WO2023096059A1 - 무선 충전을 지원하는 전자 장치 - Google Patents

무선 충전을 지원하는 전자 장치 Download PDF

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WO2023096059A1
WO2023096059A1 PCT/KR2022/010189 KR2022010189W WO2023096059A1 WO 2023096059 A1 WO2023096059 A1 WO 2023096059A1 KR 2022010189 W KR2022010189 W KR 2022010189W WO 2023096059 A1 WO2023096059 A1 WO 2023096059A1
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power
received
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wireless communication
rpp
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PCT/KR2022/010189
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하민철
김동조
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삼성전자 주식회사
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • An embodiment of the present disclosure relates to a technology for wirelessly supplying power from a power transmitter to a power receiver in a wireless charging system.
  • a battery may be charged using a coil in a wireless charging system.
  • a receiving coil of a portable power receiving device eg, a smartphone, a wireless earphone charging case (or cradle)
  • a transmitting coil of a power transmitting device eg, a wireless charging pad
  • a user may put a cover on the power receiving device and carry the power receiving device to protect the power receiving device.
  • the distance between the transmitting coil and the receiving coil may be increased by, for example, the thickness of the cover. Accordingly, even if the coils are aligned side by side, power reception efficiency in the power reception device may be lowered.
  • a load consuming power may be included in the cover.
  • a battery for operating the load may be additionally provided in the cover.
  • the load may be operated by power received from the power receiver. However, while the power receiver is being charged, the load is not supplied with power from the power receiver, and as a result, the load may be difficult to operate.
  • An embodiment of the present disclosure is provided in a cover surrounding a power receiver, wirelessly receives power from a power transmitter, and wirelessly transfers the received power to the power receiver, thereby increasing the power reception efficiency of the power receiver.
  • a power relay device may be provided.
  • the power transmission device may recognize that a power relay device exists between the power transmission device and the power reception device and control power transmission based on this recognition.
  • a power relay device may perform an operation related to power reception (eg, an operation to inform a user of a charging state or an operation to control heat generation).
  • the power relay device is mounted on a cover surrounding a portable power receiver, and includes a coil; a power receiving circuit that rectifies the power signal received from the power transmission device through the coil; a wireless communication circuit that is driven using the power signal received from the power reception circuit and communicates with the power transmission device and the power reception device using the coil; and a relay control circuit driven by using a power signal received from the power reception circuit and electrically connected to the power reception circuit and the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may be configured to receive a first received power value indicating power consumed by the power receiver from the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may be configured to transmit a second received power value indicating power consumed by the power relay device to the power transmission device using the wireless communication circuit, based on the first received power value being received.
  • a power transmission device includes a coil; a power transmission circuit that converts a power signal into a power signal having a designated frequency and outputs the converted power signal to the coil; a wireless communication circuit that communicates with a power receiver and a power repeater using the coil; and a transmission control circuit electrically connected to the power transmission circuit and the wireless communication circuit.
  • the transmission control circuit may be configured to check, from the power transmission circuit, a power supply value indicating power supplied by the power transmission device to the power reception device.
  • the transmission control circuit may be configured to check, from the wireless communication circuit, a first received power value indicating power consumed by the power reception device and a second received power value indicating power consumed by the power relay device.
  • the transmission control circuit determines that a metal foreign object other than the power relay device exists between the power transmission device and the power reception device based on the supplied power value, the first received power value, and the second received power value. It can be configured to judge.
  • the transmission control circuit may be configured to control the power transmission circuit to stop outputting the power signal according to the determination.
  • the power relay device may be mounted on a cover surrounding the portable power receiver, include a coil, and be driven using a power signal received from the power transmitter through the coil.
  • the method of operating the power relay device may include receiving a first received power value indicating power consumed by the power receiver from the power receiver through the coil.
  • the method may include transmitting a second received power value indicating power consumed by the power relay device to the power transmission device through the coil, based on the first received power value being received. .
  • a method of operating a power transmission device that wirelessly transmits a power signal to a power reception device through a coil includes an operation of checking a power supply value representing power supplied to the power reception device by the power transmission device.
  • the method may include an operation of checking a first received power value representing power consumed by the power receiving device and a second received power value representing power consumed by the power relay device through a wireless communication circuit of the power transmitting device.
  • the method determines that a metal foreign object other than the power relay device exists between the power transmission device and the power reception device based on the supplied power value, the first received power value, and the second received power value Actions may be included.
  • the method may include an operation of stopping the output of the power signal according to the determination.
  • the recording medium may store instructions readable by a processor of a power transmission device that wirelessly transmits a power signal to a power reception device through a coil.
  • the instructions may cause the processor to perform an operation of checking a supply power value representing power supplied from the power transmission device to the power reception device.
  • the instructions include operations for the processor to check a first received power value representing the power consumed by the power receiving device and a second received power value representing the power consumed by the power relay device through a wireless communication circuit of the power transmitting device. can be made to do.
  • the instructions cause the processor to determine whether a metal foreign substance other than the power relay device exists between the power transmission device and the power reception device based on the supply power value, the first received power value, and the second received power value. It is possible to perform an operation that is determined to be.
  • the instructions may cause the processor to perform an operation of stopping the output of the power signal according to the determination.
  • the battery of the power reception device can be charged using the power relay device while the power reception device is covered. While the power receiving device receives power from the power transmitting device, the power relay device may perform an operation related to power reception (eg, data exchange related to charging power, an operation to inform a user of a charging state, or a heating control operation). . In addition, a problem in which the power relay device is mistaken for a metal foreign material in the power transmission device can be solved. In addition to this, various effects identified directly or indirectly through this document may be provided.
  • an operation related to power reception eg, data exchange related to charging power, an operation to inform a user of a charging state, or a heating control operation.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 shows a block diagram of electronic devices in a wireless charging system, according to one embodiment.
  • Figure 3 shows a layout view of a wireless charging pad, a smart phone, and a protective cover surrounding the smart phone in a wireless charging system according to an embodiment.
  • FIG. 4 shows a layout view of a wireless charging pad, a wireless earphone charging case, and a protective cover surrounding the wireless earphone charging case in a wireless charging system according to an embodiment.
  • FIG. 5 shows a layout diagram of coils for wireless charging in a wireless charging system according to an embodiment.
  • FIG. 6 illustrates an example of an amplitude modulated power signal for data communication in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating operations of a relay control circuit according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating operations of a relay control circuit according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating operations of a relay control circuit according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for describing operations of a transmission control circuit, according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within a network environment 100, according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 199. It may communicate with at least one of the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • the server 108 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or the antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added.
  • some of these components eg, sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into a single component (eg, display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • NPU neural network processing unit
  • the secondary processor 123 may use less power than the main processor 121 or be set to be specialized for a designated function.
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, running an application). ) state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the auxiliary processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself where the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning or reinforcement learning, but in the above example Not limited.
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or 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 module 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 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.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • 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 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 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 may 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 motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • 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 moving images. 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 as at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • 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). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 may be 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, a : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a corresponding communication module is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, a legacy communication module).
  • the wireless communication module 192 uses 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 wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined for the electronic device 101, an external electronic device (eg, the electronic device 104), or a network system (eg, the second network 199).
  • the wireless communication module 192 may be used to realize peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency (for realizing URLLC).
  • peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC.
  • DL downlink
  • UL uplink each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). 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 selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as a part of the antenna module 197 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a bottom surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands 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 external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 instead of executing the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • 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 execution result to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks. According to one embodiment, the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • 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.
  • a portable communication device eg, 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 portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish that component from other corresponding components, and may refer to that component in other respects (eg, importance or order) is not limited.
  • a (eg, first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logical blocks, parts, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • a machine eg, electronic device 101
  • a processor eg, the processor 120
  • a device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • a signal e.g. electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • a device e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a storage medium readable by a device such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the aforementioned 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 of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.
  • FIG. 2 shows a block diagram of electronic devices 201, 202, and 203 in a wireless charging system, according to one embodiment.
  • 3 shows a layout view of a wireless charging pad 310, a smart phone 320, and a protective cover 330 surrounding the smart phone 320 in a wireless charging system according to an embodiment.
  • 4 shows a layout view of a wireless charging pad 310, a wireless earphone charging case 420, and a protective cover 430 surrounding the case 420 in a wireless charging system according to an embodiment.
  • 5 shows a layout view of coils 510, 520, and 530 for wireless charging in a wireless charging system according to an embodiment.
  • 6 illustrates an example of an amplitude modulated power signal for data communication in a wireless communication system according to an embodiment.
  • a power transmission device (eg, electronic device 102 of FIG. 1) 201 may transmit a power signal wirelessly, and a power reception device (eg, electronic device 101 of FIG. 1) 202 may receive a power signal wirelessly.
  • the power relay device 203 wirelessly transfers most of the energy of the power signal received from the power transmitter 201 to the power receiver 202 and power relays some of the energy of the power signal received from the power transmitter 201. It can be used for driving the device 203.
  • the power transmission device 201 may be a wireless charging pad 310 having a form as shown in FIGS. 3 and 4 or a portable electronic device supporting power sharing.
  • the portable electronic device may be a portable communication device (eg, the smart phone 320 of FIG.
  • the power receiving device 202 may be a portable electronic device.
  • the power receiving device 202 may be a smart phone 320 or a wireless earphone charging case 420 .
  • the power relay device 203 may be a device mounted on a protective cover (eg, the protective cover 330 of FIG. 3 or the protective cover 430 of FIG. 4 ) surrounding the power receiver 202 .
  • the power transmission device 201 includes a power source circuit 211, a power transmission circuit 212, a power transmission coil 213, a wireless communication circuit 214, and a transmission control circuit 215 ) may be included.
  • the power circuit 211 may provide the power transmission circuit 212 with a power signal to be transmitted to the power reception device 202 .
  • the power circuit 211 converts the current of the power signal introduced from the outside from alternating current (AC) to direct current (DC) and converts the voltage of the power into the transmission control circuit 215. Based on the control, it may include an adapter that adjusts and outputs a specified voltage value.
  • the power transmission circuit 212 may be configured to convert the current characteristic of the power signal received from the power circuit 211 from DC to AC to wirelessly transmit the power signal through the power transmission coil 213 .
  • the power transmission circuit 212 may include an inverter circuit (eg, a full bridge circuit) configured to periodically change the direction of current.
  • the power transmission coil 213 may resonate at a specific frequency.
  • the power transmission device 201 may further include a resonant circuit 216 for causing the power transmission coil 213 to resonate at a specific frequency (eg, a frequency specified in a wireless power consortium (WPC) standard). there is.
  • WPC wireless power consortium
  • the inverter circuit periodically converts the current direction of the first power signal received from the power circuit 211 according to the resonant frequency of the power transmission coil 213 to generate a second power signal having the resonant frequency,
  • the second power signal may be output to the power transmission coil 213 .
  • the second power signal may be wirelessly transmitted to the power receiving device 102 through the power transmission coil 213 .
  • the power transmission circuit 212 adjusts the current of the second power signal and transmits the current to the power transmission coil 213 based on the control of the transmission control circuit 215 (eg, a low drop out (LDO)) circuit. regulator).
  • LDO low drop out
  • the power transmission coil 213 may be a spiral type coil wound several times clockwise or counterclockwise around the z-axis (see FIG. 5).
  • the power transmission coil 213 may be used as an antenna for data communication in addition to power transmission.
  • the wireless communication circuit 214 may perform data communication with the power reception device 202 and/or the power relay device 203 through the power transmission coil 213 .
  • the wireless communication circuit 214 receives a data signal from the transmission control circuit 215 and loads the received data signal into a power signal to transmit power to the wireless communication circuit 223 and/or power of the power receiving device 202. It can be transmitted to the wireless communication circuit 233 of the relay device 203.
  • the wireless communication circuit 214 demodulates the power signal transmitted from the power transmission coil 213 to the power reception coil 221 so that the power reception device 202 and/or the power relay device 203 is the power transmission device.
  • the data signal sent to 201 can be obtained.
  • the wireless communication circuit 214 may transfer the obtained data signal to the transmission control circuit 215 .
  • the transmission control circuit 215 may be implemented as one chipset together with a memory (not shown).
  • a processor eg, the processor 120 of FIG. 1
  • a power management circuit eg, the power management module 188 of FIG. 1
  • the transmission control circuit 215 may control power delivery based on information received from the power reception device 202 and/or the power relay device 203 through the wireless communication circuit 214 .
