WO2023277383A1 - 전자 장치 및 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법 Download PDF

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WO2023277383A1
WO2023277383A1 PCT/KR2022/008190 KR2022008190W WO2023277383A1 WO 2023277383 A1 WO2023277383 A1 WO 2023277383A1 KR 2022008190 W KR2022008190 W KR 2022008190W WO 2023277383 A1 WO2023277383 A1 WO 2023277383A1
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coil
wireless power
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power transmission
electronic device
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PCT/KR2022/008190
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신승식
박배원
최진식
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device and a method for transmitting/receiving wireless power in an electronic device.
  • Wireless power transmission technology has been developed, and many electronic devices have recently utilized the wireless power transmission technology for wireless charging or non-contact charging.
  • Wireless power transfer technology is a technology that converts electrical energy into electromagnetic waves having a frequency and wirelessly transfers the energy to a load without a transmission line.
  • the wireless power transmission technology may be a technology in which a battery of the power reception device is charged by wirelessly transferring power from the power transmission device to the power reception device without a wired connection between the power reception device and the power transmission device.
  • the wireless power transmission technology may include a magnetic induction method and a magnetic resonance method, and there may be various other types of wireless power transmission technology.
  • a magnetic induction wireless power transmission system uses a magnetic field induced in a coil to transmit power, and an induced current flows in a receiving coil using a magnetic field generated from a current flowing in a transmitting coil to transfer energy to a load.
  • technology that provides Representative magnetic induction standards include wireless power consortium (WPC) and power matters alliance (PMA).
  • WPC wireless power consortium
  • PMA power matters alliance
  • a frequency band may be used.
  • an electronic device may perform wireless power transmission and reception with an external electronic device by electrical induction.
  • the electronic device may detect an external electronic device (eg, wireless power receiver) for wireless power transmission in a standby mode (standby state or sleep mode), and the external electronic device Upon detection, wireless power transmission can be initiated.
  • the electronic device may control a specified current (eg, 8 mA) (eg, current for external electronic device detection or sensing current) to flow through the coil for external electronic device detection in standby mode.
  • the sensing current flowing through the coil in the standby mode may be an unnecessary current consumption except when sensing an external electronic device. Therefore, the size of the sensing current flowing through the coil in the standby mode should be maintained enough to detect an external electronic device while reducing the current consumption.
  • a current eg, 1 mA
  • Current consumption of the electronic device may be greater in the standby state than when not in use.
  • Various embodiments of the present invention are intended to provide an electronic device capable of efficiently performing wireless charging with high performance of detecting an external electronic device while reducing current consumption in a method for transmitting and receiving wireless power.
  • an electronic device capable of reducing a sensing current flowing in a coil while increasing external electronic device sensing performance and a method for transmitting/receiving wireless power in an electronic device are provided. can do.
  • a second voltage lower than the first voltage for detecting an external electronic device of the wireless power transmission/reception circuit is applied to at least some of the multi-coils.
  • An electronic device capable of activating a switch based on whether the electronic device flows and providing a sensing current for detecting an external electronic device and a method for wirelessly transmitting and receiving power in the electronic device may be provided.
  • an electronic device may include a multi-coil circuit including a battery, a first coil, a second coil, and a switch circuit connected between the first coil and the second coil, and electrically connected to the multi-coil circuit.
  • a wireless power transmission/reception circuit a power management module electrically connected to the battery and the wireless power transmission/reception circuit, and a processor electrically connected to the multi-coil circuit, the wireless power transmission/reception circuit, and the power management module
  • the switch circuit receives a first control signal based on the voltage detected from the second coil, a second control signal by the processor, and a third control signal by the wireless power transmission/reception circuit, the first control signal and the second control signal , And it may be set to perform a switch-on operation or a switch-off operation based on at least a part of the third control signal.
  • a method for transmitting and receiving wireless power in an electronic device includes at least some circuits of a switch circuit of a multi-coil circuit including a first coil and a second coil being turned on based on a ready mode, and a wireless power transmission and reception circuit. Controlling to be disabled and monitoring the voltage of the second coil through at least some circuits of the switch circuit, receiving wireless power from the ready mode based on the fact that the voltage of the second coil is greater than or equal to a specified threshold voltage in the ready mode mode or first wireless power transmission mode, and controlling the switch circuit to be in a switched-on state based on the wireless power reception mode or the first wireless power transmission mode, and to enable the wireless power transmission/reception circuit. It may include a control action.
  • a second voltage lower than the first voltage for detecting an external electronic device of the wireless power transmission/reception circuit is applied to at least some of the multi-coils.
  • Current consumption of the electronic device in a standby state may be reduced by activating a switch based on whether or not it flows and providing a sensing current for sensing an external electronic device.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device including a multi-coil circuit according to an embodiment.
  • FIG 3 is a diagram for explaining a first coil and a second coil of a multi-coil circuit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a switch circuit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a multi-coil circuit according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining state transition between first and third modes in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a mode switching operation associated with multi-coil-based wireless power transmission and reception in an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a state transition operation from a first mode to a second mode in an electronic device according to an embodiment.
  • 9A is a diagram for explaining a time required when switching from a ready mode to an on mode in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • 9B is a diagram illustrating an example of receiving a packet within a specified time when switching from a first mode to a second mode in an electronic device.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within a network environment 100 according to an embodiment.
  • 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
  • a second network 199 e.g., 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 .
  • 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 wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • 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, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • These various types of communication modules may be integrated as one component (eg, a single chip) or implemented as a plurality of separate components (eg, multiple chips).
  • 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.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • 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 is configured to achieve peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing 1eMBB, 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 lower 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 and 104 or the server 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.
  • 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.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device including a multi-coil circuit according to an embodiment.
  • an electronic device 201 (or wireless power transmission device) (eg, the electronic device 101 of FIG. 1) according to an embodiment includes a multi-coil circuit 297 (eg, the antenna module of FIG. 1). (197)), a wireless power transmit/receive circuit (wireless power transmit integrated circuit (WPT IC)) (or magnetic field control IC) 214, a power management module (or power management integrated chip (PMIC)) 216 (eg, power management module 188 of FIG. 1 ), processor 220 (eg, processor 120 of FIG. 1 ), memory 230 (eg, memory 130 of FIG. 1 ), battery 289 (eg, battery 189 of FIG. 1), communication module 290 (eg, communication module 190 of FIG. 1), and display 260 (eg, display module 160 of FIG. 1) may include some or all of them.
  • WPT IC wireless power transmit integrated circuit
  • PMIC power management integrated chip
  • the multi-coil circuit 297 may include a first coil 211-1, a second coil 211-2, and a switch circuit 211-7 as parallel dual coils.
  • the multi-coil circuit 297 may further include additional coils in addition to the first coil 211-1 and the second coil 211-2.
  • the multi-coil circuit 297 may be a package in which the first coil 211-1, the second coil 211-2, and the switch circuit 211-7 are integrally packaged.
  • the first coil 211-1 and the second coil 211-2 may be coils for wireless power transmission and reception (eg, near field magnetic induction (NFMI)).
  • NFMI near field magnetic induction
  • the first coil 211-1 is included (or disposed) on the inside (Coil_IN) of the multi-coil circuit 297, and the second coil is on the outside (Coil_OUT) of the first coil 211-1. (211-2) may be included (or placed).
  • the lengths (or number of turns) of the first coil 211-1 and the second coil 211-2 may have lengths (or number of turns) used to wirelessly transmit power.
  • the length (or number of turns) of the first coil 211-1 has the length (or number of turns) used to wirelessly transmit the first power using the first coil 211-1.
  • the length (or number of turns) of the first coil 211-1 and the second coil 211-2 is such that the first coil 211-1 and the second coil 211-2 are connected in parallel.
  • the first coil 211-1 and the second coil 211-2 connected in parallel may have a length (or number of turns) used to wirelessly transmit the second power.
  • the switch circuit 211-7 includes a switch element, can sense the voltage (or current) of the first coil 211-1 and/or the second coil 211-2, and A first control signal (eg, V_det trigger) by a voltage (or current) (eg, V_det) detected by the first coil 211-1 and/or the second coil 211-2, and a wireless power transmission/reception circuit 214
  • Operation modes eg, first mode, second mode
  • a third control signal eg, Switch_EN
  • the switch element allows the first coil 211-1 to be connected to the wireless power transmission/reception circuit 214 in a switched-off state, or the first coil 211-1 and the second coil 211-1 connected in parallel in a switched-on state.
  • the coil 211-2 may be connected to the wireless power transmission/reception circuit 214.
  • Table 1 below is a table for describing operating modes associated with wireless power transmission and reception of the electronic device 201 .
  • Operating mode Action Description First Mode (Ready Mode) Standby for transmitting and receiving wireless power Second mode (wireless power reception mode or first wireless power transmission mode) wireless power reception First wireless power transmission Ping Phone to Phone (P2P) Third Mode (Second Wireless Power Transmission Mode or Power Saving Mode) Second wireless power transmission Phone to Accessory (P2A) Prohibition of wireless power transmission
  • operation modes associated with wireless power transmission and reception of the electronic device 201 may include some or all of the first to third modes, and may further include other modes. there is.
  • the first mode may be a ready mode.
  • the ready mode is a wireless power transmission/reception standby state in which the electronic device 201 is in a sleep state in a state where the battery voltage (or capacity) is greater than or equal to a threshold voltage (or threshold capacity), or the electronic device 201 is in a wireless power transmission/reception state. It may be in a state of performing other unrelated actions.
  • the second mode may be a wireless power reception mode or a first wireless power transmission mode.
  • the wireless power reception mode may be a mode in which power is wirelessly received from the outside (eg, a first external electronic device or a second external electronic device).
  • the first coil 211-1 and the second coil 211-2 are connected in parallel in a state in which the first coil 211-1 and the second coil 211-2 are connected in parallel.
  • the wireless power reception mode may be used to wirelessly receive power from the first external electronic device or the second external electronic device.
  • the first external electronic device may be an electronic device (eg, a smart phone) requiring first power reception based on a first distance from the electronic device 102 (or a first center align accuracy);
  • the second external electronic device is an electronic device requiring reception of a second power lower than the first power based on a second distance closer than the first distance (or a second alignment accuracy aligned with higher accuracy than the first alignment accuracy) (e.g., : It may be an accessory device or a smart watch that can be interlocked with the electronic device 201.
  • the first wireless power transmission mode may be a mode for wirelessly transmitting the first power to the first external electronic device.
  • Ping may be a state in which the electronic device 201 transmits a Ping signal to transmit first power to a first external electronic device
  • P2P phone to phone
  • P2P phone to phone
  • P2P phone to phone
  • the electronic device 201 transmits a first power e.g., phone
  • the first external electronic device e.g., phone
  • the third mode may be a second wireless power transmission mode or a power saving mode.
  • the second wireless power transmission mode may be a mode for wirelessly transmitting the second power to the second external electronic device.
  • phone to accessory P2A
  • the power save mode may be a low battery voltage (or capacity) state, a state in which wireless power transmission is impossible, or a state in which wireless power transmission is controlled not to be performed.
  • Table 2 below is a table showing switch control signals and switch on or off operations according to operation modes.
  • V_det Switch_EN WPT_EN First Mode Ready Mode
  • V_det ⁇ Vth H L isolation Second mode wireless power reception mode or first wireless power transmission mode
  • V_det Vth H H On V_det Vth H H On Third Mode Second Wireless Power Transmission Mode or Power Saving Mode
  • signals used for controlling the switch on or off of the switch circuit 211-7 include a first control signal (eg, V_det), a second control signal (eg, Switch_EN), A third control signal (eg, WPT_EN) may be included.
  • V_det may be a signal representing a voltage (or current) sensed from the first coil 211-1 and/or the second coil 211-2.
  • a V_det trigger signal may be generated when the voltage (or current) detected by the first coil 211-1 and/or the second coil 211-2 is greater than or equal to a specified threshold voltage (Vth). Based on the generation of the V_det trigger signal in the first mode, the wireless power transmission/reception circuit 214 may be enabled, and the WPT_EN signal may be changed from L to H.
  • Vth a specified threshold voltage
  • Switch_EN is low when the battery voltage (or battery capacity) is less than or equal to a specified threshold voltage (or threshold capacity) or is in the second wireless power transfer mode (P2A power sharing mode), and the capacity of the battery 289 When is greater than (or exceeds) the designated capacity and is in the first wireless power transfer mode (P2P), it may become high, and may be applied from the processor 220 to the switch circuit 211 - 7 .
