KR20220092984A - 부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송 - Google Patents

부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송 Download PDF

Info

Publication number
KR20220092984A
KR20220092984A KR1020227019482A KR20227019482A KR20220092984A KR 20220092984 A KR20220092984 A KR 20220092984A KR 1020227019482 A KR1020227019482 A KR 1020227019482A KR 20227019482 A KR20227019482 A KR 20227019482A KR 20220092984 A KR20220092984 A KR 20220092984A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
wireless power
circuit
circuits
wireless
Prior art date
Application number
KR1020227019482A
Other languages
English (en)
Inventor
비스와나단 카나카사바이
수마 메마나 나라야나 바트
자얀티 가네쉬
루팜 바삭
Original Assignee
지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 filed Critical 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨
Publication of KR20220092984A publication Critical patent/KR20220092984A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

이 개시내용은 무선 전력 송신을 위한, 저장 매체들 상에서 인코딩된 컴퓨터 프로그램들을 포함하는 시스템들, 디바이스들, 장치, 및 방법들을 제공한다. 무선 전력 수신 장치는 다수의 무선 전력 신호들로부터의 전력을 합성하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 합성된 무선 전력 신호를, 배터리 충전기 또는 전자 디바이스와 같은 부하에 제공하기 위하여 다수의 2차 코일들로부터 수신된 무선 전력을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 1차 코일 및 2차 코일의 각각의 세트는 무선 충전 표준에 따라 (15 와트 이하와 같은) 저전력 무선 전력 신호들을 사용할 수 있다. 다수의 저전력 무선 전력 신호들로부터의 전력을 합성함으로써, 무선 전력 수신 장치는 전자 디바이스의 더 높은 전력 요건들을 지원할 수 있다. 개시된 설계들은 전자기 간섭(EMI)을 최소화할 수 있고, 무선 전력 전송의 더 큰 효율을 제공할 수 있다.

Description

부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송
이 개시내용은 일반적으로, 무선 전력에 관한 것으로, 더 구체적으로, 부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송에 관한 것이다.
기존의 무선 전력 시스템들은 이동 디바이스, 소형 전자 디바이스, 가젯(gadget) 등과 같은 무선 전력 수신 장치에서 배터리를 충전시키는 1차 목적으로 개발되었다. 기존의 무선 전력 시스템에서, 무선 전력 송신 장치는 전자기장(electromagnetic field)을 생성하는 1차 코일(primary coil)을 포함할 수 있다. 전자기장은 2차 코일(secondary coil)이 1차 코일에 인접하게 배치될 때, 무선 전력 수신 장치의 2차 코일에서 전압을 유도할 수 있다. 이 구성에서, 전자기장은 전력을 2차 코일로 무선으로 전송할 수 있다. 전력은 1차 코일과 2차 코일 사이의 공진 또는 비-공진 유도성 결합(inductive coupling)을 이용하여 전송될 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 동작하기 위하여 수신된 전력을 이용할 수 있거나, 추후의 이용을 위하여 수신된 에너지를 배터리 내에 저장할 수 있다. 무선 전력 전송을 위한 전통적인 기법들은 더 새로운 전자 디바이스들을 위한 충분한 전력을 제공하지 않을 수 있다. 무선으로 전송될 수 있는 전력의 신뢰성 및 양을 증가시키는 것이 바람직하다.
이 개시내용의 시스템들, 방법들, 및 장치들은 각각 몇몇 혁신적인 양태들을 가지고, 그 단일의 양태는 본 명세서에서 개시된 바람직한 속성들을 전적으로 담당하지는 않는다.
이 개시내용에서 설명된 발명 요지의 하나의 혁신적인 양태는 무선 전력 수신 장치에서 구현될 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 복수의 무선 전력 수신기(RX) 회로들을 포함할 수 있다. 각각의 RX 회로는 하나 이상의 무선 전력 송신 장치들의 상이한 1차 코일로부터 무선 전력을 수신할 수 있는 적어도 하나의 2차 코일을 포함할 수 있고, 무선 전력을 전력 합성 회로(power combination circuit)에 제공할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는, 복수의 RX 회로들에 전기적으로 결합되고, 적어도 2 개의 RX 회로들로부터의 무선 전력을 합성하고 합성된 무선 전력을 적어도 제1 부하에 제공하도록 구성된 전력 합성 회로를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 복수의 RX 회로들에 접속된 하나 이상의 RX 제어기들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 RX 제어기들의 각각은 적어도 하나의 드룹 구성(droop configuration)에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 드룹 구성은 RX 회로에 의해 전력 합성 회로에 제공된 전압 레벨과 전류의 양 사이의 관계를 표현할 수 있다.
일부 구현예들에서, 단일 RX 제어기는 다수의 RX 회로들을 제어한다. 단일 RX 제어기는 각각의 RX 회로를 위한 정렬 메트릭(alignment metric)에 기초하여 다수의 RX 회로들의 각각을 위한 상이한 드룹 특성들에 대해 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 하나 이상의 RX 제어기들은 복수의 RX 회로들의 제1 RX 회로를 제어하기 위한 적어도 제1 RX 제어기를 포함하고, 제1 RX 제어기는 제1 드룹 구성으로 구성된다.
일부 구현예들에서, 제1 RX 제어기는 제1 RX 회로에 의해 전력 합성 회로에 제공된 무선 전력의 측정된 전압 및 측정된 전류를 결정하도록 구성된다. 제1 RX 제어기는 측정된 전압 및 제1 드룹 구성에 기초하여 예상된 전류를 결정하도록 구성될 수 있다. 제1 드룹 구성은 상이한 측정된 전압들에 기초하여 상이한 예상된 전류 레벨들을 표시할 수 있다. 제1 RX 제어기는 예상된 전류와 측정된 전류 사이의 차이에 기초하여 전류 오차 값을 결정할 수 있다. 제1 RX 제어기는 제1 RX 회로로 하여금, 전류 오차 값에 기초하여 피드백 통신을 무선 전력 송신 장치로 통신하게 할 수 있다. 피드백 통신은 무선 전력 송신 장치로 하여금, 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일에 의해 제1 RX 회로의 제1 2차 코일로 송신된 무선 전력의 동작 포인트를 업데이팅하게 하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 제1 RX 제어기는 무선 전력 송신 장치로부터 송신기 통신을 수신하도록 구성된다. 제1 RX 제어기는 제1 RX 회로가 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일과 얼마나 양호하게 정렬되는지를 표시하는 정렬 메트릭을 결정할 수 있다. 제1 RX 제어기는 정렬 메트릭에 기초하여 제1 드룹 구성과 제2 드룹 구성 사이에서 선택할 수 있다.
