부터 방향 정보를 추출하여, 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(350)는 임계치 미만의 크기를 가지는 제 1 전력을 무시하고, 임계치 이상의 크기를 가지는 제 2 전력으로부터 제 2 방향 정보를 추출할 수 있다.
450 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는, 전자 장치(350)가 제 2 방향에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는, 수신한 통신 신호로부터 방향 정보를 추출할 수 있다. 460 동작에서, 무선 전력 송신기(300)는 제 2 방향으로 전력을 송신할 수 있다. 470 동작에서, 전자 장치(350)는, 전력을 수신하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(350)는, 수신한 전력을 정류하고, 정류된 전력을 컨버팅 또는 레귤레이팅할 수 있다. 상술한 과정에 따라서, 무선 전력 송신기(300)는, 대기 시간 동안에 전자 장치를 검출할 수 있다. 비교예에 의한 무선 전력 송신기는, 제 1 방향으로 전력을 송신하고 대기 시간 동안 통신 신호를 대기하고, 통신 신호가 검출되지 않으면 제 2 방향으로 전력을 송신하고 대기 시간 동안 다시 통신 신호를 대기하는 방식을 이용하기 때문에, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기는 비교예에 의한 무선 전력 송신기에 비하여 상대적으로 신속하게 충전 대상 전자 장치를 검출할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기로부터 송신되는 전력의 파형을 도시한다.
무선 전력 송신기는, 예를 들어 AM 방식에 기초하여 방향 정보를 포함한 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 예를 들어 "010101010"의 제 1 방향 정보를 포함하는 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는, "1"의 이진 정보에 상대적으로 큰 진폭(B)을 부여하고, "0"의 이진 정보에 진폭(B)보다 A만큼 작은 진폭을 부여할 수 있다. 전자 장치는, RF 웨이브를 수신할 수 있으며, 이를 복조하여 "010101010"의 제 1 방향 정보를 추출할 수 있다. 전자 장치는, 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 통신 회로를 통하여 송신할 수 있다. 한편, 상술한 AM 변조 방식은 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기는, RF 웨이브를 반송파로 이용한 다양한 변조 방식을 이용하여 방향 정보를 RF 웨이브에 포함시킬 수 있다. 무선 전력 송신기는, 식별 정보, 방향 정보 또는 위치 정보 중 적어도 하나를 이용하여 RF 웨이브를 변조시킬 수도 있다.
도 5b는, FM 방식에 기초한 방향 정보를 포함한 RF 웨이브의 예시이다. 무선 전력 송신기는, "01010101"의 제 1 방향 정보를 FM 방식으로 변조할 수 있으며, 예를 들어 "0"의 이진 정보에는 f1의 주파수를 할당하고, "1"의 이진 정보에는 f2의 주파수를 할당할 수 있다. 전자 장치는, RF 웨이브를 수신하고, 이를 복조하여 "01010101"의 제 1 방향 정보를 추출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신기(600)는 전력 소스(source)(601), 전력 송신용 안테나 어레이(610), 변조 회로(613), 프로세서(620), 메모리(660) 및 통신 회로(640)를 포함할 수 있다. 제 1 전자 장치(650)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이면 제한이 없으며, 전력 수신용 안테나(651), 정류기(652), 컨터버(653), 차저(charger)(654), 프로세서(655), 메모리(656), 통신 회로(657) 및 복조 회로(659)를 포함할 수 있다. 제 2 전자 장치(680)는, 설명의 편의를 위하여 세부 구성 요소를 도시하지 않았으며, 제 2 전자 장치(680)는 예를 들어, 제 1 전자 장치(650)와 실질적으로 동일한 구성 요소를 포함할 수도 있다.
전력 소스(601)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 제공할 수 있다. 전력 소스(601)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신기(600)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(601)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(610)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(610)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들이 전력 송신용 안테나 어레이(610)에 포함될 수 있다. 복수 개의 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 전력 소스(601)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브를 형성할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 프로세서(620)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성한다는 것은, 특정 방향의 일 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함을 의미할 수 있다.
프로세서(620)는, 전력 송신용 안테나 어레이(610)가 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 형성하도록 제어할 수 있다. 메모리(630)에는 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 생성하도록 하는 프로그램 또는 알고리즘이 저장될 수 있다. 프로세서(620)는 메모리(630)에 저장된 프로그램 또는 알고리즘을 이용하여, 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(620)는, 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를, 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 프로세서(620)는, 방향 정보 및 거리 정보 중 적어도 하나에 대응하는 변조 정보를 이용하여 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향으로 전력(611)을 송신하는 경우에는, 프로세서(620)는, 제 1 방향 정보에 대응하는 변조 정보를 이용하여 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 아울러, 제 2 방향으로 전력(612)을 송신하는 경우에는, 프로세서(620)는, 제 2 방향 정보에 대응하는 변조 정보를 이용하여 전력 소스(601)로부터 제공되는 신호를 변조하도록 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 메모리(660)에는, 복수 개의 방향에 대응하는 변조 정보를 포함할 수 있으며, 프로세서(620)는 변조 정보를 이용하여 변조 회로(613)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 전력 송신용 안테나 어레이(610)는 제 2 전자 장치(680)로 전력(612)을 제공할 수 있다. 한편, 검출을 위한 전력은, 예를 들어 통신 회로(657), 또는 통신 회로(657) 및 프로세서(655)를 웨이크 업할 수 있는 정도의 크기를 가질 수도 있다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 프로세서(620,655)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(620,655)는, 예를 들면, 무선 전력 송신기(600) 또는 전자 장치(650)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는, MCU(micro controlling unit) 또는 미니 컴퓨터 또는 FPGA로 구현될 수도 있다.