  • WPT_EN may be high when the wireless power transmission/reception circuit 214 is enabled and may be low when the wireless power transmission/reception circuit 214 is not enabled. It may be applied to the switch circuit 211-7 from the transmission/reception circuit 214.
  • the switch circuit 211-7 includes at least some circuits (or blocks, or designated parts) necessary to transition to the second mode among all circuits in the switch circuit 211-7 even when the switch element is in an on state.
  • circuit eg, the voltage detector or at least some circuits related to the voltage detector
  • the switch included in the switch circuit 211-7 is controlled to be in an off state based on the V_det, Switch_EN, and WPT_EN signals, so that the first coil 211-1 and the second coil 211-
  • the operation of the third mode may be performed in a state in which 2) is not connected.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 may perform an operation of wirelessly receiving power or wirelessly transmitting power.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 according to an embodiment is connected to the first coil 211-1 or connected in parallel to the first coil 211-1 based on a switch-on or switch-off operation of the switch circuit 211-7. ) and the second coil 211-2.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 according to an embodiment may perform a wireless power reception operation or a wireless power transmission operation through the first coil 211-1 and the second coil 211-2 connected in parallel.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 may include a wireless power reception circuit (not shown) for wireless power reception and a wireless power transmission circuit (not shown) for wireless power transmission.
  • the wireless power receiving circuit receives the power of the AC waveform received through the first coil 211-1 or the first coil 211-1 and the second coil 211-2 connected in parallel when wireless power is received. Power processing such as rectification into a DC waveform, converting voltage, or regulating power may be performed and transmitted to the power management module 216 .
  • the wireless power transmission circuit receives power from the power management module 216 during wireless power transmission, generates an AC waveform for power transmission, and operates the first coil 211-1 or parallel circuit based on the generated AC waveform. A magnetic field is generated through the connected first coil 211-1 and the second coil 211-2, so that wireless power can be transmitted through the magnetic field.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 adjusts an operating frequency based on a power control packet (eg, control error packet (CEP)) received from an external electronic device (eg, a wireless power receiver) when wireless power is transmitted. and duty control.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 may transfer an operating frequency to the processor 220 at designated time intervals or regularly during wireless power transmission.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 is a switch circuit (eg, a general-purpose input/output (GPIO) scheme) in a manner specified in the switch circuit 211-7 based on the control of the processor 220. 211-7) can transmit the WPT_EN signal.
  • GPIO general-purpose input/output
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 may output the wireless power transmission/reception enable signal WPT_EN to L (low) in the power-saving modes of the first mode and the third mode, and in the second mode and the third mode.
  • the wireless power transmission/reception enable signal WPT_EN may be output as H (high).
  • the power management module 216 may be connected between the wireless power transmission/reception circuit 214 and the battery 289.
  • the power management module 216 may charge the battery 289 using power received using the multi-coil circuit 297 and the wireless power transmission/reception circuit 214, and may charge the battery 289 from the battery 289. Power of may be output to the outside through the wireless power transmission/reception circuit 214 and the multi-coil circuit 297.
  • the wireless power transmission/reception circuit 214 uses the power provided through the power management module 216 to connect the first coil 211-1 of the multi-coil circuit 297 or the first coil 211 connected in parallel. -1) and the second coil 211-2 to form a magnetic field so that power can be wirelessly transmitted to an external electronic device.
  • the external electronic device may be one of various types of external electronic devices.
  • various types of external electronic devices may include an accessory device (eg, a smart watch, a wireless headset, or a wireless earphone) capable of interoperating with the electronic device 201 (eg, a smart phone).
  • the processor 220 may perform an overall control operation of the electronic device 201 .
  • the processor 220 may perform a control operation for at least some or all (eg, some or all of the first to third modes) among a plurality of modes associated with wireless power transmission and reception.
  • the processor 220 may perform a first mode (ready mode), a second mode (wireless power reception mode or a first wireless power transmission mode), and/or a third mode (second wireless power transmission mode) of the electronic device 201 .
  • a power transmission mode or a power saving mode may be identified or state transitions of each mode may be identified or controlled, and a second control signal (or switch control signal (Switch_EN)) according to each mode is provided to the switch circuit 211-7. can do.
  • the processor 220 may output the second control signal Switch_EN as H (high) in the first and second modes, and output the second control signal Switch_EN as L (low) in the third mode. can be output as
  • the processor 220 configures the wireless power transmission/reception circuit 214 and the multi-coil circuit 297 to operate in a first mode (ready mode) in the standby state (or standby mode) of the electronic device 201. You can control it.
  • the processor 220 may provide the second control signal (or switch control signal Switch_EN) as H to the switch circuit 211-7 of the multi-coil circuit 297 in the first mode, and wirelessly
  • the power transmission/reception circuit 214 may control the third control signal (or the power transmission/reception enable signal WPT_EN) to be set to L (low) and provided to the switch circuit 211-7.
  • V_det trigger a first control signal
  • the processor 220 may check (or determine) whether a V_det trigger signal is generated by the switch circuit 211-7 in the first mode. Alternatively, the processor 220 may separately check whether the voltage of the first coil 211-1 and/or the second coil 211-2 is equal to or higher than the threshold voltage Vth. According to an embodiment, the processor 220 may control the wireless power transmission/reception circuit 214 to perform a ping phase operation for a specified time period (tmin) (eg, several ms) when the V_det trigger signal is generated. there is.
  • the designated time period may be a time for normally receiving a first packet (eg, signal strength packet (SSP)) from an external electronic device after applying a ping signal.
  • SSP signal strength packet
  • An external electronic device may be identified by performing an authentication operation on the device, and information necessary for transmitting/receiving power with the external electronic device may be received.
  • the information for identifying the external electronic device may include an external electronic device ID and/or information about required power or available power of the external electronic device.
  • the memory 230 (eg, the memory 130 of FIG. 1 ) according to an embodiment is configured by at least one component (eg, the processor 220 or the wireless power transmission/reception circuit 214) of the electronic device 201. It can store various control data or data tables (eg Table 1 and/or Table 2) used. According to an embodiment, the memory 230 may store instructions for performing an operation of the processor 220 of the electronic device 201 . According to various embodiments, the memory 230 may be implemented in various forms such as read only memory (ROM), random access memory (RAM), or flash memory, and the implementation form may not be limited.
  • the communication module 290 may communicate with an external electronic device and/or other external electronic devices or servers, and obtain identification information of the external electronic device or required or available power of the external electronic device through communication. can do.
  • the display 260 may display data or a screen required for a wireless power transmission/reception operation.
  • the display 260 may display a screen displaying at least some of information corresponding to modes (eg, first to third modes) associated with wireless power transmission.
  • the electronic device 201 further includes an input module (eg, a touch input module, a key input module, or a user interface module), and inputs related to wireless power transmission and reception from a user or an external device through the input module. may receive.
  • an input module eg, a touch input module, a key input module, or a user interface module
  • an electronic device eg, the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 201 of FIG. 2
  • a battery e.g., the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 201 of FIG. 2
  • a multi-coil circuit including a switch circuit connected between two coils, a wireless power transmission/reception circuit electrically connected to the multi-coil circuit, a power management module electrically connected to the battery and the wireless power transmission/reception circuit, and the multi-coil circuit, and a processor electrically connected to the wireless power transmission/reception circuit and the power management module
  • the switch circuit includes a first control signal based on a voltage detected from the second coil, a second control signal by the processor, and the wireless power management module. It may be configured to receive a third control signal by the power transmission and reception circuit, and to perform a switch-on operation or a switch-off operation based on at least a part of the first control signal, the second control signal, and the third control signal.
  • the switch circuit may include a switch element connected between the first coil and the second coil to connect or disconnect the first coil and the second coil in parallel, and the second coil and A voltage detector connected between the switch elements, detecting a voltage of the second coil, and providing the first control signal to the switch element when the voltage of the second coil is greater than or equal to a specified threshold voltage.
  • the second control signal and the third control signal are respectively low or low based on a ready mode, a power reception mode, a first power transmission mode, a second power transmission mode, or a power saving mode of the electronic device. can be controlled to be high.
  • the processor in the ready mode, may control the second control signal to become high and control the third control signal to become low.
  • the switch circuit in the ready mode, is set to detect the voltage of the second coil through the voltage detector based on that the second control signal is high and the third control signal is low It can be.
  • the processor in the ready mode, is set to switch to the wireless power reception mode or the first power transmission mode when the voltage of the second coil detected by the voltage detector is equal to or greater than the specified threshold voltage. It can be.
  • the processor in the power reception mode or the first power transmission mode, the processor may be configured to control the second control signal to become high and the third control signal to become high.
  • the switch circuit in the wireless power reception mode or the first wireless power transmission mode, may operate the first coil and the first coil based on the fact that the second control signal is high and the third control signal is high. 2 coils are connected in parallel, and the wireless power transmission/reception circuit is set to wirelessly receive power from an external electronic device through the first coil and the second coil connected in parallel or to wirelessly transmit first power to the first external electronic device. It can be.
  • the switch circuit in the second wireless power transmission mode, based on the fact that the second control signal is low and the third control signal is high, the switch circuit connects the first coil and the second coil in parallel.
  • the wireless power transmission/reception circuit may be configured to wirelessly transmit second power to a second external electronic device through the first coil.
  • the switch circuit in the power saving mode, based on the second control signal being low and the third control signal being low, the switch circuit releases the parallel connection of the first coil and the second coil, , the wireless power transmission/reception circuit may be set to be in a disabled state.
  • FIG 3 is a diagram illustrating a first coil and a second coil of a multi-coil circuit according to an exemplary embodiment.
  • a first coil (eg, the first coil 211-1 of FIG. 2 ) may be disposed in a Coil_IN area 310 and a Coil_OUT area
  • a second coil (eg, the first coil 211 - 2 of FIG. 2 ) may be disposed at 320 .
  • the first coil 211-1 may be a circular coil
  • the second coil 211-2 may be a coil surrounding the outside of the first coil 211-1.
  • the Coil_IN region 310 and the Coil_OUT region 320 of the multi-coil circuit 297 may overlap.
  • the multi-coil circuit 297 is a boundary point between the Coil_IN area 310 and the Coil_OUT area 320 (eg, the outer diameter of the first coil 211-1 or the inner diameter of the second coil 211-2). ), the first coil 211-1 and the second coil 211-2 may be branched at the first point 31.
  • the first coil 211-1 extends from the first point 31 to the second point 32 inside the Coil_IN area 310 (eg, the innermost point of the Coil_IN area 310). It is wound to have a specified number of turns, and the second point 32 may be connected to the wireless power transmission/reception circuit 214 .
  • the second coil 211-2 extends from the first point 31 to the third point 33 outside the Coil_OUT region 320 (eg, the outermost point of the Coil_OUT region 320). It is wound to have a specified number of turns, and the third point 33 may be connected to the switch circuit 211-7.
  • At least one capacitor (Cs cap, Cd cap) 211-5 may be included between the wireless power transmission/reception circuit 214 and the first point 31.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a switch circuit according to an exemplary embodiment.
  • a switch circuit 211 - 7 may include a voltage detector (or voltage comparator) 410 and a switch element 420 .
  • the voltage detector 410 may be connected between the second coil 211-2 and the switch element 420, and may be connected to the second coil 211-2 in a first mode (eg, ready mode).
  • a flowing voltage (or current) may be detected (or sensed) and a detection result signal (V_det) (eg, a V_det trigger signal) may be output.
  • V_det detection result signal
  • the voltage detector 410 compares the voltage detected from the second coil 211-2 in the first mode (eg, the ready mode) with a designated threshold voltage (Vth), and then compares the second coil 211-2. ) may output a V_det trigger signal when the detected voltage exceeds the threshold voltage (Vth).
  • the switch element 420 may receive (apply) a V_det signal from the voltage detector 410 and supply power based on a control signal from a processor (eg, the processor 220 of FIG. 2 ). It can be activated with authorization.
  • the second control signal for activating the switch element 420 may be a Switch_EN signal.
  • the switch element 420 may receive (apply) a WPT_EN signal from a wireless power transmission/reception circuit (eg, the wireless power transmission/reception circuit 214 of FIG. 2 ).
  • the switch element 420 may perform a switch on/off operation based on a V_det signal, a Switch_EN signal, and/or a WPT_EN signal according to each of operation modes associated with wireless power transmission and reception.
  • the switch element 420 may perform a switch on/off operation according to the example described in Table 2.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a multi-coil circuit according to an embodiment.
  • a multi-coil circuit 297 includes a first coil 211-1, a second coil 211-2, at least one capacitor 211-5, and a switch circuit ( 211-7).
