KR102066369B1

KR102066369B1 - 후속 수신기의 무선 전력 충전을 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102066369B1
Application number: KR1020187037525A
Authority: KR
Inventors: 프란세스코 카로보란트; 노박 3세 윌리엄 헨리 본
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2020-01-14
Also published as: US20180006495A1; EP3479457B1; JP6696008B2; EP3479457A1; CA3025013A1; US10199871B2; WO2018004971A1; TW201817126A; BR112018076572A2; CN109478802B; KR20190025567A; CN109478802A; JP2019520024A

Abstract

복수의 충전가능 디바이스들로 무선 전력의 송신을 위한 장치 및 방법. 장치 및 방법은 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한 전력을 무선으로 송신하기 위해 제 1 레벨에서의 전류를 사용하도록 구성된 전력 송신 엘리먼트를 포함하는 무선 전력 송신기를 포함하고 제공한다. 장치 및 방법은 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하고, 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 제 1 레벨로부터 디폴트 레벨로 전류를 조정하는 제어기를 더 포함하고 제공한다.

Description

후속 수신기의 무선 전력 충전을 위한 장치 및 방법

설명된 기술은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 개시는 무선 전력 자기장에서의 후속 수신기를 수용하는 것의 검출과 관련된 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 지향된다.

증가하는 수의 및 다양한 전자 디바이스들이 재충전가능한 배터리들을 통해 전력이 공급된다. 그러한 디바이스들은 이동 전화들, 휴대용 음악 재생기들, 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, BLUETOOTH 디바이스들), 디지털 카메라들, 청각 보조기들 등을 포함한다. 배터리 기술이 개선된 반면, 배터리에 의해 전력이 공급되는 전자 디바이스들은 점점더 더 큰 양들의 전력을 요구 및 소비한다. 재충전가능한 디바이스들은 종종 전원공급장치에 물리적으로 연결되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 요구하는 유선 연결들을 통해 충전된다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 때때로 불편하거나 성가실 수도 있고 다른 단점들을 가질 수도 있다. 무선 전력 충전 시스템들은, 예를 들어, 사용자들이 물리적, 전기적 연결들 없이 전자 디바이스들을 충전 및/또는 전력 공급하는 것을 허용하여, 전자 디바이스들의 동작을 위해 필요한 컴포넌트들의 수를 감소시키고, 전자 디바이스의 사용을 단순화한다. 이와 같이, 재충전가능한 전자 디바이스들을 충전하기 위해 전력을 효율적이고 안전하게 전송하는 무선 충전 시스템들 및 방법들이 바람직하다. 무선 전력 전송 시스템들은 전력 송신 유닛 (예를 들어, 충전 디바이스 또는 송신기) 및 충전될 하나 이상의 전력 수신 유닛들 (예를 들어, 셀폰, 랩톱 등) 을 포함한다. 수신 유닛들은 수신 유닛들에 커플링된 하드웨어 및 회로에 전력을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 송신 유닛에 의해 송신된 전력 레벨은 수신 유닛들에 바람직하거나 충분한 전력을 이롭게 제공하기 위해 조정될 수도 있다. 송신 전력 레벨은 여러 수신 유닛들의 구성들의 검출 시에 재조정될 필요가 있을 수도 있다.

전력을 무선으로 전송하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한 전력을 무선으로 송신하기 위해 제 1 레벨에서의 전류를 사용하도록 구성된 전력 송신 엘리먼트를 포함하는 무선 전력 송신기를 포함한다. 장치는 전력 송신 엘리먼트에 동작가능하게 커플링되고 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 제어기는 또한 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 제 1 레벨로부터 디폴트 레벨로 전류를 조정하도록 구성된다.

전력을 무선으로 전송하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 전력 송신 엘리먼트의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한, 제 1 레벨에서의 전류를 사용하여, 전력 송신 엘리먼트로부터 전력을 무선으로 송신하는 단계를 포함한다. 방법은 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 단계를 더 포함한다. 방법은 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 제 1 레벨로부터 디폴트 레벨로 전류를 조정하는 단계를 더 포함한다.

전력을 무선으로 전송하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 전력 송신 엘리먼트의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한, 제 1 레벨에서의 전류를 사용하여, 전력 송신 엘리먼트로부터 전력을 무선으로 송신하는 수단을 포함한다. 장치는 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 수단을 더 포함한다. 장치는 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 제 1 레벨로부터 디폴트 레벨로 전류를 조정하는 수단을 더 포함한다.

비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 제공된다. 매체는 실행될 때 장치로 하여금, 전력 송신 엘리먼트의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한, 제 1 레벨에서의 전류를 사용하여, 전력 송신 엘리먼트로부터 전력을 무선으로 송신하게 하는 코드를 포함한다. 매체는 실행될 때 장치로 하여금 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하게 하는 코드를 더 포함한다. 매체는 실행될 때 장치로 하여금 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 제 1 레벨로부터 디폴트 레벨로 전류를 조정하게 하는 코드를 더 포함한다.

도 1 은 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 전송 시스템의 기능 블록도이다.
도 2 는 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 전송 시스템의 기능 블록도이다.
도 3 은 예시적인 실시형태에 따른 전력 송신 또는 수신 엘리먼트를 포함하는 도 2 의 송신 회로 또는 수신 회로의 부분의 개략도이다.
도 4 는 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 송신기 및 수신기들을 포함하는 무선 전력 전송 시스템을 도시한다.
도 5 는 예시적인 실시형태에 따른 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 송신기의 기능 블록도이다.
도 6 은 예시적인 실시형태에 따른 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 수신기의 기능 블록도이다.
도 7 은 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 송신기의 송신 전류 타이밍도이다.
도 8 은 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 송신기에 대한 전류 레벨들을 조정하는 예시적인 프로세스의 플로우챠트이다.
도 9 는 예시적인 실시형태에 따른, 전력을 무선으로 전송하기 위한 예시적인 방법의 플로우챠트이다.
도면들에서 예시된 여러 특징들은 일정한 비율로 도시되지 않을 수도 있다. 이에 따라, 여러 특징들의 치수들은 명확성을 위해 임의적으로 확대 또는 감소될 수도 있다. 또한, 도면들 중 일부는 주어진 시스템, 방법 또는 디바이스의 컴포넌트들 전부를 묘사하지 않을 수도 있다. 마지막으로, 동일한 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전체에 걸쳐 동일한 특징들을 나타내기 위해 사용될 수도 있다.

첨부된 도면과 관련하여 아래에 진술된 상세한 설명은 소정의 구현들의 설명으로서 의도되고, 실시형태들이 실시될 수도 있는 유일한 구현들을 나타내도록 의도되지 않는다. 본 설명 전체에 걸쳐 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 예시, 또는 설명으로서 작용하는" 을 의미하고, 반드시 다른 예시적인 구현들에 비해 바람직하다거나 이로운 것으로서 해석되지는 않아야 한다. 상세한 설명은 개시된 구현들의 철저한 이해를 제공할 목적으로 특정의 상세들을 포함한다. 일부 예시들에서, 일부 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.

다음의 도면들 중에 공통인 도면 엘리먼트들은 동일한 참조 번호들을 사용하여 식별될 수도 있다.

무선 전력 전송은 물리적인 전기 컨덕터들의 이용 없이 송신기로부터 수신기로 전기장들, 자기장들, 전자기장들, 또는 다른 것과 연관된 임의의 형태의 에너지를 전송하는 것을 지칭할 수도 있다 (예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다). 무선 필드 (wireless field) (예를 들어, 자기장 또는 전자기장) 로 출력된 전력은 전력 전송을 달성하기 위해 "전력 수신 엘리먼트" 에 의해 수신되거나, 캡처되거나, 또는 커플링될 수도 있다.

느슨하게 커플링된 무선 전력 전송 시스템들은 전력 송신 유닛 (예를 들어, 충전 디바이스 또는 송신기) 및 충전될 하나 이상의 전력 수신 유닛들 (예를 들어, 셀폰, 랩톱 등) 을 포함한다. 전력 수신 유닛이 전력 송신 유닛으로부터의 전송된 전력을 수신하는 경우, 송신기 전력 전류의 레벨은 이롭게 위치된 전력 수신 유닛에 대해 과도하게 높을 수도 있다. 따라서, 전력 송신 유닛은 송신 전력 전류 레벨을 감소시킬 수도 있다. 그러나, 감소된 송신 전력 전류 레벨은 무선 전력 전송 시스템에 조인하기를 희망하는 후속 추가 전력 수신 유닛에 대해 불충분할 수도 있다. 이와 같이, 후속 추가 전력 수신 유닛이 전력 송신 유닛에 의해 확인응답되고 적절하게 충전되는 것을 가능하게 하기 위해 후속 추가 전력 수신 유닛으로 충분한 전력을 제공하는 것이 바람직하다.

