WO2024005515A1 - 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법 - Google Patents

무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2024005515A1
WO2024005515A1 PCT/KR2023/008971 KR2023008971W WO2024005515A1 WO 2024005515 A1 WO2024005515 A1 WO 2024005515A1 KR 2023008971 W KR2023008971 W KR 2023008971W WO 2024005515 A1 WO2024005515 A1 WO 2024005515A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
voltage
electronic device
impedance compensation
power
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/008971
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이경환
하정익
민건홍
이준형
Original Assignee
삼성전자주식회사
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220110066A external-priority patent/KR20240002112A/ko
Application filed by 삼성전자주식회사, 서울대학교산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/343,511 priority Critical patent/US20230420993A1/en
Publication of WO2024005515A1 publication Critical patent/WO2024005515A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/30—Time-delay networks
    • H03H7/32—Time-delay networks with lumped inductance and capacitance

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device that wirelessly receives power and a method of operating the same.
  • This wireless charging technology uses wireless power transmission and reception. For example, it is a system that can automatically charge the battery by simply placing the electronic device on a charging pad without connecting it with a separate charging connector.
  • Wireless charging technology includes an electromagnetic induction method, a resonance method using resonance, or an RF/micro wave radiation method that converts electrical energy into microwaves and transmits them.
  • the power transmission method by wireless charging is a method of transmitting power between the first coil of the transmitting end and the second coil of the receiving end.
  • a magnetic field is generated at the transmitting end, and current is induced or resonates according to changes in the magnetic field at the receiving end, creating energy.
  • Wireless power transmission technology using electromagnetic induction is a method of transmitting power using an electromagnetic field induced in a coil.
  • the wireless power transmission device generates an electromagnetic field by applying current to the transmission coil, and receives wireless power by the generated electromagnetic field. By creating an induced electromotive force in the receiving coil of the device, power can be transmitted wirelessly.
  • the electronic device 103 that wirelessly receives power includes a power reception circuit including a coil 221, an impedance compensation circuit 230 electrically connected to the power reception circuit, and the impedance compensation circuit. It may include an electrically connected rectifier circuit 240, a battery 260 electrically connected to the rectifier circuit, and a control circuit 220 electrically and/or operatively connected to the impedance compensation circuit, the rectifier circuit, and the battery. You can.
  • the control circuit may be set to control the rectification circuit to rectify the power wirelessly received from the external electronic device 101 through the power reception circuit and the impedance compensation circuit into direct current power. there is.
  • the control circuit may be set to check at least one of the voltage and current of the rectified direct current power. According to one embodiment, the control circuit may be set to determine a duty cycle of a control signal for controlling the impedance compensation circuit based on the at least one of the voltage and the current. According to one embodiment, the control circuit may be set to adjust the first voltage output by the impedance compensation circuit by controlling the impedance compensation circuit based on the duty cycle. According to one embodiment, the impedance for the power reception circuit may be compensated based on the adjusted first voltage of the impedance compensation circuit.
  • a method of operating an electronic device 103 that wirelessly receives power includes controlling the rectifier circuit 240 included in the electronic device to receive power wirelessly from the external electronic device 101. It may include a rectifying operation with direct current power. According to one embodiment, the method of operating the electronic device may include checking at least one of the voltage and current of the rectified direct current power. According to one embodiment, the method of operating the electronic device includes determining a duty cycle of a control signal for controlling the impedance compensation circuit 230 included in the electronic device based on at least one of the voltage and the current. Can include actions. According to one embodiment, the method of operating the electronic device may include adjusting the first voltage output by the impedance compensation circuit by controlling the impedance compensation circuit based on the duty cycle. According to one embodiment, the impedance of the power reception circuit included in the electronic device may be compensated based on the adjusted first voltage of the impedance compensation circuit.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device that wirelessly transmits power and an electronic device that wirelessly receives power, according to various embodiments.
  • FIG. 2A is a block diagram of a wireless power transmission device and a wireless power reception device according to an embodiment.
  • Figure 2b is a block diagram of a wireless power reception device according to an embodiment.
  • Figure 2C is a block diagram of a wireless power reception device according to an embodiment.
  • FIG. 2D is a block diagram of a control circuit included in a wireless power reception device according to an embodiment.
  • 3A and 3B are diagrams of an impedance compensation circuit according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flow chart illustrating a method in which a wireless power reception device controls power output from a rectifier circuit using an impedance compensation circuit, according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flow chart explaining a method of a wireless power reception device outputting a first voltage by an impedance compensation circuit, according to an embodiment.
  • FIGS. 6A and 6B are graphs explaining how a wireless power reception device outputs a first voltage using an impedance compensation circuit composed of a half-bridge circuit.
  • FIGS. 7A and 7B are graphs explaining how a wireless power reception device outputs a first voltage by an impedance compensation circuit composed of a full bridge circuit.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless power reception device by impedance compensation using an impedance compensation circuit according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a graph illustrating a method in which a wireless power reception device adjusts the output voltage of a rectifier circuit by controlling compensation impedance, according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a graph illustrating a method in which a wireless power reception device controls an impedance compensation circuit to adjust the output voltage of a rectifier circuit, according to an embodiment.
  • Figure 11 is a block diagram of a wireless power reception device according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device that wirelessly transmits power (hereinafter, a wireless power transmission device) and an electronic device that wirelessly receives power (hereinafter, a wireless power reception device) according to various embodiments.
  • a wireless power transmission device an electronic device that wirelessly transmits power
  • a wireless power reception device an electronic device that wirelessly receives power
  • a wireless power transmission device 101 may wirelessly transmit power 106 to a wireless power reception device 103.
  • the wireless power transmission device 101 may receive information 107 from the wireless power reception device 103.
  • the wireless power transmission device 101 may transmit power 106 according to an induction method.
  • the wireless power transmission device 101 may include, for example, a power source, a DC-DC conversion circuit (e.g., DC/DC converter), and a DC-AC conversion. It may include at least one of a circuit (eg, an inverter), an amplification circuit, an impedance matching circuit, at least one capacitor, at least one coil, or a communication modulation circuit.
  • the at least one capacitor may form a resonant circuit with the at least one coil.
  • the wireless power transmission device 101 may be implemented in a manner defined in the Qi standard of the wireless power consortium (WPC).
  • the wireless power transmission device 101 may include a coil that can generate an induced magnetic field when current flows according to an induction method.
  • the process of the wireless power transmission device 101 generating an induced magnetic field can be expressed as the wireless power transmission device 101 transmitting power 106 wirelessly.
  • induced electromotive force (or current, voltage, and/or power) may be generated by a magnetic field generated in the surroundings according to a resonance method or an induction method.
  • the process of generating induced electromotive force through the coil can be expressed as the wireless power receiving device 103 receiving power 106 wirelessly.
  • the wireless power transmission device 101 may perform communication with the wireless power reception device 103.
  • the wireless power transmission device 101 may communicate with the wireless power reception device 103 according to an in-band method.
  • the wireless power transmitting device 101 may modulate data to be transmitted according to, for example, frequency shift keying (FSK) modulation, and the wireless power receiving device 103 may perform amplitude shift keying (ASK) modulation.
  • Information 107 can be provided by performing modulation according to the modulation method.
  • the wireless power transmission device 101 may check the information 107 provided by the wireless power reception device 103 based on the amplitude of the current and/or voltage applied to the transmission coil.
  • FSK frequency shift keying
  • ASK amplitude shift keying
  • the wireless power receiving device 103 is shown as transmitting information 107 directly to the wireless power transmitting device 101, but this is only for easy understanding, and the wireless power receiving device 103 Those skilled in the art will understand that only controls the on/off of at least one internal switch.
  • the operation of performing modulation based on the ASK modulation method and/or FSK modulation method can be understood as an operation of transmitting data (or packets) according to the in-band communication method, and can be understood as the operation of transmitting data (or packets) according to the ASK demodulation method and/or FSK demodulation method.
  • the operation of performing demodulation based on a method can be understood as an operation of receiving data (or packets) according to an in-band communication method.
  • the wireless power transmission device 101 or the wireless power reception device 103 performing a specific operation includes various hardware included in the wireless power transmission device 101 or the wireless power reception device 103, for example.
  • a controller e.g., a micro controlling unit (MCU), field programmable gate array (FPGA), application specific integrated circuit (ASIC), microprocessor, or application processor (AP)
  • MCU micro controlling unit
  • FPGA field programmable gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • AP application processor
  • the controller included in the wireless power transmitting device 101 or the wireless power receiving device 103 causes other hardware to perform a specific operation. It may also mean controlling to perform an action.
  • the wireless power transmission device 101 or the wireless power reception device 103 performing a specific operation may be stored in a storage circuit (e.g., memory) of the wireless power transmission device 101 or the wireless power reception device 103.
  • a storage circuit e.g., memory
  • at least one instruction to perform a specific operation is executed, it may mean causing a controller or other hardware to perform a specific operation.
  • FIG. 2A is a block diagram of a wireless power transmission device and a wireless power reception device according to an embodiment.
  • 3A and 3B are diagrams of an impedance compensation circuit according to an embodiment.
  • the wireless power transmission device 101 may include a TX circuit 210, a first coil 211, and a capacitor 212.
  • the TX circuit 210 may provide power provided by a power source to the coil 211.
  • the TX circuit 210 may include a power source (not shown), a DC/DC converter (not shown), and/or an inverter (not shown).
  • the power source may be an interface for connection to an external travel adapter (TA), a battery (not shown) of the wireless power transmission device 101, a charger (not shown), or a power management integrated circuit (PMIC) ( (not shown) may include at least one of the following.
  • power provided by the power source may be provided to a DC/DC converter.
  • the power source may, for example, provide direct current power through a DC/DC converter, but there is no limitation on the form of power provided.
  • the DC/DC converter can convert the voltage of the received power and provide it to the inverter.
  • the DC/DC converter can change the voltage of the input DC power and provide DC power with the changed voltage (or driving voltage (VDD)) to the inverter.
  • VDD driving voltage
  • the DC/DC converter may perform, for example, buck conversion and/or boost conversion, but there is no limitation in its type.
  • the inverter can output alternating current power using the driving voltage provided from the DC/DC converter.
  • an inverter may include a plurality of switches that can form a full bridge circuit, and there is no limit to the number of switches or the type of bridge circuit.
  • alternating current power generated by the TX circuit 210 may be applied to the first coil 211.
  • the capacitor 212 may be a series compensation capacitor of the first coil 211.
  • the first coil 211 may form a magnetic field based on applied alternating current power.
  • a portion of the magnetic field (or magnetic flux) formed by the first coil 211 may be applied to the second coil 221 of the wireless power receiving device 103.
  • the induced electromotive force e.g., current, voltage, or power
  • the TX circuit 210 may check information provided by the wireless power reception device 103 through the first coil 211.
  • the TX circuit 210 may perform analog-to-digital converting (ADC) on a signal received through the first coil 211.
  • ADC analog-to-digital converting
  • the TX circuit 210 can decode the digital value obtained as a result of the ADC, and can confirm information provided by the wireless power reception device 103 according to the decoding result.
  • the decoding method may be, for example, based on the Qi standard, but is not limited.
  • the wireless power receiving device 103 includes a control circuit 220, a second coil 221, a capacitor 222, an impedance compensation circuit 230, a rectifier circuit 240, and a charging circuit 250. , or a battery 260.
  • induced electromotive force (eg, current, voltage, or power) may be generated in the second coil 221.
  • the first current IRX may be conducted into the second coil 221.
  • the first current IRX may be provided to the impedance compensation circuit 230 through the capacitor 222.
  • the capacitor 222 may be connected in series to the second coil 221.
  • capacitor 222 may be a series compensation capacitor.
  • one end of the second coil 221 may be connected to the capacitor 222, and the other end of the second coil 221 may be connected to the rectifier circuit 240.
  • one end of the capacitor 222 may be connected to the receiving coil 221, and the other end of the capacitor 222 may be connected to one end of the impedance compensation circuit 230.
  • the capacitor 222 may be connected in series between the second coil 221 and the impedance compensation circuit 230.
  • the leakage inductance of the wireless power reception device 103 may be equivalently modeled by the coupling coefficient between the wireless power transmission device 101 and the wireless power reception device 103.
  • the leakage inductance (or inductance value) of the wireless power receiving device 103 may be determined by the coupling ratio between the first coil 211 and the second coil 221.
  • the control circuit 220 may control the overall operation of the wireless power reception device 103.
  • the control circuit 220 may output the first voltage V1 through the impedance compensation circuit 230 to compensate or adjust the impedance of the wireless power reception device 103.
  • the impedance (Xa) can be compensated by the first voltage (V1) and the first current (IRX) applied to the impedance compensation circuit 230.
  • the impedance (Xa) can be determined based on the first voltage (V1) and the first current (IRX).
  • the control circuit 220 may compensate or adjust the impedance of the wireless power receiving device 103 through the impedance compensation circuit 230.
  • the control circuit 220 may compensate for or adjust the impedance to the compensated or adjusted impedance. Based on this, the size of power (or voltage) output from the rectifier circuit 240 can be controlled.
  • the control circuit 220 may control the amount of power (or voltage) supplied to the battery 260 by compensating or adjusting the impedance of the wireless power receiving device 103.
  • the impedance compensation circuit 230 may be an active impedance compensation circuit.
  • the control circuit 220 may apply a voltage (eg, VDC) to the impedance compensation circuit 230.
  • the impedance compensation circuit 230-1 or 230-2 shown in FIG. 3A or 3B is connected to the impedance compensation circuit 230 of FIGS. 2A to 2C. It can be applied.
  • the impedance compensation circuits 230-1 and 230-2 may include a plurality of switches. Each of the plurality of switches may be implemented as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • a plurality of switches may be configured as a half-bridge circuit.
  • a plurality of switches may be configured as a full bridge circuit. Meanwhile, the number and types of switches shown in FIGS. 3A and 3B are merely illustrative, and embodiments of the present invention may not be limited thereto.