  • the first coil 211-1 and the second coil 211-2 may be coils for wireless power transmission and reception (eg, NFMI).
  • the first coil 211-1 may be an inner coil Coil_IN
  • the second coil 211-2 may be disposed as an outer coil Coil_OUT of the first coil 211-1.
  • both ends AC1 and AC2 of the first coil 211-1 may be connected to the wireless power transmission/reception circuit 214, and one end of both ends AC1 and AC2 of the first coil 211-1. (AC2) may be connected to the second coil 211-2.
  • the second coil 211-2 may have one end connected to the first coil 211-1 and the other end connected to the switch circuit 211-7.
  • At least one capacitor (Cs cap, Cd cap) 211-5 is a first coil 211-1 or a first coil 211-1 and a second coil 211-2 connected in parallel. Receive power wirelessly through, transmit first power wirelessly to a first external electronic device through the first coil 211-1 and second coil 211-2 connected in parallel, or transmit first power wirelessly to the first coil 211 When the second power is wirelessly transmitted to the second external electronic device through -1), the multi-coil circuit 297 may have capacitance values required to maintain designated inductance and resistance.
  • one end of the switch circuit 211-7 may be connected to the second coil 211-2 and the other end may be connected to the wireless power transmission/reception circuit 214.
  • the switch circuit 211 - 7 may include a voltage detector (or voltage comparator) 410 and a switch element 420 .
  • the voltage detector 410 according to an embodiment may be connected between the second coil 211-2 and the switch element 420.
  • the processor 220 may include at least some circuits (or blocks) required to transition from the first mode to the second mode among all circuits in the switch circuit 211-7 (eg, a circuit associated with the voltage detector 410). It is possible to control (or control to be insulated from the wireless power transmission/reception circuit 214) so that current flows only in the circuit.
  • the voltage detector 410 of the switch circuit 211-7 detects (or detects) the voltage (or current) flowing in the second coil 211-2 and detects the detection result signal V_det ) (e.g. V_det trigger signal) can be output.
  • the voltage detector 410 according to an embodiment is a switch element 420 is switched on, and some circuits (or blocks) required to transition to the second mode among all circuits in the switch circuit 211-7 (eg, voltage detector) 410 and the associated circuit) in a controlled state so that the current flows only, the voltage detected by the second coil 211-2 is compared with the designated threshold voltage (Vth) and detected by the second coil 211-2. When the applied voltage exceeds the threshold voltage (Vth), a V_det trigger signal may be output.
  • the processor 220 may perform an authentication operation based on detection of an external electronic device through a ping operation to identify the external electronic device and receive information necessary for transmitting/receiving power with the external electronic device.
  • the information for identifying the external electronic device may include an external electronic device ID and/or information about required power or available power of the external electronic device.
  • the processor 220 according to an embodiment identifies any one of the second wireless power transmission modes of the second to third modes through an authentication operation, and the second wireless power transmission modes of the second and third modes.
  • the Switch_EN signal and the WPT_EN signal according to each mode may be controlled to be applied to the switch circuit 211-7.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining state transition between first and third modes in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • the processor 220 of the electronic device 201 may perform transition (eg, mode change) between modes associated with wireless power transmission and reception.
  • transition eg, mode change
  • Modes associated with wireless power transmission and reception include a first mode (eg, a ready mode), a second mode (eg, a wireless power reception mode or a first wireless power transmission mode), and a third mode (eg, a second wireless power transmission mode). power transmission mode or power save mode).
  • the processor 220 may be in a state in which the Switch_EN signal is H and the WPT_EN signal is L in the first mode (ready mode) (Switch_EN:H && WPT_EN:L).
  • the processor 220 may make a state transition to the second mode when V_det trigger is generated (or detected) in the first mode (ready mode) (4).
  • the processor 220 may control the Switch_EN signal to L (Switch_EN: L) in the first mode (ready mode) and state transition to the third mode.
  • the processor 220 may make a state transition from the first mode to the second mode when WPT_EN:L becomes WPT_EN:H before the V_det trigger occurs in the first mode (ready mode).
  • the processor 220 may make a state transition to the first mode when the WPT_EN signal becomes L (WPT_EN: L) in the second mode (3).
  • the processor 220 may make a state transition to the third mode as the Switch_EN signal becomes L (Switch_EN: L) in the second mode (6).
  • the processor 220 may state transition to the first mode according to the Switch_EN signal being H and the WPT_EN signal being L (Switch_EN:H && WPT_EN:L) in the third mode (1).
  • the Switch_EN signal is H or the WPT_EN signal is H (Switch_EN:H When WPT_EN:H) becomes (5), the state can be transitioned to the second mode.
  • a wireless power transmission/reception method in an electronic device includes a first coil and a second coil based on a ready mode. Operation of controlling at least some circuits of the switch circuit of the coil circuit to be turned on, disabling the wireless power transmission/reception circuit, and monitoring the voltage of the second coil through at least some circuits of the switch circuit, in the ready mode, Switching from the ready mode to a wireless power reception mode or a first wireless power transmission mode based on the voltage of the second coil being equal to or greater than a specified threshold voltage, and based on the wireless power reception mode or the first wireless power transmission mode and controlling the switch circuit to be in a switched-on state and to enable the wireless power transmission/reception circuit.
  • the method receives wireless power from an external electronic device while operating in the wireless power reception mode, or wirelessly transmits first power to a first external electronic device while operating in the first wireless power transmission mode. It may further include an operation of transmitting.
  • the method includes an operation of switching to a second wireless power transmission mode or a power saving mode, and controlling to switch the switch circuit to a switch off state based on the second wireless power transmission mode or the power saving mode. More actions may be included.
  • the switch circuit is connected between the first coil and the second coil to connect or disconnect the first coil and the second coil in parallel, and the switch element and the second coil. and a voltage detector connected between the switch element, detecting the voltage of the second coil, and providing the first control signal to the switch element when the voltage of the second coil is greater than or equal to a specified threshold voltage.
  • the method may monitor the voltage of the second coil using the voltage detector in the ready mode.
  • the method may provide a second control signal to the switch circuit based on the ready mode, the wireless power reception mode, the first wireless power transmission mode, the second wireless power transmission mode, or the power saving mode. and providing a third control signal, and controlling the second control signal and the third control signal to be low or high, respectively.
  • the method may include, in the ready mode, controlling the second control signal to be high and controlling the third control signal to be low, and controlling the second control signal to be high and the second control signal to be high. 3. An operation of controlling the voltage of the second coil to be detected through the voltage detector of the switch circuit based on the control signal being low.
  • the method may include the operation of controlling the second control signal to become high and the third control signal to become high in the wireless power reception mode or the first wireless power transmission mode; 2
  • the first coil and the second coil are connected in parallel based on the fact that the control signal is high and the third control signal is high, and the first coil and the second coil connected in parallel are connected in parallel using the wireless power transmission/reception circuit.
  • the method includes an operation of controlling the second control signal to be low and the third control signal to be high in the second wireless power transmission mode, and the second control signal to be low, Based on the fact that the third control signal is high, the parallel connection between the first coil and the second coil is released, and the wireless power transmission/reception circuit wirelessly transmits second power to a second external electronic device through the first coil. It may include an operation of controlling to transmit.
  • the method may include: in the power saving mode, the second control signal is low and the third control signal is low, and the second control signal is low, the third control Based on the signal being low, the parallel connection between the first coil and the second coil may be released and the wireless power transmission/reception circuit may be controlled to be disabled.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a conversion operation between modes associated with multi-coil-based wireless power transmission and reception in an electronic device according to an embodiment.
  • a processor eg, processor 120 of FIG. 1 , FIG. 2 of an electronic device (eg, electronic device 101 of FIG. 1 or electronic device 201 of FIG. 2 ) according to an embodiment.
  • the processor 220 of may perform at least one of operations 710 to 740 .
  • the processor 220 performs at least some circuits (eg, the voltage detector 410) of the switch circuit 211-7 of the multi-coil circuit 297 based on the first mode (ready mode).
  • the circuit associated with is turned on, the wireless power transmission and reception circuit 214 is controlled to be disabled, and the voltage of the second coil 211-2 can be monitored through at least some circuits of the switch circuit 211-7 there is.
  • the processor 220 may use only some circuits (or blocks) (for example, the voltage detector 410) required to transition from the first mode to the second and third modes among all circuits in the switch circuit 211-7. In a state in which current is controlled to flow (or controlled to be insulated from the wireless power transmission/reception circuit 214), the voltage flowing through the second coil 211-2 may be controlled to be detected through the voltage detector 410.
  • the processor 220 may identify whether the voltage of the second coil 211-2 is greater than or equal to a specified threshold voltage. For example, the processor 220 may receive a V_det trigger signal based on a result of detecting (or sensing) the voltage (or current) flowing in the second coil 211-2 detected by the voltage detector 410, Upon receiving the V_det trigger signal, it may be identified that the voltage of the second coil 211-2 is greater than or equal to the threshold voltage.
  • the processor 220 may identify switching to the second mode based on the fact that the voltage of the second coil is greater than or equal to a specified threshold voltage. For example, the processor 220 may identify conversion to the second mode based on receiving the V_det trigger signal.
  • the processor 220 controls the switch circuit 211-7 to be in a switched-on state based on the identification of transition to the second mode, and enables the wireless power transmission/reception circuit 214. can be controlled as much as possible.
  • the processor 220 according to an embodiment operates in a wireless power reception mode in the second mode to receive wireless power from an external electronic device, or operates in a first wireless power transmission mode to supply first power to a first external electronic device. can be sent
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a state transition operation from a first mode to a second mode in an electronic device according to an embodiment.
  • a processor eg, processor 120 of FIG. 1 , FIG. 2 of an electronic device (eg, electronic device 101 of FIG. 1 or electronic device 201 of FIG. 2 ) according to an embodiment.
  • the processor 220 of may perform at least one of operations 810 to 850.
  • the processor 220 may control the wireless power transmission/reception circuit 214 and the multi-coil circuit 297 to operate in a first mode (ready mode) in a standby state (or standby mode). Yes (Ready mode).
  • the processor 220 may provide the second control signal (switch control signal Switch_EN) as H to the switch circuit 211-7 of the multi-coil circuit 297 in the first mode, and wireless power
  • the transmit/receive circuit 214 may control the third control signal (power transmit/receive enable signal WPT_EN) to be L and provide it to the switch circuit 211-7, and through the voltage detector 410, the second coil ( 211-2) can be controlled to detect (or monitor) the voltage flowing through it.
  • the second mode or third mode of all circuits in the switch circuit 211-7 Current may be controlled to flow (or controlled to be insulated from the wireless power transmission/reception circuit 214) only in some circuits (or blocks) required for transition to the second wireless power transmission mode of the mode.
  • the voltage detector 410 of the switch circuit 211-7 monitors the voltage of the first coil 211-1 and/or the second coil 211-2 in the ready mode, and the first coil ( 211-1) and/or the second coil 211-2 may generate a first control signal (eg, V_det trigger) when the voltage is equal to or higher than the threshold voltage (Vth).
  • V_det trigger a first control signal
  • the processor 220 may identify (or check) whether the V_det signal is received (or generated) in the first mode (Receive V_det signal?). For example, the processor 220 may identify whether a V_det trigger is generated as a V_det signal. For example, the V_det trigger signal in the voltage detector 410 may be a signal generated when the voltage of the second coil 211-2 exceeds the threshold voltage Vth. If the V_det trigger signal is not received (or identified), the processor 220 according to an embodiment may return to operation 810 and maintain the first mode.
  • the processor 220 sets the second control signal (switch control signal Switch_EN) to H for a specified time period (tmin) (eg, several ms) based on the identification of the V_det trigger signal.
  • tmin time period
  • Control current to flow through the entire circuit (or entire block) in the switch circuit 211-7 while maintaining (eg, maintaining the switch element 420 in the switched-on state) (or release the insulation from the wireless power transmission/reception circuit 214).
  • control the wireless power transmission/reception circuit 214 to perform a ping phase (Switch 'ON' for at least tmin).
  • the designated time period tmin may be a time for normally receiving a first packet (eg, signal strength packet (SSP)) from an external electronic device after a ping signal is applied.
  • the processor 220 may detect an external electronic device through reception of an SSP packet.
  • the processor 220 determines whether the wireless power transmission/reception circuit 214 has detected (sensed or identified) an external electronic device during a ping operation of a specified time period (eg, has received an SSP packet). status) can be identified (or confirmed).
