WO2018155881A1 - 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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electronic device
power
charging
wireless power
circuit
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여성구
김창용
이준현
권상욱
박성범
박재현
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to a wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power, an electronic device for wirelessly receiving power, and a method of operating the same.
  • Wireless power transmission includes magnetic induction, magnetic resonance, and electromagnetic waves.
  • Magnetic induction or magnetic resonance is advantageous for charging an electronic device located at a relatively short distance from a wireless power transmission device.
  • the electromagnetic wave method is more advantageous for long distance power transmission of several m to the magnetic induction or the magnetic resonance method.
  • 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 position of the wireless power transmitter is mainly fixed, and thus the distance from the wireless power transmitter to the electronic device is frequently changed.
  • a user may have an electronic device, such as a mobile device, be located close to the wireless power transmission device, or may be located far from the wireless power transmission device.
  • the wireless power transmitter performs charging according to one charging method, a problem may occur that charging is performed at a relatively low efficiency according to the distance between the wireless power transmitter and the electronic device.
  • the wireless power transmitter uses an electromagnetic wave method that is advantageous for long distance power transmission, the electromagnetic wave method should be used even when the electronic device is in close proximity.
  • the induction method or the resonance method may have higher transmission efficiency.
  • Various embodiments of the present invention can provide a wireless power transmission apparatus and an operation method thereof, including a power transmission circuit of the electromagnetic wave method for the long-distance transmission, and a power transmission circuit of the induction or resonance method for the short-range transmission.
  • an electronic device including an electromagnetic wave type power reception circuit for remote transmission and an induction type or resonance type power reception circuit for short range transmission may be provided.
  • an apparatus for transmitting power wirelessly may include a plurality of patch antennas; coil; And a processor, wherein the processor detects an electronic device, selects at least one of the plurality of patch antennas or the coils as a power transmission circuit for transmitting power for charging the electronic device, and selects the selection. According to at least one of the plurality of patch antennas or the coil, it can be controlled to transmit the power.
  • An electronic device may include a plurality of patch antennas, coils, communication circuits, and processors, and the processor may be configured to power at least one of the plurality of patch antennas or the coils from a wireless power transmitter. Is selected as a power receiving circuit for receiving, and information about the selected power receiving circuit is transmitted to the wireless power transmitter through the communication circuit, and at least one of the plurality of patch antennas or the coils according to the selection. Through one, it may be controlled to receive the power.
  • an operation method of a wireless power transmission apparatus including a plurality of patch antennas and coils may include: detecting an electronic device; Selecting at least one of the plurality of patch antennas or the coils as a power transmission circuit for transmitting power for charging the electronic device; And controlling to transmit the power through at least one of the plurality of patch antennas or the coils according to the selection.
  • a method of operating an electronic device including a plurality of patch antennas and coils may include: a power receiving circuit for receiving power from a wireless power transmitter from at least one of the plurality of patch antennas or the coils; Selecting to; Transmitting information about the selected power receiving circuit to the wireless power transmitter; And receiving the power through at least one of the plurality of patch antennas or the coils according to the selection.
  • a wireless power transmitter and a method of operating the same may be provided that transmit power according to an electromagnetic wave method, a resonance method, or an induction method according to a distance.
  • an apparatus for transmitting power and a method of operating the same may be provided in accordance with at least one of electromagnetic waves, resonance, and induction.
  • an electronic device and a method of operating the same may be provided that receive power according to an electromagnetic wave method, a resonance method, or an induction method according to a distance.
  • receive power according to an electromagnetic wave method, a resonance method, or an induction method according to a distance not only the distance but also the charging scheme supported by the electronic device, information related to power received by the electronic device, charging related information of the electronic device, wireless power transmission efficiency, wireless power transmission related protocol, and obstacle location
  • An electronic device and a method of operating the same may be provided that receive power according to at least one of an electromagnetic wave method, a resonance method, and an induction method according to various information such as whether or not.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmission system according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4B is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4C is a block diagram of a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4D is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 7C is a diagram illustrating a user interface for inputting a charging method selection of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 8A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 8B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10B is a conceptual diagram illustrating an arrangement of a wireless power transmitter and a living body according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a view illustrating a user interface for inducing a change in a charging scheme of a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 illustrates information associated with a charging scheme displayed on an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17 is a flowchart illustrating an operation method of a wireless power transmitter and a plurality of electronic devices according to various embodiments of the present disclosure.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 20A is a conceptual diagram illustrating a charging of an electronic device of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 20B and 20C illustrate conceptual diagrams for describing RF wave formation for a plurality of positions according to various embodiments of the present disclosure.
  • 21 is a flowchart illustrating a method of operating an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 22A to 22F illustrate conceptual diagrams for describing an arrangement of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 23 is a conceptual diagram illustrating a criterion for determining near-field charging and far-field charging according to various embodiments of the present disclosure.
  • 24A is a plan view illustrating a position of a coil and patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 24B is a first side view of the coil and the patch antenna array viewed in a first direction to describe a position of the coil and patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure
  • 24C is a perspective view illustrating a position of a coil and a patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure.
  • 24D illustrates a second side view, viewed from a second direction, for explaining the position of the coil and patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure.
  • 24E illustrates an RF wave formed by a patch antenna array according to various embodiments of the present invention.
  • 24F illustrates a magnetic field formed by a coil in accordance with various embodiments of the present invention.
  • 25 is a conceptual diagram illustrating a position of a coil and patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “device configured to” may mean that the device “can” together with other devices or components.
  • processor configured (or configured to) perform A, B, and C may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • the wireless power transmitter or electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, It may include at least one of a server, a PDA, a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a medical device, a camera, and a wearable device.
  • Wearable devices may be accessory (e.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs), textiles or clothing integrated (e.g.
  • a wireless power transmitter or electronic device may be, for example, a television, a digital DVD (DVD). player, audio, refrigerator, air conditioner, cleaner, oven, microwave, washing machine, air purifier, set-top box, home automation control panel, security control panel, media box, game console, electronic dictionary, electronic key, camcorder Or at least one of an electronic picture frame.
  • DVD digital DVD
  • the wireless power transmission device or electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical devices (such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), MRI ( magnetic resonance imaging (CT), computed tomography (CT), imagers, or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment Devices, ship electronics (e.g. ship navigation devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or household robots, drones, ATMs in financial institutions, POS point of sales, or Internet of Things devices (e.g.
  • various portable medical devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • CT magnetic resonance imaging
  • CT computed tomography
  • imagers imagers
  • ultrasounds navigation devices
  • GNSS
  • a wireless power transmission device or electronic device is a part of a furniture, building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or a variety of measurement devices (eg : Water, electricity, gas, or radio wave measuring instrument).
  • the wireless power transmission device or electronic device may be flexible or a combination of two or more of the various devices described above.
  • the wireless power transmission device or the electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a wireless power transmission device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may include a first power transmission circuit 101 and a second power transmission circuit 102.
  • the first power transmission circuit 101 may be implemented by, for example, a power transmission circuit by an induction method.
  • the first power transmission circuit 101 may be, for example, a power source, a DC-AC converter circuit, an amplifier circuit, an impedance matching circuit, at least one capacitor, at least one Coils, communication modulation and demodulation circuits, and the like.
  • At least one capacitor may form a resonant circuit together with at least one coil.
  • the first power transmission circuit 101 may be implemented in a manner defined in a wireless power consortium (WPC) standard (or Qi standard).
  • WPC wireless power consortium
  • the first power transmission circuit 101 may be implemented with, for example, a power transmission circuit by a resonance method.
  • the first power transmission circuit 101 may include, for example, a power source, a DC-AC converter circuit, an amplifier circuit, an impedance matching circuit, at least one capacitor, and at least one Coils, out-band communication circuits (eg, Bluetooth low energy (BLE) communication circuits), and the like.
  • At least one capacitor and at least one coil may constitute a resonant circuit.
  • the first power transmission circuit 101 may be implemented in a manner defined in the Alliance for Wireless Power (A4WP) standard (or, the air fuel alliance (AFA) standard).
  • A4WP Alliance for Wireless Power
  • AFA air fuel alliance
  • the first power transmission circuit 101 may include a coil capable of generating the induction magnetic field 130 when a current flows according to a resonance method or an induction method. According to an embodiment, the first power transmission circuit 101 may include both a power transmission circuit by an induction method and a power transmission circuit by a resonance method.
  • the second power transmission circuit 102 may be implemented as a power transmission circuit by, for example, an electromagnetic wave method.
  • the second power transmission circuit 102 is, for example, a power source, a DC-AC converter circuit, an amplifier circuit, a distribution circuit, a phase shifter, an antenna array for power transmission including a plurality of patch antennas, an out-band communication module. (Eg, BLE communication module).
  • Each of the plurality of patch antennas may form a radio frequency (RF) wave.
  • RF radio frequency
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power through the first power transmitter circuit 101. It may transmit to the electronic device 150.
  • the magnetic field 130 generated from the coil included in the first power transmission circuit 101 may be transmitted to the electronic device 150.
  • the transmission of the power 130 through the coil may include a magnetic field (via the coil). 130 may be referred to as generating.
  • the magnetic field 130 may change in size with time.
  • transmitting power through the coil may be referred to as transferring energy through the coil.
  • the electronic device 150 may include a coil, and the induced electromotive force may be generated in the coil by the magnetic field 130 whose size is changed according to the time generated in the vicinity.
  • the process of generating induced electromotive force may be referred to as the electronic device 150 receiving power or energy through a coil.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may determine that the power is transmitted through the first power transmission circuit 101 according to the induction method or the resonance method, or the electronic device ( 150 may decide.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power through the second power transmitter circuit 102. It may transmit to the electronic device 150.
  • the RF wave 131 generated from the plurality of patch antennas included in the second power transmission circuit 102 may be transmitted to the electronic device 150.
  • transmitting power through the plurality of patch antennas may include a plurality of patches. It may be referred to as generating an RF wave 131 through two patch antennas. The RF wave 131 may change in size with time.
  • transmitting power through the plurality of patch antennas may be referred to as transferring energy through the plurality of patch antennas.
  • the electronic device 150 may include a plurality of patch antennas for reception, and the patch antenna may generate a current or a voltage by the RF wave 131 whose size is changed according to a time generated in the vicinity.
  • the process of generating current or voltage by the plurality of patch antennas may be referred to as the electronic device 150 receiving power or energy through the plurality of patch antennas.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may determine that the power is transmitted through the second power transmission circuit 102 according to the electromagnetic wave method, or the electronic device 150 You can also decide.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power. May be changed from the first power transmission circuit 101 to the second power transmission circuit 102.
  • the wireless power transmitter 100 may include a first power transmitter circuit 101 and a second power transmitter circuit when the electronic device 150 is located at a distance of a first distance X1. 102 may be used to transmit energy. For example, when rapid charging of the electronic device 150 is required, the wireless power transmitter 100 may transmit energy using a plurality of power transmitter circuits.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy in an electromagnetic manner through the second power transmitter circuit 102 even when the electronic device 150 is located at a distance of the first distance X1. You can also send.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy through the second power transmitter circuit 102 based on the information about the support scheme.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may include a charging scheme supported by the electronic device, information related to power received by the electronic device, charging related information of the electronic device, wireless power transmission efficiency, and wireless power transmission related protocol.
  • the charging method may be determined according to various information such as the location of the obstacle.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit energy using a power transmission circuit corresponding to the determined charging method.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmission system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the second power transmission circuit 102 may wirelessly transmit power to the at least one electronic device 150, 160.
  • the second power transmission circuit 102 may include a plurality of 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 131 or 132. At least one of an amplitude and a phase of the RF wave generated by the patch antennas 111 to 126 may be adjusted by a processor of the second power transmission circuit 102 or the wireless power transmission apparatus 100.
  • the RF wave generated by each of the patch antennas 111 to 126 will be referred to as a sub-RF wave.
  • the second power transmission circuit 102 may adjust at least one of the amplitude and phase of each of the sub-RF waves generated by the patch antennas 111 through 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 patch antennas 111 to 126 may generate sub-RFs so that the sub-RF waves may constructively interfere with each other at the first point (x1, y1, z1). At least one of the amplitude and phase of each of the RF waves may be adjusted.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine that the electronic device 150 is disposed at the first points x1, y1, and z1.
  • the position of the electronic device 150 may be, for example, a point where the power reception antenna of the electronic device 150 is located.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the location of the electronic device 150 according to various methods.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the location of the electronic device 150 according to vision recognition or radar recognition.
  • the wireless power transmitter 100 may receive a communication signal (for example, a BLE communication signal) received from the electronic device 150 through a plurality of communication antennas, and a reception time point of each of the plurality of communication antennas.
  • the location of the electronic device 150 may be determined by using the information about.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine a direction in which the electronic device 150 is located in various ways, such as a time difference of arrival (TDOA) or a frequency difference of arrival (FDOA).
  • the wireless power transmitter 100 may determine a distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150 based on a difference between the transmission strength included in the communication signal and the reception strength received by the communication antenna. Can be.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the position of the electronic device 150 based on the determined direction and the determined distance. For example, the wireless power transmission apparatus 100 may form a test RF wave according to a plurality of directions and a plurality of distances.
  • the electronic device 150 may report the information on the magnitude of the received power (for example, information such as a voltage at an output terminal of the rectifier of the electronic device 150) to the wireless power transmitter 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine that the electronic device 150 is located at a position reported to receive optimal power.
  • the electronic device 150 may first determine a direction in which the electronic device 150 is located according to a communication signal, and form a test RF wave in the corresponding direction.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may modulate the test RF wave to include at least one of identification information on a direction or identification information on a distance in the test RF wave.
  • the electronic device 150 may demodulate the received test RF wave, and report at least one of identification information on a direction included in the demodulation result or identification information on a distance to the wireless power transmitter 100 through a communication circuit. can do.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the location of the electronic device 150 based on at least one of identification information on a direction or identification information on a distance included in a report result.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may form pilot RF waves in a plurality of directions, and may store information (eg, phase error, time of flight, etc.) regarding the reflected waves as reference information.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may form a pilot RF wave periodically or non-periodically and receive a reflected wave, and if it is detected that the information on the reflected wave is different from the previously stored reference information, It may be determined that the electronic device 150 is located.
  • the wireless power transmitter 100 may receive information about the location of the electronic device 150 from another external electronic device.
  • the wireless power transmitter 100 may receive information about a location directly from the electronic device 150.
  • the method of determining the position of the electronic device 150 of the wireless power transmitter 100 described above is merely exemplary, and any technology capable of determining the position may be easily understood by those skilled in the art.
  • the second power transmission circuit 102 may control the patch antennas 111 to 126 such that the sub-RF waves are constructive interference with each other at the first points x1, y1, and z1.
  • controlling the patch antennas 111 to 126 means controlling the magnitude of a signal input to each of the patch antennas 111 to 126, or a phase (or delay) of a signal input to each of the patch antennas 111 to 126. ) May mean controlling.
  • beam forming which is a technique for controlling the RF wave to constructively interfere at a specific point.
  • beam-forming used in the present invention.
  • 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 131 formed by the sub-RF waves may have a maximum amplitude at the first point (x1, y1, z1), and thus the electronic device 150 may wirelessly transmit power with high efficiency. Can be received.
  • the second power transmission circuit 102 may detect that the electronic device 160 is disposed at the second points x2, y2, and z2.
  • the second power transmission circuit 102 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 132 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 second power transmission circuit 102 may apply a larger delay to the sub-RF waves formed from the patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side. That is, the sub-RF waves formed from the patch antennas (for example, 111, 115, 119, 123) disposed on the left side are first formed, and then the patch antennas (for example, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side after a predetermined time passes. A sub-RF wave can be generated from.
  • the sub-RF waves may meet simultaneously at the point on the right side, that is, the sub-RF waves at the point on the right side may be constructively interfered.
  • the second power transmission circuit 102 may have a patch antenna on the left side (eg, 111, 115, 119, 123) and a patch antenna on the right side (eg, 114, 118, 122, 126). Substantially the same delay can be applied.
  • the second power transmission circuit 102 when beam-forming is performed at a point on the left side, the second power transmission circuit 102 has a patch antenna on the left side (eg, 111, 115, 119, 123) than a patch antenna on the right side (eg, 114, 118, 122, 126). A larger delay can be applied.
  • the second power transmission circuit 102 may oscillate the sub-RF waves substantially simultaneously throughout the patch antennas 111-126, and beam-forming by adjusting the phase corresponding to the delay described above. You can also do As described above, the wireless power transmitter 100 may transmit power or energy to the electronic device 150 located through the plurality of patch antennas 111 to 126 included in the second power transmitter circuit 102. have.
  • 3A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may perform a specific operation by various hardware included in the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150, such as a processor. It may mean that the control circuit performs a specific operation. Alternatively, performing the specific operation by the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may mean that the processor controls other hardware to perform the specific operation. Alternatively, when the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 performs a specific operation, the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may perform a specific operation that is stored in a storage circuit (eg, a memory) of the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150.
  • a storage circuit eg, a memory
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150 according to various methods. For example, the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150 according to vision recognition or radar recognition. For example, the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150 according to a method defined in a standard of a resonance method or a standard of an induction method. In the case of conforming to the WCP standard (or Qi standard), the wireless power transmitter 100 transmits a ping signal and receives a response according to the in-band communication, and the electronic device 150 detects it. It can be judged.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may obtain a response by performing on / off keying demodulation on a current or voltage applied to a coil.
  • the wireless power transmitter 100 may apply a beacon for detecting the electronic device 150 to a coil (or a resonant circuit).
  • the beacons cause short beacons or communication circuitry of an electronic device to detect load changes caused by objects placed in the charging region, for example defined in the AFA standard, to cause a predetermined signal (e.g., , A long beacon used to transmit an Advertisement signal in a BLE communication scheme.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may detect a load change during a beacon application period, receive an advertisement signal defined by the BLE standard, or receive an intensity of an advertisement signal (eg, RSSI (The electronic device 150 may be detected based on various conditions or a combination of conditions, such as a condition in which received signal strength indication) is greater than or equal to a threshold.
  • the electronic device 150 may be detected by receiving a communication signal (for example, an advertisement signal) or analyzing the reflected wave with respect to the pilot RF wave.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150 using a combination of the above-described detection methods of the various electronic devices 150.
  • the wireless power transmitter 150 may detect that the electronic device 150 is located in a chargeable area by vision recognition or radar recognition, and then, by forming electromagnetic waves and using reflected waves reflected therein. You can also get a more accurate location.
  • the wireless power transmitter 150 may detect that the electronic device 150 is located in a chargeable area in response to a ping signal, and then determine a more accurate position by forming an electromagnetic wave and using reflected waves reflected. It may be. There is no limitation on the detection method of the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may include a charging scheme supported by the electronic device, information related to power received by the electronic device, charging related information of the electronic device, wireless power transmission efficiency, wireless power transmission related protocol, The charging method may be selected based on various information such as the location of the obstacle. Embodiments of the wireless power transmitter 100 selecting a charging method based on various information will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy using the selected power transmitter circuit.
  • the electronic device 150 may perform charging by using energy from the wireless power transmission device. For example, the electronic device 150 may receive information on the selected charging method from the wireless power transmitter 100, and may select a power receiving circuit according to the received information. Alternatively, the electronic device 150 may receive power by using a plurality of power transmission circuits, and may select and charge a power reception circuit for receiving power having a large magnitude as a result of the reception.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit information on the selected charging method to the electronic device 150 before or after transmitting energy in operation 305.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly transmits information required for performing a selected charging scheme with the electronic device 150 (for example, information to be defined in a standard) before or after transmitting energy in operation 305. ) Can be exchanged.
  • the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150 may perform an operation (eg, a preparation operation for charging defined in a standard) required by the selected charging method.
  • a charging scheme or a power transmission circuit for transmitting energy may be selected by the wireless power transmission apparatus 100.
  • 3B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may obtain information related to a distance from the wireless power transmitter 100 to the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the distance to the electronic device 150 based on the vision recognition or radar recognition result.
  • the wireless power transmitter 100 receives a communication signal from the electronic device 150, and compares the strength of the received communication signal with a transmission strength included in the communication signal to the electronic device 150. You can determine the distance.
  • the wireless power transmitter 100 may receive information about the location of the electronic device 150 from the electronic device 150 or another electronic device, and based on the information about the location of the electronic device 150. The distance from the wireless power transmitter 100 to the electronic device 150 may be determined.
  • the indoor location measuring device may measure coordinates in the room of the electronic device 150, and may transmit the location information to the wireless power transmitter 100.
  • the indoor location measuring device may be an electronic device specialized in vision recognition or a radar method, and more accurately measure information on the location of the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may receive information on a location directly from the electronic device 150.
  • the electronic device 150 may determine the current location according to various methods such as Wi-Fi signal-based indoor positioning technology, indoor positioning technology using a geomagnetic map, and indoor positioning technology using an NFC tag method. It may also transmit to the device 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine a distance to the electronic device 150 by comparing its indoor coordinates with the indoor coordinates of the received electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the distance to the electronic device 100 according to various methods, and the method of determining the distance is not limited.
  • the information related to the distance may also include information dependent on the distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150.
  • information on the magnitude of power received by the electronic device 150 may also be information related to a distance, which may be referred to as received power related information.
  • the received power related information is information related to power received by the electronic device from the wireless power transmitter, and for example, voltage, current, power at a specific point of the electronic device 150 (for example, an output terminal of the rectifier or an input terminal of the rectifier). It may be the size and the like.
