KR102602320B1 - 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시에 따른, 무선 전력 수신 장치는, 무선 전력 송신 장치로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 세기 정보 및 상기 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 최적 위상(optimum phase) 값을 확인하고, 상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정된다. 그 밖의 다양한 실시예가 가능하다.

Description

무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법{WIRELESS POWER RECEIVING DEVICE, WIRELESS POWER TRANSMITTING DEVICE, AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RF 웨이브를 이용하여 전력 송수신을 수행하는 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing) 기술의 발달로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있으며 그 중 전자기파 방식은 다른 방식에 비해 장거리 전력 전송에 보다 유리하다는 장점이 있다.
전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달하는 것이 관건이다.
종래의 전자기파 방식은, 무선 전력 송신 장치가 충전 대상, 예를 들어 전자장치의 위치를 판단하기 위하여 복수의 방향에 대하여 RF(radio frequency) 웨이브(wave)를 형성하여, 이에 대한 응답으로 전자장치(무선 전력 수신 장치)로부터 전력 수신과 관련된 정보를 수신하고, 이를 기초로 전자장치의 위치를 판단하는 방법을 사용하였다. 하지만, 무선 전력 송신 장치가 복수의 방향으로 형성된 복수의 RF 웨이브의 각각에 대한 응답으로, 무선 전력 수신 장치로부터 전력 수신과 관련된 복수 개의 정보를 수신하는 데에 소요되는 시간이 오래 걸린다.
본 발명의 다양한 실시예는 무선 전력 수신 장치가 복수의 방향으로 형성된 복수의 RF 웨이브와 관련하여 단일의 전력 수신과 관련된 정보를 송신함으로써, 무선 전력 송신 장치가 전력 수신과 관련된 정보를 수신하는 시간을 단축시키는 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 수신 장치로서, 무선 전력 송신 장치로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 세기 정보 및 상기 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 최적 위상(optimum phase) 값을 확인하고, 상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 수신 장치로서, 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 송신하는 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 통신 회로를 통해 무선 전력 수신 장치로부터 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하도록 설정되고, 상기 최적 위상 값은 상기 무선 전력 장치에 의해 확인된 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보와 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보에 기반하여 확인되는, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 송신 장치로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고, 확인된 복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정된 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른, 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여 무선 전력 수신 장치가 복수의 방향으로 형성된 복수의 RF 웨이브와 관련하여 단일의 전력 수신과 관련된 정보를 송신함으로써, 무선 전력 송신 장치가 전력 수신과 관련된 정보를 수신하는 시간을 단축시키는 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 송신 장치 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 아울러, 본 발명의 다양한 실시예에 의하여, 무선 전력 송신 장치가 무선 전력 수신 장치에 의해 연산된 최적의 위상 값이 무선 전력 수신 장치로부터 수신함으로써, 무선 전력 송신 장치가 RF 웨이브의 최적의 위상을 설정하는 시간이 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구성의 변형예를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 일련의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 형성하는 동작을 나타내는 도면이다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류기의 출력전압값을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 무선 전력 수신 장치의 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치의 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 수신하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치와 무선 전력 수신 장치의 데이터 교환과 무선 전력 송신 장치의 RF 웨이브 형성을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 전력 송신용 안테나 각각의 순차적인 최적의 위상 값 설정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치와 무선 전력 수신 장치의 데이터 교환과 무선 전력 송신 장치의 RF 웨이브 형성을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 전력 송신용 안테나 각각의 순차적인 최적의 위상 값 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작의 다양한 실시예들을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치와 무선 전력 수신 장치의 데이터 교환과 무선 전력 송신 장치의 RF 웨이브 형성을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치의 위상 정보의 기저장 여부에 따른 최적의 위상 연산 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치의 최적의 위상 값에 관한 정보의 수신 여부에 따른 위상 설정 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치가 위상 정보를 무선 전력 수신 장치로 송신하는 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신 장치 또는 전자장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신 장치(100)는 적어도 하나의 전자장치(150 및 160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 패치 안테나(patch antenna)(111 내지 126)를 포함할 수 있다. 복수 개의 패치 안테나(111 내지 126)는 각각이 RF 웨이브를 발생시킬 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 예를 들어, 복수 개의 패치 안테나(111 내지 126)는 도 1에 도시된 바와 같이 동일 평면 상에 배치되는 복수개의 패치형 안테나로 구현될 수 있으나 도시된 배열 형태, 개수, 안테나의 종류에 국한되지 않고, 다양한 배열 형태와 개수의 복수개의 패치형 안테나로 구현될 수 있으며, 복수개의 다이폴 안테나, 복수개의 모노폴 안테나, 복수개의 파라볼라 안테나 등으로 구현될 수도 있다. 복수 개의 패치 안테나(111 내지 126)가 발생시키는 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나는 무선 전력 송신 장치(100)에 의하여 조정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 패치 안테나(111 내지 126) 각각이 발생시키는 RF 웨이브를 서브 RF 웨이브라 명명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나(111 내지 126)에서 발생되는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 한편, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에 전자장치(150 및 160)가 배치된 것을 결정할 수 있다. 여기에서, 전자장치(150 및 160)의 위치는, 예를 들어 전자장치(150 및 160)의 전력 수신용 안테나가 위치한 지점일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 전자장치(150 및 160)의 위치를 결정하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 전자장치(150 및 160)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 여기에서, 패치 안테나(111 내지 126)를 제어한다는 것은, 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 크기를 제어하거나 또는 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 위상(또는 딜레이)을 제어하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 특정 지점에서 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 제어하는 기술인 빔-포밍(beam forming)에 대해서는 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 본 발명에서 이용되는 빔-포밍의 종류에 대하여 제한이 없음 또한 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 미국 공개특허 2016/0099611, 미국 공개특허 2016/0099755, 미국 공개특허 2016/0100124 등에 개시된 바와 같은, 다양한 빔 포밍 방법이 이용될 수 있다. 빔-포밍에 의하여 형성된 RF 웨이브의 형태를, 에너지 포켓(pockets of energy)이라 명명할 수도 있다.
이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(130)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(100)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(160)를 충전하기 위하여 서브 RF 웨이브들이 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(131)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 전자장치(160)는 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 전자장치(150 및 160)는 상대적으로 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114, 118, 122 및 126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 111, 115, 119 및 123)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들이 먼저 형성된 이후에, 소정의 시간이 흐른 후에 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114, 118, 122 및 126)로부터 서브 RF 웨이브가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 동시에 만날 수 있으며, 즉 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다. 만약, 상대적으로 중앙의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111, 115, 119 및 123)와 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114, 118, 122 및 126)와 실질적으로 동일한 딜레이를 적용할 수 있다. 또한, 상대적으로 좌측의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신 장치(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111, 115, 119 및 123)에 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114, 118, 122 및 126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신 장치(100)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 상술한 딜레이에 대응되는 위상을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(150 및 160)의 위치를 결정하고, 결정된 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되게 하여, 높은 송신 효율로 무선 충전을 수행할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신 장치(100)는 전자장치(150 및 160)의 위치를 정확히 파악하여야만, 높은 송신 효율의 무선 충전이 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 블록도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 전력 소스(source)(101), 전력 송신용 안테나 어레이(102), 프로세서(103), 통신 회로(104) 및 메모리(105)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 전자장치(150 및 160)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이면 제한이 없으며, 전력 수신용 안테나(151), 정류기(152), 컨터버(153), 차저(charger)(154), 프로세서(155), 메모리(156) 및 통신 회로(157)를 포함할 수 있다.
전력 소스(101)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(102)로 제공할 수 있다. 전력 소스(101)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(102)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신 장치(100)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(101)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(102)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(102)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들(111 내지 126)이 전력 송신용 안테나 어레이(102)에 포함될 수 있다. 복수 개의 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(102)는 전력 소스(101)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브를 형성할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(102)는 프로세서(103)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성한다는 것은, 특정 방향의 일 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함을 의미할 수 있다.
프로세서(103)는, 전력 송신용 안테나 어레이(102)가 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브를 형성하도록 제어할 수 있다. 메모리(130)에는 복수 개의 방향 각각으로 서브 RF 웨이브, 즉 파일럿 신호 각각을 생성하도록 하는 프로그램 또는 알고리즘이 저장될 수 있다. 프로세서(103)는 메모리(130)에 저장된 프로그램 또는 알고리즘을 이용하여, 전력 송신용 안테나 어레이(610)의 패치 안테나 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(103)는, 전자장치(150 및 160)가 위치한 방향을 결정할 수 있으며, 결정된 방향에 기초하여 RF 웨이브의 형성 방향을 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(103)는, 결정된 방향의 일 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(102)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(103)는 패치 안테나들 또는 패치 안테나들과 연결된 제어 수단을 제어함으로써, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(103)는 전자장치(150 및 160)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(102)를 제어함으로써, 전자장치(150 및 160)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 프로세서(103)는 통신 신호(159) 내의 정보를 이용하여 전자장치(150 및 160)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(159)는 전자장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(104)는 통신 신호(159)를 처리하여 정보를 프로세서(103)로 제공할 수 있다. 통신 회로(104) 및 통신용 안테나(미도시) 는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee), NFC(near field communication), BLE(Bluetooth low energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(159)는 전자장치(150 및 160)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(103)는 전자장치(150 및 160)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 전자장치(150 및 160)의 충전 여부를 결정할 수도 있다.