  • the transmission control circuit 215 is a power transmission circuit to periodically transmit a power signal (eg, a ping signal or wake up signal) for the purpose of detecting an external object (eg, the power receiving device 202). (212) can be controlled.
  • the power receiving device 202 monitors a characteristic change (eg, frequency, amplitude) of the power signal through a wireless communication circuit 214, and based on the characteristic change, the object moves near the power transmitter 201 (eg, power transmission). position corresponding to the coil 213).
  • a characteristic change eg, frequency, amplitude
  • the transmission control circuit 215 may recognize that an object, for example, the power receiving device 202 is located on the surface 311 when the change amount satisfies a specified condition (eg, when the change amount is greater than or equal to a threshold value).
  • the transmission control circuitry 215 may transmit a message to the power receiver 202 via the wireless communication circuitry 214 .
  • the message indicates information required by the power receiver 202 for wireless charging, information that the power transmitter 201 requests from the power receiver 202, and/or the power receiver 202 ) may include information requested from the power transmission device 201.
  • information requested by the power transmitter 201 to the power receiver 202 through a message may include identification information of the power receiver 202 and/or configuration information related to wireless charging. there is.
  • Identification information may include version information, manufacturing code, or basic device identifier.
  • the setting information may include a wireless charging frequency, maximum receivable power, or power requested from the power transmission device 201 for battery charging.
  • the transmission control circuit 215 may receive the requested information as a response message from the power receiver 202 through the wireless communication circuit 214 .
  • the transmission control circuit 215 may control the power transmission circuit 212 to transmit a power signal for the purpose of battery charging, based at least in part on identification information and/or setting information in the received response message.
  • the power transmitter 201 may check a power control feedback signal from the power receiver 202 .
  • the power control feedback signal may include a control error packet (CEP) defined in the WPC standard.
  • CEP control error packet
  • the control error packet may include a control error value (CEV).
  • the control error value may be an integer between -128 and +127 (eg, -1, 0, +1).
  • the transmission control circuit 215 generates a power signal A based on an error value (eg, included in a control error packet (CEP)) received from the power receiver 202 through the wireless communication circuit 214.
  • the power transmission circuit 211 may be controlled to raise or lower the voltage and/or frequency of
  • the error value (eg, CEV) includes a value determined by a difference between a rectified voltage (eg, V_REC) rectified by the power receiving device 202 and a target voltage designated by the power receiving device 202. can do. For example, when the difference between the rectified voltage and the target voltage is within a specified error range, the error value is set to “0” by the power receiving device 202, and thus the transmission control circuit 215 transmits the power signal A voltage can be maintained without change.
  • V_REC rectified voltage
  • the power receiving device 202 may transmit a control error packet having a negative control error value to the power transmitting device 201 in order to request a reduction in the amount of charging power.
  • the power receiving device 202 may transmit a control error packet having a positive control error value to the power transmitting device 201 in order to request an increase in the amount of charging power. For example, if the rectified voltage is smaller than the target voltage (eg, smaller than the target voltage minus a value representing the error range), the error value is determined by the power receiving device 202 as a positive number (eg, “+1”). ), and accordingly, the transmission control circuit 215 can increase the power (eg, voltage) of the power signal A input to the power transmission coil 213.
  • Circuit 215 may lower the power of power signal A.
  • the transmission control circuit 215 transmits an end signal (eg, a packet (eg, CS When 100 Packet) is received, the power transmission circuit 212 may be controlled to terminate outputting the power signal A to the power transmission coil 213.
  • the transmission control circuit 215 provides power (hereinafter referred to as supplied power) for the power transmission device 201 to supply to an external device (eg, the power reception device 202) versus the power reception device 202 ) Based on the ratio of the power (hereinafter referred to as first received power) received from the power transmission device 201, it is possible to determine whether a metal foreign substance exists between the power transmission device 201 and the power reception device 202.
  • the transmission control circuit 215 is the first received power (eg, the power signal (B) received from the power transmission device 201 through the power reception circuit 222, the power reception coil 221) Power) may be received from the power receiver 202 through the wireless communication circuit 214 .
  • the power receiver 202 while the power receiver 202 charges the battery 225 using the power signal B, the power receiver 202 transmits the first received power value P_Rx to a first received power packet (RPP). ) and can be periodically transmitted to the power transmission device 201.
  • the first RPP may include identification information indicating that the device sending the first RPP is the power receiving device 202 together with the first received power value (P_Rx).
  • the transmission control circuit 215 may determine whether a metal foreign substance exists between the power transmission device 201 and the power reception device 202 based on the power values P_Tx and P_Rx.
  • the transmission control circuit 215 checks the first received power value P_Rx in the first RPP and indicates the power supplied from the power transmission circuit 212 (eg, the power of the power signal A) ( P_Tx) can be checked.
  • the transmission control circuit 215 transmits two devices (P_Loss), which is the difference between the two power values (P_Tx - P_Rx), when the loss value (P_Loss) is smaller than a specified first threshold value (eg, first foreign object detection (FOD)_Th (threshold))).
  • a specified first threshold value eg, first foreign object detection (FOD)_Th (threshold)
  • the transmission control circuit 215 is configured such that the power relay device 203 is received from an external device (eg, the power transmission device 201) through the power relay coil 231 and receives power (hereinafter, the power relay device 203). , second received power) with the first received power, and based on the ratio of the sum received power (first received power + second received power) to the supplied power, the power transmission device 201 and the power reception device 202 ), it may be determined whether a metal object (foreign matter) other than the power relay device 203 is present between the power relay devices 203 and .
  • the power received by the power relay device 203 means that the power relay device 203 receives from an external device (eg, the power transmitter 201) through the power relay coil 231 and receives the power from the power receiver ( 202), and can be defined as power consumed by the power relay device 203.
  • an external device eg, the power transmitter 201
  • the power relay coil 231 receives the power from the power receiver ( 202)
  • the transmission control circuit 215 relays the first received power value (P_Rx) and the second received power value (P_Division) consumed by the power relay device 203 through the wireless communication circuit 214.
  • the power relay device 203 may receive the first RPP from the power receiver 202 through the power relay coil 231 .
  • the power relay device 203 transmits a compensation RPP including a first RPP and a second received power value (eg, a value representing the power of the power signal C) (P_Division) through the power relay coil 231. It can be transmitted to the power transmission device 201.
  • the compensation RPP may include identification information indicating that the device sending the compensation RPP is the power relay device 203 together with the first RPP and the second received power value (P_Division).
  • the transmission control circuit 215 may recognize that the power relay device 203 is located between the power transmission device 201 and the power reception device 202 as the compensation RPP is received following the first RPP. Alternatively, the transmission control circuit 215 may recognize that the power relay device 203 is located between the power transmission device 201 and the power reception device 202 through identification information included in the compensation RPP.
  • the transmission control circuit 215, based on the power values (P_Tx, P_Rx, P_Division), between the power transmission device 201 and the power reception device 202, the power relay device 203 other than a metal object (foreign matter) ) can be determined.
  • the transmission control circuit 215 may check the first received power value (P_Rx) and the second received power value (P_Division) in the compensation RPP and check the supply power value (P_Tx) from the power transmission circuit 212. there is.
  • P_Loss + P_Division (P_Tx - P_Rx)
  • the transmission control circuit 215 stops transmitting the power signal A.
  • the power transmission circuit 212 can be controlled to do so.
  • the power relay device 203 may transmit the second RPP including the second received power value P_Division to the power transmission device 201 through the power relay coil 231 .
  • the second RPP may include identification information indicating that the device sending the second RPP is the power relay device 203 together with the second received power value (P_Division).
  • the transmission control circuit 215 may recognize that the power relay device 203 is located between the power transmission device 201 and the power reception device 202 as the second RPP is received following the first RPP. Alternatively, the transmission control circuit 215 may recognize that the power relay device 203 is located between the power transmission device 201 and the power reception device 202 through identification information included in the second RPP.
  • the transmission control circuit 215 may receive the first RPP from the power receiver 202 and the second RPP from the power relay device 203 through the wireless communication circuit 214 .
  • the transmission control circuit 215 checks the first received power value (P_Rx) in the first RPP, checks the second received power value (P_Division) in the second RPP, and supplies power value (P_Tx) from the power transmission circuit 212. can confirm.
  • the transmission control circuit 215 transmits two devices when the sum (P_Loss + P_Division) of the loss value (P_Loss), which is the difference between the two power values (P_Tx - P_Rx), and the second received power value (P_Division) is smaller than the second threshold value.
  • the transmission control circuit 215 may determine that the power relay device 203 and a metal foreign substance exist between the two devices 201 and 202. If it is determined that a metal foreign substance is present, the transmission control circuit 215 may control the power transmission circuit 212 to stop transmission of the power signal A.
  • An agreement may be made between the power transmission device 201 and the power reception device 202 for .
  • the power relay device 203 may check a period in which the first RPP is received from the power receiver 202 . Based on the checked period, the power relay device 203 may periodically transmit the compensation RPP or the second RPP in a time slot that does not overlap with a time point at which the first RPP is received.
  • An RPP to be transmitted by the power relay device 201 among the compensation RPP and the second RPP may be determined through consultation between the power transmitter 201 and the power receiver 202 .
  • the power relay device 203 may arbitrarily select an RPP to be transmitted among the compensation RPP and the second RPP.
  • the power receiving device 202 includes a power receiving coil 221, a power receiving circuit 222, a wireless communication circuit 223, a charging circuit 224, a battery 225, and a reception control circuit ( 226) may be included.
  • the power relay device 203 receives the first received power value P_Rx, checks the second received power value P_Division, and sums the first received power value and the second received power value. Data related to the third received power value (P_Rx+P_Division) may be transmitted to the power transmission device 201.
  • the power receiving coil 221 may be a spiral type coil wound several times clockwise or counterclockwise around the z-axis (see FIG. 5 ).
  • the power receiving coil 221 may receive a power signal from the power transmitting coil 213 through electrical coupling with the power transmitting coil 213 .
  • the power reception coil 221 may resonate at the same frequency as the power transmission coil 213 resonates.
  • the power receiving device 202 may further include a resonance circuit 227 for causing the power receiving coil 221 to resonate at a specific frequency (eg, a frequency specified in a wireless power consortium (WPC) standard).
  • WPC wireless power consortium
  • the power receiving circuit 222 may be configured to transmit the power signal B received from the power transmission device 201 through the power receiving coil 221 to the charging circuit 224 .
  • the power reception circuit 220 includes a rectifier circuit for converting the current characteristic of the power signal B from AC to DC and a DC-DC converter circuit for converting a rectified voltage (V_REC), A signal may be output to the charging circuit 224 .
  • the power receiving coil 221 may be used as an antenna for data communication in addition to receiving power.
  • the wireless communication circuit 223 may perform data communication with the power transmission device 201 through the power reception coil 221 .
  • the wireless communication circuit 223 receives a data signal from the reception control circuit 226, loads the received data signal onto the power signal received from the power transmission coil 216, and transmits the power transmission device 201 wirelessly.
  • communication circuitry 214 As a method of loading the data signal on the power signal, the previously exemplified technique of modulating the amplitude and/or frequency of the power signal may be used.
  • the wireless communication circuit 223 demodulates the power signal transmitted from the power transmission coil 513 to the power reception coil 551 to obtain a data signal transmitted from the power transmission device 201 to the power reception device 202. can be obtained
  • the wireless communication circuit 223 may transfer the acquired data signal to the reception control circuit 226 .
  • the charging circuit 224 may charge the battery 225 using the power signal B received from the power receiving coil 221 through the power receiving circuit 222 .
  • the charging circuit 224 may support constant current (CC) and constant voltage (CV) charging based on the control of the reception control circuit 226 .
  • the charging circuit 224 adjusts the current of the power signal output from the charging circuit 224 to the battery 225 so that the voltage of the battery 225 rises to a specified target voltage value.
  • the charging current value set by the processor 226 may be kept constant.
  • the charging circuit 224 controls the power output from the charging circuit 224 under the control of the reception control circuit 226.
  • the voltage of the battery 225 may be maintained at a target voltage value by stepwise lowering the current of the signal.
  • the charging circuit 224 receives the control circuit 226 Based on the control of ), charging of the battery 225 may be completed by stopping the output of the power signal to the battery 225 .
  • the reception control circuit (eg, the processor 120 of FIG. 1 ) 226 may perform data communication with the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 223 .
  • the reception control circuit 226 controls the power reception circuit 222 to receive the power signal B through the power reception coil 221 based on data communication and uses the received power signal B to charge the battery.
