KR102364236B1 - 동시 활성 데이터 스트림들을 갖는 무선 전력 시스템들 - Google Patents

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Abstract

무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 가질 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스는 코일 및 코일에 결합된 무선 전력 전송 회로부를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스는 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 신호들을 수신하도록 구성된 코일 및 무선 전력 신호들을 직류 전력으로 변환하도록 구성된 정류기 회로부를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스는 다양한 유형들의 데이터를 전송하기 위해 대역내 통신을 사용하여 데이터 패킷들을 교환할 수 있다. 데이터 송신의 증가된 유연성을 위해, 전력 수신 디바이스와 전력 송신 디바이스 사이에서 데이터를 전달할 때 다수의 데이터 스트림들이 동시에 사용될 수 있다. 각각의 데이터 패킷은 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 스트림 헤더를 포함할 수 있다. 상이한 유형의 데이터가 각각의 데이터 스트림과 함께 송신될 수 있다.

Description

동시 활성 데이터 스트림들을 갖는 무선 전력 시스템들{WIRELESS POWER SYSTEMS WITH CONCURRENTLY ACTIVE DATA STREAMS}
본 출원은, 2020년 3월 10일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/814,837호, 및 2019년 6월 24일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/865,866호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 전력 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전자 디바이스들을 충전하기 위한 무선 전력 시스템들에 관한 것이다.
무선 충전 시스템에서, 충전 매트 또는 충전 퍽(puck)과 같은 무선 전력 송신 디바이스는 휴대용 전자 디바이스와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 휴대용 전자 디바이스는 코일 및 정류기 회로부를 갖는다. 휴대용 전자 디바이스의 코일은 무선 전력 송신 디바이스로부터 교류 무선 전력 신호들을 수신한다. 정류기 회로부는 수신된 신호들을 직류 전력으로 변환한다.
무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 갖는다. 무선 전력 송신 디바이스는 코일 및 코일에 결합된 무선 전력 전송 회로부를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 회로부는 코일을 이용하여 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 무선 전력 수신 디바이스는 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 신호들을 수신하도록 구성된 코일 및 무선 전력 신호들을 직류 전력으로 변환하도록 구성된 정류기 회로부를 포함할 수 있다.
무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스는 다양한 유형들의 데이터를 전송하기 위해 데이터 패킷들을 교환할 수 있다. 인증 데이터, 펌웨어 데이터, 커맨드 데이터, 구성 데이터, 및/또는 전력 데이터는 전력 수신 디바이스와 전력 송신 디바이스 사이에서 송신될 수 있다. 데이터는 대역내 통신(예컨대, 진폭-시프트 키잉 또는 주파수-시프트 키잉)을 사용하여 송신될 수 있다.
데이터 송신의 증가된 유연성을 위해, 전력 수신 디바이스와 전력 송신 디바이스 사이에서 데이터를 전달할 때 다수의 데이터 스트림들이 동시에 사용될 수 있다. 각각의 데이터 패킷은 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 스트림 헤더를 포함할 수 있다. 제1 데이터 스트림을 사용하는 데이터 송신은 일시정지될 수 있고, 제2 데이터 스트림을 사용하는 데이터 송신이 발생할 수 있다. 제2 데이터 스트림을 사용한 데이터 송신이 완료되면, 제1 데이터 스트림을 사용한 데이터 송신이 재개될 수 있다. 상이한 유형의 데이터가 각각의 데이터 스트림과 함께 송신될 수 있다.
각각의 패킷의 스트림 헤더는 그 데이터 패킷에 대한 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 데이터 비트들을 포함할 수 있다. 스트림 헤더는 전용 스트림 헤더(예컨대, 1 바이트 스트림 헤더)일 수 있다. 대안적으로, 스트림 번호를 나타내는 데이터 비트들이 데이터 패킷 내의 다른 바이트 내에 통합될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 충전 시스템의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 예시적인 무선 전력 송신 및 수신 회로부의 회로도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 디바이스와 무선 전력 수신 디바이스 사이에서 전달될 수 있는 예시적인 데이터 패킷의 도면이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 디바이스와 무선 전력 수신 디바이스 사이에서 전달될 수 있는 스트림 헤더를 갖는 예시적인 데이터 패킷의 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 예시적인 스트림 헤더의 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 1 바이트 스트림 헤더를 갖는 예시적인 보조 데이터 제어 패킷의 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 스트림 번호를 표현하는 비트들을 갖는 예시적인 보조 데이터 제어 패킷의 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 1 바이트 스트림 헤더를 갖는 예시적인 보조 데이터 전송 패킷의 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 1 바이트 스트림 헤더를 갖는 예시적인 데이터 스트림 응답 패킷의 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 스트림 번호를 표현하는 비트들을 갖는 예시적인 데이터 스트림 응답 패킷의 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 동시에 활성인 다수의 데이터 스트림들을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 데이터를 송신하는 예시적인 방법을 도시하는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 동시에 활성인 다수의 데이터 스트림들을 사용하여 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 수신 디바이스로 데이터를 송신하는 예시적인 방법을 도시하는 도면이다.
무선 전력 시스템은 무선 충전 퍽과 같은 무선 전력 송신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 송신 디바이스는 셀룰러 전화기, 손목시계 또는 다른 전자 장비와 같은 무선 전력 수신 디바이스에 전력을 무선으로 송신한다. 무선 전력 수신 디바이스는 디바이스에 전력을 공급하기 위해 그리고 내부 배터리를 충전하기 위해 무선 전력 송신 디바이스로부터의 전력을 사용한다.
무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 수신 디바이스와 상호작용하고 무선 전력 수신 디바이스의 특성들에 대한 정보를 획득한다. 일부 실시예들에서, 무선 전력 송신 디바이스는 다수의 전력 전송 코일들을 갖는다. 이러한 실시예들에서, 무선 전력 송신 디바이스는 무선 전력 수신 디바이스로부터의 정보 및/또는 무선 전력 송신 디바이스에서 이루어진 측정들을 사용하여 송신 디바이스 내의 어느 코일 또는 코일들이 무선 전력 수신 디바이스들에 자기적으로 결합되는지를 결정한다. 이어서, 무선 전력 송신 디바이스에서 코일 선택이 수행된다. 무선 전력은 무선 전력 수신 디바이스 내의 배터리를 충전하고/하거나 다른 부하 회로부에 전력을 공급하기 위해 선택된 코일(들)을 사용하여 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 수신 디바이스로 송신된다.
예시적인 무선 전력 시스템(무선 충전 시스템)이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 시스템(8)은 무선 전력 송신 디바이스(12)와 같은 무선 전력 송신 디바이스를 포함하고, 무선 전력 수신 디바이스(24)와 같은 무선 전력 수신 디바이스를 포함한다. 무선 전력 송신 디바이스(12)는 제어 회로부(16)를 포함한다. 무선 전력 수신 디바이스(24)는 제어 회로부(30)를 포함한다. 제어 회로부(16) 및 제어 회로부(30)와 같은 시스템(8) 내의 제어 회로부는 시스템(8)의 동작을 제어하는 데 사용된다. 이 제어 회로부는 마이크로프로세서, 전력 관리 유닛, 기저대역 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기, 및/또는 프로세싱 회로를 갖는 주문형 집적 회로와 연관된 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 프로세싱 회로부는 디바이스들(12, 24) 내의 원하는 제어 및 통신 특징부들을 구현한다. 예를 들어, 프로세싱 회로부는, 코일들을 선택하고, 전력 송신 레벨들을 결정하고, 센서 데이터 및 기타 데이터를 프로세싱하고, 사용자 입력을 프로세싱하고, 디바이스들(12 및 24) 사이의 협상들을 처리하고, 대역내 및 대역외 데이터를 전송 및 수신하고, 측정을 실시하고, 시스템(8)의 동작을 다른 방식으로 제어하는 데 사용될 수 있다.
