WO2020105991A1 - 변압기 코일에 기반한 유무선 충전 방법 및 장치 - Google Patents

변압기 코일에 기반한 유무선 충전 방법 및 장치

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WO2020105991A1
WO2020105991A1 PCT/KR2019/015775 KR2019015775W WO2020105991A1 WO 2020105991 A1 WO2020105991 A1 WO 2020105991A1 KR 2019015775 W KR2019015775 W KR 2019015775W WO 2020105991 A1 WO2020105991 A1 WO 2020105991A1
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electronic device
wireless charging
coil
charging
circuit
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PCT/KR2019/015775
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김종민
이병전
차재덕
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삼성전자 주식회사
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    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
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    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/068—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode mounted on a transformer

Definitions

  • Various embodiments of the present invention disclose a method and apparatus for wired / wireless charging based on a transformer coil.
  • the battery of the electronic device requires charging, and the charging method of the battery may be divided into wired charging and wireless charging.
  • the wired charging method may be a contact-type charging method in which a charging device (for example, a wired charging device) is connected to an electronic device by wire to supply power.
  • the wireless charging method may be a contactless charging method in which a charging device (eg, a wireless charging device) charges a battery of the electronic device by using magnetic coupling without electrical contact with the electronic device.
  • the wired charging device may include a primary rectifier circuit, a transformer, a secondary rectifier circuit, or a control circuit.
  • the wired charging device converts an alternating current (AC) voltage (eg, 110V, 220V) into a direct current (DC) voltage suitable for an electronic device (eg, 5V, 6V, 12V) using the circuits, and applies a voltage (or Current).
  • the wireless charging device may include a coil, a wireless charging circuit or a control circuit. The wireless charging device may supply current to the electronic device by flowing an induced current through the coil in a magnetic induction method.
  • a method and apparatus for enabling wired charging and wireless charging in one charging device may be disclosed by forming a coil for wireless charging in a secondary coil of a transformer for wired charging.
  • An electronic device includes wireless charging including a transformer composed of a primary coil and a secondary coil, and a secondary coil that is electrically connected to the secondary coil of the secondary coil.
  • An electronic device includes a first rectifying circuit that rectifies alternating current into direct current, a switching circuit that converts the first rectifying circuit into alternating current of a pulse wave, a primary side coil, and a secondary side agent.
  • a second rectifying circuit converting to a proper voltage for wired charging, and the second coil on the secondary side electrically connected to the second coil on the transformer, and based on the converted AC through the second coil.
  • a wireless charging circuit for supplying wireless charging power, and a control circuit, wherein the control circuit detects at least one connection according to electrical or functional connection of at least one external electronic device, and the at least one external Based on at least one connection of the electronic device, it may be set to control charging of at least one of wired charging by an appropriate voltage using the second rectifying circuit or wireless charging by the wireless charging power using the wireless charging circuit.
  • a wireless charging circuit including a transformer composed of a primary side coil and a secondary side first coil according to various embodiments of the present invention and a secondary side second coil electrically connected to the secondary side first coil of the transformer
  • the operation method of the device is based on the operation of sensing at least one connection according to an electrical connection or functional connection of at least one external electronic device, and based on at least one connection of the at least one external electronic device, output from the transformer And controlling charging of at least one of wired charging by an appropriate voltage or wireless charging by wireless charging power output from the wireless charging circuit.
  • wired charging and wireless charging can be enabled in one charging device.
  • the size of the charging device may be reduced by adding a coil and a variable capacitor for wireless charging to the existing transformer for wired charging.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a connection relationship 250 between a charging device and one or more electronic devices according to various embodiments.
  • 3A to 3C are block diagrams illustrating a configuration of a charging device according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a flowchart 400 illustrating a method of operating a charging device according to various embodiments.
  • FIG. 5 is a flowchart 500 illustrating a method of controlling charging power when a charging device requests a wired charging in a wireless charging state according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart 600 illustrating a method of controlling charging power when a charging device requests a wireless charging in a wired charging state according to various embodiments.
  • An electronic device may be various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device e.g, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • any (eg, first) component is referred to as “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the term “functionally” or “communically”
  • any of the above components can be connected directly to the other components (eg, by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include units implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof performing one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through the first network 198 (eg, a short-range wireless communication network), or the second network 199. It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a remote wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • the server 108 e.g, a remote wireless communication network.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ).
  • the components for example, the display device 160 or the camera module 180
  • the sensor module 176 eg, fingerprint sensor, iris sensor, or illuminance sensor
  • the display device 160 eg, display.
  • the processor 120 executes software (eg, the program 140) to execute at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least a part of data processing or computation, the processor 120 may receive instructions or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) in the volatile memory 132. Loaded into, process instructions or data stored in volatile memory 132, and store result data in non-volatile memory 134.
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 may receive instructions or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) in the volatile memory 132. Loaded into, process instructions or data stored in volatile memory 132, and store result data in non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and an auxiliary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together. , Sensor hub processor, or communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121, or to be specialized for a designated function. The coprocessor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
  • the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121, or to be specialized for a designated function.
  • the coprocessor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the coprocessor 123 may replace, for example, the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 may be active (eg, execute an application) ) With the main processor 121 while in the state, at least one of the components of the electronic device 101 (for example, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It can control at least some of the functions or states associated with.
  • the coprocessor 123 eg, image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of other functionally relevant components eg, camera module 180 or communication module 190). have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176).
  • the data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.
  • the input device 150 may receive commands or data to be used for components (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from outside (eg, a user) of the electronic device 101.
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, or digital pen (eg, a stylus pen).
  • the audio output device 155 may output an audio signal to the outside of the electronic device 101.
  • the audio output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call.
  • the receiver may be implemented separately from, or as part of, the speaker.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry configured to sense a touch, or a sensor circuit configured to measure the strength of the force generated by the touch (eg, a pressure sensor). have.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal, or vice versa. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, or an external electronic device (eg, directly or wirelessly connected to the sound output device 155 or the electronic device 101) Sound may be output through the electronic device 102 (eg, speakers or headphones).
  • an external electronic device eg, directly or wirelessly connected to the sound output device 155 or the electronic device 101
  • Sound may be output through the electronic device 102 (eg, speakers or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a biological sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or movement) or electrical stimuli that the user can perceive through tactile or motor sensations.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and videos. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented, for example, as at least part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishing and performing communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 operates independently of the processor 120 (eg, an application processor) and may include one or more communication processors supporting direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : Local area network (LAN) communication module, or power line communication module.
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • LAN Local area network
  • Corresponding communication module among these communication modules includes a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (for example, a cellular network, the Internet, or It may communicate with external electronic devices through a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or WAN).
  • a computer network eg, a telecommunication network such as
  • the wireless communication module 192 uses a subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive it from the outside.
  • the antenna module may include a single antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator made of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network 198 or the second network 199, is transmitted from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. Can be selected.
  • the signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, RFIC
  • other than the radiator may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • peripheral devices for example, a bus, a general purpose input and output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different type of device from the electronic device 101.
  • all or some of the operations performed on the electronic device 101 may be performed on one or more external devices of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 can execute the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a portion of the function or the service.
  • the one or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and deliver the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result, as it is or additionally, and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, or client-server computing technology This can be used.
  • Various embodiments of the present disclosure may include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) that includes.
  • a processor eg, processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the storage medium readable by the device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device, and does not contain a signal (eg, electromagnetic waves). It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as being included in a computer program product.
  • Computer program products are products that can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play StoreTM) or two user devices ( For example, it can be distributed directly (e.g., downloaded or uploaded) between smartphones).
  • a device such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server, or may be temporarily generated.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations of the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted Or, one or more other actions can be added.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a connection relationship 250 between a charging device and one or more electronic devices according to various embodiments.
  • the charging device 200 (or adapter, charger) according to various embodiments is formed with a coil for wireless charging on a secondary coil of a transformer for wired charging, and may be wired and wirelessly charged. Can be. According to various embodiments, the charging device 200 may provide wireless charging using a magnetic resonance method or a magnetic induction method.
  • the charging device 200 is electrically connected to the first electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1) to provide power (eg, current or voltage) to the electronic device 101 (or Supply).
  • the charging device 200 uses an alternating current (AC) voltage (eg, 110V, 220V) as a direct current (DC) voltage suitable for the electronic device 101 (eg, 5V, 6V, 12V) Converting to can supply the charging power to the electronic device 101.
  • the charging device 200 may include a transformer for wired charging.
  • the transformer may be a device that changes the value of voltage or current using a magnetic induction phenomenon.