일부 구현예들에서, 복수의 RX 회로들의 각각은 무선 충전 표준에 따라 저전력 무선 신호를 수신할 수 있다. 전력 합성 회로는 합성된 무선 전력을 고전력 신호로서 제1 부하에 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 각각의 저전력 무선 신호는 15 와트(Watt)를 초과하지 않고, 고전력 신호는 15 와트를 초과한다.
일부 구현예들에서, 복수의 RX 회로들의 각각은 무선 전력의 동일한 양들을 전력 합성 회로에 기부(contribute)하도록 구성된다.
일부 구현예들에서, 복수의 RX 회로들은 제1 RX 회로 및 제2 RX 회로를 포함한다. 제1 RX 회로 및 제2 RX 회로는 무선 전력의 상이한 양들을 전력 합성 회로에 기부할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력의 상이한 양들은 제1 1차 코일과의 제1 RX 회로의 제1 2차 코일의 제1 정렬과, 제2 1차 코일과의 제2 RX 회로의 제2 2차 코일의 제2 정렬과의 사이의 차이들에 적어도 부분적으로 기초한다.
일부 구현예들에서, 복수의 RX 회로들은 서로 병렬로 전력 합성 회로에 접속된다.
일부 구현예들에서, 복수의 RX 회로들은 제1 RX 회로 및 최후 RX 회로가 전력 합성 회로에 접속되도록 직렬로 접속된다.
일부 구현예들에서, RX 회로들의 제1 세트(set)는 서로 직렬로 접속되고, RX 회로들의 제2 세트는 직렬로 접속되고, RX 회로들의 제1 세트 및 RX 회로들의 제2 세트는 전력 합성 회로에 병렬로 접속된다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 복수의 RX 회로들의 선택된 것들을 전력 합성 회로에 접속하기 전에, 복수의 RX 회로들의 선택된 것들을 병렬 또는 직렬 회로에 추가하거나 제거하도록 구성되는 스위치들의 세트를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 합성된 무선 전력을 제1 부하에 제공하도록 구성된 적어도 하나의 전력 출력부를 포함할 수 있고, 여기서, 제1 부하는 무선 전력 수신 장치에 대해 외부적이다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 적어도 제1 전력 출력 포트 및 제2 전력 출력 포트를 포함하는 복수의 전력 출력부들을 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 복수의 전력 출력부들의 각각은 상이한 출력 전력 등급(power rating)들과 연관된다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 복수의 RX 회로들을 위한 실장부를 포함할 수 있다. 실장부는 전자 디바이스에 부착되도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 부하는 전자 디바이스의 배터리 충전기를 포함한다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 하나 이상의 RX 회로들을 관리하도록 구성된 적어도 하나의 감시 제어기를 포함할 수 있다. 감시 제어기는 부하의 전력 소비에 기초하여 RX 회로들 중의 하나 이상을 언제 인에이블하거나 디스에이블할 것인지를 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 감시 제어기는 각각의 RX 회로와 대응하는 TX 회로 사이의 정렬의 추정에 기초하여, RX 회로들 중의 하나 이상을 언제 인에이블하거나 디스에이블할 것인지를 결정하도록 추가로 구성된다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 외부 RX 회로로부터 전력을 수신하고 전력을 전력 합성 회로에 제공하도록 구성된 적어도 하나의 전력 입력 접속을 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 전력 합성 회로는 제1 전력 신호를 제1 전력 출력부를 통해 제1 부하에, 그리고 제2 전력 신호를 제2 전력 출력부를 통해 제2 부하에 제공하도록 구성된다.
이 개시내용에서 설명된 발명 요지의 또 다른 혁신적인 양태는 무선 전력 수신 장치에 의해 수행된 방법에서 구현될 수 있다. 일부 구현예들에서, 방법은 복수의 RX 회로들에 의해, 하나 이상의 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 각각의 RX 회로는 하나 이상의 무선 전력 송신 장치들의 상이한 1차 코일로부터 무선 전력을 수신하기 위한 적어도 하나의 2차 코일을 포함할 수 있고, 무선 전력을 전력 합성 회로에 제공할 수 있다. 방법은 전력 합성 회로에 의해, 합성된 전력 신호를 형성하기 위하여 복수의 RX 회로들에 의해 수신된 무선 전력을 합성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 합성된 전력 신호를 적어도 제1 부하에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 방법은 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일과의 제1 RX 회로에서의 제1 2차 코일의 오정렬에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 RX 회로를 비활성화하도록 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 방법은 제1 부하가 합성된 전력 신호보다 더 적은 전력을 이용하고 있는 것이라는 결정에 기초하여, 복수의 RX 회로들 중의 하나 이상을 비활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 방법은 복수의 RX 회로들의 각각에 의해 기부된 무선 전력의 양을 감소시키기 위한 결정에 기초하여 복수의 RX 회로들 중의 하나 이상을 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 방법은 전력 합성 회로로부터의 제1 전력 신호를 제1 전력 출력부를 통해 제1 부하에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 방법은 전력 합성 회로로부터의 제2 전력 신호를 제2 전력 출력부를 통해 제2 부하에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 방법은 제1 RX 회로에 의해 전력 합성 회로에 제공된 무선 전력의 측정된 전압 및 측정된 전류를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 측정된 전압 및 제1 드룹 구성에 기초하여 예상된 전류를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서, 제1 드룹 구성은 상이한 측정된 전압들에 기초하여 상이한 예상된 전류 레벨들을 표시한다. 방법은 예상된 전류와 측정된 전류 사이의 차이에 기초하여 전류 오차 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 방법은 제1 RX 회로로 하여금, 전류 오차 값에 기초하여 피드백 통신을 무선 전력 송신 장치로 통신하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 피드백 통신은 무선 전력 송신 장치로 하여금, 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일에 의해 제1 RX 회로의 제1 2차 코일로 송신된 무선 전력의 동작 포인트를 업데이팅하게 하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 방법은 무선 전력 송신 장치로부터 송신기 통신을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제1 RX 회로가 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일과 얼마나 양호하게 정렬되는지를 표시하는 정렬 메트릭을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 방법은 정렬 메트릭에 기초하여 제1 드룹 구성과 제2 드룹 구성 사이에서 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이 개시내용에서 설명된 발명 요지의 하나 이상의 구현예들의 세부사항들은 동반 도면들 및 이하의 설명에서 기재된다. 다른 특징들, 양태들, 및 장점들은 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들은 축척에 맞게 그려지지 않을 수 있다는 것에 주목한다.