시스템(8) 내의 제어 회로부는 하드웨어(예를 들어, 전용 하드웨어 또는 회로부), 펌웨어, 및/또는 소프트웨어를 사용하여 시스템(8)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 시스템(8)에서 동작들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드는 제어 회로부(8) 내의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예컨대, 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 저장 매체) 상에 저장된다. 소프트웨어 코드는 때로는 소프트웨어, 데이터, 프로그램 명령어들, 명령어들, 또는 코드로 지칭될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비휘발성 랜덤-액세스 메모리(NVRAM)와 같은 비휘발성 메모리, 하나 이상의 하드 드라이브들(예를 들어, 마그네틱 드라이브들 또는 솔리드 스테이트 드라이브들), 하나 이상의 탈착가능 플래시 드라이브들 또는 다른 탈착가능 매체 등을 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 소프트웨어는 제어 회로부(16 및/또는 30)의 프로세싱 회로부 상에서 실행될 수 있다. 프로세싱 회로부는 프로세싱 회로부, 하나 이상의 마이크로프로세서들, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 다른 프로세싱 회로부를 갖춘 주문형 집적 회로들을 포함할 수 있다.
전력 송신 디바이스(12)는 독립형 전력 어댑터(예를 들어, 전력 어댑터 회로부를 포함하는 무선 전력 송신 디바이스)일 수 있거나, 케이블에 의해 전력 어댑터 또는 다른 장비에 결합되는 무선 충전 퍽 또는 다른 디바이스일 수 있거나, 휴대용 디바이스일 수 있거나, 가구, 차량, 또는 다른 시스템에 통합된 장비일 수 있거나, 탈착가능 배터리 케이스일 수 있거나, 또는 다른 무선 전력 전송 장비일 수 있다.
전력 수신 디바이스(24)는 셀룰러 전화기, 손목시계, 또는 다른 전자 장비와 같은 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 전력 송신 디바이스(12)는 벽 콘센트(예컨대, 교류 전원)에 결합될 수 있고, 직류(DC) 전력을 생성하기 위해 AC-DC 컨버터를 사용할 수 있고/있거나 전력을 공급하기 위한 배터리를 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 전자 디바이스는 전력 수신 디바이스 및 전력 송신 디바이스 둘 모두로서 역할을 하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 디바이스는 전력 송신 회로부 및 전력 수신 회로부 둘 모두를 갖는다).
DC 전력은 제어 회로부(16)에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 동작 동안, 제어 회로부(16) 내의 제어기는 무선 전력을 디바이스(24)의 전력 수신 회로부(54)에 송신하기 위해 전력 송신 회로부(52)를 사용한다. 전력 송신 회로부(52)는 무선 전력 송신 코일들(36)과 같은 하나 이상의 무선 전력 송신 코일들을 통해 AC 전류 신호들을 생성하기 위하여 제어 회로부(16)에 의해 제공되는 제어 신호들에 기초하여 턴 온/턴 오프되는 스위칭 회로부(예컨대, 트랜지스터들과 같은 스위치들로 형성된 인버터 회로부(61))를 가질 수 있다. 코일들(36)은 (예컨대, 디바이스(12)가 무선 충전 매트인 구성들에서) 평면 코일 어레이로 배열될 수 있거나, (예컨대, 디바이스(12)가 무선 충전 퍽인 구성들에서) 코일들의 클러스터를 형성하도록 배열될 수 있다. 일부 구성들에서, 디바이스(12)는 단일 코일만을 가질 수 있다. 다른 배열들에서, 디바이스(12)는 다수의 코일들(예컨대, 2개 이상의 코일들, 4개 이상의 코일들, 6개 이상의 코일들, 2 내지 6개의 코일들, 10개 미만의 코일들 등)을 가질 수 있다.
AC 전류가 하나 이상의 코일들(36)을 통과함에 따라, 교류 전자기(예컨대, 자기) 장들(무선 전력 신호들(44))이 생성되며, 이들은 전력 수신 디바이스(24) 내의 코일(들)(48)과 같은 하나 이상의 대응하는 수신기 코일들에 의해 수신된다. 디바이스(24)는 단일 코일(48), 적어도 2개의 코일들(48), 적어도 3개의 코일들(48), 적어도 4개의 코일들(48), 또는 다른 적합한 수의 코일들(48)을 가질 수 있다.
교류 전자기장이 코일들(48)에 의해 수신될 때, 대응하는 교류 전류가 코일들(48)에 유도된다. 브리지 네트워크 내에 배열된 동기 정류 금속 산화물 반도체 트랜지스터들과 같은 정류 컴포넌트들을 포함하는 정류기 회로부(50)와 같은 정류기 회로부는 하나 이상의 코일들(48)로부터 수신된 AC 신호들(전자기 신호들(44)과 연관된 수신된 교류 신호들)을 디바이스(24)에 전력을 공급하기 위한 DC 전압 신호들로 변환한다.
정류기 회로부(50)에 의해 생성된 DC 전압들(때때로 정류기 출력 전압 Vrect로 지칭됨)은 배터리(58)와 같은 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있고 디바이스(24) 내의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(24)는 디스플레이, 터치 센서, 통신 회로들, 오디오 컴포넌트들, 센서들, 발광 다이오드 상태 표시자들, 다른 발광 및 광 검출 컴포넌트들 및 다른 컴포넌트들과 같은 입출력 디바이스들(56)을 포함할 수 있고, 이들 컴포넌트들(디바이스(24)에 대한 부하를 형성함)은 정류기 회로부(50)에 의해 생성되는 DC 전압들(및/또는 배터리(58)에 의해 생성된 DC 전압들)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
디바이스(12) 및/또는 디바이스(24)는 대역내 또는 대역외 통신을 사용하여 무선으로 통신할 수 있다. 디바이스(12)는, 예를 들어, 안테나를 이용하여 무선으로 대역외 신호들을 디바이스(24)로 전송하는 무선 송수신기 회로부(40)를 가질 수 있다. 무선 송수신기 회로부(40)는 안테나를 사용하여 디바이스(24)로부터 대역외 신호들을 무선으로 수신하는 데 사용될 수 있다. 디바이스(24)는 대역외 신호들을 디바이스(12)로 송신하는 무선 송수신기 회로부(46)를 가질 수 있다. 무선 송수신기(46) 내의 수신기 회로부는 안테나를 이용하여 디바이스(12)로부터 대역외 신호들을 수신할 수 있다. 디바이스들(12 및 24) 사이의 대역내 송신들은 코일들(36 및 48)을 사용하여 수행될 수 있다.