  • the transformer is composed of a primary side coil and a secondary side coil (for example, the secondary side first coil), the charging device 200 is a coil for wireless charging the secondary side coil of the transformer (eg, secondary side second coil) By forming, it is possible to enable wireless charging as well as wired charging.
  • the charging device 200 may supply power to the electronic device 102 using magnetic coupling without electrical contact with the second electronic device (eg, the electronic device 102 of FIG. 1).
  • the current converted to a DC voltage by the charging device 200 may be coupled to the second coil on the secondary side through the transformer.
  • a magnetic field is generated inside the second coil on the secondary side by the current transmitted to the second coil on the secondary side, and the coil included in the electronic device 102 senses the magnetic field generated on the secondary coil on the secondary side to detect the electronic device ( 102) may be charged.
  • the charging device 200 may control the charging power by changing an operating frequency or adjusting a duty cycle.
  • the charging device 200 may control the switch to perform wired charging only, wireless charging only, or wired / wireless charging simultaneously.
  • the charging device 200 controls the output power to flow only through a path for wired charging by turning off a switch (for example, a second switch) connected to the second coil on the secondary side when only wired charging is performed. can do.
  • the charging device 200 may control the output power to flow only through the path for wireless charging by turning off a switch (for example, the first switch) connected to the electrical path for wired charging.
  • the charging device 200 may control the output power to be output through a wired charging path and a wireless charging path by turning on and off the first switch and the second switch during wired or wireless charging.
  • the charging device 200 may control (or adjust) charging power for wired charging or charging power for wireless charging according to a charging state.
  • 3A to 3C are block diagrams illustrating a configuration of a charging device according to various embodiments.
  • the charging device 200 includes a power connection unit 310, a switching circuit 320, a first switch 330, an interface 340, a transformer 350, It may include a rectifying circuit 360, a wireless charging circuit 370 or a control circuit 380.
  • the power connection unit 310 may be connected to an external power source (eg, AC voltage).
  • the power connection unit 310 may be formed in the form of a plug that is connected to an outlet in the home.
  • the power connection unit 310 may provide AC received from an external power supply to the switching circuit 320.
  • the switching circuit 320 may serve to convert AC received from the power connection unit 310. Since the power received from the power connection unit 310 is alternating current, and the power to be output by the charging device 200 is direct current, the switching circuit 320 may convert (or modulate) alternating current to direct current. For this reason, the switching circuit 320 may include a rectifying circuit (eg, a first rectifying circuit (eg, the first rectifying circuit 315 of FIG. 3C)) or an AC-DC converter. According to various embodiments, When the power received from the power connection unit 310 is DC, the switching circuit 320 may not be included. The switching circuit 320 may turn on / off a switching element (eg, a transistor) (eg, chopping). )) You can convert AC to DC.
  • a switching element eg, a transistor
  • the switching circuit 320 may control and convert power to be transmitted to the secondary side by a pulse width modulation (PWM) / power factor correction (PFC) method.
  • PWM pulse width modulation
  • PFC power factor correction
  • the switching circuit 320 may control power delivered to the transformer 350 while periodically turning on / off the switching element.
  • the switching circuit 320 may turn on the switch to supply power to the primary coil 351 of the transformer 350 and turn off the switch to not supply power to the primary coil 351 of the transformer 350.
  • the transformer 350 may include a primary side coil 351, a secondary side first coil 352, or a secondary side second coil 353.
  • the transformer 350 is a device for transmitting energy from the primary side to the secondary side by magnetic induction, and can change the output voltage and current of the secondary side.
  • the transformer 350 is capable of changing and controlling transmission of power received from the switching circuit 320.
  • a magnetic field is generated in the primary coil 351 by a switched current, and an induced current can be transmitted to the secondary coil 1 352 by the magnetic field.
  • the transformer 350 may transmit power passing through the secondary side first coil 352 to the rectifying circuit 360.
  • the secondary side second coil 353 included in the transformer 350 may be electrically connected to the secondary side first coil 352.
  • the secondary-side second coil 353 may be connected to the secondary-side first coil 352 in parallel.
  • the induced current transmitted from the primary coil 351 may be transmitted to the secondary coil 253.
  • a magnetic field is generated in the second coil 353 by the electric power transmitted to the second coil 353 on the secondary side, and a current (eg, current) in the coil included in the electronic device (for example, the electronic device 102 of FIG. 1) : Charging power).
  • the rectifying circuit 360 may be an element or device that converts power transmitted to the secondary side into a stable output.
  • the rectifying circuit 360 may generate an output current (eg, charging power) by rectifying the current (eg, induction current) transmitted from the transformer 350.
  • the rectifying circuit 360 may rectify a current transmitted from the transformer 350 and rectify it in a form that can be provided to the electronic device 101.
  • the rectifying circuit 360 may include a filter circuit for current rectification.
  • the rectifying circuit 360 may provide an output to the interface 340.
  • the interface 340 may be a terminal (or port) electrically connected to an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1).
  • the interface 340 may include an HDMI, USB, MHL interface, or SD card / MMC interface.
  • the interface 340 may transmit the output received from the rectifying circuit 360 to the electronic device 101.
  • the wireless charging circuit 370 may include a secondary-side second coil 353, a second switch 371, or a variable capacitor 373.
  • the secondary-side second coil 353 and the variable capacitor 373 constitute an LC series resonance circuit, and may operate as a resonance circuit in which energy is exchanged with each other.
  • the resonance frequency of the LC resonance circuit may be transmitted to the secondary side second coil 353 and the electronic device 102 that forms a magnetic field.
  • the wireless charging circuit 370 may transmit power to the coil included in the electronic device 102 by the magnetic field generated in the secondary-side second coil 353.
  • the control circuit 380 may control wired charging, wireless charging, or wired / wireless charging by controlling switches (eg, the first switch 330 and the second switch 371). For example, when the wired charging is performed only, the control circuit 380 may control the output power to flow only through a path for wired charging by turning on the first switch 330 and turning off the second switch 371. . Alternatively, when only wireless charging is performed, the control circuit 380 may control the output power to flow only through a path for wireless charging by turning off the first switch 330 and turning on the second switch 371. The control circuit 380 may control the output power to be output through a wired charging path and a wireless charging path by turning on the first switch 330 and the second switch 371 when charging wired or wireless.
  • switches eg, the first switch 330 and the second switch 371.
  • control circuit 380 may control (or adjust) charging power for wired charging or charging power for wireless charging according to a charging state.
  • the control circuit 380 may control the switching circuit 320 to control charging power for wired charging.
  • the control circuit 380 may control the charging current provided through the wired charging path by adjusting the duty cycle and frequency.
  • control circuit 380 may control (or adjust) charging power for wireless charging by changing the value of the variable capacitor 373.
  • the control circuit 380 increases the value of the variable capacitor 373 to increase the wireless charging power, or decreases the value of the variable capacitor 373 to decrease the wireless charging power.
  • the charging device 200 may further include a first rectifying circuit 315.
  • the first rectifying circuit 315 may rectify alternating current into direct current.
  • the switching circuit 320 may convert the first rectifying circuit 315 into alternating current of a pulse wave.
  • the transformer 350 may induce the converted AC from the switching circuit 320 to the secondary-side second coil 353 or change the voltage level of the converted AC from the switching circuit 320.
  • the second rectifying circuit 360 (eg, the rectifying circuit 360 of FIG. 3A) may be converted into an appropriate voltage for wired charging based on the changed voltage level from the transformer 350.
  • the wireless charging circuit 370 includes a secondary-side second coil 353 that is electrically connected to the secondary-side first coil 352 of the transformer 350, and is converted through the secondary-side second coil 353. It is possible to supply wireless charging power based on alternating current.
  • the control circuit 380 may detect at least one connection according to electrical or functional connection of at least one external electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1).
  • the control circuit 380 is based on at least one connection of the electronic device 101, and the wired charging by an appropriate voltage using the second rectifying circuit 360 or the wireless charging power using the wireless charging circuit 370 Charging of at least one of wireless charging may be controlled.
  • An electronic device includes a primary coil (eg, a primary coil 351 of FIGS. 3A to 3C). And a secondary side first coil (eg, the secondary side first coil 352 of FIGS. 3A to 3C) (eg, the transformer 350 of FIGS. 3A to 3C), the secondary side first of the transformer A wireless charging circuit (eg, a wireless charging circuit 370 of FIGS. 3A to 3C) including a second coil of the secondary side electrically connected to the coil (for example, the secondary coil 253 of the FIGS. 3A to 3C) ), And a control circuit (for example, the control circuit 380 of FIGS.