도 1 은 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 기능 블록도이다. 에너지 전송을 수행하기 위한 무선 (예를 들어, 자기 또는 전자기) 필드 (105) 를 생성하기 위해, 전력 소스 (이 도면에 도시되지 않음) 로부터 송신기 (104) 로 입력 전력 (102) 이 제공될 수도 있다. 수신기 (108) 는 무선 필드 (105) 에 커플링되고, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (이 도면에 도시되지 않음) 에 의한 저장 또는 소비를 위한 출력 전력 (110) 을 생성할 수도 있다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 거리 (112) 만큼 분리될 수도 있다. 송신기 (104) 는 수신기 (108) 로 에너지를 송신/커플링하기 위한 전력 송신 엘리먼트 (114) 를 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 는 송신기 (104) 로부터 송신된 에너지를 수신 또는 캡쳐링/커플링하기 위한 전력 수신 엘리먼트 (118) 를 포함할 수도 있다.

하나의 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성될 수도 있다. 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 또는 매우 가까울 때, 송신기 (108) 와 수신기 (104) 사이의 송신 손실들은 감소된다. 이와 같이, 무선 전력 전송은 더 큰 거리들에 걸쳐 제공될 수도 있다. 따라서, 공진 유도성 커플링 기법들은 다양한 거리들에 걸쳐 그리고 다양한 유도성 전력 송신 및 수신 엘리먼트 구성들로 개선된 효율 및 전력 전송을 가능하게 할 수도 있다.

소정의 실시형태들에서, 무선 필드 (105) 는 송신기 (104) 의 "근거리장 (near field)" 에 대응할 수도 있다. 근거리장은 전력을 전력 송신 엘리먼트 (114) 로부터 멀리 최소로 방사하는, 전력 송신 엘리먼트 (114) 에서의 전류들 및 전하들로부터 발생되는 강한 리액티브 (reactive) 필드들이 존재하는 구역에 대응할 수도 있다. 근거리장은 전력 송신 엘리먼트 (114) 의 대략 하나의 파장 (또는 그 일부) 내에 있는 구역에 대응할 수도 있다.

소정의 실시형태들에서, 전자기파에서의 에너지의 대부분을 원거리장으로 전파하기보다는, 무선 필드 (105) 에서의 에너지의 많은 부분을 전력 수신 엘리먼트 (118) 에 커플링함으로써, 효율적인 에너지 전송이 발생할 수도 있다.

소정의 구현들에서, 송신기 (104) 는 전력 송신 엘리먼트 (114) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 시변 자기 (또는 전자기) 장을 출력할 수도 있다. 수신기 (108) 가 무선 필드 (105) 내에 존재하는 경우, 시변 자기 (또는 전자기) 장은 전력 수신 엘리먼트 (118) 에서 전류를 유도할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 전력 수신 엘리먼트 (118) 가 전력 송신 엘리먼트 (114) 의 주파수에서 공진하는 공진 회로로서 구성된다면, 에너지는 효율적으로 전송될 수도 있다. 전력 수신 엘리먼트 (118) 에서 유도된 교류 (AC) 신호는 부하를 충전하거나 부하에 전력을 공급하기 위해 제공될 수도 있는 직류 (DC) 신호를 생성하기 위해 정류될 수도 있다.

도 2 는 다른 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 전송 시스템 (200) 의 기능적 블록 다이어그램이다. 시스템 (200) 은 송신기 (204) 및 수신기 (208) 를 포함할 수도 있다. (여기서 전력 전송 유닛 (PTU) 으로서도 지칭되는) 송신기 (204) 는 오실레이터 (222), 드라이버 회로 (224), 그리고 전단 회로 (226) 를 포함할 수도 있는 송신 회로부 (206) 를 포함할 수도 있다. 오실레이터 (222) 는 주파수 제어 신호 (223) 에 응답하여 조정할 수도 있는 원하는 주파수에서 오실레이터 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 오실레이터 (222) 는 그 오실레이터 신호를 드라이버 회로 (224) 에 제공할 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는, 예를 들어, 입력 전압 신호 (VD; 225) 에 기초하여 전력 송신 엘리먼트 (214) 의 공진 주파수에서 전력 송신 엘리먼트 (214) 를 구동하도록 구성될 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는 오실레이터 (222) 로부터 구형파를 수신하고 사인파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다.

전단 회로 (226) 는 고조파들 또는 다른 원하지 않는 주파수들을 필터링하도록 구성된 필터 회로를 포함할 수도 있다. 전단 회로 (226) 는 송신기 (204) 의 임피던스를 전력 송신 엘리먼트 (214) 의 임피던스에 정합시키도록 구성된 정합 회로를 포함할 수도 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 전단 회로 (226) 는 전력 송신 엘리먼트 (214) 와 함께 공진 회로를 생성하는 튜닝 회로를 포함할 수도 있다. 전력 송신 엘리먼트 (214) 를 구동한 결과로서, 전력 송신 엘리먼트 (214) 는 배터리 (236) 를 충전하기에, 또는 부하에 전력을 공급하기에 충분한 레벨로 전력을 무선으로 출력하기 위해 무선 필드 (205) 를 생성할 수도 있다.

송신기 (204) 는 송신 회로부 (206) 에 동작가능하게 커플링되고 송신 회로부 (206) 의 하나 이상의 양태들을 제어하거나, 전력의 전송을 관리하는 것과 관련한 다른 동작들을 달성하도록 구성된 제어기 (240) 를 더 포함할 수도 있다. 제어기 (240) 는 마이크로제어기 또는 프로세서일 수도 있다. 제어기 (240) 는 주문형 반도체 (ASIC) 으로서 구현될 수도 있다. 제어기 (240) 는 송신 회로부 (206) 의 각각의 컴포넌트에 직접 또는 간접으로 동작가능하게 연결될 수도 있다. 제어기 (240) 는 또한 송신 회로부 (206) 의 컴포넌트들 각각으로부터 정보를 수신하고 그 수신된 정보에 기초하여 계산들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (240) 는 해당 컴포넌트의 동작을 조정할 수도 있는, 컴포넌트들 각각에 대한 제어 신호들 (예를 들어, 주파수 제어 신호 (223)) 을 생성하도록 구성될 수도 있다. 이와 같이, 제어기 (240) 는 그것에 의해 수행된 동작들의 결과에 기초하여 전력 전송을 조정 또는 관리하도록 구성될 수도 있다. 송신기 (204) 는 예를 들어 제어기 (240) 로 하여금 무선 전력 전송의 관리와 관련된 기능들과 같은 특정의 기능들을 수행하게 하기 위한 명령들과 같은 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 (미도시) 를 더 포함할 수도 있다.

(여기서 전력 수신 유닛 (PRU) 로서도 지칭되는) 수신기 (208) 는 전단 회로 (232) 및 정류기 회로 (234) 를 포함할 수도 있는 수신 회로부 (210) 를 포함할 수도 있다. 전단 회로 (232) 는 수신 회로부 (210) 의 임피던스를 전력 수신 엘리먼트 (218) 의 임피던스에 정합시키도록 구성된 정합 회로부를 포함할 수도 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 전단 회로 (232) 는 전력 수신 엘리먼트 (218) 와 함께 공진 회로를 생성하는 튜닝 회로를 더 포함할 수도 있다. 정류기 회로 (234) 는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 배터리 (236) 를 충전하기 위해 AC 전력 입력으로부터 DC 전력 출력을 생성할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 별도의 통신 채널 (219) (예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 상에서 부가적으로 통신할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 대안적으로, 무선 필드 (205) 의 특성들을 이용하여 대역내 시그널링을 통해 통신할 수도 있다.

수신기 (208) 는 송신기 (204) 에 의해 송신되고 수신기 (208) 에 의해 수신되는 전력의 양이 배터리 (236) 를 충전하기에 적절한지 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다. 소정의 실시형태들에서, 송신기 (204) 는 에너지 전송을 제공하기 위한 다이렉트 필드 커플링 계수 (k) 를 갖는 지배적 비방사 필드를 생성하도록 구성될 수도 있다. 수신기 (208) 는 무선 필드 (205) 에 직접 커플링할 수도 있고, 출력 또는 수신 회로부 (210) 에 커플링된 배터리 (또는 부하) (236) 에 의한 저장 또는 소비를 위해 출력 전력을 생성할 수도 있다.

수신기 (208) 는 무선 전력 수신기 (208) 의 하나 이상의 양태들을 관리하기 위해 상술된 바와 같은 송신 제어기 (240) 와 유사하게 구성된 제어기 (250) 를 더 포함할 수도 있다. 수신기 (208) 는 예를 들어 제어기 (250) 로 하여금 무선 전력 전송의 관리와 관련된 기능들과 같은 특정의 기능들을 수행하게 하기 위한 명령들과 같은 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 (미도시) 를 더 포함할 수도 있다.

상술된 바와 같이, 송신기 (204) 및 수신기 (208) 는 소정 거리 만큼 분리될 수도 있고, 송신기 (204) 와 수신기 (208) 사이의 송신 손실들을 최소화하기 위해 상호 공진 관계에 따라 구성될 수도 있다.