전력 송신 디바이스(12) 및 전력 수신 디바이스(24)는 무선 전력 전송을 제어하기 위해 수신된 전력, 충전 상태 등과 같은 정보를 통신할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 전술된 기술은 기능을 하기 위해 디바이스 식별 정보의 송신을 수반할 필요가 없다. 주의할 점으로, 이러한 충전 기술의 임의의 구현이 디바이스 식별 정보(또는 더 일반적으로, 개인적으로 식별가능한 정보)의 사용을 수반하는 범위까지, 구현자들은 일반적으로 사용자들의 프라이버시를 유지하기 위한 산업 또는 정부 요건들을 충족하거나 초과하는 것으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 따라야 함에 유의한다. 특히, 식별 정보 데이터는 의도하지 않은 또는 인가되지 않은 액세스 또는 사용의 위험들을 최소화하도록 관리되고 처리되어야 하며, 인가된 사용의 성질(nature)은 사용자들에게 명확히 표시되어야 한다. 가능한 경우, 그러한 식별 정보는, 예를 들어, 소정 바이트의 정보에서 전부는 아니지만 일부 비트들을 사용함으로써 추출될 수 있어서, 결과적인 식별은 전체적으로 고유하지 않지만 합리적인 디바이스 사용 시나리오들 하에서의 통신을 용이하게 하기에 여전히 충분하다.
제어 회로부(16)는 디바이스(12)에 인접한 외부 물체들을 검출하기 위해(예를 들어, 충전 매트의 최상부 상에서 또는 원하는 경우 충전 퍽의 결합 표면에 인접한 물체들을 검출하기 위해) 사용될 수 있는 외부 물체 측정 회로부(41)를 갖는다. 회로부(41)는 코일들, 종이 클립들, 및 기타 금속성 물체들과 같은 이물질들을 검출할 수 있고, 무선 전력 수신 디바이스들(24)의 존재를 검출할 수 있다(예를 들어, 회로부(41)는 하나 이상의 코일들(48)의 존재를 검출할 수 있다). 물체 검출 동작 및 특성화 동작들 동안, 외부 물체 측정 회로부(41)는 코일들(36) 상에서 측정들을 실시하여 디바이스(12) 상에 임의의 디바이스들(24)이 존재하는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 원하는 경우 추가적인 코일들(전력 송신에 사용되지 않음) 및/또는 다른 추가적인 센서들이 물체 검출 및 특성화 동작들을 위해 사용될 수 있다.
예시적인 구성에서, 제어 회로부(16)의 측정 회로부(41)는 신호 생성기 회로부(예컨대, 하나 이상의 프로브 주파수들에서 AC 프로브 신호들을 생성하기 위한 발진기 회로부, 인덕턴스 정보, Q-팩터 정보 등을 수집하기 위해 임펄스 응답들이 측정될 수 있도록 임펄스들을 생성할 수 있는 펄스 생성기 등) 및 신호 검출 회로부(예컨대, 필터들, 아날로그-디지털 변환기들, 임펄스 응답 측정 회로들 등)를 포함한다. 측정 동작들 동안, 디바이스(12) 내의(예컨대, 디바이스(12)의 퍽 내의) 스위칭 회로부는 코일들(36) 각각을 사용으로 스위칭하기 위해 제어 회로부(16)에 의해 조정될 수 있다. 각각의 코일(36)이 선택적으로 사용으로 스위칭됨에 따라, 제어 회로부(16)는 신호 측정 회로부(41)의 신호 생성기 회로부를 사용하여 그 코일에 프로브 신호를 인가하면서, 대응하는 응답을 측정하기 위해 신호 측정 회로부(41)의 신호 검출 회로부를 사용한다. 제어 회로부(30) 및/또는 제어 회로부(16) 내의 측정 회로부(43)는 또한 전류 및 전압 측정들을 행하는 데 사용될 수 있다(따라서, 예를 들어, 이러한 정보는 디바이스(24) 및/또는 디바이스(12)에 의해 사용될 수 있다).
도 2는 시스템(8)에 대한 예시적인 무선 충전 회로부의 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회로부(52)는 하나 이상의 코일들(36) 및 커패시터(70)와 같은 커패시터들을 포함하는 출력 회로를 통해 송신되는 무선 전력 신호들을 생성하는 하나 이상의 인버터들(61)과 같은 인버터 회로부 또는 다른 구동 회로부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(12)는 각각이 구동 신호들을 각각의 코일(36)에 공급하는 다수의 개별적으로 제어되는 인버터들(61)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 인버터(61)는 스위칭 회로부를 사용하여 다수의 코일들(36) 사이에 공유된다.
동작 동안, 인버터(들)(61)에 대한 제어 신호들은 제어 입력(74)에서 제어 회로부(16)에 의해 제공된다. 단일 인버터(61) 및 단일 코일(36)이 도 2의 예에 도시되어 있지만, 원한다면, 다수의 인버터들(61) 및 다수의 코일들(36)이 사용될 수 있다. 다수의 코일 구성에서, 스위칭 회로부(예를 들어, 멀티플렉서 회로부)는 단일 인버터(61)를 다수의 코일들(36)에 결합하는 데 사용될 수 있고/있거나 각각의 코일(36)은 각각의 인버터(61)에 결합될 수 있다. 무선 전력 송신 동작들 동안, 하나 이상의 선택된 인버터들(61) 내의 트랜지스터들은 제어 회로부(16)로부터의 AC 제어 신호들에 의해 구동된다. 인버터들 사이의 상대적 위상은 동적으로 조정될 수 있다(예컨대, 한 쌍의 인버터들(61)은 동위상이거나 위상이 벗어난(예를 들어, 180o 위상이 벗어난) 출력 신호들을 생성할 수 있다).
인버터(들)(61)(예컨대, 회로부(52) 내의 트랜지스터들 또는 다른 스위치들)를 사용한 구동 신호들의 적용은 선택된 코일들(36) 및 커패시터들(70)로부터 형성된 출력 회로들이 디바이스(24) 내의 하나 이상의 코일들(48) 및 하나 이상의 커패시터들(72)로부터 형성된 무선 전력 수신 회로를 사용하여 무선 전력 수신 회로부(54)에 의해 수신되는 교류 전자기장들(신호들(44))을 생성하게 한다.
원하는 경우, 구동 코일들(36) 사이의 상대적 위상(예컨대, 구동되고 있는 코일들(36) 중 다른 인접한 코일에 대한 구동되고 있는 코일들(36) 중 하나의 위상)은 제어 회로부(16)에 의해 조정되어 디바이스(12)와 디바이스(24) 사이의 무선 전력 전송을 향상시키는 것을 도울 수 있다. 정류기 회로부(50)는 하나 이상의 코일들(48)(예컨대, 한 쌍의 코일들)에 결합되고, 수신된 전력을 AC로부터 DC로 변환하고, 디바이스(24) 내의 부하 회로부에 전력을 공급하기 위해(예컨대, 배터리(58)를 충전하기 위해, 디스플레이 및/또는 다른 입출력 디바이스들(56)에 전력을 공급하기 위해, 그리고/또는 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위해) 정류기 출력 단자들(76)에 걸쳐 대응하는 직류 출력 전압(Vrect)을 공급한다. 단일 코일(48) 또는 다수의 코일들(48)이 디바이스(24) 내에 포함될 수 있다. 예시적인 구성에서, 디바이스(24)는 적어도 2개의 코일들(48)을 갖는 손목시계 또는 다른 휴대용 디바이스일 수 있다. 이들 2개의(또는 그 이상의) 코일들(48)은 무선 전력을 수신할 때 함께 사용될 수 있다. 원하는 경우, 다른 구성들이 이용될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 코일들(36 및 48)을 사용한 대역내 송신들은 디바이스들(12 및 24) 사이에서 정보를 전달(예컨대, 송신 및 수신)하는 데 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 주파수-시프트 키잉(FSK)은 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 대역내 데이터를 송신하기 위해 사용되고, 진폭-시프트 키잉(ASK)은 디바이스(24)로부터 디바이스(12)로 대역내 데이터를 송신하기 위해 사용된다. 이러한 FSK 및 ASK 송신 동안 전력이 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달될 수 있다. 전력 송신 회로부(52)는 전력 송신 주파수에서 신호들(44)을 생성하기 위해 하나 이상의 코일(36)들로 AC 신호들을 구동하고 있는 한편, 무선 송수신기 회로부(40)는 구동 AC 신호들의 전력 송신 주파수를 변조하고 그에 의해 신호들(44)의 주파수를 변조하기 위해 FSK 변조를 사용할 수 있다. 디바이스(24)에서, 코일(48)은 신호들(44)을 수신하는 데 사용된다. 전력 수신 회로부(54)는 코일(48) 및 정류기(50) 상에 수신된 신호들을 사용하여 DC 전력을 생성한다. 동시에, 무선 송수신기 회로부(46)는 코일(들)(48)을 통과하는 AC 신호의 주파수를 모니터링하고, FSK 복조를 사용하여 송신된 대역내 데이터를 신호들(44)로부터 추출한다. 이러한 접근법은, FSK 데이터(예컨대, FSK 데이터 패킷들)가 코일들(36 및 48)을 사용하여 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 대역내 송신되는 동안, 전력이 동시에 코일들(36 및 48)을 사용하여 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달될 수 있게 한다.