  • a primary coil eg, a primary coil 351 of FIGS. 3A to 3C
  • a secondary side first coil eg, the secondary side first coil 352 of FIGS. 3A to 3C
  • the secondary side first of the transformer eg, the secondary side first of the transformer
  • a wireless charging circuit eg, a wireless charging circuit 370 of FIGS.
  • control circuit configured to transmit wired charging power output from the transformer to a first external electronic device (for example, the electronic of FIG. 1).
  • Device 101 may be set to supply wireless charging power to a second external electronic device (for example, the electronic device 102 of FIG. 1) through a secondary coil included in the wireless charging circuit.
  • the secondary-side second coil may be set to be connected in parallel with the secondary-side first coil.
  • the transformer may be configured integrally with the secondary coil.
  • the electronic device is an interface that is electrically connected to the first external electronic device (for example, the interface 340 of FIGS. 3A to 3C), and a first switch disposed between the transformer and the interface (for example, FIGS. 3A to 3A).
  • the first switch 330 of 3c may be further included, and the control circuit may be configured to control the first switch to control the wired charging path when the first external electronic device is connected to the interface. .
  • the control circuit may be set to control the wired charging path to an electrically disconnected state by turning off the first switch during wireless charging.
  • the wireless charging circuit includes a variable capacitor (for example, the variable capacitor 373 in FIGS. 3A to 3C) and a second switch disposed between the secondary side first coil and the variable capacitor (for example, FIGS. 3A to 3C).
  • the second switch 371), and the control circuit may be set to control the wireless charging path by controlling the second switch.
  • the control circuit may be set to control the wireless charging path to an electrically disconnected state by turning off the second switch during wired charging.
  • the control circuit can be set to control the wireless charging power by controlling the variable capacitor.
  • the electronic device may further include a switching circuit (eg, the switching circuit 320 of FIGS. 3A to 3C) that generates output power by converting input power and supplies the output power to the primary coil of the transformer. have.
  • a switching circuit eg, the switching circuit 320 of FIGS. 3A to 3C
  • the control circuit may be set to control the wired charging power by controlling the switching circuit.
  • the electronic device may further include a rectifying circuit (eg, the rectifying circuit 360 of FIGS. 3A to 3C) for changing the power output from the transformer.
  • a rectifying circuit eg, the rectifying circuit 360 of FIGS. 3A to 3C
  • An electronic device eg, the charging device 200 of FIGS. 2 and 3A to 3C
  • a transformer that changes the voltage level of the converted AC from the switching circuit for example, the transformer 350 of FIGS. 3A to 3C
  • converts the voltage to an appropriate voltage for wired charging based on the voltage level changed from the transformer for example, the transformer 350 of FIGS. 3A to 3C
  • a second rectifying circuit e.g., the second rectifying circuit 360 of FIG. 3C
  • the secondary side second coil electrically connected to the secondary first coil of the transformer (e.g., 2 of FIGS. 3A to 3C)
  • a wireless charging circuit including a secondary side coil 353 and supplying wireless charging power based on the converted AC through the second coil (for example, the wireless charging circuit 370 of FIGS. 3A to 3C).
  • control circuit for example, the control circuit 380 of FIGS. 3A to 3C, wherein the control circuit includes at least one external electronic device (for example, the electronic device 101 and the electronic device 102 of FIG. 1). )) Sensing at least one connection according to an electrical connection or a functional connection, and based on at least one connection of the at least one external electronic device, wired charging or wireless by an appropriate voltage using the second rectifying circuit It may be set to control charging of at least one of the wireless charging by the wireless charging power using a charging circuit.
  • FIG. 4 is a flowchart 400 illustrating a method of operating a charging device according to various embodiments.
  • a control circuit eg, a control circuit of FIGS. 3A to 3C of a charging device (eg, charging device 200 of FIGS. 3A to 3C) according to various embodiments 380) may detect (or detect) the device.
  • the device may be a device electrically connected to the charging device 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 2), or a device provided with charging power without an electrical connection to the charging device 200 (eg, the electron of FIG. 2) Device 102).
  • the control circuit 380 may detect whether the electronic device 101 is connected to an interface (eg, the interface 340 of FIGS. 3A to 3C.
  • control circuit 380 is a transformer) A variable capacitor (e.g., FIGS. 3A to 3C) connected to a secondary side secondary coil (e.g., secondary side second coil 353 of FIGS. 3A to 3C) of the transformer 350 (e.g., 3A to 3C). It can be controlled to change the value of the variable capacitor (373) of.
  • control circuit 380 may determine whether the detected device is connected to the interface 340.
  • the control circuit 380 performs operation 405 when the detected device is connected to the interface 340 (YES), and operates 407 when the detected device is not connected to the interface 340 (NO). You can do
  • control circuit 380 may output wired charging power.
  • the control circuit 380 includes an external power source (eg, 110V, 220V), a switching circuit (eg, a switching circuit 320), a transformer 350, and a rectifying circuit (eg, a rectifying circuit 360 of FIGS. 3A to 3C).
  • the output current passing through may be supplied to the sensed device (eg, the electronic device 101) as the wired charging current.
  • the control circuit 380 may control the variable capacitor.
  • the control circuit 380 may determine that the wireless charging module (eg, the electronic device 102) is recognized outside when the detected device is not connected to the interface 340.
  • the control circuit 380 may set charging power for wireless charging, such as setting a voltage / current suitable for a desired method by an external wireless charging module by changing a variable capacitor value.
  • the wireless charging power (voltage / current) optimized for wireless charging may be determined in advance in the charging device 200, and a variable capacitor value according to the wireless charging power (voltage / current) may be determined.
  • the control circuit 380 may set a variable capacitor value corresponding to the wireless charging power.
  • the control circuit 380 may determine charging power (eg, wireless charging voltage, current).
  • the control circuit 380 may determine the wireless charging power by changing the variable capacitor value.
  • the wireless charging power may be determined by setting a preset variable capacitor value in the charging device 200.
  • control circuit 380 may output wireless charging power.
  • the wireless charging power may be transmitted to a coil included in the electronic device 102 by a magnetic field generated in the secondary-side second coil 353.
  • FIG. 5 is a flowchart 500 illustrating a method of controlling charging power when a charging device requests a wired charging in a wireless charging state according to various embodiments of the present disclosure.
  • a control circuit eg, a control circuit of FIGS. 3A to 3C of a charging device (eg, charging device 200 of FIGS. 3A to 3C) according to various embodiments 380)
  • the charging device 200 may be connected to an electronic device (eg, the electronic device 102 of FIG. 2) through a secondary-side second coil (eg, the secondary-side second coil 353 of FIGS. 3A to 3C). It may be in a state of transmitting wireless charging power to the included coil.
  • the wireless charging state may be a state in which the wireless charging path is electrically connected, and the wired charging path may be in a state not electrically connected.
  • a switch for example, the second switch 371 between the secondary coil 253 and the variable capacitor (for example, the variable capacitor 373 in FIGS. 3A to 3C) is turned on.
  • the secondary side second coil 353 and the variable capacitor 373 may be electrically connected.
  • the wired charging path may mean a path between a rectifying circuit (eg, the rectifying circuit 360 of FIGS. 3A to 3C) and an interface (eg, the interface 340 of FIGS. 3A to 3C).
  • a state in which the wired charging path is not electrically connected may mean a state in which a switch (for example, the first switch 330 of FIGS. 3A to 3C) located between the rectifying circuit 360 and the interface 340 is turned off. .
  • control circuit 380 may be requested for wired charging.
  • the control circuit 380 may determine that wired charging is requested.
  • the control circuit 380 may turn on a switch (eg, the first switch 330 of FIGS. 3A to 3C).
  • the first switch 330 may be located between the rectifying circuit 360 (or the second rectifying circuit 360) and the interface 340. When the first switch 330 is turned on, the rectifying circuit 360 and the interface 340 may be electrically connected.
  • the control circuit 380 may output wired charging power.
  • the wired charging power includes an external power source (eg, 110V, 220V), a switching circuit (eg, switching circuit 320), a transformer 350, and a rectifying circuit (eg, the first rectifying circuit 315 of FIGS. 3A to 3C). Alternatively, it may be power that has passed through the rectifying circuit 360.
  • the wired charging power may be power suitable for the electronic device 101 connected to the interface 340.
  • the control circuit 380 can monitor the state of charge. After the operation 507, both the wireless charging path and the wired charging path may include an electrically connected state. The control circuit 380 may monitor wireless charging status and wired charging status. To this end, the control circuit 380 may periodically exchange the charging state with the electrically connected electronic device 101 and the wirelessly charging electronic device 102. The control circuit 380 may monitor the battery status of the electronic device 101 or the battery status of the electronic device 102.