  • the electronic device 150 may transmit the information about the voltage at the output terminal of the rectifier to the wireless power transmitter 100, and the wireless power transmitter 100 may be applied to the voltage at the output terminal of the rectifier. You can also choose the charging method. On the other hand, it will be readily understood by those skilled in the art that there is no limit to a specific point for measuring the magnitude of voltage, current, and power.
  • the wireless power transmitter 100 may select whether to charge the electronic device by using the plurality of patch antennas or the electronic device by using a coil for short-term charging by using the obtained information. That is, the wireless power transmitter 100 may select whether to charge the electronic device 100 by the electromagnetic wave method or the electronic device 100 by the resonance method or the induction method by using the obtained information. For example, if it is determined that the distance from the wireless power transmitter 100 to the electronic device 150 exceeds a threshold, the wireless power transmitter 100 will charge the electronic device 150 by an electromagnetic wave method. That is, it can be selected to charge using a plurality of patch antennas.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 150 in an inductive or resonant manner. That is, it may be selected to charge using a coil provided for near charge.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may transmit information related to a charging scheme corresponding to the selected power transmission circuit to the electronic device.
  • the electronic device 150 may select a power receiving circuit to receive energy using the received information.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy using the selected power transmitter circuit.
  • the electronic device 150 may perform charging by using energy from the wireless power transmission device 100.
  • the electronic device 150 may convert energy into current, voltage, or power through the selected power receiving circuit.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a charging method using information related to the distance to the electronic device 150.
  • the electronic device 150 may determine the distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150, and the electronic device 150 selects a charging method, and the wireless power transmitter 100 may be notified.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a power transmission circuit according to the notified charging method.
  • 3C is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 150 may select whether to receive energy from a plurality of patch antennas or to receive energy from a coil.
  • the electronic device 150 includes a plurality of patch antennas capable of receiving power according to an electromagnetic wave method and at least one coil capable of receiving power according to an induction method or a resonance method. can do. That is, the electronic device 150 may select a charging method, and determine the power receiving circuit corresponding to the selected charging method as at least one of a plurality of patch antennas or coils.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit test power according to a plurality of charging methods.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit first test power according to a resonance method, and may transmit second test power according to an electromagnetic wave method sequentially or simultaneously.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the position of the electronic device 150 in advance, thereby controlling the RF wave to be beamformed at the position of the electronic device 150. .
  • the electronic device 150 may receive the first test power and the second test power sequentially or simultaneously.
  • the electronic device 150 may select a charging method for transmitting a larger power by comparing the received power (eg, current, voltage, or power).
  • the electronic device 150 may transmit information about the selected charging method to the wireless power transmitter 100. As the test power is provided, even when the battery of the electronic device 150 is completely discharged, the electronic device 150 may be driven to transmit information.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy by using a power transmission circuit corresponding to the received information.
  • the electronic device 101 may receive energy by using a power reception circuit corresponding to the selected charging method. As described above, the subject of selection of the charging method may be the electronic device 150.
  • 4A is a block diagram of a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may include a first power source 401, a first amplifying circuit 402, a distribution circuit 403, and a phase shifter 404. ), An antenna array 405 for power transmission, a processor 410, a communication circuit 420, a memory 430, a second power source 411, a second amplifying circuit 421, and a coil 422. Can be.
  • the electronic device 150 includes an antenna 451 for receiving power, a first rectifying circuit 452, a first converting circuit 453, a charger 454, a processor 455, a memory 457, and communication.
  • the circuit 460 may include a first sensing circuit 461, a second sensing circuit 466, a coil 471, a second rectifying circuit 472, and a second converting circuit 473.
  • the first power source 401 may provide AC power having a frequency (eg, 5.8 GHz) corresponding to the electromagnetic wave method.
  • the first power source 401 may include, for example, an apparatus for providing direct current power and an inverter (not shown) for converting the direct current power into alternating current power.
  • the processor 410 may, for example, control the output of the first power source 401.
  • the first amplifier circuit 402 may amplify the received power and provide it to the distribution circuit 403.
  • the processor 410 may control the amplification gain of the received power.
  • the first amplifier circuit 402 may include at least one amplifier.
  • the first amplifying circuit 402 and the second amplifying circuit 421 may be implemented by various amplifiers such as a drive amplifier (DA), a high power amplifier (HPA), a Gain Block Amplifier (GBA), or a combination thereof. There is no limit to the example.
  • the distribution circuit 403 can distribute the power output from the first amplifier circuit 402 into a plurality of paths. There is no limitation as long as the circuit can distribute the input power or signal to a plurality of paths. For example, the distribution circuit 403 may distribute power in as many paths as the number of patch antennas included in the power transmission antenna array 405.
  • the phase shifter 404 may shift the phase (or delay) of each of the plurality of AC powers provided from the distribution circuit 403.
  • the phase shifter 404 may be a hardware element such as, for example, HMC642 or HMC1113.
  • the shift degree of each of the phase shifters 404 may be controlled by the processor 410.
  • the processor 410 may determine the location of the electronic device 150, and the sub-RF waves may be generated at the location of the electronic device 150 (or the location of the antenna 451 for receiving power of the electronic device 150).
  • the phase of each of the plurality of AC powers may be shifted so that constructive interference.
  • Each of the plurality of patch antennas included in the power transmission antenna array 405 may generate sub-RF waves based on the received power.
  • the RF wave interfering with the sub-RF wave may be converted into a current, a voltage or a power in the power receiving antenna 451 and output.
  • the power receiving antenna 451 may include a plurality of patch antennas, and may generate current, voltage, or power of an AC waveform by using an RF wave formed around the electromagnetic wave, that is, an electromagnetic wave, which may be referred to as received power. Can be.
  • the first rectifier circuit 452 may rectify the received power into a direct current waveform.
  • the first converting circuit 453 may increase or decrease the voltage of the power of the DC waveform to a predetermined value and output the same.
  • the charger 454 may charge the battery by adjusting the magnitude of the voltage or the magnitude of the converted power. In some implementations, the charger 454 may not be included in the electronic device 150. In this case, the first converting circuit 453 may adjust the magnitude of the voltage or current of the power to be suitable for charging the battery. You can also charge directly.
  • the first sensing circuit 461 may sense a magnitude of a voltage, a magnitude of a current, or a magnitude of power at an output terminal of the first rectifier circuit 452.
  • the first sensing circuit 461 may include various types of voltmeters, such as an electrodynamic instrument voltmeter, an electrostatic voltmeter, and a digital voltmeter, or various types of ammeters such as a direct current ammeter, an alternating current ammeter, a digital ammeter, or the like. Or an analog to digital converter (ADC).
  • the processor 455 may check the magnitude of the current, the magnitude of the voltage, or the magnitude of the power sensed by the first sensing circuit 461.
  • the processor 455 may provide the magnitude of the sensed current, the magnitude of the voltage, or the magnitude of the power to the communication circuit 460 as first received power related information.
  • the communication circuit 460 may transmit a communication signal including the first reception power related information to the communication circuit 420 of the wireless power transmission apparatus 100.
  • the processor 455 or the processor 410 may be implemented in various circuits capable of performing operations such as a general purpose processor such as a CPU, a minicomputer, a microprocessor, a micro controlling unit (MCU), a field programmable gate array (FPGA), and the like. Can be, and there is no limit to the kind.
  • the processor 410 receives power transmitted from the power transmission antenna array 405 on the electronic device 150 based on the first received power related information included in the communication signal received by the communication circuit 420. Information about the size can be determined.
  • the second power source 411 may provide AC power having a frequency (eg, 6.78 MHz) corresponding to the resonance method or a frequency (100 to 205 kHz) corresponding to the induction method.
  • the second power source 411 may include, for example, an apparatus for providing direct current power and an inverter (not shown) for converting the direct current power into alternating current power.
  • the processor 410 may, for example, control the output of the second power source 411.
  • the second amplifying circuit 421 may amplify the received power and provide it to the coil 422.
  • the processor 410 may control the amplification gain of the received power.
  • the second amplifying circuit 421 may include at least one amplifier.
  • the coil 422 may generate a magnetic field using the received power.
  • an induced magnetic field that changes in size with time may be generated.
  • at least one capacitor may be connected to the coil 422, and the coil 422 and the capacitor may form a resonant circuit.
  • the resonance circuit may have a resonance frequency corresponding to the frequency of the resonance method or the induction method.
  • the second power source 411 may be designed to be merged with the first power source 401.
  • an induced electromotive force may be generated based on a magnetic field whose magnitude changes with time generated in the surroundings, and may be referred to as received power.
  • the AC power output from the coil 471 may be rectified by the second rectifier circuit 472.
  • the second converting circuit 473 may adjust the magnitude of the voltage or current of the rectified power and output it to the charger 454.
  • the electronic device 150 may further include a combiner for summing power from the first converting circuit 453 and the second converting circuit 473. In this case, the combined DC power in the combiner may be provided to the charger 454.
  • the second converting circuit 473 may directly charge the battery by adjusting the magnitude of the current or the magnitude of the voltage to be suitable for charging the battery. It may be.
  • the second sensing circuit 466 may sense a magnitude of a current, a magnitude of a voltage, or a magnitude of power at an output terminal of the second rectifying circuit 472.
  • the processor 455 may check the magnitude of the current sensed by the second sensing circuit 466, the magnitude of the voltage, or the magnitude of the power.
  • the processor 455 may provide the magnitude of the sensed current, the magnitude of the voltage, or the magnitude of the power to the communication circuit 460 as second received power related information.
  • the communication circuit 460 may transmit a communication signal including the second received power related information to the communication circuit 420 of the wireless power transmitter 100.
  • the communication circuit 460 may include and transmit the first received power related information and the second received power related information in one communication signal, or may include and transmit the first received power related information and the second received power related information in another communication signal.
  • the processor 410 may be configured to determine, based on the second received power related information included in the communication signal received by the communication circuit 420, the power transmitted through the coil 422 about the magnitude of the power received by the electronic device 150. Information can be judged.
  • the processor 410 may be configured such that the power transmitted through the antenna array 405 for power transmission is received by the electronic device 150 and the power transmitted through the coil 422.
  • the size received at 150 may be compared.
  • the processor 410 may choose to perform charging using a power transmission circuit corresponding to a larger size. That is, the processor 410 may select a charging method and transmit information about the selected charging method to the electronic device 150 through the communication circuit 420.
  • the processor 455 may select one of the power reception antenna 451 and the coil 471 as a power reception circuit to receive power based on the information received through the communication circuit 460.
  • the processor 455 may compare the first received power related information with the second received power related information and select a direct charging method.
  • the processor 455 may provide the communication circuit 460 with information about the selected charging method, and the communication circuit 460 may transmit a communication signal including the information about the selected charging method to the communication circuit 420. have.
  • the processor 410 may select either the power transmission antenna array 405 or the coil 422 as a power transmission circuit to transmit power by using the received charging information.
  • the memory 430 may be implemented in various forms, such as read only memory (ROM), random access memory (RAM), or flash memory, and the like.
  • the wireless power transmitter 100 as shown in FIG. 4A may also be referred to as a passive wireless power transmitter.
  • the processor 410 or the processor 455 may include a distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150, a charging scheme supported by the electronic device 150, and an electronic device (The charging method may be selected according to various information such as charging related information, wireless power transmission efficiency, wireless power transmission protocol, and obstacle location.
  • 4B is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus for transmitting power wirelessly includes an MCU 461, a decoder 462, an I / O expander 463, and a digital-to-analog converter DAC. 464, a power amplifier (PA) 465, a phase shifter 466, a 6.78 MHz amplifier 467, an antenna array 470 for power transmission including a plurality of patch antennas, and It may include a coil 472.
  • PA power amplifier
  • the MCU 461 may be, for example, a type of processor 410 in FIG. 4A, and outputs address related information of the I / O expander 463 to the decoder 462. can do.
  • the MCU 461 may output address related information through a general-purpose input / output (GPIO).
  • the decoder 462 may decode the received address related information and control the I / O expander 463 for each address by using the address related information as a result of the decoding.
  • the MCU 461 may output the phase adjustment information to the I / O expander 463.
  • the MCU 461 may transmit phase adjustment information through, for example, a serial peripheral interface (SPI).
  • SPI serial peripheral interface
  • the I / O expander 463 may digitize the received phase adjustment information and output it to the DAC 464.
  • the I / O expander 463 may output digital phase adjustment information to the DAC 464 through a greater number of output channels than the input channel. For example, if there are 16 channels between the I / O expander 463 and the decoder 462, there may be 64 channels of the I / O expander 463 and the DAC 464.
  • the number of patch antennas included in the DAC 464, the phase shifter 466, and the power transmission antenna array 470 may be, for example, 64.
  • the I / O expander 463 may output, for example, digital phase adjustment information to the DAC 464 via GPIO.
  • the DAC 464 may convert the received digital phase adjustment information into an analog form and output the analog phase adjustment information to the phase shifter 466.
  • the phase shifter 466 may be, for example, a pin-diode based phase shifter.
  • the phase shifter 466 is an alternating current power according to an electromagnetic wave method from the RF PA 465, for example, an alternating current power of 5.8 GHz.
  • the phase shifter 466 may adjust the phase of each of the plurality of powers received through the plurality of channels by using the received phase adjustment information.
  • the phase-adjusted power may be output to each of the plurality of patch antennas of the power transmission antenna array 470.
  • Each of the plurality of patch antennas may receive each of the phase-adjusted powers to form sub-RF waves.
  • the wireless power transmitter of FIG. 4C may include an attenuator 407 and a third amplification circuit 409.
  • the AC power amplified by the first amplifier circuit 402 may be provided to the plurality of phase shifters 404 through the distribution circuit 403.
  • each of the plurality of attenuators 407 may be connected to each of the plurality of phase shifters 404.
  • the processor 410 may adjust at least one of the phase or amplitude of the AC power input to each of the plurality of patch antennas of the power transmission antenna array 405 to be beamformed at a specific point.
  • the processor 410 adjusts at least one of the degree of shifting of each of the plurality of phase shifters 404 or the amount of attenuation of each of the attenuators 407 to thereby adjust the phase or amplitude of AC power input to each of the plurality of patch antennas. At least one of can be adjusted.
  • Attenuator 407 may operate digitally.
  • An I / O expander (not shown) may be connected to the processor 410, and a phase shifter 404 and an attenuator 407 may be connected to the I / O expander (not shown). Accordingly, the signal from the processor 410 is extended to a plurality, and each of the extended signals may be transmitted to each of the plurality of phase shifters 404 or the plurality of attenuators 407.
  • the plurality of alternating current powers in which at least one of an amplitude or a phase is adjusted may be input to the third amplifying circuit 409, and the third amplifying circuit 409 may amplify the plurality of alternating current powers provided to the antenna array for power transmission.
  • Each of the plurality of patch antennas included in 405 may be transmitted.
  • the wireless power transmitter 100 as shown in FIG. 4C may be referred to as an active wireless power transmitter.
  • 4D is a block diagram of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter includes a control circuit 483, a phase shifter 484, an RF PA 485, a DC-DC controller 486, a 6.78 MHz PA 487, and a power transmission.
  • a credit antenna array 490 and coil 492 may be included.
  • the control circuit 483 may include an MCU 481 and a control box 482.
  • the MCU 481 may determine at least one of phase adjustment information or amplitude adjustment information of an electrical signal input to each of the patch antennas included in the power transmission antenna array 490, which is output to the control box 482. can do.
  • the control box 482 may output a control signal for phase adjustment to the phase shifter 484, and may output a control signal for amplitude adjustment to the RF PA 485.
  • the MCU 481 may determine the size information of the power applied to the coil to adjust the size of the magnetic field 493 according to the resonance method, and may transmit it to the control box 482.
  • the control box 482 may transmit a coil applied power magnitude control signal to the DC-DC controller 486, and the DC-DC controller 486 may output power from the 6.78 MHz PA 487 using the control signal. You can control the size of. Accordingly, the size of the magnetic field 493 formed from the coil 492 can be controlled.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may determine a distance from the wireless power transmitter 100 to the electronic device 150.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine whether the distance exceeds a threshold.
  • the threshold value may be a numerical value determined through an experiment or the like as to transmit power in an electromagnetic wave method is more advantageous than in a resonance method or an induction method.
  • the distance when the efficiency when transmitting power in an electromagnetic wave manner is the same as the efficiency when transmitting power in a resonance manner or an induction manner may be set as a threshold.
  • the distance when the reception intensity when transmitting power by the electromagnetic wave method is the same as the reception intensity when transmitting power by the resonance method or the induction method may be set as a threshold.
  • the threshold may be set by various conditions.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power using a plurality of patch antennas. That is, the wireless power transmitter 100 may select the charging method as the electromagnetic wave method. If the distance is determined to be less than or equal to the threshold, in operation 509, the wireless power transmitter 100 may transmit power using a coil or a resonance circuit. That is, the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a charging method as a resonance method or an induction method.
  • 6A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit test power according to a plurality of charging methods.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit first test power through a plurality of patch antennas according to an electromagnetic wave method, and may simultaneously or sequentially through a coil (or a resonant circuit) according to a resonance method.
  • the second test power may be transmitted.
  • the electronic device 150 may receive power through a plurality of power receiving circuits.
  • the electronic device 101 may receive the first test power through the plurality of patch antennas and the second test power through the coil (or the resonant circuit).
  • the electronic device 150 may detect at least one of voltage, current, or power associated with the plurality of power receiving circuits.
  • the electronic device 150 may detect at least one of a voltage, a current, or a magnitude of power output from the plurality of power receiver circuits, for example, rectification connected to each of the plurality of power receiver circuits.
  • rectification connected to each of the plurality of power receiver circuits.
  • the electronic device 150 may select a charging method based on a comparison result of the detected numerical value.
  • the electronic device 150 may include, for example, a second rectifying circuit (eg, a magnitude of a voltage at an output terminal of a first rectifying circuit (eg, 452 in FIG. 4A) that rectifies the first test power). If it is determined that the voltage is greater than the voltage at the output terminal 472 of FIG. 4A, the electronic device 150 may select the electromagnetic wave method corresponding to the first test power as the charging method.
  • the electronic device 150 may include, for example, a second rectifying circuit whose magnitude of the voltage at the output terminal of the first rectifying circuit (for example, 452 of FIG. 4A) rectifies the second test power.
  • the electronic device 150 may select a resonance method or an induction method corresponding to the second test power as the charging method.
  • the charging method in which the power is received with the largest size is selected, which may be the charging method having the shortest charging time. That is, the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may select a charging method that is expected to have the shortest charging time.
  • the electronic device 150 may select a charging method according to a threshold comparison method. If the magnitude of the voltage at the output of the first rectifier circuit (eg, 452 of FIG. 4A) exceeds a threshold, the electronic device 150 may select the electromagnetic wave method as the charging method. When the electronic device 150 determines that the magnitude of the voltage at the output terminal of the second rectifying circuit (eg, 472 of FIG. 4A) that rectifies the second test power is greater than the threshold, an induction scheme corresponding to the second test power. Alternatively, the resonance method may be selected as the charging method. The magnitude of the voltage at the output of the first rectifying circuit (eg, 452 of FIG.
  • the electronic device 150 may select two electromagnetic wave methods, and an induction method or a resonance method as the charging method.
  • the threshold corresponding to the voltage at the output of the first rectifying circuit (eg, 452 in FIG. 4A) and the threshold at the output of the second rectifying circuit (eg, 472 in FIG. 4A) may be determined. They may be the same or different. For example, the lowest voltage value for using the electromagnetic wave method and the lowest voltage value for using the induction method or the resonance method may be different from each other.
  • the electronic device 150 may transmit information about the selected charging method to the wireless power transmitter 100.
  • the network for transmitting the information may be different depending on the selected charging scheme.
  • the electronic device 150 may transmit information through hardware for out-band communication such as a BLE communication module.
  • the electronic device 150 may transmit information according to the on / off switch for the on / off keying modulation scheme disposed therein.
  • the wireless power transmitter 100 may select a power transmitter circuit to transmit power based on the received information.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy using the selected power transmitter circuit.
  • the electronic device 150 may receive energy using a power receiving circuit corresponding to the selected charging method.
  • 6B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure. Since operations 601 to 607 have been described with reference to FIG. 6A, descriptions thereof will be omitted.
  • the electronic device 101 may include the detected value in a communication signal and transmit the same to the wireless power transmitter 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a charging method based on a result of comparing the detected numerical value. As described in FIG. 6A, for example, the magnitude of the voltage at the output terminal of the first rectifying circuit (for example, 452 in FIG. 4A) for rectifying the first test power is equal to the second rectifying circuit (for example, for rectifying the second test power). If it is determined that the voltage is greater than the magnitude of the voltage at the output terminal 472 of FIG. 4A, the wireless power transmitter 100 may select an electromagnetic wave method corresponding to the first test power as the charging method.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may select a power transmission circuit to transmit power corresponding to the selected charging scheme. For example, when the electromagnetic wave method is selected as the charging method, the wireless power transmitter 100 may select a plurality of patch antennas as a power transmission circuit for transmitting power. In operation 627, the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit information about the selected charging scheme. In operation 629, the wireless power transmitter 100 may transmit energy using the selected power transmitter circuit. In operation 631, the electronic device 150 may receive energy using a power receiving circuit corresponding to the selected charging scheme.
  • the charging method may be selected by the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 that receives power according to various embodiments.
  • FIG. 7A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 150 may transmit information on a charging method supported by the electronic device 150.
  • the electronic device 150 may include information about a charging scheme in an advertisement signal defined in the BLE standard and transmit the information.
  • the electronic device 150 may code and transmit information about a charging method.
  • the electronic device 150 may include information on a charging scheme in another signal defined in the BLE standard and transmit the information.