도 3 은 예시적인 실시형태들에 따른, 도 2 의 송신 회로부 (206) 또는 수신 회로부 (210) 의 일 부분의 개략 다이어그램이다. 도 3 에 예시된 바와 같이, 송신 또는 수신 회로부 (350) 는 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 및 튜닝 회로 (360) 를 포함할 수도 있다. 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 는 또한 안테나 또는 "루프" 엘리먼트로서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 용어들 "전력 송신 엘리먼터" 및 "전력 수신 엘리먼트" 는 일반적으로 다른 안테나 또는 엘리먼트에의 커플링을 위해 에너지를 각각 무선으로 출력 또는 수신할 수도 있는 컴포넌트들을 지칭한다. 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 는 또한 "자기" 안테나, 또는 유도 코일, 공진기, 또는 공진기의 일부로서 본 명세서에서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 는 또한 전력을 무선으로 출력하거나 또는 수신하도록 구성되는 타입의 코일 또는 공진기로서 지칭될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 는 전력을 무선으로 출력 및/또는 수신하도록 구성되는 타입의 "전력 전송 컴포넌트" 의 일 예이다. 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 는 페라이트 코어 (이 도면에서는 미도시) 와 같은 물리적 코어 또는 에어 코어를 포함할 수도 있다.

전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 가 튜닝 회로 (360) 와 함께 공진 회로 또는 공진기로서 구성되는 경우, 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초할 수도 있다. 인덕턴스는 단순히 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 를 형성하는 코일 및/또는 다른 인덕터에 의해 생성된 인덕턴스일 수도 있다. 커패시턴스 (예를 들어, 커패시터) 는 원하는 공진 주파수에서의 공진 구조를 생성하기 위해 튜닝 회로 (360) 에 의해 제공될 수도 있다. 비제한적 예로서, 튜닝 회로 (360) 는 공진 회로를 생성하기 위해 송신 및/또는 수신 회로부 (350) 에 추가될 수도 있는 커패시터 (354) 및 커패시터 (356) 를 포함할 수도 있다.

튜닝 회로 (360) 는 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 와 함께 공진 회로를 형성하기 위한 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 다른 비제한적인 예로서, 튜닝 회로 (360) 는 송신 및/또는 수신 회로부 (350) 의 2 개의 단자들 사이에 병렬로 배치된 커패시터 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 여전히 다른 설계들이 가능하다. 일부 실시형태들에서, 전단 회로 (226) 내의 튜닝 회로는 전단 회로 (232) 내의 튜닝 회로와 동일한 설계 (예를 들어, 360) 를 가질 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 전단 회로 (226) 는 전단 회로 (232) 에서와는 상이한 튜닝 회로 설계를 사용할 수도 있다.

전력 송신 엘리먼트들의 경우, 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 가 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 에 대한 입력일 수도 있다. 전력 수신 엘리먼트들의 경우, 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 가 전력 송신 또는 수신 엘리먼트 (352) 로부터의 출력일 수도 있다. 여기에 개시된 양태들은 일반적으로 공진 무선 전력 전송으로 지향될 수도 있지만, 통상의 기술자들은 여기에 개시된 양태들이 무선 전력 전송을 위한 비공진 구현들에서 사용될 수도 있다는 것을 인정할 것이다.

도 4 는 예시적인 실시형태에 따른 전력 송신 유닛 "PTU" (404) (예를 들어, 무선 충전을 제공하는 전력 송신 유닛) 및 하나 이상의 전력 수신 유닛들 "PRUs" (484) (예를 들어, 무선 충전가능 디바이스들인 전력 수신 유닛들) 을 포함하는 무선 전력 전송 시스템 (480) 을 도시한다. PTU (404) 는 이하에 충전 영역 (406) 으로서 지칭되는 공간 또는 영역 주위에 자기장 에너지를 생성할 수도 있다. 그 자기장 에너지는 PRU (484) 에 커플링한다. PRU (484) 는 PTU (404) 로부터 수신된 자기장 에너지를 전기 에너지로 변환할 수도 있다. PRU (484) 들은 셀룰러 폰들, 휴대용 음악 재생기들, 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 컴퓨터 주변 디바이스들, 통신 디바이스들 (예를 들어, 블루투스 헤드셋들), 디지털 카메라들, 청각 보조기들 (및 다른 의료 디바이스들) 등과 같은 디바이스들을 포함할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, PRU (484) 는 전기 에너지를 인출하는, 충전될 디바이스에 연결될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 그 충전될 디바이스는 PRU (484) 로 통합될 수도 있다. PRU (484) 는 PRU (484) 를 충전할 목적으로 PTU (404) 상에 배치될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, PTU (404) 및 PRU (484) 는 블루투스 저에너지 (BLE) 링크를 통해 통신할 수도 있다.

하나의 실시형태에서, 무선 전력 전송 시스템 (480) 은 더 작은 엘리먼트 또는 안테나로 구성될 수도 있는 불리한 (disadvantaged) PRU (486) (예를 들어, 헤드폰들, 사물 인터넷 (IOT) 디바이스들, 스마트폰 등) 를 더 포함한다. 불리한 PRU (486) 는 또한 자기장을 평균화할 더 작은 영역을 의미하는 더 작은 수신 코일을 갖는 더 작은 디바이스로서 구성될 수도 있다. 대안적으로, 불리한 PRU (486) 는 PTU (404) 내의 덜 바람직한 로케이션에 배열되는, 예를 들어, PTU (404) 에 의해 생성된 자기장 에너지의 주변부 영역 근처에 위치되는 PRU (484) 와 유사한 디바이스일 수도 있다. 불리한 PRU (486) 는 자기장에서의 더 많은 변동 및 결과적으로 불리한 PRU (486) 에서 생성된 전압에서의 더 넓은 변동을 관찰할 수도 있다. 이에 따라, 비균일한 필드들 및 동작 전류의 극단들에서, 불리한 PRU (486) 는 불리한 PRU (486) 가 부팅 (booting) 할 수 없을 정도로 매우 낮은 전압들, 또는 불리한 PRU (486) 가 손상될 수 있을 정도로 매우 높은 전압들을 볼 수도 있다.

이하에 더 설명된 하나의 실시형태에서, PTU (404) 는 송신 전류를 조정하여 자기장 에너지의 강도를 증가시켜, PRU (486) 가 부팅하고 PTU (404) 와 통신하는 것을 허용하도록 구성된다. 일단 PTU (404) 와 PRU (486) 사이의 통신이 확립되면, PRU (486) 는 바람직한 무선 충전을 위해 자기장 에너지의 바람직한 강도를 협상할 수도 있다.

도 5 는 예시적인 실시형태들에 따른 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 (PTU (404) 와 같은) PTU (504) 의 기능 블록도이다. PTU (504) 는 빌딩 내에 존재하는 AC 전력을 변환하는 다수의 전원들 (예를 들어, AC-DC 변환기 (미도시)), DC 전원을 PTU (504) 에 적합한 전압으로 변환하는 DC-DC 변환기 (미도시) 를 통해, 또는 종래의 DC 전원 (미도시) 으로부터 직접 전력을 수신할 수도 있다.

PTU (504) 는 충전 영역으로서 지칭되는 공간 또는 영역 주위에 전자기 또는 자기장 에너지를 생성하기 위한 전력 송신 엘리먼트 (514) 를 포함할 수도 있다. 전력 송신 엘리먼트 (514) 는 송신 코일 (예를 들어, 유도 코일), 또는 무선으로 전력을 출력하기 위한 임의의 다른 적합한 디바이스이고, 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들에 전력을 제공하기에 충분한 전력을 무선으로 송신하기 위해 여러 레벨들에서의 전류를 사용하도록 구성될 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 전력 송신 엘리먼트 (514) (또는 다른 안테나) 는 충전 영역 내, 근처, 또는 주위의 수신기 디바이스 (예를 들어, PRU ) 로 전력을 송신할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 전력 송신 엘리먼트 (514) (또는 다른 안테나) 는 PRU 가 수신한 전력의 양에 관한 PRU 로부터의 확인응답을 수신할 수도 있다. 전력 송신 엘리먼트 (514) (또는 다른 안테나) 는 또한 이하에 기술되는 바와 같이 PRU 의 여러 능력들 및 사양들에 대한 정보를 PRU 로부터 수신할 수도 있다. 전력 송신 엘리먼트 (514) (또는 다른 안테나) 는 또한 PRU 가 완전히 또는 부분적으로 충전되어 있다는 확인을 PRU 로부터 수신할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 전력 송신 엘리먼트 (514) (또는 다른 안테나) 는 블루투스 저에너지 (BLE) 링크를 통해 PRU 와 통신할 수도 있다.

PTU (504) 는 송신 회로부 (506) 를 더 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (506) 는 오실레이팅 신호들 (예를 들어, AC 신호들) 을 생성하기 위한 오실레이터 (523) 를 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (506) 는 AC 신호들을 통해 전력 송신 엘리먼트 (514) 로 AC 전력을 제공하여, 전력 송신 엘리먼트 (514) 주위에 자기장 에너지의 생성을 야기할 수도 있다. PTU (504) 는 임의의 적합 주파수, 예를 들어, 6.78 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.