디바이스(24)와 디바이스(12) 사이의 대역내 통신은 ASK 변조 및 복조 기술들을 사용할 수 있다. 무선 송수신기 회로부(46)는 전력 수신 회로부(54)(예컨대, 코일(48))의 임피던스를 변조하기 위해 스위치(예컨대, 결합된 코일(48)인 송수신기(46) 내의 하나 이상의 트랜지스터)를 사용함으로써 대역내 데이터를 디바이스(12)로 송신한다. 이는 이어서 신호(44)의 진폭 및 코일(들)(36)을 통과하는 AC 신호의 진폭을 변조한다. 무선 송수신기 회로부(40)는 코일(들)(36)을 통과하는 AC 신호의 진폭을 모니터링하고, ASK 복조를 사용하여, 무선 송수신기 회로부(46)에 의해 송신되었던 이들 신호들로부터 송신된 대역내 데이터를 추출한다. ASK 통신의 사용은, ASK 데이터 비트들(예컨대, ASK 데이터 패킷들)이 코일들(48 및 36)을 사용하여 디바이스(24)로부터 디바이스(12)로 대역내 송신되는 동안, 전력이 동시에 코일들(36, 48)을 사용하여 디바이스(12)로부터 디바이스(24)로 무선으로 전달될 수 있게 한다.
전력 송신 디바이스(12)로부터 전력 수신 디바이스(24)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용되는 FSK 변조 및 전력 수신 디바이스(24)로부터 전력 송신 디바이스(12)로 대역내 데이터를 전달하기 위해 사용되는 ASK 변조의 예는 단지 예시적이다. 일반적으로, 전력 송신 디바이스(12)로부터 전력 수신 디바이스(24)로 그리고 전력 수신 디바이스(24)로부터 전력 송신 디바이스(12)로 정보를 전달하기 위해 임의의 원하는 통신 기법들이 사용될 수 있다.
전술한 FSK 및 ASK 변조 및 복조 기법들은 디바이스(12)와 디바이스(24) 사이에서 데이터 패킷들을 송신하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 데이터 패킷은 다수의 데이터 비트들(때때로 비트들로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 데이터 비트들은 바이트들로 그룹화될 수 있는데, 각각의 바이트는 임의의 원하는 수의 비트들(예를 들어, 8개의 비트들)을 포함한다.
데이터 패킷들은 데이터 스트림 내의 디바이스들 사이에서 송신될 수 있다. 무선 전력 송신 디바이스와 무선 전력 수신 디바이스 사이에 송신될 수 있는 많은 유형의 데이터가 있다. 예로서, 송신된 데이터는 인증 데이터, 펌웨어 업데이트, 커맨드, 구성 데이터, 전력 데이터(예컨대, 수신된 전력 레벨들, 충전 상태들 등) 또는 임의의 다른 원하는 유형의 데이터를 포함할 수 있다.
인증은 무선 전력 수신 디바이스가 무선 전력 송신 디바이스 상에 배치될 때 발생할 수 있다. 인증은 무선 전력 수신 디바이스가 무선 전력 송신 디바이스에 의해 지원되는 것을 검증하는 것 및/또는 무선 전력 수신 디바이스 및 무선 전력 송신 디바이스가 동일한 사용자에게 속하는 것(예를 들어, 디바이스들 둘 모두가 동일한 사용자 식별과 연관됨)을 검증하는 것을 수반할 수 있다. 인증은 또한 송신된 데이터를 보호하기 위해 암호화를 설정하는 것을 수반할 수 있다. 이들 예들은 단지 예시적이며, 다른 정보는 인증 동안 송신될 수 있다.
펌웨어 업데이트는 예를 들어 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다(또는 그 반대일 수 있다). 커맨드들은 무선 전력 수신 디바이스와 무선 전력 송신 디바이스 사이에서 송신될 수 있다. 송신될 수 있는 예시적인 커맨드는 사용자 인터페이스를 업데이트하라는 명령어이다. 예를 들어, 무선 전력 송신 디바이스는 (예를 들어, 디스플레이 또는 카메라 플래시와 같은 무선 전력 수신 디바이스의 입출력 디바이스(56)를 사용하여) 무선 전력 전송이 시작되었음을 나타내기 위한 명령어를 갖는 커맨드를 무선 전력 수신 디바이스에 송신할 수 있다.
구성 데이터는, 예를 들어, 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 수신 디바이스로 송신될 수 있다. 구성 데이터는 무선 전력 송신 디바이스의 구성(예를 들어, 무선 전력 송신 디바이스의 모델 번호 및 형상)에 관한 정보를 포함할 수 있다.
요약하자면, 디바이스들(12 및 24) 사이에 송신될 수 있는 많은 상이한 유형의 데이터가 있다. 그러나, 일부 통신 방식들에서, 디바이스들(12 및 24) 사이의 대역내 통신을 사용하는 통신 방향당 하나의 활성 데이터 스트림만이 있을 수 있다. 이는 디바이스가 한 번에 단지 하나의 유형의 데이터를 송신하도록 제한한다. 데이터 패킷들은 관련 데이터 패킷들 모두가 성공적으로 송신될 때까지 데이터 스트림을 사용하여 송신될 수 있다. 송신이 완료된 후에, 상이한 유형의 추가적인 패킷들의 송신이 시작될 수 있다. 이러한 유형의 통신 방식은 제한된 유연성을 가질 수 있다. 일단 제1 유형의 데이터의 송신이 시작되면, 송신은 (송신될 상이한 유형의 높은 우선순위 데이터가 있는 경우에도) 그 데이터 모두가 송신될 때까지 계속되어야 한다.
무선 전력 수신 디바이스가 무선 전력 송신 디바이스 상에 배치되는 예를 고려한다. 전력 수신 디바이스가 전력 송신 디바이스 상에 배치될 때, 인증이 (인증 데이터가 디바이스들(12 및 24) 사이에서 송신되는 상태에서) 시작할 수 있다. 단일 데이터 스트림이 인증 데이터를 송신하는 데 사용될 수 있다. 한편, 디바이스들(12 및 24)은 사용자 인터페이스 업데이트에 관한 데이터를 교환하기를 원할 수 있다. 그러나, 하나의 활성 데이터 스트림만이 허용되기 때문에, 인증은 사용자 인터페이스 업데이트 커맨드들이 교환되기 전에 완료되어야 한다. 다시 말하면, 상이한 유형들의 데이터 전송이 연속적으로 완료되어야 한다.