제 1 전자 장치(650)의 전력 수신용 안테나(651)는 제 1 전력(611)을 수신할 수 있다. 복조 회로(659)는, 제 1 전력(611)을 복조할 수 있으며, 프로세서(655)는 복조 결과를 획득할 수 있다. 프로세서(655)는 복조 결과로부터 제 1 전력(611)에 포함된 방향 정보 및 거리 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 한편, 복조 회로(659)는 구현에 따라서, 정류기(652)의 출력단과 프로세서(655) 사이에 배치될 수도 있다. 프로세서(655)는, 방향 정보 및 거리 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호(690)를 무선 전력 송신기(600)의 통신 회로(640)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(600)의 프로세서(620)는, 통신 신호(690)에 포함된 방향 정보에 기초하여 제 1 전자 장치(650)가 위치한 방향 및 거리 중 적어도 하나를 결정할 수 있으며, 결정된 방향 및 거리 중 적어도 하나에 기초하여 RF 웨이브의 형성 방향 및 형성 거리를 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(620)는, 결정된 방향의 일 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 패치 안테나들 또는 패치 안테나들과 연결된 제어 수단을 제어함으로써, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(620)는 제 1 전자 장치(650)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(610)를 제어함으로써, 제 1 전자 장치(650)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 프로세서(620)는 통신 신호(690) 내의 정보를 이용하여 제 1 전자 장치(650)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(690)는 전자 장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(640)는 통신 신호(690)를 처리하여 정보를 프로세서(620)로 제공할 수 있다. 통신 회로(640) 및 통신용 안테나(미도시) 는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee), NFC(near field communication), BLE(Bluetooth low energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(690)는 제 1 전자 장치(650)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(620)는 제 1 전자 장치(650)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제 1 전자 장치(650)의 충전 여부를 결정할 수도 있다.
아울러, 통신 신호는 무선 전력 송신기(600)가 제 1 전자 장치(650)를 식별하는 과정, 제 1 전자 장치(650)에 전력 송신을 허락하는 과정, 제 1 전자 장치(650)에 수신 전력 관련 정보를 요청하는 과정, 제 1 전자 장치(650)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는 과정 등에서도 이용될 수 있다. 즉, 통신 신호는, 무선 전력 송신기(600) 및 제 1 전자 장치(650) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
전력 수신용 안테나(651)는 RF 웨이브를 수신할 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 아울러, 전력 수신용 안테나(651) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(651)에서 수신된 교류 전력은 정류기(652)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(653)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(654)로 제공할 수 있다. 차저(654)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(653)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 제 1 전자 장치(650)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
한편, 프로세서(655)는 정류기(652)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(652)의 출력단에 연결되는 전압계가 제 1 전자 장치(650)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(655)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(652)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(655)는 정류기(652)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(657)로 제공할 수 있다. 통신 회로(657)는 통신용 안테나(미도시)를 이용하여 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(652)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(652)의 출력단의 전류의 크기값을 포함할 수도 있다. 이 경우, 정류기(652)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계 또는 전압계가 제 1 전자 장치(650)에 더 포함될 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(652)의 출력단뿐만 아니라, 제 1 전자 장치(650)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
아울러, 상술한 바와 같이, 프로세서(655)는 제 1 전자 장치(650)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(690)를 무선 전력 송신기(600)로 송신할 수도 있다. 메모리(656)는 제 1 전자 장치(650)의 각종 하드웨어를 제어할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 7a의 실시예는 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 8에서와 같이, 710 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)로부터 수신된 통신 신호에 기초하여 전자 장치(850)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는, 통신 신호로부터 방향 정보를 추출할 수 있으며, 추출된 방향 정보에 기초하여, 무선 전력 송신기(800)를 기준으로 한 전자 장치(850)의 방향(θ,φ)을 판단할 수 있다.
720 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는, 전자 장치(850)가 위치한 방향으로 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어 도 8에서와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 통신 신호로부터 추출된 방향(θ,φ)으로 검출용 RF 웨이브를 형성하도록 각 패치 안테나(811 내지 826)별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 우측 방향에 전자 장치(850)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(800)로부터 상대적으로 상측에 전자 장치(850)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 상측에 배치된 패치 안테나에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 상측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 2차원으로 배치되는 패치 안테나(811 내지 826)들 각각에 상이한 딜레이를 적용함으로써, 패치 안테나(811 내지 826)들 각각이 발생시키는 RF 웨이브의 위상이 상이하게 형성되도록 할 수 있다.
무선 전력 송신기(800)는 제 1 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(831)가 형성되도록, 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(800)는 거리를 판단하지 않고, 바로 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)에 제공되는 제 1 테스트용 전력의 크기를 결정할 수 있다. 여기에서, 제 1 테스트 거리 또는 제 1 테스트용 전력의 크기는 디폴트된 값일 수 있다.