  • the charging circuit 224 can be controlled to charge 225 .
  • the distance between the power transmitting coil 213 and the power receiving coil 221 may be increased by the thickness T (thickness) of the protective cover.
  • T thickness
  • the power transmitting coil 213 and the power receiving coil 221 are aligned side by side around an axis 501 parallel to the z axis as shown, electrical coupling between the two coils 213 and 221
  • power receiving efficiency in the power receiving device 202 may decrease and charging time may increase.
  • the battery 225 may not be charged in the power receiving device 202 because electrical coupling between the two coils 213 and 221 is not made.
  • the power relay device 203 including the power relay coil 231 may be mounted on the protective cover.
  • the power relay coil 231 is located between the two coils 213 and 221, and the two coils 213 and 221 As they are aligned side by side, electrical coupling between the two coils 213 and 221 can be compensated. Accordingly, the battery can be efficiently charged without the hassle of removing the protective cover from the power receiving device 202 .
  • the power relay device 203 may include a power relay coil 231, a power reception circuit 232, a wireless communication circuit 233, a load 234, and a relay control circuit 235. there is.
  • the power relay coil 231 may be a spiral type coil wound several times clockwise or counterclockwise around the z-axis (see FIG. 5 ).
  • the power relay coil 231 may receive a power signal from the power transmission coil 213 through electrical coupling with the transmission/reception coils 213 and 221 and transmit the received power signal to the power reception coil 221.
  • the power relay coil 231 may resonate at the same frequency as the frequency at which the transceiver coils 213 and 221 resonate.
  • the power relay device 203 may further include a resonance circuit 236 for causing the power relay coil 231 to resonate at a specific frequency (eg, a frequency specified in a wireless power consortium (WPC) standard).
  • WPC wireless power consortium
  • the power relay device 203 may transfer the energy of the power signal received from the power transmission device 201 to the power reception device 203 through the power relay coil 231, and the power transmission/reception devices 201 and 202 Some energy of the power signal may be consumed to drive the load 234 provided in the data communication and power relay device 203 .
  • the power receiving circuit 222 processes the power signal C received from the power transmission device 201 through the power relay coil 231 to have predetermined characteristics, and the wireless communication circuit 233, the load 234, and It can be supplied to the relay control circuit 235.
  • the rectifier 240 of the power receiving circuit 222 may convert the current characteristic of the power signal C from AC to DC.
  • the DC-DC converter 250 may convert the rectified voltage and supply it to the wireless communication circuit 233, the load 234, and the relay control circuit 235.
  • the power relay coil 231 may be used as an antenna for data communication in addition to power transmission and reception.
  • the wireless communication circuit 233 may be driven using power received from the power reception circuit 232 .
  • the wireless communication circuit 233 may transfer the data signal received from the power receiver 202 through the power relay coil 231 to the relay control circuit 235 .
  • the wireless communication circuit 233 may transmit the data signal received from the relay control circuit 235 to the power transmission device 201 through the power relay coil 231 .
  • the wireless communication circuit 233 demodulates the power signal transmitted from the power relay coil 231 to the power reception coil 221, and the data signal transmitted to the outside by the power reception device 202 (eg, first RPP, CS 100 Packet) may include a demodulation circuit for obtaining.
  • the wireless communication circuit 233 modulates the power signal transmitted from the power transmission coil 213 to the power relay coil 231 to obtain a data signal (eg, compensation RPP, second RPP) received from the relay control circuit 235. It may include a modulation circuit for transmission to the power transmission device 201.
  • a data signal eg, compensation RPP, second RPP
  • a relay control circuit (eg, a microcontroller unit (MCU) 235) may be implemented as a single chipset together with a memory (not shown).
  • the relay control circuit 235 uses power received from the power receiver circuit 222.
  • the relay control circuit 235 may transmit the second received power value P_Division to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233.
  • the second reception power value P_Division may be transmitted.
  • Power (a) consumed for power processing in the power receiving circuit 240, power consumed for data communication in the wireless communication circuit 233 (b), power relay device 203 in the relay control circuit 235 ) may be the sum of power (c) consumed to control the overall system and/or power (d) lost in the power relay device 203.
  • the second received power is the load 234 when the load 234 operates.
  • the relay control circuit 235 may include a sum of at least a portion of the powers (a) to (e) (eg, (a), (b) , and (d), or the sum of (a), (b), (c), and (e) when the load 234 is operating) through the wireless communication circuit 233. It can be transmitted to the power transmission device 201.
  • the relay control circuit 235 transmits a second received power value representative of power e to the power transmission device 201 via the wireless communication circuit 233 when the load 234 is operating. can do.
  • the relay control circuit 235 may transmit a second received power value representing '0' to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233. .
  • the relay control circuit 235 may periodically receive the first RPP including the first received power value P_Rx from the power receiver 202 through the wireless communication circuit 233 .
  • the relay control circuit 235 may periodically transmit a compensation RPP including the first RPP and the second received power value P_Division to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233 .
  • the relay control circuit 235 may periodically transmit the second RPP including the second received power value P_Division to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233 instead of the compensation RPP.
  • the relay control circuit 235 may cause the compensation RPP (or second RPP) to be temporally separated from the first RPP. Accordingly, the power transmission device 201 can distinguish between RPPs and identify their senders.
  • the relay control circuit 235 may check the first RPP having the first periodicity from the power signal 600 through the wireless communication circuit 233 .
  • the first periodicity is that the first RPP 601 transmitted by the power receiver 202 is periodically every first time interval 610 during a first duration 611. It may mean that it is generated in the power signal 600.
  • the relay control circuit 235 carries a compensation RPP (or second RPP) 602 having a second periodicity temporally separated from the first periodicity on the power signal 600 and transmits the power signal 600 to the power transmission device 201 for wireless communication.
  • Circuit 233 can be controlled.
  • the second periodicity may mean that the compensation RPP (or second RPP) is periodically generated in the power signal 600 every second time interval 620 during a second duration 621. .
  • the relay control circuit 235 may obtain a data signal from the power signal through the wireless communication circuit 233 and control driving of the load 234 based on the acquired data signal.
  • the load 234 is an electronic device driven by using the power received from the power receiving circuit 232, for example, a display (eg, the LED display 340 of FIG. 3 or the LED display 440 of FIG. 4), or cooling. It may be a cooling pan.
  • the relay control circuit 235 changes the display color of the display from the color indicating charging (for example, red) only to the color indicating charging ( Example: green).
  • the relay control circuit 235 may drive the cooling fan. there is.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating operations of the relay control circuit 235 according to an embodiment. As described above, the relay control circuit 235 may be driven using power received from the power reception circuit 240 .
  • the relay control circuit 235 may receive the first received power value P_Rx from the power receiver 202 through the wireless communication circuit 233 .
  • the first received power value P_Rx may be included in a designated packet (eg, the first RPP) and transmitted from the power receiver 202 to the power transmitter 201 .
  • the relay control circuit 235 may acquire the first RPP through the wireless communication circuit 233 .
  • the relay control circuit 235 transmits the second received power value P_Division to the wireless communication circuit 233 after a specified time (eg, 10 ms) has elapsed from the time when the first received power value P_Rx is received. It can be transmitted to the power transmission device 201 through.
  • the relay control circuit 235 may transmit a compensation RPP including the first RPP and the second received power value P_Division to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233 .
  • the relay control circuit 235 may transmit the second RPP including the second received power value P_Division to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233 .
  • the relay control circuit 235 may be driven using power received from the power reception circuit 240 .
  • Load 234 may include a display.
  • the relay control circuit 235 transmits a first data signal (eg, CEP, RPP, setting information, or identification) indicating that the battery 225 of the power receiving device 202 is charging (or charging will begin). information) may be received from the wireless communication circuit 233 .
  • a first data signal eg, CEP, RPP, setting information, or identification
  • the relay control circuit 235 may control the display of the power relay device 203 to provide first information for allowing the user to know that charging is in progress in response to receiving the first data signal. .
  • the relay control circuit 235 may control the display to continuously display the first information (eg, “charging”).
  • the relay control circuit 235 may control the display to stop displaying the first information when a specified time elapses from when the first data signal is received.
  • the relay control circuit 235 may receive a second data signal (eg, CS 100 packet) indicating that the battery 225 is fully charged from the wireless communication circuit 233 .
  • a second data signal eg, CS 100 packet
  • the relay control circuit 235 may control the display of the power relay device 203 to provide second information for the user to know that the power relay device 203 is fully charged in response to reception of the second data signal. .
  • the relay control circuit 235 may control the display to continuously display the second information (eg, “charging complete”).
  • the relay control circuit 235 may control the display to stop displaying the second information when a specified time elapses from when the second data signal is received.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating operations of the relay control circuit 235 according to an embodiment. As described above, the relay control circuit 235 may be driven using power received from the power reception circuit 240 .
  • the relay control circuit 235 may operate in a standby mode. While in standby mode, relay control circuitry 235 deactivates load 234 and/or radio communication circuitry 233 and outputs a rectified voltage (V_Rect) (e.g., from rectifier 240 to converter 250). voltage of the power signal) can be monitored in real time.
  • V_Rect rectified voltage
  • 'mode' is a term used to define how the relay control circuit 235 operates, and may be referred to as, for example, 'state'.
  • the relay control circuit 235 determines whether to switch the operation mode of the relay control circuit 235 from the standby mode to the communication mode (or control mode or activation mode) based on the monitored rectified voltage.
  • the relay control circuit 235 may operate in a communication mode in operation 930 .
  • the relay control circuit 235 continuously monitors the rectified voltage, while checking what data is transmitted between the power transmission device 201 and the power reception device 202, the wireless communication circuit 233 ) can be activated.
  • the relay control circuit 235 determines the first received power value P_Rx.
  • the second received power value may be transmitted to the power transmission device 201 through the wireless communication circuit 233 after a specified time (eg, 10 ms) has elapsed from the point in time.
  • a specified time eg, 10 ms
  • the relay control circuit 235 may control the display of the power relay device 203 to provide the first information.
  • the relay control circuit 235 may control the display of the power relay device 203 to provide the second information.
  • the relay control circuit 235 may determine whether to switch the operation mode of the relay control circuit 235 from the communication mode to the standby mode based on the monitored rectified voltage. When the rectified voltage becomes equal to or less than the second voltage value (eg, 3V), the relay control circuit 235 may switch to a standby mode.
  • the second voltage value eg, 3V
  • FIG. 10 is a flowchart for describing operations of the transmission control circuit 215, according to one embodiment. The operations of FIG. 10 may be performed while power is being supplied from the power transmitter 201 to the power receiver 202 .
  • the transmission control circuit 215 checks the first received power value (P_Rx) and the second received power value (P_Division) from the wireless communication circuit 214 and supplies the power supply value (P_Tx) to the power transmission circuit 212. can be checked from According to one embodiment, the transmission control circuit 215 may sequentially receive the first RPP and the compensation RPP from the wireless communication circuit 214 . The transmission control circuit 215 may check the first received power value P_Rx and the second received power value P_Division in the compensation RPP received later than the first RPP. According to another embodiment, the transmission control circuit 215 may sequentially receive the first RPP and the second RPP from the wireless communication circuit 214 . The transmission control circuit 215 may check the first received power value P_Rx in the first RPP and check the second received power value P_Division in the second RPP.
  • the transmission control circuit 215 determines that a metal foreign substance exists between the power transmission device 201 and the power reception device 202 in addition to the power relay device 203 based on the power values (P_Tx, P_Rx, P_Division). can judge For example, when the sum (P_Loss + P_Division) of the loss value (P_Loss), which is the difference between the two power values (P_Tx - P_Rx), and the second received power value (P_Division) is greater than or equal to a specified threshold value, the transmission control circuit 215 may determine that a metal foreign substance exists between the two devices 201 and 202 in addition to the power relay device 203 .
  • the transmission control circuit 215 controls the power transmission circuit 212 to stop transmission of the power signal when it is determined that a metal foreign substance exists between the two devices 201 and 202 other than the power relay device 203. can do.
  • a power relay device (eg, the power relay device 203 of FIG. 2 ) is mounted on a cover surrounding a portable power receiver, and includes a coil; a power receiving circuit that rectifies the power signal received from the power transmission device through the coil; a wireless communication circuit that is driven using the power signal received from the power reception circuit and communicates with the power transmission device and the power reception device using the coil; and a relay control circuit (for example, the relay control circuit 235 of FIG. 2 ) driven by using the power signal received from the power receiver circuit and electrically connected to the power receiver circuit and the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may be configured to receive, from the wireless communication circuit, a first received power value indicating power consumed by the power receiver.