  • the electronic device 150 may include information about a charging method in a signal defined in various communication methods and transmit the same.
  • FIG. 7B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 7B will be described in more detail with reference to FIG. 7C.
  • 7C is a diagram illustrating a user interface for inputting a charging method selection of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 150 may transmit information about the selected charging method to the wireless power transmitter 100.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 150 using a plurality of patch antennas based on the received information, or may charge the electronic device 150 using a coil for short-range charging of the electronic device 150. You can choose whether or not. For example, when the user selects near charging, the wireless power transmitter 100 may select a resonance method or an induction method as a charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy using the selected power transmitter circuit.
  • the electronic device 150 may perform charging by using energy from the wireless power transmission device 150.
  • 8A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect an electronic device.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit test power simultaneously or sequentially according to a plurality of charging schemes.
  • the wireless power transmitter may transmit the first test power by the electromagnetic wave method and the second test power by the resonance method.
  • the electronic device 150 may receive power through a plurality of power receiving circuits.
  • the electronic device 150 may detect at least one of magnitudes of voltages, currents, or powers associated with the plurality of power receiving circuits.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit information on energy transmission strength.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly transmits information on the transmission strength of the first test power and information on the transmission strength of the second test power to the electronic device 150 as one communication signal or a plurality of communication signals. I can send it.
  • the electronic device 150 may determine the efficiency of each of the plurality of charging methods by using the detected numerical value and the information on the energy transmission intensity.
  • the electronic device 150 may measure the reception intensity of energy and may determine the transmission efficiency using the energy transmission intensity and the energy reception intensity.
  • the electronic device 150 may select a charging method based on the determined efficiency. For example, the electronic device 150 may select a charging method having a higher efficiency.
  • the electronic device 150 may transmit information about the selected charging method to the wireless power transmitter 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a power transmission circuit to transmit power based on the received information. That is, the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a charging method based on the received information.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit energy using the selected power transmission circuit.
  • the electronic device 150 may receive energy by using a power receiving circuit corresponding to the selected charging method. As described above, power may be transmitted at an optimum efficiency, and thus power saving management may be possible.
  • 8B is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure. Since operations 801 to 807 have been described with reference to FIG. 8A, descriptions thereof will be omitted.
  • the electronic device 150 may transmit a detection result.
  • the electronic device 150 may detect a reception strength of energy and transmit the reception strength of power to the wireless power transmission apparatus 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the efficiency of each of the plurality of charging schemes using the energy transmission strength and the received detection result. Alternatively, the wireless power transmitter 100 may determine the transmission efficiency based on the energy transmission intensity and the reception intensity of the energy in the electronic device 150.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a charging method based on the determined efficiency. For example, the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a charging method having higher efficiency.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit information about the selected charging method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may select a power transmission circuit to transmit power based on the received information.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may transmit energy using the selected power transmission circuit.
  • the electronic device 150 may receive energy by using a power receiving circuit corresponding to the selected charging method.
  • the charging method may be selected by the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 receiving power based on a transmission efficiency.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmission device 100 may detect the electronic device 150.
  • the wireless power transmitter 100 may include at least one of a distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150, a magnitude of energy received from the electronic device 150, or an efficiency. Based on one, the first charging method may be selected from among the plurality of charging methods.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine whether the wireless power transmission apparatus violates an agreement relating to an electric field or a magnetic field.
  • organizations such as the Federal Communications Commission (FCC) have distributed protocols related to electromagnetic or electromagnetic interference (EMI), and the wireless power transmitter 100 must comply with the related protocols.
  • wireless charging standards eg, WPC standard or A4WP standard
  • WPC standard or A4WP standard also regulate the maximum transmission amount or the minimum transmission amount, and the wireless power transmitter 100 must comply with the regulations. Accordingly, the wireless power transmitter 100 may determine whether the wireless power transmission apparatus violates a related protocol when transmitting according to the determined first charging scheme.
  • Parameters for the relevant protocol and conditions for the numerical value of the parameter may be stored in advance in the wireless power transmission apparatus 100, and the wireless power transmission apparatus 100 detects a numerical value corresponding to the previously stored parameter, and detects the result. By judging whether or not satisfies a pre-stored condition, it is possible to determine whether or not to comply with the protocol.
  • the wireless power transmitter 100 may perform charging according to the selected first charging method. If it is determined that the protocol is violated, in operation 909, the wireless power transmitter 100 may change from the first charging method to the second charging method and perform charging according to the second charging method.
  • the apparatus 100 for transmitting power may determine to perform charging using both the first charging method and the second charging method. For example, when the electronic device 150 requires rapid charging, the wireless power transmitter 100 may transmit power to the electronic device 150 using a plurality of charging methods simultaneously. When it is determined that the simultaneous charging condition for the electronic device 150 is satisfied, the wireless power transmitter 100 may determine to perform charging using both the first charging method and the second charging method. Even when simultaneously transmitting power by a plurality of charging methods, the wireless power transmitter 100 may determine whether a violation of a related protocol is found. If it is determined that it is in violation of a related protocol, at least one of a plurality of charging methods may be charged. The power transmission using the scheme may be stopped, and the power may be transmitted using the remaining charging scheme.
  • 10A is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure. 10A will be described in more detail with reference to FIG. 10B. 10B is a conceptual diagram illustrating an arrangement of a wireless power transmitter and a living body according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150. In operation 1003, the wireless power transmitter 100 may be based on at least one of a distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150, a magnitude of energy received from the electronic device 150, or an efficiency.
  • the first charging method may be selected among the plurality of charging methods.
  • the wireless power transmitter 100 may determine whether it affects a living body when charging is performed by the first charging method. For example, as shown in FIG. 10B, the living body 1030 may be located around the wireless power transmitter 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the location of the living body 1030 according to various methods such as vision recognition or radar recognition. If it is determined that the living body is not affected, in operation 1007, the wireless power transmitter 100 may perform charging according to the first charging method. If determined to affect the living body, in operation 1009, the wireless power transmitter 100 may perform charging according to the second charging method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may be located near the TV 1011.
  • the wireless power transmitter 100 charges the electronic device 150 through a resonance method, and moves out of the first range 1022 to the second range 1023.
  • the electronic device 150 may be set to charge the electronic device 150 through an electromagnetic wave method. Since the electronic device 150 is determined to be included in the first range 1022, the wireless power transmitter 100 may form a magnetic field 1021 based on a resonance method. However, when it is determined that the magnetic field 1021 affects the living body 1030, the wireless power transmitter 100 may determine to charge the electronic device 150 through an electromagnetic wave method as shown in the right side of FIG.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may form an RF wave 1024, and the RF wave 1024 may be beam-formed at a location of the electronic device 150, and thus may not affect the living body 1030.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may select the charging method by the electromagnetic wave method and change the charging method by the resonance method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may detect that a living body is located in a direction in which a beamformed RF wave is formed. In this case, the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit power to the electronic device 150 by changing the charging method in a resonance manner.
  • the wireless power transmission apparatus or the electronic device does not change the selected charging method if it is determined that the specific absorption rate (SAR) related protocol suggested by the FCC body is not violated even if a living body is detected. It may transmit power.
  • SAR specific absorption rate
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 11 will be described in more detail with reference to FIG. 12.
  • 12 is a view illustrating a user interface for inducing a change in a charging scheme of a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may provide a UI for switching to the second charging method when the battery remaining amount of the electronic device 150 is less than the reference value.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may provide a UI for switching to the second charging method.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 switches to the second charging method when the amount of power that can be charged by the second charging method in the wireless power transmitter 100 exceeds a threshold. It can provide a UI for. For example, if the wireless power transmitter 100 charges another electronic device using the second charging method, and the other electronic device is fully charged, the wireless power transmitter 100 may provide a UI for switching to the second charging method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit data 1211 to the TV 1210.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit data 1211 including a command to display the UI 1232 to induce a switch to the second charging scheme to the TV 1210.
  • the wireless power transmitter 100 may display a UI for inducing a switch to the second charging scheme.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit data 1200 including a command to display the UI 1231 for inducing a switch to the second charging scheme to the electronic device 150.
  • the “one-connect box” may be a model name of a device including the wireless power transmitter 100, and the UI 1231 may be configured with a user-friendly name.
  • the electronic device 150 may use the second charging method when the transmission efficiency by the first charging method is less than the threshold or when the intensity of power received by the electronic device 150 by the first charging method is less than the threshold.
  • the UI 1231 may be displayed for switching.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may provide a UI that induces switching to the second charging method through various methods such as sound, vibration, and LED blinking as well as a screen.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may determine whether a charging method change condition is satisfied.
  • the condition for changing the charging method is that the distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150 is less than or equal to the threshold and exceeds the threshold, or the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150 are above the threshold. ) May be above the threshold and then decrease below the threshold.
  • the user may check the UI and move the electronic device 150 to the wireless power transmitter 100. Accordingly, the electronic device 150 may be located relatively close to the wireless power transmission device 100.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may determine that the distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150 is equal to or less than a threshold.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may perform charging according to the second charging method.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 13 will be described in more detail with reference to FIG. 14. 14 illustrates information associated with a charging scheme displayed on an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may perform charging according to the first charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power through a plurality of patch antennas according to the electromagnetic wave method, and the electronic device 150 may receive power through the plurality of patch antennas according to the electromagnetic wave method. have.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may display information associated with the first charging scheme and information associated with the second charging scheme. For example, as shown in FIG. 14, the electronic device 150 may display information 1401 and 1403 associated with charging methods.
  • the information 1401 associated with the first charging method may include identification information indicating an electromagnetic wave method (for example, remote charging), information indicating whether the battery is being charged according to the electromagnetic wave method (for example, charging), information indicating a charging rate (for example, 83), and the like. %), Expected buffer time (e.g., complete charging after about 59 minutes), and the like.
  • the information 1402 associated with the second charging method may include identification information indicating a resonance method (eg, resonant fast charging), information indicating whether the resonance type charging is possible (eg, chargeable), and an estimated time for buffering (eg, after about 9 minutes). Complete charging), and the like.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may also control to display information related to a charging scheme directly or through another electronic device such as a TV. Alternatively, the magnitude, sensitivity, etc. of the charging power may also be displayed.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may determine whether a wireless charging method change command is input.
  • the user may specify information 1402 associated with the second charging scheme.
  • the electronic device 150 may preset the information associated with the charging scheme to be changed by changing the charging scheme in the designated manner. Accordingly, in response to designation of the information 1402 associated with the second charging method, the electronic device 150 may change the charging method from the first charging method to the second charging method. In operation 1307, the electronic device 150 may perform charging according to the second charging method.
  • the electronic device 150 may display the information as shown in FIG. 14 as an animation at the start of charging or may display the information as shown in the status bar.
  • the electronic device 150 may display related information even while executing another application.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter or an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may perform charging according to the first charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power through a plurality of patch antennas according to the electromagnetic wave method
  • the electronic device 150 may receive power through the plurality of patch antennas according to the electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 100 or the electronic device 150 may include a distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150, a magnitude of energy received from the electronic device 150, an efficiency, At least one of violating protocols or affecting the living body can be monitored.
  • 16A to 16C are conceptual views illustrating a charging method change process according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 is set to charge according to a resonance method when the electronic device 150 is located in the first range 1600, and the electronic device 150 outside the first range 1600. When is located may be set to charge according to the electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may determine that the electronic device 150 is located within the first range 1600 at the first time point.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power to the electronic device 150 by forming a magnetic field 1611 through a coil (or a resonant circuit) according to a resonance method.
  • the wireless power transmitter 100 may monitor a distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150.
  • the electronic device 150 may move 1601 out of the first range 600.
  • the user may move with the electronic device 150 out of the first range 600.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device 150 is located outside the first range 1600 by increasing the distance between the wireless power transmitter 100 and the electronic device 150. Accordingly, the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device 150 is charged by the electromagnetic wave method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit power to the electronic device 150 by forming an RF wave 1612 through a plurality of patch antennas corresponding to electromagnetic waves.
  • the wireless power transmitter 100 is set to charge according to a resonance method when the electronic device 150 is located in the first range 1600, and the electronic device 150 outside the first range 1600. When is located may be set to charge according to the electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 100 may identify another electronic device 1620 to perform charging. As the other electronic device 1620 is included in the first range 1600, the wireless power transmitter 100 may charge the other electronic device 1620 in a resonant manner.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit power to another electronic device 1620 by forming a magnetic field 1621 through a coil (or a resonant circuit).
  • the electronic device 150 may be disposed within the first range 1600.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device 150 is disposed within the first range 1600, and thus may select the resonance method as the charging method of the electronic device 150.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine whether a protocol is violated when charging in a resonance manner. For example, the standard of the resonance method may suggest a minimum value of the charging power to be received by the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that power less than the minimum value of the power suggested to the electronic device 150 is transmitted. have. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 100 may select to charge the electronic device 150 by an electromagnetic wave method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit power to the electronic device 150 by forming an RF wave 1622 through a plurality of patch antennas.
  • the other electronic device 1620 may move outside the first range 1600.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may monitor whether a violation of protocol is observed. For example, when the wireless power transmitter 100 charges the electronic device 150 alone, the wireless power transmitter 100 may determine that power equal to or greater than the minimum value of the suggested power can be transmitted to the electronic device 150.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may charge the electronic device 150 in a resonance manner based on the fact that the protocol does not violate even when charging is performed in a resonance manner.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power to the electronic device 150 by forming a magnetic field 1621 through a coil (or a resonant circuit).
  • the wireless power transmitter 100 uses the resonance method at the second time point, based on the transmission efficiency of the power transmitted from the wireless power transmitter 100 to the electronic device 150 being less than or equal to the threshold value. It can be charged according to the electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 100 may monitor a transmission efficiency corresponding to the resonance method. For example, the wireless power transmitter 100 periodically performs charging according to a resonance method, and transmit efficiency according to the resonance method based on the received strength or the magnitude of the detected current, voltage, or power from the electronic device 100. You can also monitor At a third time point when the other electronic device 1620 disappears, the wireless power transmitter 100 may determine that the transmission efficiency of power transmitted from the wireless power transmitter 100 to the electronic device 150 exceeds a threshold value according to a resonance method. Can be. The wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 150 by changing the charging method to a resonance method and forming a magnetic field 1621 in response thereto.
  • the wireless power transmitter 100 is set to charge according to a resonance method when the electronic device 150 is located in the first range 1600, and the electronic device 150 outside the first range 1600. When is located may be set to charge according to the electromagnetic wave method.
  • the electronic device 150 may be disposed in the first range 1600.
  • the living body 1632 may be located within the first range 1600.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may select the charging method as the resonance method according to the arrangement of the electronic device 150 in the first range 1600.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that the magnetic field affects the living body 1632 when the magnetic field is formed by the resonance method.
  • the wireless power transmitter 100 may select the charging method as the electromagnetic wave method so as not to affect the living body 1632.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may beamform the RF wave 1631 at a location of the electronic device 150, and the living body 1632 may not be affected by a magnetic field or an electric field.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may monitor whether a living body is affected. At a second time point, the living body 1632 may move out of the first range 1600. For example, the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine that the living body 1632 moves out of the first range 1600 at a second time point according to vision recognition or radar recognition, and the apparatus 100 for transmitting power wirelessly. There is no limitation on how to determine whether the living body 1632 moves.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may confirm that the magnetic field is not affected even when the magnetic field is formed by the resonance method, and the resonance method may be selected as the charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power to the electronic device 150 by forming a magnetic field 1633 according to a resonance method.
  • the wireless power transmission apparatus 100 has been described in connection with FIGS. 16A-16C as changing the monitoring and charging scheme, this is merely illustrative and, as described above, the electronic device 100 may change the monitoring and charging scheme. It can also be done.
  • 17 is a flowchart illustrating an operation method of a wireless power transmitter and a plurality of electronic devices according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the first electronic device 1701.
  • the wireless power transmitter 100 may determine to charge the first electronic device according to the first charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may include a distance between the wireless power transmitter 100 and the first electronic device 1701, and the magnitude, efficiency, and protocol of the energy received by the first electronic device 1701.
  • the first charging method may be selected based on at least one of violating or affecting the living body.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit energy using a power transmission circuit corresponding to the first charging scheme.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the second electronic device 1702.
  • the wireless power transmitter 100 may select one of the first charging method and the second charging method in consideration of charging of the first electronic device. For example, the wireless power transmitter 100 violates the distance between the wireless power transmitter 100 and the second electronic device 1702, the amount of energy received from the second electronic device 1702, the efficiency, and the protocol.
  • the charging method of the second electronic device 1702 may be selected as the first charging method based on at least one of whether or not the biological influence. When the wireless power transmitter 100 charges both the first electronic device 1701 and the second electronic device 1702 according to the first charging method, it may determine that sufficient power cannot be transmitted to both electronic devices. Can be.
  • the wireless power transmitter 100 may select the charging method of the second electronic device 1702 as the second charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit energy using a power transmitter circuit corresponding to the selected charging scheme.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may allocate an identifier ID for each of the electronic devices 1701 and 1702, and manage a charging method, a charging time, a charging amount, and the like for each identifier.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may perform identifier recognition according to a received command.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may simultaneously charge the first electronic device and the second electronic device.
  • the wireless power transmitter 100 may detect completion of charging of the first electronic device or the number of times of the first electronic device.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the charging method of the second electronic device again. For example, the wireless power transmitter 100 may charge the first electronic device using a first charging method and charge the second electronic device using a second charging method.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may detect the number of times of the first electronic device, and determine whether to charge the second electronic device according to the first charging method or the second charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that it is more efficient to charge the second electronic device according to the first charging method, and accordingly, the charging method of the second electronic device may be determined as the first charging method. Can be changed.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit energy using a power transmission circuit corresponding to the determined charging method.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may perform auxiliary charging when the first electronic device is fully charged.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit supplemental power smaller than the size of the existing charging power to the first electronic device, thereby enabling the first electronic device to remain in a buffer state without being discharged again after the charging is completed. It may be.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may detect the electronic device 150.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the efficiency according to the first charging scheme and the efficiency according to the second charging scheme.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine whether the efficiency of the first charging scheme exceeds the threshold efficiency. If it is determined that the efficiency of the first charging scheme exceeds the threshold efficiency, in operation 1907, the wireless power transmitter 100 may determine whether the efficiency of the second charging scheme exceeds the threshold efficiency. If it is determined that the efficiency of the first charging method exceeds the threshold efficiency and the efficiency of the second charging method exceeds the threshold efficiency, in operation 1909, the wireless power transmitter 100 may determine the first charging method and the second charging method.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 150 according to the first charging method. It can be judged that. If it is determined in operation 1905 that the efficiency of the first charging scheme is less than or equal to the threshold efficiency, in operation 1913, the wireless power transmitter 100 may determine whether the efficiency of the second charging scheme exceeds the threshold efficiency. If the first charging efficiency is less than or equal to the threshold efficiency and the second charging efficiency exceeds the critical efficiency, in operation 1915, the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device is charged according to the second charging method. .
  • the wireless power transmitter 100 compares the efficiency of the first charging method with the efficiency of the second charging method in operation 1917. It may be determined that the electronic device 150 is charged according to a higher efficiency charging method. In operation 1919, the wireless power transmitter 100 may transmit energy using a power transmission circuit corresponding to the determined charging scheme. For example, when it is determined to perform charging using both the first charging method and the second charging method, the wireless power transmitter 100 forms an RF wave using a plurality of patch antennas, and forms a coil (or, Power can be transmitted to the electronic device 150 by forming a magnetic field using a resonance circuit.
  • 20A is a conceptual diagram illustrating a charging of an electronic device of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly is set to perform charging according to a resonance method with respect to an electronic device included in the first range 2000, and according to an electromagnetic wave method with respect to an electronic device located outside the first range 200. It can be set to perform charging.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power to the TV 2002 by forming the magnetic field 2011 in accordance with a resonance method.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the first electronic device 2001 using both a resonance method and an electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power to the first electronic device 2001 by forming a magnetic field 2012 in accordance with a resonance method and forming an RF wave 2013 in accordance with an electromagnetic wave method.
  • the apparatus 100 for transmitting power may transmit power to the second electronic device 2003 by forming an RF wave 2014 according to an electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmitter 100 may form an RF wave 2013 by performing beamforming at a location of the first electronic device 2001, and perform RF beamforming at a location of the second electronic device 2003.
  • Wave 2014 may be formed.
  • 20B and 20C illustrate conceptual diagrams for describing RF wave formation for a plurality of positions according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine positions of a plurality of electronic devices 2001 and 2003. For example, the wireless power transmitter 100 determines the direction of the electronic device 2001 based on the communication signal from the first electronic device 2001, and based on the communication signal from the second electronic device 2003. The direction of the electronic device 2003 can be determined.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine patch antenna groups 2221 and 2222 for charging each of the plurality of electronic devices 2001 and 2003.
  • the wireless power transmitter 100 may wirelessly charge the plurality of electronic devices 2001 and 2003 using the patch antenna groups 2221 and 2222.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may perform wireless charging using the patch antenna group 2221.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may perform wireless charging using the patch antenna group 2222.
  • the wireless power transmitter 100 may select patch antenna groups 2221 and 2222 according to directions of the plurality of electronic devices 2001 and 2003, respectively.
  • the patch antenna group 2221 may be selected on the left side, and the wireless power may be selected.
  • the patch antenna group 2222 that is disposed on the right side may be selected.
  • the patch antenna group 2221 may form an RF wave 2013 for charging the first electronic device 2001
  • the patch antenna group 2222 may form an RF wave for charging the second electronic device 2003. 2014).