도 1은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 무선 전력 시스템과 연관된 컴포넌트들의 개요를 도시한다.
도 2는 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 송신 장치의 다수의 1차 코일들로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신 장치를 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템을 도시한다.
도 3은 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 송신 장치가 중첩하는 패턴으로 배열된 1차 코일들의 다수의 층들을 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템을 도시한다.
도 4는 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 수신 장치가 전력을 전자 디바이스에 제공하도록 구성되는 예시적인 무선 전력 시스템을 도시한다.
도 5는 일부 구현예들에 따른, 다수의 2차 코일들로부터의 전력을 합성하는 예시적인 무선 전력 시스템의 블록도를 도시한다.
도 6은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 드룹 구성의 그래프를 도시한다.
도 7은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 동적 드룹 구성의 그래프를 도시한다.
도 8은 일부 구현예들에 따른, 정렬 메트릭에 기초한 또 다른 예시적인 동적 드룹 구성의 그래프를 도시한다.
도 9는 일부 구현예들에 따른, 병렬로 접속된 다수의 무선 전력 수신기들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 10은 일부 구현예들에 따른, 감시 제어기를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 11는 일부 구현예들에 따른, 직렬로 접속된 다수의 무선 전력 수신기들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 12는 일부 구현예들에 따른, 직렬 및 병렬로 접속된 다수의 무선 전력 수신기들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 13은 일부 구현예들에 따른, 상이한 전력 등급들을 갖는 전력 출력을 생성할 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 14는 일부 구현예들에 따른, 다수의 전력 출력들을 생성할 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 15는 일부 구현예들에 따른, 외부 무선 전력 수신기들을 사용하는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 16은 일부 구현예들에 따른, 내부 및 외부 무선 전력 수신기들을 사용할 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다.
도 17은 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 송신을 위한 예시적인 프로세스를 예시하는 플로우차트를 도시한다.
도 18은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 무선 전력 수신 장치의 블록도를 도시한다.
도 19는 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 시스템에서의 이용을 위한 예시적인 장치의 블록도를 도시한다.
다양한 도면들에서의 유사한 참조 번호들 및 명칭들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
다음의 설명은 이 개시내용의 혁신적인 양태들을 설명하는 목적들을 위한 어떤 구현예들에 관한 것이다. 그러나, 본 기술분야에서의 통상의 기술자는 본 명세서에서의 교시사항들이 다수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 설명된 구현예들은 무선 전력을 송신하거나 수신하기 위한 임의의 수단, 장치, 시스템, 또는 방법에서 구현될 수 있다.
전통적인 무선 전력 시스템은 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치는 무선 에너지를 (무선 전력 신호로서) 무선 전력 수신 장치에서의 대응하는 2차 코일로 송신하는 1차 코일을 포함할 수 있다. 1차 코일은 무선 전력 송신 장치에서의 (유도성 또는 자기 공진 에너지와 같은) 무선 에너지의 소스를 지칭한다. 2차 코일은 무선 전력 수신 장치에서 위치되고 무선 에너지를 수신한다. 일부 전통적인 무선 전력 시스템들에서, 1차 코일은 무선 표준에 의해 미리 결정된 양까지 무선 에너지를 2차 코일로 전송할 수 있다. 예를 들어, 저전력 무선 전력 신호는 5 와트(W), 9 W, 12 W, 또는 15 W를 운반할 수 있다. 그러므로, 저전력 무선 전력 시스템은 많은 전자 디바이스들을 위하여 적당한 최대로 15 와트의 에너지를 전달할 수 있다.
더 높은 전력 무선 시스템들은 더 많은 전력(15 W 초과)을 요구하는 전자 디바이스들로의 무선 전력 송신을 지원하기 위하여 개발되고 있다. 예를 들어, 랩톱 컴퓨터, 모니터, 기기, 또는 다른 전자 디바이스는 65 W, 90 W, 또는 120 W를 이용할 수 있다. 더 높은 전력 무선 시스템들에서의 관심사는 고전력 무선 시스템들이 야기시킬 수 있는 전자기 간섭(electromagnetic interference)(EMI)의 양이다. 바람직하지 않은 EMI는 2차 코일에 결부되지 않는 과도한 자속(magnetic flux)에 의해 야기될 수 있다. 또한, 더 큰 1차 코일 및 더 큰 2차 코일을 이용하는 것은 더 높은 전력 전송을 지원할 수 있지만, 고장 또는 오정렬에 대한 더 많은 감도로 귀착된다.
전력 전송 능력은 1차 코일 및 2차 코일이 서로에 얼마나 근접하게 위치결정되거나 정렬되는지에 관련될 수 있다. 무선 전력 송신은 1차 및 2차 코일들이 근접하게 위치결정될 때에 더 효율적이다. 반대로, 효율은 1차 및 2차 코일들이 오정렬될 때에 감소할 수 있다(또는 전력 전송이 중단될 수 있음). 이 개시내용에서, 정렬은 무선 전력 수신 장치의 2차 코일과 무선 전력 송신 장치의 1차 코일 사이의 공간적 관계를 지칭할 수 있다. 오정렬은 무선 전력 전송의 효율을 감소시킬 수 있거나, 오정렬에 대하여 조절하기 위하여 1차 코일로부터의 무선 전력 신호에서의 증가를 야기시킬 수 있다. 예를 들어, 1차 코일은 오정렬된 2차 코일과 연관된 부하의 수요를 충족시키기 위하여 자속의 더 높은 양을 출력할 수 있다.