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of time taken when switching from a first mode to a second mode in an electronic device according to an embodiment, and FIG. It is a drawing showing an example of receiving.
  • a horizontal axis may represent voltage (mV) and a vertical axis may represent time (ms).
  • the packet (SSP) signal 911 is not received in response to the transmission of the ping signal. It may be a graph showing the voltage 912 of the switch circuit 211-7 of In the electronic device 201, the time (tsw on) required for switching from the first mode (Ready mode) to the second mode (ON mode) may be 2 ms.
  • a horizontal axis may represent voltage (mV) and a vertical axis may represent time (ms).
  • the first graph 920 shows the case where the packet (SSP) signal 921 is received in response to the transmission of the ping signal after switching from the first mode (Ready mode) to the second mode (ON mode). It may be a graph representing the voltage 922 of the switch circuit 211-7.
  • an external electronic device e.g. wireless power receiver
  • a specified time period e.g. tping: 65 ms
  • the electronic device 201 has a reference threshold voltage (eg, Vth) lower than a voltage threshold (eg, UVLO voltage) used by the wireless power transmission/reception circuit 214 to detect an external electronic device in the first mode. ) based on detecting the external electronic device by detecting the voltage of the second coil 211-2, it is possible to detect the external electronic device with low standby current (with low current consumption) without deterioration of the recognition area in the standby mode. .
  • Vth a reference threshold voltage
  • UVLO voltage eg, UVLO voltage
  • Table 3 shows the current consumed by the switch circuit 211-7 for detecting an external electronic device in the first mode and the current consumed by the switch circuit 211-7 for detecting an external electronic device in the second mode. This is an example table.
  • the electronic device 201 may reduce current consumption from about 1 mA to about 0.03 mA in the first mode than in the second mode. Assuming that the current consumed in the standby mode of the electronic device 201 according to an embodiment is 7 to 8 mA, the current consumption efficiency can be improved by 10% or more.
  • An external electronic device may be sensed using the first coil 211-1 in a state in which the switch element 420 is turned off in the standby mode without operating in the standby mode.
  • Electronic devices according to various embodiments disclosed in this document 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 music player
  • a portable medical device 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 a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., 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 this document may include a unit implemented by hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • 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.
  • Device-readable storage media may be provided in the form of non-transitory storage media.
  • 'non-temporary' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), 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.
  • signals e.g., electromagnetic waves
  • 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 (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • a device-readable storage medium eg compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store eg Play Store TM
  • It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • 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 entity or a plurality of entities.
  • 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. .
  • operations performed by modules, programs, or other components are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
  • the instructions are set to cause the at least one processor to perform at least one operation when executed by at least one processor, and the at least one In operation, the method controls at least some circuits of the switch circuit of the multi-coil circuit including the first coil and the second coil to be turned on based on the ready mode, and to disable the wireless power transmission and reception circuit, and to disable the switch circuit.

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Abstract

전자 장치는 배터리, 제1 코일, 제2 코일, 및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 사이에 연결된 스위치 회로를 포함하는 다중 코일 회로, 상기 다중 코일 회로와 전기적으로 연결된 무선 전력 송수신 회로, 상기 배터리 및 상기 무선 전력 송수신 회로와 전기적으로 연결된 전력 관리 모듈, 및 상기 다중 코일 회로, 상기 무선 전력 송수신 회로, 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 스위치 회로는 상기 제2 코일로부터 검출된 전압에 기반한 제1 제어 신호, 상기 프로세서에 의한 제2 제어 신호, 상기 무선 전력 송수신 회로에 의한 제3 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 및 상기 제3 제어 신호의 적어도 일부에 기반하여 스위치 온 동작 또는 스위치 오프 동작을 수행하도록 설정될 수 있으며, 다른 실시예도 가능할 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법
본 개시는 전자 장치 및 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법에 관한 것이다.
무선 전력 전송 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기가 무선 충전 또는 무접점 충전을 위해 무선 전력 전송 기술을 활용하고 있다. 무선 전력 전송 기술(wireless power transfer)은 전기 에너지를 주파수를 가지는 전자기파 형태로 변환하여 전송선 없이 무선으로 에너지를 부하(load)로 전달하는 기술이다. 무선 전력 전송 기술은 전력 수신 장치와 전력 송신 장치 간에 유선에 의한 연결 없이, 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력이 전력 수신 장치로 전달되어 전력 수신 장치의 배터리가 충전이 되는 기술일 수 있다. 무선 전력 전송 기술은 자기유도방식과 자기공명방식을 포함할 수 있으며, 이 외에도 다양한 방식의 무선 전력 전송 기술이 있을 수 있다.
예를 들면, 자기 유도 방식 무선 전력 전송 시스템은 코일에 유기되는 자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식으로 송신 코일에 흐르는 전류로부터 발생하는 자기장을 이용하여 수신 코일에 유도 전류를 흐르게 하여 부하로 에너지를 공급하는 기술이다. 대표적인 자기 유도 방식의 표준은 WPC(wireless power consortium), PMA(power matters alliance)등이 있으며 전력 전송에 사용되는 주파수는 WPC의 경우 110~205kHz, PMA의 경우 227~357kHz, 118~153kHz와 같이 지정된 주파수 대역이 사용될 수 있다.
WPC에 따르면 전자 장치는 외부 전자 장치와 전기 유도로 무선 전력 송수신을 수행할 수 있다.
전자 장치(예: 무선 전력 송신 장치)는 대기 모드(대기 상태 또는 슬립 모드(sleep mode))에서 무선 전력 전송을 위한 외부 전자 장치(예: 무선 전력 수신 장치)를 감지할 수 있고, 외부 전자 장치 감지 시 무선 전력 전송을 시작할 수 있다. 전자 장치는 대기 모드에서 외부 전자 장치 감지를 위해 코일에 지정된 전류(예: 8mA)(예: 외부 전자 장치 감지를 위한 전류 또는 감지 전류)가 흐르도록 제어할 수 있다.
대기 모드에서 코일에 흐르는 감지 전류는 외부 전자 장치 감지 시 외에는 불필요한 소모 전류가 될 수 있다. 따라서 대기 모드에서 코일에 흐르는 감지 전류의 크기는 소모 전류는 줄이면서 외부 전자 장치 감지는 할 수 있을 정도로 유지해야 한다.
전자 장치가 다중 코일을 구비하고, 다중 코일의 적어도 일부 코일을 스위치 제어를 통해 선택적으로 이용하는 경우 대기 모드에서 코일에 흐르는 감지 전류뿐만 아니라 스위치에서 이용되는 전류(예: 1mA)가 요구되어 스위치를 이용하지 않을 때보다 대기 상태에서 전자 장치의 전류 소모가 더 클 수 있다.
본 발명의 다양할 실시예들은, 무선 전력 송수신 방법에 있어 소모 전류는 줄이면서 외부 전자 장치를 감지하는 성능은 높이는 효율적인 무선 충전을 수행할 수 있는 전자 장치를 제공하고자 한다.
다양한 실시예에 따르면 대기 모드에서 무선 전력 전송을 위한 외부 전자 장치 감지를 위해 코일에 흐르는 감지 전류의 크기를 줄이면서도 외부 전자 장치 감지 성능은 높일 수 있는 전자 장치 및 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 대기 모드에서 다중 코일의 적어도 일부를 선택하기 위한 스위치가 비활성화된 상태에서 무선 전력 송수신 회로의 외부 전자 장치 감지를 위한 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 다중 코일의 적어도 일부 코일에 흐르는지 여부에 기반하여 스위치를 활성화시키고 외부 전자 장치 감지를 위한 감지 전류를 제공할 수 있는 전자 장치 및 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 배터리, 제1 코일, 제2 코일, 및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 사이에 연결된 스위치 회로를 포함하는 다중 코일 회로, 상기 다중 코일 회로와 전기적으로 연결된 무선 전력 송수신 회로, 상기 배터리 및 상기 무선 전력 송수신 회로와 전기적으로 연결된 전력 관리 모듈, 및 상기 다중 코일 회로, 상기 무선 전력 송수신 회로, 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 스위치 회로는 상기 제2 코일로부터 검출된 전압에 기반한 제1 제어 신호, 상기 프로세서에 의한 제2 제어 신호, 상기 무선 전력 송수신 회로에 의한 제3 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 및 상기 제3 제어 신호의 적어도 일부에 기반하여 스위치 온 동작 또는 스위치 오프 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법은 레디 모드에 기반하여 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 다중 코일 회로의 스위치 회로의 적어도 일부 회로가 온 상태가 되고, 무선 전력 송수신 회로가 디스에이블 되도록 제어하고 상기 스위치 회로의 적어도 일부 회로를 통해 상기 제2 코일의 전압을 모니터링하는 동작, 상기 레디 모드에서 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 것에 기반하여 상기 레디 모드로부터 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드로 전환하는 동작, 및 상기 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드에 기반하여 상기 스위치 회로가 스위치 온 상태가 되도록 제어하고, 상기 무선 전력 송수신 회로가 인에이블 되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 전자 장치에서 레디 모드(ready mode) 제공을 통해 무선 전력 전송을 위한 외부 전자 장치 감지를 위해 코일에 흐르는 감지 전류의 크기를 줄이면서도 외부 전자 장치 감지 성능은 높일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 대기 모드에서 다중 코일의 적어도 일부를 선택하기 위한 스위치가 비활성화된 상태에서 무선 전력 송수신 회로의 외부 전자 장치 감지를 위한 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 다중 코일의 적어도 일부 코일에 흐르는지 여부에 기반하여 스위치를 활성화시키고 외부 전자 장치 감지를 위한 감지 전류를 제공함으로써 대기 상태에서 전자 장치의 전류 소모를 줄일 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 코일 회로를 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 다중 코일 회로의 제1 코일 및 제2 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 스위치 회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중 코일 회로의 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 제1 모드 내지 제3 모드들간의 상태 천이를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 다중 코일 기반의 무선 전력 송수신과 연관된 모드 전환 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 제1 모드에서 제2 모드로 상태 천이하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 레디 모드에서 온 모드 전환 시 소요되는 시간을 설명하기 위한 도면이다.
도 9b는 전자 장치에서 제1 모드에서 제2 모드 전환 시 지정된 시간 내에 패킷이 수신되는 예를 나타낸 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 일 실시예에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 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 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 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 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 1eMBB 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, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 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 제 1 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 제 2 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 제 2 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 서버(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 제 2 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.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 코일 회로를 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(201)(또는 무선 전력 전송 장치)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 다중 코일 회로(297)(예: 도 1의 안테나 모듈(197)), 무선 전력 송수신 회로(WPT IC(wireless power transmit integrated circuit))(또는 마그네틱 필드 제어 회로(magnetic field control IC))(214), 전력 관리 모듈(또는 PMIC(power management integrated chip))(216)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188)), 프로세서(220)(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(230)(예: 도 1의 메모리(130)), 배터리(289)(예: 도 1의 배터리(189)), 통신 모듈(290)(예: 도 1의 통신 모듈(190)), 디스플레이(260)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 다중 코일 회로(297)는 병렬 이중 코일로서 제1 코일(211-1), 제2 코일(211-2), 스위치 회로(211-7)를 포함할 수 있다. 다중 코일 회로(297)는 제1 코일(211-1)및 제2 코일(211-2)외에 추가적인 코일을 더 포함할 수도 있다. 일 실시예에 따르면 다중 코일 회로(297)는 제1 코일(211-1), 제2 코일(211-2), 및 스위치 회로(211-7)가 일체형으로 패키징된 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)은 무선 전력 송수신(예: NFMI(near field magnetic induction))을 위한 코일들일 수 있다. 일 실시예에 따르면 다중 코일 회로(297)의 내측(Coil_IN)에 제1 코일(211-1)이 포함(또는 배치)되고, 제1 코일(211-1)의 외측(Coil_OUT)에 제2 코일(211-2)이 포함(또는 배치)될 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)의 길이(또는 턴 수)는 무선으로 전력을 전송하는데 이용되는 길이(또는 턴 수)를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 코일(211-1)의 길이(또는 턴 수)는 제1 코일(211-1)을 이용하여 무선으로 제1 전력을 전송하는데 이용되는 길이(또는 턴 수)를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)의 길이(또는 턴 수)는 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)이 병렬 연결된 상태에서 병렬 연결된 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)을 이용하여 무선으로 제2 전력을 전송하는데 이용되는 길이(또는 턴 수)를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 스위치 회로(211-7)는 일단이 제1 코일(211-1) 및 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결될 수 있고, 타단이 제2 코일(211-2)과 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 스위치 회로(211-7) 스위치 소자를 포함하고, 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압(또는 전류)을 감지할 수 있고, 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)에서 감지된 전압(또는 전류)(예: V_det)에 의한 제1 제어 신호(예: V_det trigger), 무선 전력 송수신 회로(214)로부터의 제2 제어 신호(예: WPT_EN), 및/또는 프로세서(220)로부터의 제3 제어 신호(예: Switch_EN)에 기반한 무선 전력 송수신과 연관된 동작 모드들(예: 제1 모드, 제2 모드, 및/또는 제3 모드) 각각에 따라 스위치 소자의 온 또는 오프 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 스위치 소자는 스위치 오프된 상태에서 제1 코일(211-1)이 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결되도록 하거나, 스위치 온된 상태에서 병렬 연결된 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)이 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결되도록 할 수 있다.