아울러, 통신 신호는 무선 전력 송신 장치(100)가 전자장치(150 및 160)를 식별하는 과정, 전자장치(150 및 160)에 전력 송신을 허락하는 과정, 전자장치(150 및 160)에 수신 전력 관련 정보를 요청하는 과정, 전자장치(150 및 160)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는 과정 등에서도 이용될 수 있다. 즉, 통신 신호는, 무선 전력 송신 장치(100) 및 전자장치(150 및 160) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
한편, 프로세서(103)는 전력 송신용 안테나 어레이(102)를 제어하여 결정된 전자장치(150 및 160)의 방향으로 RF 웨이브(106)를 형성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(103)는, 검출용 RF 웨이브를 형성하고, 이후에 피드백으로 수신되는 또 다른 통신 신호를 이용하여 전자장치(150 및 160)까지의 거리를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 또 다른 통신 신호에는 송신 시점에서의 타임 스탬프(time stamp)가 포함될 수도 있다. 프로세서(103)는 또 다른 통신 신호에 포함된 타임 스탬프와 수신 시점을 비교함으로써, 전자장치(150 및 160)까지의 거리를 판단할 수도 있다.
이에 따라, 프로세서(103)는 전자장치(150 및 160)의 방향 및 전자장치(150 및 160)까지의 거리를 모두 결정할 수 있으며, 결국 전자장치(150 및 160)의 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(103)는 전자장치(150 및 160)의 위치에서 패치 안테나들이 발생하는 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록, 패치 안테나를 제어할 수 있다. 이에 따라, RF 웨이브(106)는 상대적으로 높은 송신 효율로 전력 수신용 안테나(151)로 전달될 수 있다.
전력 수신용 안테나(151)는 RF 웨이브를 수신할 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 아울러, 전력 수신용 안테나(151) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(151)에서 수신된 교류 전력은 정류기(152)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(153)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(154)로 제공할 수 있다. 차저(154)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(153)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 전자장치(150 및 160)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
통신 회로(157)는 전자장치(150 및 160)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(159)를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수도 있다. 메모리(156)는 전자장치(150 및 160)의 각종 하드웨어를 제어할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있다.
프로세서(155)는 정류기(152)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(152)의 출력단에 연결되는 전압계가 전자장치(150 및 160)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(155)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(152)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(155)는 정류기(152)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(157)로 제공할 수 있다. 통신 회로(157)는 통신용 안테나(미도시)를 이용하여 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(152)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(152)의 출력단의 전류의 크기값을 포함할 수도 있다. 이 경우, 정류기(152)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계 또는 전압계가 전자장치(150 및 160)에 더 포함될 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(152)의 출력단 뿐만 아니라, 전자장치(150 및 160)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
프로세서(155)는 무선 전력 송신 장치로부터 수신된 서브 RF 웨이브의 최적의 페이저를 연산할 수 있다. 프로세서는 연산된 최적의 위상(phasor)에 관련된 정보를 통신 회로(157)로 제공하고, 통신 회로(157)를 통해 통신용 안테나(미도시)를 이용하여 최적의 위상에 관련된 정보를 무선 전력 송신 장치로 전송할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 수신된 최적의 위상에 관련된 정보를 기초로 전자장치(150 및 160)로 송출하는 서브 RF 웨이브의 위상을 설정할 수 있다. 위와 같은, 전자장치(150 및 160)(예 : 프로세서 155)의 최적의 위상 값 연산 동작에 기인하여, 무선 전력 송신 장치의 RF 서이브 웨이브의 위상의 설정 시간이 단축될 수 있다. 즉, 전자장치(150 및 160)의 무선 전력 수신 대기 시간이 단축될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구성의 변형예를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
송신부(370)은 패치 안테나들(311 내지 314), 오실레이터(oscillator)(330), 및 송수신 처리 모듈들(321 내지 324), 믹서들(351 내지 354)을 포함하고, 프로세서부(380)는 프로세서(340) DAC(digital-to-analog converter)(361, 363, 365 및 367) 및 ADC(analog-to-digital converter)(362, 364, 366 및 368)을 포함할 수 있다.
오실레이터(oscillator)(330)는 교류 파형의 신호를 스플리터(splitter)(231)로 제공할 수 있다. 스플리터(331)는 제공받은 신호를 패치 안테나들(311 내지 314)의 개수만큼 스플리트(split)할 수 있다. 스플리터(331)는 스플리트한 신호 각각을 믹서들(351 내지 354) 각각에 전달할 수 있다. 스플리터(331)로부터의 신호들 각각은 믹서들(351 내지 354) 각각을 통하여 송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각으로 제공될 수 있다.
송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각은 제공받은 신호를 처리하여 안테나들(311 내지 314) 각각에 제공할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 송수신 처리 모듈들(321 내지 324)은 제공받은 신호의 위상을 조정, 즉 신호에 대한 딜레이를 적용할 수 있다. 또는, 송수신 처리 모듈들(321 내지 324)은 제공받은 신호의 진폭을 조정할 수도 있다. 송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각은 프로세서(340)의 제어에 따라 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 조정할 수 있으며, 프로세서(340)는 특정 지점에서의 빔 포밍되도록 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 조정하도록 송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각을 제어할 수 있다. 더욱 상세하게, 송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각에서 조정하는 위상의 정도는 상이할 수 있으며, 이에 따라 패치 안테나들(311 내지 314) 각각에서 서브 RF 웨이브가 발진되는 시점이 상이할 수 있으며, 특정 지점 또는 특정 방향에 대한 빔-포밍이 형성될 수 있다.
한편, 프로세서(340)는 추가적인 정보를 더 제공할 수도 있으며, 추가적인 정보는 믹서들(351 내지 354) 각각에 의하여, 스플리터(331)로부터의 신호와 믹싱될 수 있다. 추가적인 정보는 DAC(digtal-to-analog converter)(361, 363, 365 및 367)에 의하여 아날로그 형태로 변환되어 믹서들(351 내지 354) 각각으로 제공될 수 있다. 믹서들(351 내지 354)는 오실레이터(330)로부터의 신호를 변조하여 송수신 처리 모듈(321 내지 324)로 출력할 수 있다. 또는, 믹서(351 내지 354)는 송수신 처리 모듈(321 내지 324)로부터 출력되는 신호를 ADC(analog-to-digital converter)(362, 364, 366 및 368)를 통해 정보로 변환하여 프로세서(340)로 출력할 수도 있다.
패치 안테나들(311 내지 314) 각각은 상술한 패치 안테나들(111 내지 126)에 대응할 수 있다. 패치 안테나들(311 내지 314) 각각은 송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각으로부터 제공받은 신호를 이용하여 서브 RF 웨이브들을 형성할 수 있다. 서브 RF 웨이브들이 간섭된 RF 웨이브, 즉 송신파(391)가 패치 안테나들(311 내지 314)로부터 발진될 수 있다. 송신파(391)는 제 1 기간 동안에 발진될 수 있다. 즉, 오실레이터(330)는 제 1 기간 동안 전력을 스플리터(331)에 제공될 수 있으며, 송수신 처리 모듈들(321 내지 324) 각각이 제공받은 신호를 송신파(391) 형성을 위하여 처리할 수 있으며, 패치 안테나들(311 내지 314) 각각은 제공받은 신호를 이용하여 서브 RF 웨이브들을 형성할 수 있다. 패치 안테나들(311 내지 314)이 제 1 기간 동안 제공받은 신호를 이용하여 서브 RF 웨이브들을 형성하는 것을 송신 모드로 명명하도록 한다.
이에 따라, 위와 같이 구현되는 무선 전력 송신 장치(100)는 별도로 통신 회로를 더 구비하지 않고도, 서브 RF 웨이브들에 소정의 정보를 포함시켜 송출할 수 있다.
이하에서는 전자장치(150 및 160)와 무선 전력 송신 장치(100)의 최적의 위상 값을 연산하고 설정하는 동작에 대해서 설명한다.
다양한 실시예에 따르면 전자장치(150 및 160)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 RF 웨이브를 수신하므로, 설명의 편의를 위하여 무선 전력 수신 장치로 명명될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 패치 안테나들은 상술한 바와 같이 다양한 배열, 형태, 안테나의 종류로 구현될 수 있으므로, 이를 포괄하는 기재인 안테나로 명명될 수 있다. 즉, 상술한 무선 전력 송신 장치의 N개의 패치 안테나들 중, 제1 패치 안테나는 제1 안테나로, 제2 패치 안테나는 제2 안테나로, ... , 제N 패치 안테나는 제N 안테나로 명명될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 일련의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 형성하는 동작을 나타내는 도면이다.
도 5 에서는, 설명의 편의를 위하여 무선 전력 송신 장치(100)의 일 안테나(501)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160) 사이의 최적 위상 값(фo)을 도시한 것이며, 여기에서, RF 웨이브가 특정 값의 위상을 가진다는 의미는, RF 웨이브를 형성하기 위한 패치 안테나들 중 특정 패치 안테나에 인가되는 전기적인 신호의 위상 딜레이(또는,위상 쉬프트 정도)를 나타낼 수 있다. 상기 최적 위상 값(фo)의 의미는 후술한다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류기의 출력전압값을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 무선 전력 수신 장치의 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본원의 다양한 실시예들을 설명한다. 도 5, 도 6a, 및 도 6b를 참조하여 도 4의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 401 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 안테나들 중 적어도 하나(501)를 이용하여 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 안테나들 중 적어도 하나(501)는 일정 기간 동안 제1 RF 웨이브 (511), 제2 RF 웨이브 (512), 제3 RF 웨이브 (513), 제4 RF 웨이브(514), 및 제5 RF 웨이브(515)를 순차적으로 형성할 수 있다. 다만, 도 5에 도시된 바에 국한되지 않고, 무선 전력 송신 장치(100)는 이보다 더 많은 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 형성하기 위해, 적어도 둘 이상의 안테나의 각각에 서브 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신 장치(100)의 둘 이상의 안테나 중 일 안테나는 기준 안테나로서 기준 서브 RF 웨이브를 형성하고 나머지 다른 안테나는 서로 다른 위상을 가지는 복수 개의 서브 RF 웨이브들을 형성하여, 복수 개의 상이한 RF 웨이브들이 서로 다른 세기를 가지도록 할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는, 제1 RF 웨이브(511)를 형성하기 위해 일 안테나(501)에 제1 위상(ф1)을 가지는 서브 RF 웨이브를 형성하고, 제2 RF 웨이브(512)를 형성하기 위해 일 안테나(501)에 제2 위상(ф2)을 가지는 서브 RF 웨이브를 형성하고, 제3 RF 웨이브(513)를 형성하기 위해 일 안테나(501)에 제3 위상(ф3)을 가지는 서브 RF 웨이브를 형성하고, 제4 RF 웨이브(514)를 형성하기 위해 일 안테나(501)에 제4 위상(ф4)을 가지는 서브 RF 웨이브를 형성하고, 제5 RF 웨이브(515)를 형성하기 위해 일 안테나(501)에 제5 위상(ф5)을 가지는 서브 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 상기 제1 위상 내지 제5 위상(ф1 내지 ф5)은 서로 다를 수 있다. 여기에서, RF 웨이브가 특정 값의 위상을 가진다는 의미는, RF 웨이브를 형성하기 위한 패치 안테나들 중 특정 패치 안테나에 인가되는 전기적인 신호의 위상 딜레이(또는,위상 쉬프트 정도)를 나타낼 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 402 동작에서, 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수개의 상이한 RF 웨이브들에 기반하여 전기적인 값을 감지하고, 감지된 전기적인 값을 기초로 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인할 수 있다. 상기 전기적인 값은 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 기인하여 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 형성되는 전압값 또는 전류값 중 적어도 하나, 또는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)내의 임피던스의 변화값을 포함할 수 있다. 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)와 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각의 위상과 최적의 위상(фo)과의 근접도에 따라 결정될 수 있다. 도 5를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515) 중 최적의 위상(фo)에 가장 근접한 제3 위상(ф3)을 가지는 제3 RF 웨이브(513)의 세기가 가장 클 수 있다.