무선 전력 송신기(800)는 결정된 각 패치 안테나(811 내지 826)별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력을 이용하여 검출용 RF 웨이브(831)를 제 1 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
730 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 740 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보인 전자 장치(850)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 750 동작에서 무선 전력 송신기(800)는 송신하는 전력의 크기를 조정할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하면, 무선 전력 송신기(800)는 다음 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(832)가 형성되도록, 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력을 조정하여, 검출용 RF 웨이브(832)를 다음 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 테스트 거리에 대한 판단 없이, 바로 다음 테스트용 전력의 크기를 결정하여, 이를 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가할 수도 있다. 한편, 도 8의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(800)가 테스트 거리를 증가하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기(800)는 테스트 거리를 감소시킬 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건은 만족할 때까지 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는 수치를 보고할 때까지, 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 760 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 RF 웨이브를 송신하기 위한 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 유지하여 무선 충전 또는 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 도 8의 실시예에서는, 제 3 테스트 거리로 형성된 RF 웨이브(833)가 형성된 경우, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 제 3 테스트 거리로 RF 웨이브(833)의 형성이 유지되도록, 패치 안테나(811 내지 826) 각각에 인가하는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)까지의 거리가 제 3 테스트 거리(R)라는 것을 판단할 수도 있거나, 전자 장치(850)까지의 거리에 대한 판단 없이 패치 안테나(811 내지 826) 각각에 인가하는 전력만을 제어할 수도 있다.
한편, 도 7b를 참조하면, 761 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치로부터 수신된 통신 신호에 기초하여 전자 장치(850)의 방향을 판단할 수 있다. 763 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)가 위치한 방향으로, 거리 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 RF 웨이브 또는 검출용 전력(831 내지 833)을 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는, 제 1 거리 정보를 포함하는 검출용 RF 웨이브(831), 제 2 거리 정보를 포함하는 검출용 RF 웨이브 (832), 제 3 거리 정보를 포함하는 검출용 RF 웨이브 (833)을 송신할 수 있다. 전자 장치(850)는, 검출용 RF 웨이브(833)을 수신할 수 있으며, 검출용 RF 웨이브 (833)으로부터 제 3 거리 정보를 추출할 수 있다. 전자 장치(850)는, 추출한 거리 정보(예를 들어, 제 3 거리 정보)를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신기(800)로 송신할 수 있다.
765 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는, 거리 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 767 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는, 통신 신호로부터 추출한 거리 정보에 기초하여 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 추출한 거리에 대응하도록 검출용 RF 웨이브(833)을 충전용 전력으로서 송신할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 9a의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(900)가 실질적으로 동시에 복수 개의 방향으로 RF 웨이브들(921,922)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 제 1 일부(911,912,915,916,919,920,923,924)를 이용하여 제 1 방향으로 제 1 RF 웨이브(921)를 형성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 제 2 일부(913,914,917,918,921,922,925,926)를 이용하여 제 2 방향으로 제 2 RF 웨이브(922)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 RF 웨이브(921)에는 제 1 방향 정보를 포함시킬 수 있으며, 제 2 RF 웨이브(922)에는 제 2 방향 정보를 포함시킬 수 있다. 한편, 제 1 전자 장치(901)는 제 1 RF 웨이브(921)를 수신하여 제 1 방향 정보를 추출할 수 있으며, 제 1 방향 정보를 포함시킨 제 1 통신 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다. 아울러, 제 2 전자 장치(902)는 제 2 RF 웨이브(922)를 수신하여 제 2 방향 정보를 추출할 수 있으며, 제 2 방향 정보를 포함시킨 제 2 통신 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호를 이용하여, 제 1 전자 장치(901)가 제 1 방향에 위치하며, 제 2 전자 장치(902)가 제 2 방향에 위치하는 것을 판단할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 제 1 일부(911,912,915,916,919,920,923,924)를 이용하여 제 1 방향으로 RF 웨이브(931 내지 933)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 전자 장치(901)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 전력의 크기를 조정할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(900)는, 제 2 전자 장치(902)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 전력의 크기를 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(900)는, 실질적으로 동시에 복수 개의 전자 장치(901,902)가 위치한 방향을 판단하고, 전자 장치(901,902)까지의 거리, 즉 더욱 세밀한 위치를 판단할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 방향으로의 RF 웨이브(931,932, 933) 및 제 2 방향으로의 RF 웨이브(941,942,943) 각각에 거리 정보 각각을 포함시킬 수도 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 1 전자 장치(901)로부터 거리 정보를 포함한 통신 신호를 수신할 수 있으며, 제 2 전자 장치(902) 로부터 거리 정보를 포함한 통신 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 수신된 통신 신호로부터 거리 정보를 추출하여, 제 1 전자 장치(901) 및 제 2 전자 장치(902)로 통신을 위한 전력을 송신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 10을 참조하면, 제 1 전자 장치(901)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)를, 전자 장치 검출을 위한 그룹(1010)과 전력 송신을 위한 그룹(1020)으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 장치(901)는, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 일부(911,912,913,914,915,919,923)를 전자 장치 검출을 위한 그룹(1010)으로 설정하고, 복수 개의 패치 안테나(911 내지 926)의 일부(916,917,918,920,921,922,924,925,926)를 전력 송신을 위한 그룹(1020)으로 설정할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 전력 송신을 위한 그룹(1020)을 이용하여, 기존에 위치가 확인된 제 2 전자 장치(902)에 대한 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는, 제 2 전자 장치(902)를 이전에 검출하고, 검출한 제 2 전자 장치(902)로 충전을 위한 제 2 RF 웨이브(1021)를 형성할 수 있다.