하기 표 1은 전자 장치(201)의 무선 전력 송수신과 연관된 동작 모드들을 설명하기 위한 테이블이다.
동작 모드 동작 설명
제1 모드(레디 모드) 무선 전력 송수신 대기
제2 모드(무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드) 무선 전력 수신
제1 무선 전력 송신 Ping
P2P(Phone to Phone)
제3 모드(제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드) 제2 무선 전력 송신 P2A(Phone to Accessary)
무선 전력 전송 금지
상기 표 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(201)의 무선 전력 송수신과 연관된 동작 모드들은 제1 내지 제3 모드의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며, 이외에 다른 모드들을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 모드는 레디 모드(ready mode)일 수 있다. 예를 들면, 레디 모드는 무선 전력 송수신 대기 상태로서 배터리 전압(또는 용량)이 임계 전압(또는 임계 용량) 이상인 상태에서 전자 장치(201)가 sleep 상태이거나, 전자 장치(201)가 무선 전력 송수신과 관련이 없는 다른 동작을 수행하는 상태일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 모드는 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드일 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 모드는 무선으로 전력을 외부(예: 제1 외부 전자 장치 또는 제2 외부 전자 장치)로부터 수신하는 모드일 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 모드는 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)이 병렬 연결 연결된 상태에서 병렬 연결된 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)을 이용하여 제1 외부 전자 장치 또는 제2 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 모드일 수 있다. 예를 들면 제1 외부 전자 장치는 전자 장치(102)로부터 제1 거리(또는 제1 정렬(center align) 정확도) 기반으로 제1 전력 수신이 요구되는 전자 장치(예: 스마트 폰)일 수 있고, 제2 외부 전자 장치는 제1 거리보다 가까운 제2 거리(또는 제1 정렬 정확도보다 더 높은 정확도로 정렬된 제2 정렬 정확도) 기반으로 제1 전력보다 낮은 제2 전력 수신이 요구되는 전자 장치(예: 전자 장치(201)와 연동 가능한 액세서리 장치 또는 스마트 워치)일 수 있다. 예를 들면, 제1 무선 전력 송신 모드는 무선으로 제1 전력을 제1 외부 전자 장치로 전송하는 모드일 수 있다. 예를 들면, Ping은 전자 장치(201)가 제1 외부 전자 장치에 제1 전력을 송신하기 위해 Ping 신호를 송신하는 상태일 수 있고, P2P(phone to phone)은 전자 장치(201)(예: phone)가 제1 외부 전자 장치(예: phone)에 제1 전력을 송신하는 상태일 수 있다.
일 실시예에 따르면 제3 모드는 제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드일 수 있다. 예를 들면, 제2 무선 전력 송신 모드는 무선으로 제2 전력을 제2 외부 전자 장치로 전송하는 모드일 수 있다. 예를 들면, P2A(phone to accessary)는 전자 장치(201)(예: phone)가 제2 외부 전자 장치(예: accessary 또는 watch)에 제2 전력을 송신하는 상태일 수 있다. 예를 들면, 절전 모드는 배터리 전압(또는 용량) 부족한 상태 또는 무선 전력 송신이 불가능한 상태 또는 무선 전력 송신이 되지 않도록 제어되는 상태일 수 있다.
하기 표 2는 동작 모드에 따른 스위치 제어 신호와 스위치 온 또는 오프 동작을 나타낸 테이블이다.
동작 모드 스위치 제어 신호 스위치 소자 온 또는 오프
V_det Switch_EN WPT_EN
제1 모드(레디 모드) V_det<Vth H L 온(isolation)
제2 모드(무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드) V_det
Figure PCTKR2022008190-appb-I000001
Vth		 H H 온
V_det
Figure PCTKR2022008190-appb-I000002
Vth		 H H 온
제3 모드(제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드) V_det
Figure PCTKR2022008190-appb-I000003
Vth		 L H 오프
- L L 오프
상기 표 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 스위치 회로(211-7)의 스위치 온 또는 오프 제어에 이용되는 신호들은 제1 제어 신호(예: V_det), 제2 제어 신호(예: Switch_EN), 제3 제어 신호(예: WPT_EN)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 V_det, Switch_EN, WPT_EN 신호를 별개의 세개의 신호로 설명하였지만, 상기 신호들은 적어도 일부가 병합된 신호로 구현될 수 있음은 당업자에게 자명할 수 있다. 일 실시예에 따른 V_det는 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)로부터 감지된 전압(또는 전류)을 나타내는 신호일 수 있다. 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)에서 감지된 전압(또는 전류)가 지정된 임계 전압(Vth) 이상인 경우 V_det trigger 신호가 발생할 수 있다. 제1 모드에서 V_det trigger 신호 발생에 기반하여 무선 전력 송수신 회로(214)가 인에이블될 수 있고, WPT_EN 신호가 L 에서 H로 변경될 수 있다.
일 실시예에 따른 Switch_EN은 배터리 전압(또는 배터리 용량)이 지정된 임계 전압(또는 임계 용량) 이하이거나 제2 무선 전력 전송 모드(P2A power sharing mode)일때 로우(low)이고, 배터리(289)의 용량이 지정된 용량 이상(또는 초과)이고제1 무선 전력 전송 모드(P2P)인 경우 하이(high)가 될 수 있으며, 프로세서(220)로부터 스위치 회로(211-7)에 인가될 수 있다.
일 실시예에 따른 WPT_EN은 무선 전력 송수신 회로(214)가 인에이블 상태일 때 하이(High)이고 무선 전력 송수신 회로(214)가 인에이블 상태가 아닐 때 로우(low)가 될 수 있으며, 무선 전력 송수신 회로(214)로부터 스위치 회로(211-7)에 인가될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 모드 및 제2 모드에서는 V_det, Switch_EN, WPT_EN 신호에 기반하여 스위치 회로(211-7)에 포함된 스위치 소자가 온 상태로 제어되어 제1 및 제2 모드의 동작이 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 모드에서는 스위치 소자가 온 상태이더라도 무선 전력 송수신 회로(214)가 디스에이블 상태(WPT_EN=L)이기 때문에 스위치 회로(211-7)와 무선 전력 송수신 회로(214)가 절연(isolation) 상태가 되어 소모 전류가 적을 수 있다. 예를 들면, 제1 모드에서 스위치 회로(211-7)는 스위치 소자가 온 상태이더라도 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로 중 제2 모드로 천이하는데 필요한 적어도 일부 회로(또는 블록, 또는 지정된 일부 회로)(예: 전압 검출기 또는 전압 검출기와 연관된 적어도 일부 회로)에만 전류가 흐르도록 제어(또는 설정)될 수 있다.
일 실시예에 따른 제3 모드에서는 V_det, Switch_EN, WPT_EN 신호에 기반하여 스위치 회로(211-7)에 포함된 스위치가 오프 상태로 제어되어 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)이 연결되지 않는 상태로 제3 모드의 동작이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 회로(214)는 무선으로 전력을 수신하거나 무선으로 전력을 송신하는 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 회로(214)는 스위치 회로(211-7)의 스위치 온 또는 스위치 오프 동작에 기반하여 제1 코일(211-1)과 연결되거나 병렬 연결된 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)과 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 회로 (214)는 병렬 연결된 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)을 통해 무선 전력 수신 동작을 수행하거나 무선 전력 송신 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 전력 송수신 회로(214)는 무선 전력 수신을 위한 무선 전력 수신 회로(미도시), 무선 전력 송신을 위한 무선 전력 송신 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 회로는 무선 전력 수신 시 제1 코일(211-1) 또는 병렬 연결된 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)을 통해 수신된 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류하거나, 전압을 컨버팅(converting)하거나, 전력을 레귤레이팅(regulating)하는 전력 처리를 수행하여 전력 관리 모듈(216)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 송신 회로는 무선 전력 송신 시 전력 관리 모듈(216)로부터 전력을 제공받아 전력 송신을 위한 교류 파형을 생성하고 생성된 교류 파형을 기반으로 제1 코일(211-1) 또는 병렬 연결된 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)을 통해 자기장이 발생되어 자기장을 통해 무선 전력이 송신되도록 할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 회로(214)는 무선 전력 전송 시 외부 전자 장치(예: 무선 전력 수신 장치)로부터 수신된 파워 제어 패킷(예: CEP(control error packet))에 기반하여 동작 주파수 조절 및 듀티 제어(duty control)를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 회로(214)는 무선 전력 전송 시 지정된 시간 간격 또는 규칙적으로 프로세서(220)에 동작 주파수를 전달할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선 전력 송수신 회로(214)는 프로세서(220)의 제어에 기반하여 스위치 회로(211-7)에 지정된 방식(예: GPIO(general-purpose input/output) 방식)으로 스위치 회로(211-7)에 WPT_EN 신호를 전달할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 송수신 회로(214)는 제1 모드 및 제3 모드의 절전 모드에서 무선 전력 송수신 인에이블 신호(WPT_EN)를 L(low)로 출력할 수 있고, 제2 모드 및 제3 모드의 제2 무선 전력 송신 모드에서 무선 전력 송수신 인에이블 신호(WPT_EN)를 H(high)로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 전력 관리 모듈(216)은 무선 전력 송수신 회로(214)와 배터리(289)사이에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 전력 관리 모듈(216)은 다중 코일 회로(297) 및 무선 전력 송수신 회로(214)를 이용하여 수신된 전력을 이용하여 배터리(289)를 충전할 수 있고, 배터리(289)로부터의 전력을 무선 전력 송수신 회로(214) 및 다중 코일 회로(297)를 통해 외부로 출력할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 송수신 회로(214)는 전력 관리 모듈(216)을 통해 제공받은 전력을 이용하여 다중 코일 회로(297)의 제1 코일(211-1), 또는 병렬 연결된 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)에 자기장이 형성되도록 하여 전력이 외부 전자 장치로 무선 전송되도록 할 수 있다. 예를 들면, 배터리(289)로부터의 전력이 무선으로 외부 전자 장치와 공유(power sharing)되도록 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 외부 전자 장치는 다양한 종류의 외부 전자 장치들 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 다양한 종류의 외부 전자 장치들은 전자 장치(201)(예: 스마트 폰)와 연동 가능한 액세서리 장치(예: 스마트 워치, 무선 헤드셋, 또는 무선 이어폰)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 전자 장치(201)의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 무선 전력 송수신과 연관된 복수의 모드들 중 적어도 일부 또는 전부(예: 제1 내지 제3 모드의 일부 또는 전부)에 대한 제어 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 전자 장치(201)의 제1 모드(레디 모드), 제2 모드(무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드), 및/또는 제3 모드(제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드)를 식별하거나 각 모드의 상태 천이를 식별 또는 제어할 수 있고, 각 모드에 따른 제2 제어 신호(또는 스위치 제어 신호(Switch_EN))를 스위치 회로(211-7)에 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 제1 및 제2 모드에서 제2 제어 신호(Switch_EN)를 H(high)로 출력할 수 있고, 제3 모드에서 제2 제어 신호(Switch_EN)를 L(low)로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(220)는 전자 장치(201)의 대기 상태(또는 대기 모드)에서 제1 모드(레디 모드)로 동작하도록 무선 전력 송수신 회로(214) 및 다중 코일 회로(297)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 제1 모드에서 다중 코일 회로(297)의 스위치 회로(211-7)에 제2 제어 신호(또는 스위치 제어 신호(Switch_EN))를 H로 제공할 수 있고, 무선 전력 송수신 회로(214)가 제 3 제어 신호(또는 전력 송수신 인에이블 신호(WPT_EN))를 L(low)로 하여 스위치 회로(211-7)에 제공하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 Switch_EN=H & WPT_EN= L 신호가 스위치 회로(211-7)에 제공된 상태에서 스위치 회로(211-7) 또는 스위치 회로(211-7)의 적어도 일부 회로(예: 스위치 회로(211-7) 내의 전압 검출기 또는 전압 검출기와 연관된 적어도 일부 회로)가 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압을 모니터링 하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 스위치 회로(211-7)는 Switch_EN=H & WPT_EN= L 신호가 인가된 상태에서 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압을 모니터링하고, 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압이 임계 전압(Vth)이상이면 제1 제어 신호(예: V_det trigger)를 발생할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 제1 모드에서 스위치 회로(211-7)에 의한 V_det trigger 신호 발생 여부를 확인(또는 판단)할 수 있다. 또는 프로세서(220)는 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압이 임계 전압(Vth)이상이 되는지 별도로 확인할 수도 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 V_det trigger 신호가 발생함에 따라 지정된 시간 기간(tmin)(예: 수 ms)동안 핑(ping phase) 동작을 수행하도록 무선 전력 송수신 회로(214)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 지정된 시간 기간은 핑 신호 인가 후 외부 전자 장치로부터 첫번째 패킷(예: SSP(signal strength packet))을 정상적으로 수신하기 위한 시간일 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 SSP 패킷 수신을 통해 외부 전자 장치를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 지정된 시간 기간의 핑 동작 후 무선 전력 송수신 회로(214)가 외부 전자 장치를 검출한(감지한 또는 식별한) 상태인지(예를 들면, SSP 패킷을 수신한 상태인지)를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 외부 전자 장치가 검출된(감지된 또는 식별된) 상태이면 무선 전력 송수신 회로(214)가 WPT_EN= H 신호를 스위치 회로(211-7)에 제공하도록 제어하고, 제2 모드 또는 제3 모드의 제2 무선 전력 송신 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 외부 전자 장치가 검출된(감지된 또는 식별된) 상태이면 무선 전력 송수신 회로(214)가 WPT_EN= H 신호를 스위치 회로(211-7)에 제공 후, 외부 전자 장치에 대한 인증 동작을 수행하여 외부 전자 장치를 식별하고 외부 전자 장치와 전력을 송수신하는데 필요한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 외부 전자 장치를 식별하기 위한 정보는 외부 전자 장치 ID, 또는/및 외부 전자 장치의 필요 전력 또는 제공 가능 전력에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 인증 동작을 통해 제2 모드 및 제3 모드의 제2 무선 전력 송신 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 외부 전자 장치가 검출(감지 또는 식별)되지 않은 상태이면 무선 전력 송수신 회로(214)가 WPT_EN= L 신호를 스위치 회로(211-7)에 제공하는 것을 유지하도록 제어하고, 제1 모드를 유지할 수 있다.