  • the control circuit 380 may determine whether power (voltage / current) change is necessary. The control circuit 380 may determine whether a change in wired charging power (voltage / current) or wireless charging power (voltage / current) is necessary. The control circuit 380 may determine whether to change power (eg, wired charging power or wireless charging power) based on the battery status of the electronic device 101 or the battery status of the electronic device 102 obtained by the monitoring. . The control circuit 380 may perform the operation 513 when the power change is required (YES), and return to the operation 509 when the power change is not required (NO).
  • the control circuit 380 may control charging power. For example, the control circuit 380 may adjust the duty cycle of the switching circuit 320 to adjust the wired charging power to adjust the current supplied to the wire. Alternatively, the control circuit 380 may adjust the wireless charging power by changing the value of the variable capacitor 373 to control the current supplied wirelessly.
  • FIG. 6 is a flowchart 600 illustrating a method of controlling charging power when a charging device requests a wireless charging in a wired charging state according to various embodiments.
  • a control circuit (eg, a control circuit of FIGS. 3A to 3C) of a charging device (eg, charging device 200 of FIGS. 3A to 3C) according to various embodiments 380)) may be in a wired charging state.
  • the wired charging state may be a state in which wired charging power is supplied to an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 2) electrically connected to an interface (eg, the interface 340 of FIGS. 3A to 3C).
  • the control circuit 380 includes a switching circuit (eg, the switching circuit 320 of FIGS. 3A to 3C), a transformer (eg, the transformer 350 of FIGS. 3A to 3C), and a rectifying circuit (eg, FIGS. 3A to 3C). Power passing through the first rectifying circuit 315 or the rectifying circuit 360 may be provided to the electronic device 101 as wired charging power.
  • the wired charging state may be a state in which the wired charging path is electrically connected, and the wireless charging path may be in a state not electrically connected.
  • the wired charging path may mean a path between the rectifying circuit 360 (or the second rectifying circuit 360) and the interface 340.
  • a switch for example, the first switch 330 of FIGS. 3A to 3C located between the rectifying circuit 360 and the interface 340 is turned on, and thus the interface with the rectifying circuit 360 It may include a state that is electrically connected between (340).
  • the secondary coil of the secondary side of the transformer 350 for example, the secondary coil of the secondary side 353 of FIGS.
  • variable capacitor 373 for example, of FIGS. 3A to 3C and the variable capacitor (for example, of FIGS. 3A to 3C)
  • the switch between the variable capacitor 373 eg, the second switch 371 is turned off, so that the secondary coil 253 and the variable capacitor 373 may not be electrically connected.
  • control circuit 380 may be requested for wireless charging.
  • the control circuit 380 may determine that wireless charging is requested.
  • the electronic device eg, the electronic device 102 of FIG. 2 approaches the charging device 200, the value of the variable capacitor 373 may be changed.
  • control circuit 380 may set a variable capacitor value.
  • the wireless charging power optimized for wireless charging may be determined in advance in the charging device 200, and a variable capacitor value according to the required wireless charging power may be determined.
  • the control circuit 380 may change the value of the variable capacitor to determine charging power for wireless charging.
  • the control circuit 380 may determine whether the output efficiency is good.
  • the control circuit 380 may provide a power to the electronic device 102 by generating a magnetic field in the second coil 353 on the secondary side for a predetermined time to determine output efficiency.
  • the control circuit 380 may determine whether the output efficiency is good based on whether the output power compared to the input power is greater than or equal to a reference value.
  • the control circuit 380 determines that the output efficiency is good when the output power compared to the input power is higher than the reference value, and the control circuit 380 determines that the output efficiency is poor (eg, bad) when the output power compared to the input power is lower than the reference value. can do.
  • the control circuit 380 may perform an operation 609 when the output efficiency is good (YES) and perform an operation 608 when the output efficiency is not (NO).
  • control circuit 380 may change the variable capacitor value.
  • the control circuit 380 may determine the wireless charging power while changing the variable capacitor value. After performing the operation 608, the control circuit 380 may return to the operation 607 to determine whether the output efficiency is good with the changed charging power.
  • the control circuit 380 may determine charging power (eg, wireless charging power) based on the finally selected power reference.
  • the control circuit 380 may determine a variable capacitor value set based on the finally selected power reference.
  • the control circuit 380 may determine the wireless charging power based on the set variable capacitor value.
  • control circuit 380 may output the determined wireless charging power.
  • the wireless charging power may be transmitted to a coil included in the electronic device 102 by a magnetic field generated in the secondary-side second coil 353.
  • control circuit 380 may perform a charging power control process according to the charging state.
  • the charging power control process may include operations 509 to 513 of FIG. 5.
  • the control circuit 380 may determine whether it is necessary to change the power (voltage / current) of the wireless charging power and the wired charging power, and control the wireless charging power and the wired charging power.
  • Primary coil eg, primary coil 351 of FIGS. 3A-3C and secondary primary coil (eg secondary secondary first coil 352 of FIGS. 3A-3C) according to various embodiments of the invention )
  • secondary primary coil e.g., secondary secondary first coil 352 of FIGS. 3A-3C
  • secondary side second coil electrically connected to the secondary first coil of the transformer
  • An electronic device composed of a wireless charging circuit (eg, the wireless charging circuit 370 of FIGS. 3A to 3C) including the second coil 353 (eg, a charging device 200 of FIGS.
  • the operation of controlling the charging may include controlling a switch included in the electronic device to control a wired charging path or a wireless charging path.

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들은 1차측 코일 및 2차측 제1 코일로 구성된 변압기, 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일을 포함하는 무선 충전 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 변압기로부터 출력되는 유선 충전 전력을 제1 외부 전자 장치로 공급하고, 상기 무선 충전 회로에 포함된 2차측 제2 코일을 통해 제2 외부 전자 장치로 무선 충전 전력을 공급하도록 설정된 방법 및 장치에 관하여 개시한다. 다양한 실시 예들이 가능하다.

Description

변압기 코일에 기반한 유무선 충전 방법 및 장치
본 발명의 다양한 실시예들은 변압기 코일에 기반한 유무선 충전 방법 및 장치에 관하여 개시한다.
디지털 기술의 발달과 함께 이동통신 단말기, PDA(personal digital assistant), 전자수첩, 스마트 폰, 태블릿 PC(personal computer), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한, 전자 장치는 기능 지지 및 증대를 위해, 전자 장치의 하드웨어적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분이 지속적으로 개량되고 있다.
전자 장치는 휴대성을 위하여 일반적으로 배터리(battery)를 사용하고 있다. 전자 장치의 배터리는 충전을 필요로 하며, 배터리의 충전 방식으로는 유선 충전과 무선 충전으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 유선 충전 방식은 충전 장치(예: 유선 충전 장치)가 전자 장치와 유선으로 연결되어 전원을 공급하는 접촉형 충전 방식일 수 있다. 또는 무선 충전 방식은 충전 장치(예: 무선 충전 장치)가 전자 장치와 전기적 접촉 없이 자기 결합을 이용하여 전자 장치의 배터리를 충전하는 무접점 충전 방식일 수 있다.
유선 충전 장치는 1차 정류기 회로, 변압기, 2차 정류기 회로, 또는 제어 회로를 포함할 수 있다. 상기 유선 충전 장치는 상기 회로들을 이용하여 교류(AC) 전압(예: 110V, 220V)을 전자 장치에 적합한 직류(DC) 전압(예: 5V, 6V, 12V)으로 변환하여 전자 장치에 전압(또는 전류)을 공급할 수 있다. 또한, 무선 충전 장치는 코일, 무선 충전 회로 또는 제어 회로를 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 장치는 자기 유도 방식으로 코일에 유도 전류를 흐르게 하여 전자 장치에 전류를 공급할 수 있다.