다양한 구현예들은 일반적으로, 상이한 1차 코일들로부터 무선 전력을 동시에 수신하기 위한 다수의 2차 코일들의 이용에 관련된다. 무선 전력 수신 장치는 합성된 무선 전력을 생성하기 위하여 무선 전력을 합성할 수 있다. 전력 출력부는 합성된 무선 전력을 (전자 디바이스의 배터리 또는 다른 전력 입력부와 같은) 부하로 전달할 수 있다. 일부 구현예들은 더 구체적으로, 상이한 2차 코일들을 제어하는 독립적인 수신(RX) 제어기들을 사용하는 무선 전력 수신 장치에 관련된다. RX 제어기들은 2차 코일이 합성된 무선 전력에 기부하는 전력의 양을 관리할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 제어기들은 각각의 2차 코일에 의해 기부된 전류 또는 전압의 양을 결정하는 드룹 구성들을 포함할 수 있다. 드룹 구성들은 드룹 제어기를 이용하여 구현될 수 있거나, RX 제어기에서 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 드룹 구성은 전류 부하에 기초하여 각각의 2차 코일로부터 전력 합성 회로로 전달된 전압의 양을 제어할 수 있다. 일부 구현예들에서, 드룹 구성은 1차 코일과 2차 코일 사이의 정렬 및 전력 전송 효율을 참작할 수 있다. 각각의 RX 제어기의 드룹 구성들은 각각의 2차 코일에 대한 전력 등급에 기초할 수 있다.
이 개시내용에 따르면, 무선 전력 시스템은 무선 전력을 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력 수신 장치로 전송하기 위하여 다수의 1차 코일들 및 2차 코일들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 각각의 1차 코일은 저전력 신호(15 W 이하)를 대응하는 2차 코일로 송신할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 고전력 무선 전력을 부하에 제공하기 위하여 다수의 2차 코일들로부터의 무선 전력을 합성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치는 90 W 전력 신호를 전자 디바이스에 제공하기 위하여 6 개의 2차 코일들의 각각으로부터의 15 W를 합성할 수 있다. 1차 코일들의 활성화 및 전력 전송에 관여된 2차 코일들의 수는 1차 코일들 및 2차 코일들의 정렬 또는 부하 수요, 또는 둘 모두에 기초할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 콘소시엄(Wireless Power Consortium)에 의해 제공된 Qi® 사양과 같은 표준화된 무선 전력 사양에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치는 다수의 1차 코일들을 포함할 수 있고, 여기서, 각각의 1차 코일은 Qi 표준을 준수할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 다수의 2차 코일들을 포함할 수 있고, 여기서, 각각의 2차 코일은 Qi 표준을 준수할 수 있다. Qi 사양은 다수의 2차 코일들을 가지는 무선 전력 수신 장치를 설명하지 않지만, 개시내용의 일부 구현예들은 다수의 Qi-호환가능한 1차 코일들로부터 수신된 무선 전력을 합성하기 위하여 다수의 2차 코일들을 사용한다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치의 충전 표면은 중첩하는 배열로 1차 코일들의 어레이를 가질 수 있다.예를 들어, 무선 전력 송신 장치의 충전 표면은 1차 코일들의 배열을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 1차 코일들은 비-중첩하는 배열로 구성될 수 있다. 1차 코일들(중첩 또는 비-중첩)의 배열은 데드 구역(dead zone)들을 최소화할 수 있거나, 감소시킬 수 있거나, 제거할 수 있다. 설계는 전력을 충전 표면 상의 무선 전력 수신 장치로 전송하기 위하여 이용가능한 자속의 면적들을 분산시킬 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치는 무구역 충전 패드(zoneless charging pad)로서 지칭될 수 있다. 충전 표면 상의 무선 전력 수신 장치의 배향 및 포지션에 따라, 상이한 1차 코일들은 전력을 무선 전력 수신 장치의 대응하는 2차 코일들에 제공하기 위하여 활성화될 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 2차 코일들의 어레이를 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치의 하나 초과의 2차 코일은 하나 이상의 무선 전력 송신 장치들의 대응하는 1차 코일에 의해 활성화될 수 있다. 정렬(또는 무선 전력 전송 효율) 또는 부하 요건들에 따라, 2차 코일들의 상이한 것들은 활성화된 상태로 유지되는 그 2차 코일들이 높은 효율 및 양호한 정렬을 가지도록 활성화될 수 있거나 비활성화될 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 각각의 활성화된 2차 코일에 의해 인출된 무선 전력의 양이 감소될 수 있도록, 부하 공유를 이용할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 하나 초과의 전력 출력부를 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치는 다수의 부하들을 충전하기 위한 다수의 전력 출력 포트들을 가질 수 있는 슬리브(sleeve), 패드, 디바이스, 또는 다른 구조물일 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 다수의 2차 코일들에 의해 수신된 무선 전력을 합성하는 것이 가능할 수 있고, 전력을 상이한 부하들에 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 (다른 전자 디바이스들과 같은) 외부 부하들에 접속하기 위한 전력 출력 포트들을 제공할 수 있다.
이 개시내용에서 설명된 발명 요지의 특정한 구현예들은 다음의 잠재적인 장점들 중의 하나 이상을 실현하기 위하여 구현될 수 있다. 일부 구현예들에서, 설명된 기법들은 다수의 2차 코일들로부터 수신된 무선 전력을 합성하여 고전력 출력을 부하에 제공하기 위하여 이용될 수 있다. 무선 전력 시스템은 오직 하나의 무선 전력 신호를 이용하는 기존의 무선 전력 시스템들과 비교하여, 더 적은 EMI를 야기시킬 수 있고 무선 전력 전송의 더 양호한 효율을 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 둘 모두에서의 전자기기들은 더 작은 전력 등급을 가지는 컴포넌트들을 갖는 모듈형 설계를 사용할 수 있다. 다수의 1차 코일들 또는 2차 코일들(또는 둘 모두)의 이용은 2차 코일과 오직 부분적으로 정렬되는 1차 코일에 의해 송신된 무선 전력의 양을 감소시킬 수 있다. 유익하게도, 이 개시내용의 구현예들은 전력의 더 큰 양들을 요구하는 기기들 및 전자 디바이스들을 위한 더 높은 전력을 지원할 수 있다. 무선 전력 시스템의 비용 및 복잡도는 더 큰 무선 전력 전송을 수용하기 위하여 다수의 저전력 무선 전력 신호들을 이용함으로써 감소될 수 있다.