도 6a를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 402 동작 중 적어도 일부에서, 일정 기간 동안 순차적으로 수신되는 복수개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)에 기인하여 순차적으로 형성되는 복수개의 전압값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 프로세서(155)는 일정 기간 동안 순차적으로 수신되는 복수 개의 상이한 웨이브들(511 내지 515)의 각각에 기인하여 정류기의 출력단(601)에 일정기간 동안 순차적으로 형성되는 복수개의 정류기(152)의 출력 전압값(Vrect)들을 확인할 수 있다.
이때, 도 6b를 참조하면, 프로세서(155)는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브의 위상 별로 정류기 출력 전압값(Vrect)를 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(155)는 기준 RF 서브 웨이브와 일 안테나(501)의 제1 위상(ф1)을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제1 RF 웨이브 (511)에 대응하여 정류기의 출력단(601)에 형성되는 제1 정류기 출력 전압값(Vrect, 1)을 확인하고, 상술한 기준 RF 서브 웨이브와 일 안테나(501)의 제2 위상(ф2)을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제2 RF 웨이브 (512)에 대응하여 정류기의 출력단(601)에 형성되는 제2 정류기 출력 전압값(Vrect, 2)을 확인하고, 상술한 기준 RF 서브 웨이브와 일 안테나(501)의 제3 위상(ф3)을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제3 RF 웨이브 (513)에 대응하여 정류기의 출력단(601)에 형성되는 제3 정류기 출력 전압값(Vrect, 3)을 확인하고, 상술한 기준 RF 서브 웨이브와 일 안테나(501)의 제4 위상(ф4)을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제4 RF 웨이브 (514)에 대응하여 정류기의 출력단(601)에 형성되는 제4 정류기 출력 전압값(Vrect, 4)을 확인하고, 상술한 기준 RF 서브 웨이브와 일 안테나(501)의 제5 위상(ф5)을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제5 RF 웨이브 (515)에 대응하여 정류기의 출력단(601)에 형성되는 제5 정류기 출력 전압값(Vrect, 5)을 확인할 수 있다. 상기 정류기 출력 전압값들(Vrect, 1 내지 5)은 수신되는 복수 개의 상이한 웨이브들(511 내지 515)의 각각의 세기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 정류기 출력 전압값들(Vrect, 1 내지 5)의 크기가 클수록 정류기 출력 전압값들(Vrect, 1 내지 5)에 대응하는 RF 웨이브의 세기가 크고, 상기 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 5)이 작을수록 정류기 출력 전압값들(Vrect, 1 내지 5)에 대응하는 RF 웨이브의 세기가 작을 수 있다.
무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 확인되는 세기 정보의 변화에 기반하여 무선 전력 송신 장치(100)에 순차적으로 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515) 또는 순차적으로 형성되는 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브들의 각각을 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(155)에 의해 확인되는 정류기(152)의 출력 전압 값(Vrect)이 급격하게 변경되는 경우, 프로세서(155)는 무선 전력 송신 장치(100)에 형성되는 RF 웨이브의 위상, 또는 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브의 위상이 변경됨을 감지할 수 있다. 프로세서(155)는 확인된 정류기(152)의 출력 전압 값(Vrect) 별로 정류기(152)의 출력 전압 값(Vrect)의 변경에 기반하여 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각 또는 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브들의 각각을 식별하기 위한 식별 정보를 부여할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(155)는 정류기(152)의 출력 전압 값(Vrect)이 급격하게 변경되기 전의 제1 정류기 출력 전압 값(Vrect, 1)과 변경된 이후의 제2 정류기의 출력 전압 값(Vrect, 2)에 서로 다른 식별 정보를 부여하고, 각각의 출력 전압 값(Vrect, 1 내지 2)에 대응하는 RF 웨이브의 각각 또는 서브 RF 웨이브의 각각이 서로 구분되도록 할 수 있다. 상기 식별 정보는 순서 정보일 수 있다. 이에 따라 상기 식별 정보는 이후 최적 위상 값(фo)을 확인하는 동작에서, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 확인된 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 5)에 부여된 순서 정보를 확인하고 소정의 순서 정보를 무선 전력 송신 장치(100)으로 송신할 수 있고, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 순서 정보에 대응하는 RF 웨이브들(511 내지 515) 중 적어도 하나 또는 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브들 적어도 하나를 확인할 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 404 동작에서, 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인할 수 있다. 상기 복수 개의 위상 정보는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 메모리에 기저장된 무선 전력 송신 장치(100)의 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브들의 각각의 위상에 관련된 제1 정보를 기초로, 적어도 하나의 프로세서(155)에 의해 확인될 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 상기 기저장된 제1 정보를 기반으로 무선 전력 송신 장치(100)의 서브 RF 웨이브 형성 순서 별 위상 설정 정보를 확인하고, 확인된 상기 위상 설정 정보를 기반으로 순서대로 수신되는 RF 웨이브들(511 내지 515) 각각을 구성하는 일 안테나(501)의 서브 RF 웨이브들의 각각의 위상을 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 정보는 무선 전력 송신 장치(100)의 위상 설정과 관련된 난수 생성 정보를 포함하는 시스템 정보 또는 무선 전력 송신 장치(100)의 위상 설정에 관한 정보일 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 시스템 정보의 난수 생성 정보에 따라 순차적으로 생성된 난수에 따라서, 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 위상을 순차적으로 설정할 수 있다. 따라서, 프로세서(155)는 기저장된 시스템 정보의 난수 생성 정보에 따라 무선 전력 송신 장치(100)에 순차적으로 생성될 난수를 확인하고, 확인된 난수를 기반으로 순차적으로 수신되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성되는 서브 RF 웨이브들의 각각의 위상을 확인할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 수신된 제1 RF 웨이브(511)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브의 위상인 제1 위상(ф1)을 확인하고, 수신된 제2 RF 웨이브(512)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브의 위상인 제2 위상(ф2)을 확인하고, 수신된 제3 RF 웨이브(513)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브의 위상인 제3 위상(ф3)을 확인하고, 수신된 제4 RF 웨이브(514)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브의 위상인 제4 위상(ф4)을 확인하고, 수신된 제5 RF 웨이브(515)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브의 위상인 제5 위상(ф5)을 확인할 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 404 동작에서, 복수 개의 세기 정보 및 복수 개의 위상 정보에 기반하여 적어도 하나(501)로부터 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 최적 위상 값(фo)을 확인할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수 개의 세기 정보 및 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 무선 전력 송신 장치(100)로 수신되는 최대의 세기를 가지는 RF 웨이브를 형성하기 위한, 일 안테나(501)의 서브 RF 웨이브에 설정해야 하는 최적 위상 값(фo)을 연산할 수 있다. 달리 말해, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수 개의 세기 정보 및 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 가장 큰 정류기 출력 전압 값(Vrect)이 형성되도록 하는, 일 안테나(501)의 서브 RF 웨이브의 최적 위상 값(фo)을 연산할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)에 의해 형성된 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)은 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 최대의 세기를 가지도록 하는 RF 웨이브가 아닐 수 있다. 따라서, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수 개의 세기 정보 및 복수 개의 위상 정보에 기반하여 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 최적 위상 값(фo)을 확인할 수 있다. 달리 말해, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 의해 연산된 최적 위상 값(фo)은 무선 전력 송신 장치(100)에 의해 형성된 복수개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)을 구성하는 일 안테나(501)에 형성된 서브 RF 웨이브들의 각각의 위상(ф1 내지 ф5)과는 다를 수 있기 때문에, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 상기 최적 위상 값(фo)을 연산할 수 있다. 도 6 (b)를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각에 의한 정류기 출력 전압값(Vrect, 1 내지 5)과 위상 정보(ф1 내지 ф5)에 기반하여, 최적 위상 값(фo)을 연산할 수 있다. 상기 연산은 내삽, 외삽, 또는 커브 피팅(또는 그래프 피팅) 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 6 (b)에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각을 구성하는 서브 RF 웨이브들의 각각의 확인된 위상(ф1 내지 ф5)들과 대응하는 정류기 출력 전압 값들을 포함하는 그래프(602)를 확인하고, 확인된 그래프(602)에서 가장 큰 정류기 출력 전압 값(Vrect, max)을 확인하고, 확인된 가장 큰 정류기 출력 전압 값(Vrect, max)에 대응하는 위상을 최적 위상 값(фo)으로 확인할 수 있다. 이 때, 프로세서(155)는 연산 속도 향상을 위해서, 확인된 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 5) 중 유의미한 정류기 출력 전압값들을 확인하고 확인된 유의미한 정류기 출력 전압 값들에 대해서만 상술한 바와 같은 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(155)는 정류기 출력 전압 값들 중 기설정된 전압값 이상의 정류기 출력 전압 값들을 확인하고, 확인된 정류기 출력 전압 값들에 대해서 연산을 수행하여 최적 위상 값(фo)을 확인할 수 있다.