무선 전력 송신기(900)는, 제 2 전자 장치(902)로 제 2 RF 웨이브(1021)를 형성하는 중에, 검출을 위한 그룹(1010)을 이용하여 복수 개의 방향으로 검출용 RF 웨이브들(1011,1012,1013)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(900)는, 복수 개의 방향으로 검출용 RF 웨이브들(1011,1012,1013)을 실질적으로 동시에 또는 순차적으로 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 검출용 RF 웨이브들(1011,1012,1013) 각각은 방향 정보를 포함할 수 있다. 제 1 전자 장치(901)는, 예를 들어 제 2 검출용 RF 웨이브(1012)를 수신할 수 있으며, 제 2 검출용 RF 웨이브(1012)로부터 제 2 방향 정보를 추출할 수 있다. 제 1 전자 장치(901)는, 제 2 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 수신한 통신 신호를 분석하여 제 1 전자 장치(901)가 제 2 방향에 위치한 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 제 2 방향으로 RF 웨이브를 형성함으로써 새롭게 검출된 제 1 전자 장치(901)로도 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(900)는, 예를 들어 전력 송신을 위한 그룹(1020)을 이용하여 제 1 전자 장치(901)로 전력을 송신할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(900)는 시분할 방식으로 제 1 전자 장치(901) 및 제 2 전자 장치(902)에 전력을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(900)는, 전력 송신을 위한 그룹(1020)의 제 1 일부를 이용하여 제 1 전자 장치(901)로 전력을 송신할 수 있으며, 전력 송신을 위한 그룹(1020)의 제 2 일부를 이용하여 제 2 전자 장치(902)로 전력을 송신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(900)는, 충전 대상 전자 장치의 개수가 변경됨에 따라서, 전력 송신을 위한 그룹(1020)으로 분류되는 패치 안테나의 개수 또한 변경시킬 수도 있다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 12는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11a 내지 11c를 참조하면, 무선 전력 송신기(1100)는 제 1 시간 기간 동안에 제 1 방향으로 제 1 방향 정보(방향 ID#1)를 포함하는 제 1 RF 웨이브(1131)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는 제 2 시간 기간 동안에 제 2 방향으로 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 제 2 RF 웨이브(1132)를 형성할 수 있다. 제 1 전자 장치(1110)는, 제 2 RF 웨이브(1132)를 수신할 수 있으며, 제 2 RF 웨이브(1132)로부터 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 추출할 수 있다. 제 1 전자 장치(1110)는, 통신 회로(1111)를 통하여 무선 전력 송신기(1100)의 통신 회로(1101)로 제 2 방향 정보(방향 ID#2)를 포함하는 통신 신호(1141)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는 제 3 시간 기간 동안에 제 3 방향으로 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 제 3 RF 웨이브(1133)를 형성할 수 있다. 제 2 전자 장치(1120)는, 제 3 RF 웨이브(1133)를 수신할 수 있으며, 제 3 RF 웨이브(1133)로부터 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 추출할 수 있다. 제 2 전자 장치(1120)는, 통신 회로(1121)를 통하여 무선 전력 송신기(1100)의 통신 회로(1101)로 제 3 방향 정보(방향 ID#3)를 포함하는 통신 신호(1142)를 송신할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(1100)는, 제 2 방향에 제 1 전자 장치(1110)가 위치한 것과, 제 3 방향에 제 2 전자 장치(1120)가 위치한 것을 판단할 수 있다.
도 12를 참조하면, 무선 전력 송신기(1100)는, 위치하는 방향이 파악된 제 1 전자 장치(1110) 및 제 2 전자 장치(1120)의 정확한 위치를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(1100)는, 제 1 전자 장치(1110) 및 제 2 전자 장치(1120)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호(1143,1144)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는, 통신 신호(1143,1144)에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지, 송신하는 전력(1151,1152,1153,1161,1162,1163)의 크기를 조정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 교차 연결(cross connection) 방지를 수행하는 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 복수 개의 무선 전력 송신기들(1300,1310)이 위치할 수 있다. 무선 전력 송신기들(1300,1310)는, 각각 통신 회로(1301,1313)를 포함할 수 있다. 아울러, 전자 장치(1320)는, 무선 전력 송신기(1300)에 상대적으로 가깝게 위치할 수 있으며, 다른 무선 전력 송신기(1310)로부터 상대적으로 멀리 위치할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(1320)는, 무선 전력 송신기(1300)와 페어링(paring)하여, 무선 전력 송신기(1300)로부터 전력을 수신하는 경우의 효율이, 무선 전력 송신기(1310)로부터 전력을 수신하는 경우의 효율보다 높을 수 있다. 하지만, 전자 장치(1320)의 통신 회로(1321)를 통한 다른 무선 전력 송신기(1310)의 통신 회로(1301)와의 통신 가능 거리가 상대적으로 원거리임에 따라서, 전자 장치(1320)와 다른 무선 전력 송신기(1310)가 페어링될 가능성도 존재한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(1300)는, 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 포함하는 RF 웨이브(1311)를 형성할 수 있다. 다른 무선 전력 송신기(1310)는, 방향 정보(방향 ID#2)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#2)를 포함하는 RF 웨이브(1312)를 형성할 수 있다. 전자 장치(1320)는, 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 포함하는 RF 웨이브(1311)를 수신할 수 있다. 전자 장치(1320)는, RF 웨이브(1311)로부터 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 추출할 수 있다. 전자 장치(1320)는, 방향 정보(방향 ID#1)와 함께 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)를 포함하는 통신 신호(1331)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1300) 및 다른 무선 전력 송신기(1310)는 통신 신호(1331)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기(1300)는, 통신 신호(1331)에 포함된 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)에 기초하여, 전자 장치(1320)에 무선 전력을 송신할 수 있다. 다른 무선 전력 송신기(1310)는, 통신 신호(1331)에 포함된 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)에 기초하여, 전자 장치(1320)를 무시할 수 있다. 더욱 상세하게, 다른 무선 전력 송신기(1310)는, 자신의 식별 정보와 통신 신호(1331)에 포함된 무선 전력 송신기의 식별 정보(TX ID#1)가 상이한 것에 기초하여, 전자 장치(1320)를 무시할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(1320)가 상대적으로 원거리에 위치한 다른 무선 전력 송신기(1310)와 연결되는 교차 연결(cross connection)이 방지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 송신기는 복수 개의 방향 각각으로, 복수 개의 방향 정보 각각 및 무선 전력 송신기 식별 정보를 포함하는 복수 개의 전력을 송신할 수 있다. 1420 동작에서, 무선 전력 송신기는, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치는, 수신된 전력, 즉 RF 웨이브로부터 방향 정보 및 무선 전력 송신기의 식별 정보를 추출하여, 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다.