도 1은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 무선 전력 시스템과 연관된 컴포넌트들의 개요를 도시한다. 무선 전력 시스템(100)은 다수의 1차 코일들(120)을 가지는 무선 전력 송신 장치(110)를 포함한다. 1차 코일들(120)의 각각은 전력 신호 생성기와 연관될 수 있다. 예를 들어, 제1 1차 코일(121)은 전력 신호 생성기(141)와 연관될 수 있다. 각각의 1차 코일은 (무선 에너지로서 또한 지칭될 수 있는) 무선 전력 신호를 송신하는 배선 코일일 수 있다. 1차 코일은 유도성 또는 자기 공진 필드를 이용하여 무선 에너지를 송신할 수 있다. 전력 신호 생성기는 무선 전력 신호를 준비하기 위한 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 신호 생성기는 하나 이상의 스위치들, 구동기들, 직렬 커패시터, 또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 전력을 무선 전력 송신 장치(110)에서의 송신기 회로들의 각각에 제공하도록 구성되는 전원(140)을 포함할 수 있다. 전원(140)은 교류(alternating current)(AC)를 직류(direct current)(DC)로 변환할 수 있다. 일부 구현예들에서, 1차 코일들(120)은 각각의 1차 코일이 독립적으로 급전될 수 있도록, 각각의 1차 코일을 위한 별도의 TX 회로들을 가질 수 있다.
1차 코일들(120)은 1차 코일이 무선 전력을 송신하고 있는지 여부를 제어하는 (통신 및 전류/전력 제어기들과 같은) 하나 이상의 제어기들에 의해 관리될 수 있다. 1차 코일들(120)은 (마스터 제어기(master controller)와 같은) 단일 제어기에 의해 제어될 수 있다. 일부 구현예들에서, 각각의 1차 코일은 상이한 로컬 제어기, 구동기, 전압 레귤레이터(voltage regulator) 등과 연관될 수 있다. 일부 구현예들에서, 각각의 1차 코일은 커패시터(1차 코일과 직렬), 전류 감지 저항기, 또는 다른 엘리먼트들과 같은 별도의 회로 컴포넌트들과 결합될 수 있다. 각각의 로컬 제어기는 그 연관된 1차 코일로 하여금, 무선 전력을 송신하게 할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 로컬 제어기는 1차 코일을 여기(또는 간략하게 급전)시키기 위하여 1차 코일(및 직렬 커패시터)과 연관된 하나 초과의 스위치들을 주기적으로 활성화할 수 있다. 로컬 제어기는 무선 전력 수신 장치가 1차 코일 근처에 위치되는지를 결정하기 위하여 코일 전류 감지 프로세스를 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치가 검출될 경우에, 로컬 제어기는 1차 코일로 하여금, 무선 전력을 송신하게 하기 위하여, 1차 코일과 연관된 하나 이상의 스위치들을 활성화할 수 있다. 일부 구현예들에서, 로컬 제어기는 하나 초과의 1차 코일을 독립적으로 관리할 수 있다. 핑 액션(ping action)에 응답하여 무선 전력 수신 장치로부터 통신을 수신하는 로컬 제어기는 무선 전력 수신 장치가 그 1차 코일에 래칭(latch)되는 것으로 결정할 수 있다. 로컬 제어기는 그 1차 코일로 하여금, 무선 에너지를 무선 전력 수신 장치의 2차 코일에 제공하게 할 수 있다. 근처의 1차 코일들과 연관되는 로컬 제어기들은 제2 무선 전력 수신 장치의 존재에 대하여 핑하는 것을 계속할 수 있다. 일부 구현예들에서, 감시 제어기(145)는 다수의 로컬 제어기들과 조화될 수 있다.
(마스터 제어기 또는 각각의 로컬 제어기와 같은) 제어기는 무선 전력 수신 장치의 존재 또는 인접성을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(마스터 제어기 또는 각각의 로컬 제어기)는 그 연관된 1차 코일들로 하여금, 검출 신호를 주기적으로 송신하게 할 수 있고, 1차 코일 근처의 객체를 표시하는 코일 전류 또는 부하에서의 변화에 대하여 측정하게 할 수 있다. 일부 구현예들에서, 로컬 제어기는 무선 전력 수신 장치의 2차 코일이 1차 코일 근처에 있는 것으로 결정하기 위하여, 핑, 무선 통신, 부하 변조 등을 검출할 수 있다.