또는 프로세서(155)는 확인된 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 5) 중에서 가장 큰 정류기 출력 전압 값(Vrect, max)을 확인하고, 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515) 중 확인된 가장 큰 정류기 출력 전압 값에 대응하는 RF 웨이브를 구성하는 서브 RF 웨이브의 위상을 최적 위상 값(фo)으로 확인할 수 있다. 이 경우 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 최적 위상 값(фo)의 연산을 위한 내삽, 외삽, 또는 커브피팅 등의 방법을 수행하지 않고, 수신한 값들 중에서 가장 큰 값을 선택하는 동작만을 수행하기 때문에, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 운용 부담이 저감되고, 무선 전력 송신 장치(100)가 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로부터 최적 위상 값(фo)을 획득하는 시간이 더 단축될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 405 동작에서, 최적 위상 값(фo)에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 최적 위상 값(фo)에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로부터 수신한 것에 대한 응답으로, 일 안테나(501)에 최적 위상 값(фo)을 가지는 서브 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 식별 정보에 대응하는 복수개의 상이한 RF 웨이브들 (511 내지 515) 또는 복수개의 상이한 RF 웨이브들 (511 내지 515)들의 각각을 구성하는 서브 RF 웨이브 중 적어도 하나를 확인하고, 상기 확인된 서브 RF 웨이브들 중 적어도 하나의 위상을 최적 위상 값(фo)으로 확인할 수 있다. 이와 같이, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각에 대응하여 복수 번의 응답을 하는 것이 아니고, 수신되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(511 내지 515)의 각각에 대응하는 연산을 내재적으로 수행하고, 수행된 연산의 결과값만을 단 한번 송신하는 응답을 수행할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)가 최적 위상 값(фo)을 수신하는 시간은, 상기 연산의 결과값만을 단 한번 송신하는 동작에 따라 수행되지 않는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 복수 번의 응답에 소요되는 시간만큼 단축될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)는 신속하게 최적 위상 값(фo)을 확인하고, 이를 안테나에 적용할 수 있게 된다.
상술한, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 401 동작 내지 405 동작 보다 더 많거나 더 적은 동작을 더 수행할 수 있다. 또한, 401 동작 내지 405 동작의 기재된 순서에 국한되지 않고, 401 동작 내지 405 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다.
이하에서는, 상술한 401 동작 내지 405 동작과 관련된 다양한 실시예들에 대해서 설명한다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 수신하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 데이터 교환과 무선 전력 송신 장치(100)의 RF 웨이브 형성을 나타내는 흐름도이다.
도 8에서는, 제1 안테나(111)가 지향성을 가지는 서브 RF 웨이브(850)를 형성하며, 제2 안테나(112)가 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863)을 형성하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 설명을 위한 것이다. 예를 들어, 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863) 각각은 위상의 차이를 시각적으로 나타내기 위하여 구분한 것이며, 안테나들(111 및 112) 각각이 위상이 상이한 서브 RF 웨이브를 형성함은 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도 8에 도시된 RF 웨이브(870)는 서브 RF 웨이브(850)와 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863) 중 적어도 하나의 간섭에 따라, 지향성을 가지는 RF 웨이브(870)가 형성됨이 시각적으로 표현된 것이다.
이하에서는 도 7 내지 도 8을 참조하여 본원의 다양한 실시예들을 설명한다. 도 8을 참조하여 도 7의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 701 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)로의 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126) 중 제1 안테나(111)로부터 서브 RF 웨이브(850)를 수신할 수 있다. 달리 말해, 도 8을 참조하면 무선 전력 송신 장치(100)는 801 동작에서 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126) 중 제1 안테나(111)를 통해 서브 RF 웨이브(850)를 형성할 수 있다. 상기 서브 RF 웨이브(850)는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 방전된 상태에서 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 수신된 서브 RF 웨이브(850)에 기초하여 충전되어 일부 동작이 가능한 상태가 될 수 있다.
무선 전력 송신 장치(100)는, 801 동작 중 적어도 일부에서, 기설정된 개시 조건에 기초하여 제1 안테나(111)를 통해 서브 RF 웨이브(850)의 송출을 개시할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)가 적어도 하나의 센서(초음파 센서, 음향 센서 등, 미도시)를 이용하여 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 기준 거리 반경 이내로 진입하는 것을 감지하는 경우, 제1 안테나(111)을 통해 서브 RF 웨이브(850)를 송출할 수 있다. 상기 서브 RF 웨이브(850)는 기준 서브 RF 웨이브일 수 있다. 또 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)가 속해있는 네트워크 시스템 상에 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 등록되는 경우 이를 감지하여, 제1 안테나(111)를 통해 서브 RF 웨이브(850)를 송출할 수 있다. 또 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 Wifi-direct 연결, bluetooth 연결과 같은 통신 연결 동작에서 이용되는 장치 탐색 동작을 기초로 무선 전력 수신 장치(150 및 160)를 감지하여, 제1 안테나(111)를 통해 서브 RF 웨이브(850)를 송출할 수 있다. 또 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)가 무선 충전 개시를 위한 사용자의 입력에 기초하여, 제1 안테나(111)를 통해 서브 RF 웨이브(850)를 송출할 수 있다. 상기 무선 충전 개시를 위한 사용자의 입력은 무선 전력 송신 장치(100)에 의해 직접 수신될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 무선 충전 개시를 위한 사용자 입력을 수신하고 이에 대응하는 메시지를 무선 전력 송신 장치(100)로 제공하는 형태로도 무선 전력 송신 장치(100)에 수신될 수 있다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는, 702 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)와 통신을 연결할 수 있다. 도 8을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는, 802 동작과 같이 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160) 간의 통신 연결을 위한 연결 요청 메시지를 송신할 수 있다. 달리 말해, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 통신 회로(157)는 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160) 간의 통신 연결을 위한 연결 요청 메시지를 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신할 수 있다. 상기 연결 요청 메시지는 무선 전력 송신 장치(100)의 식별 정보, 통신 연결을 위한 제1 통신 연결 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 통신 회로(157)는, 803 동작과 같이 연결 요청 메시지를 수신한 것에 대한 응답으로, 연결 승인 메시지를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 달리 말해, 무선 전력 송신 장치(100)는, 연결 요청 메시지를 송신한 것에 대한 응답으로, 연결 승인 메시지를 수신할 수 있다. 연결 승인 메시지는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 식별 정보 및 통신 연결을 위한 제2 통신 연결 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 연결 승인 메시지를 수신하는 것에 대한 응답으로, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 통신 회로(157)와 무선 전력 송신 장치(100)의 통신 회로(104) 사이에 통신 연결이 수립될 수 있다. 상기 수립된 통신 연결을 통해서, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)와 무선 전력 송신 장치(100)는 데이터 또는 소정의 정보를 포함하는 통신 신호를 교환할 수 있다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 703 동작에서 제1 연산 요청 메시지 수신할 수 있다. 도 8을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 804 동작과 같이 통신 연결 수립에 대한 응답으로, 제1 연산 요청 메시지를 송신할 수 있다.
상기 제1 연산 요청 메시지는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작, 복수 개의 위상 정보를 확인 하는 동작, 최적 위상 값(фo)을 확인하는 동작, 또는 최적 위상 값(фo)을 포함하는 통신 신호 송신 동작들을 유발할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는, 수신된 제1 연산 요청 메시지에 대한 응답으로, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기 정보를 확인하고, 수신되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 위상 정보를 확인하고, 확인된 세기 정보와 위상 정보를 기반으로 최적 위상 값(фo)을 확인하는 동작, 및 확인된 최적 위상 값(фo)을 포함하는 통신 신호를 송신하는 동작을 수행할 수 있다. 달리 말해, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 제1 연산 요청 메시지를 수신하지 못하는 경우, 상술한 402 내지 405 동작을 수행하지 않을 수 있다.