  • the control circuit (control circuit 220 of FIG. 2) includes a plurality of switches Q1 and Q2 so that the impedance compensation circuit 230-1 operates as a half-bridge circuit. can be controlled.
  • the control circuit 220 may apply a voltage (VDC) of a specified magnitude to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230-1.
  • a plurality of switches (Q1, Q2) operating as a half-bridge circuit may perform a rectification operation for a voltage (VDC) of a specified magnitude. According to the rectification operation, the impedance compensation circuit 230-1 may output the first voltage V1.
  • control circuit 220 may short-circuit the first switch (Q1) and open the second switch (Q2) during the first period. Additionally, the control circuit 220 may open the first switch (Q1) and short-circuit the second switch (Q2) during a second period following the first period.
  • the control circuit 220 may repeat the above operation for the plurality of switches Q1 and Q2 to operate the impedance compensation circuit 230-1 as a half-bridge circuit.
  • the control circuit 220 may control switching timing between the first period and the second period. Additionally, the control circuit 220 can control the duration of the first period and the second period. To this end, the control circuit 220 may apply a control signal to the gate of each of the first switch (Q1) and the second switch (Q2).
  • the control circuit (control circuit 220 of FIG. 2) includes a plurality of switches (Q1, Q2, Q3, Q4) can be controlled.
  • the control circuit 220 may apply a voltage (VDC) of a specified magnitude to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230-2.
  • a plurality of switches (Q1, Q2, Q3, Q4) operating as a full bridge circuit may perform a rectification operation for a voltage (VDC) of a specified magnitude. According to the rectification operation, the impedance compensation circuit 230-2 may output the first voltage V1.
  • the control circuit 220 may short-circuit the first switch (Q1) and the third switch (Q3) and open the second switch (Q2) and the fourth switch (Q4) during the first period.
  • the control circuit 220 opens the first switch (Q1) and the third switch (Q3) and opens the second switch (Q2) and the fourth switch (Q4) during the second period after the first period. It can be short-circuited.
  • the control circuit 220 may repeat the above operation for the plurality of switches Q1, Q2, Q3, and Q4 to operate the impedance compensation circuit 230 as a full bridge circuit.
  • the control circuit 220 may control switching timing between the first period and the second period. Additionally, the control circuit 220 can control the duration of the first period and the second period. To this end, the control circuit 220 may apply a control signal to the gate of each of the plurality of switches Q1, Q2, Q3, and Q4.
  • the control circuit 220 when the impedance compensation circuit 230 is configured as a full bridge circuit, can compensate for the impedance in a wider range than when the impedance compensation circuit 230 is configured as a half bridge circuit. You can.
  • the control circuit 220 controls voltage (e.g., a rectifier circuit) in a wider range than when the impedance compensation circuit 230 is configured as a half bridge circuit.
  • the output voltage (VOUT) output from 240 and/or the battery voltage (VBAT) supplied to the battery 260 can be adjusted.
  • the rectifier circuit 240 may include a plurality of switches S1, S2, S3, and S4 that may be included in a full bridge circuit or a voltage doubler circuit.
  • the plurality of switches (S1, S2, S3, S4) may be configured as a full bridge circuit.
  • One end of the impedance compensation circuit 230 may be connected to a connection point between the switches S1 and S2, and the other end of the second coil 221 may be connected to a connection point between the switches S3 and S4.
  • one end of the first switch (S1) and one end of the fourth switch (S4) are connected to the charging circuit 250, and one end of the second switch (S2) is connected to the other end of the first switch (S1) And one end of the third switch (S3) may be connected to the other end of the fourth switch (S4).
  • the other end of the second switch (S2) and the other end of the third switch (S3) may be connected to ground.
  • the rectifier circuit 240 may convert alternating current power received through the second coil 221 into direct current power.
  • the control circuit 220 may control the on/off states of the plurality of switches S1, S2, S3, and S4 so that AC power can be converted into DC power.
  • the rectifier circuit 240 may rectify the power signal received from the second coil 221 and supply it to the charging circuit 250.
  • the charging circuit 250 may supply power to the battery 260.
  • the control circuit 220 may output the first voltage V1 through the impedance compensation circuit 230 to supply power having a designated voltage to the battery 260.
  • the charging circuit 250 may further include a voltage conversion circuit (eg, a switched capacitor (SC) converter) that converts the voltage of the power output from the rectifier circuit 240.
  • SC switched capacitor
  • the wireless power reception device 103 may not include a regulator (eg, a low dropout (LDO) regulator).
  • the rectifier circuit 240 may not include a regulator (eg, a low dropout (LDO) regulator).
  • the charging circuit 250 may not include a regulator (eg, a low dropout (LDO) regulator).
  • the charging circuit 250 may not perform a regulation function by controlling the duty cycle of the impedance compensation circuit 230.
  • the control circuit 220 may control the voltage of power supplied to the charging circuit 250 using the impedance compensation circuit 230.
  • the wireless power receiving device 103 can control the voltage of the power supplied to the charging circuit 250 through the impedance compensation circuit 230, so that the power supplied to the charging circuit 250 There may be no need for an additional regulator to convert .
  • the wireless power reception device 103 according to an embodiment of the present invention can increase the power density of the wireless charging system by removing the regulator.
  • the wireless power receiving device 103 according to an embodiment of the present invention may be able to miniaturize the circuit by eliminating a regulator (eg, a low dropout (LDO) regulator).
  • a regulator eg, a low dropout (LDO) regulator
  • the wireless power reception device 103 may include a regulator (eg, a low dropout (LDO) regulator).
  • a regulator eg, low dropout (LDO) regulator
  • LDO low dropout
  • Figure 2b is a block diagram of a wireless power reception device according to an embodiment.
  • the wireless power reception device 104 may include a voltage conversion circuit 255 instead of the charging circuit 250, when compared to the wireless power reception device 103 of FIG. 2A. You can.
  • the wireless power reception device 104 may supply power output from the rectifier circuit 240 to the voltage conversion circuit 255.
  • the voltage conversion circuit 255 may be implemented as a switched capacitor converter (or transformer).
  • the voltage conversion circuit 255 can convert the voltage output from the rectifier circuit 240 by N times or 1/N times (e.g., N is a natural number of 2 or more) and supply the converted voltage to the battery 260. there is. Since the voltage conversion circuit 255 can control the power (or voltage) output from the rectifier circuit 240 through the impedance compensation circuit 230, it may not include a separate regulator (e.g., LDO regulator). there is.
  • the wireless power receiving device 104 does not need to provide a separate regulator (e.g., LDO regulator) in the voltage conversion circuit 255, so the power density of the wireless charging system can be increased. Additionally, the wireless power reception device 104 according to an embodiment of the present invention may be able to miniaturize the voltage conversion circuit 255.
  • a separate regulator e.g., LDO regulator
  • Figure 2C is a block diagram of a wireless power reception device according to an embodiment.
  • the wireless power reception device 105 may not include the charging circuit 250, compared to the wireless power reception device 103 of FIG. 2A.
  • the wireless power reception device 105 may supply power output from the rectifier circuit 240 to the battery 260. Since the wireless power receiving device 105 can control the power output from the rectifier circuit 240 through the impedance compensation circuit 230, a separate charging circuit (e.g., the charging circuit 250 in FIG. 2A) is used. May not be included.
  • the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 may be equal to the battery voltage (VBAT) applied to the battery 260.
  • the output current (IOUT) of the rectifier circuit 240 may be equal to the battery current (IBAT) applied to the battery 260.
  • the wireless power reception device 105 may not include a regulator (eg, LDO regulator).
  • a regulator eg, LDO regulator
  • the wireless power reception device 105 can increase the power density of the wireless charging system by eliminating the regulator and charging circuit. Additionally, the wireless power receiving device 105 according to an embodiment of the present invention may be miniaturized by eliminating the regulator and charging circuit.
  • FIG. 2D is a block diagram of a control circuit included in a wireless power reception device according to an embodiment.
  • control circuit 220 in a state of wirelessly receiving power from the wireless power transmission device 101, controls the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 and/or The battery voltage (VBAT) supplied to the battery 260 can be checked.
  • the control circuit 220 may check whether the output voltage (VOUT) and/or the battery voltage (VBAT) need to be adjusted. If it is confirmed that the output voltage (VOUT) and/or the battery voltage (VBAT) need to be adjusted, the control circuit 220 may check the voltage (VDC) applied to the capacitor 330 of the impedance compensation circuit 230. . The control circuit 220 may determine whether to adjust the magnitude of the voltage (VDC) applied to the capacitor 330 of the impedance compensation circuit 230. For example, the control circuit 220 may increase, decrease, or maintain the magnitude of the voltage (VDC) applied to the capacitor 330 of the impedance compensation circuit 230 according to the above decision.
  • the control circuit 220 determines that the output voltage (VOUT) and/or the battery voltage (VBAT) need to be adjusted, the control circuit 220 controls the first current (IRX) conducted through the impedance compensation circuit 230. You can check it. For example, the control circuit 220 may check the first current IRX based on currents measured at both ends of the capacitor 222. Additionally, the control circuit 220 may check the phase of the first current IRX. For example, the control circuit 220 may check the phase of the first current IRX through a phase locked loop (PLL). For example, the phase locked loop may be included in the control circuit 220 or may be implemented as separate hardware.
  • PLL phase locked loop
  • the control circuit 220 may determine the phase and/or duty cycle of the first voltage V1 to be output from the impedance compensation circuit 230 based on the phase of the first current IRX. there is. For example, the control circuit 220 may control the switching timing of a plurality of switches included in the impedance compensation circuit 230 to adjust the phase and/or duty cycle of the first voltage V1. For example, the control circuit 220 may adjust the phase and/or duty cycle of the first voltage V1 so that the phase difference between the first voltage V1 and the first current IRX is 90 degrees or -90 degrees. . To this end, the control circuit 220 may output a control signal to a pulse width modulation (PWM) generator 229.
  • PWM pulse width modulation
  • the PWM generator 229 may output a gate control signal to a plurality of switches included in the impedance compensation circuit 230 according to the control signal. Meanwhile, depending on implementation, the operation performed by the PWM generator 229 may be performed by the control circuit 220. That is, without a separate PWM generator 229, the control circuit 220 directly uses a plurality of switches included in the impedance compensation circuit 230 (e.g., switches Q1 and Q2 in FIG. 3A or switches Q2 in FIG. 3B). Gate control signals can also be output through Q1, Q2, Q3, Q4)).
  • the wireless power reception device 103 when the first voltage V1 is output by the impedance compensation circuit 230, the wireless power reception device 103 (e.g., power reception including the second coil 221 and the capacitor 222)
  • the impedance of the circuit can be compensated. For example, based on the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230, an equivalent compensation impedance is generated, and the impedance value of the wireless power reception device 103 may be changed by the generated compensation impedance. there is.
  • the control circuit 220 adjusts the output voltage (VOUT) output from the rectifier circuit 240 and/or the battery voltage (VBAT) supplied to the battery 260 to a constant level through impedance compensation of the wireless power receiving device 103. Can be adjusted by level.
  • At least part of the operation of the wireless power reception device 103 described below may be performed by the control circuit 220. However, for convenience of explanation, the operations will be described as being performed by the wireless power reception device 103.
  • the following operations can be performed by the wireless power reception devices 104 and 105 described in FIGS. 2B and 2C. However, for convenience of explanation, the following operations will be described as being performed by the wireless power reception device 103.
  • FIG. 4 is a flow chart illustrating a method in which a wireless power reception device controls power output from a rectifier circuit using an impedance compensation circuit, according to an embodiment.
  • the wireless power reception device 103 receives power from the external wireless power transmission device 101 through a power reception circuit including the second coil 221. Power can be received wirelessly.
  • the wireless power reception device 103 may rectify the wirelessly received power into direct current power through the rectifier circuit 240.
  • the wireless power receiving device 103 controls the rectifier circuit 240 to receive AC power provided through the power receiving circuit (e.g., the second coil 221 and the capacitor 222) and the impedance compensation circuit 230. can be rectified into direct current power.
  • the wireless power reception device 103 may check the voltage (VOUT) and current (IOUT) of rectified power (eg, rectified direct current power). For example, the wireless power receiving device 103 may check the magnitude of the voltage (VOUT) and/or the magnitude of the current (IOUT) of rectified power (eg, rectified direct current power). According to one embodiment, the wireless power reception device 103 may check the battery voltage (VBAT) and/or battery current (IBAT) applied to the battery 260. For example, the wireless power reception device 103 may check the size of the battery voltage (VBAT) and the size of the battery current (IBAT).
  • the wireless power reception device 103 may determine a duty cycle of a control signal for controlling the impedance compensation circuit 230 based on the voltage and/or current of the rectified power. there is. According to one embodiment, the wireless power receiving device 103 determines the duty cycle of the control signal for controlling the impedance compensation circuit 230 based on the voltage and/or current of the power applied to the battery 260. It may be possible.
  • the wireless power reception device 103 controls the impedance compensation circuit 230 based on the duty cycle to adjust the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230. It can be adjusted.
  • the wireless power reception device 103 may adjust at least one of the magnitude or duty cycle of the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230.
  • the wireless power receiving device 103 may determine the first voltage V1 based on the magnitude of the voltage and/or current of the rectified power (or the magnitude of the voltage and/or current supplied to the battery 260). At least one of size or duty cycle can be adjusted.
  • the wireless power reception device 103 adjusts the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230, the voltage output from the rectifier circuit 240 and /Or the size of the current can be adjusted.
  • the impedance for the power receiving circuit may be changed or adjusted according to the adjustment of the first voltage V1.
  • the wireless power reception device 103 may compensate for the impedance of the power reception circuit according to adjustment of the first voltage V1. Additionally, depending on implementation, the wireless power reception device 103 may compensate for the impedance of the rectifier circuit 240 by adjusting the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230. Accordingly, the impedance value of the wireless power reception device 103 may be changed based on adjustment of the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230.