도 1은 또한, 무선 전력 수신 장치(150)를 도시한다. 무선 전력 수신 장치는 이동 전화, 컴퓨터, 랩톱, 주변기기, 가젯, 로봇, 차량 등을 포함하는, 무선 전력을 수신할 수 있는 임의의 유형의 디바이스일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150)는 제1 2차 코일(161), 제2 2차 코일(162), 및 제3 2차 코일(163)을 포함하는 2차 코일들(160)의 어레이를 가질 수 있다. 2차 코일들(160)은 각각 상이한 1차 코일로부터 무선 전력을 수신하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 제1 2차 코일(161)이 제1 1차 코일(121) 근처에 위치결정될 때, 제1 로컬 제어기(131)는 그 존재를 검출할 수 있다. 예를 들어, 검출 위상 동안에, 제1 1차 코일(121)은 (또한, 핑으로서 지칭될 수 있는) 검출 신호를 송신할 수 있다. 제1 1차 코일(121)에서의 코일 전류는 코일 전류가 제1 1차 코일(121)의 전자기장에서의 객체를 표시하는 임계치를 교차하였는지 여부를 결정하기 위하여 측정될 수 있다. 객체가 검출될 경우에, 제1 로컬 제어기(131)는 객체가 무선 전력 수신 장치 또는 외래의 객체인지 여부를 결정하기 위하여 (식별 신호 또는 셋업 신호와 같은) 무선 전력 수신 장치(150)로부터의 핸드쉐이크 신호(handshake signal)를 기다릴 수 있다. 핸드쉐이크 신호는 (부하 변조들과 같은) 일련의 부하 변화들을 이용하여 무선 전력 수신 장치(150)에 의해 통신될 수 있다. 부하 변화들은 감지 회로에 의해 검출가능할 수 있고, 제1 1차 코일(121)에 의해 해독될 수 있다. 제1 1차 코일(121)은 무선 전력 수신 장치(150)로부터의 통신을 복원하기 위하여 부하에서의 변동들을 해독할 수 있다. 통신은 충전 레벨, 요청된 전압, 수신된 전력, 수신기 전력 능력, 무선 충전 표준에 대한 지원 등과 같은 정보를 포함할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(1500에서, 2차 코일들(160)의 각각은 별도의 수신(RX) 회로들의 일부일 수 있다. 예를 들어, 각각의 RX 회로는 하나 이상의 2차 코일들, 정류기(170), 및 수신(RX) 제어기(180)를 포함할 수 있다. 적절하게 정렬되는 각각의 2차 코일(160)은 1차 코일들(120) 중의 하나로부터의 수신된 무선 전력 신호에 기초하여 유도된 전압을 생성할 수 있다. 커패시터(도시되지 않음)는 2차 코일과 정류기 사이에서 직렬일 수 있다. 정류기는 유도된 전압을 정류할 수 있고, 유도된 전압을, 다수의 2차 코일들로부터의 전력을 합성하는 전력 합성 회로(185)에 제공할 수 있다. 전력 합성 회로(185)는 합성된 무선 전력을 배터리 모듈(도시되지 않음)과 같은 부하(190)에 제공할 수 있다. 부하(190)는 무선 전력 수신 장치(150) 내에 있을 수 있거나, 무선 전력 수신 장치(150)의 전력 출력부(187)와 같은 외부 인터페이스에 의해 결합되는 외부 디바이스일 수 있다. 부하(190)는 충전기 스테이지, 온도-검출 회로와 같은 보호 회로들, 및 과전압 및 과전류 보호 회로들을 포함할 수 있다.
1차 코일들(120)에 관한 무선 전력 수신 장치(150)의 포지션에 따라서는, 일부 2차 코일들이 1차 코일과 정렬될 수 있는 반면, 일부 다른 2차 코일들은 1차 코일과 정렬되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, 제1 2차 코일(161)은 제1 1차 코일(121)과 정렬될 수 있고, 제3 2차 코일(163)은 제3 1차 코일(123)과 정렬될 수 있다. 그러나, 제2 2차 코일(162)은 1차 코일과 정렬되지 않을 수 있거나, (제2 2차 코일(122)과의 것과 같은) 열악한 정렬을 가질 수 있다. 각각의 RX 제어기(또는 무선 전력 수신 장치(150)의 감시 제어기, 도시되지 않음)는 특정한 2차 코일들로부터 전력을 수신할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 코일이 양호하게 정렬될 수 있다는 결정은 효율 메트릭 또는 대응하는 1차 코일과의 통신에 기초할 수 있다. 도 1의 예에서, 제2 2차 코일(162)은 비활성화될 수 있는데, 그 이유는 그것이 제2 1차 코일(122)과의 양호한 자기 결합을 가지지 않기 때문이다. 유사하게, 110은 무선 전력을 송신하기 위한 1차 코일들을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)의 (마스터 제어기 또는 로컬 제어기들의 각각과 같은) 제어기는 무선 전력을 무선 전력 송신 장치(110)에 제공하기 위하여 제1 1차 코일(121) 및 제3 1차 코일(123)을 활성화할 수 있다. 제어기는 열악한 정렬 도는 무선 전력 전송의 낮은 효율로 인해 제2 1차 코일(122)을 비활성화할 수 있다.
도 2는 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 송신 장치(110)의 다수의 1차 코일들로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신 장치(150)를 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템(200)을 도시한다. 예시적인 무선 전력 송신 장치(110)는 12 개의 1차 코일들(부분(153)에서 도시됨)을 포함한다. 그러나, 1차 코일들의 수량 및 배열은 예로서 제공된다. 1차 코일들의 다른 수량들, 층들의 수, 또는 배열들이 가능할 수 있다. 충전 표면(155)은 1차 코일들을 실장할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150)는 충전 표면(155) 상에서 배치될 수 있다. 랩톱(laptop)으로서 도시되지만, 무선 전력 수신 장치(150)는 임의의 유형의 전자 디바이스일 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(150)는 전자 디바이스 내로 통합된 컴포넌트일 수 있거나, 전자 디바이스에 결합되는 외부 컴포넌트 또는 부착부일 수 있다. 도 2에서, 무선 전력 수신 장치(150)는 1차 코일들(221)의 제1 세트가 무선 전력을 송신하기 위하여 활성화되는 반면, (1차 코일(223)과 같은) 다른 1차 코일들이 비활성화되도록, 충전 표면(155) 상에서 위치결정된다. 비활성화된 1차 코일들은 (무선 전력 수신 장치(150)의 이동으로 인해, 또는 도시되지 않은 또 다른 무선 전력 수신 장치로부터) 2차 코일의 존재에 대하여 검출하기 위한 핑 또는 검출을 위하여 주기적으로 활성화할 수 있다. (랩톱의 하부 표면 부분 내부와 같은) 무선 전력 수신 장치(150)의 내부에서는, 활성화된 1차 코일들(221)에 래칭되는 복수의 2차 코일들(도시되지 않음)이 있다.