데이터 통신의 유연성을 증가시키기 위해, 다수의 활성 데이터 스트림들을 허용하는 통신 방식이 사용될 수 있다. 이는 상이한 유형들의 정보의 송신에 대한 더 많은 제어를 허용한다. 위의 예에서, 제1 데이터 스트림을 사용한 인증 데이터의 송신은 일시정지될 수 있고, 사용자 인터페이스 업데이트에 관한 데이터는 제2 데이터 스트림을 사용하여 송신될 수 있다. 일단 사용자 인터페이스 업데이트에 관한 데이터가 송신되면, 제1 데이터 스트림을 사용한 인증 데이터의 송신이 재개될 수 있다.
도 3a는 예시적인 데이터 패킷의 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 데이터 패킷은 선택적으로 프리앰블(104)(예컨대, 프리앰블 바이트), 헤더(106)(예컨대, 헤더 바이트), 메시지(108)(예컨대, 하나 이상의 메시지 바이트들), 및 체크섬(110)(예컨대, 체크섬 바이트)를 포함할 수 있다. 프리앰블(104)은 데이터 패킷 수신 디바이스가 헤더의 시작 비트를 정확하게 검출할 수 있게 하는 비트들의 시퀀스를 포함할 수 있다. 헤더(106)는 송신되고 있는 데이터 패킷의 유형을 나타낼 수 있다. 메시지(108)(때때로 페이로드(108)로 지칭됨)는 송신될 원하는 데이터를 포함한다. 체크섬(110)은 전체 패킷이 성공적으로 송신되었다는 검증을 허용한다. 패킷을 수신하는 디바이스는 패킷에 대한 체크섬 값을 계산하고 계산된 체크섬 값을 체크섬 바이트에서 수신된 타겟 체크섬 값과 비교할 수 있다. 계산된 체크섬 값과 타겟 체크섬 값이 매칭되면, 패킷은 성공적으로 송신되는 것으로 해석된다. 계산된 체크섬 값과 타겟 체크섬 값이 매칭되지 않으면, 패킷 송신은 에러를 포함하는 것으로 해석된다.
동시에 활성인 데이터 스트림들을 허용하기 위해, 대역내 통신 데이터 패킷들은 스트림 식별 정보를 포함하도록 수정될 수 있다. 도 3b는 다수의 활성 데이터 스트림들을 가능하게 하기 위한 스트림 헤더를 포함하는 예시적인 데이터 패킷의 도면이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 데이터 패킷(102)은 스트림 헤더(112)를 포함할 수 있다. 스트림 헤더(112)는 헤더(106) 후에 그러나 메시지(108) 전에 송신될 수 있다. 이 예는 단지 예시적인 것이며, 스트림 헤더는 원한다면 패킷 내의 다른 위치에서 송신될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 프리앰블은 선택적이며, 원한다면 생략될 수 있다.
도 4는 데이터 패킷에 포함될 수 있는 예시적인 스트림 헤더의 도면이다. 도시된 바와 같이, 스트림 헤더(112)는 8개의 비트들(b0, b1 등)을 갖는 하나의 바이트(B0)를 포함한다. 스트림 헤더의 처음 3개의 비트들(비트들 b0, b1, 및 b2)은 데이터 패킷에 대한 스트림 번호를 식별하는 데 사용된다. 이 예에서, 3개의 식별 비트들은 8개의 활성 스트림들을 허용한다. 다시 말하면, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7의 스트림 번호는 비트들 b0 내지 b2를 사용하여 식별될 것이다. 스트림 헤더의 나머지 5개의 비트들은 예비될 수 있다. 스트림 헤더의 이러한 예는 단지 예시적인 것이다. 일반적으로, 임의의 원하는 수의 비트들(예를 들어, 1개, 2개, 3개, 4개, 4개 초과 등)이 스트림 번호를 식별하는 데 사용될 수 있다.
하나 이상의 데이터 스트림들의 동작 동안 송신될 수 있는 다수의 유형의 데이터 패킷들이 있다. 보조 데이터 제어(ADC) 패킷들이 데이터 스트림들을 개방 및 폐쇄(활성화 및 중지)하는 데 사용될 수 있다. 보조 데이터 전송(ADT) 패킷들은 활성 데이터 스트림을 사용하여 데이터를 송신하기 위해 사용될 수 있다. 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷들은 데이터의 성공적인 수신 시에 확인응답들이 송신되게 할 수 있다. 이들 유형의 패킷들 모두는 스트림 헤더 또는 다른 스트림 식별 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 스트림 헤더를 갖는 예시적인 보조 데이터 제어 패킷의 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 보조 데이터 제어 패킷(122)은 스트림 헤더(112), 요청(124), 및 파라미터(126)를 포함한다. 요청(124) 및 파라미터(126)는 스트림 헤더(112)에 의해 식별된 데이터 스트림에 대한 원하는 제어에 관한 정보를 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 보조 데이터 제어 패킷은 스트림 헤더(112)에서 식별된 데이터 스트림을 사용하여 데이터 전송을 개방하기 위해(즉, 식별된 데이터 스트림을 개방하기 위해) 사용될 수 있거나, 스트림 헤더(112)에서 식별된 데이터 스트림을 사용하여 데이터 전송을 폐쇄하기 위해(즉, 식별된 데이터 스트림을 폐쇄하기 위해) 사용될 수 있거나, 또는 모든 착신 및 발신 데이터 스트림들을 리셋하는 데 사용될 수 있다.
도 5에서, 스트림 헤더(112)는 전용 스트림 헤더일 수 있다. 하나 이상의 바이트들이 스트림 헤더(112)(예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 8개의 비트들을 갖는 바이트)에 대해서 단독으로 사용될 수 있다. 요청(124)은 5개의 비트들을 가질 수 있고, 파라미터(126)는 11개의 비트들을 가질 수 있다. 다시 말하면, 2개의 추가적인 바이트들(각각이 8개의 비트들을 가짐)이 요청과 파라미터 사이에서 분리된다. 그러나, 이러한 예는 단지 예시적인 것이다. 도 6에 도시된 다른 가능한 배열에서, 요청(124), 스트림 번호(128), 및 파라미터(126)는 2개의 바이트들 사이에서 분리될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전용 1 바이트 스트림 헤더는 도 5에서와 같이 포함되지 않는다. 대신에, 스트림 번호(128)는 요청(124)과 파라미터(126) 사이의 패킷에 포함된다. 스트림 번호(128)는 대응하는 스트림 번호를 식별하는 3개의 비트들(또는 임의의 다른 원하는 비트들의 수)일 수 있다. 요청(124)은 2개의 비트들을 가질 수 있고, 파라미터(126)는 11개의 비트들을 가질 수 있다. 일반적으로, 바이트는 스트림 번호에 추가로 임의의 다른 원하는 정보를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 스트림 헤더(112)는 8개의 비트들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 스트림 헤더(112)는 16개의 비트들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 스트림 헤더(112)는 24개의 비트들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 스트림 헤더(112)는 32개의 비트들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 스트림 헤더(112)는 48개의 비트들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 스트림 헤더(112)는 64개의 비트들을 갖는다. 일반적으로, 스트림 헤더(112)는 원하는 만큼 많은 비트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 1개의 비트가 사용된다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 2개의 비트들이 사용된다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 3개의 비트들이 사용된다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 4개의 비트들이 사용된다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 5개의 비트들이 사용된다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 6개의 비트들이 사용된다. 일부 실시예들에서, 스트림 번호를 식별하기 위해 7개의 비트들이 사용된다. 충분한 비트들이 있는 한, 스트림 식별 비트들과 스트림 헤더 길이의 임의의 조합이 구현될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 8 비트 스트림 헤더에서, 스트림 식별을 위해 1개 내지 8개의 비트들 중 임의의 것이 예비될 수 있다. 16 비트 스트림 헤더에서, 스트림 식별을 위해 1개 내지 16개의 비트들 중 임의의 것이 예비될 수 있다. 24 비트 스트림 헤더에서, 스트림 식별을 위해 1개 내지 24개의 비트들 중 임의의 것이 예비될 수 있다. 32 비트 스트림 헤더에서, 스트림 식별을 위해 1개 내지 32개의 비트들 중 임의의 것이 예비될 수 있다. 48 비트 스트림 헤더에서, 스트림 식별을 위해 1개 내지 48개의 비트들 중 임의의 것이 예비될 수 있다. 64 비트 스트림 헤더에서, 스트림 식별을 위해 1개 내지 64개의 비트들 중 임의의 것이 예비될 수 있다.