또, 상기 제1 연산 요청 메시지는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)와 무선 전력 송신 장치(100)의 개설된 통신 연결을 유지할 수 있다. 달리 말해, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 통신 회로(157)와 무선 전력 송신 장치(100)의 통신 회로(104) 사이에 개설된 통신 연결이 상기 제1 연산 요청 메시지에 의해 유지될 수 있다. 예를 들어, 연산 요청 메시지는 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 통신 회로(157)의 상태를 동작 가능한 상태로 유지시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 704 동작에서 일정 기간 동안 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 전력 안테나들 중 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)로부터 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 수신할 수 있다. 도 8을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126) 중 제2 안테나(112)에 805 동작에서 제1 위상(ф1)을 갖는 제1 서브 RF 웨이브(861)를 형성하고, 807 동작에서 제2 위상(ф2)을 갖는 제2 서브 RF 웨이브(862)를 형성하고, 809 동작에서 제3 위상(ф3)을 갖는 제3 서브 RF 웨이브(863)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)를 통해 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제1 서브 RF 웨이브(861)를 기초로 RF 웨이브를 형성하고, 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제2 서브 RF 웨이브(862)를 기초로 RF 웨이브를 형성하고, 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제3 서브 RF 웨이브(863)를 기초로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이에 대응하여, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 일정 기간 동안 순차적으로 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제1 서브 RF 웨이브(861)를 기초로 형성된 RF 웨이브, 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제2 서브 RF 웨이브(862)를 기초로 형성된 RF 웨이브, 및 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제3 서브 RF 웨이브(863)를 기초로 형성된 RF 웨이브를 일정 기간 동안 순차적으로 수신할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 705 동작에서 제1 최적 위상 값(фo, 1)의 연산을 위한 적어도 하나 이상의 정보를 확인하고, 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 연산하고, 연산된 제1 최적 위상 값(фo, 1)에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 도 8을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 806 동작에서 수신된 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제1 서브 RF 웨이브(861)를 기초로 형성된 RF 웨이브에 대응하는 제1 정류기 출력 전압 값(Vrect, 1)을 확인하고, 808 동작에서 수신된 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제2 서브 RF 웨이브(862)를 기초로 형성된 RF 웨이브에 대응하는 제2 정류기 출력 전압 값(Vrect, 2)을 확인하고, 810 동작에서 수신된 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제3 서브 RF 웨이브(863)를 기초로 형성된 RF 웨이브에 대응하는 제3 정류기 출력 전압 값(Vrect, 3)을 확인할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 807 동작에서 확인된 제1 내지 제3 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)과, 확인된 위상 정보를 기반으로 811동작에서 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 연산하고, 812 동작에서 이를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신할 수 있다. 상기 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 연산하는 방법은 상술한 705 동작에서와 같이 수행될 수 있으므로 이에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
무선 전력 송신 장치(100)는 812 동작에서 수신된 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 포함하는 통신 신호를 수신한 것에 대한 응답으로, 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 저장하고 이를 설정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 메모리에 저장하고, 프로세서(103)는 제2 안테나(112)에 형성되는 서브 RF 웨이브의 위상 값을 제1 최적 위상 값(фo, 1)으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(150 및 160)는 814 동작에서 제1 RF 웨이브(870)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(150 및 160)는 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성된 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 가지는 서브 RF 웨이브 기초로 제1 RF 웨이브(870)를 형성할 수 있다. 이에 대응하여, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 제1 RF 웨이브(870)를 수신할 수 있다.
상술한, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 상술한 기재들에 국한되지 않고 701 동작 내지 705 동작 보다 더 많거나 더 적은 동작을 더 수행할 수 있다. 또한, 701 동작 내지 705 동작의 기재된 순서에 국한되지 않고, 701 동작 내지 705 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다.
이하에서는, 무선 전력 송신 장치(100)의 제2 안테나(112)의 최적 위상 값(фo) 설정 이후의 다양한 실시예들에 대해서 설명한다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 전력 송신용 안테나 각각의 순차적인 최적 위상 값(фo) 설정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 데이터 교환과 무선 전력 송신 장치(100)의 RF 웨이브 형성을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 전력 송신용 안테나 각각의 순차적인 최적 위상 값(фo) 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10과 도 11에서는, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)가 지향성을 가지는 제1 RF 웨이브(870)를 형성하며, 제3 안테나(113)가 서브 RF 웨이브들(1061, 1062 및 1063)을 형성하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 설명을 위한 것이다. 예를 들어, 서브 RF 웨이브들(1061, 1062 및 1063) 각각은 위상의 차이를 시각적으로 나타내기 위하여 구분한 것이며, 안테나들(111 및 112)이 위상이 상이한 RF 웨이브를 형성하거나, 제3 안테나(113)가 위상이 상이한 서브 RF 웨이브를 형성함은 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도 10과 도 11에 도시된 RF 웨이브(1070)는, RF 웨이브(870) 와 서브 RF 웨이브들(1061, 1062 및 1063) 중 적어도 하나의 간섭에 따라, 지향성을 가지는 RF 웨이브(1070)가 형성됨이 시각적으로 표현된 것이다. 도 10과 도 11에 도시된 RF 웨이브(1080)는, 무선 전력 송신 장치(100)의 각각의 안테나들이 형성하는 서브 RF 웨이브들의 간섭에 따라, 지향성을 가지는 RF 웨이브(1080)가 형성됨이 시각적으로 표현된 것이다.
이하에서는, 도 9 내지 도 11을 참조하여 다양한 실시예들에 대해서 설명한다. 도 10 내지 도 11을 참조하여 도 9의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126) 중 일 안테나에 형성되는 RF 웨이브의 최적 위상 값(фo)을 설정한 이후, 계속하여 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126) 중에서 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 이외의 다른 안테나들을 통해 형성하는 서브 RF 웨이브의 최적 위상 값(фo)을 순차적으로 설정할 수 있다.
도 9를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 901 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)로부터 제1 RF 웨이브(850)를 수신할 수 있다. 즉, 도 10을 참조하면 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1001 동작에서 제1 안테나(111)에 형성되는 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)에 형성되는 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 가지는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제1 RF 웨이브(870)를 수신하는 상태에서, 다른 안테나의 최적 위상 값(фo)의 연산을 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 다른 안테나의 최적 위상 값(фo)의 연산을 수행하는 동안, 수신되는 제1 RF 웨이브(870)에 기초하여 충전될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 최적 위상 값(фo)의 연산을 수행하며 충점됨에 따라, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 완충에 걸리는 시간이 단축될 수 있다.
도 9를 참조하면, 무선 추전 수신 장치는 902 동작에서 복수 개의 안테나들 중 제1 안테나(111), 제2 안테나(112) 및 제3 안테나(113)로부터 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 일정 기간 동안 순차적으로 수신할 수 있다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1002 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)로부터 제2 최적 위상 값(фo, 2)의 연산의 수행 요청을 위한 제2 연산 요청 메시지를 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 포함하는 통신 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로 상기 제2 연산 요청 메시지를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신할 수 있다. 또는 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제2 안테나(112)에 형성되는 서브 RF 웨이브의 위상을 제1 최적 위상 값(фo, 1)으로 설정하는 것에 대한 응답으로 상기 제2 연산 요청 메시지를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 제2 연산 요청 메시지를 수신한 것에 대한 응답으로 상술했었던 제1 연산 요청 메시지를 수신한 것에 대한 응답으로 유발되는 동작들을 수행할 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 일정 기간 동안 순차적으로 제3 안테나(113)에 형성되는 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브들(1060)에 기초하여 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 1003 동작에서 제3 안테나(113)에 제1 위상(ф1)을 가지는 제1 서브 RF 웨이브(1061)를 형성하고, 1005 동작에서 제3 안테나(113)에 제2 위상(ф2)을 가지는 제2 서브 RF 웨이브(1062)를 형성하고, 1007 동작에서 제3 안테나(113)에 제3 위상(ф3)을 가지는 제3 서브 RF 웨이브(1063)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 일정 기간 동안 순차적으로 제1 RF 웨이브(870)와 제3 안테나(113)에 형성된 제1 서브 RF 웨이브(1061)에 기초하여 형성되는 RF 웨이브, 제1 RF 웨이브(870)와 제3 안테나(113)에 형성된 제2 서브 RF 웨이브(1062)에 기초하여 형성되는 RF 웨이브, 및 제1 RF 웨이브(870)와 제3 안테나(113)에 형성된 제3 서브 RF 웨이브(1063)에 기초하여 형성되는 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이에 대응하여, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 제1 RF 웨이브(870)와 제3 안테나(113)에 형성된 제1 서브 RF 웨이브(1061)에 기초한 형성되는 RF 웨이브, 제1 RF 웨이브(870)와 제3 안테나(113)에 형성된 제2 서브 RF 웨이브(1062)에 기초한 형성되는 RF 웨이브, 및 제1 RF 웨이브(870)와 제3 안테나(113)에 형성된 제3 서브 RF 웨이브(1063)에 기초한 형성되는 RF 웨이브를 수신할 수 있다.