  • the wireless power transmitter 100 may select the number of patch antennas included in the patch antenna group based on the rated power of each of the plurality of electronic devices 2001 and 2003. For example, a relatively large number of patch antennas can be allocated to an electronic device having a relatively high rated power. As described above, the plurality of electronic devices 2001 and 2003 may be simultaneously charged.
  • the apparatus 100 for transmitting power may determine directions of the plurality of electronic devices 2001 and 2003.
  • the wireless power transmitter 100 may distribute a charging time for charging each of the plurality of electronic devices 2001 and 2003.
  • the wireless power transmitter 100 may wirelessly charge the plurality of electronic devices 2001 and 2003 based on the distributed charging time. For example, during the first time t1, each of the patch antennas 2223 may be controlled to form a sub-RF wave to form an RF wave 2013 for charging the first electronic device 2001.
  • the RF wave 2014 for charging the second electronic device 2003 may be formed using the entire patch antenna 2223 for two hours t2.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may form an RF wave by alternating a plurality of electronic devices 2001 and 2003.
  • 21 is a flowchart illustrating a method of operating an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 150 may detect the wireless power transmission device 100.
  • the electronic device 150 may receive a quick charge command.
  • the electronic device 150 may display a user interface for inputting a quick charge command and may receive a quick charge command through the user interface.
  • the electronic device 150 may start the fast charging correspondingly.
  • the electronic device 150 may transmit a quick charge request.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device 150 is charged according to a plurality of charging methods in response to the received fast charge request.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may transmit energy through a plurality of power transmission circuits corresponding to a plurality of charging schemes.
  • the electronic device 150 may receive energy through a plurality of power receiving circuits corresponding to a plurality of charging schemes. Accordingly, the electronic device 150 may receive a relatively large amount of power.
  • 22A to 22F illustrate conceptual diagrams for describing an arrangement of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may be included in the data transmitting and receiving apparatus 2200.
  • the data transmitting and receiving device 2200 may transmit and receive data to and from the TV 2201 wirelessly.
  • the data transmission / reception apparatus 2200 may transmit at least one of a video signal or an audio signal received from the outside to the TV 2201 wirelessly.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may have a shape extending left and right according to the shape of the data transmitting and receiving device 2200.
  • the wireless power transmitter 100 included in the data transmission / reception apparatus 2200 may wirelessly transmit power to the TV 2201. Accordingly, the TV 2201 may wirelessly receive at least one of power and a video signal or an audio signal without a wired connection.
  • the wireless power transmitter 100 can transmit power to the TV 2201 by forming the magnetic fields 2211, 2212, and 2213 according to a resonance method.
  • the TV 2201 may include a wireless power receiver 2203, and the wireless power receiver 2203 may convert, for example, magnetic fields 2211, 2212, and 2213 generated in the vicinity into current, voltage, or power. Can be.
  • the wireless power receiver 2203 may have a shape extended left and right to correspond to the shape of the wireless power transmitter 100.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may perform charging according to an electromagnetic wave scheme, and may form the RF wave 2214 with respect to a location of the electronic device 2202 which is located at a relatively long distance. Can be.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 2202 by forming a magnetic field.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may be included in the audio device 2214.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may have a shape extending up and down according to the shape of the audio device 2214.
  • the wireless power receiver 2205 included in the TV 2201 may have a shape that extends up and down according to the shape of the wireless power transmitter 100.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power to the wireless power receiver 2205 by forming the magnetic field 2215.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may transmit power to the electronic device 2202 by forming an RF wave 2216.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may include a power transmission circuit 2231 according to a resonance method or an induction method, a control circuit 2232, and a power transmission circuit 2233 according to an electromagnetic wave method.
  • the power transmission circuit 2231 may include, for example, at least one of a power source, amplifying circuit, coil, or capacitor that provides power having a frequency of 100 to 205 kHz, or 6.78 MHz. have.
  • the power transmission circuit 2233 may include, for example, at least one of a power source, an amplifier circuit, a distribution circuit, a phase shifter, or a patch antenna array that provides power having a frequency of 5.8 GHz.
  • the power transmission circuit 2233 may be arranged to be formed toward the RF wave 2234 in a relatively upward direction.
  • the wireless power transmitter 100 is disposed on the floor, for example, the electronic device 150 is more likely to be positioned above the wireless power transmitter 100. Accordingly, the patch antenna array may be inclined with respect to the bottom surface so that the RF wave 2234 may face upward.
  • the control circuit 2232 may include, for example, a communication circuit or a processor, and may perform communication with the electronic device 150 or control power transmission of the power transmission circuit 2231 or the power transmission circuit 2233. Can be. Referring to FIG. 22D, the power transmission circuit 2233 may be disposed to be substantially perpendicular to the floor.
  • the RF wave 2234 may be formed parallel to the floor.
  • the arrangement direction of the patch antenna array of the electromagnetic wave method may vary according to the arrangement position of the wireless power transmitter 100.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may include an actuator for mechanically adjusting an arrangement direction of a patch antenna array.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may mechanically change the arrangement direction of the patch antenna array according to the position or direction in which the electronic device is located.
  • the TV 2240 may include a display 2241 and a main body 2242.
  • the body 2242 may include a power transmission circuit capable of generating a magnetic field 2245 and a power transmission circuit capable of generating an RF wave 2246.
  • the electronic devices 2243 and 2244 may be charged using the magnetic field 2245 and the RF wave 2246 formed from the main body 2242.
  • the TV 2240 may be supported by the support structure 2250.
  • the wireless power transmission apparatus 100 disposed in the support structure 2250 may include a power transmission circuit that generates a magnetic field 2247 and a power transmission circuit that forms an RF wave 2248.
  • the electronic devices 2243 and 2244 may be charged using the magnetic field 2247 and the RF wave 2248 formed from the wireless power transmitter 100.
  • the wireless power transmitter 100 may be disposed on a desk or under a desk, and may be placed on various desks such as a smartphone, a keyboard, and a mouse.
  • Electronic devices located at may be charged based on at least one of a resonance method, an induction method, and an electromagnetic wave method.
  • 23 is a conceptual diagram illustrating a criterion for determining near-field charging and far-field charging according to various embodiments of the present disclosure.
  • the first region 2310 having a distance from the wireless power transmitter 100 less than or equal to the first distance 2311 may be set as a short range charging region.
  • the second area 2320, wherein the distance of the wireless power transmitter 100 exceeds the first distance 2311 and is less than or equal to the second distance 2311, may be set as a remote charging area.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 2401 by forming the magnetic field 2230 according to a resonance method or an induction method.
  • the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 2342 by forming an RF wave 2331 according to an electromagnetic wave method.
  • the wireless power transmission apparatus 100 may include, for example, a range in which the efficiency of the resonance method is higher than the efficiency of the electromagnetic wave method, and the intensity of the power received by the electronic device by the resonance method is determined by the electromagnetic wave method.
  • a range higher than the intensity of power received by the electronic device may be set as the first area 2310.
  • the wireless power transmitter 100 may include a range in which power transmission by a resonance method satisfies an optimum EMI condition, or a range in which the magnitude of the magnetic field is less than or equal to a predetermined value (for example, 6.25 ⁇ T), or the like.
  • the apparatus 100 for transmitting power wirelessly may determine the first distance 2311 according to the type of the electronic device. For example, for an electronic device including a coil having a relatively high reactance, such as a TV, the wireless power transmitter 100 may set the first distance 2311 relatively large. Alternatively, for an electronic device including a coil having a relatively low reactance, such as a smart phone, the wireless power transmitter 100 may set the first distance 2311 to be relatively small.
  • 24A is a plan view illustrating a position of a coil and patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure.
  • a coil 2401 may be positioned around a patch antenna array 2402 including a plurality of patch antennas.
  • Coil 2401 is shown as being wound twice, but this is merely exemplary and the number of turns of coil 2401 is unlimited.
  • 24B is a first side view as viewed from a first direction
  • FIG. 24C is a perspective view
  • FIG. 24D is a second side view as viewed from a second direction for describing the position of the coil and patch antenna array according to various embodiments of the present disclosure. Illustrated. As shown in FIGS.
  • a portion extending in the left and right directions of the coil 2401 may have a curved shape. Portions of the coils 2401 having a curved shape may be spaced apart from the patch antenna array 2402 by a predetermined distance. Accordingly, the magnetic field by the coil 2401 and the RF wave from the patch antenna array 2402 may not be interfered with. As shown in FIG. 24E, the RF wave 2441 from the patch antenna array 2402 can be well formed without the influence of the coil 2401, and as shown in FIG. 24F, formed in the coil 2401. The magnetic field 2442 can be well formed without the influence of the patch antenna array 2402.
  • An electronic device may also include a coil 2401 and a patch antenna array 2402.
  • the coil 2401 may be implemented in various forms such as a circle and an ellipse, and the patch antenna array may be manufactured in a relatively small size, and may be implemented in a flip type. It may be.
  • a coil 2500 may be disposed on the first surface 2510.
  • the patch antenna array 2501 may be disposed on the second surface 2511, and the patch antenna array 2502 may be disposed on the third surface 2512.
  • the first angle ⁇ 1 formed by the first surface 2510 and the second surface 2511 and the second angle ⁇ 2 formed by the first surface 2510 and the third surface 2512 may be the same or different.
  • At least one of the first angle ⁇ 1 or the second angle ⁇ 2 may be mechanically adjusted by the processor, and the wireless power transmission apparatus 100 may further include an actuator for adjusting the angles.
  • Each of the above-described components of the electronic device may be composed of one or more components, and the name of the corresponding component may vary according to the type of the electronic device.
  • the electronic device may be configured to include at least one of the above-described components, and some components may be omitted or further include other additional components.
  • some of the components of the electronic device according to various embodiments of the present disclosure may be combined to form a single entity, and thus may perform the same functions of the corresponding components before being combined.
  • module may refer to a unit that includes one or a combination of two or more of hardware, software, or firmware.
  • a “module” may be interchangeably used with terms such as, for example, unit, logic, logical block, component, or circuit.
  • the module may be a minimum unit or part of an integrally constructed part.
  • the module may be a minimum unit or part of performing one or more functions.
  • the “module” can be implemented mechanically or electronically.
  • a “module” is one of application-specific integrated circuit (ASIC) chips, field-programmable gate arrays (FPGAs), or programmable-logic devices that perform certain operations, known or developed in the future. It may include at least one.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGAs field-programmable gate arrays
  • At least a portion of an apparatus (e.g., modules or functions thereof) or method (e.g., operations) may be, for example, computer-readable storage media in the form of a program module. It can be implemented as a command stored in. When the command is executed by a processor, the one or more processors may perform a function corresponding to the command.
  • the computer-readable storage medium may be, for example, a memory.
  • 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 detecting may include: detecting an electronic device; Selecting at least one of a plurality of patch antennas or coils as a power transmission circuit for transmitting power for charging the electronic device; And controlling to transmit the power through at least one of the plurality of patch antennas or the coils according to the selection.
  • 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.
  • Modules or program modules according to various embodiments may include at least one or more of the above components, some may be omitted, or further include other components. Operations performed by modules, program modules, or other components in accordance with various embodiments may be executed in a sequential, parallel, repetitive, or heuristic manner. In addition, some operations may be executed in a different order, may be omitted, or other operations may be added.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치는, 복수 개의 패치 안테나, 코일 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 전자 장치를 검출하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하고, 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.

Description

무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법
본 발명의 다양한 실시예들은, 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 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 있다. 자기유도 또는 자기공진 방식은, 무선 전력 송신 장치에 상대적으로 근거리에 위치한 전자 장치를 충전하는데 유리하다. 전자기파 방식은, 자기유도 또는 자기 공진 방식에 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.
무선 전력 송신 장치의 위치는 주로 고정되어 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신 장치로부터 전자 장치까지의 거리는 자주 변경된다. 예를 들어, 사용자가 모바일 장치와 같은 전자 장치를 소지하고, 무선 전력 송신 장치에 가까이 위치할 수도 있으며, 무선 전력 송신 장치로부터 멀리 위치할 수도 있다.
무선 전력 송신 장치가 하나의 충전 방식에 따라 충전을 수행한다면, 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치 사이의 거리에 따라 상대적으로 낮은 효율로 충전을 수행하는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치가 원거리 전력 전송에 유리한 전자기파 방식을 이용하는 경우에는, 전자 장치가 근접한 경우에도 전자기파 방식을 이용하여야 한다. 하지만, 전자 장치가 근접한 경우에는, 유도 방식 또는 공진 방식이 더 높은 전송 효율을 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 원거리 전송에 유리한 전자기파 방식의 전력 송신 회로와, 근거리 전송에 유리한 유도 방식 또는 공진 방식의 전력 송신 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는, 원거리 전송에 유리한 전자기파 방식의 전력 수신 회로와, 근거리 전송에 유리한 유도 방식 또는 공진 방식의 전력 수신 회로를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 복수 개의 패치 안테나; 코일; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 전자 장치를 검출하고, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하고, 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 복수 개의 패치 안테나, 코일, 통신 회로 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신하기 위한 전력 수신 회로로 선택하고, 상기 선택된 전력 수신 회로에 대한 정보를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하고, 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 수신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 패치 안테나 및 코일을 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은, 전자 장치를 검출하는 동작; 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 동작; 및 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 송신하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 패치 안테나 및 코일을 포함하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신하기 위한 전력 수신 회로로 선택하는 동작; 상기 선택된 전력 수신 회로에 대한 정보를, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하는 동작; 및 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라, 거리에 따라 전자기파 방식이나 또는 공진 방식 또는 유도 방식 중 적어도 하나의 방식에 따라 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 거리뿐만 아니라 전자 장치가 지원하는 충전 방식, 전자 장치가 수신하는 전력과 관련된 정보, 전자 장치의 충전 관련 정보, 무선 전력 송신 효율, 무선 전력 송신 관련 규약, 장애물 위치 여부 등의 다양한 정보에 따라 전자기파 방식이나 또는 공진 방식 또는 유도 방식 중 적어도 하나의 방식에 따라 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 거리에 따라 전자기파 방식이나 또는 공진 방식 또는 유도 방식 중 적어도 하나의 방식에 따라 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 거리뿐만 아니라 전자 장치가 지원하는 충전 방식, 전자 장치가 수신하는 전력과 관련된 정보, 전자 장치의 충전 관련 정보, 무선 전력 송신 효율, 무선 전력 송신 관련 규약, 장애물 위치 여부 등의 다양한 정보에 따라 전자기파 방식이나 또는 공진 방식 또는 유도 방식 중 적어도 하나의 방식에 따라 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 4d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전 방식 선택 입력을 위한 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송시 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송시 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 10a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 생체의 배치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 충전 방식 변경을 유도하기 위한 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 표시되는 충전 방식과 연관된 정보를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16a 내지 16c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 방식 변경 과정을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 복수 개의 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 20a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 전자 장치의 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 20b 및 20c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 위치에 대한 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 22a 내지 22f는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 배치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 근거리 충전 및 원거리 충전의 판단 기준을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 24a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 평면도를 도시한다.
도 24b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 제 1 방향에서 바라본 제 1 측면도이다.
도 24c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 24d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 제 2 방향에서 바라본 제 2 측면도를 도시한다.
도 24e 는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 패치 안테나 어레이에 의하여 형성된 RF 웨이브를 도시한다.
도 24f는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일에 의하여 형성된 자기장을 도시한다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 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 송신 장치 또는 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전력 송신 회로(101) 및 제 2 전력 송신 회로(102)를 포함할 수 있다. 제 1 전력 송신 회로(101)는, 예를 들어 유도 방식에 의한 전력 송신 회로로 구현될 수 있다. 유도 방식에 의한 전력 송신 회로로 구현되는 경우에는, 제 1 전력 송신 회로(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 통신 변복조 회로 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수 있다. 제 1 전력 송신 회로(101)는, WPC(wireless power consortium) 표준 (또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 제 1 전력 송신 회로(101)는, 예를 들어 공진 방식에 의한 전력 송신 회로로 구현될 수도 있다. 공진 방식에 의한 전력 송신 회로로 구현되는 경우에는, 제 1 전력 송신 회로(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 아웃 밴드 통신 회로(예: BLE(bluetooth low energy) 통신 회로) 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 코일은 공진 회로를 구성할 수 있다. 제 1 전력 송신 회로(101)는, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 (또는, AFA(air fuel alliance) 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 제 1 전력 송신 회로(101)는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장(130)을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제 1 전력 송신 회로(101)는, 유도 방식에 의한 전력 송신 회로 및 공진 방식에 의한 전력 송신 회로를 모두 포함할 수도 있다.
제 2 전력 송신 회로(102)는, 예를 들어 전자기파 방식에 의한 전력 송신 회로로 구현될 수 있다. 제 2 전력 송신 회로(102)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 분배 회로, 위상 쉬프터, 복수 개의 패치 안테나를 포함하는 전력 송신용 안테나 어레이, 아웃 밴드 방식의 통신 모듈(예: BLE 통신 모듈)등을 포함할 수 있다. 복수 개의 패치 안테나 각각은 RF(radio frequency) 웨이브를 형성할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 제 1 거리(X1)만큼 떨어져 위치한 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전력 송신 회로(101)를 통하여 전력을 전자 장치(150)로 송신할 수 있다. 제 1 전력 송신 회로(101)에 포함된 코일로부터 발생되는 자기장(130)이 전자 장치(150)로 전달될 수 있으며, 이에 따라 코일을 통하여 전력(130)을 송신하는 것은, 코일을 통하여 자기장(130)을 발생시키는 것으로 명명될 수도 있다. 자기장(130)은 시간에 따라 크기가 변경될 수 있다. 아울러, 코일을 통하여 전력을 송신하는 것은, 코일을 통하여 에너지를 전달하는 것으로 명명될 수도 있다. 전자 장치(150)는, 코일을 포함할 수 있으며, 주변에 생성된 시간에 따라 크기가 변경되는 자기장(130)에 의하여 코일에서는 유도 기전력이 발생될 수 있다. 유도 기전력이 발생되는 과정을, 전자 장치(150)가 코일을 통하여 전력 또는 에너지를 수신하는 것으로 명명할 수도 있다. 제 1 거리(X1)만큼 떨어진 경우에, 유도 방식 또는 공진 방식에 따른 제 1 전력 송신 회로(101)를 통하여 전력을 송신하는 것은, 무선 전력 송신 장치(100)가 결정할 수도 있고, 또는 전자 장치(150)가 결정할 수도 있다.