  • the relay control circuit may be configured to transmit a second received power value indicating power consumed by the power relay device to the power transmission device using the wireless communication circuit, based on the first received power value being received.
  • the power relay device further includes a load (eg, the load 234 of FIG. 2 ) driven by using the power signal received from the power reception circuit, and the relay control circuit has a value representing power consumed by the load. It may be configured to include in the second received power value.
  • a load eg, the load 234 of FIG. 2
  • the relay control circuit has a value representing power consumed by the load. It may be configured to include in the second received power value.
  • the load may include a display.
  • the relay control circuit may be configured to control the display based on the data signal confirmed through the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may be configured to check a first data signal indicating that the battery of the power receiver is being charged from the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may be configured to display first information corresponding to the first data signal on the display.
  • the relay control circuit may be configured to confirm, from the wireless communication circuit, a second data signal indicating that the battery is fully charged.
  • the relay control circuit may be configured to display second information corresponding to the second data signal on the display.
  • the relay control circuit may be configured to receive a first received power packet (RPP) including the first power consumption value from the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may be configured to transmit a compensation RPP including the first RPP and the second received power value to the power transmission device through the wireless communication circuit.
  • the relay control circuit may, when a first received power packet (RPP) including the first power consumption value is received from the wireless communication circuit, transmit a second RPP including the second received power value to the wireless communication circuit. It may be configured to transmit to the power transmission device through.
  • RPP received power packet
  • the power transmission device (eg, the power transmission device 201 of FIG. 2) includes a coil; a power transmission circuit that converts a power signal into a power signal having a designated frequency and outputs the converted power signal to the coil; a wireless communication circuit that communicates with a power receiver and a power repeater using the coil; and a transmission control circuit electrically connected to the power transmission circuit and the wireless communication circuit (eg, the transmission control circuit 215 of FIG. 2 ).
  • the transmission control circuit may be configured to check, from the power transmission circuit, a power supply value indicating power supplied by the power transmission device to the power reception device.
  • the transmission control circuit may be configured to check, from the wireless communication circuit, a first received power value indicating power consumed by the power reception device and a second received power value indicating power consumed by the power relay device.
  • the transmission control circuit determines that a metal foreign object other than the power relay device exists between the power transmission device and the power reception device based on the supplied power value, the first received power value, and the second received power value. It can be configured to judge.
  • the transmission control circuit may be configured to control the power transmission circuit to stop outputting the power signal according to the determination.
  • the transmission control circuit may be configured to receive a first RPP from the power receiver via the wireless communication circuit and then receive a compensation RPP from the power relay.
  • the transmission control circuit may be configured to check the first received power value and the second received power value in the compensation RPP received later than the first RPP.
  • the transmission control circuit may be configured to receive a first RPP from the power receiver via the wireless communication circuit and then receive a second RPP from the power relay.
  • the transmit control circuit may be configured to determine the first received power value in the first RPP and the second received power value in the second RPP.
  • the power relay device may be mounted on a cover surrounding the portable power receiver, include a coil, and be driven using a power signal received from the power transmitter through the coil.
  • the method of operating the power relay device may include receiving a first received power value indicating power consumed by the power receiver from the power receiver through the coil (eg, operation 710).
  • the method transmits a second received power value indicating power consumed by the power relay device to the power transmission device through the coil based on the first received power value being received (eg, operation 720) can include
  • the power relay device may include a display, and the method may further include controlling the display based on the data signal confirmed through the wireless communication circuit.
  • the controlling of the display may include receiving a first data signal indicating that a battery of the power receiving device is being charged from the power receiving device through the coil; displaying first information corresponding to the first data signal on the display; receiving a second data signal indicating that the battery is fully charged from the power receiving device through the coil; and displaying second information corresponding to the second data signal on the display.
  • the receiving operation includes receiving a first received power packet (RPP) including the first power consumption value from the power receiving device through the coil, and the transmitting operation includes the first RPP and the second received power packet (RPP). and transmitting a compensation RPP including a received power value to the power transmission device through the coil.
  • RPP received power packet
  • RPP second received power packet
  • a first received power packet (RPP) including the first power consumption value is received from the wireless communication circuit
  • a second RPP including the second received power value is transmitted through the coil.
  • An operation of transmitting to a power transmission device may be included.
  • a method of operating a power transmission device that wirelessly transmits a power signal to a power reception device through a coil includes an operation of checking a power supply value representing power supplied to the power reception device by the power transmission device. (eg, operation 1010).
  • the method includes an operation of checking a first received power value representing the power consumed by the power receiving device and a second received power value representing the power consumed by the power relay device through a wireless communication circuit of the power transmitting device (eg: operation 1010).
  • the method determines that a metal foreign object other than the power relay device exists between the power transmission device and the power reception device based on the supplied power value, the first received power value, and the second received power value action (eg, action 1020).
  • the method may include an operation of stopping output of the power signal according to the determination (eg, operation 1030).
  • the checking of the first received power value and the second received power value may include: receiving a first RPP from the power receiver through the wireless communication circuit and then receiving a compensation RPP from the power relay device; and checking the first received power value and the second received power value in the compensation RPP received later than the first RPP.
  • the checking of the first received power value and the second received power value may include: receiving a first RPP from the power receiver through the wireless communication circuit and then receiving a second RPP from the power relay device; checking the first received power value in the first RPP; and checking the second received power value in the second RPP.
  • the recording medium may store instructions readable by a processor of a power transmission device that wirelessly transmits a power signal to a power reception device through a coil.
  • the instructions may cause the processor to perform an operation of checking a supply power value representing power supplied from the power transmission device to the power reception device.
  • the instructions include operations for the processor to check a first received power value representing the power consumed by the power receiving device and a second received power value representing the power consumed by the power relay device through a wireless communication circuit of the power transmitting device. can be made to do.
  • the instructions cause the processor to determine whether a metal foreign substance other than the power relay device exists between the power transmission device and the power reception device based on the supply power value, the first received power value, and the second received power value. It is possible to perform an operation that is determined to be.
  • the instructions may cause the processor to perform an operation of stopping the output of the power signal according to the determination.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

전력 중계 장치는, 휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고, 코일; 상기 코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 정류하는 전력 수신 회로; 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 코일을 이용하여 상기 전력 송신 장치 및 상기 전력 수신 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 전력 수신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 중계 제어 회로를 포함할 수 있다. 상기 중계 제어 회로는, 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 수신하고, 상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로를 이용하여 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성될 수 있다.

Description

무선 충전을 지원하는 전자 장치
본 개시의 실시예는 무선 충전 시스템에서 전력 송신 장치에서 전력 수신 장치로 전력을 무선으로 공급하기 위한 기술에 관한 것이다.
무선 충전 시스템에서 코일을 이용하여 배터리가 충전될 수 있다. 예컨대, 휴대 가능한 전력 수신 장치(예: 스마트폰, 무선 이어폰 충전 케이스(또는, 크래들(cradle))의 수신 코일이 전력 송신 장치(예: 무선충전 패드)의 송신 코일에 근접한 상태에서 전력 수신 장치의 배터리가 충전될 수 있다.
사용자는 전력 수신 장치를 보호하기 위해 전력 수신 장치에 커버를 씌워서 휴대할 수 있다. 그런데, 커버가 전력 수신 장치에 씌워지게 되면 송신 코일과 수신 코일 간의 거리가 예컨대, 커버의 두께만큼 멀어질 수 있다. 이에 따라, 코일들이 나란히 정렬되더라도 전력 수신 장치에서 전력의 수신 효율이 낮아질 수 있다.
커버에 전력을 소비하는 부하가 포함될 수 있다. 부하를 작동하기 위한 배터리가 커버에 추가적으로 구비될 수도 있다. 또는, 전력 수신 장치로부터 수신된 전력에 의해 부하가 작동할 수도 있다. 단, 전력 수신 장치가 충전되는 동안에는 부하가 전력 수신 장치로부터 전력을 공급받지 못하고 그럼으로써 부하의 작동이 어려울 수도 있다.
본 개시의 실시예는, 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 구비되고 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하고 수신된 전력을 무선으로 전력 수신 장치로 전달함으로써 전력 수신 장치의 전력 수신 효율을 높일 수 있도록 한 전력 중계 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 전력 송신 장치는 전력 송신 장치와 전력 수신 장치 사이에 전력 중계 장치가 존재함을 인지하고 이를 토대로 전력 송신을 제어할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예는 전력 송신 장치에서 전력 수신 장치로 전력이 송신되는 동안 전력 중계 장치가 전력 수신과 관련된 동작(예: 충전 상태를 사용자에게 알려주는 동작 또는 발열 제어 동작)을 할 수 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치는, 휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고, 코일; 상기 코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 정류하는 전력 수신 회로; 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 코일을 이용하여 상기 전력 송신 장치 및 상기 전력 수신 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 전력 수신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 중계 제어 회로를 포함할 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로를 이용하여 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 송신 장치는, 코일; 전력 신호를 지정된 주파수를 갖는 전력 신호로 변환하여 상기 코일로 출력하는 전력 송신 회로; 상기 코일을 이용하여 전력 수신 장치 및 전력 중계 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및 상기 전력 송신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 송신 제어 회로를 포함할 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 전력 송신 장치가 상기 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 상기 전력 송신 회로부터 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하도록 상기 전력 송신 회로를 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치는 휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고 코일을 포함하고 상기코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동될 수 있다. 상기 전력 중계 장치를 동작하는 방법은 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 신호를 전력 수신 장치로 코일을 통해 무선으로 전송하는 전력 송신 장치를 동작하는 방법은, 상기 전력 송신 장치가 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 전력 송신 장치의 무선 통신 회로를 통해 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기록 매체는 전력 신호를 전력 수신 장치로 코일을 통해 무선으로 전송하는 전력 송신 장치의 프로세서로 판독 가능한 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 전력 송신 장치가 상기 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 확인하는 동작을 수행하도록 할 수 있다. 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 전력 송신 장치의 무선 통신 회로를 통해 확인하는 동작을 수행하도록 할 수 있다. 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하는 동작을 수행하도록 할 수 있다. 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하는 동작을 수행하도록 할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 전력 수신 장치에 커버가 씌워진 채로 전력 중계 장치를 이용하여 전력 수신 장치의 배터리 충전이 가능하다. 전력 수신 장치가 전력을 전력 송신 장치로부터 수신하는 동안, 전력 중계 장치가 전력 수신과 관련된 동작(예: 충전 전력과 관련된 데이터 교환, 충전 상태를 사용자에게 알려주는 동작 또는 발열 제어 동작)을 할 수 있다. 또한, 전력 송신 장치에서 전력 중계 장치가 금속 이물질로 오인되는 문제가 해결될 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1 은, 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른, 무선 충전 시스템에서 전자 장치들의 블록도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서 무선 충전 패드, 스마트 폰, 및 스마트 폰을 감싸는 보호 커버의 배치도를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에 있어서 무선 충전 패드, 무선 이어폰 충전 케이스, 및 무선 이어폰 충전 케이스를 감싸는 보호 커버의 배치도를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서 무선 충전을 위한 코일들의 배치도를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 통신을 위해 진폭 변조된 전력 신호의 일례를 도시한다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 중계 제어 회로의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 중계 제어 회로의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는, 일 실시예에 따른, 중계 제어 회로의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은, 일 실시예에 따른, 송신 제어 회로의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 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: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 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)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 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 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 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: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(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 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(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. 일 실시예에 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)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 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 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 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 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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. 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 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 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 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 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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, 일 실시예에 따른, 무선 충전 시스템에서 전자 장치들(201, 202, 203)의 블록도를 도시한다. 도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서 무선 충전 패드(310), 스마트 폰(320), 및 스마트 폰(320)을 감싸는 보호 커버(330)의 배치도를 도시한다. 도 4는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에 있어서 무선 충전 패드(310), 무선 이어폰 충전 케이스(420), 및 이 케이스(420)를 감싸는 보호 커버(430)의 배치도를 도시한다. 도 5는 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서 무선 충전을 위한 코일들(510, 520, 530)의 배치도를 도시한다. 도 6은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 통신을 위해 진폭 변조된 전력 신호의 일례를 도시한다.