다양한 실시예들에서는, 유선 충전을 위한 변압기의 2차측 코일에 무선 충전을 위한 코일을 형성함으로써, 하나의 충전 장치에서 유선 충전과 무선 충전이 가능하도록 하는 방법 및 장치에 관하여 개시할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 1차측 코일 및 2차측 제1 코일로 구성된 변압기, 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일을 포함하는 무선 충전 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 변압기로부터 출력되는 유선 충전 전력을 제1 외부 전자 장치로 공급하고, 상기 무선 충전 회로에 포함된 2차측 제2 코일을 통해 제2 외부 전자 장치로 무선 충전 전력을 공급하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 교류를 직류로 정류하는 제1 정류 회로, 상기 제1 정류 회로를 펄스(pulse)파의 교류로 변환하는 스위칭 회로, 1차측 코일 및 2차측 제1 코일을 포함하고, 상기 스위칭 회로로부터 상기 변환된 교류를 2차측 제2 코일로 유도하거나, 또는 상기 스위칭 회로로부터 상기 변환된 교류의 전압 크기를 변경하는 변압기, 상기 변압기로부터 변경된 전압 크기에 기반하여 유선 충전을 위한 적정 전압으로 변환하는 제2 정류 회로, 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 상기 2차측 제2 코일을 포함하고, 상기 제2 코일을 통해 상기 변환된 교류에 기반하여 무선 충전 전력을 공급하는 무선 충전 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 적어도 하나의 외부 전자 장치의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지하고, 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 상기 제2 정류 회로를 이용한 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 상기 무선 충전 회로를 이용한 상기 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 1차측 코일 및 2차측 제1 코일로 구성된 변압기 및 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일을 포함하는 무선 충전 회로로 구성된 전자 장치의 동작 방법은 적어도 하나의 외부 전자 장치의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지하는 동작, 및 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 상기 변압기로부터 출력된 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 상기 무선 충전 회로로부터 출력된 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 유선 충전을 위한 변압기의 2차측 코일에 무선 충전을 위한 코일을 형성함으로써, 하나의 충전 장치에서 유선 충전과 무선 충전이 가능하도록 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기존의 유선 충전을 위한 변압기에 무선 충전을 위한 코일 및 가변 커패시터를 추가함으로써, 충전 장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치와 하나 이상의 전자 장치들 간의 연결 관계(250)를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도(400)이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치가 무선 충전 상태에서 유선 충전 요청 시 충전 전력을 제어하는 방법을 도시한 흐름도(500)이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 충전 장치가 유선 충전 상태에서 무선 충전 요청 시 충전 전력을 제어하는 방법을 도시한 흐름도(600)이다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나," "A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나," 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치와 하나 이상의 전자 장치들 간의 연결 관계(250)를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 충전 장치(200)(또는 어댑터, 충전기)는 유선 충전을 위한 변압기의 2차측 코일에 무선 충전을 위한 코일이 형성된 것으로, 유선 충전과 무선 충전이 가능할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 충전 장치(200)는 자기공명 방식 또는 자기유도 방식의 무선 충전을 제공할 수 있다. 예를 들어, 충전 장치(200)는 제1 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))와 전기적으로 연결되어, 전자 장치(101)에 전원(예: 전류 또는 전압)을 제공(또는 공급)할 수 있다. 유선 충전 시, 충전 장치(200)는 교류(alternating current, AC) 전압(예: 110V, 220V)을 전자 장치(101)에 적합한 직류(direct current, DC) 전압(예: 5V, 6V, 12V)으로 변환하여 전자 장치(101)에 충전 전력을 공급할 수 있다. 충전 장치(200)는 유선 충전을 위해 변압기(Transformer)를 포함할 수 있다. 변압기는 자기유도 현상을 이용하여 전압이나 전류의 값을 변화시키는 장치일 수 있다. 상기 변압기는 1차측 코일과 2차측 코일(예: 2차측 제1 코일)로 구성되는데, 충전 장치(200)는 상기 변압기의 2차측 코일에 무선 충전을 위한 코일(예: 2차측 제2 코일)을 형성함으로써, 유선 충전과 더불어 무선 충전도 가능하게 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 충전 장치(200)는 제2 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))와 전기적 접촉 없이 자기 결합을 이용하여 전자 장치(102)에 전원을 공급할 수 있다. 충전 장치(200)에서 직류 전압으로 변환된 전류는 상기 변압기를 통해 2차측 제2 코일에 결합(coupling)될 수 있다. 상기 2차측 제2 코일에 전달된 전류에 의해 상기 2차측 제2 코일 내부에 자기장이 발생되고, 전자 장치(102)에 포함된 코일이 상기 2차측 제2 코일에서 발생한 자기장을 감지하여 전자 장치(102)가 충전될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 충전 장치(200)는 동작 주파수를 변경하거나, 듀티 사이클을 조절하여 충전 전력을 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 충전 장치(200)는 스위치를 제어하여 유선 충전만 수행하거나, 무선 충전만 수행하거나 또는 유무선 충전을 동시에 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 충전 장치(200)는 유선 충전만 하는 경우, 상기 2차측 제2 코일과 연결된 스위치(예: 제2 스위치)를 오프(off)시켜 출력 전력이 유선 충전을 위한 경로로만 흐르도록 제어할 수 있다. 또는, 충전 장치(200)는 무선 충전만 하는 경우, 유선 충전을 위한 전기적 경로와 연결된 스위치(예: 제1 스위치)를 오프시켜 출력 전력이 무선 충전을 위한 경로로만 흐르도록 제어할 수 있다. 충전 장치(200)는 유무선 충전시, 제1 스위치 및 제2 스위치를 온(on)시켜 출력 전력이 유선 충전 경로 및 무선 충전 경로로 출력되도록 제어할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 충전 장치(200)는 충전 상태에 따라 유선 충전을 위한 충전 전력 또는 무선 충전을 위한 충전 전력을 제어(또는 조절)할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 충전 장치(200)는 전원 연결부(310), 스위칭 회로(320), 제1 스위치(330), 인터페이스(340), 변압기(350), 정류 회로(360), 무선 충전 회로(370) 또는 제어 회로(380)를 포함할 수 있다.
전원 연결부(310)는 외부 전원(예: 교류 전압)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 전원 연결부(310)는 가정 내 콘센트에 연결되는 플러그 형태로 형성될 수 있다. 전원 연결부(310)는 외부 전원으로부터 수신되는 교류를 스위칭 회로(320)로 제공할 수 있다.
스위칭 회로(320)는 전원 연결부(310)로부터 수신되는 교류를 변환시키는 역할을 할 수 있다. 전원 연결부(310)로부터 수신되는 전력은 교류이고, 충전 장치(200)가 출력해야 할 전력은 직류이기 때문에, 스위칭 회로(320)는 교류를 직류로 변환(또는 변조)할 수 있다. 이러한 이유로, 스위칭 회로(320)는 정류 회로(예: 제1 정류 회로(예: 도 3c의 제1 정류 회로(315)) 또는 AC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전원 연결부(310)로부터 수신되는 전력이 직류인 경우, 스위칭 회로(320)를 포함하지 않을 수 있다. 스위칭 회로(320)는 스위칭 소자(예: 트랜지스터)를 온/오프하면서(예: 초핑(chopping)) 교류를 직류로 변환할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 스위칭 회로(320)는 PWM(pulse width modulation)/PFC(power factor correction) 방식으로 2차측에 전달하고자 하는 전력을 제어를 하여 변환할 수 있다. 스위칭 회로(320)는 주기적으로 스위칭 소자를 온/오프하면서 변압기(350)로 전달되는 전력을 제어할 수 있다. 스위칭 회로(320)는 스위치를 온시켜 변압기(350)의 1차측 코일(351)에 전력을 공급하고, 스위치를 오프시켜 변압기(350)의 1차측 코일(351)에 전력을 공급하지 않을 수 있다.
변압기(350)는 1차측 코일(351), 2차측 제1 코일(352), 또는 2차측 제2 코일(353)을 을 포함할 수 있다. 변압기(350)는 자기유도현상에 의해 1차측 전력을 2차측으로 에너지 전달하는 장치로서, 2차측의 출력 전압, 전류를 변경할 수 있다. 변압기(350)는 스위칭 회로(320)로부터 수신되는 전력의 전달을 변경 및 제어 가능하다. 변압기(350)는 스위칭 되는 전류에 의해 1차측 코일(351)에 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 2차측 제1 코일(352)에 유도 전류가 전달될 수 있다. 변압기(350)는 2차측 제1 코일(352)을 통과한 전력을 정류 회로(360)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 변압기(350)에 포함된 2차측 제2 코일(353)은 2차측 제1 코일(352)과 전기적으로 연결될 수 있다. 2차측 제2 코일(353)은 2차측 제1 코일(352)과 병렬적으로 연결될 수 있다. 1차측 코일(351)에서 전달된 유도 전류는 2차측 제2 코일(353)에 전달될 수 있다. 2차측 제2 코일(353)에 전달된 전력에 의해 2차측 제2 코일(353)에 자기장이 발생되고, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))에 포함된 코일에 전류(예: 충전 전력)가 전달될 수 있다.