1430 동작에서, 무선 전력 송신기는, 통신 신호 내의 무선 전력 송신기 식별 정보를, 송신한 무선 전력 송신기 식별 정보와 동일한지 여부를 판단할 수 있다. 통신 신호 내의 무선 전력 송신기 식별 정보를, 송신한 무선 전력 송신기 식별 정보와 동일한 것으로 판단되면, 1440 동작에서, 무선 전력 송신기는, 통신 신호 내에 포함된 방향 정보에 기초하여, 전자 장치로 전력을 송신할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 전자 장치를 무선 전력 송신기가 관리하는 네트워크에 가입시키고, 전력을 송신할 수 있다. 통신 신호 내의 무선 전력 송신기 식별 정보를, 송신한 무선 전력 송신기 식별 정보와 동일하지 않은 것으로 판단되면, 1450 동작에서, 무선 전력 송신기는 통신 신호를 송신한 전자 장치를 무시할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 전자 장치를 무선 전력 송신기가 관리하는 네트워크에 가입시키지 않을 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 전자 장치는, 무선 전력 송신기로부터, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치는, 전력 수신용 안테나 어레이를 이용하여 무선 전력 송신기로부터 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 전력을 수신할 수 있다. 1520 동작에서, 전자 장치는, 수신된 전력을 처리하여, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 전자 장치는, 미리 설정된 복조 방식을 이용하여 수신된 전력을 처리할 수 있으며, 복조 결과에 기초하여 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
1530 동작에서, 전자 장치는, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 전자 장치는, 전력 수신용 안테나 어레이와 별도로 구비된 통신 회로를 통하여, 방향 정보 및 무선 전력 송신기 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 변조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신기는, 신호 변조 회로(1610), 전력 소스(1620), 믹서(1630), 위상 쉬프터(phase shifter)(1640), 증폭기(amplifier:Amp)(1650), 안테나(1660), 통신 회로(1670), 통신용 안테나(1671), MCU(1680) 및 쉬프트 레지스터(shift register)(1690)를 포함할 수 있다.
MCU(1680)는, 제 1 방향으로 RF 웨이브를 형성하도록 위상 쉬프터(1640) 및 쉬프트 레지스터(1690)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 위상 쉬프터(1640) 및 쉬프트 레지스터(1690)는 복수 개일 수 있으며, MCU(1680)는 방향에 따라 미리 설정된 디지털의 쉬프팅 정보를 쉬프터 레지스터(1690)로 출력할 수 있다. 쉬프트 레지스터(1690)는, 입력받은 쉬프팅 정보를 복수 개의 위상 쉬프터(1640)로 제공할 수 있다. 복수 개의 위상 쉬프터(1640) 각각은 입력받은 쉬프팅 정보에 기초하여, 믹서(1630)로부터 입력받은 신호의 위상을 쉬프팅시킬 수 있다. 이는, 위상 쉬프터(1640)가 입력받은 신호를 딜레이시키는 것으로 표현될 수도 있다. 위상 쉬프터(1640)들 각각의 위상 쉬프팅 정보가 상이할 수도 있으며, 이에 따라 안테나(1660)의 중심을 벗어난 지점에서 빔 포밍이 수행될 수도 있다. 위상 쉬프터(1640)는 예를 들어 HMC642 또는 HMC1113 등과 같은 하드웨어 소자가 이용될 수 있다. MCU(1680)는 방향 정보에 대응하는 변조 신호를 출력하도록 신호 변조 회로(1610)를 제어할 수 있다. 전력 소스(1620)는, 전력 송신을 위한 신호를 생성할 수 있다. 믹서(1630)는, 변조 신호와 전력 송신을 위한 신호를 믹싱할 수 있으며, 이에 따라 방향 정보가 포함된 변조 회로가 믹서(1630)로부터 위상 쉬프터(1640)로 제공될 수 있다. 위상 쉬프팅된 신호는 증폭기(1650)에 의하여 증폭되어 안테나(1660)의 복수 개의 패치 안테나들 각각으로 입력될 수 있으며, 이에 따라 방향 정보를 포함한 RF 웨이브가 특정 방향에서 빔 포밍될 수 있다. 한편, 통신용 안테나(1671)를 통하여 수신된 통신 신호는 통신 회로(1670)를 통하여 처리되어, 통신 신호에 포함된 정보가 MCU(1680)로 제공될 수 있다. MCU(1680)는, 통신 신호에 포함된 방향 정보를 획득할 수 있으며, 이에 따라 전자 장치의 방향을 판단할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 복조 과정을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
전자 장치는, 안테나(1710), 정류 회로(1720), DC/DC 컨버터(DC/DC converter)(1730), 로드(1740), 전압/전류 센싱 회로(1750), 복조 회로(1760), MCU(1770), 통신 회로(1780) 및 통신용 안테나(1781)를 포함할 수 있다.