예를 들어, 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 제 2 거리(X2)만큼 떨어져 위치한 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 전력 송신 회로(102)를 통하여 전력을 전자 장치(150)로 송신할 수 있다. 제 2 전력 송신 회로(102)에 포함된 복수 개의 패치 안테나로부터 발생되는 RF 웨이브(131)가 전자 장치(150)로 전달될 수 있으며, 이에 따라 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력을 송신하는 것은, 복수 개의 패치 안테나를 통하여 RF 웨이브(131)를 발생시키는 것으로 명명될 수도 있다. RF 웨이브(131)는 시간에 따라 크기가 변경될 수 있다. 아울러, 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력을 송신하는 것은, 복수 개의 패치 안테나를 통하여 에너지를 전달하는 것으로 명명될 수도 있다. RF 웨이브(131)의 형성에 대하여서는 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 전자 장치(150)는, 수신을 위한 복수 개의 패치 안테나를 포함할 수 있으며, 주변에 생성된 시간에 따라 크기가 변경되는 RF 웨이브(131)에 의하여 패치 안테나는 전류 또는 전압을 발생시킬 수 있다. 복수 개의 패치 안테나가 전류 또는 전압을 발생시키는 과정을, 전자 장치(150)가 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력 또는 에너지를 수신하는 것으로 명명할 수도 있다. 제 2 거리(X2)만큼 떨어진 경우에, 전자기파 방식에 따른 제 2 전력 송신 회로(102)를 통하여 전력을 송신하는 것은, 무선 전력 송신 장치(100)가 결정할 수도 있고, 또는 전자 장치(150)가 결정할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)가 제 1 거리(X1)만큼 떨어져서 위치하다가, 제 2 거리(X2)만큼 떨어져서 위치하도록 이동하면, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전력 송신 회로를 제 1 전력 송신 회로(101)로부터 제 2 전력 송신 회로(102)로 변경할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)가 제 1 거리(X1)만큼 떨어져서 위치한 경우에, 제 1 전력 송신 회로(101) 및 제 2 전력 송신 회로(102)를 모두 이용하여 에너지를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)에 대한 급속 충전이 요구되는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)가 제 1 거리(X1)만큼 떨어져 위치한 경우에도, 제 2 전력 송신 회로(102)를 통하여 전자기파 방식으로 에너지를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)가 전자기파 방식만을 지원하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 지원 방식에 대한 정보에 기초하여 제 2 전력 송신 회로(102)를 통하여 에너지를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 전자 장치가 지원하는 충전 방식, 전자 장치가 수신하는 전력과 관련된 정보, 전자 장치의 충전 관련 정보, 무선 전력 송신 효율, 무선 전력 송신 관련 규약, 장애물 위치 여부 등의 다양한 정보에 따라, 충전 방식을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 결정된 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
제 2 전력 송신 회로(102)는 적어도 하나의 전자장치(150,160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 제 2 전력 송신 회로(102)는 복수 개의 패치 안테나(patch antenna)(111 내지 126)를 포함할 수 있다. 패치 안테나(111 내지 126)는 각각이 RF 웨이브(131 또는 132)를 발생시킬 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 패치 안테나(111 내지 126)가 발생시키는 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나는 제 2 전력 송신 회로(102), 또는 무선 전력 송신 장치(100)의 프로세서에 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, 제 2 전력 송신 회로(102)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 제 2 전력 송신 회로(102)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에 전자장치(150)가 배치된 것을 판단할 수 있다. 여기에서, 전자장치(150)의 위치는, 예를 들어 전자장치(150)의 전력 수신용 안테나가 위치한 지점일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)의 위치를 다양한 방식에 따라 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 비전 인식 또는 레이더 인식에 따라 전자 장치(150)의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)로부터 수신되는 통신 신호(예: BLE 통신 신호)를 복수 개의 통신용 안테나를 통하여 수신할 수 있으며, 복수 개의 통신용 안테나 각각에서의 수신 시점에 대한 정보를 이용하여 전자 장치(150)의 위치를 판단할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 TDOA(time difference of arrival) 또는 FDOA(frequency difference of arrival) 등의 다양한 방식으로 전자 장치(150)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 통신 신호내에 포함된 송신 세기와, 통신용 안테나에서 수신된 수신 세기와의 차이에 기초하여 무선 전력 송신 장치(100)와 전자 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 판단된 방향 및 판단된 거리에 기초하여 전자 장치(150)의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 시험용 RF 웨이브를 복수 개의 방향 및 복수 개의 거리에 따라 형성할 수 있다. 전자 장치(150)는, 수신된 전력의 크기에 대한 정보(예: 전자 장치(150)의 정류기의 출력단에서의 전압 등의 정보)를 무선 전력 송신 장치(100)로 보고할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 최적의 전력을 수신하는 것으로 보고된 위치에 전자 장치(150)가 위치한 것으로 판단할 수도 있다. 전자 장치(150)는, 통신 신호에 따라 전자 장치(150)가 위치한 방향을 먼저 판단하고, 해당 방향으로 시험용 RF 웨이브를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 시험용 RF 웨이브를 변조하여, 시험용 RF 웨이브에 방향에 대한 식별 정보 또는 거리에 대한 식별 정보 중 적어도 하나를 포함시킬 수도 있다. 전자 장치(150)는, 수신된 시험용 RF 웨이브를 복조할 수 있으며, 복조 결과 포함된 방향에 대한 식별 정보 또는 거리에 대한 식별 정보 중 적어도 하나를 통신 회로를 통하여 무선 전력 송신 장치(100)로 보고할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 보고 결과에 포함된 방향에 대한 식별 정보 또는 거리에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 기초하여 전자 장치(150)의 위치를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 복수 개의 방향으로 파일럿용 RF 웨이브를 형성하였다가 이에 대한 반사파에 대한 정보(예: 위상 오차, TOF(time of flight) 등)를 레퍼런스 정보로 저장할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 주기적 또는 비주기적으로 파일럿용 RF 웨이브를 형성하고 반사파를 수신할 수 있으며, 반사파에 대한 정보가 기존에 저장되었던 레퍼런스 정보와 차이가 있음이 검출되면, 해당 방향에 전자 장치(150)가 위치한 것으로 판단할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 다른 외부 전자 장치로부터 전자 장치(150)의 위치에 대한 정보를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)로부터 직접 위치에 대한 정보를 수신할 수도 있다. 상술한 무선 전력 송신 장치(100)의 전자 장치(150)의 위치 판단 방법은 단순히 예시적인 것으로, 위치를 판단할 수 있는 기술이라면 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
전자 장치(150)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 제 2 전력 송신 회로(102)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) 각각으로 입력되는 신호의 크기를 제어하거나 또는 패치 안테나(111 내지 126) 각각으로 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(131)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 한편, 제 2 전력 송신 회로(102)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 제 2 전력 송신 회로(102)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(132)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, 제 2 전력 송신 회로(102)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, 제 2 전력 송신 회로(102)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, 제 2 전력 송신 회로(102)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, 제 2 전력 송신 회로(102)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 상술한 딜레이에 대응되는 위상을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수도 있다. 상술한 바에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 2 전력 송신 회로(102)에 포함된 복수 개의 패치 안테나(111 내지 126)를 통하여 위치한 전자 장치(150)에 전력 또는 에너지를 송신할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
301 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 본 문서에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 프로세서와 같은 제어 회로가 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)가 특정 동작을 수행하는 것은, 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 인스트럭션이 수행됨에 따라, 프로세서 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 다양한 방식에 따라 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 비젼 인식 또는 레이더 인식에 따라 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식의 표준 또는 유도 방식의 표준에서 정의된 방식에 따라 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. WCP 표준(또는, Qi 표준)에 따르는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 핑(ping) 신호를 송신하고, 이에 대한 응답을 인-밴드 통신에 따라 수신하면, 전자 장치(150)가 검출된 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 코일에 인가되는 전류 또는 전압에 대하여 온/오프 키잉(on/off keying) 복조를 수행하여 응답을 획득할 수 있다. A4WP 표준(또는, AFA 표준)에 따르는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)의 검출을 위한 비콘을 코일(또는, 공진 회로)에 인가할 수 있다. 여기에서, 비콘은 예를 들어 AFA 표준에서 정의된, 충전 영역에 배치되는 물체에 의한 로드 변경을 검출하기 위한 숏-비콘(short beacon) 또는 전자 장치의 통신 회로로 하여금 소정의 신호(예를 들어, BLE 통신 방식에서의 Advertisement 신호)를 송신하는데 이용되는 롱-비콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 비콘 인가 기간 동안에 로드 변경이 검출되거나, BLE 표준에 의하여 정의된 애드버타이즈먼트(Advertisement) 신호가 수신되거나, 애드버타이즈먼트 신호의 수신 세기(예:RSSI(received signal strength indication))가 임계치 이상인 조건 등의 다양한 조건 또는 조건의 조합에 기초하여 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 전자기파 방식에 따른 경우에는, 통신 신호(예: 애드버타이즈먼트 신호)를 수신하거나, 파일럿 RF 웨이브에 대한 반사파의 분석을 통하여 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는, 상술한 다양한 전자 장치(150)의 검출 방법의 조합을 이용하여서 전자 장치(150)를 검출할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(150)는, 비전 인식 또는 레이더 인식으로 전자 장치(150)가 충전 가능한 영역에 위치하는 것을 검출할 수 있으며, 이후에 전자기파를 형성하고 반사되는 반사파를 이용하는 방식으로 보다 정확한 위치를 파악할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(150)는, 핑 신호에 대한 응답으로 전자 장치(150)가 충전 가능한 영역에 위치한 것을 검출하고, 이후에 전자기파를 형성하고 반사되는 반사파를 이용하는 방식으로 보다 정확한 위치를 파악할 수도 있다. 전자 장치(150)의 검출 방법에는 제한이 없다.
303 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)를 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 충전할지 또는 전자 장치(150)를 근거리 충전을 위한 코일을 이용하여 충전할지를 선택할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자기파 방식에 따라 전력을 송신할 수 있는 복수 개의 패치 안테나와, 유도 방식 또는 공진 방식에 따라 전력을 송신할 수 있는 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)는, 충전 방식을 선택할 수 있으며, 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 복수 개의 패치 안테나 또는 코일 중 적어도 하나로 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)까지의 거리를 획득할 수 있으며, 거리에 기초하여 충전 방식을 판단할 수 있다. 또 다른 예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치가 지원하는 충전 방식, 전자 장치가 수신하는 전력과 관련된 정보, 전자 장치의 충전 관련 정보, 무선 전력 송신 효율, 무선 전력 송신 관련 규약, 장애물 위치 여부 등의 다양한 정보에 기초하여 충전 방식을 선택할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 다양한 정보에 기초하여 충전 방식을 선택하는 실시예들에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
305 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 307 동작에서, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치로부터의 에너지를 이용하여 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 선택된 충전 방식에 대한 정보를 수신할 수도 있으며, 수신된 정보에 따라 전력 수신 회로를 선택할 수 있다. 또는, 전자 장치(150)는 복수 개의 전력 송신 회로를 이용하여 전력을 수신하고, 수신 결과 크기가 큰 전력이 수신되는 전력 수신 회로를 선택하여 충전을 수행할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 305 동작에서 에너지를 송신하기 이전 또는 이후에, 전자 장치(150)로 선택된 충전 방식에 대한 정보를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 305 동작에서 에너지를 송신하기 이전 또는 이후에, 전자 장치(150)와 선택된 충전 방식을 수행하기 위하여 요구되는 정보(예를 들어, 표준에서 정의된 교환하여야 하는 정보)를 교환할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)와 전자 장치(150)는, 선택된 충전 방식에서 요구되는 동작(예를 들어, 표준에서 정의된 충전을 위한 준비 동작)을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 충전 방식 또는 에너지를 송신할 전력 송신 회로가 무선 전력 송신 장치(100)에 의하여 선택될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
311 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 313 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전자 장치(150)까지의 거리와 관련된 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 비젼 인식 또는 레이더 인식 결과에 기초하여 전자 장치(150)까지의 거리를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)로부터 통신 신호를 수신하고, 수신된 통신 신호의 세기와 통신 신호에 포함되어 있는 송신 세기를 비교함으로써, 전자 장치(150)까지의 거리를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150) 또는 다른 전자 장치로부터 전자 장치(150)의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있으며, 전자 장치(150)의 위치에 대한 정보에 기초하여 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전자 장치(150)까지의 거리를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 실내 위치 측정 장치 등은, 전자 장치(150)의 실내에서의 좌표를 측정할 수 있으며, 이에 대한 위치 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수도 있다. 실내 위치 측정 장치는, 비전 인식 또는 레이더 방식에 특화된 전자 장치일 수 있으며, 보다 정확하게 전자 장치(150)의 위치에 대한 정보를 측정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)로부터 직접 위치에 대한 정보를 수신할 수도 있다. 전자 장치(150)는, Wi-fi 신호 기반 실내 측위 기술, 지자기 맵을 이용한 실내 측위 기술, NFC 태그 방식의 실내 측위 기술 등의 다양한 방식에 따라, 현재 위치를 판단할 수도 있으며, 이를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 자신의 실내 좌표 및 수신된 전자 장치(150)의 실내 좌표를 비교함에 따라 전자 장치(150)까지의 거리를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 상술한 바와 같이 다양한 방식에 따라 전자 장치(100)까지의 거리를 판단할 수 있으며, 거리를 판단하는 방법에는 제한이 없다.
본 발명의 다양한 실시예에서 거리와 관련된 정보는, 무선 전력 송신 장치(100)와 전자 장치(150) 사이의 거리에 대하여 종속적인 정보도 포함될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 더 멀리 위치할수록, 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선으로 수신하는 전력 또는 에너지의 크기가 감소할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(150)가 수신하는 전력의 크기에 대한 정보 또한 거리와 관련된 정보일 수 있으며, 이를 수신 전력 관련 정보라 명명할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 전자장치가 무선 전력 송신기로부터 수신한 전력과 관련된 정보로서, 예를 들어 전자 장치(150)의 특정 지점(예: 정류기의 출력단 또는 정류기의 입력단)에서의 전압, 전류, 전력의 크기 등일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 정류기의 출력단에서의 전압에 대한 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수도 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신되는 정류기의 출력단에서의 전압에 따라 충전 방식을 선택할 수도 있다. 한편, 전압, 전류, 전력의 크기를 측정하는 특정 지점에는 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
315 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 획득된 정보를 이용하여, 전자 장치를 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 충전할지 또는 전자 장치를 근거리 충전을 위한 코일을 이용하여 충전할지를 선택할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)는 획득된 정보를 이용하여 전자기파 방식으로 전자 장치(100)를 충전할지 또는 공진 방식 또는 유도 방식으로 전자 장치(100)를 충전할지를 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전자 장치(150)까지의 거리가 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 전자기파 방식으로 충전할 것으로, 즉 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 충전할 것으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전자 장치(150)까지의 거리가 임계치 이하인 것으로 판단되면, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 유도 방식 또는 공진 방식으로 충전할 것으로, 즉 근거리 충전을 위하여 구비된 코일을 이용하여 충전할 것으로 선택할 수 있다.
317 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로에 대응하는 충전 방식과 관련된 정보를 전자 장치로 송신할 수 있다. 319 동작에서, 전자 장치(150)는 수신된 정보를 이용하여, 에너지를 수신할 전력 수신 회로를 선택할 수 있다. 321 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 323 동작에서, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터의 에너지를 이용하여 충전을 수행할 수 있다. 전자 장치(150)는 선택된 전력 수신 회로를 통하여 에너지를 전류, 전압 또는 전력으로 변환할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)까지의 거리와 관련된 정보를 이용하여 충전 방식을 선택할 수 있다. 또 다른 실시예에서 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리를 판단할 수도 있으며, 전자 장치(150)가 충전 방식을 선택하고, 이를 무선 전력 송신 장치(100)에 통지할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 통지 받은 충전 방식에 따라, 전력 송신 회로를 선택할 수 있다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
331 동작에서, 전자 장치(150)는 복수 개의 패치 안테나로부터 에너지를 수신할지 또는 코일로부터 에너지를 수신할지 여부를 선택할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(150)는, 전자기파 방식에 따라 전력을 수신할 수 있는 복수 개의 패치 안테나와, 유도 방식 또는 공진 방식에 따라 전력을 수신할 수 있는 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 즉, 전자 장치(150)는, 충전 방식을 선택할 수 있으며, 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 수신 회로를 복수 개의 패치 안테나 또는 코일 중 적어도 하나로 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 복수 개의 충전 방식에 따라 시험용 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식에 따라 제 1 시험용 전력을 송신할 수 있으며, 순차적이거나 또는 동시에 전자기파 방식에 따라 제 2 시험용 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)의 위치를 미리 판단할 수 있으며, 이에 따라 RF 웨이브가 전자 장치(150)의 위치에서 빔 포밍되도록 제어할 수도 있다. 전자 장치(150)는, 순차적이거나 또는 동시에 제 1 시험용 전력 및 제 2 시험용 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(150)는 수신된 전력의 크기(예: 전류의 크기, 전압의 크기, 또는 전력의 크기)를 비교하여 더 큰 전력을 송신하는 충전 방식을 선택할 수 있다.
333 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 시험용 전력이 제공됨에 따라, 전자 장치(150)의 배터리가 완전 방전된 경우에도, 전자 장치(150)가 구동되어 정보를 송신할 수 있다. 335 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 정보에 대응하는 전력 송신용 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 337 동작에서, 전자 장치(101)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 수신용 회로를 이용하여 에너지를 수신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 충전 방식의 선택 주체가 전자 장치(150)일 수도 있다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 전력 소스(source)(401), 제 1 증폭 회로(402), 분배 회로(403), 위상 쉬프터(phase shifter)(404), 전력 송신용 안테나 어레이(405), 프로세서(410), 통신 회로(420), 메모리(430), 제 2 전력 소스(411), 제 2 증폭 회로(421) 및 코일(422)을 포함할 수 있다. 전자 장치(150)는, 전력 수신용 안테나(451), 제 1 정류 회로(452), 제 1 컨버팅 회로(453), 차저(charger)(454), 프로세서(455), 메모리(457), 통신 회로(460), 제 1 센싱 회로(461), 제 2 센싱 회로(466), 코일(471), 제 2 정류 회로(472) 및 제 2 컨버팅 회로(473)를 포함할 수 있다.
제 1 전력 소스(401)는, 전자기파 방식에 대응되는 주파수(예: 5.8GHz)를 가지는 교류 전력을 제공할 수 있다. 제 1 전력 소스(401)는, 예를 들어 직류 전력을 제공하는 장치 및 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(inverter)(미도시)를 포함할 수도 있다. 프로세서(410)는 예를 들어 제 1 전력 소스(401)의 출력을 제어할 수 있다. 제 1 증폭 회로(402)는, 수신된 전력을 증폭하여 분배 회로(403)로 제공할 수 있다. 프로세서(410)는, 수신된 전력의 증폭 이득을 제어할 수도 있다. 제 1 증폭 회로(402)는 적어도 하나의 증폭기(amplifier)를 포함할 수 있다. 제 1 증폭 회로(402), 제 2 증폭 회로(421)는, DA(drive amplifier), HPA(high power amplifier), GBA(Gain Block Amplifier) 등의 다양한 증폭기 또는 그 조합으로 구현될 수 있으며, 구현예에는 제한이 없다. 분배 회로(403)는, 제 1 증폭 회로(402)로부터 출력되는 전력을 복수 개의 경로로 분배할 수 있다. 입력되는 전력 또는 신호를 복수 개의 경로로 분배할 수 있는 회로라면 제한이 없다. 예를 들어, 분배 회로(403)는 전력 송신용 안테나 어레이(405)에 포함된 패치 안테나의 개수만큼의 경로로 전력을 분배할 수 있다.
위상 쉬프터(404)는 분배 회로(403)로부터 제공되는 복수 개의 교류 전력 각각의 위상(또는, 딜레이)을 쉬프팅시킬 수 있다. 위상 쉬프터(404)는 복수 개일 수 있으며, 예를 들어 전력 송신용 안테나 어레이(405)에 포함된 패치 안테나의 개수일 수 있다. 위상 쉬프터(404)는 예를 들어 HMC642 또는 HMC1113 등과 같은 하드웨어 소자가 이용될 수 있다. 위상 쉬프터(404) 각각의 쉬프트 정도는 프로세서(410)에 의하여 제어될 수 있다. 프로세서(410)는, 전자 장치(150)의 위치를 판단할 수 있으며, 전자 장치(150)의 위치(또는, 전자 장치(150)의 전력 수신용 안테나(451)의 위치)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 복수 개의 교류 전력들 각각의 위상을 쉬프팅시킬 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(405)에 포함된 복수 개의 패치 안테나들 각각은 수신된 전력에 기초하여 서브 RF 웨이브들을 생성할 수 있다. 서브 RF 웨이브가 간섭된 RF 웨이브는 전력 수신용 안테나(451)에서 전류, 전압 또는 전력으로 변환되어 출력될 수 있다.
전력 수신용 안테나(451)는 복수 개의 패치 안테나를 포함할 수 있으며, 주변에 형성된 RF 웨이브, 즉 전자기파를 이용하여 교류 파형의 전류, 전압 또는 전력을 발생시킬 수 있으며, 이를 수신된 전력으로 명명할 수 있다. 제 1 정류 회로(452)는, 수신된 전력을 직류 파형으로 정류할 수 있다. 제 1 컨버팅 회로(453)는, 직류 파형의 전력의 전압을 기설정된 값으로 증가 또는 감소시켜 출력할 수 있다. 차저(454)는, 컨버팅된 전력의 전압의 크기 또는 전류의 크기를 조정하여 배터리를 충전할 수 있다. 구현에 따라, 차저(454)가 전자 장치(150)에 포함되지 않을 수도 있으며, 이 경우에는 제 1 컨버팅 회로(453)가 배터리의 충전에 적합하도록 전력의 전압 또는 전류의 크기를 조정하여 배터리를 직접 충전할 수도 있다.
제 1 센싱 회로(461)는, 제 1 정류 회로(452)의 출력단에서의 전압의 크기, 전류의 크기 또는 전력의 크기를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 제 1 센싱 회로(461)는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등의 다양한 형태의 전압계 또는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태의 전류계 또는 ADC(analog to digital converter) 등을 포함할 수 있다. 프로세서(455)는, 제 1 센싱 회로(461)에서 센싱된 전류의 크기, 전압의 크기 또는 전력의 크기를 확인할 수 있다. 프로세서(455)는, 센싱된 전류의 크기, 전압의 크기 또는 전력의 크기를 제 1 수신 전력 관련 정보로서 통신 회로(460)로 제공할 수 있다. 통신 회로(460)는, 제 1 수신 전력 관련 정보를 포함한 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)의 통신 회로(420)로 송신할 수 있다. 프로세서(455) 또는 프로세서(410)는, CPU와 같은 범용 프로세서, 미니 컴퓨터, 마이크로 프로세서, MCU(micro controlling unit), FPGA(field programmable gate array) 등의 연산을 수행할 수 있는 다양한 회로로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다.
프로세서(410)는, 통신 회로(420)가 수신한 통신 신호에 포함된 제 1 수신 전력 관련 정보에 기초하여, 전력 송신용 안테나 어레이(405)를 통하여 송신되는 전력이 전자 장치(150)에서 수신되는 크기에 대한 정보를 판단할 수 있다.
제 2 전력 소스(411)는, 공진 방식에 대응되는 주파수(예: 6.78MHz) 또는 유도 방식에 대응되는 주파수(100 내지 205 kHz)를 가지는 교류 전력을 제공할 수 있다. 제 2 전력 소스(411)는, 예를 들어 직류 전력을 제공하는 장치 및 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(inverter)(미도시)를 포함할 수도 있다. 프로세서(410)는 예를 들어 제 2 전력 소스(411)의 출력을 제어할 수 있다. 제 2 증폭 회로(421)는, 수신된 전력을 증폭하여 코일(422)로 제공할 수 있다. 프로세서(410)는, 수신된 전력의 증폭 이득을 제어할 수도 있다. 제 2 증폭 회로(421)는 적어도 하나의 증폭기(amplifier)를 포함할 수 있다. 코일(422)은 수신한 전력을 이용하여 자기장을 생성할 수 있다. 예를 들어, 코일(422)에 교류 전류가 흐르면 이에 따라 시간에 따라 크기가 변화하는 유도 자기장이 생성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 코일(422)에는 적어도 하나의 커패시터가 연결될 수도 있으며, 코일(422) 및 커패시터는 공진 회로를 구성할 수도 있다. 공진 회로는 공진 방식 또는 유도 방식의 주파수에 대응되는 공진 주파수를 가질 수 있다. 제 2 전력 소스(411)는 제 1 전력 소스(401)와 병합 설계될 수도 있다.