  • the wireless power reception device 103 may provide power having a specified voltage and/or a specified current to the battery 260.
  • the wireless power receiving device 103 may adjust the power (eg, voltage and/or current) output from the rectifier circuit 240 to a constant level through impedance compensation of the wireless power receiving device 103.
  • the wireless power receiving device 103 may adjust the power output from the rectifier circuit 240 to supply power having a specified voltage and/or a specified current to the battery 260.
  • the wireless power receiving device 103 when the wireless power receiving device 103 wirelessly receives power from the wireless power transmitting device 101, if the arrangement between the wireless power receiving device 103 and the wireless power transmitting device 101 is misaligned ( (e.g. miss align), the transmitted power may be reduced. At this time, the wireless power receiving device 103 provides power with a specified voltage to the battery 260 using the impedance compensation circuit 230 even if the wireless power transmitting device 101 does not request transmission of higher power. can be maintained. According to an embodiment of the present invention, the wireless power reception device 103 can reduce dependence on the wireless power transmission device 101 by using the impedance compensation circuit 230.
  • the wireless power receiving device 103 when the wireless power receiving device 103 wirelessly receives power from the wireless power transmitting device 101, the battery 260 of the wireless power receiving device 103 may be fully charged. At this time, the wireless power reception device 103 may stop power transmission to the battery 260. However, even if the battery 260 of the wireless power receiving device 103 is fully charged, the wireless power transmitting device 101 may continue to transmit power to the wireless power receiving device 103. At this time, the wireless power receiving device 103 adjusts the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230 to supply power to the battery 260 even if the wireless power transmitting device 101 continues to transmit power. The impedance can be compensated so that this is not supplied.
  • FIG. 5 is a flow chart explaining a method of a wireless power reception device outputting a first voltage by an impedance compensation circuit, according to an embodiment.
  • the wireless power reception device 103 may check the first current (IRX) in the form of alternating current (IRX) supplied to the impedance compensation circuit 230.
  • the wireless power receiving device 103 may analyze the current applied to both ends of the capacitor 222 to check the phase of the first current (IRX).
  • the wireless power reception device 103 determines that the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) output by the impedance compensation circuit 230 is 90 degrees or -
  • the switching timing of the half bridge circuit or full bridge circuit included in the impedance compensation circuit 230 can be controlled to be 90 degrees.
  • the magnitude of the first voltage (V1) may be proportional to the magnitude of the voltage (VDC) applied to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230.
  • FIGS. 6A and 6B are graphs explaining how a wireless power reception device outputs a first voltage using an impedance compensation circuit composed of a half-bridge circuit.
  • the wireless power reception device 103 can check the first current (IRX) conducted through the impedance compensation circuit 230. For example, the wireless power receiving device 103 determines the magnitude or duty of the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230 based on the first current IRX conducted through the impedance compensation circuit 230. At least one of the cycles can be determined. For example, a state in which the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) is 90 degrees or -90 degrees, and a constant voltage VDC is applied to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230. In , the active power consumed by the capacitor 330 may be 0. The wireless power receiving device 103 adjusts the size of the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230 so that the active power consumed by the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230 is 0 or At least one of the duty cycles can be determined.
  • the wireless power reception device 103 may set the period of the first voltage (V1) to be the same as the period of the first current (IRX).
  • the wireless power receiving device 103 uses a plurality of switches included in the impedance compensation circuit 230 (e.g., The switching timing of the switches (Q1, Q2) of 3a can be determined.
  • the wireless power receiving device 103 may apply a voltage of a first magnitude (VDC) to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230 so that the magnitude of the first voltage (V1) is VDC.
  • the impedance compensation circuit 230 is composed of a half-bridge circuit, the first voltage V1 may have a magnitude of O and +VDC.
  • the wireless power reception device 103 may determine the duty cycle of the first voltage V1 so that the amplitude of the first voltage V1 is D1.
  • the first current (IRX) is 90 degrees (or )
  • the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) is 90 degrees (or ) can be.
  • the value of the impedance compensated through the impedance compensation circuit 230 may have a positive value.
  • the wireless power receiving device 103 is 90 degrees (or The impedance compensation circuit 230 can be controlled so that the first voltage V1 lags by ) is output.
  • the first current (IRX) is 90 degrees (or )
  • the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) is -90 degrees (or ) can be.
  • the value of the impedance compensated through the impedance compensation circuit 230 may have a negative value.
  • the wireless power receiving device 103 is 90 degrees (or The impedance compensation circuit 230 can be controlled so that the first voltage (V1) is output as much as ).
  • FIGS. 7A and 7B are graphs explaining how a wireless power reception device outputs a first voltage by an impedance compensation circuit composed of a full bridge circuit.
  • the wireless power reception device 103 can check the first current (IRX) conducted through the impedance compensation circuit 230. For example, the wireless power receiving device 103 determines the magnitude or duty of the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230 based on the first current IRX conducted through the impedance compensation circuit 230. At least one of the cycles can be determined. For example, a state in which the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) is 90 degrees or -90 degrees, and a constant voltage VDC is applied to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230. In , the active power consumed by the capacitor 330 may be 0. The wireless power receiving device 103 adjusts the size of the first voltage V1 output by the impedance compensation circuit 230 so that the active power consumed by the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230 is 0 or At least one of the duty cycles can be determined.
  • the wireless power reception device 103 may set the period of the first voltage (V1) to be the same as the period of the first current (IRX).
  • the wireless power receiving device 103 uses a plurality of switches included in the impedance compensation circuit 230 (e.g., The switching timing of the switches (Q1, Q2, Q3, Q4) of 3b can be determined.
  • the wireless power receiving device 103 may apply a voltage of a first magnitude (VDC) to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230 so that the magnitude of the first voltage (V1) is VDC.
  • the impedance compensation circuit 230 is configured as a full bridge circuit, the first voltage V1 may have a magnitude of -VDC and +VDC.
  • the wireless power reception device 103 may determine the duty cycle of the first voltage V1 so that the amplitude of the first voltage V1 is D1.
  • the first current (IRX) is 90 degrees (or )
  • the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) is 90 degrees (or ) can be.
  • the value of the impedance compensated through the impedance compensation circuit 230 may have a positive value.
  • the wireless power receiving device 103 is 90 degrees (or The impedance compensation circuit 230 can be controlled so that the first voltage V1 lags by ) is output.
  • the first current (IRX) is 90 degrees (or )
  • the phase difference between the first current (IRX) and the first voltage (V1) is -90 degrees (or ) can be.
  • the value of the impedance compensated through the impedance compensation circuit 230 may have a negative value.
  • the wireless power receiving device 103 is 90 degrees (or The impedance compensation circuit 230 can be controlled so that the first voltage (V1) is output as much as ).
  • the absolute value of the compensation impedance (Xa) by the impedance compensation circuit 230 may be determined as shown in Equation 2.
  • k is a proportionality constant
  • VDC may be the magnitude of the voltage applied to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230
  • IUT may be the magnitude of the current output from the rectifier circuit 240.
  • the proportionality constant k can be calculated as follows by First Harmonic Approximation (FHA) used in resonant converter analysis.
  • FHA First Harmonic Approximation
  • the absolute value of Xa can be determined as in Equation 3.
  • the proportionality constant k can be calculated as follows by First Harmonic Approximation (FHA) used in resonant converter analysis.
  • FHA First Harmonic Approximation
  • the absolute value of Xa can be determined as in Equation 4.
  • in Equation 4) by the impedance compensation circuit 230-2 composed of a full bridge circuit is the impedance compensation circuit composed of a half bridge circuit. It may be twice the size of the compensation impedance (
  • the controllable range of output voltage (VOUT) or battery voltage (VBAT) is larger than when the impedance compensation circuit 230 is configured as a half bridge circuit. You can.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless power reception device by impedance compensation using an impedance compensation circuit according to an embodiment.
  • the equivalent circuit of the wireless power receiving device 103 may include a first equivalent power source 810, a second equivalent power source 820, a compensation impedance 830, and an equivalent impedance 840. there is.
  • the first equivalent power source 810 may be a power source that equivalently models the voltage transmitted from the wireless power transmission device 101.
  • the first equivalent power source 810 may be defined as VS.
  • the second equivalent power source 820 may be a power source that equivalently models the alternating current voltage applied to the rectifier circuit 240.
  • the second equivalent power source 820 may be defined as V2.
  • the second equivalent power source 820 and the first current (IRX) are in phase, so the second equivalent power source 820 may be modeled as a resistor.
  • the compensation impedance 830 may be an impedance that is equivalently modeled as an impedance compensated as the impedance compensation circuit 230 outputs the first voltage V1.
  • Compensation impedance 830 may be defined as Xa.
  • the equivalent impedance 840 may be an impedance that equivalently models the leakage inductance 841 and the DC compensation capacitor 842 of the wireless power reception device 103.
  • Equivalent impedance 840 may be defined as Xs.
  • the leakage inductance 841 included in the equivalent impedance 840 may be defined as L1, and the DC compensation capacitor 842 may be defined as C.
  • Xs representing the equivalent impedance 840 can be determined according to Equation 5 below. here
  • FIG. 9 is a graph illustrating a method in which a wireless power reception device adjusts the output voltage of a rectifier circuit by controlling compensation impedance, according to an embodiment.
  • the wireless power reception device 103 may control the compensation impedance (Xa) through the impedance compensation circuit 230 to adjust the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240.
  • the wireless power reception device 103 By increasing the value, the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 can be increased.
  • the wireless power receiving device 103 By decreasing the value, the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 can be reduced.
  • the wireless power receiving device 103 may increase the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 by decreasing the value of Xa according to the second graph 920.
  • the wireless power receiving device 103 may reduce the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 by reducing the Xa value to “-1 or less” according to the second graph 920.
  • the wireless power receiving device 103 may decrease the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 by increasing the Xa value according to the second graph 920.
  • the wireless power receiving device 103 may increase the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 by decreasing the value of Xa according to the third graph 930.
  • the wireless power receiving device 103 may increase the output voltage (VOUT) of the rectifier circuit 240 by increasing the Xa value according to the third graph 930.
  • the wireless power receiving device 103 of the present invention compensates for the compensation impedance (Xa), Even if this changes (or the coupling coefficient between the first coil 211 and the second coil 221 changes), the output voltage or output current of the rectifier circuit 240 can be maintained constant (or at a designated level).
  • the wireless power reception device 103 compensates for the compensation impedance (Xa) through the impedance compensation circuit 230, and output voltage and /Or the output current can be kept constant (or at a specified level).
  • FIG. 10 is a graph illustrating a method in which a wireless power reception device controls an impedance compensation circuit to adjust the output voltage of a rectifier circuit, according to an embodiment.
  • the wireless power receiving device 103 outputs a first voltage V1 by the impedance compensation circuit 230 to compensate for the impedance of the wireless power receiving device 103. can do. To this end, the wireless power reception device 103 can control the switching timing of the impedance compensation circuit 230. Additionally, the wireless power receiving device 103 may apply a designated voltage (VDC) to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230.
  • VDC designated voltage
  • the wireless electronic receiving device 103 may apply a specified voltage (VDC) to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230. there is.
  • the wireless electronic receiving device 103 may equivalently generate a compensation impedance (Xa) based on applying a specified voltage (VDC) to the capacitor 330 included in the impedance compensation circuit 230. Accordingly, the wireless electronic receiving device 103 can adjust the output voltage (VOUT) (and/or output current (IOUT)) of the rectifier circuit 240 to the intended size (eg, 5V).
  • Figure 11 is a block diagram of a wireless power reception device according to an embodiment.
  • the wireless power receiving device 103-1 includes a plurality of coils 225 and 227 for wirelessly receiving power, compared to the wireless power receiving device 103 described in FIG. 2A. can do.
  • Each of the plurality of coils 225 and 227 may be connected to the charging circuit 250 through a separate impedance compensation circuit 231 or 232 and a rectifier circuit 241 or 242.
  • the control circuit 220 controls the first impedance compensation circuit 231 when receiving power wirelessly through one coil 225 among the plurality of coils 225 and 227 to compensate for the first impedance compensation circuit 231.
  • the impedance for the power receiving circuit e.g., the circuit including the coil 225 and the capacitor 226) can be compensated.
  • the control circuit 220 may adjust the output voltage and/or output current of the first rectifier circuit 241 through impedance compensation under the control of the first impedance compensation circuit 231. Through this, the control circuit 220 can adjust the voltage and/or current supplied to the battery 260 to be constant or to a specified level.
  • the control circuit 220 controls the second impedance compensation circuit 232 to receive power wirelessly through another coil 227 among the plurality of coils 225 and 227.
  • the impedance for the power receiving circuit e.g., the circuit including the coil 227 and the capacitor 228, can be compensated.
  • the control circuit 220 may adjust the output voltage and/or output current of the second rectifier circuit 242 through impedance compensation under the control of the second impedance compensation circuit 232. Through this, the control circuit 220 can adjust the voltage and/or current supplied to the battery 260 to be constant or to a specified level.
  • the method of controlling the first impedance compensation circuit 231 and the second impedance compensation circuit 232 may be implemented the same or similar to the operation of controlling the impedance compensation circuit 230 described above. .
  • the wireless power reception device 103-1 is shown to include a charging circuit 250, but this is only an example and the technical idea of the present invention may not be limited thereto.
  • the wireless power receiving device 103-1 may have the charging circuit 250 removed, as shown in FIGS. 2B and 2C, or may include a voltage conversion circuit 255 instead of the charging circuit 250.
  • the electronic device 1201, 1202, or 1204 of FIG. 12 described below may be implemented identically or similarly to the electronic device 103, 103-1, 104, or 105 described above.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 12 is a block diagram of an electronic device 1201 in a network environment 1200, according to various embodiments.