일 실시예에 따른 메모리(230)(예: 도 1의 메모리(130))는 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(220) 또는 무선 전력 송수신 회로(214))에 의해 사용되는 다양한 제어 데이터 또는 데이터 테이블(예: 표 1 및/또는 표 2)를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 메모리(230)는 전자 장치(201)의 프로세서(220)의 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들을 저장할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 메모리(230)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등의 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 구현 형태에는 제한이 없을 수 있다.
일 실시예에 따른 통신 모듈(290)은 외부 전자 장치 또는/및 다른 외부 전자 장치 또는 서버와 통신할 수 있으며, 통신을 통해 외부 전자 장치 식별 정보 또는 외부 전자 장치의 필요 전력 또는 제공 가능한 전력을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이(260)는 무선 전력 송수신 동작에 필요한 데이터 또는 화면을 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(260)는 무선 전력 전송과 연관된 모드들(예: 제1 내지 제3 모드)에 대응하는 정보 중 적어도 일부를 표시하는 화면을 표시할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(201)은 입력 모듈(예: 터치 입력 모듈, 또는 키입력 모듈, 또는 사용자 인터페이스 모듈)을 더 포함하고, 입력 모듈을 통해 사용자 또는 외부 장치로부터 무선 전력 송수신과 연관된 입력을 수신할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(201))에 있어서, 배터리, 제1 코일, 제2 코일, 및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 사이에 연결된 스위치 회로를 포함하는 다중 코일 회로, 상기 다중 코일 회로와 전기적으로 연결된 무선 전력 송수신 회로, 상기 배터리 및 상기 무선 전력 송수신 회로와 전기적으로 연결된 전력 관리 모듈, 및 상기 다중 코일 회로, 상기 무선 전력 송수신 회로, 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 스위치 회로는 상기 제2 코일로부터 검출된 전압에 기반한 제1 제어 신호, 상기 프로세서에 의한 제2 제어 신호, 상기 무선 전력 송수신 회로에 의한 제3 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 및 상기 제3 제어 신호의 적어도 일부에 기반하여 스위치 온 동작 또는 스위치 오프 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 스위치 회로는, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 연결되어 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 병렬 연결하거나 병렬 연결 해제하는 스위치 소자, 및 상기 제2 코일과 상기 스위치 소자 사이에 연결되고, 상기 제2 코일의 전압을 검출하고, 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 경우 상기 제1 제어 신호를 상기 스위치 소자에 제공하는 전압 검출기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치의 레디 모드, 전력 수신 모드, 제1 전력 송신 모드, 제2 전력 송신 모드, 또는 절전 모드에 기반하여 상기 제2 제어 신호 및 상기 제3 제어 신호가 각각 로우 또는 하이가 되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 레디 모드에서, 상기 프로세서는 상기 제2 제어 신호가 하이가 되도록 제어하고, 상기 제3 제어 신호가 로우가 되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 레디 모드에서, 상기 스위치 회로는 상기 제2 제어 신호가 하이이고, 상기 제3 제어 신호가 로우인 것에 기반하여 상기 전압 검출기를 통해 상기 제2 코일의 전압을 검출하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 레디 모드에서, 상기 프로세서는 상기 전압 검출기에 의해 검출된 상기 제2 코일의 전압이 상기 지정된 임계 전압 이상인 경우 상기 무선 전력 수신 모드 또는 상기 제1 전력 송신 모드로 전환하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 수신 모드 또는 상기 제1 전력 송신 모드에서, 상기 프로세서는 상기 제2 제어 신호가 하이가 되도록 제어하고, 상기 제3 제어 신호가 하이가 되도록 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드에서, 상기 스위치 회로는 상기 제2 제어 신호가 하이이고 상기 제3 제어 신호가 하이인 것에 기반하여 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 병렬 연결하고, 상기 무선 전력 송수신 회로는 상기 병렬 연결된 제1 코일과 제2 코일을 통해 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 수신하거나 제1 외부 전자 장치에 무선으로 제1 전력을 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 무선 전력 송신 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 로우이고 상기 제3 제어 신호가 하이인 것에 기반하여, 상기 스위치 회로는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 병렬 연결을 해제하고, 상기 무선 전력 송수신 회로는 상기 제1 코일을 통해 제2 외부 전자 장치에 무선으로 제2 전력을 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 절전 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 로우이고 상기 제3 제어 신호가 로우인 것에 기반하여, 상기 스위치 회로는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 병렬 연결을 해제하고, 상기 무선 전력 송수신 회로는 디스에이블 상태가 되도록 설정될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 다중 코일 회로의 제1 코일과 제2 코일을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 다중 코일 회로(297)는 Coil_IN 영역(310)에 제1 코일(예: 도 2의 제1 코일(211-1))이 배치될 수 있고, Coil_OUT 영역(320)에 제2 코일(예: 도 2의 제1 코일(211-2))이 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 코일(211-1)은 원형 코일이고, 상기 제2 코일(211-2)은 상기 제1 코일(211-1)의 외측을 둘러싼 코일일 수 있다. 다중 코일 회로(297)의 Coil_IN 영역(310)과 Coil_OUT 영역(320)은 중첩될 수도 있다. 일 실시예에 따른 다중 코일 회로(297)는 Coil_IN 영역(310)과 Coil_OUT 영역(320)의 경계 지점(예: 제1 코일(211-1)의 외경 또는 제2 코일(211-2)의 내경)인 제1 지점(31)에서 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)로 분기될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 코일(211-1)은 제1 지점(31)으로부터 Coil_IN 영역(310)의 내부의 제2 지점(32)(예: Coil_IN 영역(310)의 가장 내부 지점)까지 지정된 수만큼 턴을 가지도록 감기고 제2 지점(32)은 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 코일(211-2)은 제1 지점(31)으로부터 Coil_OUT 영역(320)의 외부의 제3 지점(33)(예: Coil_OUT 영역(320)의 가장 외부 지점)까지 지정된 수만큼 턴을 가지도록 감기고 제3 지점(33)은 스위치 회로(211-7)와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면 무선 전력 송수신 회로(214)와 제1 지점(31)사이에 적어도 하나의 캐패시터(Cs cap, Cd cap)(211-5)를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 스위치 회로를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 스위치 회로(211-7)는 전압 검출기(또는 전압 비교기)(410) 및 스위치 소자(420)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 검출기(410)는 제2 코일(211-2)와 스위치 소자(420)사이에 연결될 수 있으며, 제1 모드(예: 레디 모드)에서 제2 코일(211-2)에 흐르는 전압(또는 전류)를 검출(또는 감지)하고 감지 결과 신호(V_det)(예: V_det trigger 신호)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 검출기(410)는 제1 모드(예: 레디 모드)에서 제2 코일(211-2)에서 검출된 전압과 지정된 임계 전압(Vth)을 비교하여 제2 코일(211-2)에서 검출된 전압이 임계 전압(Vth)을 초과하는 경우 V_det trigger 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 스위치 소자(420)는 전압 검출기(410)로부터 V_det 신호를 수신할(인가 받을) 수 있고, 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))로부터의 제어 신호에 기반하여 전원을 인가받아 활성화될 수 있다. 예를 들면, 스위치 소자(420)의 활성화를 위한 제2 제어 신호는 Switch_EN 신호일 수 있다. 일 실시예에 따른 스위치 소자(420)는 무선 전력 송수신 회로(예: 도 2의 무선 전력 송수신 회로(214))로부터 WPT_EN 신호를 수신할(인가 받을) 수 있다. 일 실시예에 따른 스위치 소자(420)는 무선 전력 송수신과 연관된 동작 모드들 각각에 따른 V_det 신호, Switch_EN 신호, 및/또는 WPT_EN 신호에 기반하여 스위치 온 오프 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 스위치 소자(420)는 표 2에 기재된 예에 따라 스위치 온 오프 동작을 수행할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중 코일 회로의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따르면 다중 코일 회로(297)는 제1 코일(211-1), 제2 코일(211-2), 적어도 하나의 캐패시터(211-5), 및 스위치 회로(211-7)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 코일(211-1) 및 제2 코일(211-2)은 무선 전력 송수신(예: NFMI)을 위한 코일들일 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 코일(211-1)이 내측 코일(Coil_IN)이고, 제1 코일(211-1)의 외측 코일(Coil_OUT)로서 제2 코일(211-2)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 코일(211-1)의 양단(AC1 및 AC2)은 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결될 수 있고, 제1 코일(211-1)의 양단(AC1 및 AC2) 중 일단(AC2)이 제2 코일(211-2)과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면 제2 코일(211-2)은 일단이 제1 코일(211-1)과 연결될 수 있고, 타단이 스위치 회로(211-7)와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면 적어도 하나의 캐패시터(Cs cap, Cd cap)(211-5)는 제1 코일(211-1) 또는 병렬 연결된 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)을 통해 무선으로 전력을 수신하거나, 병렬 연결된 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)을 통해 제1 외부 전자 장치에 무선으로 제1 전력을 전송하거나, 제1 코일(211-1)을 통해 제2 외부 전자 장치에 무선으로 제2 전력을 전송하는 경우 다중 코일 회로(297)가 지정된 인덕턴스 및 레지스턴스를 유지하는데 필요한 캐패시턴스 값을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면 스위치 회로(211-7)는 일단이 제2 코일(211-2)과 연결될 수 있고, 타단이 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 스위치 회로(211-7)는 전압 검출기(또는 전압 비교기)(410) 및 스위치 소자(420)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 검출기(410)는 제2 코일(211-2)과 스위치 소자(420)사이에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 제1 모드(예: 레디 모드)에서 스위치 회로(211-7)의 스위치 소자(420)를 스위치 온시키고(Switch_EN=H), 무선 전력 송수신 회로(214)가 무선 전력 송수신 인에이블 신호를 로우 신호(WPT_EN=L)로 출력하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 제1 모드에서 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로 중 제2 모드로 천이하는데 필요한 적어도 일부 회로(또는 블록)(예: 전압 검출기(410)와 연관된 회로)에만 전류가 흐르도록 제어(또는 무선 전력 송수신 회로(214)와 절연되도록 제어)할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 모드에서 스위치 회로(211-7)의 전압 검출기(410)는 제2 코일(211-2)에 흐르는 전압(또는 전류)를 검출(또는 감지)하고 감지 결과 신호(V_det)(예: V_det trigger 신호)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따른 전압 검출기(410)는 스위치 소자(420)가 스위치 온되고, 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로 중 제2 모드로 천이하는데 필요한 일부 회로(또는 블록)(예: 전압 검출기(410)와 연과된 회로)에만 전류가 흐르도록 제어된 상태에서 제2 코일(211-2)에서 검출된 전압과 지정된 임계 전압(Vth)을 비교하여 제2 코일(211-2)에서 검출된 전압이 임계 전압(Vth)을 초과하는 경우 V_det trigger 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 V_det trigger 신호가 발생함에 따라 WPT_EN= H 신호를 스위치 회로(211-7)에 제공하도록 무선 전력 송수신 회로(214)를 제어(또는 스위치 회로(211-7)와 무선 전력 송수신 회로(214)간의 절연 해제)하여 스위치 소자(420)가 스위치 온 상태에서 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다. 