전자 장치(150)의 코일(471) 내에서는, 주변에 생성되는 시간에 따라 크기가 변화하는 자기장에 기초하여 유도 기전력이 생성될 수 있으며, 이를 수신된 전력으로 명명할 수도 있다. 코일(471)로부터 출력되는 교류 전력은 제 2 정류 회로(472)에 의하여 정류될 수 있다. 제 2 컨버팅 회로(473)는 정류된 전력의 전압 또는 전류의 크기를 조정하여 차저(454)로 출력할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 예를 들어, 전자 장치(150)는 제 1 컨버팅 회로(453) 및 제 2 컨버팅 회로(473)로부터의 전력을 합산하는 컴바이너(combiner)를 더 포함할 수도 있으며, 이 경우에는 컴바이너에서 합산된 직류 전력이 차저(454)로 제공될 수도 있다. 구현에 따라, 차저(454)가 전자 장치(150)에 포함되지 않은 경우에는, 제 2 컨버팅 회로(473)는 배터리의 충전에 적합하도록 전류의 크기 또는 전압의 크기를 조정하여 배터리를 직접 충전할 수도 있다. 제 2 센싱 회로(466)는 제 2 정류 회로(472)의 출력단에서의 전류의 크기, 전압의 크기 또는 전력의 크기를 센싱할 수 있다. 프로세서(455)는, 제 2 센싱 회로(466)에서 센싱된 전류의 크기, 전압의 크기 또는 전력의 크기를 확인할 수 있다. 프로세서(455)는, 센싱된 전류의 크기, 전압의 크기 또는 전력의 크기를 제 2 수신 전력 관련 정보로서 통신 회로(460)로 제공할 수 있다. 통신 회로(460)는, 제 2 수신 전력 관련 정보를 포함한 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)의 통신 회로(420)로 송신할 수 있다. 통신 회로(460)는 제 1 수신 전력 관련 정보 및 제 2 수신 전력 관련 정보를 하나의 통신 신호에 포함시켜 송신할 수도 있으며, 또는 다른 통신 신호에 각각 포함시켜 송신할 수도 있다. 프로세서(410)는, 통신 회로(420)에서 수신한 통신 신호에 포함된 제 2 수신 전력 관련 정보에 기초하여, 코일(422)를 통하여 송신되는 전력이 전자 장치(150)에서 수신되는 크기에 대한 정보를 판단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 프로세서(410)는, 전력 송신용 안테나 어레이(405)를 통하여 송신되는 전력이 전자 장치(150)에서 수신되는 크기와 코일(422)을 통하여 송신되는 전력이 전자 장치(150)에서 수신되는 크기를 비교할 수 있다. 프로세서(410)는 더 큰 크기에 대응하는 전력 송신 회로를 이용하여 충전을 수행하도록 선택할 수 있다. 즉, 프로세서(410)는 충전 방식을 선택할 수 있으며, 선택된 충전 방식에 대한 정보를 통신 회로(420)를 통하여 전자 장치(150)로 송신할 수 있다. 프로세서(455)는, 통신 회로(460)를 통하여 수신되는 정보에 기초하여 전력 수신용 안테나(451) 및 코일(471) 중 어느 하나를 전력을 수신할 전력 수신 회로로 선택할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 프로세서(455)는, 제 1 수신 전력 관련 정보 및 제 2 수신 전력 관련 정보를 비교하여, 직접 충전 방식을 선택할 수도 있다. 프로세서(455)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 통신 회로(460)를 제공할 수 있으며, 통신 회로(460)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 통신 회로(420)로 송신할 수 있다. 프로세서(410)는, 수신된 충전 방식에 대한 정보를 이용하여 전력 송신용 안테나 어레이(405) 또는 코일(422) 중 어느 하나를 전력을 송신할 전력 송신 회로로 선택할 수 있다.
메모리(430) 또는 메모리(457)에는, 프로세서(410) 또는 프로세서(455)가 상술한 동작을 수행하도록 야기하는 인스트럭션을 저장할 수 있다. 메모리(430)는, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등의 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 구현 형태에는 제한이 없다. 도 4a와 같은 무선 전력 송신 장치(100)를 수동형(passive) 무선 전력 송신 장치로 명명할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 프로세서(410) 또는 프로세서(455)는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리, 전자 장치(150)가 지원하는 충전 방식, 전자 장치(150)의 충전 관련 정보, 무선 전력 송신 효율, 무선 전력 송신 관련 규약, 장애물 위치 여부 등의 다양한 정보에 따라 충전 방식을 선택할 수도 있다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4b를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는, MCU(461), 디코더(Decoder)(462), I/O 확장기(I/O Expander)(463), 디지털-아날로그 컨버터(digital to analog converter: DAC)(464), RF 증폭기(power amplifier: PA)(465), 위상 쉬프터(phase shifter)(466), 6.78MHz 증폭기(467), 복수 개의 패치 안테나를 포함하는 전력 송신용 안테나 어레이(470) 및 코일(472)을 포함할 수 있다.
MCU(461)는, 예를 들어 도 4a에서의 프로세서(410)의 일종일 수도 있으며, 디코더(462)로 I/O 익스팬더(I/O expander)(463)의 어드레스(address) 관련 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, MCU(461)는 GPIO(general-purpose input/output)를 통하여 어드레스 관련 정보를 출력할 수 있다. 디코더(462)는, 수신된 어드레스 관련 정보를 디코딩하고, 디코딩 결과인 어드레스 관련 정보를 이용하여, I/O 익스팬더(463)를 어드레스 별로 제어할 수 있다. MCU(461)는, 위상 조정 정보를 I/O 익스팬더(463)로 출력할 수 있다. MCU(461)는, 예를 들어 SPI(serial peripheral interface)를 통하여 위상 조정 정보를 송신할 수 있다. I/O 익스팬더(463)는, 수신된 위상 조정 정보를 디지털화하여, DAC(464)로 출력할 수 있다. I/O 익스팬더(463)는 입력 채널보다 많은 개수의 출력 채널을 통하여 디지털 형태의 위상 조정 정보를 DAC(464)로 출력할 수 있다. 예를 들어, I/O 익스팬더(463)와 디코더(462) 사이의 채널이 16개인 경우에, I/O 익스팬더(463)와 DAC(464)의 채널은 64개일 수 있다. DAC(464) 및 위상 쉬프터(466), 전력 송신용 안테나 어레이(470)에 포함된 패치 안테나의 개수는, 예를 들어 64개일 수 있다. I/O 익스팬더(463)는, 예를 들어 GPIO를 통하여 DAC(464)로 디지털 형태의 위상 조정 정보를 출력할 수 있다. DAC(464)는, 수신된 디지털 형태의 위상 조정 정보를 아날로그 형태로 변환하고, 아날로그 형태의 위상 조정 정보를 위상 쉬프터(466)로 출력할 수 있다. 위상 쉬프터(466)는 예를 들어 핀 다이오드(pin-diode 기반의 위상 쉬프터일 수 있다. 위상 쉬프터(466)는 RF PA(465)로부터 전자기파 방식에 따른 교류 전력, 예를 들어 5.8 GHz의 교류 전력을 복수 개의 채널을 통하여 수신할 수 있다. 위상 쉬프터(466)는 수신된 위상 조정 정보를 이용하여 복수 개의 채널을 통하여 수신되는 복수 개의 전력 각각의 위상을 조정할 수 있다. 위상 쉬프터(466)는, 위상이 조정된 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(470)의 복수 개의 패치 안테나들 각각으로 출력할 수 있다. 복수 개의 패치 안테나들 각각은 위상이 조정된 전력들 각각을 수신하여 서브 RF 웨이브들을 형성할 수 있으며, 서브 RF 웨이브가 빔-포밍 또는 간섭됨으로써 RF 웨이브(471)가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, RF PA(465)로부터의 전력을 위상 쉬프팅하여 패치 안테나로 전달하는 방식을 수동(passive) 방식으로 명명할 수도 있다. 6.78MHz 증폭기(467)는, 공진 방식(예:AFA 방식)에 따른 6.78 MHz의 교류 전력을 코일(472)에 제공할 수 있으며, 코일(472)은 이를 이용하여 자기장(473)을 형성할 수 있다.
도 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 블록도를 도시한다. 도 4a의 무선 전력 송신기와는 대조적으로, 도 4c의 무선 전력 송신기는 어테뉴에이터(attenuator)(407), 제 3 증폭 회로(409)를 포함할 수 있다. 제 1 증폭 회로(402)에서 증폭된 교류 전력은 분배 회로(403)를 통하여 복수 개의 위상 쉬프터(404)로 제공될 수 있다. 아울러, 복수 개의 어테뉴에이터 (407) 각각이 복수 개의 위상 쉬프터(404) 각각에 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 프로세서(410)는, 특정 지점에서 빔포밍이 되도록 전력 송신용 안테나 어레이(405)의 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 교류 전력의 위상 또는 진폭 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 프로세서(410)는, 복수 개의 위상 쉬프터(404) 각각의 쉬프팅 정도 또는 복수 개의 어테뉴에이터(407) 각각의 감쇠 정도 중 적어도 하나를 조정함으로써, 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 교류 전력의 위상 또는 진폭 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 어테뉴에이터(407)는 디지털로 동작할 수 있다. 프로세서(410)에는 I/O 익스팬더(미도시)가 연결될 수도 있으며, I/O 익스팬더(미도시)는 위상 쉬프터(404)와 어테뉴에이터(407)가 연결될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(410)로부터의 신호는, 복수 개로 확장되며, 확장된 복수 개의 신호들 각각은 복수 개의 위상 쉬프터(404) 각각 또는 복수 개의 어테뉴에이터(407) 각각으로 전달될 수도 있다. 진폭 또는 위상 중 적어도 하나가 조정된 복수 개의 교류 전력은 제 3 증폭 회로(409)로 입력될 수 있으며, 제 3 증폭 회로(409)는 제공받은 복수 개의 교류 전력을 증폭하여 전력 송신용 안테나 어레이(405)에 포함된 복수 개의 패치 안테나 각각으로 전달할 수 있다. 도 4c와 같은 무선 전력 송신 장치(100)를 능동(active) 방식의 무선 전력 송신 장치로 명명할 수도 있다.
도 4d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 4d를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는, 제어 회로(483), 위상 쉬프터(484), RF PA(485), DC-DC 제어기(control)(486), 6.78MHz PA(487), 전력 송신용 안테나 어레이(490) 및 코일(492)을 포함할 수 있다. 제어 회로(483)는, MCU(481) 및 제어 박스(control box)(482)를 포함할 수 있다. MCU(481)는 전력 송신용 안테나 어레이(490)에 포함된 패치 안테나 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 위상 조정 정보 또는 진폭 조정 정보 중 적어도 하나를 판단할 수 있으며, 이를 제어 박스(482)로 출력할 수 있다. 제어 박스(482)는, 위상 쉬프터(484)로 위상 조정을 위한 제어 신호를 출력할 수 있으며, RF PA(485)에 대하여 진폭 조정을 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 전력 송신용 안테나 어레이(490)에 포함된 패치 안테나 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 위상 또는 진폭 중 적어도 하나가 조정될 수 있어, RF 웨이브(491)의 빔-포밍 위치가 제어될 수 있다. 상술한 바와 같이, 패치 안테나로 입력되는 전기적인 신호의 위상 또는 진폭 중 적어도 하나가 조정되는 방식을 능동(active) 방식으로 명명할 수도 있다.
MCU(481)는 공진 방식에 따른 자기장(493) 크기의 조정을 위하여 코일에 인가되는 전력의 크기 정보를 판단할 수 있으며, 이를 제어 박스(482)로 전달할 수 있다. 제어 박스(482)는 DC-DC 제어기(486)로, 코일 인가 전력 크기 제어 신호를 전달할 수 있으며, DC-DC 제어기(486)는, 제어 신호를 이용하여 6.78 MHz PA(487)에서 출력되는 전력의 크기를 제어할 수 있다. 이에 따라, 코일(492)로부터 형성되는 자기장(493)의 크기가 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
501 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 503 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 전자 장치(150)까지의 거리를 판단할 수 있다. 505 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 거리가 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 임계치는, 전자기파 방식으로 전력을 송신하는 것이 공진 방식 또는 유도 방식으로 전력을 송신하는 것보다 유리한 것으로 실험등을 통하여 정하여진 수치일 수 있다. 예를 들어, 전자기파 방식으로 전력을 송신하는 경우의 효율이 공진 방식 또는 유도 방식으로 전력을 송신하는 경우의 효율과 동일한 경우의 거리가 임계치로 설정될 수 있다. 또는, 전자기파 방식으로 전력을 송신하는 경우의 수신 세기가 공진 방식 또는 유도 방식으로 전력을 송신하는 경우의 수신 세기와 동일한 경우의 거리가 임계치로 설정될 수 있다. 임계치는, 다양한 조건에 의하여 설정될 수 있다.
거리가 임계치 초과인 것으로 판단되면, 507 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 전력을 송신할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)는 충전 방식을 전자기파 방식으로 선택할 수 있다. 거리가 임계치 이하인 것으로 판단되면, 509 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 코일 또는 공진 회로를 이용하여 전력을 송신할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)는 충전 방식을 공진 방식 또는 유도 방식으로 선택할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
601 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 603 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 충전 방식에 따라 시험용 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자기파 방식에 따라 복수 개의 패치 안테나를 통하여 제 1 시험용 전력을 송신할 수 있으며, 동시에 또는 순차적으로 공진 방식에 따라 코일(또는, 공진 회로)을 통하여 제 2 시험용 전력을 송신할 수 있다.
605 동작에서, 전자 장치(150)는 복수 개의 전력 수신 회로를 통하여 전력을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 복수 개의 패치 안테나를 통하여 제 1 시험용 전력을 수신하며, 코일(또는, 공진 회로)을 통하여 제 2 시험용 전력을 수신할 수 있다. 607 동작에서, 전자 장치(150)는 복수 개의 전력 수신 회로와 연관된 전압, 전류 또는 전력의 크기 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전자 장치(150)는, 복수 개의 전력 수신 회로로부터 출력되는 전압, 전류, 또는 전력의 크기 중 적어도 하나를 검출할 수 있으며, 예를 들어 복수 개의 전력 수신 회로 각각에 연결되는 정류 회로의 입력단 또는 출력단에서의 전압, 전류, 또는 전력의 크기 중 적어도 하나를 검출할 수도 있으며, 검출 지점에는 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
609 동작에서, 전자 장치(150)는, 검출된 수치의 비교 결과에 기초하여, 충전 방식을 선택할 수 있다. 전자 장치(150)는, 예를 들어 제 1 시험용 전력을 정류하는 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단에서의 전압의 크기가 제 2 시험용 전력을 정류하는 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단에서의 전압의 크기보다 큰 것으로 판단되면, 전자 장치(150)는 제 1 시험용 전력에 대응하는 전자기파 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 또는, 전자 장치(150)는, 예를 들어 제 1 시험용 전력을 정류하는 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단에서의 전압의 크기가 제 2 시험용 전력을 정류하는 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단에서의 전압의 크기보다 작은 것으로 판단되면, 전자 장치(150)는 제 2 시험용 전력에 대응하는 공진 방식 또는 유도 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 전력이 가장 큰 크기로 수신되는 충전 방식이 선택되며, 이는 충전 시간이 가장 짧은 충전 방식이 선택되는 것일 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 충전 시간이 가장 짧을 것으로 예상되는 충전 방식을 선택할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)는 임계치 비교 방식에 따라 충전 방식을 선택할 수 있다. 전자 장치(150)는, 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단에서의 전압의 크기가 임계치를 초과하면, 전자기파 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 전자 장치(150)는, 제 2 시험용 전력을 정류하는 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단에서의 전압의 크기가 임계치보다 큰 것으로 판단되면, 제 2 시험용 전력에 대응하는 유도 방식 또는 공진 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단에서의 전압의 크기와 제 2 시험용 전력을 정류하는 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단에서의 전압의 크기가 모두 임계치를 초과하면 전자 장치(150)는, 두 개의 전자기파 방식과, 유도 방식 또는 공진 방식을 모두 충전 방식으로 선택할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단의 전압에 대응하는 임계치와 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단의 전압에 대응하는 임계치는 서로 동일할 수도 있고, 또는 다를 수도 있다. 예를 들어, 전자기파 방식을 이용하기 위한 최저 전압값과 유도 방식 또는 공진 방식을 이용하기 위한 최저 전압값이 서로 다를 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단에서의 전압의 크기와 제 2 시험용 전력을 정류하는 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단에서의 전압의 크기가 모두 임계치 이하인 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는, 충전을 수행하지 않거나, 또는 상대적인 비교 방식에 따라 더 큰 전압값을 가지는 충전 방식을 선택할 수도 있다.
611 동작에서, 전자 장치(150) 선택된 충전 방식에 대한 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 선택된 충전 방식에 따라 정보를 송신하기 위한 네트워크가 상이할 수도 있다. 예를 들어, 공진 방식 또는 전자기파 방식인 경우에는, 전자 장치(150)는 BLE 통신 모듈 등의 아웃 밴드 통신을 위한 하드웨어를 통하여 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 유도 방식인 경우에는, 전자 장치(150)는 내부에 배치된 온/오프 키잉 변조 방식을 위한 스위치를 온/오프함에 따라 정보를 송신할 수도 있다. 613 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 정보에 기초하여, 전력을 송신할 전력 송신 회로를 선택할 수 있다. 615 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 617 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 수신 회로를 이용하여 에너지를 수신할 수 있다.
도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 601 동작 내지 607 동작에 대하여서는 도 6a를 통하여 설명하였기 때문에, 여기에서의 설명은 생략하도록 한다.
621 동작에서, 전자 장치(101)는 검출된 수치를 통신 신호에 포함시켜 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 623 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 검출된 수치의 비교 결과에 기초하여, 충전 방식을 선택할 수 있다. 도 6a에서 설명한 바와 같이, 예를 들어 제 1 시험용 전력을 정류하는 제 1 정류 회로(예: 도 4a의 452)의 출력단에서의 전압의 크기가 제 2 시험용 전력을 정류하는 제 2 정류 회로(예: 도 4a의 472)의 출력단에서의 전압의 크기보다 큰 것으로 판단되면, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 시험용 전력에 대응하는 전자기파 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다.
625 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력을 송신할 전력 송신 회로를 선택할 수 있다. 예를 들어, 전자기파 방식을 충전 방식으로 선택한 경우에, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 패치 안테나를 전력을 송신할 전력 송신 회로로 선택할 수 있다. 627 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 송신할 수 있다. 629 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 631 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 수신 회로를 이용하여 에너지를 수신할 수 있다.
도 6a 및 6b에서 설명한 바와 같이, 다양한 실시예들에 따라서 충전 방식은 무선 전력 송신 장치(100)가 선택할 수도 있으며, 또는 전력을 수신하는 전자 장치(150)가 선택할 수도 있다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
701 동작에서, 전자 장치(150)는 전자 장치(150)가 지원하는 충전 방식에 대한 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)가 BLE 기반 통신 회로를 포함하는 경우에는, 전자 장치(150)는 BLE 표준에서 정의된 애드버타이즈먼트 신호에 충전 방식에 대한 정보를 포함시켜 송신할 수 있다. 전자 장치(150)는 충전 방식에 대한 정보를 코드화하여 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)는, BLE 표준에서 정의된 다른 신호에 충전 방식에 대한 정보를 포함시켜 송신할 수도 있다. 또는, 전자 장치(150)는 다양한 통신 방식에서 정의된 신호에 충전 방식에 대한 정보를 포함시켜 송신할 수 있다.
703 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 정보에 기초하여, 전자 장치(150)를 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 충전할지 또는 전자 장치(150)를 근거리 충전을 위한 코일을 이용하여 충전할지를 선택할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)가 공진 방식만을 지원하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)까지의 거리가 도 5에서 설명하였던 임계치를 초과하는 경우에도, 공진 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 705 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 707 동작에서, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(150)로부터의 에너지를 이용하여 충전을 수행할 수 있다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 7b의 실시예는 도 7c를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전 방식 선택 입력을 위한 사용자 인터페이스를 도시한다.
710 동작에서, 전자 장치(150)는 충전 방식 선택을 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 7c에서와 같이, 전자 장치(150)는 충전 방식 선택 입력을 위한 사용자 인터페이스(730)를 터치스크린 상에 표시할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(100)가 지원하는 충전 방식에 대한 정보를 수신할 수도 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)가 지원하는 충전 방식과 전자 장치(150)가 지원하는 충전 방식 중 공통된 충전 방식들로 사용자 인터페이스(730)를 구성할 수 있다. 사용자 인터페이스(730)에는 충전 방식 식별 정보(731,733)와, 충전 방식 선택을 위한 키(732,734)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(730)는 충전 방식 식별 정보(731,733) 필드에 해당 충전 방식에 대응하는 완충 예상 시간을 포함할 수도 있다. 도 7c에서는 근거리 충전이 충전 방식으로 충전을 수행할 것으로 선택될 수 있다.