도 2를 참조하면, 전력 송신 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))(201)는 무선으로 전력 신호를 송신할 수 있고, 전력 수신 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))(202)는 무선으로 전력 신호를 수신할 수 있다. 전력 중계 장치(203)는 전력 송신 장치(201)로부터 수신한 전력 신호의 에너지 대부분을 전력 수신 장치(202)로 무선으로 전달하고 전력 송신 장치(201)로부터 수신한 전력 신호의 에너지 일부를 전력 중계 장치(203)의 구동을 위해 사용할 수 있다. 전력 송신 장치(201)는 도 3 및 도 4와 같은 형태를 갖는 무선 충전 패드(310)이거나 전력 공유(power sharing)를 지원하는 휴대용 전자 장치일 수 있다. 예컨대, 휴대용 전자 장치는 휴대용 통신 장치(예: 도 3의 스마트 폰(320)), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치일 수 있다. 전력 수신 장치(202)는 휴대용 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 장치(202)는 스마트 폰(320)이거나 무선 이어폰 충전 케이스(420)일 수 있다. 전력 중계 장치(203)는 전력 수신 장치(202)를 감싸는 보호 커버(예: 도 3의 보호 커버(330) 또는 도 4의 보호 커버(430))에 탑재된 장치일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(201)는 전원(power source) 회로(211), 전력 송신 회로(212), 전력 송신 코일(213), 무선 통신 회로(214), 및 송신 제어 회로(215)를 포함할 수 있다.
전원 회로(211)는 전력 수신 장치(202)로 송신할 전력 신호를 전력 송신 회로(212)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 전원 회로(211)는 외부에서 유입된 전력 신호의 전류를 교류(AC; alternating current))에서 직류(DC; direct current)로 변환하고 전력의 전압을, 송신 제어 회로(215)의 제어에 기반하여, 지정된 전압 값으로 조정하여 출력하는 어댑터(adapter)를 포함할 수 있다.
전력 송신 회로(212)는 전력 신호를 전력 송신 코일(213)을 통해 무선으로 송신하기 위해 전원 회로(211)로부터 수신된 전력 신호의 전류 특성을 DC에서 AC로 변환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전력 송신 회로(212)는 전류의 방향을 주기적으로 변환하도록 구성된 인버터 회로(예: 풀 브릿지(full bridge) 회로)를 포함할 수 있다. 전력 송신 코일(213)은 특정 주파수에 공진할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신 장치(201)는 전력 송신 코일(213)이 특정 주파수(예: WPC(wireless power consortium) 표준에 규정된 주파수)에서 공진하도록 하기 위한 공진 회로(216)를 더 포함할 수 있다. 인버터 회로는 전원 회로(211)로부터 수신된 제1 전력 신호의 전류 방향을 전력 송신 코일(213)의 공진 주파수(resonant frequency)에 맞춰 주기적으로 변환함으로써 상기 공진 주파수를 갖는 제2 전력 신호를 생성하고 제2 전력 신호를 전력 송신 코일(213)로 출력할 수 있다. 이에 따라 제2 전력 신호는 전력 송신 코일(213)을 통해 전력 수신 장치(102)로 무선으로 송신될 수 있다. 전력 송신 회로(212)는, 송신 제어 회로(215)의 제어에 기반하여, 제2 전력 신호의 전류를 조정하여 전력 송신 코일(213)로 송신하는 전류 조절 회로(예: LDO(low drop out) 레귤레이터)를 포함할 수 있다.
전력 송신 코일(213)은 z축(도 5 참조)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 여러 번 감긴 나선형(spiral) 타입의 코일일 수 있다. 전력 송신 코일(213)은 전력 송신 외에 데이터 통신을 위한 안테나로 이용될 수 있다. 이에 따라 무선 통신 회로(214)는 전력 송신 코일(213)을 통해 전력 수신 장치(202) 및/또는 전력 중계 장치(203)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(214)는 송신 제어 회로(215)로부터 데이터 신호를 수신하고, 수신된 데이터 신호를 전력 신호에 실어 전력 수신 장치(202)의 무선 통신 회로(223) 및/또는 전력 중계 장치(203)의 무선 통신 회로(233)로 송신할 수 있다. 전력 신호에 데이터 신호를 싣는 방법은 예컨대, 전력 신호의 진폭(amplitude) 및/또는 주파수(frequency)를 변조(modulation)하는 기법이 이용될 수 있다. 무선 통신 회로(214)는 전력 송신 코일(213)에서 전력 수신 코일(221)로 전달되는 전력 신호를 복조(demodulation)해서 전력 수신 장치(202) 및/또는 전력 중계 장치(203)가 전력 송신 장치(201)로 송신한 데이터 신호를 획득할 수 있다. 무선 통신 회로(214)는 획득된 데이터 신호를 송신 제어 회로(215)로 전달할 수 있다.
송신 제어 회로(215)는 메모리(미도시)와 함께 하나의 칩셋으로 구현될 수 있다. 전력 송신 장치(201)가 전력 공유(power sharing)를 지원하는 휴대용 전자 장치인 경우, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))나 전력 관리 회로(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))가 송신 제어 회로(215)로서 동작할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 무선 통신 회로(214)를 통해 전력 수신 장치(202) 및/또는 전력 중계 장치(203)로부터 수신된 정보에 기반하여 전력 공급(power delivery)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어 회로(215)는 외부의 물체(예: 전력 수신 장치(202))를 감지하기 위한 목적의 전력 신호(예: ping signal or wake up signal)를 주기적으로 송신하도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다. 전력 수신 장치(202)는 무선 통신 회로(214)를 통해 상기 전력 신호의 특성 변화(예: 주파수, 진폭)를 모니터링하고 특성 변화에 기반하여 물체가 전력 송신 장치(201) 인근(예: 전력 송신 코일(213)에 대응하는 위치)에 존재하는 것을 인식할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 물체가 무선 충전 패드(310)의 표면(311)에 놓이게 되면 외부의 물체를 감지하기 위한 목적으로 송신되는 전력 신호에 특성 변화가 발생될 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 변화량이 지정된 조건을 만족하면(예: 변화량이 임계치 이상이면) 표면(311)에 물체 예를 들어, 전력 수신 장치(202)가 위치한 것으로 인식할 수 있다. 표면(311)에 전력 수신 장치(202)가 놓이게 되면 코일들(213, 221)이 전기적으로 결합됨으로써 전력 신호가 전력 송신 장치(201)에서 전력 수신 장치(202)로 공급될 수 있다. 전력 수신 장치(202)가 인식되면, 송신 제어 회로(215)는 메시지를 무선 통신 회로(214)를 통해 전력 수신 장치(202)로 송신할 수 있다. 여기서, 메시지는 무선 충전을 위해 전력 수신 장치(202)가 필요한 정보, 전력 송신 장치(201)가 전력 수신 장치(202)에 요구하는 정보가 무엇인지를 나타내는 내용, 및/또는 전력 수신 장치(202)가 전력 송신 장치(201)에 요구한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 메시지를 통해 전력 송신 장치(201)가 전력 수신 장치(202)에 요구하는 정보는, 전력 수신 장치(202)의 식별 정보 및/또는 무선 충전과 관련된 설정 정보(configuration information)를 포함할 수 있다. 식별 정보는 버전 정보, 제조 코드, 또는 기본적인 장치 식별자(basic device identifier)를 포함할 수 있다. 설정 정보는, 무선 충전 주파수, 최대로 수신 가능한 전력, 또는 배터리 충전을 위해 전력 송신 장치(201)에게 요구하는 전력을 포함할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 응답 메시지로서 상기 요구한 정보를 무선 통신 회로(214)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 수신할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는, 수신된 응답 메시지에서 식별 정보 및/또는 설정 정보에 적어도 일부에 기초하여, 배터리 충전을 목적으로 전력 신호를 송신하도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(201)는, 전력 수신 장치(202)로부터의 전력 제어 피드백 신호를 확인할 수 있다. 전력 제어 피드백 신호는 WPC 표준에 정의된 컨트롤 에러 패킷(control error packet; CEP)를 포함할 수 있다. 컨트롤 에러 패킷은 컨트롤 에러 값(control error value; CEV)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 에러 값은 -128에서 +127 사이에 포함되는 정수(예를 들어, -1, 0, +1)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송신 제어 회로(215)는, 전력 송신 회로(212)에서 전력 송신 코일(213)로 전력 신호(A)를 송신하는 동안, 전력 수신 장치(202)로부터 수신되는 제어 신호에 기반하여, 전력 신호(A)의 특성(예: 전압, 전류)을 조절하거나 전력 신호의 송신을 종료할 수 있다. 예컨대, 송신 제어 회로(215)는, 무선 통신 회로(214)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 수신되는 오류 값(예: CEP(control error packet)에 포함)에 기반하여, 전력 신호(A)의 전압 및/또는 주파수를 올리거나 내리도록 전력 송신 회로(211)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오류 값(예: CEV)은 전력 수신 장치(202)에서 정류된 정류 전압(예: V_REC)과 전력 수신 장치(202)에 의해 지정된 타겟 전압 간의 차이에 의해 결정된 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류 전압과 타겟 전압의 차이가 지정된 오차 범위 이내인 경우, 오류 값은 전력 수신 장치(202)에 의해 “0”으로 설정되고 이에 따라 송신 제어 회로(215)는 전력 신호(A)의 전압을 변경 없이 유지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 수신 장치(202)는, 충전 전력의 크기를 감소시키는 것을 요청하기 위하여, 컨트롤 에러 값이 음수인 컨트롤 에러 패킷을 전력 송신 장치(201)로 전송할 수 있다. 전력 수신 장치(202)는, 충전 전력의 크기를 증가시키는 것을 요청하기 위하여, 컨트롤 에러 값이 양수인 컨트롤 에러 패킷을 전력 송신 장치(201)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 정류 전압이 타겟 전압보다 작으면(예: 타겟 전압에서 오차 범위를 나타내는 값을 뺀 나머지보다 작으면), 오류 값은 전력 수신 장치(202)에 의해 양수(예: “+1”)로 설정되고 이에 따라 송신 제어 회로(215)는 전력 송신 코일(213)로 입력되는 전력 신호(A)의 전력(예: 전압)을 높일 수 있다. 정류 전압이 타겟 전압보다 크면(예: 타겟 전압과 상기 오차범위 값의 합보다 크면), 오류 값은 전력 수신 장치(202)에 의해 음수(예: “-1”)로 설정되고 이에 따라 송신 제어 회로(215)는 전력 신호(A)의 전력을 낮출 수 있다. 송신 제어 회로(215)는, 전력 송신 코일(213)을 통해 전력 수신 장치(202)로부터 종료 신호(예: 배터리(225) 충전이 완료됨으로써 전력 수신 장치(202)가 송신한 패킷(예: CS 100 Packet))가 수신될 경우, 전력 신호(A)를 전력 송신 코일(213)로 출력하는 것을 종료하도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송신 제어 회로(215)는, 전력 송신 장치(201)가 외부 장치(예: 전력 수신 장치(202))로 공급하기 위한 전력(이하, 공급 전력) 대비 전력 수신 장치(202)가 전력 송신 장치(201)로부터 수신하는 전력(이하, 제1 수신 전력)의 비율에 기반하여, 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 금속 이물질이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송신 제어 회로(215)는 제1 수신 전력(예: 전력 수신 회로(222)가 전력 수신 코일(221)을 통해 전력 송신 장치(201)로부터 수신한 전력 신호(B)의 전력)을 나타내는 값(P_Rx)을 무선 통신 회로(214)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 수신할 수 있다. 예컨대, 전력 수신 장치(202)가 전력 신호(B)를 이용하여 배터리(225)를 충전하는 동안, 전력 수신 장치(202)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)을 제1 RPP(received power packet))에 포함하여 주기적으로 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 제1 RPP는 제1 수신 전력 값(P_Rx)과 함께, 제1 RPP를 발송한 장치가 전력 수신 장치(202)임을 나타내는 식별 정보를 포함할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 전력 값(P_Tx, P_Rx)에 기초하여 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 금속 이물질이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어 회로(215)는 제1 RPP에서 제1 수신 전력 값(P_Rx)를 확인하고 전력 송신 회로(212)로부터 공급 전력(예: 전력 신호(A)의 전력)을 나타내는 값(P_Tx)을 확인할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 두 전력 값의 차이(P_Tx - P_Rx)인 손실 값(P_Loss)이 지정된 제1 임계 값(예: first FOD(foreign object detection)_Th(threshold))보다 작으면 두 장치(201, 202) 사이에 금속 이물질이 존재하지 않는 것으로 판단하고 손실 값(P_Loss)이 제1 임계 값 이상이면 금속 이물질이 두 장치(201, 202) 사이에 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 금속 이물질이 존재하는 것으로 판단되면 송신 제어 회로(215)는 전력 신호(A)의 출력을 중단하거나 전력 신호(A)의 전력을 줄이도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다.