안테나(1710)는, 무선 전력 송신기로부터 전력, 즉 RF 웨이브를 수신할 수 있다. 정류 회로(1720)는, RF 웨이브를 정류하여 출력할 수 있다. 전압/전류 센싱 회로(1750)는, 정류된 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 복조 회로(1760)는, 전압 및 전류 중 적어도 하나를 이용하여 복조를 수행할 수 있다. MCU(1770)는, 복조 결과를 이용하여 RF 웨이브에 포함된 방향 정보를 판단할 수 있다. MCU(1770)는 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 통신 회로(1780)로 제공할 수 있으며, 통신 회로(1780)는 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 통신용 안테나(1781)를 통하여 외부로 송신할 수 있다. DC/DC 컨버터(1730)는 정류된 전력을 기설정된 전압값으로 컨버팅할 수 있으며, 컨버팅된 전력을 로드(1740)로 전달될 수 있다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 동작을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
예를 들어, 도 18a를 참조하면, 하나의 지역에서 제 1 무선 전력 송신기(1800) 및 제 2 무선 전력 송신기(1810)이 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각은 통신 회로들(1801,1811)을 포함할 수 있다. 제 1 무선 전력 송신기(1800)는, 제 1 방향, 제 2 방향 및 제 3 방향 각각으로 제 1 전력(1831), 제 2 전력(1832) 및 제 3 전력(1833) 각각을 송신할 수 있다. 제 2 무선 전력 송신기(1810)는, 제 4 방향, 제 5 방향 및 제 6 방향 각각으로 제 4 전력(1841), 제 5 전력(1842) 및 제 6 전력(1843) 각각을 송신할 수 있다. 이 경우, 제 3 전력(1833)과 제 4 전력(1841)이 커버하는 영역이 서로 겹칠 수도 있다. 이에 따라, 제 1 무선 전력 송신기(1800)가 제 3 전력(1833)을 인가하는 기간과, 제 2 무선 전력 송신기(1810)가 제 4 전력(1841)을 인가하는 기간이 서로 겹치지 않도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 무선 전력 송신기(1800)는, 제 1 내지 제 3 전력(1831 내지 1833)의 인가 시간과 관련된 정보를 통신 신호(1821)로서, 제 2 무선 전력 송신기(1810)로 송신할 수 있다. 제 2 무선 전력 송신기(1810)는, 수신된 제 1 무선 전력 송신기(1800)의 제 1 내지 제 3 전력(1831 내지 1833)의 인가 시간을 확인하고, 해당 인가 시간을 회피하여 전력(1841 내지 1843)을 송신할 수 있다. 이에 따라, 제 3 전력(1833) 및 제 4 전력(1841)이 동시간대에 인가되는 것이 방지될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 무선 전력 송신기(1800,1810)를 관리할 수 있는 관리 장치(1850)가, 복수 개의 무선 전력 송신기(1800,1810) 각각의 전력 인가 시간을 관리할 수도 있다. 예를 들어, 관리 장치(1850)는, 제 1 시간에는 제 1 무선 전력 송신기(1800)가 제 1 내지 제 3 전력(1831 내지 1833)을 인가하도록 결정하고, 제 2 시간에는 제 2 무선 전력 송신기(1810)가 전력(1841 내지 1843)을 인가하도록 결정할 수 있다. 관리 장치(1850)는, 각각의 무선 전력 송신기의 전력 인가 시간과 관련된 정보(1851,1852)를 제 1 및 제 2 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각으로 제공할 수 있다. 관리 장치(1850)는, 제 1 및 제 2 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각과 유선 또는 무선으로 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기들(1800,1810) 각각은 수신된 정보(1851,1852) 각각에 기초하여, 해당 시간에 전력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 제 3 전력(1833) 및 제 4 전력(1841)이 동시간대에 인가되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 송신기의 제어 방법은, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 복수 개의 검출용 전력 각각을 순차적으로 송신하거나, 또는 상기 복수 개의 검출용 전력을 실질적으로 동시에 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 대응하는 방향으로, 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 무선 전력 송신기의 안테나를 제어하고, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 전자 장치로부터, 수신 전력 관련 정보를 포함하는 다른 통신 신호를 수신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 판단하는 동작; 및 상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 조정하거나, 또는 상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 유지하도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 검출용 전력을 위한 신호를 생성하는 동작; 및 상기 검출용 전력을 위한 신호를, 상기 방향 정보에 기초하여 변조하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기의 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보를 포함하는 제 1 검출용 전력을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보를 포함하는 제 2 검출용 전력을 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기의 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 복수 개의 검출용 각각을 송신하고, 상기 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 각각이 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고, 상기 통신 신호를 수신하는 동작은, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전용 전력을 송신하거나, 또는 상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하지 않으면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전용 전력을 송신하지 않도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 동작; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 동작; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은, 각각이 방향 정보 및 검출용 전력의 거리 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고, 상기 통신 신호를 수신하는 동작은, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 거리 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하고, 상기 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 거리 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작; 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 방향 정보를 포함하는 전력을 수신하는 동작; 상기 수신된 전력으로부터 상기 방향 정보를 추출하는 동작; 및 상기 추출된 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 명령들은 외부 서버에 저장될 수 있으며, 무선 전력 송신기와 같은 전자 장치에 다운로드되어 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 외부 서버는, 무선 전력 송신기가 다운로드할 수 있는 명령들을 저장할 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신기에 있어서,
    복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 안테나;