송신 회로부 (506) 는 송신 회로부 (506) 의 임피던스 (예를 들어, 50 오옴) 를 전력 송신 엘리먼트 (514) 의 임피던스에 정합시키기 위한 고정 임피던스 정합 회로 (509) 를 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (506) 는 또한 PRU 들 (484/486) 의 자기 재밍 (self-jamming) 을 방지하는 레벨들로 고조파 방출들을 감소시키도록 구성된 저역통과필터 (LPF) (508) 를 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들은 다른 것들을 통과시키면서 특정의 주파수들을 감쇠시키는 노치 필터들과 같은 상이한 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (506) 는 AC 신호들을 구동하도록 구성된 드라이버 회로 (524) 를 더 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들은 전력 송신 엘리먼트 (514) 로의 출력 전력 또는 드라이버 회로 (524) 로의 DC 전류와 같은 측정가능한 송신 메트릭들에 기초하여 변화될 수도 있는 적응적 임피던스 정합을 포함할 수도 있다. 송신 회로부 (506) 는 이산 디바이스들, 이산 회로들, 및/또는 컴포넌트들의 집적된 어셈블리를 더 포함할 수도 있다. 전력 송신 엘리먼트 (514) 로부터 출력된 예시적인 AC 전력은 0.3 와트로부터 20 와트까지일 수도 있거나 더 높거나 더 낮은 값일 수도 있다.

송신 회로부 (506) 는, 다른 기능들 중에서, PRU 들 (484/486) 의 송신 위상들 (또는 듀티 사이클들) 동안 오실레이터 (523) 를 선택적으로 인에이블시키는 것을 위해 구성된 제어기 (515) 를 더 포함할 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 오실레이터 (523) 의 주파수 또는 위상을 조정하도록 구성될 수도 있다. 송신 경로에서의 오실레이터 (523) 및 관련된 회로부의 위상을 조정하는 것은, 특히 하나의 주파수로부터 다른 주파수로 천이할 때, 아웃-오브-밴드 방출들의 감소를 허용할 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 PRU 들 (484/486) 과 상호작용하기 위한 통신 프로토콜을 구현하기 위해 오실레이터 (523) 의 출력 전력 레벨을 조정하도록 구성될 수도 있다.

제어기 (515) 는 또한 그것이 송신 회로부 (506) 내의 다른 컴포넌트들로부터 전송 및 수신하는 데이터에 기초하여 계산들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이들 계산들에서의 사용을 위해, 송신 회로부 (506) 는 또한 데이터를 일시적으로 또는 영구적으로 저장하기 위한 메모리 (570) 를 포함할 수도 있다. 메모리 (570) 는 또한 이하에 기술되는 바와 같은 계산들에서 사용하기 위해 PTU (504) 및/또는 PRU 들 (484/486) 의 컴포넌트들의 여러 사양들을 저장할 수도 있다.

제어기 (515) 는 PTU (504) 와 연관될 수도 있는 PRU 들 (484/486) 의 소재들 및 상태에 대한 정보를 수집 및 추적하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 송신 회로부 (506) 는 PRU 가 충전 영역에 진입할 때 PRU (484/486) 의 초기 존재를 검출하기 위해 존재 검출기 (580) (예를 들어, 임피던스 검출기, 모션 검출기 등) 를 포함할 수도 있다. PRU (484/486) 의 검출은 PTU (504) 로 하여금 활성화하게 한다. 존재 검출기 (580) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 또는 도 5 에 도시되지 않은 다른 적절한 안테나를 통해 PRU (484/486) 를 검출할 수도 있다. 제어기 (515) 는 존재 검출기 (580) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 드라이버 회로 (524) 로 가는 전력의 양을 조정할 수도 있다. 전력 송신 엘리먼트 (514) 는 그 후 PRU (484/486) 로 전력을 전송하기 위해 자기장 에너지를 생성할 수도 있다.

송신 회로부 (506) 는 PRU 들 (484/486) 의 존재 또는 부재에 의해 영향을 받을 수도 있는 드라이버 회로 (524) 로 흐르는 전류를 모니터링하기 위한 부하 감지 회로 (516) 를 더 포함할 수도 있다. 제어기 (515) 는 또한 오실레이터 (523) 를 인에이블할지 여부를 결정하기 위해 드라이버 회로 (524) 상의 부하 변화들을 감지하거나 검출하도록 구성될 수도 있다.

송신 회로부 (506) 는 PRU 들과의 저전력 통신에 종사하기 위한 안테나 (522) 를 포함하는 통신 회로부 (520) 를 더 포함할 수도 있다. 예시로써, 통신 회로부 (520) 는 블루투스 저에너지 (BLE) 를 포함하는 수개의 통신 표준들 중 하나와 호환가능할 수도 있다. 통신 회로부 (520) 는 또한 에어퓨얼 얼라이언스 표준과 같은 산업 표준과 호환가능한 프로토콜들에 따른 통신을 용이하게 할 수도 있다. 안테나 (522) 는 제어기 (515) 에 의해 전송된 신호가 안테나 (522) 에 의해 수신된 신호를 야기할 수 있고 및/또는 안테나 (522) 에 의해 전송된 신호가 제어기 (515) 에 의해 수신된 신호를 야기할 수 있도록, 통신 회로부 (520) 를 통해 제어기 (515) 에 동작가능하게 커플링된다.

도 6 은 예시적인 실시형태들에 따른 도 1 의 무선 전력 전송 시스템에서 사용될 수도 있는 PRU (484/486) (도 4) 의 기능 블록도이다. PRU (484/486) 는 PRU (484) 의 여러 컴포넌트들을 포함하는 수신 회로부 (610) 를 포함할 수도 있다. 수신 회로부 (610) 는 전력 송신 엘리먼트 (예를 들어, 도 5 의 전력 송신 엘리먼트 (514)) 로부터 전력을 수신하기 위한 전력 수신 엘리먼트 (618) 를 포함할 수도 있다. PRU (484/486) 는 또한 그것에 수신된 전력을 제공하기 위해 부하 (650) 에 커플링할 수도 있다. 부하 (650) 는 PRU (484/486) 의 외부에 존재할 수도 있거나, 부하 (650) 는 PRU (484/486) 에 통합될 수도 있다 (미도시). 수신 회로부 (610) 는 이하에 설명되는 바와 같이 PRU (484/486) 의 프로세서들을 조정하기 위한 프로세서 (610) 를 더 포함할 수도 있다.

전력 수신 엘리먼트 (618) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) (도 5) 와 유사한 주파수에서, 또는 주파수들의 특정된 범위 내에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 전력 수신 엘리먼트 (618) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 와 유사하게 디멘져닝될 수도 있거나 부하 (650) 의 디멘젼들에 기초하여 상이하게 사이징될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 전력 수신 엘리먼트 (618) 는 PRU (484) 가 PTU (504) 로 피드백 데이터를 전송하는 것을 허용하는 블루투스 저에너지 (BLE) 링크를 통해 전력 송신 엘리먼트 (514) 와 통신할 수도 있다. 피드백 데이터는 PTU (504) 가 PRU (484) 로 전송되는 전기 에너지를 조정하기 위해 그것의 자기장의 강도를 변화시키는 것을 허용할 수도 있다.

부하 (650) 로 전력을 송신하기 위해, 전력 송신 엘리먼트 (514) 로부터의 에너지는 전력 수신 엘리먼트 (618) 로 무선으로 전파되고, 그 후 부하 (650) 에 수신 회로부 (610) 의 나머지를 통해 커플링될 수도 있다. 더 효율적인 전력 전송을 위해, 수신 회로부 (610) 는 전력 수신 엘리먼트 (618) 에 대한 임피던스 정합을 제공할 수도 있다. 수신 회로부 (610) 는 수신된 AC 에너지 소스를 부하 (650) 에 의한 사용을 위한 충전 전력으로 변환하기 위한 전력 변환 회로부 (606) 를 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로부 (606) 는 전력 수신 엘리먼트 (618) 에서 수신된 자기장 에너지를 출력 전압을 갖는 비교류 전력으로 정류하는 AC-대-DC 변환기 (620) 를 포함할 수도 있다. AC-대-DC 변환기 (620) 는 부분적 또는 전체적 정류기, 조정기, 브리지, 더블러, 리니어 또는 스위칭 변환기 등일 수도 있다. 전력 변환 회로부 (606) 는 또한 정류된 AC 에너지 신호를 부하 (650) 와 호환가능한 에너지 전위 (예를 들어, 전압) 로 변환하기 위한 DC-대-DC 변환기 (622) (또는 다른 전력 조정기) 를 포함할 수도 있다.

수신 회로부 (610) 는 전력 변환 회로부 (606) 로 또는 전력 변환 회로부 (606) 로부터 전력 수신 엘리먼트 (618) 를 연결 또는 연결해제하기 위한 스위칭 회로부 (612) 를 더 포함할 수도 있다. 전력 수신 엘리먼트 (618) 를 전력 변환 회로부 (606) 로부터 연결해제하는 것은 부하 (650) 의 충전을 보류하고 및/또는 PTU (504) 에 의해 보여진 부하 (650) 를 변경할 수도 있다. 다수의 PRU 들 (484) 이 PTU (504) 충전 필드 내에 존재하는 경우, 프로세서 (616) 는 다른 PRU 들 (484) 이 PTU (504) 에 더 효율적으로 커플링하는 것을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 PRU 들 (484) 의 로딩 및 언로딩을 시간 멀티플렉싱 (예를 들어, 스위칭) 하도록 구성될 수도 있다.