송신 제어 회로(215)는, 전력 중계 장치(203)가 전력 중계 코일(231)을 통해 외부 장치(예: 전력 송신 장치(201))로부터 수신되어 전력 중계 장치(203)에서 수신되는 전력(이하, 제2 수신 전력)을 제1 수신 전력과 합산하고, 공급 전력 대비 합산 수신 전력(제1 수신 전력 + 제2 수신 전력)의 비율에 기반하여, 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203) 외 금속 물체(이물질)가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 전력 중계 장치(203)에서 수신되는 전력이라 함은, 전력 중계 장치(203)가 전력 중계 코일(231)을 통해 외부 장치(예: 전력 송신 장치(201))로부터 수신하고 전력 수신 장치(202)로 전달되지 않고 전력 중계 장치(203)에서 소비되는 전력으로 정의할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송신 제어 회로(215)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)과 전력 중계 장치(203)에서 소비하는 제2 수신 전력 값(P_Division)을 무선 통신 회로(214)를 통해 전력 중계 장치(203)로부터 수신할 수 있다. 예컨대, 전력 중계 장치(203)는 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 수신 장치(202)로부터 제1 RPP를 수신할 수 있다. 전력 중계 장치(203)는 제1 RPP와 제2 수신 전력 값(예: 전력 신호(C)의 전력을 나타내는 값)(P_Division)을 포함하는 보상(compensation) RPP를 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 보상 RPP는 제1 RPP 및 제2 수신 전력 값(P_Division)과 함께, 보상 RPP를 발송한 장치가 전력 중계 장치(203)임을 나타내는 식별 정보를 포함할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 제1 RPP에 이어서 보상 RPP가 수신됨에 따라 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203)가 위치함을 인식할 수 있다. 또는, 송신 제어 회로(215)는 보상 RPP에 포함된 식별 정보를 통해 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203)가 위치함을 인식할 수도 있다. 이에 따라, 송신 제어 회로(215)는, 전력 값(P_Tx, P_Rx, P_Division)에 기초하여, 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203)외 금속 물체(이물질)이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 송신 제어 회로(215)는 보상 RPP에서 제1 수신 전력 값(P_Rx)과 제2 수신 전력 값(P_Division)를 확인하고 전력 송신 회로(212)로부터 공급 전력 값(P_Tx)을 확인할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 두 전력 값의 차이(P_Tx - P_Rx)를 나타내는 “손실 값(P_Loss)과 제2 수신 전력 값(P_Division)의 합산 값((P_Loss + P_Division) = (P_Tx - P_Rx))”이 지정된 제2 임계 값보다 작으면 두 장치(201, 202) 사이에 제1 물체(전력 중계 장치(203))만 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 합산 값(P_Loss + P_Division)이 제2 임계 값 이상이면 송신 제어 회로(215)는 두 장치(201, 202) 사이에 전력 중계 장치(203) 외에 제2 물체(금속 이물질)가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 전력 중계 장치(203) 외에 다른 금속 물체(이물질)가 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 존재하는 것으로 판단되면 송신 제어 회로(215)는 전력 신호(A)의 송신을 중단하도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치(203)는 제2 수신 전력 값(P_Division)을 포함하는 제2 RPP를 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 제2 RPP는 제2 수신 전력 값(P_Division)과 함께, 제2 RPP를 발송한 장치가 전력 중계 장치(203)임을 나타내는 식별 정보를 포함할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 제1 RPP에 이어서 제2 RPP가 수신됨에 따라 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203)가 위치함을 인식할 수 있다. 또는, 송신 제어 회로(215)는 제2 RPP에 포함된 식별 정보를 통해 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203)가 위치함을 인식할 수도 있다. 이에 따라, 송신 제어 회로(215)는 무선 통신 회로(214)를 통해 제1 RPP를 전력 수신 장치(202)로부터 수신하고 제2 RPP를 전력 중계 장치(203)로부터 수신할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 제1 RPP에서 제1 수신 전력 값(P_Rx)을 확인하고 제2 RPP에서 제2 수신 전력 값(P_Division)를 확인하고 전력 송신 회로(212)로부터 공급 전력 값(P_Tx)을 확인할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 두 전력 값의 차이(P_Tx - P_Rx)인 손실 값(P_Loss)과 제2 수신 전력 값(P_Division)의 합산 값(P_Loss + P_Division)이 제2 임계 값보다 작으면 두 장치(201, 202) 사이에 금속 이물질은 없고 전력 중계 장치(203)가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 합산 값(P_Loss + P_Division)이 제2 임계 값 이상이면 송신 제어 회로(215)는 두 장치(201, 202) 사이에 전력 중계 장치(203)와 금속 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 금속 이물질이 존재하는 것으로 판단되면 송신 제어 회로(215)는 전력 신호(A)의 송신을 중단하도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다.
전력 송신 장치(201)가 제1 RPP를 수신하는 시점과 전력 송신 장치(201)가 RPP(보상 RPP 또는 제2 RPP)를 수신하는 시점이 겹치지 않도록 전력 중계 장치(203)가 RPP를 전송하는 시점에 대해 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 간에 협의가 이루어질 수 있다. 또는, 전력 중계 장치(203)는 전력 수신 장치(202)로부터 제1 RPP가 수신되는 주기를 확인할 수 있다. 전력 중계 장치(203)는, 확인된 주기에 기반하여, 제1 RPP가 수신되는 시점과 겹치지 않은 시간 대에 보상 RPP 또는 제2 RPP를 주기적으로 전송할 수 있다.
보상 RPP와 제2 RPP 중에 전력 중계 장치(201)가 전송할 RPP는 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 간의 협의를 통해 결정될 수 있다. 또는, 전력 중계 장치(203)가 보상 RPP와 제2 RPP 중에 전송할 RPP를 임의적으로 선택할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 수신 장치(202)는 전력 수신 코일(221), 전력 수신 회로(222), 무선 통신 회로(223), 충전 회로(224), 배터리(225), 및 수신 제어 회로(226)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치(203)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)을 수신하고, 제2 수신 전력 값(P_Division)을 확인하고, 제1 수신 전력 값과 제2 수신 전력 값의 합산인 제3 수신 전력 값(P_Rx+P_Division)에 관련된 데이터를 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다.
전력 수신 코일(221)은 z축(도 5 참조)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 여러 번 감긴 나선형(spiral) 타입의 코일일 수 있다. 전력 수신 코일(221)은 전력 송신 코일(213)과 전기적인 결합을 통해 전력 신호를 전력 송신 코일(213)로부터 수신할 수 있다. 전력 수신 코일(221)은 전력 송신 코일(213)이 공진하는 주파수와 동일한 주파수에서 공진할 수 있다. 전력 수신 장치(202)는 전력 수신 코일(221)이 특정 주파수(예: WPC(wireless power consortium) 표준에 규정된 주파수)에서 공진하도록 하기 위한 공진 회로(227)를 더 포함할 수 있다.
전력 수신 회로(222)는 전력 수신 코일(221)을 통해 전력 송신 장치(201)로부터 수신된 전력 신호(B)를 충전 회로(224)로 송신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 회로(220)는 전력 신호(B)의 전류 특성을 AC에서 DC로 변환하는 정류 회로와 정류 전압(V_REC, rectified voltage)을 변환하는 DC-DC 컨버터 회로를 포함하고, 전력 신호를 충전 회로(224)로 출력할 수 있다.
전력 수신 코일(221)은 전력 수신 외에 데이터 통신을 위한 안테나로 이용될 수 있다. 무선 통신 회로(223)는 전력 수신 코일(221)을 통해 전력 송신 장치(201)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(223)는 수신 제어 회로(226)로부터 데이터 신호를 수신하고, 수신된 데이터 신호를 전력 송신 코일(216)로부터 수신되는 전력 신호에 실어 전력 송신 장치(201)의 무선 통신 회로(214)로 송신할 수 있다. 전력 신호에 데이터 신호를 싣는 방법은 앞서 예시된, 전력 신호의 진폭(amplitude) 및/또는 주파수(frequency)를 변조하는 기법이 이용될 수 있다. 무선 통신 회로(223)는 전력 송신 코일(513)에서 전력 수신 코일(551)로 전달되는 전력 신호를 복조(demodulation)해서 전력 송신 장치(201)가 전력 수신 장치(202)로 송신한 데이터 신호를 획득할 수 있다. 무선 통신 회로(223)는 획득된 데이터 신호를 수신 제어 회로(226)로 전달할 수 있다.
충전 회로(224)는, 전력 수신 회로(222)를 통해 전력 수신 코일(221)로부터 수신된 전력 신호(B)를 이용하여, 배터리(225)를 충전할 수 있다. 예컨대, 충전 회로(224)는, 수신 제어 회로(226)의 제어에 기반하여, CC(constant current) 및 CV(constant voltage) 충전을 지원할 수 있다. 예를 들어, 충전 모드가 CC 모드인 동안, 충전 회로(224)는 배터리(225)의 전압이 지정된 목표 전압 값까지 상승하도록 충전 회로(224)에서 배터리(225)로 출력되는 전력 신호의 전류를 프로세서(226)에 의해 설정된 충전 전류 값으로 일정하게 유지할 수 있다. 배터리(225)의 전압이 목표 전압 값에 도달함으로써 충전 모드가 CC 모드에서 CV 모드로 변환되면, 충전 회로(224)는 수신 제어 회로(226)의 제어에 따라 충전 회로(224)에서 출력되는 전력 신호의 전류를 단계적으로 낮춤으로써 배터리(225)의 전압이 목표 전압 값으로 유지되게 할 수 있다. CV 모드로 배터리(225) 충전 중에 배터리(225)로 입력되는 전력 신호의 전류가 지정된 충전 완료 전류 값(예: top off current value)까지 낮아지면, 충전 회로(224)는, 수신 제어 회로(226)의 제어에 기반하여, 배터리(225)로 전력 신호의 출력을 중단함으로써 배터리(225) 충전을 완료할 수 있다.
수신 제어 회로(예: 도 1의 프로세서(120))(226)는, 무선 통신 회로(223)를 통해 전력 송신 장치(201)와 데이터 통신할 수 있다. 수신 제어 회로(226)는, 데이터 통신에 기반하여, 전력 수신 코일(221)을 통해 전력 신호(B)을 수신하도록 전력 수신 회로(222)를 제어하고 수신된 전력 신호(B)를 이용하여 배터리(225)를 충전하도록 충전 회로(224)를 제어할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전력 수신 장치(202)가 보호 커버에 씌워지게 되면 보호 커버의 두께 T(thickness)만큼 전력 송신 코일(213)과 전력 수신 코일(221) 간의 거리가 멀어질 수 있다. 거리가 멀어지면, 전력 송신 코일(213)과 전력 수신 코일(221)이 도시된 바와 같이 z축과 평행한 축(501)을 중심으로 나란히 정렬되더라도, 두 코일(213, 221) 간의 전기적인 결합이 약해지고 결과적으로 전력 수신 장치(202)에서 전력의 수신 효율이 낮아지고 충전 시간이 길어질 수 있다. 두 코일(213, 221) 간의 전기적인 결합이 이루어지지 않아 전력 수신 장치(202)에서 배터리(225)의 충전이 안될 수도 있다. 전력 중계 코일(231)을 포함하는 전력 중계 장치(203)가 보호 커버에 탑재될 수 있다. 전력 수신 장치(202)가 보호 커버에 씌워진 상태에서 전력 송신 장치(201)과 나란히 정렬될 경우, 전력 중계 코일(231)은 두 코일(213, 221) 사이에서 위치하고 두 코일(213, 221)과 나란히 정렬됨에 따라 두 코일(213, 221) 간의 전기적인 결합을 보상할 수 있다. 이에 따라 보호 커버를 전력 수신 장치(202)에서 벗기는 번거로움 없이도 배터리 충전이 효율적으로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치(203)는 전력 중계 코일(231), 전력 수신 회로(232), 무선 통신 회로(233), 부하(234), 및 중계 제어 회로(235)를 포함할 수 있다.
전력 중계 코일(231)은 z축(도 5 참조)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 여러 번 감긴 나선형(spiral) 타입의 코일일 수 있다. 전력 중계 코일(231)은 송수신 코일(213, 221)과 전기적인 결합을 통해 전력 신호를 전력 송신 코일(213)로부터 수신하고 수신된 전력 신호를 전력 수신 코일(221)로 송신할 수 있다. 전력 중계 코일(231)은 송수신 코일(213, 221)이 공진하는 주파수와 동일한 주파수에서 공진할 수 있다. 전력 중계 장치(203)는 전력 중계 코일(231)이 특정 주파수(예: WPC(wireless power consortium) 표준에 규정된 주파수)에서 공진하도록 하기 위한 공진 회로(236)를 더 포함할 수 있다.