711 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 713 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 정보에 기초하여, 전자 장치(150)를 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 충전할지 또는 전자 장치(150)를 근거리 충전을 위한 코일을 이용하여 충전할지를 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 근거리 충전을 선택한 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식 또는 유도 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 715 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 717 동작에서, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(150)로부터의 에너지를 이용하여 충전을 수행할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송시 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
801 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치를 검출할 수 있다. 803 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 충전 방식에 따라 시험용 전력을 동시에 또는 순차적으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 전자기파 방식으로 제 1 시험용 전력을 송신하고, 공진 방식으로 제 2 시험용 전력을 송신할 수 있다. 805 동작에서, 전자 장치(150)는 복수 개의 전력 수신 회로를 통하여 전력을 수신할 수 있다. 807 동작에서, 전자 장치(150)는 복수 개의 전력 수신 회로와 연관된 전압, 전류 또는 전력의 크기 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
809 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 에너지 송신 세기에 대한 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 시험용 전력의 송신 세기에 대한 정보 및 제 2 시험용 전력의 송신 세기에 대한 정보를 하나의 통신 신호 또는 복수 개의 통신 신호로 전자 장치(150)로 송신할 수 있다. 811 동작에서, 전자 장치(150)는 검출된 수치 및 에너지 송신 세기에 대한 정보를 이용하여, 복수 개의 충전 방식 각각에 대한 효율을 판단할 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(150)는 에너지의 수신 세기를 측정할 수도 있으며, 에너지 송신 세기 및 에너지 수신 세기를 이용하여 송신 효율을 판단할 수도 있다.
813 동작에서, 전자 장치(150)는 판단된 효율에 기초하여, 충전 방식을 선택할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 더 높은 효율을 가지는 충전 방식을 선택할 수 있다. 815 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 817 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 정보에 기초하여, 전력을 송신할 전력 송신 회로를 선택할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)는 충전 방식을 수신된 정보에 기초하여 선택할 수 있다. 819 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 821 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 수신 회로를 이용하여 에너지를 수신할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 최적의 효율로 전력이 송신될 수 있으며, 이에 따라 절전 관리가 가능할 수 있다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송시 장치 및 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 801 동작 내지 807 동작에 대하여서는 도 8a를 통하여 설명하였기 때문에, 여기에서의 설명은 생략하도록 한다.
831 동작에서, 전자 장치(150)는 검출 결과를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)는 에너지의 수신 세기를 검출하고, 전력의 수신 세기를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수도 있다. 833 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 에너지 송신 세기 및 수신된 검출 결과를 이용하여 복수 개의 충전 방식 각각에 대한 효율을 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100)는 에너지 송신 세기 및 전자 장치(150)에서의 에너지의 수신 세기에 기초하여 송신 효율을 판단할 수 있다. 835 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 판단된 효율에 기초하여, 충전 방식을 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 더 높은 효율을 가지는 충전 방식을 선택할 수 있다. 837 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 충전 방식에 대한 정보를 송신할 수 있다. 839 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 정보에 기초하여, 전력을 송신할 전력 송신 회로를 선택할 수 있다. 841 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 843 동작에서, 전자 장치(150)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 수신 회로를 이용하여 에너지를 수신할 수 있다.
도 8a 및 8b에서 설명한 바와 같이, 다양한 실시예들에 따라서 충전 방식은 송신 효율에 기초하여 무선 전력 송신 장치(100)가 선택할 수도 있으며, 또는 전력을 수신하는 전자 장치(150)가 선택할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
901 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 903 동작에서, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리, 전자 장치(150)에서 수신되는 에너지의 크기, 또는 효율 중 적어도 하나에 기초하여, 복수 개의 충전 방식 중 제 1 충전 방식을 선택할 수 있다.
905 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식인 경우, 전기장 또는 자기장과 관련된 규약을 위배하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, FCC(federal communications commission) 등의 단체에서는, 전기장 또는 자기장의 간섭(electromagnetic interference: EMI)과 관련된 규약을 배포하였으며, 무선 전력 송신 장치(100)는 관련된 규약을 준수하여야 한다. 아울러, 무선 충전 관련 표준(예: WPC 표준 또는 A4WP 표준)에서도, 최대 전송량 또는 최소 전송량 등에 대하여 규제를 하고 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)는 해당 규제를 준수하여야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는, 결정된 제 1 충전 방식에 따라 송신하는 경우에 관련 규약을 위배하는지 여부를 판단할 수 있다. 관련 규약에 대한 파라미터들과, 파라미터의 수치에 대한 조건이 무선 전력 송신 장치(100)에 미리 저장될 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)는 미리 저장된 파라미터에 대응하는 수치를 검출하고, 검출 결과가 미리 저장된 조건을 만족하는지 여부를 판단함으로써 규약 준수 또는 위배 여부를 판단할 수 있다.
규약을 준수하는 것으로 판단되면, 907 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 제 1 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다. 규약을 위배하는 것으로 판단되면, 909 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 충전 방식에서 제 2 충전 방식으로 변경하고, 제 2 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식 및 제 2 충전 방식을 모두 이용하여 충전을 수행하도록 결정할 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)가 급속 충전을 요구하는 경우에, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 충전 방식을 동시에 이용하여 전자 장치(150)에 전력을 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)에 대한 동시 충전 조건이 충족된 것으로 판단되면, 제 1 충전 방식 및 제 2 충전 방식을 모두 이용하여 충전을 수행하도록 결정할 수 있다. 복수 개의 충전 방식으로 동시에 전력을 송신하는 경우에도, 무선 전력 송신 장치(100)는 관련 규약 위배 여부를 판단할 수 있으며, 만약 관련 규약을 위배하는 것으로 판단되면, 복수 개의 충전 방식 중 적어도 하나의 충전 방식을 이용한 전력 송신을 중단하고, 나머지 충전 방식을 이용하여 전력을 송신할 수도 있다.
도 10a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 10a의 실시예는 도 10b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 생체의 배치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
1001 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 1003 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리, 전자 장치(150)에서 수신되는 에너지의 크기, 또는 효율 중 적어도 하나에 기초하여, 복수 개의 충전 방식 중 제 1 충전 방식을 선택할 수 있다.
1005 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식으로 충전을 수행하는 경우에, 생체에 영향을 미치는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 10b에서와 같이 생체(1030)가 무선 전력 송신 장치(100)의 주변에 위치할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 비젼 인식 또는 레이더 인식 등의 다양한 방법에 따라 생체(1030)의 위치를 판단할 수 있다. 생체에 영향을 미치지 않는 것으로 판단되면, 1007 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다. 생체에 영향을 미치는 것으로 판단되면, 1009 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 10b에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 TV(1011)의 근처에 위치할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 범위(1022)에 전자 장치(150)가 위치한 경우에는 공진 방식을 통하여 전자 장치(150)를 충전하고, 제 1 범위(1022)를 벗어나 제 2 범위(1023)에 전자 장치(150)가 위치한 경우에는 전자기파 방식을 통하여 전자 장치(150)를 충전하도록 설정될 수 있다. 전자 장치(150)가 제 1 범위(1022)에 포함된 것으로 판단되므로, 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식에 기초하여 자기장(1021)을 형성할 수 있다. 다만, 자기장(1021)이 생체(1030)에 영향을 미치는 것으로 판단되면, 무선 전력 송신 장치(100)는 도 10b의 오른쪽에서와 같이 전자 장치(150)를 전자기파 방식을 통하여 충전하도록 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 RF 웨이브(1024)를 형성할 수 있으며, RF 웨이브(1024)는 전자 장치(150)의 위치에 빔-포밍되므로, 생체(1030)에 영향을 미치지 않을 수 있다. 도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자기파 방식으로 충전 방식을 선택하였다가 공진 방식으로 충전 방식을 변경할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 빔 포밍된 RF 웨이브가 형성되는 방향에 생체가 위치하는 것을 검출할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식으로 충전 방식을 변경하여 전자 장치(150)에 전력을 송신할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치는, 생체가 검출된다 하더라도 FCC 단체에서 제언된 SAR(specific absorption rate) 관련 규약이 위배되지 않는 것으로 판단되면, 선택된 충전 방식을 변경하지 않고 전력을 송신할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 11의 실시예는 도 12를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 충전 방식 변경을 유도하기 위한 사용자 인터페이스를 도시한다.
1101 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 통하여 전력을 송신할 수 있으며, 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식에 대응하는 전력 수신 회로를 통하여 전력을 수신할 수 있다. 1103 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 2 충전 방식을 유도하기 위한 UI를 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식에 의한 송신 효율이 임계치 미만이거나, 또는 제 1 충전 방식에 의하여 전자 장치(150)에서 수신되는 전력의 세기가 임계치 미만인 경우에 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI를 제공할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 전자 장치(150)의 배터리 잔량이 기준치 미만인 경우에, 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI를 제공할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 전자 장치(150)의 전력 소모량이 증가하는 경우에, 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI를 제공할 수 있다. 이 경우에는, 어플리케이션 사용 중에도, 전자 장치(150)가 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI를 제공할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 무선 전력 송신 장치(100)에서 제 2 충전 방식으로 충전가능한 전력의 크기가 임계치를 초과하는 경우에, 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI를 제공할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)가 제 2 충전 방식으로 다른 전자 장치를 충전하다가, 다른 전자 장치가 완충되면, 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 12에서와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 TV(1210)에 데이터(1211)를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 충전 방식으로의 전환을 유도하는 UI(1232)를 표시하도록 하는 명령을 포함하는 데이터(1211)를 TV(1210)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 디스플레이를 포함한다면, 무선 전력 송신 장치(100)가 제 2 충전 방식으로의 전환을 유도하는 UI를 표시할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 충전 방식으로의 전환을 유도하는 UI(1231)를 표시하도록 하는 명령을 포함하는 데이터(1200)를 전자 장치(150)로 송신할 수도 있다. 예를 들어, “one-connect box”는 무선 전력 송신 장치(100)를 포함하는 장치의 모델명일 수 있으며, 사용자에게 친숙한 명칭으로 UI(1231)가 구성될 수 있다. 또는, 전자 장치(150)는, 제 1 충전 방식에 의한 송신 효율이 임계치 미만이거나, 또는 제 1 충전 방식에 의하여 전자 장치(150)에서 수신되는 전력의 세기가 임계치 미만인 경우에 제 2 충전 방식으로의 전환을 위한 UI(1231)를 표시할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 화면뿐만 아니라, 소리, 진동, LED 점멸 등의 다양한 방식을 통하여 제 2 충전 방식으로의 전환을 유도하는 UI를 제공할 수도 있다.
1105 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 충전 방식 변경 조건이 만족되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전 방식 변경 조건은, 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리가 임계치 이하이다가 임계치를 초과하는 것이거나 또는 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리가 임계치 초과다가 임계치 이하로 감소하는 것일 수 있다. 사용자는 UI를 확인하고, 전자 장치(150)를 무선 전력 송신 장치(100) 측으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100)에 상대적으로 근접하여 위치할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리가 임계치 이하인 것을 판단할 수 있다. 1107 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 2 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 13의 실시예는 도 14를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 표시되는 충전 방식과 연관된 정보를 도시한다.
1301 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자기파 방식에 따라 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력을 송신할 수 있으며, 전자 장치(150)는 전자기파 방식에 따라 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력을 수신할 수 있다. 1303 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식과 연관된 정보 및 제 2 충전 방식과 연관된 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 14에서와 같이, 전자 장치(150)는 충전 방식들과 연관된 정보들(1401,1403)을 표시할 수 있다. 제 1 충전 방식과 연관된 정보(1401)는, 전자기파 방식을 나타내는 식별 정보(예: 원거리 충전), 전자기파 방식에 따라 충전 중인지 여부를 나타내는 정보(예: 충전 중), 충전율을 나타내는 정보(예: 83%), 완충 예상 시간(예: 약 59분 후 충전 완료) 등을 포함할 수 있다. 제 2 충전 방식과 연관된 정보(1402)는, 공진 방식을 나타내는 식별 정보(예: 공진 고속 충전), 공진 방식 충전 가부를 나타내는 정보(예: 충전 가능), 완충 예상 시간(예: 약 9분 후 충전 완료) 등을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 무선 전력 송신 장치(100) 또한 충전 방식과 연관된 정보를 직접 표시하거나 또는 TV 등의 다른 전자 장치를 통하여 표시하도록 제어할 수도 있다. 또는, 충전 전력의 크기, 감도 등 또한 표시될 수도 있다.
1305 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 무선 충전 방식 변경 명령이 입력되는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 14b에서 사용자가 제 2 충전 방식과 연관된 정보(1402)를 지정할 수 있다. 전자 장치(150)는, 충전 방식과 연관된 정보가 지정되는 것을, 지정된 방식으로 충전 방식을 변경하는 것으로 미리 설정될 수 있다. 이에 따라, 제 2 충전 방식과 연관된 정보(1402)의 지정에 대응하여, 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식으로부터 제 2 충전 방식으로 충전 방식을 변경할 수 있다. 1307 동작에서, 전자 장치(150)는 제 2 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)는 도 14와 같은 정보를, 충전 시작 시에 애니메이션으로 표시할 수도 있으며, 또는 상태 표시 줄 등에 표시할 수도 있다. 전자 장치(150)는 다른 어플리케이션 실행 중에도, 관련 정보를 표시할 수도 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1501 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 1 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자기파 방식에 따라 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력을 송신할 수 있으며, 전자 장치(150)는 전자기파 방식에 따라 복수 개의 패치 안테나를 통하여 전력을 수신할 수 있다. 1503 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리, 전자 장치(150)에서 수신되는 에너지의 크기, 효율, 규약 위배 여부 또는 생체 영향 여부 중 적어도 하나를 모니터링할 수 있다.
1505 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 모니터링 결과에 기초하여, 제 2 충전 방식이 제 1 충전 방식에 비하여 유리한지를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)가 제 2 충전 방식이 제 1 충전 방식에 비하여 유리하다고 판단되는 예시들은 도 16a 내지 16c를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 하나. 제 2 충전 방식이 제 1 충전 방식에 비하여 유리하다고 판단되면, 1507 동작에서 무선 전력 송신 장치(100) 또는 전자 장치(150)는 제 2 충전 방식에 따라 충전을 수행할 수 있다.
도 16a 내지 16c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 방식 변경 과정을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다.
도 16a를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 범위(1600) 내에 전자 장치(150)가 위치하면 공진 방식에 따라 충전하도록 설정되고, 제 1 범위(1600) 밖에 전자 장치(150)가 위치하면 전자기파 방식에 따라 충전하도록 설정될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 시점에 전자 장치(150)가 제 1 범위(1600) 내에 위치한 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식에 따라 코일(또는, 공진 회로)을 통하여 자기장(1611)을 형성함으로써 전자 장치(150)로 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리를 모니터링할 수 있다.
제 2 시점에서, 전자 장치(150)는 제 1 범위(600) 밖으로 이동(1601)할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 전자 장치(150)를 가지고 제 1 범위(600) 밖으로 이동할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자 장치(150) 사이의 거리가 증가하여, 전자 장치(150)가 제 1 범위(1600) 밖에 위치하는 것을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 이에 따라 전자 장치(150)를 전자기파 방식으로 충전하는 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 전자기파 방식에 대응하는 복수 개의 패치 안테나를 통하여 RF 웨이브(1612)를 형성함으로써 전자 장치(150)로 전력을 송신할 수 있다.
도 16b를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 범위(1600) 내에 전자 장치(150)가 위치하면 공진 방식에 따라 충전하도록 설정되고, 제 1 범위(1600) 밖에 전자 장치(150)가 위치하면 전자기파 방식에 따라 충전하도록 설정될 수 있다. 제 1 시점에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 다른 전자 장치(1620)를 식별하여 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 다른 전자 장치(1620)가 제 1 범위(1600) 내에 포함되었음에 따라, 다른 전자 장치(1620)를 공진 방식으로 충전할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 코일(또는, 공진 회로)을 통하여 자기장(1621)을 형성함으로써 다른 전자 장치(1620)로 전력을 송신할 수 있다. 제 2 시점에서, 전자 장치(150)가 제 1 범위(1600) 내에 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)가 제 1 범위(1600) 내에 배치됨을 판단할 수 있으며, 이에 따라 전자 장치(150)를 공진 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식으로 충전 시에 규약이 위배되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 공진 방식의 표준에서는 무선 전력 수신 장치에서 수신하여야 할 충전 전력의 최솟값을 제언할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150) 및 다른 전자 장치(1620)를 동시에 공진 방식으로 충전하는 경우에, 전자 장치(150)에 제언된 전력의 최솟값 미만의 전력이 송신됨을 판단할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 전자기파 방식으로 충전할 것으로 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 패치 안테나를 통하여 RF 웨이브(1622)를 형성함으로써 전자 장치(150)에 전력을 송신할 수 있다.
제 3 시점에서, 다른 전자 장치(1620)가 제 1 범위(1600)의 외부로 이동할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 규약 위배 여부를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)를 단독으로 충전하는 경우에는, 제언된 전력의 최솟값 이상의 전력이 전자 장치(150)로 송신 가능한 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식으로 충전을 수행하더라도 규약이 위배되지 않는 것에 기초하여, 전자 장치(150)를 공진 방식으로 충전할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 코일(또는, 공진 회로)을 통하여 자기장(1621)을 형성함으로써 전자 장치(150)로 전력을 송신할 수 있다.
또는, 무선 전력 송신기(100)는, 제 2 시점에서는 공진 방식에 의하면 무선 전력 송신기(100)로부터 전자 장치(150)로 송신되는 전력의 송신 효율이 임계치 이하인 것에 기초하여, 전자 장치(150)를 전자기파 방식에 따라 충전할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식에 대응하는 송신 효율을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 주기적으로 공진 방식에 따라 충전을 수행하고, 전자 장치(100)로부터 수신 세기 또는 검출된 전류, 전압 또는 전력의 크기 등에 기초하여 공진 방식에 따른 송신 효율을 모니터링할 수도 있다. 다른 전자 장치(1620)가 사라진 제 3 시점에서, 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식에 의하면 무선 전력 송신기(100)로부터 전자 장치(150)로 송신되는 전력의 송신 효율이 임계치 초과인 것으로 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 이에 대응하여 충전 방식을 공진 방식으로 변경하고, 자기장(1621)을 형성함으로써 전자 장치(150)를 충전할 수도 있다.
도 16c를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 범위(1600) 내에 전자 장치(150)가 위치하면 공진 방식에 따라 충전하도록 설정되고, 제 1 범위(1600) 밖에 전자 장치(150)가 위치하면 전자기파 방식에 따라 충전하도록 설정될 수 있다. 제 1 시점에서, 전자 장치(150)가 제 1 범위(1600) 안에 배치될 수 있다. 제 1 시점에서, 제 1 범위(1600) 안에는 생체(1632)가 위치할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)가 제 1 범위(1600) 안에 배치된 것에 따라 충전 방식을 공진 방식으로 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식에 의하여 자기장을 형성한 경우에, 생체(1632)에 자기장이 영향을 미치는 것을 판단할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 생체(1632)에 영향을 미치지 않도록, 충전 방식을 전자기파 방식으로 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치(150)의 위치에 RF 웨이브(1631)를 빔 포밍할 수 있으며, 생체(1632)는 자기장 또는 전기장의 영향을 받지 않을 수 있다.
무선 전력 송신 장치(100)는, 생체 영향 여부를 모니터링할 수 있다. 제 2 시점에서, 생체(1632)는 제 1 범위(1600) 밖으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 비젼 인식 또는 레이더 인식에 따라 생체(1632)가 제 2 시점에서 제 1 범위(1600) 밖으로 이동하는 것을 판단할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)가 생체(1632)의 이동 여부를 판단하는 방법에는 제한이 없다. 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식에 의하여 자기장을 형성하여도 생체(1632)에 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있으며, 이에 대응하여 공진 방식을 충전 방식으로 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식에 따라 자기장(1633)을 형성함으로써, 전자 장치(150)로 전력을 송신할 수 있다.
도 16a 내지 16c와 관련하여 무선 전력 송신 장치(100)가, 모니터링 및 충전 방식을 변경하는 것과 같이 설명되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 상술한 바와 같이, 전자 장치(100)가 모니터링 및 충전 방식 변경을 수행할 수도 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 복수 개의 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1701 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전자 장치(1701)를 검출할 수 있다. 1703 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전자 장치를 제 1 충전 방식에 따라 충전하기로 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 제 1 전자 장치(1701) 사이의 거리, 제 1 전자 장치(1701)에서 수신되는 에너지의 크기, 효율, 규약 위배 여부 또는 생체 영향 여부 중 적어도 하나에 기초하여 제 1 충전 방식을 선택할 수 있다. 1705 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다.