    상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 통신 회로; 및
    상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하는 프로세서
    를 포함하는 무선 전력 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는, 상기 복수 개의 검출용 전력 각각을 순차적으로 송신하거나, 또는 상기 복수 개의 검출용 전력을 실질적으로 동시에 송신하는 무선 전력 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 대응하는 방향으로, 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하고,
    상기 통신 회로는, 상기 전자 장치로부터, 수신 전력 관련 정보를 포함하는 다른 통신 신호를 수신하는 무선 전력 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 판단하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 조정하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 유지하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 검출용 전력을 위한 신호를 생성하는 전력 소스; 및
    상기 제 1 검출용 전력을 위한 신호를, 상기 제 1 방향 정보에 기초하여 변조하는 변조 회로
    를 더 포함하는 무선 전력 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 복수 개의 패치 안테나를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 복수 개의 방향 중 제 1 방향으로, 제 1 방향 정보를 포함하는 제 1 검출용 전력을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 복수 개의 방향 중 제 2 방향으로, 제 2 방향 정보를 포함하는 상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 2 검출용 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 복수 개의 패치 안테나를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 1 부분을 이용하여 상기 복수 개의 검출용 각각을 송신하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 중 제 2 부분을 이용하여 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는, 각각이 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고,
    상기 통신 회로는, 상기 전자 장치로부터, 제 1 방향에 대한 상기 제 1 방향 정보 및 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하는 무선 전력 송신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전용 전력을 송신하도록 제어하고,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 무선 전력 송신기의 식별 정보와, 상기 복수 개의 검출용 각각에 포함시킨 무선 전력 송신기의 식별 정보가 동일하지 않으면, 상기 제 1 방향으로 상기 충전용 전력을 송신하지 않도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는, 각각이 방향 정보 및 대응하는 검출용 전력의 거리 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하고,
    상기 통신 회로는, 상기 전자 장치로부터, 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 거리 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신하고,
    상기 프로세서는, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보 및 상기 제 1 거리 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하도록 상기 안테나를 제어하는 무선 전력 송신기.
  11. 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    복수 개의 방향 각각으로, 각각이 방향 정보를 포함하는 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작;
    상기 복수 개의 검출용 전력 중 제 1 검출용 전력을 수신한 전자 장치로부터, 상기 제 1 검출용 전력에 포함된 제 1 방향 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하는 동작; 및
    상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작
    을 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수 개의 검출용 전력을 송신하는 동작은,
    상기 복수 개의 검출용 전력 각각을 순차적으로 송신하거나, 또는 상기 복수 개의 검출용 전력을 실질적으로 동시에 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 기초하여, 충전을 위한 전력을 송신하는 동작은, 상기 통신 신호에 포함된 상기 제 1 방향 정보에 대응하는 방향으로, 상기 충전을 위한 전력을 송신하도록 제어하고,
    상기 제어 방법은, 상기 전자 장치로부터, 수신 전력 관련 정보를 포함하는 다른 통신 신호를 수신하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 판단하는 동작;
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 조정하거나, 또는 상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하면, 상기 충전을 위한 전력의 크기를 유지하도록 제어하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 검출용 전력을 위한 신호를 생성하는 동작; 및
    상기 제 1 검출용 전력을 위한 신호를, 상기 제 1 방향 정보에 기초하여 변조하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2543799B (en) * 2015-10-28 2018-11-28 Displaylink Uk Ltd Remote wake-up of mobile devices
KR20170054708A (ko) * 2015-11-10 2017-05-18 엘지이노텍 주식회사 멀티 코일 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템
US11183882B2 (en) * 2017-02-22 2021-11-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitter, electronic device receiving power wirelessly, and method for operating same
JP6710650B2 (ja) * 2017-03-01 2020-06-17 株式会社東芝 ワイヤレス給電制御装置、送電器および受電器
EP3547487B1 (en) * 2018-03-29 2020-03-25 NOK9 ip AB A testing device for testing a wireless power transmitter device, and an associated method
EP3780338A4 (en) * 2018-05-31 2021-05-19 Sony Corporation RECEIVER, RECEIVING METHOD, SENDER AND SENDING METHOD
KR102602320B1 (ko) 2018-08-14 2023-11-16 삼성전자주식회사 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법
KR102607259B1 (ko) * 2018-08-23 2023-11-29 삼성전자주식회사 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 제어 방법
JP6721281B1 (ja) * 2019-01-23 2020-07-15 三菱ロジスネクスト株式会社 無人飛行体用給電システム
US10923936B2 (en) 2019-03-05 2021-02-16 International Business Machines Corporation Virtual battery management
KR102044282B1 (ko) * 2019-06-18 2019-11-12 주식회사 경신 차량용 무선 전력 송수신 장치의 제어 방법
KR102044277B1 (ko) * 2019-06-18 2019-11-12 주식회사 경신 차량용 무선 전력 송수신 장치