PTU (504) 와 PRU (484) 사이의 다른 통신은 커플링 필드를 사용하는 대역내 시그널링을 포함할 수도 있다. PTU (504) 는 에너지가 근거리장에서 이용가능한지 여부를 조정하기 위해 송신된 신호의 온/오프 키잉을 사용할 수도 있다. PRU (484) 는 에너지에서의 이들 변화들을 PTU (504) 로부터의 메시지로서 해석할 수도 있다. 수신기측으로부터, PRU (484) 는 얼마나 많은 전력이 그 필드로부터 수용되고 있는지를 조정하기 위해 전력 수신 엘리먼트 (618) 의 튜닝 및 디튜닝을 사용할 수도 있다. 일부 경우들에서, 튜닝 및 디튜닝은 스위칭 회로부 (612) 를 통해 달성될 수도 있다. PTU (504) 는 그 필드로부터 사용된 전력에서의 이러한 차이를 검출하고 이들 변화들을 PRU (484) 로부터의 메시지로서 해석할 수도 있다. 송신 전력 및 부하 (650) 거동의 조절의 다른 형태들이 이용될 수도 있다.

수신 회로부 (610) 는 PTU (504) 로부터 PRU (484) 로의 정보적 시그널링일 수도 있는 수신 에너지 변동들을 식별하기 위한 시그널링 및 비콘 검출기 회로부 (614) 를 더 포함할 수도 있다. 프로세서 (616) 는 비콘 상태를 결정하고 PTU (504) 로부터 전송된 메시지들을 추출하기 위해 시그널링 및 비콘 검출기 회로부를 모니터링할 수도 있다. 더욱이, 시그널링 및 비콘 검출기 회로부 (614) 는 감소된 AC 신호 에너지 (예를 들어, 비콘 신호) 의 송신을 검출하기 위해 사용될 수도 있다. 시그널링 및 비콘 검출기 회로부 (614) 는 무선 충전을 위해 수신 회로부 (610) 를 구성하기 위해 수신 회로부 (610) 내의 전력이 공급되지 않거나 전력이 고갈된 회로들을 깨우기에 충분한 전력으로 그 감소된 AC 신호 에너지를 추가로 정류할 수도 있다.

수신 회로부 (610) 는 PRU 들과의 저전력 통신에 종사하기 위한 안테나 (626) 를 포함하는 통신 회로부 (624) 를 더 포함할 수도 있다. 예시로써, 통신 회로부 (624) 는 블루투스 저에너지 (BLE) 를 포함하는 수개의 통신 표준들 중 하나와 호환가능할 수도 있다. 통신 회로부 (624) 는 또한 에어퓨얼 얼라이언스와 같은 산업 표준과 호환가능한 프로토콜들에 따른 통신을 용이하게 할 수도 있다.

도 7 은 실시형태에 따른 무선 충전가능 디바이스들로의 무선 전력 전송을 예시하는 무선 전력 송신기의 송신 전류 타이밍도이다. 도 7 에서, y 축은 PTU 의 충전 영역에서 생성된 무선 자기장 에너지의 상대적인 양에 대응하는 전력 송신 엘리먼트 (514) (도 5) 에 제공된 전류 레벨들을 예시한다. x 축은 시간을 예시한다.

PTU (504) (도 5) 는 절전 상태 (702) 에 진입함으로써 무선 전력 송신의 방법 (700) 을 개시한다. 절전 상태 (702) 는 제어기 (515) 가, PTU (504) 의 충전 영역을 평가하기 위해 전력 레벨들을 변화시키는 것일 수도 있는, 임피던스 결정 펄스들 및 충전 기동 (start-up-charge) 펄스들이 전력 송신 엘리먼트 (514) 에 의해 생성되게 하는 주기이다. 임피던스 결정 펄스들은 "짧은 비콘" 신호들에 대응하고 충전 기동 펄스들은 "긴 비콘" 신호들에 대응한다. 짧은 비콘들은 임피던스 결정들을 행하기에 충분한 전력이지만 충전 전력보다 더 작은 전력을 제공하며, 즉 충전 영역 내의 충전가능 디바이스를 충전하기에 불충분한 전력을 제공한다. 이들은 간헐적으로 또는 주기적으로 송신될 수도 있다 (예를 들어, 총 듀티 사이클의 작은 부분 동안 소정 레벨의 전류로 전력 송신 엘리먼트 (514) 를 구동할 수도 있다). 긴 비콘들은 짧은 비콘 전력 레벨과 충전 전력 사이이고, 충전가능 디바이스가 긴 비콘들을 송신하는 디바이스, 예를 들어, PTU (504) 와 통신 링크를 확립하는 것을 가능하게 하기 위해 충전 영역 내의 충전가능 디바이스의 통신 회로부를 시작하기에 충분한 전력의 양을 제공한다. 전력 송신 엘리먼트 (514) 는 절전 상태 (702) 에서 짧은 비콘들 (703-712) 을 송신한다. 절전 상태에 있는 동안, 제어기 (515) 는 충전 영역에서 발생하는 임피던스에 대한 변화들 또는 임의의 부하 변조를 검출/결정하도록 구성된다. PTU (504), 예를 들어, 제어기 (515) 는 PTU (504) 에 제시된 임피던스에서의 변화들을 검출하도록 구성된다. (예를 들어, 임계값 위의) 임피던스 변화 또는 부하 존재가 예를 들어 제 1 PRU (예를 들어, 제 1 충전가능 디바이스) 를 나타내는 것으로 충전 영역에서 검출되는 경우, 전력 송신 엘리먼트 (514) 는 긴 비콘들 (714-718) 과 같은 긴 비콘을 생성한다. 긴 비콘은 제 1 PRU (484) 에서의 통신 회로부 (624) (도 6) 가 그의 저전력 무선 통신 회로부 (624) 에 에너지를 공급하게 하기 위해 짧은 비콘과 연쇄될 수도 있다.

더욱 구체적으로는, 전력 송신 엘리먼트 (514) 는 짧은 비콘 (712) 을 송신하고 제어기 (515) 는 시간 (720) 에서 임피던스 변화를 검출한다. PTU (504) 는 그 후 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 가 통신 회로부 (624) 및 제어기 (616) 를 파워 업하는 것을 허용하는 긴 비콘 (718) 을 송신한다. 시간 (722) 에서, 통신 회로 (520) 는 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 로부터 응답 (예를 들어, 광고) 을 수신한다. 일단 PRU (484) 로부터의 광고가 통신 회로 (520) 에 의해 수신되면, 절전 상태 (702) 는 종료하고 저전력 상태 (724) 가 시작된다. 저전력 상태 (724) 동안, 제어기 (515) 는 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) (도 4) 가 PTU (504) 에의 등록 프로세스에 종사하는 시간 주기 (726) 동안 전력 레벨을 유지하도록 구성된다. 등록 프로세스는 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 및 PTU (504) 가 서로와 상태 및 능력들을 교환하는 것을 허용한다. 등록 프로세스가 시간 (728) 에서 종료하는 경우, 제어기 (515) 는 저전력 상태 (724) 로부터 전력 전송 상태 (730) 로 천이한다. 전력 전송 상태 (730) 동안, 제어기 (515) 는 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 및 제어기 (515) 에 의해 계속적으로 평가된 바와 같은 충전 영역에서의 효율적인 전력 레벨을 제공하기 위해 전력 송신 엘리먼트 (514) 에 대한 전류 레벨을 조정하도록 구성된다. 제어기 (515) 는, 프로세스들, 예를 들어, 에어퓨얼 얼라이언스와 같은 산업 표준에서의 프로세스들이 더 효율적인 값에 적응하도록 전력 송신 엘리먼트에서의 전류를 협동적으로 조정하는 주기 (734) 동안 초기에 디폴트 레벨의 전류 (732) 를 제공한다. 본 예에서의 협동적 평가에 응답하여, 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 로 제공되는 전류를 주기 (738) 동안 제 1 조정된 레벨 (736) 로 감소시키도록 결정한다. 본 예에서의 협동적 평가에 대한 추가의 응답으로, 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 로 제공되는 전류를 주기 (742) 동안 제 2 조정된 레벨 (740) 로 감소시키도록 결정한다. 이러한 평가 프로세스는 전력 전송 상태 (730) 동안 계속적으로 발생할 수도 있다. 본 예에서, 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 에 제공되는 전류를 연속하는 주기 동안 제 1 조정된 레벨 (744) 로 더 감소시키도록 결정한다.