1707 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 전자 장치(1702)를 검출할 수 있다. 1709 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전자 장치의 충전을 고려하여, 제 2 전자 장치의 충전 방식을 제 1 충전 방식 또는 제 2 충전 방식 중 어느 하나로 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 제 2 전자 장치(1702) 사이의 거리, 제 2 전자 장치(1702)에서 수신되는 에너지의 크기, 효율, 규약 위배 여부 또는 생체 영향 여부 중 적어도 하나에 기초하여, 제 2 전자 장치(1702)의 충전 방식을 제 1 충전 방식으로 선택할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식에 따라 제 1 전자 장치(1701) 및 제 2 전자 장치(1702) 모두를 충전하는 경우에, 양 전자 장치에 충분한 전력이 송신될 수 없음을 판단할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 전자 장치(1702)의 충전 방식을 제 2 충전 방식으로 선택할 수도 있다. 1711 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 선택된 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치들(1701,1702)별로 식별자(ID)를 할당할 수도 있으며, 식별자별로 충전 방식, 충전 시간, 충전량 등을 관리할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 식별자 인식을 수신된 명령에 따라 수행할 수도 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1801 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전자 장치 및 제 2 전자 장치를 동시에 충전할 수 있다. 1803 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 전자 장치의 충전 완료 또는 제 1 전자 장치의 회수를 검출할 수 있다. 1805 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 전자 장치의 충전 방식을 다시 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 전자 장치는 제 1 충전 방식으로 충전하고, 제 2 전자 장치는 제 2 충전 방식으로 충전할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 전자 장치의 회수를 검출할 수 있으며, 제 2 전자 장치를 제 1 충전 방식에 따라 충전할지 또는 제 2 충전 방식에 따라 충전할지 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 전자 장치를 제 1 충전 방식에 따라 충전하는 것이 더 효율이 높은 것을 판단할 수 있으며, 이에 따라 제 2 전자 장치의 충전 방식을 제 1 충전 방식으로 변경할 수 있다. 1807 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 다시 판단된 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 전자 장치가 완충된 경우에 보충전(auxiliary charging)을 수행할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 제 1 전자 장치에 기존의 충전 전력의 크기보다 작은 보충전 전력을 송신함으로써, 제 1 전자 장치가 충전 완료 이후에 다시 방전되지 않고, 완충 상태를 유지할 수 있도록 할 수도 있다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1901 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치(150)를 검출할 수 있다. 1903 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식에 따른 효율 및 제 2 충전 방식에 따른 효율을 판단할 수 있다. 1905 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식의 효율이 임계 효율을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 제 1 충전 방식의 효율이 임계 효율을 초과하는 것으로 판단되면, 1907 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 충전 방식 효율이 임계 효율을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 제 1 충전 방식의 효율이 임계 효율을 초과하고, 제 2 충전 방식의 효율이 임계 효율을 초과하는 것으로 판단되면, 1909 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식 및 제 2 충전 방식을 동시에 이용하여 전자 장치(150)를 충전하기로 판단할 수 있다. 제 1 충전 방식 효율이 임계 효율을 초과하고, 제 2 충전 방식 효율이 임계 효율 이하인 것으로 판단되면, 1911 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식에 따라 전자 장치(150)를 충전하는 것으로 판단할 수 있다. 1905 동작에서 제 1 충전 방식 효율이 임계 효율 이하인 것으로 판단되면, 1913 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 충전 방식의 효율이 임계 효율을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 제 1 충전 방식 효율이 임계 효율 이하이고, 제 2 충전 방식 효율이 임계 효율을 초과하면, 1915 동작에 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 충전 방식에 따라 전자 장치를 충전하는 것으로 판단할 수 있다. 제 1 충전 방식 효율이 임계 효율 이하이고, 제 2 충전 방식 효율이 임계 효율 이하이면, 1917 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 충전 방식의 효율 및 제 2 충전 방식의 효율을 비교하여, 더 높은 효율의 충전 방식에 따라 전자 장치(150)를 충전하는 것으로 판단할 수 있다. 1919 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 판단된 충전 방식에 대응하는 전력 송신 회로를 이용하여 에너지를 송신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전 방식 및 제 2 충전 방식 모두를 이용하여 충전을 수행하도록 결정된 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 패치 안테나를 이용하여 RF 웨이브를 형성하면서, 코일(또는, 공진 회로)을 이용하여 자기장을 형성함으로써 전자 장치(150)에 전력을 송신할 수 있다.
도 20a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 전자 장치의 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 범위(2000) 내에 포함된 전자 장치에 대하여서는 공진 방식에 따라 충전을 수행하도록 설정되고, 제 1 범위(200) 밖에 위치한 전자 장치에 대하여서는 전자기파 방식에 따라 충전을 수행하도록 설정될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식에 따라 자기장(2011)을 형성함으로써, TV(2002)에 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식 및 전자기파 방식을 모두 이용하여 제 1 전자 장치(2001)를 충전할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식에 따라 자기장(2012)을 형성하고, 전자기파 방식에 따라 RF 웨이브(2013)를 형성함으로써 제 1 전자 장치(2001)에 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자기파 방식에 따라 RF 웨이브(2014)를 형성함으로써 제 2 전자 장치(2003)에 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 제 1 전자 장치(2001)의 위치에 빔 포밍을 수행하여 RF 웨이브(2013)를 형성할 수 있으며, 제 2 전자 장치(2003)의 위치에 빔 포밍을 수행하여 RF 웨이브(2014)를 형성할 수 있다.
도 20b 및 20c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 위치에 대한 RF 웨이브 형성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 20b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자장치(2001,2003)의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 전자장치(2001)로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치(2001)의 방향을 결정하고, 제2 전자장치(2003)로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치(2003)의 방향을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자장치(2001,2003) 각각을 충전하기 위한 패치 안테나 그룹(2221,2222)을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나 그룹(2221,2222)을 이용하여 복수 개의 전자장치(2001,2003)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나 그룹(2221)을 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나 그룹(2222)을 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자장치(2001,2003) 각각의 방향에 따라 패치 안테나 그룹(2221,2222)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)의 상대적으로 좌측에 배치된 것으로 판단된 제 1 전자장치(2001)에 대하여서는 상대적으로 좌측에 배치되는 패치 안테나 그룹(2221)을 선택할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)의 상대적으로 우측에 배치된 것으로 판단된 제 2 전자장치(2003)에 대하여서는 상대적으로 우측에 배치되는 패치 안테나 그룹(2222)을 선택할 수 있다. 패치 안테나 그룹(2221)은 제 1 전자장치(2001)을 충전하기 위한 RF 웨이브(2013)를 형성할 수 있으며, 패치 안테나 그룹(2222)은 제 2 전자장치(2003)를 충전하기 위한 RF 웨이브(2014)를 형성할 수 있다.
아울러, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자장치(2001,2003) 각각의 정격 전력에 기초하여 패치 안테나 그룹에 포함되는 패치 안테나 개수를 선택할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 정격 전력의 전자장치에 대하여서는 상대적으로 많은 개수의 패치 안테나를 할당할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 복수 개의 전자장치(2001,2003)가 동시에 충전될 수 있다.
도 20c를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자장치(2001,2003)의 방향을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자장치(2001,2003) 각각을 충전하기 위한 충전 시간을 분배할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 분배된 충전 시간에 기초하여 복수 개의 전자장치(2001,2003)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 1 시간(t1) 동안에는 모든 패치 안테나(2223) 각각이 서브 RF 웨이브를 형성하도록 제어하여 제 1 전자장치(2001)를 충전하기 위한 RF 웨이브(2013)를 형성할 수 있으며, 제 2 시간(t2) 동안에는 패치 안테나 전체(2223)를 이용하여 제 2 전자장치(2003)를 충전하기 위한 RF 웨이브(2014)를 형성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전자 장치들(2001,2003)을 번갈아가면서 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
2101 동작에서, 전자 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(100)를 검출할 수 있다. 2103 동작에서, 전자 장치(150)는 급속 충전 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 급속 충전 명령을 입력할 수 있는 사용자 인터페이스를 표시할 수 있으며, 사용자 인터페이스를 통하여 급속 충전 명령을 수신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전자 장치(150)는 급속 충전 개시 조건이 검출되면, 이에 대응하여 급속 충전을 개시할 수도 있다. 2105 동작에서, 전자 장치(150)는 급속 충전 요청을 송신할 수 있다.
2107 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 수신된 급속 충전 요청에 대응하여, 전자 장치(150)를 복수 개의 충전 방식에 따라 충전하는 것으로 판단할 수 있다. 2109 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 복수 개의 충전 방식에 대응하는 복수 개의 전력 송신 회로를 통하여 에너지를 송신할 수 있다. 2111 동작에서, 전자 장치(150)는, 복수 개의 충전 방식에 대응하는 복수 개의 전력 수신 회로를 통하여 에너지를 수신할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(150)는 상대적으로 큰 크기의 전력을 수신할 수 있다.
도 22a 내지 22f는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 배치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 22a를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는, 데이터 송수신 장치(2200)에 포함될 수 있다. 데이터 송수신 장치(2200)는, TV(2201)와 데이터를 무선으로 송수신할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송수신 장치(2200)는, 외부로부터 수신한 비디오 신호 또는 오디오 신호 중 적어도 하나를, 무선으로 TV(2201)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 데이터 송수신 장치(2200)의 형상에 따라 좌우로 신장된 형상을 가질 수 있다. 아울러, 데이터 송수신 장치(2200)에 포함된 무선 전력 송신 장치(100)는, 무선으로 전력을 TV(2201)로 송신할 수 있다. 이에 따라, TV(2201)는 유선 연결 없이, 무선으로 전력과, 비디오 신호 또는 오디오 신호 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식에 따라 자기장(2211,2212,2213)을 형성함으로써, TV(2201)로 전력을 송신할 수 있다. TV(2201)는 무선 전력 수신 장치(2203)를 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(2203)는 예를 들어 주변에 생성된 자기장(2211,2212,2213)을 전류, 전압 또는 전력으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(2203)는, 무선 전력 송신 장치(100)의 형상에 대응되도록 좌우로 신장된 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자기파 방식에 따라 충전을 수행할 수도 있으며, 예를 들어 상대적으로 원거리에 위치한 전자 장치(2202)의 위치에 대하여 RF 웨이브(2214)를 형성할 수 있다. 한편, TV(2201)가 턴 오프된 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는, 자기장을 형성함으로써 전자 장치(2202)를 충전할 수도 있다.
도 22b를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는, 오디오 장치(2214)에 포함될 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 오디오 장치(2214)의 형상에 따라 상하로 신장된 형상을 가질 수 있다. TV(2201)에 포함된 무선 전력 수신 장치(2205)는 무선 전력 송신 장치(100)의 형상에 따라 상하로 신장된 형상을 가질 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는, 자기장(2215)을 형성함으로써 무선 전력 수신 장치(2205)로 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 RF 웨이브(2216)를 형성함으로써 전자 장치(2202)로 전력을 송신할 수 있다.
도 22c를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따른 전력 송신 회로(2231), 제어 회로(2232) 및 전자기파 방식에 따른 전력 송신 회로(2233)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전력 송신 회로(2231)는, 예를 들어, 100 내지 205 kHz, 또는 6.78 MHz의 주파수를 가지는 전력을 제공하는 전력 소스, 증폭 회로, 코일, 또는 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 송신 회로(2233)는, 예를 들어, 5.8 GHz의 주파수를 가지는 전력을 제공하는 전력 소스, 증폭 회로, 분배 회로, 위상 쉬프터, 또는 패치 안테나 어레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 송신 회로(2233)는, 상대적으로 상측 방향으로 RF 웨이브(2234)를 향하여 형성되도록 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 예를 들어 바닥에 배치되는 경우에는, 전자 장치(150)가 무선 전력 송신 장치(100)에 비하여 상측에 위치할 가능성이 크다. 이에 따라, RF 웨이브(2234)가 상측 방향을 향할 수 있도록 패치 안테나 어레이가 바닥면에 대하여 경사지게 배치될 수도 있다. 제어 회로(2232)는, 예를 들어 통신 회로 또는 프로세서를 포함할 수 있으며, 전자 장치(150)와의 통신을 수행하거나 또는 전력 송신 회로(2231) 또는 전력 송신 회로(2233)의 전력 송신을 제어할 수 있다. 도 22d를 참조하면, 전력 송신 회로(2233)이 바닥에 대하여 실질적으로 수직하도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)가 배치된 높이가, 전자 장치(150)가 주로 배치되는 높이와 유사한 경우에는, RF 웨이브(2234)가 바닥에 대하여 평행하게 형성될 수 있다. 도 22c 및 22d에서 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)의 배치 위치에 따라 전자기파 방식의 패치 안테나 어레이의 배치 방향이 달라질 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나 어레이의 배치 방향을 기계적으로 조정하기 위한 액츄에이터를 포함할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 전자 장치가 위치하는 위치 또는 방향에 따라 패치 안테나 어레이의 배치 방향을 기계적으로 변경할 수도 있다.
도 22e를 참조하면, TV(2240)는 디스플레이(2241) 및 본체(2242)를 포함할 수 있다. 본체(2242) 내에는 자기장(2245)을 생성할 수 있는 전력 송신 회로 및 RF 웨이브(2246)를 생성할 수 있는 전력 송신 회로를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본체(2242)로부터 형성된 자기장(2245) 및 RF 웨이브(2246)를 이용하여 전자 장치들(2243,2244)이 충전될 수 있다. 도 22f를 참조하면, TV(2240)는 지지 구조(2250)에 의하여 지지될 수 있다. 지지 구조(2250) 내에 배치되는 무선 전력 송신 장치(100)는 자기장(2247)을 생성하는 전력 송신 회로 및 RF 웨이브(2248)를 형성하는 전력 송신 회로를 포함할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 형성된 자기장(2247) 및 RF 웨이브(2248)를 이용하여 전자 장치들(2243,2244)이 충전될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)의 배치 형태에 대하여서는 제한이 없으며, 예를 들어 무선 전력 송신 장치(100)는 책상 위 또는 책상 아래에 배치될 수도 있으며, 스마트 폰, 키보드, 마우스 등의 다양한 책상 상에 위치한 전자 장치들을 공진 방식, 유도 방식 또는 전자기파 방식 중 적어도 하나에 기초하여 충전할 수도 있다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 근거리 충전 및 원거리 충전의 판단 기준을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)로부터의 거리가 제 1 거리(2311) 이하인 제 1 영역(2310)은, 근거리 충전 영역으로 설정될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)의 거리가 제 1 거리(2311)를 초과하고 제 2 거리(2311) 이하인 제 2 영역(2320)은, 원거리 충전 영역으로 설정될 수 있다. 근거리 충전 영역에서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 자기장(2230)을 형성함으로써 전자 장치(2341)를 충전할 수 있다. 원거리 충전 영역에서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자기파 방식에 따라 RF 웨이브(2331)를 형성함으로써 전자 장치(2342)를 충전할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 예를 들어 공진 방식의 효율이 전자기파 방식의 효율보다 높은 범위, 공진 방식에 의하여 전자 장치가 수신하는 전력의 세기가 전자기파 방식에 의하여 전자 장치가 수신하는 전력의 세기보다 높은 범위 등을 제 1 영역(2310)으로 설정할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100)는, 공진 방식에 의한 전력 송신이 최적의 EMI 조건을 만족하는 범위 또는 자계의 크기가 기설정된 수치(예: 6.25μT) 이하인 범위 등을 제 1 영역(2310)으로 설정할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 전자 장치의 종류에 따라 제 1 거리(2311)를 판단할 수도 있다. 예를 들어, TV와 같은 상대적으로 높은 리액턴스를 가지는 코일을 포함하는 전자 장치에 대하여서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 거리(2311)를 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 또는, 스마트폰과 같은 상대적으로 낮은 리액턴스를 가지는 코일을 포함하는 전자 장치에 대하여서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 거리(2311)를 상대적으로 작게 설정할 수 있다.
도 24a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 평면도를 도시한다. 도 24a에 도시된 바와 같이, 복수 개의 패치 안테나를 포함하는 패치 안테나 어레이(2402)의 주변에 코일(2401)이 위치할 수 있다. 코일(2401)은 2회 권선된 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것이며, 코일(2401)의 권선 횟수는 제한이 없다. 도 24b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 제 1 방향에서 바라본 제 1 측면도이며, 도 24c는 사시도이며, 도 24d는 제 2 방향에서 바라본 제 2 측면도를 도시한다. 도 24b 내지 24d에 도시된 바와 같이, 코일(2401)의 좌우 방향으로 연장되는 일부는 곡선의 형태를 가질 수 있다. 곡선의 형태를 가지는 코일(2401)의 일부는 패치 안테나 어레이(2402)로부터 지정된 거리만큼 이격될 수 있다. 이에 따라, 코일(2401)에 의한 자기장과 패치 안테나 어레이(2402)로부터의 RF 웨이브가 간섭되지 않을 수 있다. 도 24e에서 도시된 바와 같이, 패치 안테나 어레이(2402)로부터의 RF 웨이브(2441)가 코일(2401)의 영향 없이 양호하게 형성될 수 있으며, 도 24f에서 도시된 바와 같이, 코일(2401)에서 형성된 자기장(2442)이 패치 안테나 어레이(2402)의 영향 없이 양호하게 형성될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치 또한 코일(2401) 및 패치 안테나 어레이(2402)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 코일(2401)은, 원형, 타원형 등의 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 패치 안테나 어레이는 상대적으로 소형으로 제작될 수도 있으며, 플립 타입(flip type) 등으로 구현될 수도 있다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 코일 및 패치 안테나 어레이의 위치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 25에 도시된 바와 같이, 제 1 면(2510)에는 코일(2500)이 배치될 수 있다. 제 2 면(2511)에는 패치 안테나 어레이(2501)가 배치될 수 있으며, 제 3 면(2512)에는 패치 안테나 어레이(2502)가 배치될 수 있다. 제 1 면(2510) 및 제 2 면(2511)이 이루는 제 1 각도(θ1) 및 제 1 면(2510) 및 제 3 면(2512)이 이루는 제 2 각도(θ2)는 동일하거나 상이할 수 있다. 제 1 각도(θ1) 또는 제 2 각도(θ2) 중 적어도 하나는, 프로세서에 의하여 기계적으로 조정될 수도 있으며, 무선 전력 송신 장치(100)는 각도들을 조정하기 위한 액츄에이터를 더 포함할 수도 있다.
상기 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,"모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 전자 장치를 검출하는 동작; 복수 개의 패치 안테나 또는 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 동작; 및 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 송신하도록 제어하는 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, 복수 개의 패치 안테나 또는 코일 중 적어도 하나를, 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신하기 위한 전력 수신 회로로 선택하는 동작; 상기 선택된 전력 수신 회로에 대한 정보를, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하는 동작; 및 상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 수신하는 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.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 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. 복수 개의 패치 안테나;
    코일; 및
    프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    전자 장치를 검출하고,
    상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하고,
    상기 선택에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를 통하여, 상기 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 무선 전력 송신 장치 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하고,
    상기 거리에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 거리가 임계 거리를 초과하면, 상기 복수 개의 패치 안테나를 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하거나, 또는
    상기 거리가 상기 임계 거리 이하이면, 상기 코일을 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    미리 지정된 상기 임계 거리를 이용하여 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하거나, 또는 상기 전자 장치에 대응하는 상기 임계 거리를 이용하여 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치의 검출에 대응하여, 상기 복수 개의 패치 안테나를 통하여, 제 1 시험용 전력을 송신하도록 제어하고,
    상기 전자 장치의 검출에 대응하여, 상기 코일을 통하여, 제 2 시험용 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 전자 장치는, 상기 제 1 시험용 전력이 수신되는 크기와 상기 제 2 시험용 전력이 수신되는 크기를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하고, 상기 선택된 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신 장치의 통신 회로로 송신하고,
    상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통하여 수신된 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 전자 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 상기 제 1 시험용 전력이 상기 전자 장치에서 수신된 크기인 크기에 대한 제 1 정보 및 상기 제 2 시험용 전력이 상기 전자 장치에서 수신된 크기에 대한 제 2 정보를 수신하고,
    상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 이용하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 제 1 시험용 전력의 송신 세기 및 상기 제 2 시험용 전력의 송신 세기를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 전자 장치로 송신하고,
    상기 전자 장치는, 상기 제 1 시험용 전력의 수신 세기 및 상기 시험용 전력의 제 2 수신 세기를 검출하고, 상기 제 1 시험용 전력의 송신 세기 및 상기 제 1 시험용 전력의 수신 세기에 기초하여 상기 제 1 시험용 전력의 송신 효율을 판단하고, 상기 제 2 시험용 전력의 송신 세기 및 상기 제 2 시험용 전력의 수신 세기에 기초하여 상기 제 2 시험용 전력의 송신 효율을 판단하고, 상기 제 1 시험용 전력의 송신 효율 및 상기 제 2 시험용 전력을 이용하여 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하고, 상기 선택된 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로에 대한 정보를 상기 무선 전력 송신 장치의 통신 회로로 송신하고,
    상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통하여 수신된 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 상기 제 1 시험용 전력의 상기 전자 장치에서의 수신 세기 및 상기 제 2 시험용 전력의 상기 전자 장치에서의 수신 세기를 수신하고,
    상기 제 1 시험용 전력의 송신 세기 및 상기 제 1 시험용 전력의 수신 세기에 기초하여 상기 제 1 시험용 전력의 송신 효율을 판단하고, 상기 제 2 시험용 전력의 송신 세기 및 상기 제 2 시험용 전력의 수신 세기에 기초하여 상기 제 2 시험용 전력의 송신 효율을 판단하고,
    상기 제 1 시험용 전력의 송신 효율 및 상기 제 2 시험용 전력을 이용하여 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 시험용 전력의 송신 및 상기 제 2 시험용 전력의 송신에 따라, 지정된 규약의 위배 여부를 판단하고,
    상기 판단 결과에 따라, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 무선 전력 송신 장치의 근처에 위치하는 생체를 검출하고,
    상기 생체에 대한 영향 여부에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 상기 전자 장치에 대한 정보를 수신하고,
    상기 전자 장치에 대한 정보를 이용하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통하여, 상기 전자 장치의 사용자에 의하여 지정된 충전 방식에 대한 정보를 수신하고,
    상기 수신된 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나 또는 상기 코일 중 적어도 하나를, 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로로 선택하는 무선 전력 송신 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 선택된 상기 전자 장치를 충전하기 위한 전력을 송신하기 위한 전력 송신 회로에 대한 정보를 상기 전자 장치로 송신하고,
    상기 전자 장치는, 상기 수신된 정보에 대응하는 무선 전력 수신 회로를 이용하여, 상기 전력을 수신하는 무선 전력 송신 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제 1 시점에서, 상기 복수 개의 패치 안테나를 통하여 상기 전력을 송신하도록 제어하고,
    제 2 시점에서, 상기 코일을 통하여 상기 전력을 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신 장치.
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