도 9를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 903 동작에서 수신된 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고, 904 동작에서 복수 개의 세기 정보 및 복수 개의 위상 정보에 기반하여 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 확인하고, 905 동작에서 제2 최적 위상 값(фo, 2)에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 903 동작 내지 905 동작은 상술한 상술한 704 동작 내지 705 동작과 같이 수행될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 의해 확인된 무선 전력 송신 장치(100)의 제3 안테나(113)에 형성된 상이한 서브 RF 웨이브들(1050)에 기초하여, 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기 정보들의 평균 값은 제2 안테나(112)에 형성된 상이한 서브 RF 웨이브들(860)에 기초하여 형성 되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기 정보들의 평균 값 보다 클 수 있다. 예를 들어 도 10을 참조하면 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 의해 1004 동작에서 확인되는 제1 세기 정보, 1006 동작에서 확인되는 제2 세기 정보, 및 1007 동작에서 확인되는 제3 세기 정보의 평균 값은 상술한 806 동작에서 확인되는 제1 세기 정보, 808 동작에서 확인되는 제2 세기 정보, 및 810 동작에서 확인되는 제3 세기 정보들의 평균 값 보다 클 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 수신되는 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 가지는 제1 RF 웨이브(870)에 기인하여 정류기의 출력단(601)에 정류기 출력 전압이 형성된 상태에서, 제3 안테나(113)로부터 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브(1060)들에 기초하여 정류기의 출력단(601)에 정류기 출력 전압이 더 형성되기 때문일 수 있다. 위와 같은 정류기 출력 전압 값의 평균값의 상승에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 현재까지 최적 위상 값(фo)의 연산이 수행된 횟수를 확인할 수 있게 된다. 또한, 프로세서(155)는 상기 평균값의 상승에 기반하여, 연산의 횟수에 따라 기설정된 전압값을 더 높게 조정하여 연산의 속도를 더 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(155)는 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 연산하는 동작에서 보다 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 연산하는 동작에서 기설정된 전압값을 더 높게 조정할 수 있다. 프로세서(155)는, 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 연산하는 동작에서, 복수개의 정류기 출력 전압 값들 중 상기 더 높게 조정된 기설정된 전압값 이상의 정류기 출력 전압 값들을 확인하고, 확인된 정류기 출력 전압 값들에 대해서 연산을 수행함으로써, 연산의 속도가 더 신속해질 수 있다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 1010 동작에서 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로부터 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 포함하는 통신 신호를 수신하고, 1011 동작에서 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 저장하고 제3 안테나(113)에 형성되는 서브 RF 웨이브의 위상을 제2 최적 위상 값(фo, 2)으로 설정할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(100)의 최적 위상 값(фo) 연산 동작의 수행 중에, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 수신되는 RF 웨이브는 각각의 안테나 들의 서브 RF 웨이브들이 누적되는 형태로 수신될 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1012 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)의 제1 안테나(111)에 형성된 서브 RF 웨이브(850), 제2 안테나(112)에 형성된 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 가지는 서브 RF 웨이브, 및 제3 안테나(113)에 형성된 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 가지는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제3 RF 웨이브를 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신할 수 있다. 즉, 최적 위상 값(фo) 동작이 거듭될수록, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 최적 위상 값 연산 동작(фo) 중에 수신되는 RF 웨이브에 기초한 충전량은 증가될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 연산 하는 도중에는 제1 안테나(111)의 서브 RF 웨이브(850)와 제2 안테나(112)의 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 서브 RF 웨이브에 기초하여 일정 기간 동안 제1 충전량 만큼 충전되고, 제4 안테나의 제3 최적 위상 값(фo, 2)을 연산 하는 도중에는 제1 안테나(111)의 서브 RF 웨이브(850), 제2 안테나(112)의 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 서브 RF 웨이브, 제3 안테나(113)의 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 서브 RF 웨이브에 기초하여 일정 기간 동안 제2 충전량 만큼 충전되고, 제2 충전량은 제1 충전량 보다 클 수 있다. 위와 같이, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에 수신되는 RF 웨이브가 누적되는 동작에 기인하여, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 충전 시간이 단축될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 안테나의 각각의 위상이 설정된 이후에 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 무선 전력 송신 장치(100)로부터 RF 웨이브를 수신하는 것이 아니고, 위와 같이 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 안테나의 각각의 위상이 설정되는 과정 중에 계속하여 안테나의 각각에 형성되는 RF 웨이브에 의해 충전될 수 있기 때문에, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 완충 시간이 단축될 수 있다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)가 제2 최적 위상 값(фo, 2)을 연산한 이후, 1013 동작에서 계속하여 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126)의 나머지 각각의 안테나들의 최적 위상 값(фo)을 연산하고, 연산된 최적의 위상 값에 관한 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126)의 나머지 각각의 안테나들의 최적 위상 값(фo)을 포함하는 통신 신호를 수신함에 따라, 계속하여 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126)의 나머지 각각의 안테나들에 형성되는 RF 웨이브의 최적 위상 값(фo)을 설정할 수 있다. 결과적으로, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126)의 각각에 형성되는 최적 위상 값(фo)을 가지는 서브 RF 웨이브들에 기초하여 형성되는 RF 웨이브(1080)를 수신할 수 있다.
결과적으로, 도 11에 도시된 바와 같이 무선 전력 송신 장치(100)의 복수 개의 전력 송신용 안테나들(111 내지 126)의 나머지 각각의 안테나들에 형성되는 RF 웨이브는 무선 전력 수신 장치(150 및 160) 방향으로 향하게 되어 무선 전력 수신 장치(150 및 160)에서 최적의 무선 충전이 수행될 수 있다.
상술한, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 상술한 기재들에 국한되지 않고 901 동작 내지 905 동작 보다 더 많거나 더 적은 동작을 더 수행할 수 있다. 또한, 901 동작 내지 905 동작의 기재된 순서에 국한되지 않고, 901 동작 내지 905 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다.
이하에서는, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 동작의 다양한 실시예들을 설명한다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 동작의 다양한 실시예들을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 데이터 교환과 무선 전력 송신 장치(100)의 RF 웨이브 형성을 나타내는 흐름도이다.
도 13에서는, 상술한 바와 같이 제1 안테나(111)가 지향성을 가지는 서브 RF 웨이브(850)를 형성하며, 제2 안테나(112)가 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863)을 형성하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 설명을 위한 것이다. 예를 들어, 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863) 각각은 위상의 차이를 시각적으로 나타내기 위하여 구분한 것이며, 안테나들(111 및 112) 각각이 위상이 상이한 서브 RF 웨이브를 형성함은 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도 13에 도시된 RF 웨이브(870)은 서브 RF 웨이브(850)와 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863) 중 적어도 하나의 간섭에 따라, 지향성을 가지는 RF 웨이브(870)가 형성됨이 시각적으로 표현된 것이다.
이하에서는, 도 12 내지 도 13을 참조하여 다양한 실시예들에 대해서 설명한다. 도 13을 참조하여 도 12의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 12를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1201 동작에서, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 순차적으로 수신할 수 있다. 1201 동작은 상술한 401 동작과 같이 수행될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 13에 도시된 1301 동작 내지 1305 동작은 801 동작 내지 805 동작과 같이, 1305 동작은 805 동작과 같이, 1306 동작은 806 동작과 같이, 1309 동작은 809 동작과 같이 수행될 수 있으므로 이와 관련된 중복되는 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)(예 : 프로세서(155))는 1202 동작에서, 복수 개의 상이한 RF 웨이브 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인할 수 있다. 1202 동작은 상술한 402 동작과 같이 수행될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 도 13에 도시된 1306 동작, 1308 동작, 및 1310 동작들 각각은 상술한 806 동작, 808 동작, 810 동작들과 같이 수행될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 제1 서브 RF 웨이브(861) 내지 제3 서브 RF 웨이브(863)에 기초하여 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대한 응답으로, 제1 서브 RF 웨이브(861)에 대응하여 형성되는 제1 정류기 출력 전압 값(Vrect, 1), 제2 서브 RF 웨이브(862)에 의해 형성되는 제2 정류기 출력 전압 값(Vrect, 2), 및 제3 서브 RF 웨이브(863)에 의해 형성되는 제3 정류기 출력 전압 값(Vrect, 3)을 확인할 수 있다. 세기 정보를 확인하는 동작에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)(예 : 프로세서(155))는 1203 동작에서, 확인된 복수 개의 세기 정보들을 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로(157)를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면 1311 동작에서 무선 전력 송신 장치(100)는 확인된 제1 내지 제3 정류기 출력 전압 값(Vrect, 1 내지 3)들을 포함하는 통신 신호를 생성하고, 1312 동작에서 상기 통신 신호를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신할 수 있다. 상기 통신 신호는 복수의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)의 각각에 대응하는 복수 개의 상이한 RF 웨이브 또는 복수 개의 서브 RF 웨이브들(860)이 무선 전력 송신 장치(100)에 의해 확인되도록 할 수 있다. 예를 들어, 통신 신호는 복수의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)과 함께 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)의 각각의 형성 순서를 나타내는 식별 정보를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 복수의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3), 수신된 복수의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)의 식별 정보, 및 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브들(860)의 형성 순서를 서로 대응시켜, 복수의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)의 각각과 그에 대응하는 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브들을 확인할 수 있다. 도 13을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 1313 동작에서 복수 개의 세기 정보들을 포함하는 통신 신호를 수신한 것에 대한 응답으로, 제1 최적 페이저 값(фo, 1)을 연산할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(100)는 제2 안테나(112)에 순차적으로 형성되는 제1 내지 제3 서브 RF 웨이브(861 내지 863)들의 각각의 제1 내지 제3 위상(фo, 1 내지 3)을 확인하고, 제1 내지 제3 서브 RF 웨이브(863)들의 각각에 대응하는 복수 개의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3) 중 정류기 출력 전압 값을 확인하고, 확인된 위상(제1 내지 제3 위상)과 이에 대응하는 정류기 출력 전압 값을 기초로 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 연산할 수 있다. 상기 연산은 상술한 내삽, 외삽, 또는 커팅 그래프 중 적어도 하나의 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 연산과 관련하여 중복되는 설명은 생략 한다. 또는, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 복수 개의 정류기 출력 전압값들 중 가장 큰 정류기 출력 전압값을 가지는 서브 RF 웨이브의 위상을 제1 최적 위상 값(фo, 1)으로 선택할 수 도 있다.
또는, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)(예 : 프로세서(155))는 1312 동작에서 복수 개의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3) 중 제1 최적의 페이저 값(фo, 1)의 연산을 위한 유의미한 정류기 출력 전압 값들을 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 복수 개의 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3) 중에서 기설정된 전압값 이상의 정류기 출력 전압 값들을 확인하고, 확인된 정류기 출력 전압 값들을 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 통신 신호에 포함된 정류기 출력 전압 값들의 각각을 식별하기 위한 식별 정보를 더 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 무선 전력 송신 장치(100)가 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(860) 중에서 수신한 상기 확인된 정류기 출력 전압 값에 대응하는 RF 웨이브를 식별할 수 있도록 하는 식별 정보를 통신 신호에 더 포함시킬 수 있다. 상기 식별 정보는 상술한 바와 같이, 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3)의 변화에 기초하여 무선 전력 수신 장치(150 및 160)(예 : 프로세서(155))에 의해 생성되어, 정류기 출력 전압 값들 별로 부여될 수 있다. 식별 정보의 생성에 대해서 중복되는 설명은 생략한다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 1313 동작에서, 송신된 유의미한 정류기 출력 전압 값과 식별정보, 및 무선 전력 송신 장치(100)에 의해 확인 가능한 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(860)의 각각의 위상을 기초로, 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 연산할 수 있다.