정류 회로(360)(예: 제2 정류 회로)는 2차측으로 전달된 전력을 안정적인 출력으로 변환시키는 소자나 장치일 수 있다. 정류 회로(360)는 변압기(350)로부터 전달되는 전류(예: 유도 전류)를 정류화하여 출력 전류(예: 충전 전력)를 생성할 수 있다. 정류 회로(360)는 변압기(350)로부터 전달된 전류를 정류하여 전자 장치(101)에 제공할 수 있는 형태로 정류할 수 있다. 정류 회로(360)는 전류 정류를 위한 필터 회로를 포함할 수 있다. 정류 회로(360)는 출력을 인터페이스(340)로 제공할 수 있다.
인터페이스(340)는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))와 전기적으로 연결되는 단자(또는 포트)일 수 있다. 인터페이스(340)는 HDMI, USB, MHL 인터페이스, 또는 SD 카드/MMC 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스(340)에 전자 장치(101)가 전기적으로 연결된 경우, 인터페이스(340)는 정류 회로(360)로부터 수신된 출력을 전자 장치(101)로 전달할 수 있다.
무선 충전 회로(370)는 2차측 제2 코일(353), 제2 스위치(371) 또는 가변 커패시터(373)를 포함할 수 있다. 2차측 제2 코일(353)과 가변 커패시터(373)는 LC 직렬 공진 회로를 구성하여, 상호 간에 에너지가 교환되는 공진 회로로서 동작할 수 있다. LC 공진 회로의 공진 주파수는 2차측 제2 코일(353)과 자기장을 형성하는 전자 장치(102)에 전달될 수 있다. 무선 충전 회로(370)는 2차측 제2 코일(353)에 발생된 자기장에 의해 전자 장치(102)에 포함된 코일에 전력을 전달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(380)는 스위치(예: 제1 스위치(330), 제2 스위치(371))를 제어하여 유선 충전, 무선 충전 또는 유무선 충전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(380)는 유선 충전만 하는 경우, 제1 스위치(330)를 온시키고, 제2 스위치(371)를 오프시켜 출력 전력이 유선 충전을 위한 경로로만 흐르도록 제어할 수 있다. 또는, 제어 회로(380)는 무선 충전만 하는 경우, 제1 스위치(330)를 오프시키고, 제2 스위치(371)를 온시켜 출력 전력이 무선 충전을 위한 경로로만 흐르도록 제어할 수 있다. 제어 회로(380)는 유무선 충전 시, 제1 스위치(330) 및 제2 스위치(371)를 온시켜 출력 전력을 유선 충전 경로 및 무선 충전 경로로 출력되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(380)는 충전 상태에 따라 유선 충전을 위한 충전 전력 또는 무선 충전을 위한 충전 전력을 제어(또는 조절)할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(380)는 스위칭 회로(320)를 제어하여 유선 충전을 위한 충전 전력을 제어할 수 있다. 제어 회로(380)는 듀티 사이클 및 주파수를 조절하여 유선 충전 경로로 제공되는 충전 전류를 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(380)는 가변 커패시터(373) 값을 변경함으로써, 무선 충전을 위한 충전 전력를 제어(또는 조절)할 수 있다. 제어 회로(380)는 가변 커패시터(373) 값을 높여 무선 충전 전력을 증가시키거나, 가변 커패시터(373) 값을 낮춰 무선 충전 전력을 감소시킬 수 있다.
도 3c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 충전 장치(200)는 제1 정류 회로(315)를 더 포함할 수 있다. 제1 정류 회로(315)는 교류를 직류로 정류할 수 있다. 스위칭 회로(320)는 제1 정류 회로(315)를 펄스(pulse)파의 교류로 변환할 수 있다. 변압기(350)는 스위칭 회로(320)로부터 상기 변환된 교류를 2차측 제2 코일(353)로 유도하거나, 또는 스위칭 회로(320)로부터 상기 변환된 교류의 전압 크기를 변경할 수 있다. 제2 정류 회로(360)(예: 도 3a의 정류 회로(360))는 변압기(350)로부터 변경된 전압 크기에 기반하여 유선 충전을 위한 적정 전압으로 변환할 수 있다. 무선 충전 회로(370)는 변압기(350)의 2차측 제1 코일(352)과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일(353)을 포함하고, 2차측 제2 코일(353)을 통해 상기 변환된 교류에 기반하여 무선 충전 전력을 공급할 수 있다. 제어 회로(380)는 적어도 하나의 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지할 수 있다. 제어 회로(380)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 제2 정류 회로(360)를 이용한 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 무선 충전 회로(370)를 이용한 상기 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 2, 도 3a 내지 도 3c의 충전 장치(200))는, 1차측 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 1차측 코일(351)) 및 2차측 제1 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제1 코일(352))로 구성된 변압기(예: 도 3a 내지 도 3c의변압기(350)), 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제2 코일(353))을 포함하는 무선 충전 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 무선 충전 회로(370)), 및 제어 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제어 회로(380))를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 변압기로부터 출력되는 유선 충전 전력을 제1 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))로 공급하고, 상기 무선 충전 회로에 포함된 2차측 제2 코일을 통해 제2 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))로 무선 충전 전력을 공급하도록 설정될 수 있다.
상기 2차측 제2 코일은, 상기 2차측 제1 코일과 병렬적으로 연결되도록 설정될 수 있다.
상기 변압기는, 상기 2차측 제2 코일과 일체형으로 구성될 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 제1 외부 전자 장치와 전기적으로 연결되는 인터페이스(예: 도 3a 내지 도 3c의 인터페이스(340)), 상기 변압기와 상기 인터페이스 사이에 배치된 제1 스위치(예: 도 3a 내지 도 3c의 제1 스위치(330))를 더 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제1 외부 전자 장치가 상기 인터페이스에 연결되는 경우, 상기 제1 스위치를 제어하여 유선 충전 경로를 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 제어 회로는, 무선 충전 시, 상기 제1 스위치를 오프시켜 상기 유선 충전 경로를 전기적으로 연결되지 않은 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 무선 충전 회로는, 가변 커패시터(예: 도 3a 내지 도 3c의 가변 커패시터(373)), 및 상기 2차측 제1 코일과 상기 가변 커패시터 사이에 배치된 제2 스위치(예: 도 3a 내지 도 3c의 제2 스위치(371))를 더 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제2 스위치를 제어하여 무선 충전 경로를 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 제어 회로는, 유선 충전 시, 상기 제2 스위치를 오프시켜 상기 무선 충전 경로를 전기적으로 연결되지 않은 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 가변 커패시터를 제어하여 상기 무선 충전 전력을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 전자 장치는 입력 전력을 변환하여 출력 전력을 생성하고, 상기 출력 전력을 상기 변압기의 1차측 코일로 공급하는 스위칭 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 스위칭 회로(320))를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 스위칭 회로를 제어하여 상기 유선 충전 전력을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 변압기로부터 출력된 전력을 변경시키는 정류 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 정류 회로(360))를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 2, 도 3a 내지 도 3c의 충전 장치(200))는, 교류를 직류로 정류하는 제1 정류 회로(예: 도 3c의 제1 정류 회로(315)), 상기 제1 정류 회로를 펄스파의 교류로 변환하는 스위칭 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의스위칭 회로(320)), 1차측 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 1차측 코일(351)) 및 2차측 제1 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제1 코일(352))을 포함하고, 상기 스위칭 회로로부터 상기 변환된 교류를 2차측 제2 코일로 유도하거나, 또는 상기 스위칭 회로로부터 상기 변환된 교류의 전압 크기를 변경하는 변압기(예: 도 3a 내지 도 3c의변압기(350)), 상기 변압기로부터 변경된 전압 크기에 기반하여 유선 충전을 위한 적정 전압으로 변환하는 제2 정류 회로(예: 도 3c의 제2 정류 회로(360)), 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 상기 2차측 제2 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제2 코일(353))을 포함하고, 상기 제2 코일을 통해 상기 변환된 교류에 기반하여 무선 충전 전력을 공급하는 무선 충전 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 무선 충전 회로(370)), 및 제어 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제어 회로(380))를 포함하고, 상기 제어 회로는, 적어도 하나의 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 전자 장치(102))의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지하고, 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 상기 제2 정류 회로를 이용한 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 상기 무선 충전 회로를 이용한 상기 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어하도록 설정될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도(400)이다.