KR102265795B1 (ko) * 2019-08-20 2021-06-16 경희대학교 산학협력단 무선전력 전송 효율의 향상을 위한 송신 안테나 제어장치 및 그 제어방법
CN113131621A (zh) * 2020-01-14 2021-07-16 北京小米移动软件有限公司 无线充电方法及装置、终端设备、充电系统、存储介质
JP2021125983A (ja) * 2020-02-06 2021-08-30 オムロン株式会社 ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システム
JP7242600B2 (ja) * 2020-03-18 2023-03-20 株式会社東芝 給電装置
KR102369086B1 (ko) * 2020-04-07 2022-02-28 건국대학교 산학협력단 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 및 방법
WO2022020560A1 (en) * 2020-07-23 2022-01-27 William Benjamin Robertson Circular polarization antenna for use in detecting presence within a strictly defined wireless zone
KR102364164B1 (ko) * 2020-09-15 2022-02-18 (주)아리산업 신재생 에너지 무선전력전송을 이용한 범용센서모듈 운용 시스템
CN114586259A (zh) * 2020-09-29 2022-06-03 华为数字能源技术有限公司 一种无线供电装置及无线供电终端
KR102457507B1 (ko) * 2020-11-11 2022-10-20 연세대학교 산학협력단 지능형 반사 표면을 이용한 무선 전력 전송 시스템의 채널 추정 장치 및 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070178945A1 (en) * 2006-01-18 2007-08-02 Cook Nigel P Method and system for powering an electronic device via a wireless link
US20100150038A1 (en) * 2006-06-06 2010-06-17 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for wireless communication via at least one of directional and omni-direction antennas
KR20140098239A (ko) * 2011-12-05 2014-08-07 퀄컴 인코포레이티드 무선 주파수 (rf) 에너지를 이용하는 무선 디바이스 충전 장치 및 무선으로 충전될 디바이스
KR20140123222A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 주식회사 유디존테크놀로지 인터렉티브 안테나 위치제어를 통해 에너지전송효율을 향상시키기 위한 무선전력전송 시스템 및 그 방법
US20160100124A1 (en) 2013-05-10 2016-04-07 Energous Corporation Tv system with wireless power transmitter
US20160099610A1 (en) * 2012-07-06 2016-04-07 Energous Corporation Transmitters for wireless power transmission
US20160099611A1 (en) 2012-07-06 2016-04-07 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
US20160099755A1 (en) 2012-07-06 2016-04-07 Energous Corporation Methodology for multiple pocket-forming

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7068991B2 (en) * 1997-05-09 2006-06-27 Parise Ronald J Remote power recharge for electronic equipment
US9130602B2 (en) * 2006-01-18 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for delivering energy to an electrical or electronic device via a wireless link
US8159364B2 (en) 2007-06-14 2012-04-17 Omnilectric, Inc. Wireless power transmission system
US7893564B2 (en) * 2008-08-05 2011-02-22 Broadcom Corporation Phased array wireless resonant power delivery system
SG190477A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-28 Sony Corp Wireless energy transfer system
SG11201405961XA (en) * 2012-03-28 2014-10-30 Fujitsu Ltd Wireless power transmission system and wireless power transmission method
US9887037B2 (en) * 2012-04-25 2018-02-06 Lg Electronics Inc. Method for deciding communication protocol between wireless power transmitter and wireless power receiver
US9923408B2 (en) * 2012-04-25 2018-03-20 Lg Electronics Inc. Method for deciding communication protocol between wireless power transmitter and wireless power receiver
US9966765B1 (en) * 2013-06-25 2018-05-08 Energous Corporation Multi-mode transmitter
US9929886B2 (en) * 2016-06-06 2018-03-27 Intel Corporation Phased array antenna cell with adaptive quad polarization

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070178945A1 (en) * 2006-01-18 2007-08-02 Cook Nigel P Method and system for powering an electronic device via a wireless link
US20100150038A1 (en) * 2006-06-06 2010-06-17 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for wireless communication via at least one of directional and omni-direction antennas
KR20140098239A (ko) * 2011-12-05 2014-08-07 퀄컴 인코포레이티드 무선 주파수 (rf) 에너지를 이용하는 무선 디바이스 충전 장치 및 무선으로 충전될 디바이스
US20160099610A1 (en) * 2012-07-06 2016-04-07 Energous Corporation Transmitters for wireless power transmission
US20160099611A1 (en) 2012-07-06 2016-04-07 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
US20160099755A1 (en) 2012-07-06 2016-04-07 Energous Corporation Methodology for multiple pocket-forming
KR20140123222A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 주식회사 유디존테크놀로지 인터렉티브 안테나 위치제어를 통해 에너지전송효율을 향상시키기 위한 무선전력전송 시스템 및 그 방법
US20160100124A1 (en) 2013-05-10 2016-04-07 Energous Corporation Tv system with wireless power transmitter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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KR20180074425A (ko) 2018-07-03
US20200412158A1 (en) 2020-12-31
US20180183259A1 (en) 2018-06-28
KR102623589B1 (ko) 2024-01-11
US10811896B2 (en) 2020-10-20
EP3531537A4 (en) 2019-11-20
US11444481B2 (en) 2022-09-13

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