이에 따라 스위치 회로(211-7)에는 V_det≥Vth, Switch_EN=H, 및 WPT_EN= H의 신호가 인가되어 병렬 연결된 제1 코일(211-1)과 제2 코일(211-2)이 스위치 회로(211-7)를 통해 무선 전력 송수신 회로(214)와 연결되고 핑 동작이 시작될 수 있다. 프로세서(220)는 핑 동작에 의한 외부 전자 장치 검출에 기반한 인증 동작을 수행하여 외부 전자 장치를 식별하고 외부 전자 장치와 전력을 송수신하는데 필요한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 외부 전자 장치를 식별하기 위한 정보는 외부 전자 장치 ID, 또는/및 외부 전자 장치의 필요 전력 또는 제공 가능 전력에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 인증 동작을 통해 제2 내지 제3 모드의 제2 무선 전력 송신 모드 중 어느 하나의 모드를 식별하고, 제2 모드 및 제3 모드의 제2 무선 전력 송신 모드 중 어느 하나의 모드에 대응하여 각 모드에 따른 Switch_EN 신호 및 WPT_EN 신호가 스위치 회로(211-7)에 인가되도록 제어할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 제1 모드 내지 제3 모드들 간의 상태 천이를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(201)의 프로세서(220)는 무선 전력 송수신과 연관된 모드들 간의 천이(예: 모드 변경)를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 송수신과 연관된 모드들은 제1 모드(예: 레디 모드), 제2 모드(예: 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드), 제3 모드(예: 제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제1 모드(레디 모드)에서 Switch_EN 신호가 H이고, WPT_EN 신호가 L인 상태(Switch_EN:H && WPT_EN:L)일 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제1 모드(레디 모드)에서 V_det trigger가 발생(또는 검출)됨(④)에 따라 제2 모드로 상태 천이할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제1 모드(레디 모드)에서 Switch_EN 신호를 L(Switch_EN: L)로 제어하고 제3 모드로 상태 천이할 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 제1 모드(레디 모드)에서 V_det trigger가 발생되기 전에 WPT_EN:L이 WPT_EN:H가 되면 제1 모드에서 제2 모드로 상태 천이될 수도 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제2 모드에서 WPT_EN 신호가 L(WPT_EN: L)이 됨(③)에 따라 제1 모드로 상태 천이할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제2 모드에서 Switch_EN 신호가 L(Switch_EN: L)이 됨(⑥)에 따라 제3 모드로 상태 천이할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제3 모드에서 Switch_EN 신호가 H이고, WPT_EN 신호가 L (Switch_EN:H && WPT_EN:L)이 됨(①)에 따라 제 1 모드로 상태 천이할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제3 모드에서 Switch_EN 신호가 H 이거나 WPT_EN 신호가 H(Switch_EN:H
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WPT_EN:H)이 됨(⑤) 에 따라 제2 모드로 상태 천이할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(201)에서 무선 전력 송수신 방법은 레디 모드에 기반하여 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 다중 코일 회로의 스위치 회로의 적어도 일부 회로가 온 상태가 되고, 무선 전력 송수신 회로가 디스에이블 되도록 제어하고 상기 스위치 회로의 적어도 일부 회로를 통해 상기 제2 코일의 전압을 모니터링하는 동작, 상기 레디 모드에서, 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 것에 기반하여 상기 레디 모드로부터 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드로 전환하는 동작, 및 상기 무선 전력 수신 모드 또는 상기 제1 무선 전력 송신 모드에 기반하여 상기 스위치 회로가 스위치 온 상태가 되고, 상기 무선 전력 송수신 회로가 인에이블 되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 무선 전력 수신 모드로 동작하는 동안 외부 전자 장치로부터 무선 전력을 수신하거나, 상기 제1 무선 전력 송신 모드로 동작하는 동안 제1 외부 전자 장치에 무선으로 제1 전력을 송신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드로 전환하는 동작, 및 상기 제2 무선 전력 송신 모드 또는 상기 절전 모드에 기반하여 상기 스위치 회로를 스위치 오프 상태로 전환하도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법에서 상기 스위치 회로는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 연결되어 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 병렬 연결하거나 병렬 연결 해제하는 스위치 소자 및 상기 제2 코일과 상기 스위치 소자 사이에 연결되고, 상기 제2 코일의 전압을 검출하고, 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 경우 상기 제1 제어 신호를 상기 스위치 소자에 제공하는 전압 검출기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 레디 모드에서 상기 전압 검출기를 이용하여 상기 제2 코일의 전압을 모니터링할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 레디 모드, 상기 무선 전력 수신 모드, 상기 제1 무선 전력 송신 모드, 상기 제2 무선 전력 송신 모드, 또는 상기 절전 모드에 기반하여 상기 스위치 회로에 제2 제어 신호 및 제3 제어 신호를 제공하고, 상기 제2 제어 신호 및 상기 제3 제어 신호가 각각 로우 또는 하이가 되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 레디 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 하이가 되도록 제어하고, 상기 제3 제어 신호가 로우가 되도록 제어하는 동작, 및 상기 제2 제어 신호가 하이이고 상기 제3 제어 신호가 로우인 것에 기반하여 상기 스위치 회로의 상기 전압 검출기를 통해 상기 제2 코일의 전압이 검출되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 무선 전력 수신 모드 또는 상기 제1 무선 전력 송신 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 하이가 되고, 상기 제3 제어 신호가 하이가 되도록 제어하는 동작, 및 상기 제2 제어 신호가 하이이고 상기 제3 제어 신호가 하이인 것에 기반하여 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 병렬 연결되고, 상기 무선 전력 송수신 회로를 이용하여 상기 병렬 연결된 제1 코일과 제2 코일을 통해 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하거나 제1 외부 전자 장치에 제1 전력을 전송하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 제2 무선 전력 송신 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 로우이고, 상기 제3 제어 신호가 하이가 되도록 제어하는 동작, 및 상기 제2 제어 신호가 로우이고, 상기 제3 제어 신호가 하이인 것에 기반하여 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 병렬 연결이 해제되고, 상기 무선 전력 송수신 회로가 상기 제1 코일을 통해 제2 외부 전자 장치에 무선으로 제2 전력을 전송하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 절전 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 로우이고, 상기 제3 제어 신호가 로우가 되도록 제어하는 동작, 및 상기 제2 제어 신호가 로우이고, 상기 제3 제어 신호가 로우인 것에 기반하여 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 병렬 연결이 해제되고, 상기 무선 전력 송수신 회로가 디스에이블되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 다중 코일 기반의 무선 전력 송수신과 연관된 모드들 간의 변환 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 2의 전자 장치(201))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 2의 프로세서(220))는 710 내지 740 동작 중 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
710 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제1 모드(레디 모드)에 기반하여 다중 코일 회로(297)의 스위치 회로(211-7)의 적어도 일부 회로(예: 전압 검출기(410)와 연관된 회로)가 온 상태가 되고, 무선 전력 송수신 회로(214)가 디스에이블 되도록 제어하고 스위치 회로(211-7)의 적어도 일부 회로를 통해 제2 코일(211-2)의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 대기 상태에서 기반하여 제1 모드(예: 레디 모드)를 식별하고, 제1 모드에 기반하여 스위치 소자(420)의 적어도 일부 회로를 온 시키고(Switch_EN=H), 무선 전력 송수신 회로(214)가 무선 전력 송수신 인에이블 신호를 로우 신호(WPT_EN=L)로 출력하도록 제어하고, 전압 검출기(410)를 통해 제2 코일(211-2)에 흐르는 전압을 검출하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 제1 모드에서 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로 중 제2 및 제3 모드로 천이하는데 필요한 일부 회로(또는 블록)(예: 전압 검출기(410))에만 전류가 흐르도록 제어(또는 무선 전력 송수신 회로(214)와 절연되도록 제어)한 상태에서 전압 검출기(410)를 통해 제2 코일(211-2)에 흐르는 전압을 검출하도록 제어할 수 있다.
720 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제2 코일(211-2)의 전압이 지정된 임계 전압 이상인지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 전압 검출기(410)로부터 검출된 제2 코일(211-2)에 흐르는 전압(또는 전류)를 검출(또는 감지) 결과에 기반한 V_det trigger 신호를 수신할 수 있고, V_det trigger 신호 수신 시 제2 코일(211-2)의 전압이 임계 전압 이상인 것을 식별할 수 있다.
730 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 것에 기반하여 제2 모드로의 전환 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 V_det trigger 신호 수신에 기반하여 제2 모드로의 변환을 식별할 수 있다.
740 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제2 모드로의 전환 식별에 기반하여 스위치 회로(211-7)가 스위치 온 상태가 되도록 제어하고, 무선 전력 송수신 회로(214)가 인에이블 되도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 제2 모드로의 변환 식별에 기반하여 스위치 소자(420)의 온을 유지하고(Switch_EN=H), 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로에 전류가 공급되도록 제어하고, 무선 전력 송수신 회로(214)가 무선 전력 송수신 인에이블 신호를 하이 신호(WPT_EN=H)로 출력하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제2 모드에서 무선 전력 수신 모드로 동작하여 외부 전자 장치로부터 무선 전력을 수신하거나, 제1 무선 전력 송신 모드로 동작하여 제1 외부 전자 장치로 제1 전력을 송신할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치에서 제1 모드에서 제2 모드로 상태 천이하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 2의 전자 장치(201))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 2의 프로세서(220))는 810 내지 850 동작 중 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
810 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 대기 상태(또는 대기 모드)에서 제1 모드(레디 모드)로 동작하도록 무선 전력 송수신 회로(214) 및 다중 코일 회로(297)를 제어할 수 있다(Ready mode). 예를 들면, 프로세서(220)는 제1 모드에서 다중 코일 회로(297)의 스위치 회로(211-7)에 제2 제어 신호(스위치 제어 신호(Switch_EN))를 H로 제공할 수 있고, 무선 전력 송수신 회로(214)가 제 3 제어 신호(전력 송수신 인에이블 신호(WPT_EN))를 L로 하여 스위치 회로(211-7)에 제공하도록 제어할 수 있으며, 전압 검출기(410)를 통해 제2 코일(211-2)에 흐르는 전압을 검출(또는 모니터링)하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 레디 모드에서 Switch_EN=H && WPT_EN= L 신호가 스위치 회로(211-7)에 제공된 상태에서 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로 중 제2 모드 또는 제3 모드의 제2 무선 전력 송신 모드로 천이하는데 필요한 일부 회로(또는 블록)에만 전류가 흐르도록 제어(또는 무선 전력 송수신 회로(214)와 절연되도록 제어)할 수 있다. 예를 들면, 스위치 회로(211-7)의 전압 검출기(410)는 레디 모드에서 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압을 모니터링하고, 제1 코일(211-1) 및/또는 제2 코일(211-2)의 전압이 임계 전압(Vth)이상이면 제1 제어 신호(예: V_det trigger)를 발생할 수 있다.
820 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 제1 모드에서 V_det 신호 수신 여부(발생 여부)를 식별(또는 확인)할 수 있다(Receive V_det signal?). 예를 들면, 프로세서(220)는 V_det 신호로서 V_det trigger가 발생되었는지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들면, 전압 검출기(410)에서 V_det trigger 신호는 제2 코일(211-2)의 전압이 임계 전압(Vth) 초과됨에 따라 발생되는 신호일 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 V_det trigger 신호가 수신(또는 식별)되지 않으면 810 동작으로 되돌아가 제1 모드를 유지할 수 있다.