도 4를 참조하면, 동작(401)에서, 다양한 실시예들에 따른 충전 장치(예: 도 3a 내지 도 3c의 충전 장치(200))의 제어 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제어 회로(380))는 장치를 감지(또는 검출)할 수 있다. 상기 장치는 충전 장치(200)와 전기적으로 연결된 장치(예: 도 2의 전자 장치(101))이거나, 충전 장치(200)와 전기적인 연결 없이 충전 전력을 제공받는 장치(예: 도 2의 전자 장치(102))일 수 있다. 제어 회로(380)는 인터페이스(예: 도 3a 내지 도 3c의 인터페이스(340)에 전자 장치(101)가 연결되는지 여부를 검출할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(380)는 변압기(예: 도 3a 내지 도 3c의 변압기(350))의 2차측 제2 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제2 코일(353))에 연결된 가변 커패시터(예: 도 3a 내지 도 3c의 가변 커패시터(373))의 값이 변경되도록 제어할 수 있다.
동작(403)에서, 제어 회로(380)는 상기 감지된 장치가 인터페이스(340)에 연결되는지 여부를 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 상기 감지된 장치가 인터페이스(340)에 연결된 경우(YES) 동작(405)을 수행하고, 상기 감지된 장치가 인터페이스(340)에 연결되지 않은 경우(NO) 동작(407)을 수행할 수 있다.
상기 감지된 장치가 인터페이스(340)에 연결된 경우(YES), 동작(405)에서, 제어 회로(380)는 유선 충전 전력을 출력할 수 있다. 제어 회로(380)는 외부 전원(예: 110V, 220V)이 스위칭 회로(예: 스위칭 회로(320)), 변압기(350) 및 정류 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 정류 회로(360))를 통과한 출력 전류를 상기 유선 충전 전류로서 상기 감지된 장치(예: 전자 장치(101))로 공급할 수 있다.
상기 감지된 장치가 인터페이스(340)에 연결되지 않은 경우(NO) 동작(407)에서, 제어 회로(380)는 가변 커패시터를 제어할 수 있다. 제어 회로(380)는 상기 감지된 장치가 인터페이스(340)에 연결되지 않은 경우 외부에 무선 충전 모듈(예: 전자 장치(102))이 인식된 것으로 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 가변 커패시터 값을 변경하여 외부 무선 충전 모듈이 원하는 방식에 맞는 전압/전류를 설정하는 것과 같은 무선 충전을 위한 충전 전력을 셋팅할 수 있다. 충전 장치(200)에 미리 무선 충전에 최적화된 무선 충전 전력(전압/전류)이 정해질 수 있고, 무선 충전 전력(전압/전류)에 따른 가변 커패시터 값이 정해질 수 있다. 제어 회로(380)는 무선 충전 전력에 대응하는 가변 커패시터 값을 설정할 수 있다.
동작(409)에서, 제어 회로(380)는 충전 전력(예: 무선 충전 전압, 전류)을 결정할 수 있다. 제어 회로(380)는 가변 커패시터 값을 변경하여 무선 충전 전력을 결정할 수 있다. 또는, 충전 장치(200)에 미리 설정된 가변 커패시터 값을 설정하여 무선 충전 전력을 결정할 수 있다.
동작(411)에서, 제어 회로(380)는 무선 충전 전력을 출력할 수 있다. 상기 무선 충전 전력은 2차측 제2 코일(353)에 발생된 자기장에 의해 전자 장치(102)에 포함된 코일에 전달될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 충전 장치가 무선 충전 상태에서 유선 충전 요청 시 충전 전력을 제어하는 방법을 도시한 흐름도(500)이다.
도 5를 참조하면, 동작(501)에서, 다양한 실시예들에 따른 충전 장치(예: 도 3a 내지 도 3c의 충전 장치(200))의 제어 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제어 회로(380))는 무선 충전 상태일 수 있다. 예를 들어, 충전 장치(200)는 2차측 제2 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제2 코일(353))을 통해 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(102))에 포함된 코일에 무선 충전 전력을 전달하는 상태일 수 있다. 무선 충전 상태는 무선 충전 경로가 전기적으로 연결된 상태이고, 유선 충전 경로는 전기적으로 연결되지 않은 상태일 수 있다.
예를 들어, 무선 충전 상태는 2차측 제2 코일(353)과 가변 커패시터(예: 도 3a 내지 도 3c의 가변 커패시터(373)) 사이의 스위치(예: 제2 스위치(371))가 온되어, 2차측 제2 코일(353)과 가변 커패시터(373)가 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 유선 충전 경로는 정류 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 정류 회로(360))와 인터페이스(예: 도 3a 내지 도 3c의 인터페이스(340)) 사이의 경로를 의미할 수 있다. 유선 충전 경로가 전기적으로 연결되지 않은 상태는 정류 회로(360)와 인터페이스(340) 사이에 위치한 스위치(예: 도 3a 내지 도 3c의 제1 스위치(330))가 오프된 상태를 의미할 수 있다.
동작(503)에서, 제어 회로(380)는 유선 충전을 요청받을 수 있다. 제어 회로(380)는 인터페이스(340)에 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(101))가 전기적으로 연결되는 경우, 유선 충전을 요청받은 것으로 판단할 수 있다.
동작(505)에서, 제어 회로(380)는 스위치(예: 도 3a 내지 도 3c의 제1 스위치(330))를 온시킬 수 있다. 제1 스위치(330)는 정류 회로(360)(또는 제2 정류 회로(360))와 인터페이스(340) 사이에 위치할 수 있다. 제1 스위치(330)가 온되면, 정류 회로(360)와 인터페이스(340)가 전기적으로 연결될 수 있다.
동작(507)에서, 제어 회로(380)는 유선 충전 전력을 출력할 수 있다. 상기 유선 충전 전력은 외부 전원(예: 110V, 220V)이 스위칭 회로(예: 스위칭 회로(320)), 변압기(350) 및 정류 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제1 정류 회로(315) 또는 정류 회로(360))를 통과한 전력일 수 있다. 상기 유선 충전 전력은 인터페이스(340)에 연결된 전자 장치(101)에 적합한 전력일 수 있다.
동작(509)에서, 제어 회로(380)는 충전 상태를 모니터링할 수 있다. 동작(507) 이후에는 무선 충전 경로 및 유선 충전 경로가 모두 전기적으로 연결된 상태를 포함할 수 있다. 제어 회로(380)는 무선 충전 상태 및 유선 충전 상태를 모니터링할 수 있다. 이를 위해, 제어 회로(380)는 전기적으로 연결된 전자 장치(101) 및 무선 충전 중인 전자 장치(102)와 주기적으로 충전 상태를 교환할 수 있다. 제어 회로(380)는 전자 장치(101)의 배터리 상태 또는 전자 장치(102)의 배터리 상태를 모니터링할 수 있다.
동작(511)에서, 제어 회로(380)는 전력(전압/전류) 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 유선 충전 전력(전압/전류) 또는 무선 충전 전력(전압/전류) 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 상기 모니터링에 의해 획득한 전자 장치(101)의 배터리 상태 또는 전자 장치(102)의 배터리 상태에 기반하여 전력(예: 유선 충전 전력 또는 무선 충전 전력) 변경 여부를 결정할 수 있다. 제어 회로(380)는 전력 변경이 필요한 경우(YES), 동작(513)을 수행하고, 전력 변경이 필요하지 않은 경우(NO), 동작(509)으로 리턴할 수 있다.
전력 변경이 필요한 경우(YES), 동작(513)에서, 제어 회로(380)는 충전 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(380)는 스위칭 회로(320)의 듀티 사이클을 조절하여 유선 충전 전력을 조절하여 유선으로 공급되는 전류를 조절할 수 있다. 또는, 제어 회로(380)는 가변 커패시터(373) 값을 변경하여 무선 충전 전력을 조절함으로써, 무선으로 공급되는 전류를 조절할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 충전 장치가 유선 충전 상태에서 무선 충전 요청 시 충전 전력을 제어하는 방법을 도시한 흐름도(600)이다.
도 6을 참조하면, 동작(501)에서, 다양한 실시예들에 따른 충전 장치(예: 도 3a 내지 도 3c의 충전 장치(200))의 제어 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제어 회로(380))는 유선 충전 상태일 수 있다. 예를 들어, 유선 충전 상태는 인터페이스(예: 도 3a 내지 도 3c의 인터페이스(340))에 전기적으로 연결된 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(101))에 유선 충전 전력을 공급하는 상태일 수 있다. 제어 회로(380)는 스위칭 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 스위칭 회로(320)), 변압기(예: 도 3a 내지 도 3c의 변압기(350)), 정류 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 제1 정류 회로(315) 또는 정류 회로(360))를 통과한 전력을 유선 충전 전력으로서 전자 장치(101)에 제공할 수 있다.