도 5 및 도 6의 보조 데이터 제어 패킷들의 예들은 단지 예시적인 것이다. 이들 패킷들 중 임의의 패킷이 선택적으로 도 3a 및 도 3b의 프리앰블, 헤더, 및/또는 체크섬을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 7은 스트림 헤더를 갖는 예시적인 보조 데이터 전송 패킷의 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 보조 데이터 전송 패킷(132)은 프리앰블(104), 헤더(106), 스트림 헤더(112), 데이터(134), 및 체크섬(110)를 포함할 수 있다. 스트림 헤더(112)는 (예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이) 하나 이상의 바이트들로 형성되는 전용 스트림 헤더일 수 있다. 데이터(134)는 데이터의 하나 이상의 바이트들을 포함할 수 있다. 데이터를 수신하고 있는 디바이스(전력 송신 디바이스(12) 또는 전력 수신 디바이스(24)일 수 있음)는 데이터를 추출하고, 스트림 헤더에 의해 식별된 스트림 번호에 따라, 데이터를 대응하는 스트림 버퍼에 부가한다. 앞서 언급된 바와 같이, 데이터(134)에 포함된 데이터의 유형은 인증 데이터, 펌웨어 업데이트 데이터, 커맨드 데이터, 구성 데이터, 전력 데이터 등을 포함할 수 있다.
도 8은 스트림 헤더를 갖는 예시적인 데이터 스트림 응답 패킷의 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 데이터 스트림 응답 패킷(142)은 프리앰블(104), 헤더(106), 스트림 헤더(112), 유형(144)(때때로 응답(144) 또는 응답 유형(144)으로 지칭됨), 및 체크섬(110)를 포함한다. 유형(144)은 원하는 데이터 스트림 응답을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 데이터 스트림 응답은 데이터 패킷의 수신을 확인응답하기 위해 사용될 수 있거나, 데이터의 송신을 프롬프트하기 위해 폴을 송신하는데 사용될 수 있다.
도 8에서, 스트림 헤더(112)는 하나 이상의 바이트들(예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 8개의 비트들을 갖는 바이트)로부터 형성된 전용 스트림 헤더일 수 있다. 응답 유형(144)은 8개의 비트들을 갖는 1 바이트일 수 있다. 그러나, 이러한 예는 단지 예시적인 것이다. 도 9에 도시된 다른 가능한 배열에서, 스트림 번호(128) 및 유형(144)은 단일 바이트 사이에서 분리될 수 있다. 이 예에서, 스트림 번호(128)는 대응하는 스트림 번호를 식별하는 3개의 비트들(또는 임의의 다른 원하는 비트들의 수)를 포함한다. 유형(144)은 5개의 비트들(또는 임의의 다른 원하는 비트들의 수)을 가질 수 있다.
도 10은 동시에 활성인 다수의 데이터 스트림들을 사용하여 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 정보를 송신하는 방법을 도시하는 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 보조 데이터 제어(ADC) 패킷이 t1에서 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 0을 개방하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다. 커맨드를 수신한 후, 무선 전력 송신 디바이스는 t2에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
t3에서, 보조 데이터 전송(ADT) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷은 데이터가 스트림 0과 연관됨을 나타내는 스트림 헤더를 포함할 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷을 수신한 후 (그리고 데이터 패킷을 대응하는 스트림 버퍼에 부가한 후), 무선 전력 송신 디바이스는 t4에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
보조 데이터 제어(ADC) 패킷이 t5에서 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 1을 개방하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다. 커맨드를 수신한 후, 무선 전력 송신 디바이스는 t6에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
t7에서, 보조 데이터 전송 패킷이 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷은 데이터가 스트림 0과 연관됨을 나타내는 스트림 헤더를 포함할 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷을 수신한 후 (그리고 데이터 패킷을 대응하는 스트림 버퍼에 부가한 후), 무선 전력 송신 디바이스는 t8에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
t9에서, 보조 데이터 전송 패킷이 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷은 데이터가 스트림 1과 연관됨을 나타내는 스트림 헤더를 포함할 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷을 수신한 후 (그리고 데이터 패킷을 대응하는 스트림 버퍼에 부가한 후), 무선 전력 송신 디바이스는 t10에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다. 이러한 프로세스는 t11에서 송신되는 스트림 1과 연관된 추가적인 보조 데이터 전송 패킷으로 반복될 수 있다.
보조 데이터 제어 패킷이 t13에서 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 1을 폐쇄하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다. 커맨드를 수신한 후, 무선 전력 송신 디바이스는 t14에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
t15에서, 보조 데이터 전송(ADT) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷은 데이터가 스트림 0과 연관됨을 나타내는 스트림 헤더를 포함할 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷을 수신한 후 (그리고 데이터 패킷을 대응하는 스트림 버퍼에 부가한 후), 무선 전력 송신 디바이스는 t16에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
보조 데이터 제어 패킷이 t17에서 무선 전력 수신 디바이스(24)로부터 무선 전력 송신 디바이스(12)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 0을 폐쇄하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다. 커맨드를 수신한 후, 무선 전력 송신 디바이스는 t18에서 무선 전력 수신 디바이스에 확인응답을 송신할 수 있다.
도 11은 동시에 활성인 다수의 데이터 스트림들을 사용하여 무선 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 수신 디바이스로 정보를 송신하는 방법을 도시하는 도면이다. t1 이전에, 무선 전력 송신 디바이스 및 무선 전력 수신 디바이스 둘 모두는 대기 상태들(예컨대, 대역내 통신이 개시되기를 대기하는 것)일 수 있다. t1에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 전력 송신 디바이스로부터 전력 수신 디바이스로 데이터 전송을 개시하기 위해 전력 송신 디바이스를 폴링할 수 있다. t2에서, 보조 데이터 제어(ADC) 패킷이 무선 전력 송신(12)으로부터 무선 전력 수신 디바이스(24)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 0을 개방하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다.
t3에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 무선 전력 송신기 개방 스트림 0을 확인응답할 수 있고 무선 전력 송신기로부터 추가 데이터 송신들을 초대할 수 있다. t4에서, 보조 데이터 제어(ADC) 패킷이 무선 전력 송신(12)으로부터 무선 전력 수신 디바이스(24)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 1을 개방하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다.
t5에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 무선 전력 송신기 개방 스트림 1을 확인응답할 수 있고 무선 전력 송신기로부터 추가 데이터 송신들을 초대할 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷이 t6에서 무선 전력 송신 디바이스(12)로부터 무선 전력 수신 디바이스(24)로 송신될 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷은 데이터가 스트림 0과 연관됨을 나타내는 스트림 헤더를 포함할 수 있다.