전력 전송 상태 (730) 동안, 제어기 (515) 는 임피던스 변화들의 검출을 통해 또는 다른 검출 기법들을 통해 충전 영역 내에 배치된 임의의 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 의 존재를 계속 식별하도록 구성된다. 일반적으로, 충전 영역 내에 배치된 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) (도 4) 는 그 자신을 식별하기 위해 각각의 저전력 통신 회로부 (624) (도 6) 를 파워 업하기에 충분한 필드 에너지를 수신하고, 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 및 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 양자 모두를 바람직하게 충전하기 위해 전력 송신 엘리먼트에서의 전류의 타협된 레벨을 협상할 것이다. 그러나, 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 로 전력을 무선으로 송신하기 위한 전류 레벨이 예를 들어 레벨 (744) 로 감소된 경우, 다수의 타입들의 후속 충전가능 디바이스들 (PRU) (486) 은 PTU (504) 의 통신 회로 (520) 를 깨우고 그것과 통신하기에 충분한 레벨의 무선 전력을 수신하지 않을 수도 있다. 대안적으로, 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 는 PTU (504) 를 깨우고 그것과 통신하기에 불충분한 레벨의 무선 전력을 제공하는 충전 영역 내의 로케이션에 배치될 수도 있다. 특히, 더 작은 후속 충전가능 디바이스들은 H-필드를 평균화하기 위한 더 작은 영역을 의미하는 더 작은 수신 코일들을 가질 수도 있다. 이에 따라, 더 작은 후속 충전가능 디바이스들은 H-필드에서의 더 많은 변동 및 결과적으로 후속 충전가능 디바이스에서 전압에서의 더 넓은 변동을 볼 수도 있다. 필드 불균일 및 동작 전류의 극단들에서, 후속 충전가능 디바이스는 그들이 부팅하는 것을 방지하기에 충분히 낮거나 손상이 야기될 수도 있을 정도로 높은 전력 송신 엘리먼트 전류의 레벨들로부터의 전압들을 볼 수 있을 것이다.

방법 (700) 에 따르면, 제어기 (515) 가, 시간 (746) 에서, 예를 들어, 충전가능 영역에서의 임피던스 변화를 검출하는 것을 통해 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 를 검출하는 경우, 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 를 통한 전류를 주기 (748) 동안 디폴트 레벨의 전류 (732) 로 복귀시켜, 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 가 통신 회로부 (624) 및 제어기 (606) 를 파워 업하는 것을 허용한다. 제어기 (515) 는 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 가 통신 회로 (520) 및 제어기 (515) 를 통해 PTU (504) 와 등록 프로세스에 종사하는 시간 주기 (748) 동안 전력 레벨을 유지한다. 등록 프로세스는 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 및 PTU (504) 가 서로와 상태 및 능력들을 교환하는 것을 허용한다. 등록 프로세스가 시간 (750) 에서 종료하는 경우, 전력 전송 상태 (730) 에 있는 동안, 제어기 (515) 는 제 1 충전가능 디바이스 (484) 및 후속 충전가능 디바이스 (486) 양자 모두에 대해 충전 영역에서 효율적인 전력 레벨을 제공하기 위해 전력 송신 엘리먼트 (514) 에 대한 전류 레벨을 조정하도록 구성된다. 계속하여, 제어기 (515) 는 프로세스들, 예를 들어, 에어퓨얼 얼라이언스와 같은 산업 표준에서의 프로세스들이 더 효율적인 값에 적응하도록 전력 송신 엘리먼트에서의 전류를 협동적으로 조정하는 주기 (752) 동안 디폴트 레벨의 전류 (732) 를 제공한다. 본 예에서의 협동적 평가에 응답하여, 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 로 제공되는 전류를 주기 (756) 동안 제 1 조정된 레벨 (754) 로 감소시킨다. 본 예에서의 협동적 평가에 대한 추가의 응답으로, 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 로 제공되는 전류를 계속하는 주기 동안 제 2 조정된 레벨 (758) 로 감소시키도록 결정한다. 이러한 평가 프로세스는 전력 전송 상태 (730) 동안 계속적으로 발생할 수도 있다.

도 8 은 제어기 (515) (도 5) 가 다른 충전가능 디바이스의 무선 충전이 진행 중인 동안 충전 영역 내에 배치되는 후속 충전가능 디바이스를 포함하는 무선으로 충전가능한 디바이스들로 무선 전력을 제공하는 예시적인 방법의 플로우챠트 (800) 를 도시한다. 블록 (802) 에서, 방법은 PTU (504) 가 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 를 충전하고, 그 후 추가적으로 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 를 무선으로 충전하는 것을 시작한다. 블록 (804) 에서, 제어기 (515) 는 특정의 구현들에 고유할 수도 있는 초기 기동 및 구성 프로세스들을 수행한다. 블록 (806) 에서, PTU (504) 의 제어기 (515) 는 충전 영역에서의 충전가능 디바이스의 배치에 의해 야기된 전력 송신 엘리먼트 (514) 에 제시된 임피던스에서의 변경들을 검출할 목적으로 짧은 비콘들 (703-712) (도 7) 을 개시한다. 결정 블록 (808) 에서, 제어기 (515) 는 부하 변동 (예를 들어, 임계값 위의 임피던스 변화) 이 발행했는지 여부를 결정한다. 부하 변동이 발생하지 않았다면, 블록 (810) 에서, 제어기 (515) 는 짧은 비콘을 활성화해제하고, 활성화는 블록 (806) 에서 재발한다.

결정 블록 (808) 에서 제어기 (515) 가 충전 영역 (406) 내의 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) 의 배치와 일관된 부하 변동을 검출하는 경우, 블록 (812) 에서 제어기 (515) 는 검출된 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 에게 부팅하고 PTU (504) 의 통신 회로부 (520) 에 응답 (예를 들어, 광고를 전송) 하기에 충분한 전력을 제공할 목적으로 긴 비콘 (714-718) 을 활성화한다. 결정 블록 (814) 에서, 제어기 (515) 는 광고가 통신 회로 (520) 를 통해 수신되는지 여부를 결정한다. 광고가 수신되지 않는 경우, 블록 (816) 에서 제어기 (515) 는 긴 비콘을 활성화 해제한다. 광고가 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 로부터 수신되는 경우, 제어기 (515) 는 블록 (818) 에서 표시된 바와 같이 긴 비콘을 연장하고, 이것은 제 1 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 가 PTU (504) 에 등록하기에 충분한 전력을 허용한다.

블록 (820) 에서, 제어기 (515) 는 PTU (504) 의 전력 송신 엘리먼트 또는 송신 코일을 통한 전류의 양에 대한 레벨을 디폴트 양 (I_TX _{_default}) 로 설정한다. 디폴트 전류 레벨은 상이한 전력 송신 엘리먼트 사이즈들, 충전 영역 치수들, 및 충전가능 디바이스들 (PRUs) 의 능력들에 따라 변화한다. 일반적으로, 디폴트 전류 레벨은 충전 영역 내의 임의의 장소에 배치된 충전가능 디바이스 (PRU) (484/486) 가 부팅하고, 예를 들어, PTU (504) 에 대한 광고로 응답하는 것을 허용하기에 충분하다. 디폴트 전류 레벨은 초기 상태 동안 사용되거나 후속 디바이스들이 여기에 기술된 바와 같이 검출되는 경우 복귀될 수도 있는 전류의 미리 결정되거나 다르게는 특별히 설정되거나 고정된 레벨을 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서 디폴트 전류 레벨은 충전 영역 내의 하나 이상의 충전가능 디바이스들 또는 PRU 들로부터의 피드백들로부터 독립적인 미리 결정된 레벨일 수도 있다. 블록 (822) 에서, 전력 송신 엘리먼트 (514) 는 송신 전류 (I_TX) 의 레벨에 기초하여 충전 영역 내에서 자기장을 생성한다. 초기에, I_TX 는 디폴트 I_TX 일 것이지만, I_TX 는 여기에 기술된 바와 같은 다른 레벨들로 조정될 수도 있다. I_TX 에 의해 생성된 필드는 충전 영역 내의 충전가능 디바이스(들) (PRU(s)) 이 충전되거나 전력이 공급되는 것을 가능하게 한다.