유선 충전 상태는 유선 충전 경로가 전기적으로 연결된 상태이고, 무선 충전 경로는 전기적으로 연결되지 않은 상태일 수 있다. 예를 들어, 유선 충전 경로는 정류 회로(360)(또는 제2 정류 회로(360))와 인터페이스(340) 사이의 경로를 의미할 수 있다. 유선 충전 경로가 전기적으로 연결된 상태는 정류 회로(360)와 인터페이스(340) 사이에 위치한 스위치(예: 도 3a 내지 도 3c의 제1 스위치(330))가 온되어, 정류 회로(360)와 인터페이스(340) 사이가 전기적으로 연결된 상태를 포함할 수 있다. 무선 충전 경로는 전기적으로 연결되지 않은 상태는 변압기(350)의 2차측 제2 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제2 코일(353)과 가변 커패시터(예: 도 3a 내지 도 3c의 가변 커패시터(373)) 사이의 스위치(예: 제2 스위치(371))가 오프되어, 2차측 제2 코일(353)과 가변 커패시터(373)가 전기적으로 연결되지 않은 상태일 수 있다.
동작(603)에서, 제어 회로(380)는 무선 충전을 요청받을 수 있다. 제어 회로(380)는 가변 커패시터(373)의 값이 변경되면, 무선 충전을 요청받은 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(102))가 충전 장치(200)에 근접하는 경우, 가변 커패시터(373)의 값이 변경될 수 있다.
동작(605)에서, 제어 회로(380)는 가변 커패시터 값을 설정할 수 있다. 충전 장치(200)에 미리 무선 충전에 최적화된 무선 충전 전력이 정해질 수 있고, 필요로 하는 무선 충전 전력에 따른 가변 커패시터 값이 정해질 수 있다. 제어 회로(380)는 가변 커패시터 값을 변경하여 무선 충전을 위한 충전 전력을 결정할 수 있다.
동작(607)에서, 제어 회로(380)는 출력 효율이 좋은지 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 출력 효율 판단을 위해 일정 시간 동안 2차측 제2 코일(353)에 자기장을 발생하여 전자 장치(102)로 전력을 제공할 수 있다. 제어 회로(380)는 입력 전력 대비 출력 전력이 기준치 이상인지 여부에 기반하여 출력 효율이 좋은지 여부를 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 입력 전력 대비 출력 전력이 기준치 이상인 경우 출력 효율이 좋은 것으로 판단하고, 제어 회로(380)는 입력 전력 대비 출력 전력이 기준치 이하인 경우 출력 효율이 좋지 않은(예: 나쁜) 것으로 판단할 수 있다. 제어 회로(380)는 출력 효율이 좋은 경우(YES), 동작(609)을 수행하고, 출력 효율이 좋지 않은 경우(NO), 동작(608)을 수행할 수 있다.
출력 효율이 좋지 않은 경우(NO), 동작(608)에서, 제어 회로(380)는 가변 커패시터 값을 변경할 수 있다. 제어 회로(380)는 가변 커패시터 값을 변경하면서 무선 충전 전력을 결정할 수 있다. 제어 회로(380)는 동작(608)을 수행한 후, 동작(607)으로 리턴하여 변경된 충전 전력으로 출력 효율이 좋은지 여부를 판단할 수 있다.
출력 효율이 좋은 경우(YES), 동작(609)에서, 최종적으로 선정된 전력 기준으로 제어 회로(380)는 충전 전력(예: 무선 충전 전력)을 결정할 수 있다. 제어 회로(380)는 최종적으로 선정된 전력 기준으로 설정된 가변 커패시터 값을 확정할 수 있다. 제어 회로(380)는 설정된 가변 커패시터 값을 기준으로 무선 충전 전력을 결정할 수 있다.
동작(611)에서, 제어 회로(380)는 결정된 무선 충전 전력을 출력할 수 있다. 상기 무선 충전 전력은 2차측 제2 코일(353)에 발생된 자기장에 의해 전자 장치(102)에 포함된 코일에 전달될 수 있다.
동작(613)에서, 제어 회로(380)는 충전 상태에 따른 충전 전력 제어 프로세스를 수행할 수 있다. 충전 전력 제어 프로세스는 도 5의 동작(509) 내지 동작(513)을 포함할 수 있다. 제어 회로(380)는 무선 충전 전력 및 유선 충전 전력의 전력(전압/전류) 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 무선 충전 전력 및 유선 충전 전력을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 1차측 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 1차측 코일(351)) 및 2차측 제1 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제1 코일(352))로 구성된 변압기(예: 도 3a 내지 도 3c의 변압기(350)) 및 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일(예: 도 3a 내지 도 3c의 2차측 제2 코일(353))을 포함하는 무선 충전 회로(예: 도 3a 내지 도 3c의 무선 충전 회로(370))로 구성된 전자 장치(예: 도 2, 도 3a 내지 도 3c의 충전 장치(200))의 동작 방법은 적어도 하나의 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 전자 장치(102))의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지하는 동작, 및 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 상기 변압기로부터 출력된 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 상기 무선 충전 회로로부터 출력된 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 충전을 제어하는 동작은, 상기 전자 장치에 포함된 스위치를 제어하여 유선 충전 경로 또는 무선 충전 경로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 다양한 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    1차측 코일 및 2차측 제1 코일로 구성된 변압기;
    상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일을 포함하는 무선 충전 회로; 및
    제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는,
    상기 변압기로부터 출력되는 유선 충전 전력을 제1 외부 전자 장치로 공급하고,
    상기 무선 충전 회로에 포함된 2차측 제2 코일을 통해 제2 외부 전자 장치로 무선 충전 전력을 공급하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2차측 제2 코일은,
    상기 2차측 제1 코일과 병렬적으로 연결되도록 설정된 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 변압기는,
    상기 2차측 제2 코일과 일체형으로 구성된 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 외부 전자 장치와 전기적으로 연결되는 인터페이스;
    상기 변압기와 상기 인터페이스 사이에 배치된 제1 스위치를 더 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 외부 전자 장치가 상기 인터페이스에 연결되는 경우, 상기 제1 스위치를 제어하여 유선 충전 경로를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    무선 충전 시, 상기 제1 스위치를 오프시켜 상기 유선 충전 경로를 전기적으로 연결되지 않은 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무선 충전 회로는,
    가변 커패시터; 및
    상기 2차측 제1 코일과 상기 가변 커패시터 사이에 배치된 제2 스위치를 더 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 제2 스위치를 제어하여 무선 충전 경로를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    유선 충전 시, 상기 제2 스위치를 오프시켜 상기 무선 충전 경로를 전기적으로 연결되지 않은 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 가변 커패시터를 제어하여 상기 무선 충전 전력을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    입력 전력을 변환하여 출력 전력을 생성하고, 상기 출력 전력을 상기 변압기의 1차측 코일로 공급하는 스위칭 회로를 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 스위칭 회로를 제어하여 상기 유선 충전 전력을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 변압기로부터 출력된 전력을 변경시키는 정류 회로를 더 포함하는 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    교류를 직류로 정류하는 제1 정류 회로;
    상기 제1 정류 회로를 펄스(pulse)파의 교류로 변환하는 스위칭 회로;
    상기 변압기로부터 변경된 전압 크기에 기반하여 유선 충전을 위한 적정 전압으로 변환하는 제2 정류 회로를 더 포함하고,
    상기 변압기는, 상기 스위칭 회로로부터 상기 변환된 교류를 2차측 제2 코일로 유도하거나, 또는 상기 스위칭 회로로부터 상기 변환된 교류의 전압 크기를 변경하고,
    상기 무선 충전 회로는, 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 상기 2차측 제2 코일을 포함하고, 상기 제2 코일을 통해 상기 변환된 교류에 기반하여 무선 충전 전력을 공급하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    적어도 하나의 외부 전자 장치의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지하고, 상기 적어도 하나의 외부 전자 장치의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 상기 제2 정류 회로를 이용한 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 상기 무선 충전 회로를 이용한 상기 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  14. 1차측 코일 및 2차측 제1 코일로 구성된 변압기 및 상기 변압기의 상기 2차측 제1 코일과 전기적으로 연결되는 2차측 제2 코일을 포함하는 무선 충전 회로로 구성된 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 외부 전자 장치의 전기적 연결 또는 기능적 연결에 따른 적어도 하나의 연결을 감지하는 동작; 및
    상기 적어도 하나의 외부 전자 장치의 적어도 하나의 연결에 기반하여, 상기 변압기로부터 출력된 적정 전압에 의한 유선 충전 또는 상기 무선 충전 회로로부터 출력된 무선 충전 전력에 의한 무선 충전 중 적어도 하나의 충전을 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 충전을 제어하는 동작은,
    상기 전자 장치에 포함된 스위치를 제어하여 유선 충전 경로 또는 무선 충전 경로를 제어하는 동작을 포함하는 방법.
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