또는, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1312 동작에서 제1 최적의 페이저 값의 선택을 위한 식별 정보만을 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 정류기 출력 전압 값들(Vrect, 1 내지 3) 중 가장 큰 세기를 가지는 정류기 출력 전압 값을 확인하고, 확인된 정류기 출력 전압 값에 대응하는 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 1313 동작에서, 복수 개의 상이한 RF 웨이브들(860) 중 수신된 식별 정보에 대응하는 서브 RF 웨이브의 위상을 확인하고, 확인된 위상을 제1 최적 위상 값(фo, 1)으로 확인할 수 있다. 위와 같이 무선 전력 송신 장치(100)가 식별 정보를 포함하는 통신 신호를 송신함에 따라, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 최적 위상 값을 연산하는 동작을 수행할 필요가 없게 되어, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 최적 위상 값 설정 동작에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.
도 10을 참조하면, 결과적으로 무선 전력 송신 장치(100)는 1314 동작에서, 제2 안테나(112)에 연산된 제1 최적 위상 값(фo, 1)을 가지는 제1 RF 웨이브(870)를 형성할 수 있다.
상술한, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 상술한 기재들에 국한되지 않고 1201 동작 내지 1203 동작 보다 더 많거나 더 적은 동작을 더 수행할 수 있다. 또한, 1201 동작 내지 1203 동작의 기재된 순서에 국한되지 않고, 1201 동작 내지 1203 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다.
이하에서는, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 위상 정보 교환 동작과 관련된 다양한 실시예를 설명한다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 위상 정보의 기저장 여부에 따른 최적의 위상 연산 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 최적 위상 값(фo)에 관한 정보의 수신 여부에 따른 위상 설정 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신 장치(100)가 위상 정보를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신하는 동작을 나타내는 도면이다.
도 16(a)에서는, 일 안테나가 지향성을 가지는 서브 RF 웨이브(850)를 형성하며, 다른 안테나가 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863)을 형성하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 설명을 위한 것이다. 예를 들어, 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863) 각각은 위상의 차이를 시각적으로 나타내기 위하여 구분한 것이며, 안테나들(111 및 112) 각각이 위상이 상이한 서브 RF 웨이브를 형성함은 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 도 16(b)에서는, 설명의 편의를 위해 서브 RF 웨이브들(861, 862 및 863) 각각이 정보를 포함할 수 있음을 시각적으로 표현하기 위해서, 1601 내지 1603가 도시된다.
이하에서는, 도 14 내지 도 16을 참조하여 다양한 실시예들에 대해서 설명한다. 도 16을 참조하여 도 14와 도 15의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 14를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1401 동작에서 메모리(156)에 기저장된 위상 정보가 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 위상 정보는 상술한 바와 같이 무선 전력 송신 장치(100)의 난수 생성 정보를 포함하는 시스템 정보 또는 무선 전력 송신 장치(100)의 위상 설정 정보 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 위상 정보가 메모리(156)에 기저장되어 있는 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1402 동작에서 복수 개의 세기 정보 및 기저장된 위상 정보에 기반한 복수 개의 위상 정보를 기초로 최적 위상 값(фo)을 연산하고, 1403 동작에서 최적 위상 값(фo)을 포함하는 통신신호를 송신을 수행할 수 있다. 상기 1402 동작은 상술한 404 동작, 1403 동작은 상술한 405 동작과 같이 수행될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 14를 참조하면, 위상 정보가 메모리에 기저장되어 있지 않은 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1404 동작에서 위상 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신 가능한지 여부를 확인할 수 있다. 상기 위상 정보를 무선 전력 송신 장치(100)로부터 수신 가능한 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1405 동작에서 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 위상에 관한 정보를 수신할 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 난수 생성 정보를 포함하는 시스템 정보를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로부터 수신할 수 있다. 도 16을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 위상 정보를 수신하는 경우, 무선 전력 송신 장치(100)의 통신 회로(104)로부터 위상 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하거나 무선 전력 송신 장치(100)의 전력 송신용 안테나 어레이(102)에 형성되는 복수개의 상이한 RF 웨이브들 중 적어도 하나를 통해 위상 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 16(a)에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 통신 회로(157)는, 무선 전력 송신 장치(100)의 통신 회로(104)를 통해서 위상 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신할 수 있다. 또는 예를 들어, 도 16(b)에 도시된 바와 같이 무선 전력 송신 장치(100)가 도 3에 도시된 바와 같이 구현되는 경우, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 무선 전력 송신 장치(100)의 일 안테나에 형성되는 복수개의 상이한 RF 웨이브 중 적어도 하나에 포함되는 위상 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 RF 웨이브(861)는 제1 서브 RF 웨이브에 설정된 위상에 관한 정보(1601)를 포함하고, 제2 서브 RF 웨이브(862)는 제2 서브 RF 웨이브에 설정된 위상에 관한 정보(1602)를 포함하고, 제3 서브 RF 웨이브(863)는 제3 서브 RF 웨이브에 설정된 위상에 관한 정보(1603)를 포함할 수 있다. 상기 위상 정보가 수신된 이후, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1406 동작에서 복수 개의 세기 정보 및 수신된 위상 정보를 기초로 최적 위상 값(фo)을 연산하고, 1407 동작에서 최적 위상 값(фo)을 포함하는 통신신호를 송신할 수 있다. 이와 관련해서 중복되는 설명은 생략한다.
도 14를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 위상 정보를 수신하지 못할 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 1408 동작에서, 확인된 복수 개의 세기 정보들 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를 무선 전력 송신 장치(100)로 송신할 수 있다. 이에 대응하여, 무선 전력 송신 장치(100)는 수신된 복수개의 세기 정보들을 기반으로 최적 위상 값(фo)을 연산할 수 있다. 1408 동작은 상술한 1311 동작 내지 1313 동작과 같이 수행될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
상술한, 무선 전력 수신 장치(150 및 160)는 상술한 기재들에 국한되지 않고 1401 동작 내지 1408 동작 보다 더 많거나 더 적은 동작을 더 수행할 수 있다. 또한, 1401 동작 내지 1408 동작의 기재된 순서에 국한되지 않고, 1401 동작 내지 1408 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다.
무선 전력 송신 장치(100)는 상술한 무선 전력 수신 장치(150 및 160)의 위상 정보의 기저장 여부에 따른 최적의 위상 연산 동작에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 15를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 1501 동작에서 최적 위상 값(фo)에 관한 정보를 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다. 최적 위상 값(фo)에 관한 정보를 수신한 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 1502 동작에서, 수신된 최적 위상 값(фo)에 관한 정보를 기초로 일 안테나에 형성되는 RF 웨이브의 위상을 최적 위상 값(фo)으로 설정할 수 있다. 이와 관련해서 중복되는 설명은 생략한다.
최적 위상 값(фo)에 관한 정보를 수신하지 않은 경우, 도 15를 참조하면 무선 전력 송신 장치(100)는 1503 동작에서 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 무선 전력 송신 장치(100)가 위상 정보를 제공 가능한지 여부를 확인할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 위상 정보를 제공 가능한 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 1504 동작에서 복수 개의 상이한 RF 웨이브의 각각의 위상 정보를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 제공할 수 있다. 도 16을 참조하면, 상기 무선 전력 송신 장치(100)가 위상 정보를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 제공하는 동작은 상술한 바와 같이, 통신 회로(104)를 이용하거나 복수 개의 상이한 RF 웨이브 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)는 위상 정보를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신한 것에 대한 응답으로, 1505 동작에서 최적 위상 값(фo)에 관한 정보를 포함하는 통신신호를 수신하고 1506 동작에서 수신된 최적 위상 값(фo)에 관한 정보를 기초로 일 안테나에 형성되는 서브 RF 웨이브의 위상을 최적 위상 값(фo)으로 설정할 수 있게 된다.
위상 정보를 제공하는 것이 가능하지 않은 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 1507 동작에서, 복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로부터 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나를 수신한 경우, 상기 무선 전력 송신 장치(100)는 1508 동작에서 복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나 및 복수 개의 위상 정보를 기초로 최적 위상 값(фo)을 연산하고, 1509 동작에서 연산된 최적 위상 값(фo)을 기초로 일 안테나에 형성되는 서브 RF 웨이브의 위상을 최적 위상 값(фo)으로 설정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)가 수신된 복수 개의 세기 정보들을 이용하여 최적 위상 값(фo)을 확인하는 동작과 관련해서 중복되는 설명은 생략한다.
복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나를 수신하지 않은 것으로 판단되는 경우, 무선 전력 송신 장치(100)는 1509 동작에서 최적 위상 값(фo)을 포함하는 통신 신호를 요청하는 메시지를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신할 수 있다. 또는 무선 전력 송신 장치(100)는 1510 동작에서 복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를 요청하는 메시지를 무선 전력 수신 장치(150 및 160)로 송신할 수 있다. 이에 대한 응답으로, 무선 전력 송신 장치(100)가 통신 신호를 수신하는 경우, 통신 신호에 대응하는 동작을 수행할 수 있게 된다.