도 3은 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 송신 장치(110)가 중첩하는 패턴으로 배열된 1차 코일들의 다수의 층들을 포함하는 예시적인 무선 전력 시스템(300)을 도시한다. 예시적인 무선 전력 송신 장치(110)는 중첩하는 층들에서 배열된 18 개의 1차 코일들(부분(154)에서 도시됨)을 포함한다. 1차 코일들의 수량 및 배열은 예로서 제공된다. 1차 코일들의 다른 수량들, 층들의 수, 또는 배열들이 가능할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(150)는 무선 전력 송신 장치(110)의 충전 표면(155) 상에서 배치될 수 있다. 1차 코일들(321)의 제1 세트는 무선 전력을 무선 전력 수신 장치(150)에서의 대응하는 2차 코일들(도시되지 않음)에 송신하기 위하여 활성화될 수 있다. 다른 1차 코일들(323)은 비활성화될 수 있다. 도 3은 활성화된 코일들의 일부가 중첩하고 있는 것을 도시하지만, 일부 구현예들에서, 무선 전력 송신 장치(110)는 중첩하는 코일들을 활성화하는 것을 억제할 수 있다.
무선 전력 송신 장치(110) 또는 무선 전력 수신 장치(150)(또는 둘 모두)가 중첩하는 코일들을 구현하는 구현예들에서, 중첩하는 코일들의 패턴은 무선 전력 신호가 노출되는(또는 2차 코일과 정렬되지 않음) 면적의 양을 감소시킬 수 있다. 이것은 EM(를 감소시키는 결과를 가질 수 있다. 또한, 다수의 1차 코일들(321)을 활성화함으로써, 각각의 활성화된 1차 코일(321)에 의해 기부된 전력의 양은 저하될 수 있다. 각각의 1차 코일을 위한 더 낮은 전력 송신은 무선 전력 수신 장치(150)(또는 그것이 급전하는 전자 디바이스)의 다른 컴포넌트들에 대한 EMI 및 다른 간섭의 양을 감소시킬 수 있다.
도 4는 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 수신 장치(150)가 전력을 전자 디바이스(450)에 제공하도록 구성되는 예시적인 무선 전력 시스템(400)을 도시한다. 도 4에서, 무선 전력 수신 장치(150)는 다수의 2차 코일들(460)을 가지는 무선 전력 패드일 수 있다. 도 4의 예에서, 2차 코일들은 중첩하는 패턴으로 배열된다. 무선 전력 수신 장치(150)는 무선 전력 수신 장치(150)로부터의 전력을 전자 디바이스(450)에 제공하는 전기적 인터페이스(455) 또는 다른 접속을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, (클립, 자석, 버튼, 케이싱 등과 같은) 체결기(457)는 무선 전력 수신 장치(150)를 전자 디바이스(450)에 물리적으로 결합하기 위하여 이용될 수 있다. 체결기(457)는 무선 전력 수신 장치(150), 전자 디바이스(450), 또는 둘 모두의 일부일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(150)는 2차 코일들을 포함하는 실장부를 포함하고, 실장부는 랩톱 또는 태블릿에 부착될 수 있다.
도 5는 일부 구현예들에 따른, 다수의 2차 코일들로부터의 전력을 합성하는 예시적인 무선 전력 시스템(400)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(150)는 (RX 회로들(521, 522, 및 523)과 같은) 다수의 무선 전력 수신기(RX) 회로들을 포함할 수 있다. 오직 3 개의 RX 회로들이 도 5에서 도시되지만, 다른 구현예들은 더 많은 TX 회로들 또는 더 적은 RX 회로들을 포함할 수 있다. 각각의 RX 회로는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 제1 2차 코일(161), 정류기(170), 및 RX 제어기(180)와 유사한 2차 코일, 정류기, 및 RX 제어기를 가질 수 있다. 간결함을 위하여, 2차 코일들, 정류기들, 및 RX 제어기들은 도 5에서 도시되지 않는다. RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각은 (TX 회로들(501, 502, 및 503)과 같은) 상이한 무선 전력 송신기(TX) 회로들로부터 무선 전력을 수신하는 것이 가능할 수 있다. 각각의 TX 회로는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 제1 1차 코일(121), 전력 신호 생성기(141), 및 제1 로컬 제어기(131)와 유사한 1차 코일, 전력 신호 생성기, 및 로컬 제어기를 가질 수 있다. 간결함을 위하여, 1차 코일들, 전력 신호 생성기들, 및 로컬 제어기들은 도 5에서 도시되지 않는다. RX 회로들(521, 522, 및 523)의 RX 제어기들은 각각의 RX 회로에 의해 수신된 무선 전력의 양을 독립적으로 제어할 수 있는 통신 및 제어 유닛들을 포함한다. 이 구현예에서는, 감시 제어기가 요구되지 않는다는 것에 주목한다. 이 개시내용에서 추가로 설명된 바와 같이, RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각의 RX 제어기는 각각의 RX 회로(521, 522, 및 523)에 의해 공급된 전류의 양을 관리하는 드룹 구성을 가질 수 있다. RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각은 대응하는 다이오드들(531, 532, 및 533)(또는 다른 보호 회로들)에 의해 보호될 수 있다.
RX 회로들(521, 522, 및 523)은 그들의 각각에 의해 수신된 무선 전력을 집성(aggregate)하기 위하여 병렬로 접속될 수 있다. 일부 구현예들에서, 집성된 무선 전력의 이용은 무선 전력의 더 높은 양들을 전달하기 위하여 단일 2차 코일을 이용하는 것과 연관될 수 있는 단점들을 완화시키면서, 더 높은 전력 등급을 지원할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(150)는 부하 스위치(540) 및 DC-대-DC 변환기(550)를 가질 수 있다. 부하 스위치(540)는 RX 회로들(521, 522, 및 523)로부터 DC-대-DC 변환기(550)를 접속해제하기 위하여 개방될 수 있거나, DC-대-DC 변환기(550)를 RX 회로들(521, 522, 및 523)에 접속하기 위하여 폐쇄될 수 있다. 부하 스위치(540)는 RX 회로들 중의 하나 이상으로부터의 출력 전압들이 확립될 때까지 초기에 개방될 수 있다. 부하 스위치(540)가 폐쇄될 때, 전류는 DC-대-DC 변환기(550)로 흐를 수 있고, DC-대-DC 변환기(550)는 부하(190)에 대한 출력 전압을 생성한다.