  • the electronic device 1201 communicates with the electronic device 1202 through a first network 1298 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 1299. It is possible to communicate with at least one of the electronic device 1204 or the server 1208 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 1201 may communicate with the electronic device 1204 through the server 1208.
  • a first network 1298 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 1299 e.g., a second network 1299.
  • the electronic device 1201 may communicate with the electronic device 1204 through the server 1208.
  • the electronic device 1201 includes a processor 1220, a memory 1230, an input module 1250, an audio output module 1255, a display module 1260, an audio module 1270, and a sensor module ( 1276), interface (1277), connection terminal (1278), haptic module (1279), camera module (1280), power management module (1288), battery (1289), communication module (1290), subscriber identification module (1296) , or may include an antenna module 1297.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 1278
  • may be omitted, or one or more other components may be added to the electronic device 1201.
  • some of these components are integrated into one component (e.g., display module 1260). It can be.
  • the processor 1220 executes software (e.g., program 1240) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 1201 connected to the processor 1220. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of the data processing or computation, the processor 1220 stores commands or data received from another component (e.g., the sensor module 1276 or the communication module 1290) in the volatile memory 1232. The commands or data stored in the volatile memory 1232 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 1234.
  • software e.g., program 1240
  • the processor 1220 stores commands or data received from another component (e.g., the sensor module 1276 or the communication module 1290) in the volatile memory 1232.
  • the commands or data stored in the volatile memory 1232 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 1234.
  • the processor 1220 may include a main processor 1221 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 1223 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 1221 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 1223 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 1201 includes a main processor 1221 and a auxiliary processor 1223
  • the auxiliary processor 1223 may be set to use lower power than the main processor 1221 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 1223 may be implemented separately from the main processor 1221 or as part of it.
  • the auxiliary processor 1223 may, for example, act on behalf of the main processor 1221 while the main processor 1221 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 1221 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 1221, at least one of the components of the electronic device 1201 (e.g., the display module 1260, the sensor module 1276, or the communication module 1290) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • coprocessor 1223 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 1280 or communication module 1290. there is.
  • the auxiliary processor 1223 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 1201 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 1208).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 1230 may store various data used by at least one component (eg, the processor 1220 or the sensor module 1276) of the electronic device 1201. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 1240) and instructions related thereto.
  • Memory 1230 may include volatile memory 1232 or non-volatile memory 1234.
  • the program 1240 may be stored as software in the memory 1230 and may include, for example, an operating system 1242, middleware 1244, or application 1246.
  • the input module 1250 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 1201 (e.g., the processor 1220) from outside the electronic device 1201 (e.g., a user).
  • the input module 1250 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 1255 may output sound signals to the outside of the electronic device 1201.
  • the sound output module 1255 may include, for example, a speaker or receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 1260 can visually provide information to the outside of the electronic device 1201 (eg, a user).
  • the display module 1260 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 1260 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 1270 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 1270 acquires sound through the input module 1250, the sound output module 1255, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 1201). Sound may be output through an electronic device 1202 (e.g., speaker or headphone).
  • an electronic device 1202 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 1276 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 1201 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 1276 includes, 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 IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 1277 may support one or more designated protocols that can be used to directly or wirelessly connect the electronic device 1201 to an external electronic device (e.g., the electronic device 1202).
  • the interface 1277 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
  • connection terminal 1278 may include a connector through which the electronic device 1201 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 1202).
  • the connection terminal 1278 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 1279 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 1279 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 1280 can capture still images and moving images.
  • the camera module 1280 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 1288 can manage power supplied to the electronic device 1201. According to one embodiment, the power management module 1288 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • Battery 1289 may supply power to at least one component of electronic device 1201.
  • the battery 1289 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 1290 provides a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 1201 and an external electronic device (e.g., the electronic device 1202, the electronic device 1204, or the server 1208). It can support establishment and communication through established communication channels.
  • Communication module 1290 operates independently of processor 1220 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 1290 may be a wireless communication module 1292 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 1294 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 1292 e.g., 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 1294 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 1298 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 1299 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 1204 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 1292 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 1296 to communicate within a communication network such as the first network 1298 or the second network 1299.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 1292 may support 5G networks and next-generation communication technologies after 4G networks, for example, new radio access technology (NR access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 1292 may support high frequency bands (e.g., mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 1292 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, such as beamforming, massive MIMO (multiple-input and multiple-output), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module 1292 may support various requirements specified in the electronic device 1201, an external electronic device (e.g., electronic device 1204), or a network system (e.g., second network 1299).
  • the wireless communication module 1292 supports peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 1297 may transmit or receive signals or power to or from the outside (e.g., an external electronic device).
  • the antenna module 1297 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 1297 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna).
  • at least one antenna suitable for the communication method used in the communication network such as the first network 1298 or the second network 1299, is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 1290.
  • the communication module 1290 can be selected Signals or power may be transmitted or received between the communication module 1290 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 1297.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • antenna module 1297 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes: a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes: a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of
  • peripheral devices e.g., 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 1201 and the external electronic device 1204 through the server 1208 connected to the second network 1299.
  • Each of the external electronic devices 1202 or 1204 may be of the same or different type as the electronic device 1201.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 1201 may be executed in one or more of the external electronic devices 1202, 1204, or 1208.
  • the electronic device 1201 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 1201 does not execute the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 1201.
  • the electronic device 1201 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 1201 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 1204 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 1208 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 1204 or server 1208 may be included in the second network 1299.
  • the electronic device 1201 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • the electronic device 103 that wirelessly receives power includes a power reception circuit including a coil 221, an impedance compensation circuit 230 electrically connected to the power reception circuit, and the impedance compensation circuit. It may include an electrically connected rectifier circuit 240, a battery 260 electrically connected to the rectifier circuit, and a control circuit 220 electrically and/or operatively connected to the impedance compensation circuit, the rectifier circuit, and the battery. You can.
  • the control circuit may be set to control the rectification circuit to rectify the power wirelessly received from the external electronic device 101 through the power reception circuit and the impedance compensation circuit into direct current power. there is.
  • the control circuit may be set to check at least one of the voltage and current of the rectified direct current power. According to one embodiment, the control circuit may be set to determine a duty cycle of a control signal for controlling the impedance compensation circuit based on the at least one of the voltage and the current. According to one embodiment, the control circuit may be set to adjust the first voltage output by the impedance compensation circuit by controlling the impedance compensation circuit based on the duty cycle. According to one embodiment, the impedance for the power reception circuit may be compensated based on the adjusted first voltage of the impedance compensation circuit.
  • control circuit may be set to adjust the magnitude of the voltage or the current of the direct current power output from the rectifier circuit by adjusting at least one of the magnitude of the first voltage or the duty cycle. You can.
  • the control circuit while receiving the power wirelessly from the external electronic device, the control circuit adjusts at least one of the magnitude or duty cycle of the first voltage to have a specified voltage and a specified current in the battery. It can be set to provide power.
  • the impedance compensation circuit may include a half bridge circuit or a full bridge circuit.
  • control circuit may be set to check the first current in the form of alternating current supplied from the power reception circuit to the impedance compensation circuit. According to one embodiment, the control circuit may be set to control the switching timing of the half bridge circuit or the full bridge circuit so that the phase difference between the first current and the first voltage is 90 degrees or -90 degrees. .
  • control circuit may be set to supply a voltage of the same magnitude as the first voltage to a capacitor included in the impedance compensation circuit.
  • the rectifier circuit may not include a low dropout (LDO) regulator.
  • LDO low dropout
  • the electronic device may further include a charging circuit that supplies power output from the rectifier circuit to the battery.
  • the charging circuit may not include a low dropout (LDO) regulator or may not perform a regulation function through control of the duty cycle.
  • LDO low dropout
  • the charging circuit may further include a switched capacitor (SC) converter that converts the voltage of the power output from the rectifier circuit.
  • SC switched capacitor
  • control circuit may be set to directly supply power output from the rectifier circuit to the battery.
  • a method of operating an electronic device 103 that wirelessly receives power includes controlling the rectifier circuit 240 included in the electronic device to receive power wirelessly from the external electronic device 101. It may include a rectifying operation with direct current power. According to one embodiment, the method of operating the electronic device may include checking at least one of the voltage and current of the rectified direct current power. According to one embodiment, the method of operating the electronic device includes determining a duty cycle of a control signal for controlling an impedance compensation circuit 230 included in the electronic device based on the at least one of the voltage and the current. It may include actions such as: According to one embodiment, the method of operating the electronic device may include adjusting the first voltage output by the impedance compensation circuit by controlling the impedance compensation circuit based on the duty cycle. According to one embodiment, the impedance of the power reception circuit included in the electronic device may be compensated based on the adjusted first voltage of the impedance compensation circuit.
  • the method of operating the electronic device includes adjusting the magnitude of the voltage or the current of the direct current power output from the rectifier circuit by adjusting at least one of the magnitude or duty cycle of the first voltage. Additional actions may be included.
  • a method of operating the electronic device includes adjusting at least one of the magnitude or duty cycle of the first voltage while receiving the power wirelessly from the external electronic device to match the voltage specified for the battery and the specified voltage.
  • An operation of providing power with current may be further included.
  • the impedance compensation circuit may include a half bridge circuit or a full bridge circuit.
  • the operation of determining the at least one of the magnitude or the duty cycle of the first voltage includes the operation of checking the first current in the form of alternating current supplied from the power reception circuit to the impedance compensation circuit. It can be included. According to one embodiment, the operation of determining the at least one of the magnitude or the duty cycle of the first voltage may include operating the half bridge such that the phase difference between the first current and the first voltage is 90 degrees or -90 degrees. It may include controlling the switching timing of the circuit or the full bridge circuit.
  • the operation of determining the at least one of the magnitude of the first voltage or the duty cycle includes supplying a voltage of the same magnitude as the first voltage to a capacitor included in the impedance compensation circuit. It can be included.
  • the rectifier circuit may not include a low dropout (LDO) regulator.
  • LDO low dropout
  • the electronic device may further include a charging circuit that supplies power output from the rectifier circuit to the battery.
  • the charging circuit may not include a low dropout (LDO) regulator or may not perform a regulation function through control of the duty cycle.
  • LDO low dropout
  • the charging circuit may further include a switched capacitor (SC) converter that converts the voltage of the power output from the rectifier circuit.
  • SC switched capacitor
  • the method of operating the electronic device may further include supplying power output from the rectifier circuit directly to the battery.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.

Abstract

일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)는, 코일(221)을 포함하는 전력 수신 회로, 상기 전력 수신 회로와 전기적으로 연결된 임피던스 보상 회로(230), 상기 임피던스 보상 회로와 전기적으로 연결된 정류 회로(240), 상기 정류 회로와 전기적으로 연결된 배터리(260), 및 상기 임피던스 보상 회로, 상기 정류 회로, 상기 배터리와 전기적 및/또는 작동적으로 연결된 제어 회로(220)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류 회로를 제어하여, 상기 전력 수신 회로 및 상기 임피던스 보상 회로를 통해 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 전압과 상기 전류 중 상기 적어도 하나에 기반하여, 상기 임피던스 보상 회로를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 듀티 사이클에 기반하여 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로의 의해 출력되는 제1전압을 조정하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상될 수 있다.

Description

무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법
본 발명은, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법에 관한 것이다.
무선 충전 기술이 발전하면서, 하나의 충전 장치에 다양한 전자 장치에 대해서 전력을 공급하여 충전하는 방법이 연구되고 있다. 이러한 무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어, 전자 장치를 별도의 충전 커넥터로 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다.
무선 충전 기술은 전자기 유도 방식, 공진(resonance)을 이용하는 공진 방식, 또는 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/micro wave radiation) 방식이 있다.
무선 충전에 의한 전력 전송 방법은 송신단의 제1 코일과 수신단의 제2 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도 또는 공진 되어 에너지를 만들어 낼 수 있다.
전자기 유도 방식을 이용한 무선 전력 전송 기술은 코일에 유기되는 전자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식으로서, 무선 전력 송신 장치는 송신 코일에 전류를 인가하여 전자기장을 발생시키고, 발생된 전자기장에 의해 무선 전력 수신 장치의 수신 코일에서 유도 기전력이 형성됨으로써, 무선으로 전력이 송신될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)는, 코일(221)을 포함하는 전력 수신 회로, 상기 전력 수신 회로와 전기적으로 연결된 임피던스 보상 회로(230), 상기 임피던스 보상 회로와 전기적으로 연결된 정류 회로(240), 상기 정류 회로와 전기적으로 연결된 배터리(260), 및 상기 임피던스 보상 회로, 상기 정류 회로, 상기 배터리와 전기적 및/또는 작동적으로 연결된 제어 회로(220)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류 회로를 제어하여, 상기 전력 수신 회로 및 상기 임피던스 보상 회로를 통해 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 전압과 상기 전류 중 상기 적어도 하나에 기반하여, 상기 임피던스 보상 회로를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 듀티 사이클에 기반하여 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로의 의해 출력되는 제1전압을 조정하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 포함된 정류 회로(240)를 제어하여, 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전압과 상기 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 보상 회로(230)를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 듀티 사이클에 기반하여 상기 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로에 의해 출력되는 제1전압을 조정하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전자 장치에 포함된 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2b는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2c는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2d는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 포함된 제어 회로의 블록도이다.
도 3a와 도 3b는, 일 실시 예에 따른 임피던스 보상 회로에 대한 도면들이다.
도 4는, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치가 임피던스 보상 회로를 이용하여 정류 회로로부터 출력되는 전력을 제어하는 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 5는, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치가 임피던스 보상 회로에 의해 제1전압을 출력하는 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 6a와 도 6b는, 무선 전력 수신 장치가 하프 브릿지 회로로 구성된 임피던스 보상 회로에 의해 제1전압을 출력하는 방법을 설명하는 그래프들이다.