상술한, 무선 전력 송신 장치(100)는 상술한 기재들에 국한되지 않고 1501 동작 내지 1510 동작 보다 더 많거나 더 적은 동작을 더 수행할 수 있다. 또한, 1501 동작 내지 1510 동작의 기재된 순서에 국한되지 않고, 1501 동작 내지 1510 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 수신 장치로서, 무선 전력 송신 장치로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 세기 정보 및 상기 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 최적 위상(optimum phase) 값을 확인하고, 상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 동작 중 적어도 일부에서, 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제1 안테나에 형성된 서브 RF 웨이브와, 상기 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제2 안테나에 일정 기간 동안 순차적으로 형성되는 서브 RF 웨이브들에 기초하여 형성되는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 수신하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 제2 안테나로부터 수신된 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하는 것에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는 상기 제2 안테나의 상기 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제1 RF 웨이브를 수신하는, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 통신회로를 통해 상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 송신한 이후, 상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는 상기 제1 RF 웨이브를 계속하여 수신하는 상태에서, 상기 복수 개의 안테나들 중 제3 안테나로부터 복수개의 상이한 서브 RF 웨이브에 의해 형성되는 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브를 수신하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 제2 세기 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각에 대응하는 복수 개의 제2 위상 정보를 확인하고, 상기 복수 개의 제2 세기 정보 및 상기 복수 개의 제2 위상 정보에 기반하여, 상기 제3 안테나로부터 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 제2 최적 위상 값을 확인하고, 상기 제2 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 제2 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제1 안테나로부터 상기 제1 RF 웨이브를 수신하고 상기 제2 안테나로부터 상기 최적 위상 값을 갖는 RF 웨이브를 수신하는 상태에서, 상기 제2 통신 신호를 송신하는 것에 대한 응답으로 상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나가 상기 제3 안테나로부터 상기 제2 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는 제3 RF 웨이브를 수신하는, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 제2 안테나로부터 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 수신하기 전에, 상기 무선 충전 송신 장치로부터 제1 연산 요청 메세지를 상기 통신 회로를 통해 수신하고, 상기 제1 연산 요청 메세지의 수신에 대한 응답으로, 상기 복수 개의 세기 정보와 상기 최적 위상 값을 확인하도록 더 설정되고, 상기 제1 연산 요청 메세지에 기초하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 상기 무선 전력 송신 장치의 통신 연결 상태가 유지되는, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작에서 적어도 일부로, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 전압 값들을 확인하고, 상기 복수 개의 전압 값들은 상기 무선 전력 수신 장치의 정류기의 출력단의 전압값인, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수개의 전압 값들의 각각은 서로 다른 값을 가지는, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하는 동작에서 적어도 일부로, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 위상에 관한 기저장된 제1 정보를 기초로 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각을 구성하는 서브 RF 웨이브의 위상을 확인하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기저장된 제1 정보는 무선 전력 송신 장치의 시스템 정보 또는 무선 전력 송신 장치의 위상 설정 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 무선 전력 송신 장치로부터 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 서브 RF 웨이브에 대응하는 상기 복수 개의 위상 정보를 수신하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나가 상기 복수 개의 위상 정보를 포함하는 상기 복수개의 상이한 RF 웨이브 중 적어도 하나를 수신하거나 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 통신회로를 통해 상기 복수 개의 위상 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 외부 장치로부터 수신하거나 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 수신 장치로서, 무선 전력 송신 장치로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고, 확인된 복수 개의 세기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 동작 중 적어도 일부에서, 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제1 안테나의 서브 RF 웨이브 및 상기 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제2 안테나에 일정 기간 동안 순차적으로 형성되는 상기 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브를 기초로 상기 복수개의 상이한 RF 웨이브들을 수신하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 제2 안테나로부터 수신된 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하도록 더 설정되고, 상기 복수 개의 세기 정보 및 상기 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들 중 적어도 하나의 세기 정보를 확인하고, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 통신 신호를 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 세기 정보를 포함하는 제1 통신 신호를 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 송신 장치로서, 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 송신하는 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나, 통신회로, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 통신 회로를 통해 무선 전력 수신 장치로부터 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하도록 설정되고, 상기 최적 위상 값은 상기 무선 전력 장치에 의해 확인된 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보와 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보에 기반하여 확인되는, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나는, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 순차적으로 송신하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중 제1 안테나에 기준 서브 RF 웨이브를 형성하고, 일정 기간 동안 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중 제2 안테나에 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브를 순차적으로 형성하는, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 상기 통신 회로를 통하여 수신한 것에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나는 상기 제2 안테나에 상기 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브를 형성하는, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중의 상기 제1 안테나가 상기 기준 서브 RF 웨이브를 계속하여 형성하고 상기 제2 안테나는 상기 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브를 형성한 상태에서, 상기 복수 개의 안테나들 중 제3 안테나는 복수개의 상이한 서브 RF 웨이브를 형성하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 제2 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 제2 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신하도록 설정되고, 상기 제2 최적 위상 값은, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 확인된 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 제2 세기 정보와 상기 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각에 대응하는 복수 개의 제2 위상 정보를 기반으로 확인된, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중의 상기 제1 안테나는 상기 기준 서브 RF 웨이브를 형성하고 상기 제2 안테나가 상기 최적 위상 값을 갖는 RF 웨이브를 형성한 상태에서, 상기 제2 통신 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로 상기 제3 안테나가 상기 제2 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브를 형성하는, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중의 상기 제1 안테나는 상기 제1 RF 웨이브를 형성하고 상기 제2 안테나가 상기 최적 위상 값을 갖는 RF 웨이브를 형성한 상태에서, 상기 제2 통신 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로 상기 제3 안테나가 상기 제2 최적 위상 값을 갖는 제3 RF 웨이브를 수신하는, 무선 전력 송신 장치가 제공될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 수신 장치로서,
    무선 전력 송신 장치로부터 형성되는 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나;
    통신 회로; 및
    적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 수신하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 무선 전력 송신 장치의 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제1 안테나에 형성된 서브 RF 웨이브와 상기 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제2 안테나에 일정 기간 동안 순차적으로 형성되는 서브 RF 웨이브들에 기초하여 형성되는, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 수신하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하고,
    상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하고,
    상기 복수 개의 세기 정보 및 상기 복수 개의 위상 정보에 기반하여, 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 최적 위상(optimum phase) 값을 확인하고,
    상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정되고,
    상기 통신 신호를 송신하는 것에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는, 상기 제2 안테나에 형성되는 상기 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는, 제1 RF 웨이브를 수신하고,
    상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는, 상기 제1 RF 웨이브를 계속하여 수신하는 상태에서, 상기 복수 개의 전력 송신용 안테나들 중 제3 안테나에 형성되는 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브에 의해 형성되는, 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브를 수신하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 제2 세기 정보를 확인하고,
    상기 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각에 대응하는 복수 개의 제2 위상 정보를 확인하고,
    상기 복수 개의 제2 세기 정보 및 상기 복수 개의 제2 위상 정보에 기반하여, 상기 제3 안테나에 형성되는 서브 RF 웨이브에 의해 수신되는 RF 웨이브가 최대의 세기를 가지도록 하는 제2 최적 위상 값을 확인하고,
    상기 제2 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 제2 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 송신 장치로 송신하도록 설정되고,
    상기 제2 통신 신호를 송신하는 것에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나는, 상기 제3 안테나에 형성되는 상기 제2 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브에 기초하여 형성되는, 제3 RF 웨이브를 수신하는,
    무선 전력 수신 장치.
  2. 제1 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 제2 안테나로부터 수신된 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 제2 안테나로부터 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브를 수신하기 전에, 상기 무선 전력 송신 장치로부터 제1 연산 요청 메세지를 상기 통신 회로를 통해 수신하고,
    상기 제1 연산 요청 메세지의 수신에 대한 응답으로, 상기 복수 개의 세기 정보와 상기 최적 위상 값을 확인하도록 더 설정되고,
    상기 제1 연산 요청 메세지에 기초하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 상기 무선 전력 송신 장치의 통신 연결 상태가 유지되는, 무선 전력 수신 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보를 확인하는 동작에서 적어도 일부로, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 전압 값들을 확인하고,
    상기 복수 개의 전압 값들은 상기 무선 전력 수신 장치의 정류기의 출력단의 전압값인,
    무선 전력 수신 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 전압 값들의 각각은 서로 다른 값을 가지는, 무선 전력 수신 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보를 확인하는 동작에서 적어도 일부로, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 위상에 관한 기저장된 제1 정보를 기초로 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각을 구성하는 서브 RF 웨이브의 위상을 확인하도록 더 설정된, 무선 전력 수신 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기저장된 제1 정보는 무선 전력 송신 장치의 시스템 정보 또는 무선 전력 송신 장치의 위상 설정 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 무선 전력 송신 장치로부터 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 서브 RF 웨이브에 대응하는 상기 복수 개의 위상 정보를 수신하도록 더 설정된,
    무선 전력 수신 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 전력 수신용 안테나가 상기 복수 개의 위상 정보를 포함하는 상기 복수개의 상이한 RF 웨이브 중 적어도 하나를 수신하거나
    상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 통신 회로를 통해 상기 복수 개의 위상 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 무선 전력 송신 장치로부터 수신하도록 더 설정된,
    무선 전력 수신 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 무선 전력 송신 장치로서,
    복수 개의 상이한 RF 웨이브를 순차적으로 송신하는 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나;
    통신 회로; 및
    적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나는, 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들을 순차적으로 송신하는 동작 중 적어도 일부에서, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중 제1 안테나에 기준 서브 RF 웨이브를 형성하고, 일정 기간 동안 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중 제2 안테나에 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브를 순차적으로 형성하고
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    상기 통신 회로를 통해 무선 전력 수신 장치로부터 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 수신하도록 설정되고,
    상기 최적 위상 값은 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 확인된 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 세기 정보와 상기 복수 개의 상이한 RF 웨이브들의 각각에 대응하는 복수 개의 위상 정보에 기반하여 확인되고,
    상기 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 상기 통신 신호를 수신한 것에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나는 상기 제2 안테나에 상기 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브를 형성하고,
    상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중의 상기 제1 안테나가 상기 기준 서브 RF 웨이브를 계속하여 형성하고 상기 제2 안테나는 상기 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브를 형성한 상태에서, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나 중 제3 안테나는 복수 개의 상이한 서브 RF 웨이브를 형성하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    제2 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 제2 통신 신호를, 상기 통신 회로를 통하여, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신하도록 설정되고,
    상기 제2 최적 위상 값은, 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 확인된 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각의 세기를 나타내는 복수 개의 제2 세기 정보와 상기 복수 개의 상이한 제2 RF 웨이브 각각에 대응하는 복수 개의 제2 위상 정보를 기반으로 확인되고,
    상기 제2 최적 위상 값에 대한 정보를 포함하는 상기 제2 통신 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나 이상의 전력 송신용 안테나는 상기 제3 안테나에 상기 제2 최적 위상 값을 갖는 서브 RF 웨이브를 형성하는,
    무선 전력 송신 장치.
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