결정 블록 (824) 에서, 제어기 (515) 는 충전가능 디바이스(들) (PRU(s)) 의 무선 충전이 완료했는지 여부를 결정한다. 시그널링 기법들이 제어기 (515) 가 무선 충전을 위한 필드의 생성을 보류하도록 요청하기 위해 충전가능 디바이스(들) (PRU(s)) 에 의해 사용될 수도 있다. 무선 충전은 그 후 제어기 (515) 가 전력 전송을 디스에이블함에 따라 블록 (826) 에서 종료할 수도 있다. 결정 블록 (824) 에서 제어기 (515) 가 충전이 완료하지 않았다고 결정하는 경우, 블록 (828) 에서, 제어기 (515) 는 PTU (504) 의 충전 영역 내에 배치되는 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 의 검출에 대응하는 부하 변동들에 대해 주기적으로 모니터링한다 (예를 들어, 무선 전력 송신 엘리먼트 (514) 에 제시된 임피던스 변화가 임계값 위인지 여부를 결정한다). 부하 변동이 검출되지 않는 경우, 결정 블록 (830) 에서, 제어기 (515) 는 송신 전류 (I_TX) 에 대한 조정이 충전가능 디바이스(들) (PRU(s)) 및 PTU (504) 사이에 협상되었는지 여부를 결정한다. 조정이 현저하지 않은 경우, 충전은 블록 (822) 에서 계속된다. 결정 블록 (830) 에서 제어기 (515) 가 송신 전류 (I_TX) 에 대한 협상된 조정을 식별하는 경우, 블록 (832) 에서 제어기 (515) 는 전력 송신 엘리먼트 (514) 의 송신 전류 (I_TX) 를 조정하고 충전은 블록 (822) 에서 조정된 송신 전류 (I_TX) 로 계속된다. 이러한 조정된 송신 전류 (I_TX) 는 통신 회로부 (520) 를 통해 수신된 전력에서의 변화들에서의 임의의 요청들에 응답하여 조정되는 디폴트 레벨과는 상이한 제 1 레벨에 대응할 수도 있다.

제어기 (515) 가 결정 블록 (828) 에서 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 가 PTU (504) 의 충전 영역에 배치되는 것과 일관된 부하 변동을 식별하는 경우, 제어기 (515) 는 블록 (834) 에서 송신 전류 (I_TX) 를 디폴트 레벨로 조정하여, 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 가 부팅하고 응답하는 것을 허용하기에 충분한 필드를 제공한다. 예를 들어, 제어기 (515) 는 후속 충전가능 디바이스가 PTU (504) 와 통신하는 것을 가능하게 하기에 충분한 시간 주기 동안 디폴트 레벨로 전류를 조정한다. 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 는 블록 (836) 에서 통신 회로부 (520) 를 통해 제어기 (515) 에의 등록에 종사한다. 추가적으로, 충전가능 영역 내의 충전가능 디바이스(들) (PRU(s)) 의 충전은 그 후 블록 (822) 에서, 그러나 임의의 이전의 조정된 전류 레벨들이라기 보다는 I_TX 의 디폴트 전류 레벨에서 계속 충전된다. 예를 들어, 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 가 등록된 후, 추가의 통신이 충전가능 디바이스들 (484 및 486) 사이에 발생할 수도 있고, 제어기 (515) 는 후속 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 를 포함하는 다수의 충전가능 디바이스들의 능력들에 기초하여 (예를 들어, 디폴트 레벨과는 상이하고 후속 디바이스가 배치되기 전에 제공된 전류의 레벨과는 상이한) 제 2 전류 레벨로 전류를 조정할 수도 있다.

진술된 바와 같이, 후속 (제 2, 제 3 또는 그 이상의) 충전가능 디바이스 (PRU) (486) 가 PTU (504) 의 충전가능 영역 내에 배치되고 현재 충전하는 충전가능 디바이스 (PRU) (484) 가 디폴트 송신 전류보다 작은 조정된 송신 전류 (I_TX) 를 협상한 경우, 생성된 자기장은 열악하게 배치된 충전가능 디바이스 (PRU) 에 대해 또는 더 작거나 덜 능력있는 수신 회로부를 가질 수도 있는 충전가능 디바이스 (PRU) 에 대해 불충분할 수도 있다. 본 실시형태는 불리한 충전가능 디바이스 (PRU) 가 부팅하고 응답하는 것을 가능하게 하기 위해 송신 전류를 적어도 디폴트 레벨로 복귀시킨다. I_TX 의 조정된 전류 레벨이 오히려 크고, 생성된 자기장이 더 민감한 수신 회로부를 가질 수도 있거나 로컬 필드가 상대적으로 높은 영역에 배치될 수도 있는 새로 추가된 충전가능 디바이스 (PRU) 에 대해 과도할 수도 있는 경우, 유사한 경우가 발생할 수도 있다. 이러한 경우에, 충전가능 디바이스 (PRU) 의 내부 보호 회로부는 충전 회로부의 적절한 활성화를 방해할 수도 있다. 이러한 경우에 또한, 디바이스의 검출에 후속하여, I_TX 의 전류 레벨은 예를 들어 제어기 (515) 에 의해 디폴트 값으로 다시 가져와지고, 따라서 디바이스의 적절한 등록을 허용한다.

도 9 는 실시형태에 따른, 복수의 무선 충전가능 디바이스들을 무선으로 충전하기 위한 방법의 플로우챠트 (900) 를 도시한다. 방법 (900) 은 송신 전류 (I_TX) 가 다른 현재 무선으로 충전하는 충전가능 디바이스들에 의해 조정된 경우 불리한 충전가능 디바이스들이 적절하게 부팅하고 응답하는 것을 불가능하게 할 수도 있는, 에어퓨얼 얼라이언스를 포함하는 표준 무선 충전 표준 내에 포함될 수도 있다. 방법 (900) 은 902 에서 시작하고 블록 (904) 에서, PTU (504) 는 전력 송신 엘리먼트의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들 (PRUs) 로 전력을 제공하기에 충분한 제 1 레벨에서 전력 송신 엘리먼트로부터 전력을 무선으로 송신한다. 블록 (906) 에서, PTU (504) 는 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스 (PRU) 를 검출한다. 블록 (908) 에서, PTU (504) 는 후속 충전가능 디바이스와의 통신 전에 제 1 레벨로부터 디폴트 레벨로 전류를 조정한다.

상술된 바와 같이, 디폴트 레벨은 충전 영역 전체에 걸쳐 배치된 모든 호화성 충전가능 디바이스들이 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 한다. 전류는 후속 충전가능 디바이스가 PTU (504) 와 통신하는 것을 가능하게 하기에 충분한 시간 주기 동안 디폴트 레벨로, 예를 들어, 제어기 (515) 에 의해, 조정될 수도 있다. 하나 이상의 충전가능 디바이스들 및 후속 충전가능 디바이스는 BLE 인터페이스 (525) 를 통해 블루투스 저에너지 (BLE) 인터페이스를 포함하는 하나 이상의 무선 통신 인터페이스 산업 표준들을 사용하여 PTU (504) 와 통신할 수도 있다. 또한, 블록 (906) 에서 검출하는 것은 전력 송신 엘리먼트로의 전류의 부하 감지를 포함할 수도 있다.

상술된 방법들의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들) 과 같은, 동작들을 수행하는 것이 가능한 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도면들에 예시된 임의의 동작들은 동작들을 수행하는 것이 가능한 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다.

정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명의 전반에 걸쳐 언급될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩 (chip) 들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기 장들 또는 입자들, 광학 장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 블록들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양쪽의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명확히 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 블록들을 그들의 기능성 관점에서 일반적으로 상술되었다. 이러한 기능성이 하드웨어로서 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 좌우된다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대한 다양한 방법들로 구현될 수도 있지만, 이러한 구현 판정들은 실시형태들의 범위로부터의 벗어남을 야기시키는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로는, 그 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로도 구현될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련되어 설명된 방법 또는 알고리즘의 블록들 및 기능들은 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들 둘의 조합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 그 기능들은 유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 또는 송신될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그래밍가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 착탈가능 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 정보를 저장 매체에 기입할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서와 일체적일 수도 있다. 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 콤팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 들은 데이터를 자기적으로 보통 재생하지만, 디스크 (disc) 들은 레이저로 데이터를 광학적으로 재생한다. 또한, 상기의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다.

본 개시물을 요약할 목적으로, 소정의 양태들, 이점들 및 신규한 피처들이 본 명세서에 설명되었다. 임의의 특정 실시형태에 따라 모든 이러한 이점들이 반드시 달성될 수도 있는 것은 아니다. 따라서, 본 양태들은 본 명세서에서 교시되거나 제안될 수도 있는 바와 같은 다른 이점들을 반드시 달성하는 일 없이 본 명세서에서 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수도 있다.

상술된 실시형태들의 다양한 변경들이 쉽게 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반 원리들은 사상 또는 범위로부터 벗어남이 없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 양태들은 명세서에서 보여진 실시형태들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들과 신규한 피처들에 부합하는 가장 넓은 범위를 부여받게 하려는 것이다.