도 7a와 도 7b는, 무선 전력 수신 장치가 풀 브릿지 회로로 구성된 임피던스 보상 회로에 의해 제1전압을 출력하는 방법을 설명하는 그래프들이다.
도 8은, 일 실시 예에 따른 임피던스 보상 회로를 통한 임피던스 보상에 의한 무선 전력 수신 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 9는, 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치가 보상 임피던스를 제어하여 정류 회로의 출력 전압을 조정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은, 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치가 임피던스 보상 회로를 제어하여 정류 회로의 출력 전압을 조정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은, 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 12는, 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경을 나타내는 도면이다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치(이하, 무선 전력 송신 장치) 및 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(이하, 무선 전력 수신 장치)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(103)에 무선으로 전력(106)을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터 정보(107)를 제공받을 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력(106)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-직류 변환 회로(예를 들어, DC/DC 컨버터), 직류-교류 변환 회로(예를 들어, 인버터), 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 또는 통신 변조 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 형성할 수도 있다. 일 실시 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, WPC(wireless power consortium)의 Qi 표준에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 무선 전력 송신 장치(101)가 전력(106)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(103)의 코일에서는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 주변에 생성된 자기장에 의하여 유도 기전력(또는, 전류, 전압, 및/또는 전력)이 생성될 수 있다. 코일을 통하여 유도 기전력이 발생되는 과정을, 무선 전력 수신 장치(103)가 전력(106)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다.
다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 FSK(frequency shift keying) 변조 방식에 따라 변조(modulation)를 수행할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(103)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 방식에 따라 변조를 수행함으로써, 정보(107)를 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압의 진폭에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(103)에서 제공하는 정보(107)를 확인할 수 있다. 도 1에서는, 무선 전력 수신 장치(103)가 정보(107)를 무선 전력 송신 장치(101)로 직접 송신하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 용이한 이해를 위한 것일 뿐, 무선 전력 수신 장치(103)는, 내부의 적어도 하나의 스위치의 온/오프만을 제어함을 당업자는 이해할 것이다. ASK 변조 방식 및/또는 FSK 변조 방식에 기반하여 변조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 송신하는 동작으로 이해될 수 있으며, ASK 복조 방식 및/또는 FSK 복조 방식에 기반하여 복조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 수신하는 동작으로 이해될 수 있다.
본 개시에서, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 컨트롤러(예를 들어, MCU(micro controlling unit), FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로프로세서, 또는 AP(application processor))가 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)에 포함된 컨트롤러가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션이 실행됨에 따라, 컨트롤러 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.
도 2a는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다. 도 3a와 도 3b는, 일 실시 예에 따른 임피던스 보상 회로에 대한 도면들이다.
도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)는 TX 회로(210), 제1코일(211), 및 커패시터(212)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, TX 회로(210)는, 전력 소스에 의하여 제공되는 전력을 코일(211)로 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따라, TX 회로(210)는, 전력 소스(미도시), DC/DC 컨버터(미도시), 및/또는 인버터(미도시)를 포함할 수 있다. 예컨대, 전력 소스는, 외부 TA(travel adapter)와 연결되기 위한 인터페이스, 무선 전력 송신 장치(101)의 배터리(미도시), 차저(charger)(미도시), 또는 PMIC(power management integrated circuit) (미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전력 소스에 의하여 제공되는 전력은 DC/DC 컨버터로 제공될 수 있다. 전력 소스는, 예를 들어 직류 전력을 DC/DC 컨버터로 제공할 수 있으나, 제공하는 전력의 형태에는 제한이 없다. DC/DC 컨버터는, 제공받은 전력의 전압을 변환하여 인버터로 제공할 수 있다. DC/DC 컨버터는, 입력받은 직류 전력의 전압을 변경하여, 변경된 전압(또는, 구동 전압(VDD))을 가지는 직류 전력을 인버터로 제공할 수 있다. DC/DC 컨버터는, 예를 들어 벅 컨버팅 및/또는 부스트 컨버팅을 수행할 수 있으나 그 종류에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다. 인버터는, DC/DC 컨버터로부터 제공되는 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 출력할 수 있다. 예들 들어, 인버터는 풀 브릿지 회로를 구성할 수 있는 복수의 스위치들을 포함할 수 있으며, 스위치의 개수 또는 브릿지 회로의 종류에는 제한이 없다
일 실시예에 따라, TX 회로(210)에 의하여 생성된 교류 전력이 제1코일(211)에 인가될 수 있다. 커패시터(212)는, 제1코일(211)의 직렬 보상 커패시터일 수 있다. 제1코일(211)은 인가되는 교류 전력에 기초하여 자기장을 형성할 수 있다. 제1코일(211)에 의하여 형성되는 자기장(또는, 자기 플럭스)의 일부는 무선 전력 수신 장치(103)의 제2코일(221)에 인가될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)의 제2코일(221)에 인가되는 자기장이 시간에 따라 변화함에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)의 제2코일(221)에는 유도 기전력(예를 들어, 전류, 전압, 또는 전력)이 생성될 수 있다.
일 실시예에 따라, TX 회로(210)는, 제1코일(211)을 통해 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다. TX 회로(210)는, 예를 들어 제1코일(211)을 통해 수신된 신호에 대하여 ADC(analog-to-digital converting)을 수행할 수 있다. TX 회로(210)는, ADC 결과로 획득된 디지털 값을 디코딩할 수 있으며, 디코딩 결과에 따라 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다. 디코딩 방식은, 예를 들어 Qi 표준에 의할 수 있으나, 제한은 없음을 당업자는 이해할 것이다.
일 실시예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는 제어 회로(220), 제2코일(221), 커패시터(222), 임피던스 보상 회로(230), 정류 회로(240), 충전 회로(250), 또는 배터리(260) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2코일(221)에는 유도 기전력(예를 들어, 전류, 전압, 또는 전력)이 생성될 수 있다. 제2코일(221)에 생성된 유도 기전력에 따라, 제1전류(IRX)는 제2코일(221)에 도통될 수 있다. 제1전류(IRX)는, 커패시터(222)를 통해, 임피던스 보상 회로(230)에 제공될 수 있다. 커패시터(222)는, 제2코일(221)에 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 커패시터(222)는, 직렬 보상 커패시터일 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2코일(221)의 일단은 커패시터(222)에 연결되고, 제2코일(221)의 타단은 정류 회로(240)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 커패시터(222)의 일단은 수신 코일(221)에 연결되고, 커패시터(222)의 타단은 임피던스 보상 회로(230)의 일단에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 커패시터(222)는 제2코일(221)과 임피던스 보상 회로(230) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)의 누설 인덕턴스는, 무선 전력 송신 장치(101)와 무선 전력 수신 장치(103) 사이의 커플링 계수에 의해 등가적으로 모델링될 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)의 누설 인덕턴스(또는 인덕턴스 값)는 제1코일(211)과 제2코일(221) 사이의 커플링 계수(coupling ratio)에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어 회로(220)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 제1전압(V1)을 출력하여 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스를 보상 또는 조정할 수 있다. 임피던스 보상 회로(230)에 의해 제1전압(V1)이 출력되면, 제1전압(V1)과 임피던스 보상 회로(230)에 인가되는 제1전류(IRX)에 의해 임피던스(Xa)가 보상될 수 있다. 수학식 1에 따라, 임피던스(Xa)는 제1전압(V1)과 제1전류(IRX) 에 기반하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000001
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스를 보상 또는 조정할 수 있다, 제어 회로(220)는, 보상 또는 조정된 임피던스에 기반하여 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력(또는 전압)의 크기를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스를 보상 또는 조정하여, 배터리(260)에 공급되는 전력(또는 전압)의 크기를 제어할 수 있다. 예컨대, 임피던스 보상 회로(230)는, 능동형 임피던스 보상 회로일 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)에 전압(예: VDC)을 인가할 수 있다.
도 3a와 도 3b을 참조하면, 일 실시 예에 따라, 도 3a 또는 도 3b에 도시된 임피던스 보상 회로(230-1 또는 230-2)는, 도 2a 내지 도 2c의 임피던스 보상 회로(230)에 적용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 임피던스 보상 회로(230-1, 230-2)는, 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. 복수의 스위치들 각각은, MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)으로 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 도 3a를 참조하면, 복수의 스위치들은, 하프 브릿지 회로로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 도 3b를 참조하면, 복수의 스위치들은, 풀 브릿지 회로로 구성될 수 있다. 한편, 도 3a와 도 3b에서 도시된 스위치들의 개수나 종류는 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 3a를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(도 2의 제어 회로(220))는, 임피던스 보상 회로(230-1)가 하프 브릿지 회로로 동작하도록 복수의 스위치들(Q1, Q2)을 제어할 수 있다. 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230-1)에 포함된 커패시터(330)에 지정된 크기의 전압(VDC)를 인가할 수 있다. 하프 브릿지 회로로 동작하는 복수의 스위치들(Q1, Q2)은 지정된 크기의 전압(VDC)에 대한 정류 동작을 수행할 수 있다. 상기 정류 동작에 따라, 임피던스 보상 회로(230-1)는, 제1전압(V1)을 출력할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 제1기간 동안, 제1스위치(Q1)를 단락시키고, 제2스위치(Q2)를 개방시킬 수 있다. 또한, 제어 회로(220)는, 제1기간 이후의 제2기간 동안, 제1스위치(Q1)를 개방시키고, 제2스위치(Q2)를 단락시킬 수 있다. 제어 회로(220)는, 복수의 스위치들(Q1, Q2)에 대하여 상기 동작을 반복하여, 임피던스 보상 회로(230-1)를 하프 브릿지 회로로 동작시킬 수 있다. 제어 회로(220)는, 제1기간과 제2기간 사이의 스위칭 타이밍을 제어할 수 있다. 또한, 제어 회로(220)는, 제1기간과 제2기간의 지속 시간을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어 회로(220)는, 제1스위치(Q1) 및 제2스위치(Q2) 각각의 게이트에 제어 신호를 인가할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(도 2의 제어 회로(220))는, 임피던스 보상 회로(230-2)가 풀 브릿지 회로로 동작하도록 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4)을 제어할 수 있다. 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230-2)에 포함된 커패시터(330)에 지정된 크기의 전압(VDC)를 인가할 수 있다. 풀 브릿지 회로로 동작하는 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4)은 지정된 크기의 전압(VDC)에 대한 정류 동작을 수행할 수 있다. 상기 정류 동작에 따라, 임피던스 보상 회로(230-2)는, 제1전압(V1)을 출력할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 제1기간 동안, 제1스위치(Q1)와 제3스위치(Q3)를 단락시키고, 제2스위치(Q2)와 제4스위치(Q4)를 개방시킬 수 있다. 또한, 제어 회로(220)는, 제1기간 이후의 제2기간 동안, 제1스위치(Q1)와 제3스위치(Q3)를 개방시키고, 제2스위치(Q2)와 제4스위치(Q4)를 단락시킬 수 있다. 제어 회로(220)는, 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4)에 대하여 상기 동작을 반복하여, 임피던스 보상 회로(230)를 풀 브릿지 회로로 동작시킬 수 있다. 제어 회로(220)는, 제1기간과 제2기간 사이의 스위칭 타이밍을 제어할 수 있다. 또한, 제어 회로(220)는, 제1기간과 제2기간의 지속 시간을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어 회로(220)는, 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4) 각각의 게이트에 제어 신호를 인가할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)가 풀 브릿지 회로로 구성되면, 임피던스 보상 회로(230)가 하프 브릿지 회로로 구성될 때보다 더 넓은 범위에서 임피던스를 보상할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)가 풀 브릿지 회로로 구성되면, 임피던스 보상 회로(230)가 하프 브릿지 회로로 구성될 때보다 더 넓은 범위에서 전압(예: 정류 회로(240)로부터 출력되는 출력 전압(VOUT) 및/또는 배터리(260)에 공급되는 배터리 전압(VBAT))을 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 정류 회로(240)는 풀 브릿지 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로에 포함될 수 있는 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)를 포함할 수 있다. 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)은 풀 브릿지 회로로 구성될 수 있다. 임피던스 보상 회로(230)의 일단은 스위치들(S1, S2) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있으며, 제2코일(221)의 타단은 스위치들(S3, S4) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1스위치(S1)의 일단과 제4스위치(S4)의 일단은 충전 회로(250)에 연결되고, 제2스위치(S2)의 일 단과 제1스위치(S1)의 타 단과 연결되고 제3스위치(S3)의 일 단은 제4스위치(S4)의 타 단에 연결될 수 있다. 제2스위치(S2)의 타 단과 제3스위치(S3)의 타 단은 접지에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1)의 타 단과 제2스위치(S2)의 일 단은 임피던스 보상 회로(230)의 일단에 연결될 수 있고, 제3스위치(S3)의 일 단과 제4스위치(S4)의 타 단은 제2코일(221)의 타단에 연결될 수 있다. 정류 회로(240)는 제2코일(221)을 통하여 수신된 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 제어 회로(220)는 교류 전력이 직류 전력으로 변환될 수 있도록 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 정류 회로(240)는 제2코일(221)로부터 수신된 전력 신호를 정류하여 충전 회로(250)에 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 충전 회로(250)는, 배터리(260)에 전력을 공급할 수 있다. 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 제1전압(V1)을 출력시켜, 배터리(260)에 지정된 전압을 가지는 전력을 공급할 수 있다. 구현에 따라, 충전 회로(250)는, 정류 회로(240)로부터 출력된 전력의 전압을 변환하는 전압 변환 회로(예: 스위치드 커패시터(switched capacitor(SC)) 컨버터)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 레귤레이터(예: low dropout(LDO) 레귤레이터)를 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 정류 회로(240)는, 레귤레이터(예: low dropout(LDO) 레귤레이터)를 포함하지 않을 수 있다. 또는, 충전 회로(250)는, 레귤레이터(예: low dropout(LDO) 레귤레이터)를 포함하지 않을 수 있다. 또는 충전 회로(250)는, 임피던스 보상 회로(230)의 듀티 사이클의 제어를 통한 레귤레이션 기능을 수행하지 않을 수 있다. 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)를 이용하여 충전 회로(250)에 공급되는 전력의 전압을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 충전 회로(250)에 공급되는 전력의 전압을 제어할 수 있기 때문에, 충전 회로(250)에 공급되는 전력을 컨버팅하기 위한 레귤레이터가 추가로 필요하지 않을 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(103)는, 레귤레이터를 제거하여 무선 충전 시스템의 전력 밀도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(103)는, 레귤레이터(예: low dropout(LDO) 레귤레이터)를 제거하여 회로의 소형화가 가능할 수 있다.