전력 중계 장치(203)는, 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 송신 장치(201)로부터 수신된 전력 신호의 에너지를 전력 수신 장치(203)로 전달할 수 있고, 전력 송수신 장치(201, 202)와 데이터 통신 및 전력 중계 장치(203)에 구비된 부하(234)를 구동하기 위해 전력 신호의 에너지 일부를 소비할 수 있다.
전력 수신 회로(222)는 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 송신 장치(201)로부터 수신된 전력 신호(C)를 미리 정해진 특성을 갖도록 가공해서 무선 통신 회로(233), 부하(234), 및 중계 제어 회로(235)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 회로(222)의 정류기(240)는 전력 신호(C)의 전류 특성을 AC에서 DC로 변환할 수 있다. DC-DC 컨버터(250)는 정류 전압을 변환해서 무선 통신 회로(233), 부하(234), 및 중계 제어 회로(235)로 공급할 수 있다.
전력 중계 코일(231)은 전력 송수신 외에 데이터 통신을 위한 안테나로 이용될 수 있다. 무선 통신 회로(233)는 전력 수신 회로(232)로부터 수신된 전력을 이용하여 구동할 수 있다. 무선 통신 회로(233)는 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터 신호를 중계 제어 회로(235)로 전달할 수 있다. 무선 통신 회로(233)는 중계 제어 회로(235)로부터 수신된 데이터 신호를 전력 중계 코일(231)을 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(233)는 전력 중계 코일(231)에서 전력 수신 코일(221)로 전달되는 전력 신호를 복조해서 전력 수신 장치(202)가 외부로 송신한 데이터 신호(예: 제1 RPP, CS 100 Packet)를 획득하기 위한 복조 회로를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(233)는 전력 송신 코일(213)에서 전력 중계 코일(231)로 전달되는 전력 신호를 변조해서 중계 제어 회로(235)로부터 수신된 데이터 신호(예: 보상 RPP, 제2 RPP)를 전력 송신 장치(201)로 송신하기 위한 변조 회로를 포함할 수 있다.
중계 제어 회로(예: MCU(microcontroller unit)(235)는 메모리(미도시)와 함께 하나의 칩셋으로 구현될 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 전력 수신 회로(222)로부터 수신된 전력을 이용하여 구동할 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 제2 수신 전력 값(P_Division)을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 수신 전력은 전력 수신 회로(240)에서 전력 가공을 위해 소비하는 전력 (a), 무선 통신 회로(233)에서 데이터 통신을 위해 소비하는 전력 (b), 중계 제어 회로(235)에서 전력 중계 장치(203)의 시스템 전반을 제어하기 위해 소비하는 전력 (c), 및/또는 전력 중계 장치(203)에서 손실되는 전력 (d)의 합일 수 있다. 제2 수신 전력은 부하(234) 작동 시 부하(234)에서 소비하는 전력 (e)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 중계 제어 회로(235)는 전력 (a) 내지 (e)의 적어도 일부의 합(예: (a), (b), 및 (d)의 합, 또는 부하(234) 작동 시 (a), (b), (c), 및 (e)의 합)을 나타내는 제2 수신 전력 값을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 중계 제어 회로(235)는, 부하(234)가 작동하는 경우, 전력 (e)를 나타내는 제2 수신 전력 값을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 중계 제어 회로(235)는, 부하(234)가 작동하지 않는 경우, 수신 전력 ‘0’을 나타내는 제2 수신 전력 값을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다.
중계 제어 회로(235)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)을 포함하는 제1 RPP를 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 주기적으로 수신할 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 제1 RPP와 제2 수신 전력 값(P_Division)을 포함하는 보상 RPP를 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 주기적으로 송신할 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 보상 RPP 대신, 제2 수신 전력 값(P_Division)을 포함하는 제2 RPP를 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 주기적으로 송신할 수도 있다.
중계 제어 회로(235)는 보상 RPP(또는 제2 RPP)를 제1 RPP와 시간적으로 분리되게 할 수 있다. 이에 따라 전력 송신 장치(201)는 RPP들을 구분할 수 있고 그 발송처를 식별할 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 신호(600)로부터 제1 주기성을 갖는 제1RPP를 확인할 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1 주기성은 전력 수신 장치(202)가 송신하는 제1 RPP(601)가 제1 기간(duration)(611) 동안 제1 시간 간격(time interval)(610)마다 주기적으로 전력 신호(600)에서 발생되는 것을 의미할 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 제1 주기성과 시간적으로 분리된 제2주기성을 갖는 보상 RPP(또는 제2 RPP)(602)를 전력 신호(600)에 실어 전력 송신 장치(201)로 송신하도록 무선 통신 회로(233)를 제어할 수 있다. 제2 주기성은 보상 RPP(또는 제2 RPP)가 제2 기간(duration)(621)동안 제2 시간 간격(time interval)(620)마다 주기적으로 전력 신호(600)에서 발생되는 것을 의미할 수 있다.
중계 제어 회로(235)는, 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 신호에서 데이터 신호를 획득하고, 획득된 데이터 신호에 기반하여, 부하(234)의 구동을 제어할 수 있다. 부하(234)는 전력 수신 회로(232)로부터 수신된 전력을 이용하여 구동하는 전자 장치로서 예컨대, 디스플레이(예: 도 3의 LED 디스플레이(340) 또는 도 4의 LED 디스플레이(440)), 또는 쿨링 팬(cooling pan) 일 수 있다. 획득된 데이터 신호가 배터리의 만 충전(full charging)을 나타내는 CS 100 패킷인 경우, 중계 제어 회로(235)는 디스플레이의 표시 색상을 충전 중임을 나타내는 색상(예: 빨간색)에서 만 충전을 나타내는 색상(예: 초록색)으로 변경할 수 있다. 획득된 데이터 신호가 전력 송신 장치(201) 또는 전력 수신 장치(202)가 내부 온도 상승 중임을 나타내는 또는 발열 제어 동작이 필요함을 나타내는 패킷인 경우, 중계 제어 회로(235)는 쿨링 팬을 구동할 수 있다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 중계 제어 회로(235)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다. 앞서 설명된 바와 같이, 중계 제어 회로(235)는 전력 수신 회로(240)로부터 수신된 전력을 이용하여 구동할 수 있다.
동작 710에서 중계 제어 회로(235)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 수신할 수 있다. 예컨대, 제1 수신 전력 값(P_Rx)은 지정된 패킷(예: 제1 RPP)에 포함되어 전력 수신 장치(202)에서 전력 송신 장치(201)로 전달될 수 있다. 중계 제어 회로(235)는 제1 RPP를 무선 통신 회로(233)를 통해 획득할 수 있다.
동작 720에서 중계 제어 회로(235)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)이 수신된 시점으로부터 지정된 시간(예: 10ms)이 경과된 후에 제2 수신 전력 값(P_Division)을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 중계 제어 회로(235)는 제1 RPP와 제2 수신 전력 값(P_Division)을 포함하는 보상 RPP를 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 다른 실시예에서, 중계 제어 회로(235)는 제2 수신 전력 값(P_Division)을 포함하는 제2 RPP를 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 중계 제어 회로(235)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다. 앞서 설명된 바와 같이, 중계 제어 회로(235)는 전력 수신 회로(240)로부터 수신된 전력을 이용하여 구동할 수 있다. 부하(234)는 디스플레이를 포함할 수 있다.
동작 810에서 중계 제어 회로(235)는 전력 수신 장치(202)의 배터리(225)가 충전 중(또는, 충전이 시작될 것)임을 나타내는 제1 데이터 신호(예: CEP, RPP, 설정 정보, 또는 식별 정보)를 무선 통신 회로(233)로부터 수신할 수 있다.
동작 820에서 중계 제어 회로(235)는, 제1 데이터 신호의 수신에 반응하여, 충전 중임을 사용자가 알 수 있도록 하기 위한 제1 정보를 제공하도록 전력 중계 장치(203)의 디스플레이를 제어할 수 있다. 일례로, 중계 제어 회로(235)는 제1 정보(예: “충전 중”)를 계속해서 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 다른 예로, 중계 제어 회로(235)는, 제1 데이터 신호가 수신된 시점으로부터 지정된 시간이 경과되면, 제1 정보의 표시를 중단하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.
동작 830에서 중계 제어 회로(235)는, 배터리(225)가 만 충전되었음을 나타내는 제2 데이터 신호(예: CS 100 packet)를 무선 통신 회로(233)로부터 수신할 수 있다.
동작 840에서 중계 제어 회로(235)는, 제2 데이터 신호의 수신에 반응하여, 만 충전되었음을 사용자가 알 수 있도록 하기 위한 제2 정보를 제공하도록 전력 중계 장치(203)의 디스플레이를 제어할 수 있다. 일례로, 중계 제어 회로(235)는 제2 정보(예: “충전 완료”)를 계속해서 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 다른 예로, 중계 제어 회로(235)는, 제2 데이터 신호가 수신된 시점으로부터 지정된 시간이 경과되면, 제2 정보의 표시를 중단하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.
도 9는, 일 실시예에 따른, 중계 제어 회로(235)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다. 앞서 설명된 바와 같이, 중계 제어 회로(235)는 전력 수신 회로(240)로부터 수신된 전력을 이용하여 구동할 수 있다.
동작 910에서 중계 제어 회로(235)는 대기 모드로 동작할 수 있다. 대기 모드인 동안, 중계 제어 회로(235)는 부하(234) 및/또는 무선 통신 회로(233)를 비활성화하고 정류 전압(rectified voltage; V_Rect)(예: 정류기(240)에서 컨버터(250)로 입력되는 전력 신호의 전압)을 실시간 모니터링할 수 있다. 여기서, ‘모드’는 중계 제어 회로(235)가 동작하는 방식을 정의하기 위해 사용된 용어로서 예컨대, ‘상태’ 등으로 바꾸어 지칭될 수도 있다.
동작 920에서 중계 제어 회로(235)는, 모니터링되는 정류 전압에 기반하여, 중계 제어 회로(235)의 동작 모드를 대기 모드에서 통신 모드(또는, 제어 모드, 활성화 모드)로 전환할지 여부를 판단할 수 있다.
정류 전압이 제1 전압 값(예: 5V) 이상이면, 동작 930에서 중계 제어 회로(235)는 통신 모드로 동작할 수 있다. 통신 모드로 전환되면, 중계 제어 회로(235)는, 정류 전압을 계속 모니터링하는 한편, 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 간에 어떤 데이터가 오고 가는지를 확인하기 위해 무선 통신 회로(233)를 활성화할 수 있다. 통신 모드인 동안 무선 통신 회로(233)를 통해 제1 RPP(제1 수신 전력 값(P_Rx)이 포함)가 확인될 경우, 중계 제어 회로(235)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)이 확인된 시점으로부터 지정된 시간(예: 10ms)이 경과된 후에 제2 수신 전력 값(P_Division)을 무선 통신 회로(233)를 통해 전력 송신 장치(201)로 송신할 수 있다. 통신 모드인 동안 무선 통신 회로(233)를 통해 제1 데이터 신호가 확인될 경우, 중계 제어 회로(235)는 제1 정보를 제공하도록 전력 중계 장치(203)의 디스플레이를 제어할 수 있다. 통신 모드인 동안 무선 통신 회로(233)를 통해 제2 데이터 신호가 확인될 경우, 중계 제어 회로(235)는 제2 정보를 제공하도록 전력 중계 장치(203)의 디스플레이를 제어할 수 있다.
동작 940에서 중계 제어 회로(235)는, 모니터링되는 정류 전압에 기반하여, 중계 제어 회로(235)의 동작 모드를 통신 모드에서 대기 모드로 전환할지 여부를 판단할 수 있다. 정류 전압이 제2 전압 값(예: 3V) 이하가 되면, 중계 제어 회로(235)는 대기 모드로 전환할 수 있다.
도 10은, 일 실시예에 따른, 송신 제어 회로(215)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10의 동작들은 전력 송신 장치(201)에서 전력 수신 장치(202)로 전력을 공급하는 중에 수행될 수 있다.