830 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 V_det trigger 신호가 식별됨에 기반하여 지정된 시간 기간(tmin)(예: 수 ms)동안 제2 제어 신호(스위치 제어 신호(Switch_EN))를 H로 유지(예: 스위치 소자(420)를 스위치 온 상태로 유지)하면서 스위치 회로(211-7) 내의 전체 회로(또는 전체 블록)에 전류가 흐르도록 제어(또는 무선 전력 송수신 회로(214)와 절연 해제)하고, 핑(ping phase)을 수행하도록 무선 전력 송수신 회로(214)를 제어할 수 있다(Switch 'ON' for at least tmin). 예를 들면, 지정된 시간 기간(tmin)은 핑 신호 인가 후 외부 전자 장치로부터 첫번째 패킷(예: SSP(signal strength packet))을 정상적으로 수신하기 위한 시간일 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 SSP 패킷 수신을 통해 외부 전자 장치를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면 프로세서(220)는 지정된 시간 기간의 핑 동작 동안 무선 전력 송수신 회로(214)가 외부 전자 장치를 검출한(감지한 또는 식별한) 상태인지(예를 들면, SSP 패킷을 수신한 상태인지)를 식별(또는 확인)할 수 있다.
840 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 외부 전자 장치가 검출된(감지된 또는 식별된) 상태인지 여부에 따라 무선 전력 송수신 회로(214)의 제3 제어 신호가 WPT_EN= H 인지 여부를 식별(또는 확인)할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 무선 전력 송수신 회로(214)가 WPT_EN= H 신호를 스위치 회로(211-7)에 제공해야 할지 여부를 식별(또는 확인)할 수 있다(check if WPT_EN=H). 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 무선 전력 송수신 회로(214)의 제3 제어 신호가 WPT_EN= H 이 아니면 810 동작으로 되돌아가 제1 모드를 유지할 수 있다.
850 동작에서, 일 실시예에 따른 프로세서(220)는 무선 전력 송수신 회로(214)의 제3 제어 신호가 WPT_EN= H 인 것에 기반하여 Switch_EN=H && WPT_EN= H 상태에 대응된 제2 모드를 식별하고 제2 모드에서 스위치 소자(420)를 스위치 온 상태로 유지하면서 WPT_EN= L이 될 때까지 제2 모드에 대응된 무선 전력 수신 모드 또는 제1 전력 송신 모드의 동작을 수행할 수 있다(second mode). 예를 들면, 프로세서(220)는 제2 모드에 대응된 무선 전력 수신 모드 중 무선 전력 송신 장치로부터 상기 전자 장치(201)가 detach되는 경우 WPT_EN= L이 되는 것을 식별할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 프로세서(220)는 제2 모드에 대응된 제1 무선 전력 송신 모드(P2P(Phone to Phone)) 중 무선 전력 송신이 중단되는 경우 WPT_EN= L이 되는 것을 식별할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(220)는 Switch_EN=H && WPT_EN= H 상태에서 WPT_EN= L이 되면 다시 제1 모드(ready mode)로 되돌아갈 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따른 전자 장치에서 제1 모드에서 제2 모드 전환 시 소요되는 시간의 예를 나타낸 도면이고, 도 9b는 전자 장치에서 제1 모드에서 제2 모드 전환 시 지정된 시간 내에 패킷이 수신되는 예를 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 그래프(910)에서 가로축은 전압(mV)를 나타내고 세로축은 시간(ms)를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제1 그래프(910)는 제1 모드(Ready mode)에서 제2 모드(ON mode)로 전환 후, 핑 신호 송신에 대한 응답으로 패킷(SSP) 신호(911)가 수신되지 않는 경우의 스위치 회로(211-7)의 전압(912)을 나타내는 그래프일 수 있다. 전자 장치(201)에서 제1 모드(Ready mode)에서 제2 모드(ON mode)로 전환 시 소요되는 시간(tsw on)은 2ms일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 그래프(920)에서 가로축은 전압(mV)를 나타내고 세로축은 시간(ms)를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제1 그래프(920)는 제1 모드(Ready mode)에서 제2 모드(ON mode)로 전환 후, 핑 신호 송신에 대한 응답으로 패킷(SSP) 신호(921)가 수신되는 경우의 스위치 회로(211-7)의 전압(922)을 나타내는 그래프일 수 있다.
WPC 표준의 Qi 규격에 따르면 외부 전자 장치(예: 무선 전력 수신 장치)가 핑 신호 수신 후 첫번째 패킷(SSP) 신호 송신 전까지 지정된 시간 기간(예: tping: 65ms)을 대기할 수 있으므로, 전자 장치(201)에서 제1 모드(Ready mode)에서 제2 모드(ON mode)로 전환 시 소요되는 시간(tsw on)인 2ms는 정상적인 핑 신호 송신 후 패킷 신호 수신 동작에 영향을 미치지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 제1 모드에서 무선 전력 송수신 회로(214)에서 외부 전자 장치 검출을 위해 이용하는 전압 임계값(예: UVLO 전압)보다 낮은 기준의 임계 전압(예: Vth) 기반으로 제2 코일(211-2)의 전압을 검출하여 외부 전자 장치를 검출함으로써 대기 모드에서 인식 영역 열화 없이 낮은 대기 전류를 가지고(전류 소모가 적은 상태에서) 외부 전자 장치를 검출할 수 있다.
하기 표 3은 제1 모드에서 외부 전자 장치 검출을 위해 스위치 회로(211-7)에 의해 소모되는 전류와 제2 모드에서 외부 전자 장치 검출을 위해 스위치 회로(211-7)에 의해 소모되는 전류의 예를 나타낸 테이블이다.
동작 모드 스위치 회로 소모 전류(iq)
제1 모드 약 30
Figure PCTKR2022008190-appb-I000005
제2 모드 약 1000
Figure PCTKR2022008190-appb-I000006
상기 표 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(201)는 제2 모드보다 제1 모드에서 소모 전류를 약 1 mA에서 약 0.03mA로 줄일 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치(201)에서 대기 모드에서 이용하는 소모 전류가 7~8mA이라고 가정하면, 전류 소모 효율을 10% 이상 개선할 수 있다.일 실시예에 따르면 전자 장치(201)는 제1 모드로 동작하지 않고, 대기 모드에서 스위치 소자(420)을 오프한 상태로 제1 코일(211-1)을 이용하여 외부 전자 장치를 감지할 수도 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 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 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예는 기기(machine)(예: 전자 장치(101))에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 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: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 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 실시예에 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.
다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 비휘발성 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 방법은 레디 모드에 기반하여 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 다중 코일 회로의 스위치 회로의 적어도 일부 회로가 온 상태가 되고, 무선 전력 송수신 회로가 디스에이블 되도록 제어하고 상기 스위치 회로의 적어도 일부 회로를 통해 상기 제2 코일의 전압을 모니터링하는 동작, 상기 레디 모드에서 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 것에 기반하여 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드로 전환하는 동작, 및 상기 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드에 기반하여 상기 스위치 회로가 스위치 온 상태가 되도록 제어하고, 상기 무선 전력 송수신 회로가 인에이블 되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 발명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 발명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리;
    제1 코일, 제2 코일, 및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 연결된 스위치 회로를 포함하는 다중 코일 회로;
    상기 다중 코일 회로와 전기적으로 연결된 무선 전력 송수신 회로;
    상기 배터리 및 상기 무선 전력 송수신 회로와 전기적으로 연결된 전력 관리 모듈; 및
    상기 다중 코일 회로, 상기 무선 전력 송수신 회로, 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 스위치 회로는 상기 제2 코일로부터 검출된 전압에 기반한 제1 제어 신호, 상기 프로세서에 의한 제2 제어 신호, 상기 무선 전력 송수신 회로에 의한 제3 제어 신호를 수신하고, 상기 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 및 상기 제3 제어 신호의 적어도 일부에 기반하여 스위치 온 동작 또는 스위치 오프 동작을 수행하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위치 회로는,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 연결되어 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 병렬 연결하거나 병렬 연결 해제하는 스위치 소자; 및
    상기 제2 코일과 상기 스위치 소자 사이에 연결되고, 상기 제2 코일의 전압을 검출하고, 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 경우 상기 제1 제어 신호를 상기 스위치 소자에 제공하는 전압 검출기를 포함하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치의 레디 모드, 무선 전력 수신 모드, 제1 무선 전력 송신 모드, 제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드에 기반하여 상기 제2 제어 신호 및 상기 제3 제어 신호가 각각 로우 또는 하이가 되도록 제어하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레디 모드에서, 상기 프로세서는 상기 제2 제어 신호가 하이가 되도록 제어하고, 상기 제3 제어 신호가 로우가 되도록 제어하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레디 모드에서, 상기 스위치 회로는 상기 2 제어 신호가 하이이고, 기 제3 제어 신호가 로우인 것에 기반하여 상기 전압 검출기를 통해 상기 제2 코일의 전압을 검출하도록 더 설정된 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 전압 검출기에 의해 검출된 상기 제2 코일의 전압이 상기 지정된 임계 전압 이상인 경우, 상기 레디 모드에서 상기 무선 전력 수신 모드 또는 상기 제1 무선 전력 송신 모드로 전환하도록 더 설정된 전자 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드에서, 상기 프로세서는 상기 제2 제어 신호가 하이가 되도록 제어하고, 상기 제3 제어 신호가 하이가 되도록 제어하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드에서, 상기 스위치 회로는 상기 제2 제어 신호가 하이이고 상기 제3 제어 신호가 하이인 것에 기반하여 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 병렬 연결하고,
    상기 무선 전력 송수신 회로는 상기 병렬 연결된 제1 코일과 제2 코일을 통해 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 수신하거나 제1 외부 전자 장치에 무선으로 제1 전력을 전송하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제2 무선 전력 송신 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 로우이고 상기 제3 제어 신호가 하이인 것에 기반하여, 상기 스위치 회로는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 병렬 연결을 해제하고,
    상기 무선 전력 송수신 회로는 상기 제1 코일을 통해 제2 외부 전자 장치에 무선으로 제2 전력을 전송하도록 설정된 전자 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 절전 모드에서, 상기 제2 제어 신호가 로우이고 상기 제3 제어 신호가 로우인 것에 기반하여, 상기 스위치 회로는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 병렬 연결을 해제하고,
    상기 무선 전력 송수신 회로는 디스에이블 상태가 되도록 설정된 전자 장치.
  11. 전자 장치에서 무선 전력 송수신 방법에 있어서,
    레디 모드에 기반하여 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 다중 코일 회로의 스위치 회로의 적어도 일부 회로가 온 상태가 되고, 무선 전력 송수신 회로가 디스에이블 되도록 제어하고 상기 스위치 회로의 적어도 일부 회로를 통해 상기 제2 코일의 전압을 모니터링하는 동작;
    상기 레디 모드에서 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 것에 기반하여 상기 레디 모드로부터 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드로 전환하는 동작; 및
    상기 무선 전력 수신 모드 또는 상기 제1 무선 전력 송신 모드에 기반하여 상기 스위치 회로가 스위치 온 상태가 되고, 상기 무선 전력 송수신 회로가 인에이블 되도록 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모드로 동작하는 동안 외부 전자 장치로부터 무선 전력을 수신하는 동작, 또는
    상기 제1 무선 전력 송신 모드로 동작하는 동안 제1 외부 전자 장치에 무선으로 제1 전력을 송신하는 동작을 더 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    레디 모드, 무선 전력 수신 모드 또는 제1 무선 전력 송신 모드로부터 제2 무선 전력 송신 모드 또는 절전 모드로 전환하는 동작; 및
    상기 제2 무선 전력 송신 모드 또는 상기 절전 모드에 기반하여 상기 스위치 회로를 스위치 오프 상태로 전환하도록 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 병렬 연결하거나 상기 스위치 회로에 포함된 스위치 소자에 의해 병렬 연결 된 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 해제하는 동작; 및
    상기 제2 코일과 상기 스위치 소자 사이에 구성된 전압 검출기에 의해 상기 제2 코일의 전압을 검출하고, 상기 제2 코일의 전압이 지정된 임계 전압 이상인 경우 상기 제1 제어 신호를 상기 스위치 소자에 제공하는 동작을 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 레디 모드에서 상기 전압 검출기를 이용하여 상기 제2 코일의 전압을 모니터링하는 방법.
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