구현에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 레귤레이터(예: low dropout(LDO) 레귤레이터)를 포함할 수도 있다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(103)에서, 종래의 무선 전력 수신 장치와 달리 레귤레이터(예: low dropout(LDO) 레귤레이터)가 필수적인 구성은 아닐 수 있다.
도 2b는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(104)는, 도 2a의 무선 전력 수신 장치(103)와 비교할 때, 충전 회로(250) 대신 전압 변환 회로(255)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(104)는, 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력을 전압 변환 회로(255)에 공급할 수 있다. 전압 변환 회로(255)는, 스위치드 커패시터(switched capacitor) 컨버터(또는 변압기)로 구현될 수 있다. 예컨대, 전압 변환 회로(255)는, 정류 회로(240)로부터 출력되는 전압을 N배 또는 1/N배 (예컨대, N은 2이상의 자연수) 변환하고, 변환된 전압을 배터리(260)에 공급할 수 있다. 전압 변환 회로(255)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력(또는 전압)을 제어할 수 있기 때문에, 별도의 레귤레이터(예: LDO 레귤레이터)를 포함하지 않을 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(104)는, 전압 변환 회로(255)에 별도의 레귤레이터(예: LDO 레귤레이터)를 구비할 필요가 없으므로, 무선 충전 시스템의 전력 밀도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(104)는, 전압 변환 회로(255)의 소형화가 가능할 수 있다.
도 2c는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2c를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(105)는, 도 2a의 무선 전력 수신 장치(103)와 비교할 때, 충전 회로(250)를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(105)는, 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력을 배터리(260)에 공급할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(105)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력을 제어할 수 있기 때문에, 별도의 충전 회로(예: 도 2a의 충전 회로(250))를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(105)에서, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)은 배터리(260)에 인가되는 배터리 전압(VBAT)과 동일할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(105)에서, 정류 회로(240)의 출력 전류(IOUT)은 배터리(260)에 인가되는 배터리 전류(IBAT)와 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(105)는, 레귤레이터(예: LDO 레귤레이터)를 포함하지 않을 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(105)는, 레귤레이터 및 충전 회로를 제거하여 무선 충전 시스템의 전력 밀도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(105)는, 레귤레이터 및 충전 회로를 제거하여 소형화가 가능할 수 있다.
도 2d는 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 포함된 제어 회로의 블록도이다.
도 2d를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신하는 상태에서, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT) 및/또는 배터리(260)에 공급되는 배터리 전압(VBAT)을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 출력 전압(VOUT) 및/또는 배터리 전압(VBAT)을 조정해야 하는지 여부를 확인할 수 있다. 제어 회로(220)는, 출력 전압(VOUT) 및/또는 배터리 전압(VBAT)을 조정해야 하는 것으로 확인되면, 임피던스 보상 회로(230)의 커패시터(330)에 인가되는 전압(VDC)을 확인할 수 있다. 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)의 커패시터(330)에 인가되는 전압(VDC)의 크기를 조정할지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 상기 결정에 따라, 임피던스 보상 회로(230)의 커패시터(330)에 인가되는 전압(VDC)의 크기를 증감하거나 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 출력 전압(VOUT) 및/또는 배터리 전압(VBAT)을 조정해야 하는 것으로 확인되면, 임피던스 보상 회로(230)에 도통되는 제1전류(IRX)를 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 커패시터(222) 양단에서 측정된 전류들에 기반하여 제1전류(IRX)를 확인할 수 있다. 또한, 제어 회로(220)는, 제1전류(IRX)의 위상을 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 위상 동기 루프(phase locked loop(PLL))을 통해, 제1전류(IRX)의 위상을 확인할 수 있다. 예컨대, 위상 동기 루프는, 제어 회로(220)에 포함되거나, 별도의 하드웨어로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 제1전류(IRX)의 위상에 기반하여, 임피던스 보상 회로(230)로부터 출력될 제1전압(V1)의 위상 및/또는 듀티 사이클을 결정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 복수의 스위치들의 스위칭 타이밍을 제어하여, 제1전압(V1)의 위상 및/또는 듀티 사이클을 조정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(220)는, 제1전압(V1)과 제1전류(IRX) 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 제1전압(V1)의 위상 및/또는 듀티 사이클을 조정할 수 있다. 이를 위해, 제어 회로(220)는, PWM(pulse width modulation) 발생기(229)로 제어 신호를 출력할 수 있다. PWM 발생기(229)는, 제어 신호에 따라, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 복수의 스위치들로 게이트 제어 신호를 출력할 수 있다. 한편, 구현에 따라, PWM 발생기(229)가 수행하는 동작은 제어 회로(220)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 별도의 PWM 발생기(229) 없이 제어 회로(220)가 직접 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 복수의 스위치들(예: 도 3a의 스위치들(Q1, Q2) 또는 도 3b의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4))로 게이트 제어 신호를 출력할 수도 있다.
일 실시 예에 따라, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 제1전압(V1)이 출력되면, 무선 전력 수신 장치(103)(예: 제2코일(221) 및 커패시터(222)을 포함하는 전력 수신 회로)에 대한 임피던스를 보상할 수 있다. 예컨대, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)에 기반하여, 등가적인 보상 임피던스가 생성되고, 생성된 보상 임피던스에 의해 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스 값이 변경될 수 있다. 제어 회로(220)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스 보상을 통해, 정류 회로(240)로부터 출력되는 출력 전압(VOUT) 및/또는 배터리(260)에 공급되는 배터리 전압(VBAT)을 일정한 레벨로 조정할 수 있다.
이하에서 설명되는 무선 전력 수신 장치(103)의 동작의 적어도 일부는 제어 회로(220)에 의해 수행될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 해당 동작들은 무선 전력 수신 장치(103)에 의해 수행되는 것으로 서술될 것이다.
한편, 하기의 동작들은, 도 2b와 도 2c에서 설명한 무선 전력 수신 장치(104, 105)에 의해 수행될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 하기의 동작들은 무선 전력 수신 장치(103)에 의해 수행되는 것으로 서술될 것이다.
도 4는, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치가 임피던스 보상 회로를 이용하여 정류 회로로부터 출력되는 전력을 제어하는 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 401에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제2코일(221)을 포함하는 전력 수신 회로를 통해, 외부의 무선 전력 송신 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 402에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류 회로(240)를 통해, 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류 회로(240)를 제어하여, 전력 수신 회로(예: 제2코일(221) 및 커패시터(222)) 및 임피던스 보상 회로(230)를 통해 제공된 교류 전력을 직류 전력으로 정류할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 403에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류된 전력(예컨대 정류된 직류 전력)의 전압(VOUT) 및 전류(IOUT)을 확인할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류된 전력(예컨대 정류된 직류 전력)의 전압(VOUT)의 크기 및/또는 전류(IOUT)의 크기를 확인할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 배터리(260)에 인가되는 배터리 전압(VBAT) 및/또는 배터리 전류(IBAT)를 확인할 수도 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 배터리 전압(VBAT)의 크기 및 배터리 전류(IBAT)의 크기를 확인할 수도 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 405에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류된 전력의 전압 및/또는 전류에 기반하여, 임피던스 보상 회로(230)를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 배터리(260)에 인가되는 전력의 전압 및/또는 전류에 기반하여, 임피던스 보상 회로(230)를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정할 수도 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 407에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 듀티 사이클에 기반하여 임피던스 보상 회로(230)를 제어하여 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)을 조정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류된 전력의 전압 및/또는 전류의 크기(또는 배터리(260)에 공급되는 전압 및/또는 전류의 크기)에 기반하여, 제1전압(V1)의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 409에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 조정에 따라, 정류 회로(240)로부터 출력되는 전압 및/또는 전류의 크기를 조정할 수 있다.
전력 수신 회로(예: 제2코일(221) 및 커패시터(222))에 대한 임피던스는, 제1전압(V1)의 조정에 따라 변경 또는 조정될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전압(V1)의 조정에 따라, 전력 수신 회로에 대한 임피던스를 보상할 수 있다. 또한, 구현에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)을 조정하여 정류 회로(240)에 대한 임피던스를 보상할 수도 있다. 이에 따라, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 조정에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스 값이 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 411에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 배터리(260)에 지정된 전압 및/또는 지정된 전류을 가지는 전력을 제공할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스 보상을 통해, 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력(예컨대, 전압 및/또는 전류)을 일정한 레벨로 조정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류 회로(240)로부터 출력되는 전력을 조정하여 배터리(260)에 지정된 전압 및/또는 지정된 전류을 가지는 전력을 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)가 무선 전력 송신 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신할 때 무선 전력 수신 장치(103)와 무선 전력 송신 장치(101) 간 배치가 어긋날 경우(예: miss align), 전송되는 전력이 감소될 수 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)로 더 높은 전력의 전송을 요청하지 않더라도, 임피던스 보상 회로(230)를 이용하여 배터리(260)에 지정된 전압을 가지는 전력의 제공을 유지시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)를 이용하여 무선 전력 송신 장치(101)에 대한 의존도를 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)가 무선 전력 송신 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신할 때 무선 전력 수신 장치(103)의 배터리(260)가 만충될 수 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(103)는 배터리(260)로 전력 전송을 중단시킬 수 있다. 다만, 무선 전력 수신 장치(103)의 배터리(260)가 만충되더라도, 무선 전력 송신 장치(101)가 무선 전력 수신 장치(103)로 전력을 계속 전송할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)가 전력을 계속 전송하더라도, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)을 조정하여 배터리(260)에 전력이 공급되지 않도록 임피던스를 보상할 수 있다.
도 5는, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치가 임피던스 보상 회로에 의해 제1전압을 출력하는 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 동작 501에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 공급되는 교류 형태의 제1전류(IRX)를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 커패시터(222) 양단에 걸리는 전류를 분석하여 제1전류(IRX)의 위상을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 동작 503에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전류(IRX)와 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 하프 브릿지 회로 또는 풀 브릿지 회로의 스위칭 타이밍을 제어할 수 있다. 위상차가 90도 또는 -90도가 되면, 제1전압(V1)의 크기는 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 인가되는 전압(VDC)의 크기에 비례할 수 있다.
도 6a와 도 6b는, 무선 전력 수신 장치가 하프 브릿지 회로로 구성된 임피던스 보상 회로에 의해 제1전압을 출력하는 방법을 설명하는 그래프들이다.
도 6a와 도 6b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 도통되는 제1전류(IRX)를 확인할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 도통되는 제1전류(IRX)에 기반하여, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되고, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 일정한 전압 VDC가 인가되는 상태에서, 커패시터(330)에서 소모하는 유효 전력은 0일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에서 소모하는 유효 전력이 0이 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전압(V1)의 주기를 제1전류(IRX)의 주기와 동일하게 설정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 복수의 스위치들(예: 도 3a의 스위치들(Q1, Q2))의 스위칭 타이밍을 결정할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전압(V1)의 크기가 VDC가 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 제1크기(VDC)의 전압을 인가할 수 있다. 임피던스 보상 회로(230)가 하프 브릿지 회로로 구성되기 때문에, 제1전압(V1)은 O과 +VDC의 크기를 가질 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)는 제1전압(V1)의 진폭이 D1이 되도록 제1전압(V1)의 듀티 사이클을 결정할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 제1전류(IRX)가 제1전압(V1) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000002
)만큼 앞선 경우, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000003
)일 수 있다. 위상차가 90도가 되면, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 보상하는 임피던스의 값은 양의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 양의 값을 가지는 임피던스를 보상할 경우, 제1전류(IRX) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000004
)만큼 뒤쳐진 제1전압(V1)이 출력되도록 임피던스 보상 회로(230)를 제어할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1전류(IRX)가 제1전압(V1) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000005
)만큼 뒤쳐진 경우, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 -90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000006
)일 수 있다. 위상차가 -90도가 되면, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 보상하는 임피던스의 값은 음의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 음의 값을 가지는 임피던스를 보상할 경우, 제1전류(IRX) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000007
)만큼 앞선 제1전압(V1)이 출력되도록 임피던스 보상 회로(230)를 제어할 수 있다.
도 7a와 도 7b는, 무선 전력 수신 장치가 풀 브릿지 회로로 구성된 임피던스 보상 회로에 의해 제1전압을 출력하는 방법을 설명하는 그래프들이다.
도 7a와 도 7b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 도통되는 제1전류(IRX)를 확인할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 도통되는 제1전류(IRX)에 기반하여, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되고, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 일정한 전압 VDC가 인가되는 상태에서, 커패시터(330)에서 소모하는 유효 전력은 0일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에서 소모하는 유효 전력이 0이 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 의해 출력되는 제1전압(V1)의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전압(V1)의 주기를 제1전류(IRX)의 주기와 동일하게 설정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 복수의 스위치들(예: 도 3b의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4))의 스위칭 타이밍을 결정할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1전압(V1)의 크기가 VDC가 되도록 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 제1크기(VDC)의 전압을 인가할 수 있다. 임피던스 보상 회로(230)가 풀 브릿지 회로로 구성되기 때문에, 제1전압(V1)은 -VDC와 +VDC의 크기를 가질 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)는 제1전압(V1)의 진폭이 D1이 되도록 제1전압(V1)의 듀티 사이클을 결정할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 제1전류(IRX)가 제1전압(V1) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000008
)만큼 앞선 경우, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000009
)일 수 있다. 위상차가 90도가 되면, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 보상하는 임피던스의 값은 양의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 양의 값을 가지는 임피던스를 보상할 경우, 제1전류(IRX) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000010
)만큼 뒤쳐진 제1전압(V1)이 출력되도록 임피던스 보상 회로(230)를 제어할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제1전류(IRX)가 제1전압(V1) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000011
)만큼 뒤쳐진 경우, 제1전류(IRX)와 제1전압(V1) 사이의 위상차가 -90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000012
)일 수 있다. 위상차가 -90도가 되면, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 보상하는 임피던스의 값은 음의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(103)는, 음의 값을 가지는 임피던스를 보상할 경우, 제1전류(IRX) 보다 90도(또는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000013
)만큼 앞선 제1전압(V1)이 출력되도록 임피던스 보상 회로(230)를 제어할 수 있다.