동작 1010에서 송신 제어 회로(215)는 제1 수신 전력 값(P_Rx)과 제2 수신 전력 값(P_Division)을 무선 통신 회로(214)로부터 확인하고 공급 전력 값(P_Tx)을 전력 송신 회로(212)로부터 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송신 제어 회로(215)는 무선 통신 회로(214)로부터 제1 RPP와 보상 RPP를 순차적으로 수신할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 제1 RPP보다 늦게 수신된 보상 RPP에서 제1 수신 전력 값(P_Rx)과 제2 수신 전력 값(P_Division)을 확인할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 송신 제어 회로(215)는 무선 통신 회로(214)로부터 제1 RPP와 제2 RPP를 순차적으로 수신할 수 있다. 송신 제어 회로(215)는 제1 RPP에서 제1 수신 전력 값(P_Rx)을 확인하고 제2 RPP에서 제2 수신 전력 값(P_Division)을 확인할 수 있다.
동작 1020에서 송신 제어 회로(215)는 전력 값(P_Tx, P_Rx, P_Division)에 기반하여 전력 송신 장치(201)와 전력 수신 장치(202) 사이에 전력 중계 장치(203) 외에 금속 이물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 두 전력 값의 차이(P_Tx - P_Rx)인 손실 값(P_Loss)과 제2 수신 전력 값(P_Division)의 합산 값(P_Loss + P_Division)이 지정된 임계 값 이상인 경우, 송신 제어 회로(215)는 전력 중계 장치(203) 외에 금속 이물질이 두 장치(201, 202) 사이에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
동작 1030에서 송신 제어 회로(215)는 전력 중계 장치(203) 외에 금속 이물질이 두 장치(201, 202) 사이에 존재하는 것으로 판단한 경우, 전력 신호의 송신을 중단하도록 전력 송신 회로(212)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치(예: 도 2의 전력 중계 장치(203))는, 휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고, 코일; 상기 코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 정류하는 전력 수신 회로; 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 코일을 이용하여 상기 전력 송신 장치 및 상기 전력 수신 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 전력 수신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 중계 제어 회로(예: 도 2의 중계 제어 회로(235))를 포함할 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 수신하하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로를 이용하여 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성될 수 있다.
상기 전력 중계 장치는 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하는 부하(예: 도 2의 부하(234))를 더 포함하되, 상기 중계 제어 회로는 상기 부하에서 소비하는 전력을 나타내는 값을 상기 제2 수신 전력 값에 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 부하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 중계 제어 회로는, 상기 무선 통신 회로를 통해 확인된 데이터 신호에 기반하여, 상기 디스플레이를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 전력 수신 장치의 배터리가 충전되고 있음을 나타내는 제1 데이터 신호를 상기 무선 통신 회로로부터 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 제1 데이터 신호에 대응하는 제1 정보를 상기 디스플레이에 표시하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 배터리가 만 충전되었음을 나타내는 제2 데이터 신호를 상기 무선 통신 회로로부터 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 제2 데이터 신호에 대응하는 제2 정보를 상기 디스플레이에 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 중계 제어 회로는, 상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)를 상기 무선 통신 회로로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 중계 제어 회로는 상기 제1 RPP와 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 보상 RPP를 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성될 수 있다.
상기 중계 제어 회로는, 상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)가 상기 무선 통신 회로로부터 수신된 경우, 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 제2 RPP를 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 송신 장치(예: 도 2의 전력 송신 장치(201))는, 코일; 전력 신호를 지정된 주파수를 갖는 전력 신호로 변환하여 상기 코일로 출력하는 전력 송신 회로; 상기 코일을 이용하여 전력 수신 장치 및 전력 중계 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및 상기 전력 송신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 송신 제어 회로(예: 도 2의 송신 제어 회로(215))를 포함할 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 전력 송신 장치가 상기 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 상기 전력 송신 회로부터 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하도록 상기 전력 송신 회로를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 송신 제어 회로는 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 수신 장치로부터 제1 RPP를 수신하고 이어서 상기 전력 중계 장치로부터 보상 RPP를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 제1 RPP보다 늦게 수신된 상기 보상 RPP에서 상기 제1 수신 전력 값과 상기 제2 수신 전력 값을 확인하도록 구성될 수 있다.
상기 송신 제어 회로는 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 수신 장치로부터 제1 RPP를 수신하고 이어서 상기 전력 중계 장치로부터 제2 RPP를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 송신 제어 회로는 상기 제1 RPP에서 상기 제1 수신 전력 값을 확인하고, 상기 제2 RPP에서 상기 제2 수신 전력 값을 확인하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 중계 장치는 휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고 코일을 포함하고 상기코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동될 수 있다. 상기 전력 중계 장치를 동작하는 방법은, 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작(예: 동작 710)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작(예: 동작 720)을 포함할 수 있다.
상기 전력 중계 장치에 디스플레이가 포함되되, 상기 방법은 상기 무선 통신 회로를 통해 확인된 데이터 신호에 기반하여, 상기 디스플레이를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이를 제어하는 동작은, 상기 전력 수신 장치의 배터리가 충전되고 있음을 나타내는 제1 데이터 신호를 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작; 상기 제1 데이터 신호에 대응하는 제1 정보를 상기 디스플레이에 표시하는 동작; 상기 배터리가 만 충전되었음을 나타내는 제2 데이터 신호를 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작; 및 상기 제2 데이터 신호에 대응하는 제2 정보를 상기 디스플레이에 표시하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 수신 동작은 상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)를 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작을 포함하고, 상기 송신 동작은 상기 제1 RPP와 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 보상 RPP를 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 송신 동작은, 상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)가 상기 무선 통신 회로로부터 수신된 경우, 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 제2 RPP를 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 신호를 전력 수신 장치로 코일을 통해 무선으로 전송하는 전력 송신 장치를 동작하는 방법은, 상기 전력 송신 장치가 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 확인하는 동작(예: 동작 1010)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 전력 송신 장치의 무선 통신 회로를 통해 확인하는 동작(예: 동작 1010)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하는 동작(예: 동작 1020)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하는 동작(예: 동작 1030)을 포함할 수 있다.
상기 제1 수신 전력 값과 상기 제2 수신 전력 값을 확인하는 동작은, 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 수신 장치로부터 제1 RPP를 수신하고 이어서 상기 전력 중계 장치로부터 보상 RPP를 수신하는 동작; 및 상기 제1 RPP보다 늦게 수신된 상기 보상 RPP에서 상기 제1 수신 전력 값과 상기 제2 수신 전력 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 제1 수신 전력 값과 상기 제2 수신 전력 값을 확인하는 동작은, 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 수신 장치로부터 제1 RPP를 수신하고 이어서 상기 전력 중계 장치로부터 제2 RPP를 수신하는 동작; 상기 제1 RPP에서 상기 제1 수신 전력 값을 확인하는 동작; 및 상기 제2 RPP에서 상기 제2 수신 전력 값을 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기록 매체는 전력 신호를 전력 수신 장치로 코일을 통해 무선으로 전송하는 전력 송신 장치의 프로세서로 판독 가능한 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 전력 송신 장치가 상기 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 확인하는 동작을 수행하도록 할 수 있다. 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 전력 송신 장치의 무선 통신 회로를 통해 확인하는 동작을 수행하도록 할 수 있다. 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하는 동작을 수행하도록 할 수 있다. 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가 상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하는 동작을 수행하도록 할 수 있다.

Claims (15)

  1. 전력 중계 장치에 있어서,
    휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고,
    코일;
    상기 코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 정류하는 전력 수신 회로;
    상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 코일을 이용하여 상기 전력 송신 장치 및 상기 전력 수신 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및
    상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하고, 상기 전력 수신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 중계 제어 회로를 포함하고,
    상기 중계 제어 회로는,
    상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 수신하고,
    상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로를 이용하여 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성된 전력 중계 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전력 수신 회로로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하는 부하를 더 포함하되, 상기 중계 제어 회로는,
    상기 부하에서 소비하는 전력을 나타내는 값을 상기 제2 수신 전력 값에 포함하도록 구성된 전력 중계 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 부하는 디스플레이를 포함하는 전력 중계 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 중계 제어 회로는,
    상기 무선 통신 회로를 통해 확인된 데이터 신호에 기반하여, 상기 디스플레이를 제어하도록 구성된 전력 중계 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 중계 제어 회로는,
    상기 전력 수신 장치의 배터리가 충전되고 있음을 나타내는 제1 데이터 신호를 상기 무선 통신 회로로부터 확인하고,
    상기 제1 데이터 신호에 대응하는 제1 정보를 상기 디스플레이에 표시하고,
    상기 배터리가 만 충전되었음을 나타내는 제2 데이터 신호를 상기 무선 통신 회로로부터 확인하고,
    상기 제2 데이터 신호에 대응하는 제2 정보를 상기 디스플레이에 표시하도록 구성된 전력 중계 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 중계 제어 회로는,
    상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)를 상기 무선 통신 회로로부터 수신하고,
    상기 제1 RPP와 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 보상 RPP를 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성된 전력 중계 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 중계 제어 회로는,
    상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)가 상기 무선 통신 회로로부터 수신된 경우, 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 제2 RPP를 상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하도록 구성된 전력 중계 장치.
  8. 전력 송신 장치에 있어서,
    코일;
    전력 신호를 지정된 주파수를 갖는 전력 신호로 변환하여 상기 코일로 출력하는 전력 송신 회로;
    상기 코일을 이용하여 전력 수신 장치 및 전력 중계 장치와 통신하는 무선 통신 회로; 및
    상기 전력 송신 회로 및 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 송신 제어 회로를 포함하고,
    상기 송신 제어 회로는,
    상기 전력 송신 장치가 상기 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 상기 전력 송신 회로부터 확인하고,
    상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 무선 통신 회로로부터 확인하고,
    상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하고,
    상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하도록 상기 전력 송신 회로를 제어하도록 구성된 전력 송신 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 송신 제어 회로는,
    상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 수신 장치로부터 제1 RPP를 수신하고 이어서 상기 전력 중계 장치로부터 보상 RPP를 수신하고,
    상기 제1 RPP보다 늦게 수신된 상기 보상 RPP에서 상기 제1 수신 전력 값과 상기 제2 수신 전력 값을 확인하도록 구성된 전력 송신 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 송신 제어 회로는,
    상기 무선 통신 회로를 통해 상기 전력 수신 장치로부터 제1 RPP를 수신하고 이어서 상기 전력 중계 장치로부터 제2 RPP를 수신하고,
    상기 제1 RPP에서 상기 제1 수신 전력 값을 확인하고,
    상기 제2 RPP에서 상기 제2 수신 전력 값을 확인하도록 구성된 전력 송신 장치.
  11. 휴대용 전력 수신 장치를 감싸는 커버에 탑재되고 코일을 포함하고 상기코일을 통해 전력 송신 장치로부터 수신된 전력 신호를 이용하여 구동하는 전력 중계 장치를 동작하는 방법에 있어서,
    상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값을 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작; 및
    상기 제1 수신 전력 값이 수신된 것에 기반하여, 상기 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 전력 중계 장치에 디스플레이가 포함되되,
    상기 무선 통신 회로를 통해 확인된 데이터 신호에 기반하여, 상기 디스플레이를 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 수신 동작은 상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)를 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로부터 수신하는 동작을 포함하고,
    상기 송신 동작은 상기 제1 RPP와 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 보상 RPP를 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작을 포함하는 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 송신 동작은, 상기 제1 전력 소비 값을 포함하는 제1 RPP(received power packet)가 상기 무선 통신 회로로부터 수신된 경우, 상기 제2 수신 전력 값을 포함하는 제2 RPP를 상기 코일을 통해 상기 전력 송신 장치로 송신하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 전력 신호를 전력 수신 장치로 코일을 통해 무선으로 전송하는 전력 송신 장치를 동작하는 방법에 있어서,
    상기 전력 송신 장치가 전력 수신 장치로 공급하는 전력을 나타내는 공급 전력 값을 확인하는 동작;
    상기 전력 수신 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제1 수신 전력 값과 전력 중계 장치가 소비하는 전력을 나타내는 제2 수신 전력 값을 상기 전력 송신 장치의 무선 통신 회로를 통해 확인하는 동작;
    상기 공급 전력 값, 상기 제1 수신 전력 값, 및 상기 제2 수신 전력 값에 기반하여, 상기 전력 중계 장치 외 금속 이물질이 상기 전력 송신 장치와 상기 전력 수신 장치 사이에 존재하는 것으로 판단하는 동작; 및
    상기 판단에 따라 상기 전력 신호의 출력을 중단하는 동작을 포함하는 방법.
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