t7에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 ADT 패킷으로부터 수신된 스트림 0 데이터를 확인응답할 수 있고 무선 전력 송신기로부터 추가 데이터 송신들을 초대할 수 있다. 보조 데이터 제어 패킷이 t8에서 무선 전력 송신 디바이스(12)로부터 무선 전력 수신 디바이스(24)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 0을 폐쇄하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다.
t9에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 무선 전력 송신기 폐쇄 스트림 0을 확인응답할 수 있고 무선 전력 송신기로부터 추가 데이터 송신들을 초대할 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷이 t10에서 무선 전력 송신 디바이스(12)로부터 무선 전력 수신 디바이스(24)로 송신될 수 있다. 보조 데이터 전송 패킷은 데이터가 스트림 1과 연관됨을 나타내는 스트림 헤더를 포함할 수 있다.
t11에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 ADT 패킷으로부터 수신된 스트림 1 데이터를 확인응답할 수 있고 무선 전력 송신기로부터 추가 데이터 송신들을 초대할 수 있다. 보조 데이터 제어 패킷이 t12에서 무선 전력 송신 디바이스(12)로부터 무선 전력 수신 디바이스(24)로 송신될 수 있다. ADC 패킷은 스트림 1을 폐쇄하기 위한 커맨드를 포함할 수 있다.
t13에서, 데이터 스트림 응답(DSR) 패킷이 무선 전력 수신 디바이스로부터 무선 전력 송신 디바이스로 송신될 수 있다. DSR 패킷은 무선 전력 송신기 폐쇄 스트림 0을 확인응답할 수 있다.
각각의 활성 데이터 스트림은 대응하는 스트림 버퍼(때때로 버퍼로 지칭됨)를 가질 수 있다. 데이터 패킷들을 수신하는 디바이스의 제어 회로부는 데이터 스트림들에서 수신된 데이터에 기초하여 액션을 취할 수 있다. 제어 회로부는 제1 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션을 취할 수 있고, 제2 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션과는 상이한 제2 액션을 취할 수 있다. 제어 회로부에 의해 취해진 액션들은 임의의 원하는 유형의 액션(예컨대, 전력 송신 특성을 수정하는 것, 입출력 컴포넌트를 업데이트하는 것, 추가적인 데이터를 송신하는 것 등)일 수 있다.
스트림들이 개방되고 폐쇄되는 경우의 도 10 및 도 11의 특정 예들은 단지 예시적이다. 도 10 및 도 11은 무선 전력 수신 디바이스와 무선 전력 송신 디바이스 사이에서 데이터를 전달하면서 임의의 원하는 시간에 데이터 스트림들이 독립적으로 개방 및 폐쇄될 수 있는 방법을 도시한다. 각각의 데이터 스트림은 소정 유형의 데이터(예를 들어, 인증 데이터, 펌웨어 업데이트, 커맨드, 구성 데이터, 전력 데이터 등)를 전달하도록 개방될 수 있다. 다수의 활성 데이터 스트림들을 허용함으로써, 시스템은 원하는 시간들에 상이한 유형들의 데이터를 전달하기 위해 증가된 유연성을 갖는다.
예를 들어, 제1 데이터 스트림(예를 들어, 데이터 스트림 0)은 인증 데이터(예를 들어, 제1 유형의 데이터)를 전달하기 위해 사용될 수 있고, 제2 데이터 스트림(예를 들어, 데이터 스트림 1)은 커맨드(예컨대, 제2 유형의 데이터)를 전달하는 데 사용될 수 있는 등등이다. 소정 유형의 데이터는 다른 유형의 데이터보다 송신하기에 더 오래 걸릴 수 있다. 예를 들어, 펌웨어 업데이트를 위한 데이터를 송신하는 것은 수 시간(예를 들어, 1 시간 초과, 2 시간 초과 등)이 걸릴 수 있고, 인증 데이터를 전송하는 것은 수 분(예를 들어, 1 분 초과)이 걸릴 수 있고, 커맨드를 송신하는 것은 수 초(예를 들어, 1 초 초과)이 걸릴 수 있다. 이들 시간 프레임들은 단지 예시적인 것이다. 펌웨어 업데이트는 데이터의 블록들을 사용하여 송신될 수 있다. 각각의 블록 데이터를 송신하는 것은 10 초 초과, 15 초 초과, 15 초 내지 25 초, 또는 임의의 다른 길이의 시간이 걸릴 수 있다. 본 명세서에 기술된 스트림 헤더들은 펌웨어 업데이트(예컨대, 펌웨어 업데이트 블록의 송신) 또는 인증이 커맨드의 송신을 허용하기 위해 일시정지되는 것을 허용한다. 이것은 커맨드를 송신하기 전에 펌웨어 업데이트 또는 인증이 완료되기를 기다리는 대신에 커맨드가 즉시 송신되게 한다. 달리 말하면, 보다 낮은 우선순위 데이터의 송신은 보다 높은 우선순위 데이터의 송신을 허용하도록 일시정지될 수 있다. 디바이스들(12 및 24) 내의 제어 회로부(16 및 30)는 임의의 원하는 방식으로 상이한 유형의 데이터를 우선순위화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 코일, 코일에 결합되고 코일을 이용하여 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 회로부 및 코일을 사용하여 데이터 패킷들을 전달하도록 구성된 제어 회로부를 포함하고, 데이터 패킷들 각각은 데이터 패킷과 연관된 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 스트림 헤더를 갖는, 적어도 하나의 무선 전력 수신 디바이스를 수용하도록 구성된 충전 표면을 갖는 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 전달하고 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 전달하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 데이터 패킷은 제1 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제1 스트림 헤더를 갖고, 제2 데이터 패킷은 제2 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제2 스트림 헤더를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 제1 데이터 스트림을 사용하여 제1 유형의 데이터를 전달하도록 구성되고, 제어 회로부는 제2 데이터 스트림을 사용하여 제1 유형과는 상이한 제2 유형의 데이터를 전달하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 패킷들 각각은 헤더, 페이로드, 및 체크섬을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 스트림 헤더는 스트림 번호를 식별하는 3개의 데이터 비트들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 패킷들은 데이터 비트들을 포함하고, 제어 회로부는 코일을 사용하여 측정들을 수집하고, 측정들의 적어도 일부분들을 데이터 비트들로 복조하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 수신하고, 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 수신하고, 제1 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션을 수행하고, 제2 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션과는 상이한 제2 액션을 수행하고, 제1 데이터 패킷을 제1 데이터 스트림과 연관된 제1 버퍼에 부가하고, 제2 데이터 패킷을 제2 데이터 스트림과 연관된 제2 버퍼에 부가하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 신호들을 수신하도록 구성된 코일, 무선 전력 신호들을 직류 전력으로 변환하도록 구성된 정류기 회로부 및 코일을 사용하여 데이터 패킷들을 전달하도록 구성된 제어 회로부를 포함하고, 데이터 패킷들 각각은 데이터 패킷과 연관된 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 스트림 헤더를 갖는, 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력을 수신하도록 구성된 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 전달하고 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 전달하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 데이터 패킷은 제1 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제1 스트림 헤더를 갖고, 제2 데이터 패킷은 제2 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제2 스트림 헤더를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는 제1 데이터 스트림을 사용하여 제1 유형의 데이터를 전달하도록 구성되고, 제어 회로부는 제2 데이터 스트림을 사용하여 제1 유형과는 상이한 제2 유형의 데이터를 전달하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 패킷들 각각은 헤더, 페이로드, 및 체크섬을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 스트림 헤더는 스트림 번호를 식별하는 3개의 데이터 비트들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 데이터 패킷들은 데이터 비트들을 포함하고, 제어 회로부는 코일을 사용하여 측정들을 수집하고, 측정들의 적어도 일부분들을 데이터 비트들로 복조하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 제어 회로부는, 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 수신하고, 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 수신하고, 제1 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션을 수행하고, 제2 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션과는 상이한 제2 액션을 수행하고, 제1 데이터 패킷을 제1 데이터 스트림과 연관된 제1 버퍼에 부가하고, 제2 데이터 패킷을 제2 데이터 스트림과 연관된 제2 버퍼에 부가하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 코일, 코일에 결합되고 코일을 이용하여 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 회로부 및 제어 회로부를 포함하고, 제어 회로부는, 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 무선 전력 수신 디바이스로 송신하고 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 무선 전력 수신 디바이스로 송신하도록 구성되는, 적어도 하나의 무선 전력 수신 디바이스를 수용하도록 구성된 충전 표면을 갖는 무선 전력 송신 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 제1 데이터 패킷은 제1 데이터 스트림을 식별하는 적어도 일부 비트들을 포함하고, 제2 데이터 패킷은 제2 데이터 스트림을 식별하는 적어도 일부 비트들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 데이터 패킷은 제1 데이터 스트림을 식별하는 1 바이트 스트림 헤더를 포함하고, 제2 데이터 패킷은 제2 데이터 스트림을 식별하는 1 바이트 스트림 헤더를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 및 제2 데이터 패킷들 각각은 프리앰블, 헤더, 스트림 헤더, 페이로드, 및 체크섬을 포함한다.