도 6a, 6b, 7a, 및 7b를 참조하면, 일 실시 예에 따라, 임피던스 보상 회로(230)에 의한 보상 임피던스(Xa)의 절대값은 수학식 2와 같이 결정될 수 있다. 이때, k는 비례상수이고, VDC는 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 인가되는 전압의 크기이고, I0UT은 정류 회로(240)로부터 출력되는 전류의 크기일 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000014
일 실시 예에 따라, 임피던스 보상 회로(230)가 하프 브릿지 회로로 구성되면, 비례상수 k는 공진형 컨버터 해석에서 이용되는 First Harmonic Approximation (FHA)에 의해 아래와 같이 계산될 수 있다. 이때, Xa의 절대값은 수학식 3와 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000015
일 실시 예에 따라, 임피던스 보상 회로(230)가 풀 브릿지 회로로 구성되면, 비례상수 k는 공진형 컨버터 해석에서 이용되는 First Harmonic Approximation (FHA)에 의해 아래와 같이 계산될 수 있다. 이때, Xa의 절대값은 수학식 4와 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000016
수학식 3과 수학식 4에 따르면, 풀 브릿지 회로로 구성되는 임피던스 보상 회로(230-2)에 의한 보상 임피던스의 크기(수학식 4의 |Xa|)는, 하프 브릿지 회로로 구성되는 임피던스 보상 회로(230-1)에 의한 보상 임피던스의 크기(수학식 3의 |Xa|)의 2배일 수 있다. 예를 들어, 임피던스 보상 회로(230)가 풀 브릿지 회로로 구성되면, 임피던스 보상 회로(230)가 하프 브릿지 회로로 구성될 때보다 제어할 수 있는 보상 임피던스의 범위가 클 수 있다. 또한, 임피던스 보상 회로(230)가 풀 브릿지 회로로 구성되면, 임피던스 보상 회로(230)가 하프 브릿지 회로로 구성될 때보다 제어할 수 있는 출력 전압(VOUT) 또는 배터리 전압(VBAT)의 범위가 클 수 있다.
도 8은, 일 실시 예에 따른 임피던스 보상 회로를 통한 임피던스 보상에 의한 무선 전력 수신 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)의 등가 회로는, 제1등가 전원(810), 제2등가 전원(820), 보상 임피던스(830), 및 등가 임피던스(840)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1등가 전원(810)은, 무선 전력 송신 장치(101)에서 전송되는 전압을 등가적으로 모델링한 전원일 수 있다. 제1등가 전원(810)은, VS로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제2등가 전원(820)은, 정류 회로(240)에 인가되는 교류 전압을 등가적으로 모델링한 전원일 수 있다. 제2등가 전원(820)은, V2로 정의될 수 있다. 예컨대, 정류 회로(240)가 동기 정류를 사용할 경우, 제2등가 전원(820)과 제1전류(IRX)가 동상이므로 제2등가 전원(820)은 저항으로 모델링될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 보상 임피던스(830)는, 임피던스 보상 회로(230)가 제1전압(V1)을 출력함에 따라 보상되는 임피던스를 등가적으로 모델링한 임피던스일 수 있다. 보상 임피던스(830)는, Xa로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 등가 임피던스(840)는, 무선 전력 수신 장치(103)의 누설 인덕턴스(841)와 직류 보상 커패시터(842)를 등가적으로 모델링한 임피던스일 수 있다. 등가 임피던스(840)는, Xs로 정의될 수 있다. 등가 임피던스(840)에 포함된 누설 인덕턴스(841)는 L1으로 정의될 수 있고, 직류 보상 커패시터(842)는, C로 정의될 수 있다. 등가 임피던스(840)를 나타내는 Xs는 하기의 수학식 5에 따라 결정될 수 있다. 여기서
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000017
는, 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)의 스위칭 주파수를 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000018
는 L1과 C의 공진 주파수(
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000019
)와 무선 전력 송신 장치(101)의 스위칭 주파수 사이의 비율을 나타내는 변수일 수 있다. 예컨대, 제1코일(211)과 제2코일(221) 사이의 커플링 계수가 감소하면, L1과
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000020
는 증가할 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000021
일 실시 예에 따라, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)은,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000022
값에 반비례할 수 있다. Xs값이 0인 경우(
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000023
=1),
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000024
값이 커질수록 정류 회로(240)의출력 전압(VOUT)도 커질 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000025
>1인 경우, Xs>0이고 Xa>0이 되도록 임피던스 보상 회로(230)가 제어되면,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000026
값이 커질 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000027
값이 커지면, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)은 감소할 수 있다. 반대로,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000028
>1인 경우, Xs>0이고 Xa<0이 되도록 임피던스 보상 회로(230)가 제어되면,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000029
값이 작아질 수 있다.
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000030
값이 작아지면, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)은 증가할 수 있다.
도 9는, 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치가 보상 임피던스를 제어하여 정류 회로의 출력 전압을 조정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따라,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000031
인 경우에, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 보상 임피던스(Xa)를 제어하여, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1그래프(910)는,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000032
=1인 경우, 보상 임피던스(Xa)와 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT) 사이의 관계를 나타낼 수 있다. 제2그래프(920)는,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000033
=1.3인 경우, 보상 임피던스(Xa)와 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT) 사이의 관계를 나타낼 수 있다. 제3그래프(930)는,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000034
=1.6인 경우, 보상 임피던스(Xa)와 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT) 사이의 관계를 나타낼 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1그래프(910)에 따라,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000035
값을 증가시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 증가시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제1그래프(910)에 따라,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000036
값을 감소시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제2그래프(920)에 따라, Xa값을 감소시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 증가시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제2그래프(920)에 따라, Xa값을 "-1 이하"로 감소시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 감소시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제2그래프(920)에 따라, Xa값을 증가시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제3그래프(930)에 따라, Xa값을 감소시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 증가시킬 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(103)는, 제3그래프(930)에 따라, Xa값을 증가시켜 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)을 증가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 보상 임피던스(Xa)가 0인 경우, 임피더스 보상 회로(230)가 포함되지 않은 종래의 무선 전력 수신 장치와 동일하게 동작될 수 있다. 예컨대, 종래의 무선 전력 수신 장치는
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000037
이 증가할수록 정류 회로의 출력 전압이 떨어질 수 있다. 반면에, 본 발명의 무선 전력 수신 장치(103)는, 보상 임피던스(Xa)를 보상하여,
Figure PCTKR2023008971-appb-img-000038
이 변경되더라도(또는 제1코일(211)과 제2코일(221) 사이의 커플링 계수가 변경) 정류 회로(240)의 출력 전압 또는 출력 전류를 일정하게(또는 지정된 레벨로) 유지할 수 있다.
상술한 방법에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)를 통해 보상 임피던스(Xa)를 보상하여, 정류 회로(240)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 일정하게(또는 지정된 레벨로) 유지할 수 있다.
도 10은, 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치가 임피던스 보상 회로를 제어하여 정류 회로의 출력 전압을 조정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 의해 제1전압(V1)을 출력하여, 무선 전력 수신 장치(103)의 임피던스를 보상할 수 있다. 이를 위해, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)의 스위칭 타이밍을 제어할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 지정된 전압(VDC)을 인가시킬 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선 전자 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)의 제어가 시작되면, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 지정된 전압(VDC)을 인가시킬 수 있다. 무선 전자 수신 장치(103)는, 임피던스 보상 회로(230)에 포함된 커패시터(330)에 지정된 전압(VDC)을 인가하는 것에 기반하여, 보상 임피던스(Xa)를 등가적으로 생성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전자 수신 장치(103)는, 정류 회로(240)의 출력 전압(VOUT)(및/또는 출력 전류(IOUT))을 의도한 크기(예: 5V)로 조정할 수 있다.
도 11은, 일 실시 예에 따른, 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103-1)는, 도 2a에서 설명한 무선 전력 수신 장치(103)와 비교할 때, 무선으로 전력을 수신하기 위한 복수의 코일들(225, 227)을 포함할 수 있다. 복수의 코일들(225, 227)) 각각은, 별도의 임피던스 보상 회로(231 또는 232)와 정류 회로(241 또는 242)를 통해 충전 회로(250)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 복수의 코일들(225, 227) 중 일 코일(225)을 통해 전력을 무선으로 수신할 경우, 제1임피던스 보상 회로(231)를 제어하여 제1전력 수신 회로(예컨대, 코일(225)와 커패시터(226)를 포함하는 회로)에 대한 임피던스를 보상할 수 있다. 제어 회로(220)는, 제1임피던스 보상 회로(231)의 제어에 따른 임피던스 보상을 통해, 제1정류 회로(241)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(220)는, 배터리(260)에 공급되는 전압 및/또는 전류를 일정하게 또는 지정된 레벨로 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제어 회로(220)는, 복수의 코일들(225, 227) 중 다른 코일(227)을 통해 무선으로 전력을 수신할 경우, 제2임피던스 보상 회로(232)를 제어하여 제2전력 수신 회로(예컨대, 코일(227)와 커패시터(228)를 포함하는 회로)에 대한 임피던스를 보상할 수 있다. 제어 회로(220)는, 제2임피던스 보상 회로(232)의 제어에 따른 임피던스 보상을 통해, 제2정류 회로(242)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정할 수 있다. 이를 통해, 제어 회로(220)는, 배터리(260)에 공급되는 전압 및/또는 전류를 일정하게 또는 지정된 레벨로 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1임피던스 보상 회로(231) 및 제2임피던스 보상 회로(232)를 제어하는 방법은, 상술한 임피던스 보상 회로(230)를 제어하는 동작과 동일 또는 유사하게 구현될 수 있다.
한편, 도 11에서는, 무선 전력 수신 장치(103-1)가 충전 회로(250)를 포함하도록 도시하고 있으나, 이는 단지 일 예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예컨대, 구현에 따라, 무선 전력 수신 장치(103-1)는, 도 2b와 도 2c와 같이 충전 회로(250)가 제거되거나 충전 회로(250) 대신 전압 변환 회로(255)를 포함할 수 있다.
하기에서 설명하는 도 12의 전자 장치(1201, 1202, 또는 1204)는 상술한 전자 장치(103, 103-1, 104, 또는 105)와 동일 또는 유사하게 구현될 수 있다.
도 12는, 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경을 나타내는 도면이다.
도 12은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1200) 내의 전자 장치(1201)의 블록도이다. 도 12을 참조하면, 네트워크 환경(1200)에서 전자 장치(1201)는 제 1 네트워크(1298)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1202)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1299)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1204) 또는 서버(1208) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1201)는 서버(1208)를 통하여 전자 장치(1204)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1201)는 프로세서(1220), 메모리(1230), 입력 모듈(1250), 음향 출력 모듈(1255), 디스플레이 모듈(1260), 오디오 모듈(1270), 센서 모듈(1276), 인터페이스(1277), 연결 단자(1278), 햅틱 모듈(1279), 카메라 모듈(1280), 전력 관리 모듈(1288), 배터리(1289), 통신 모듈(1290), 가입자 식별 모듈(1296), 또는 안테나 모듈(1297)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1201)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1278))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1276), 카메라 모듈(1280), 또는 안테나 모듈(1297))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1260))로 통합될 수 있다.
프로세서(1220)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1240))를 실행하여 프로세서(1220)에 연결된 전자 장치(1201)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1220)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1276) 또는 통신 모듈(1290))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1232)에 저장하고, 휘발성 메모리(1232)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1234)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1220)는 메인 프로세서(1221)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1223)(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(1201)가 메인 프로세서(1221) 및 보조 프로세서(1223)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1223)는 메인 프로세서(1221)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1223)는 메인 프로세서(1221)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1223)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1221)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1221)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1221)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1221)와 함께, 전자 장치(1201)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1260), 센서 모듈(1276), 또는 통신 모듈(1290))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1223)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1280) 또는 통신 모듈(1290))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1223)(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(1201) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1208))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(1230)는, 전자 장치(1201)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1220) 또는 센서 모듈(1276))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1240)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1230)는, 휘발성 메모리(1232) 또는 비휘발성 메모리(1234)를 포함할 수 있다.
프로그램(1240)은 메모리(1230)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1242), 미들 웨어(1244) 또는 어플리케이션(1246)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1250)은, 전자 장치(1201)의 구성요소(예: 프로세서(1220))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1201)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1250)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1255)은 음향 신호를 전자 장치(1201)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1255)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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1260)은 전자 장치(1201)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1260)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1260)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1270)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1270)은, 입력 모듈(1250)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1255), 또는 전자 장치(1201)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1202))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1276)은 전자 장치(1201)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1276)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(1277)는 전자 장치(1201)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1202))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1277)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1278)는, 그를 통해서 전자 장치(1201)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1202))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1278)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1279)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1279)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1280)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1280)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1288)은 전자 장치(1201)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1288)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1289)는 전자 장치(1201)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1289)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1290)은 전자 장치(1201)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1202), 전자 장치(1204), 또는 서버(1208)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1290)은 프로세서(1220)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1290)은 무선 통신 모듈(1292)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1294)(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(1298)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1299)(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(1204)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(1292)은 가입자 식별 모듈(1296)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1298) 또는 제 2 네트워크(1299)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1201)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1292)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(1292)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1292)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(1292)은 전자 장치(1201), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1204)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1299))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1292)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1297)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1297)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1297)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1298) 또는 제 2 네트워크(1299)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1290)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1290)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(1297)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1297)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 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.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1299)에 연결된 서버(1208)를 통해서 전자 장치(1201)와 외부의 전자 장치(1204)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1202, 또는 1204) 각각은 전자 장치(1201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1202, 1204, 또는 1208) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1201)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1201)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(1201)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1201)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(1201)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1204)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1208)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1204) 또는 서버(1208)는 제 2 네트워크(1299) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1201)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.