Claims

무선 전력 전송을 위한 디바이스로서,
충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한 전력을 무선으로 송신하기 위해 제 1 레벨에서의 전류를 사용하도록 구성된 전력 송신 엘리먼트; 및
상기 전력 송신 엘리먼트에 동작가능하게 커플링된 제어기를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 검출하는 것에 응답하여 상기 전류를 디폴트 레벨로 조정하고;
상기 전류를 상기 디폴트 레벨로부터 상기 제 1 레벨로 조정하는 것으로서, 상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨과 상이한, 상기 제 1 레벨로 조정하며,
상기 전류가 상기 제 1 레벨에 있는 동안 상기 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하고;
상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 것에 응답하여, 상기 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 상기 제 1 레벨로부터 상기 디폴트 레벨로 상기 전류를 조정하며; 및
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 충전하고 상기 후속 충전가능 디바이스를 충전하기 위해 상기 전류를 상기 디폴트 레벨과 상이한 제 2 레벨로 조정하도록
구성된, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 디폴트 레벨은 상기 충전 영역 전체에 걸쳐 배치된 충전가능 디바이스들이 상기 디바이스와 통신하기 위해 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들의 전력 통신 회로부로 충분히 전력을 공급하는 것을 가능하게 하는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하기 위해 상기 전력 송신 엘리먼트로 제시된 부하에서의 변화들을 감지하도록 구성되고,
상기 부하에서의 변화들은 상기 충전 영역 내에 위치된 상기 후속 충전가능 디바이스를 표시하는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하기 위해 임계값 위의 상기 전력 송신 엘리먼트로 제시된 임피던스에서의 변화를 검출하도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 후속 충전가능 디바이스가 상기 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하기에 충분한 시간 주기 동안 상기 전류를 상기 디폴트 레벨로 조정하도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 5 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 및 상기 후속 충전가능 디바이스의 능력들에 기초하여, 상기 시간 주기에 후속하여, 상기 전류를 상기 제 2 레벨로 조정하도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 6 항에 있어서,
상기 제어기는 에어퓨얼 얼라이언스 표준 무선 전력 전송 시스템 베이스라인 시스템 사양 버전 1.3 을 포함하는 하나 이상의 산업 표준들에 기초하여 상기 전류를 상기 제 2 레벨로 조정하도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 및 상기 후속 충전가능 디바이스와 통신하도록 구성된 블루투스 저에너지 (BLE) 인터페이스를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨보다 작은 것 또는 상기 디폴트 레벨보다 큰 것 중 하나인, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 전류의 상기 제 1 레벨은 상기 후속 충전가능 디바이스가 충전 영역 내에 위치된 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 갖는 상기 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하기에 불충분한, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨과는 상이한 레벨에 대응하고,
상기 제어기는 상기 후속 충전가능 디바이스가 상기 충전 영역 내에 위치되기 전에 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 중 하나가 전력에서의 변화를 요청하는 것에 응답하여 상기 제 1 레벨을 결정하도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 상기 후속 충전가능 디바이스가 그리고 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 중 임의의 충전가능 디바이스가 상기 충전 영역 내에 위치되기 전에, 상기 제 1 레벨에서 그리고 상기 디폴트 레벨에서의 상기 전류에 기초하여 전송된 전력의 레벨보다 낮은 레벨에서 전력을 주기적으로 송신하고, 및 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들이 상기 충전 영역 내에 위치되는 것을 표시하는 임피던스 변화를 결정하도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 디폴트 레벨은 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들로부터의 피드백으로부터 독립적인 미리 결정된 레벨에 고정되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제 2 레벨이 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 충전하고 상기 후속 충전가능 디바이스를 충전하기 위해 상기 디폴트 레벨보다 더 효율적인 값을 갖도록, 상기 전류를 상기 디폴트 레벨로부터 상기 제 2 레벨로 감소시키도록 구성되는, 무선 전력 전송을 위한 디바이스.
무선 전력 전송을 위한 방법으로서,
전력 송신 엘리먼트의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한, 제 1 레벨에서의 전류를 사용하여, 상기 전력 송신 엘리먼트로부터 전력을 무선으로 송신하는 단계;
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 검출하는 것에 응답하여 상기 전류를 디폴트 레벨로 조정하는 단계;
상기 전류를 상기 디폴트 레벨로부터 상기 제 1 레벨로 조정하는 단계로서, 상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨과 상이한, 상기 제 1 레벨로 조정하는 단계,
상기 전류가 상기 제 1 레벨에 있는 동안 상기 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 단계;
상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 것에 응답하여, 상기 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 상기 제 1 레벨로부터 상기 디폴트 레벨로 상기 전류를 조정하는 단계; 및
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 충전하고 상기 후속 충전가능 디바이스를 충전하기 위해 상기 전류를 상기 디폴트 레벨과 상이한 제 2 레벨로 조정하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 디폴트 레벨은 상기 충전 영역 전체에 걸쳐 배치된 충전가능 디바이스들이 상기 전력을 무선으로 송신하는 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 단계는 상기 전력 송신 엘리먼트에 의해 사용된 상기 전류의 부하 감지를 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 후속 충전가능 디바이스가 상기 전력을 무선으로 송신하는 다비아스와 통신하는 것을 가능하게 하기에 충분한 시간 주기 동안 상기 전류를 상기 디폴트 레벨로 조정하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 시간 주기에 후속하여, 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 및 상기 후속 충전가능 디바이스의 능력들에 기초하여 상기 전류를 상기 제 2 레벨로 조정하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 전류를 상기 제 2 레벨로 조정하는 단계는 에어퓨얼 얼라이언스 표준 무선 전력 전송 시스템 베이스라인 시스템 사양 버전 1.3 을 포함하는 하나 이상의 산업 표준들에 기초하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 전력을 무선으로 송신하는 디바이스가 블루투스 저에너지 (BLE) 인터페이스를 사용하여 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 및 상기 후속 충전가능 디바이스와 통신하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨보다 작은 것 또는 상기 디폴트 레벨보다 큰 것 중 하나인, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 전류의 상기 제 1 레벨은 상기 후속 충전가능 디바이스가 충전 영역 내에 위치된 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 갖는 상기 전력을 무선으로 송신하는 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하기에 불충분한, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨과는 상이한 레벨에 대응하고,
상기 방법은 상기 후속 충전가능 디바이스가 상기 충전 영역 내에 위치되기 전에 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 중 하나가 전력에서의 변화를 요청하는 것에 응답하여 상기 제 1 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들 중 임의의 충전가능 디바이스 또는 상기 후속 충전가능 디바이스들이 상기 충전 영역 내에 위치되기 전에, 상기 충전 영역으로 복수의 임피던스 결정 펄스들을 송신하는 단계로서, 상기 임피던스 결정 펄스들은 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 충전하기에 불충분한 전력을 제공하는, 상기 복수의 임피던스 결정 펄스들을 송신하는 단계; 및
상기 복수의 임피던스 결정 펄스들의 송신 동안 임피던스 변화를 결정하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 임피던스 변화에 응답하여 파워-업 통신 회로로 상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들에 대한 전력을 제공하는 충전 기동 펄스를 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 방법.
무선 전력 전송을 위한 장치로서,
충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한, 제 1 레벨에서의 전류를 사용하여 전력을 무선으로 송신하는 수단;
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 검출하는 것에 응답하여 상기 전류를 디폴트 레벨로 조정하는 수단;
상기 전류를 상기 디폴트 레벨로부터 상기 제 1 레벨로 조정하는 수단으로서, 상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨과 상이한, 상기 제 1 레벨로 조정하는 수단,
상기 전류가 상기 제 1 레벨에 있는 동안 상기 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 수단;
상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 것에 응답하여, 상기 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 상기 제 1 레벨로부터 상기 디폴트 레벨로 상기 전류를 조정하는 수단; 및
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 충전하고 상기 후속 충전가능 디바이스를 충전하기 위해 상기 전류를 상기 디폴트 레벨과 상이한 제 2 레벨로 조정하는 수단을 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제 27 항에 있어서,
상기 디폴트 레벨은 상기 충전 영역 전체에 걸쳐 배치된 충전가능 디바이스들이 상기 장치와 통신하는 것을 가능하게 하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제 27 항에 있어서,
상기 조정하는 수단은 상기 후속 충전가능 디바이스가 상기 장치와 통신하는 것을 가능하게 하기에 충분한 시간 주기 동안 상기 전류를 상기 디폴트 레벨로 조정하기 위한 것인, 무선 전력 전송을 위한 장치.
컴퓨터 실행가능 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 컴퓨터 실행가능 명령들은,
전력 송신 엘리먼트의 충전 영역 내에 위치된 하나 이상의 충전가능 디바이스들로 전력을 제공하기 위해 충분한, 제 1 레벨에서의 전류를 사용하여, 전력 송신 엘리먼트로부터 전력을 무선으로 송신하는 것;
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 검출하는 것에 응답하여 상기 전류를 디폴트 레벨로 조정하는 것;
상기 전류를 상기 디폴트 레벨로부터 상기 제 1 레벨로 조정하는 것으로서, 상기 제 1 레벨은 상기 디폴트 레벨과 상이한, 상기 제 1 레벨로 조정하는 것,
상기 전류가 상기 제 1 레벨에 있는 동안 상기 충전 영역 내에 위치된 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 것;
상기 후속 충전가능 디바이스를 검출하는 것에 응답하여, 상기 후속 충전가능 디바이스와의 통신 이전에 상기 제 1 레벨로부터 상기 디폴트 레벨로 상기 전류를 조정하는 것; 및
상기 하나 이상의 충전가능 디바이스들을 충전하고 상기 후속 충전가능 디바이스를 충전하기 위해 상기 전류를 상기 디폴트 레벨과 상이한 제 2 레벨로 조정하는 것
을 위한 명령들을 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 30 항에 있어서,
상기 디폴트 레벨은 상기 충전 영역 전체에 걸쳐 배치된 충전가능 디바이스들이 상기 전력을 무선으로 송신하는 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.