전술한 것은 단지 예시일 뿐이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 무선 전력 수신 디바이스를 수용하도록 구성된 충전 표면을 갖는 무선 전력 송신 디바이스로서,
    코일;
    상기 코일에 결합되고 상기 코일을 이용하여 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 회로부; 및
    상기 코일을 사용하여 데이터 패킷들을 전달하도록 구성된 제어 회로부를 포함하고, 상기 데이터 패킷들 각각은 상기 데이터 패킷과 연관되는, 복수의 동시 활성 데이터 스트림 내의 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 스트림 헤더를 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 전달하고;
    상기 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 상기 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 전달하도록 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 데이터 패킷은 상기 제1 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제1 스트림 헤더를 갖고, 상기 제2 데이터 패킷은 상기 제2 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제2 스트림 헤더를 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 제1 데이터 스트림을 사용하여 제1 유형의 데이터를 전달하도록 구성되고, 상기 제어 회로부는 상기 제2 데이터 스트림을 사용하여 상기 제1 유형과는 상이한 제2 유형의 데이터를 전달하도록 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 데이터 패킷들 각각은 헤더, 페이로드, 및 체크섬(checksum)을 갖는, 무선 전력 송신 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스트림 헤더는 스트림 번호를 식별하는 3개의 데이터 비트들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 데이터 패킷들은 데이터 비트들을 포함하고, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일을 사용하여 측정들을 수집하고;
    상기 측정들의 적어도 일부분들을 상기 데이터 비트들로 복조하도록 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 수신하고;
    상기 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 상기 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 수신하고;
    상기 제1 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션을 수행하고;
    상기 제2 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 상기 제1 액션과는 상이한 제2 액션을 수행하고;
    상기 제1 데이터 패킷을 상기 제1 데이터 스트림과 연관된 제1 버퍼에 부가하고;
    상기 제2 데이터 패킷을 상기 제2 데이터 스트림과 연관된 제2 버퍼에 부가하도록 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  9. 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력을 수신하도록 구성된 전자 디바이스로서,
    상기 전력 송신 디바이스로부터 무선 전력 신호들을 수신하도록 구성된 코일;
    상기 무선 전력 신호들을 직류 전력으로 변환하도록 구성된 정류기 회로부; 및
    상기 코일을 사용하여 데이터 패킷들을 전달하도록 구성된 제어 회로부를 포함하고, 상기 데이터 패킷들 각각은 상기 데이터 패킷과 연관되는, 복수의 동시 활성 데이터 스트림 내의 대응하는 데이터 스트림을 식별하는 스트림 헤더를 갖는, 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 전달하고;
    상기 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 상기 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 전달하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 데이터 패킷은 상기 제1 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제1 스트림 헤더를 갖고, 상기 제2 데이터 패킷은 상기 제2 데이터 스트림을 식별하는 각각의 제2 스트림 헤더를 갖는, 전자 디바이스.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제어 회로부는 상기 제1 데이터 스트림을 사용하여 제1 유형의 데이터를 전달하도록 구성되고, 상기 제어 회로부는 상기 제2 데이터 스트림을 사용하여 상기 제1 유형과는 상이한 제2 유형의 데이터를 전달하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  13. 제9항에 있어서, 상기 데이터 패킷들 각각은 헤더, 페이로드, 및 체크섬을 갖는, 전자 디바이스.
  14. 제9항에 있어서, 상기 스트림 헤더는 스트림 번호를 식별하는 3개의 데이터 비트들을 포함하는, 전자 디바이스.
  15. 제9항에 있어서, 상기 데이터 패킷들은 데이터 비트들을 포함하고, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일을 사용하여 측정들을 수집하고;
    상기 측정들의 적어도 일부분들을 상기 데이터 비트들로 복조하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제어 회로부는,
    상기 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 수신하고;
    상기 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 상기 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 수신하고;
    상기 제1 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 제1 액션을 수행하고;
    상기 제2 데이터 스트림으로부터의 정보에 기초하여 상기 제1 액션과는 상이한 제2 액션을 수행하고;
    상기 제1 데이터 패킷을 상기 제1 데이터 스트림과 연관된 제1 버퍼에 부가하고;
    상기 제2 데이터 패킷을 상기 제2 데이터 스트림과 연관된 제2 버퍼에 부가하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  17. 적어도 하나의 무선 전력 수신 디바이스를 수용하도록 구성된 충전 표면을 갖는 무선 전력 송신 디바이스로서,
    코일;
    상기 코일에 결합되고 상기 코일을 이용하여 무선 전력 신호들을 송신하도록 구성된 무선 전력 송신 회로부; 및
    제어 회로부를 포함하고, 상기 제어 회로부는:
    상기 코일을 사용하여 제1 데이터 스트림에 대한 제1 데이터 패킷을 상기 무선 전력 수신 디바이스로 송신하고;
    상기 제1 데이터 스트림이 활성인 동안, 상기 코일을 사용하여 제2 데이터 스트림에 대한 제2 데이터 패킷을 상기 무선 전력 수신 디바이스로 송신하도록 구성되는, 무선 전력 송신 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 데이터 패킷은 상기 제1 데이터 스트림을 식별하는 적어도 일부 비트들을 포함하고, 상기 제2 데이터 패킷은 상기 제2 데이터 스트림을 식별하는 적어도 일부 비트들을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1 데이터 패킷은 상기 제1 데이터 스트림을 식별하는 1 바이트 스트림 헤더를 포함하고, 상기 제2 데이터 패킷은 상기 제2 데이터 스트림을 식별하는 1 바이트 스트림 헤더를 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 데이터 패킷들 각각은 프리앰블, 헤더, 스트림 헤더, 페이로드, 및 체크섬을 포함하는, 무선 전력 송신 디바이스.
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