일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)는, 코일(221)을 포함하는 전력 수신 회로, 상기 전력 수신 회로와 전기적으로 연결된 임피던스 보상 회로(230), 상기 임피던스 보상 회로와 전기적으로 연결된 정류 회로(240), 상기 정류 회로와 전기적으로 연결된 배터리(260), 및 상기 임피던스 보상 회로, 상기 정류 회로, 상기 배터리와 전기적 및/또는 작동적으로 연결된 제어 회로(220)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류 회로를 제어하여, 상기 전력 수신 회로 및 상기 임피던스 보상 회로를 통해 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 전압과 상기 전류 중 상기 적어도 하나에 기반하여, 상기 임피던스 보상 회로를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 듀티 사이클에 기반하여 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로의 의해 출력되는 제1전압을 조정하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 제1전압의 크기 또는 상기 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여, 상기 정류 회로로부터 출력되는 상기 직류 전력의 상기 전압 또는 상기 전류의 크기를 조정하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 외부 전자 장치로부터 무선으로 상기 전력을 수신하는 중에, 상기 제1전압의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리에 지정된 전압과 지정된 전류를 가지는 전력을 제공하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로는 하프 브릿지 회로 또는 풀 브릿지 회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 전력 수신 회로로부터 상기 임피던스 보상 회로에 공급되는 교류 형태의 제1전류를 확인하도록 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 제1전류와 상기 제1전압 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 상기 하프 브릿지 회로 또는 상기 풀 브릿지 회로의 스위칭 타이밍을 제어하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 임피던스 보상 회로에 포함된 커패시터에 상기 제1전압과 동일한 크기의 전압을 공급하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 정류 회로는 LDO(low dropout) 레귤레이터를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치는, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력을 상기 배터리로 공급하는 충전 회로를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 충전 회로는, LDO(low dropout) 레귤레이터를 포함하지 않거나 또는 상기 듀티 사이클의 제어를 통한 레귤레이션 기능을 수행하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 충전 회로는, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력의 전압을 변환하는 스위치드 커패시터(switched capacitor(SC)) 컨버터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력을 상기 배터리에 직접 공급하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 포함된 정류 회로(240)를 제어하여, 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전압과 상기 전류 중 상기 적어도 하나에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 보상 회로(230)를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 듀티 사이클에 기반하여 상기 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로에 의해 출력되는 제1전압을 조정하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전자 장치에 포함된 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 제1전압의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여, 상기 정류 회로로부터 출력되는 상기 직류 전력의 상기 전압 또는 상기 전류의 크기를 조정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 외부 전자 장치로부터 무선으로 상기 전력을 수신하는 중에, 상기 제1전압의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리에 지정된 전압과 지정된 전류를 가지는 전력을 제공하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 임피던스 보상 회로는 하프 브릿지 회로 또는 풀 브릿지 회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1전압의 상기 크기 또는 상기 듀티 사이클 중 상기 적어도 하나를 결정하는 동작은, 상기 전력 수신 회로로부터 상기 임피던스 보상 회로에 공급되는 교류 형태의 제1전류를 확인하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제1전압의 상기 크기 또는 상기 듀티 사이클 중 상기 적어도 하나를 결정하는 동작은, 상기 제1전류와 상기 제1전압 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 상기 하프 브릿지 회로 또는 상기 풀 브릿지 회로의 스위칭 타이밍을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1전압의 상기 크기 또는 상기 듀티 사이클 중 상기 적어도 하나를 결정하는 동작은, 상기 임피던스 보상 회로에 포함된 커패시터에 상기 제1전압과 동일한 크기의 전압을 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 정류 회로는 LDO(low dropout) 레귤레이터를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치는, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력을 상기 배터리로 공급하는 충전 회로를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 충전 회로는, LDO(low dropout) 레귤레이터를 포함하지 않거나 또는 상기 듀티 사이클의 제어를 통한 레귤레이션 기능을 수행하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 충전 회로는, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력의 전압을 변환하는 스위치드 커패시터(switched capacitor(SC)) 컨버터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력을 상기 배터리에 직접 공급하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 개시내용은 다양한 예시적인 실시예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 다양한 예시적인 실시예는 예시적인 것으로 의도된 것이지 제한적이지 않음이 이해될 것이다. 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물을 포함하는 본 발명의 진정한 사상 및 전체 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에 의해 추가로 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에 기재된 임의의 실시예(들)는 본 명세서에 기재된 임의의 다른 실시예(들)와 함께 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103, 103-1, 104, 105)에 있어서,
    코일(221)을 포함하는 전력 수신 회로;
    상기 전력 수신 회로와 전기적으로 연결된 임피던스 보상 회로(230);
    상기 임피던스 보상 회로와 전기적으로 연결된 정류 회로(240);
    상기 정류 회로와 전기적으로 연결된 배터리(260); 및
    상기 임피던스 보상 회로, 상기 정류 회로, 상기 배터리와 전기적 및/또는 작동적으로 연결된 제어 회로(220)를 포함하고, 상기 제어 회로는,
    상기 정류 회로를 제어하여, 상기 전력 수신 회로 및 상기 임피던스 보상 회로를 통해 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하고,
    상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 확인하고,
    상기 전압과 상기 전류 중 상기 적어도 하나에 기반하여, 상기 임피던스 보상 회로를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하고,
    상기 듀티 사이클에 기반하여 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로의 의해 출력되는 제1전압을 조정하도록 설정되고,
    상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상되는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제1전압의 크기 또는 상기 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여, 상기 정류 회로로부터 출력되는 상기 직류 전력의 상기 전압 및/또는 상기 전류의 크기를 조정하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 외부 전자 장치로부터 무선으로 상기 전력을 수신하는 중에, 상기 제1전압의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리에 지정된 전압과 지정된 전류를 가지는 전력을 제공하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임피던스 보상 회로는 하프 브릿지 회로 또는 풀 브릿지 회로를 포함하는 전자 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 전력 수신 회로로부터 상기 임피던스 보상 회로에 공급되는 교류 형태의 제1전류를 확인하고,
    상기 제1전류와 상기 제1전압 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 상기 하프 브릿지 회로 또는 상기 풀 브릿지 회로의 스위칭 타이밍을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 임피던스 보상 회로에 포함된 커패시터에 상기 제1전압과 동일한 크기의 전압을 공급하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정류 회로는 LDO(low dropout) 레귤레이터를 포함하지 않는 전자 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정류 회로로부터 출력된 전력을 상기 배터리로 공급하는 충전 회로를 더 포함하고,
    상기 충전 회로는, LDO(low dropout) 레귤레이터를 포함하지 않거나 또는 상기 듀티 사이클의 제어를 통한 레귤레이션 기능을 수행하지 않는 전자 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 회로는, 상기 정류 회로로부터 출력된 전력의 전압을 변환하는 스위치드 커패시터(switched capacitor(SC)) 컨버터를 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 정류 회로로부터 출력된 전력을 상기 배터리에 직접 공급하도록 설정된 전자 장치.
  11. 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)의 동작 방법에 있어서,
    상기 전자 장치에 포함된 정류 회로(240)를 제어하여, 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력을 직류 전력으로 정류하는 동작;
    상기 정류된 직류 전력의 전압과 전류를 확인하는 동작;
    상기 전압과 상기 전류에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 임피던스 보상 회로(230)를 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 사이클을 결정하는 동작; 및
    상기 듀티 사이클에 기반하여 상기 임피던스 보상 회로를 제어함으로써 상기 임피던스 보상 회로에 의해 출력되는 제1전압을 조정하는 동작을 포함하고,
    상기 임피던스 보상 회로의 상기 조정된 제1전압에 기반하여 상기 전자 장치에 포함된 전력 수신 회로에 대한 임피던스가 보상되는 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1전압의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여, 상기 정류 회로로부터 출력되는 상기 직류 전력의 상기 전압 및/또는 상기 전류의 크기를 조정하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로부터 무선으로 상기 전력을 수신하는 중에, 상기 제1전압의 크기 또는 듀티 사이클 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리에 지정된 전압과 지정된 전류를 가지는 전력을 제공하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임피던스 보상 회로는 하프 브릿지 회로 또는 풀 브릿지 회로를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1전압의 상기 크기 또는 상기 듀티 사이클 중 상기 적어도 하나를 결정하는 동작은,
    상기 전력 수신 회로로부터 상기 임피던스 보상 회로에 공급되는 교류 형태의 제1전류를 확인하는 동작; 및
    상기 제1전류와 상기 제1전압 사이의 위상차가 90도 또는 -90도가 되도록 상기 하프 브릿지 회로 또는 상기 풀 브릿지 회로의 스위칭 타이밍을 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
PCT/KR2023/008971 2022-06-28 2023-06-27 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법 WO2024005515A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/343,511 US20230420993A1 (en) 2022-06-28 2023-06-28 Electronic device for wirelessly receiving power and method of operating the same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220079177 2022-06-28
KR10-2022-0079177 2022-06-28
KR1020220110066A KR20240002112A (ko) 2022-06-28 2022-08-31 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법
KR10-2022-0110066 2022-08-31

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/343,511 Continuation US20230420993A1 (en) 2022-06-28 2023-06-28 Electronic device for wirelessly receiving power and method of operating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024005515A1 true WO2024005515A1 (ko) 2024-01-04

Family

ID=89381008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/008971 WO2024005515A1 (ko) 2022-06-28 2023-06-27 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024005515A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100277003A1 (en) * 2009-03-20 2010-11-04 Qualcomm Incorporated Adaptive impedance tuning in wireless power transmission
KR20160065866A (ko) * 2013-10-17 2016-06-09 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 무선 전력 통신
KR20200114847A (ko) * 2019-03-29 2020-10-07 삼성전자주식회사 적응형 임피던스 매칭을 수행하기 위한 방법, 전자 장치 및 저장 매체
KR20200124036A (ko) * 2019-04-23 2020-11-02 삼성전자주식회사 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 그 동작 방법
EP3843239A1 (en) * 2018-12-06 2021-06-30 Huawei Technologies Co., Ltd. Receiving end and transmitting end for wireless charging system, method, electrical terminal, and wireless charging system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100277003A1 (en) * 2009-03-20 2010-11-04 Qualcomm Incorporated Adaptive impedance tuning in wireless power transmission
KR20160065866A (ko) * 2013-10-17 2016-06-09 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 무선 전력 통신
EP3843239A1 (en) * 2018-12-06 2021-06-30 Huawei Technologies Co., Ltd. Receiving end and transmitting end for wireless charging system, method, electrical terminal, and wireless charging system
KR20200114847A (ko) * 2019-03-29 2020-10-07 삼성전자주식회사 적응형 임피던스 매칭을 수행하기 위한 방법, 전자 장치 및 저장 매체
KR20200124036A (ko) * 2019-04-23 2020-11-02 삼성전자주식회사 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 그 동작 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021230598A1 (en) Electronic device for wirelessly transmitting or receiving power and method for operating the same
WO2020085865A1 (ko) 무선으로 전력을 송신하거나 수신하기 위한 전자 장치 및 방법
WO2022114615A1 (ko) 전력 송신 장치, 및 그 전력 송신 장치 및 전력 수신 장치를 포함하는 시스템의 최대 효율 동작 점 추적 방법
WO2021141273A1 (en) Wireless charging method and system for detecting foreign material during wireless charging
WO2023033315A1 (ko) 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치, 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법
WO2024005515A1 (ko) 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2022203240A1 (ko) 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 송신 방법
WO2022164194A1 (ko) 무선으로 전력을 송신하거나, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법
WO2022154391A1 (ko) 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치와 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치 및 그 동작 방법
WO2022045685A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치에서 적응적 동작 전압 기반의 무선 전력 전송 방법
WO2022055121A1 (ko) 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 그 동작 방법
WO2023243847A1 (ko) 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2024063430A1 (ko) 컨버터의 출력 전압을 결정하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2022158693A1 (ko) 정류기로 제공되는 전력의 위상차를 제어하는 전자 장치 및 그 제어 방법
WO2024034816A1 (ko) 전력을 무선으로 송신하고 수신하는 전자 장치 및 그 동작 방법
WO2022131676A1 (ko) 충전 회로의 출력 전류를 안정화하는 전자 장치 및 그 제어 방법
WO2023234548A1 (ko) 위상 검출기를 포함하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2024034872A1 (ko) 복수의 코일들을 포함하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2022197067A1 (ko) 복수 개의 전력 공급 인터페이스를 포함하는 전력 전송 장치의 출력 전력 제어 방법 및 그 전력 전송 장치
WO2023146112A1 (ko) 무선 전력 송신 장치의 이물질 검출 방법
WO2024025164A1 (ko) 제2전자 장치로부터 전력을 수신하는 제1전자 장치와 이의 동작 방법, 및 상기 제1전자 장치로 전력을 전송하는 제2전자 장치
WO2024005328A1 (ko) 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2022098000A1 (ko) 안테나 모듈 간의 ｄｃｄｃ 컨버터 공유 방법 및 장치
WO2022186561A1 (ko) 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2024035139A1 (ko) 병렬 스위칭 구조를 이용한 무선 충전을 지원하는 전자 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23831874

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1