도 5에서 설명된 일반적인 아키텍처를 이용하면, 예시적인 시나리오는 무선 전력 수신 장치(150)의 동작을 설명할 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 부하(190)는 3 암페어 전력 등급을 갖는 5 볼트 전력 출력을 사용할 수 있다. RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각은 합성된 전력 출력 및 전력 등급을 수용하는 드룹 구성들로 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각은 부하설정이 0 내지 0.67 암페어 사이일 때, 8 볼트 내지 9 볼트 사이에서 선형적으로 (DC-대-DC 변환기(550)로) 출력하기 위하여 각각의 RX 회로의 전압 출력을 변동시키는 드룹 구성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 출력 전압이 8 볼트일 때, 출력 전류는 0.67 암페어이다. 출력 전압이 9 볼트일 때, 출력 전류는 0 암페어이다. 이 드룹 구성들은 도 6을 참조하여 추가로 설명된다.
도 5에서 계속하면, 각각의 RX 회로는 8 볼트에서 0.67 암페어의 최대 전류를 출력할 수 있고, 이것은 5.36 와트(8 볼트 x 0.67 암페어)와 등가적이다. 따라서, RX 회로들(521, 522, 및 523)의 모두 3 개로부터의 전력을 합성할 때, 무선 전력 수신 장치(150)는 총 15 초과 와트(3 x 5.36 와트 = 16.08 와트)를 출력할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이 시나리오에서의 예시적인 부하(190)는 15 와트(5 볼트 x 3 암페어 = 15 와트)를 요구한다.
RX 회로들(521, 522, 및 523)을 위한 RX 제어기들에서 프로그래밍되는 드룹 구성은 얼마나 많은 전류가 각각의 RX 회로에 의해 제공되는지를 제어할 수 있다. RX 회로들(521, 522, 및 523)이 TX 회로들(501, 502, 및 503) 상에서 초기에 배치될 때, RX 회로들(521, 522, 및 523)의 전부는 무선 전력 전송들을 최대화하도록 시도할 수 있다. 이들은 9 볼트 출력 전압을 생성할 수 있다. 그러나, 드룹 구성은 부하 없음(0 암페어)을 표시할 것이다. 따라서, RX 회로는 RX 출력 전압을 제어하기 위한 적절한 제어 액션을 취하기 위하여 전압 오차를 그 개개의 TX 회로로 통신할 수 있다.
(3 개의 RX 회로들(521, 522, 및 523) 중으로부터) 최고 출력 전압을 가지는 (RX 회로(521)와 같은) RX 회로는 부하 전류를 기부하는 것을 시작할 수 있다. 더 많은 부하 전류를 생성하는 결과로서, 그 RX 회로의 출력 전압은 다른 RX 회로들의 출력 전압들 미만으로 하락할 것이다. 그 다음으로, 다른 RX 회로들은 더 높은 전압을 가질 것이고, 부하 전류 기부를 시작할 것이다. RX 제어기의 각각의 제어 사이클에 대하여, 그 개개의 RX 회로에 의해 생성된 전압에 따라, 기준 전류는 선형 드룹 구성으로부터 계산될 것이다. RX 제어기는 측정된 출력 전류가 계산된 기준 전류 초과 또는 미만인지 여부를 결정할 수 있다. 전류 오차(Ierror = Imeasured - Icalculated)는 각각의 RX 회로에 의해 생성된 전력의 양을 정정하기 위한 적절한 제어 액션을 DC-대-DC 변환기(550)에 대해 취하기 위하여 TX 회로로 통신된다. 궁극적으로, RX 회로들(521, 522, 및 523)은 그들 사이의 유사한 동작 포인트들을 확립할 수 있다.
RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각이 그 개개의 RX 회로들(501, 502, 및 503)과의 동일한 정도의 정렬을 가질 경우에, 그리고 RX 회로들(521, 522, 및 523)의 각각이 동일한 드룹 구성들로 구성될 경우에, 이들은 병렬 접속된 RX 회로들(521, 522, 및 523) 사이의 대략적으로 동일한 부하 공유를 달성할 것이다. 일부 구현예들에서, 드룹 구성은 (상이한 전력 등급들일 경우에) 각각의 RX 회로의 전력 등급에 기초하여, 또는 그 개개의 TX 회로에 대한 RX 회로의 정렬에 기초하여 변경될 수 있다.
일부 구현예들에서, 전압 제어는 제로 전류에서의 ADC 오프셋 오차로 인한 임의의 RX 제어기 오작동을 회피하기 위한 부하설정이 없을 때에 행해질 수 있다. 부하 스위치(540)는 DC-대-DC 변환기(550)를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, RX 회로들(521, 522, 및 523)을 보호할 수 있다. 예를 들어, 특정한 RX 회로(521, 522, 또는 523) 상의 부하 전류가 지정된 값을 초과할 경우. 이 시나리오는 예를 들어, RX 회로들(521, 522, 또는 523) 중의 하나가 스냅 오프(snap off)하거나 언래칭(unlatch)하지만, 부하(190)가 동일하게 유지될 때에 발생할 수 있다. 제1 RX 회로의 언래칭을 보상하기 위하여, 다른 RX 회로들의 출력 전압은 더 많은 출력 전류를 제공하기 위하여 드룹핑(droop)할 수 있다. 그러나, 부하 스위치(540)는 부하를 접속해제하여 그 RX 회로들의 과부하설정을 회피하기 위하여 개방될 수 있다.
도 6은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 드룹 구성(600)의 그래프를 도시한다. 도 6에서 도시된 예시적인 드룹 구성(600)은 도 5에서 설명된 예시적인 시나리오에 기초한다. 도 6에서 설명된 바와 같이, 각각의 RX 제어기는 선형 드룹 구성에 기초하여 그 개개의 RX 회로의 출력을 제어할 수 있다. 드룹 구성은 일부 다른 구현예들에서 비-선형적일 수 있다는 것이 주목된다.
도 6에서 도시된 예시적인 드룹 구성(600)은 (0 암페어(630) 또는 부하 없음을 출력해야 하는) 9 볼트(610)로부터 (전체 부하에서 0.67 암페어(640)를 출력해야 하는) 8 볼트(620)까지의 범위를 도시한다. RX 회로의 출력 전압을 측정함으로써, RX 제어기는 드룹 구성으로부터 기준 전류 값을 계산할 수 있다. 측정된 출력 전류가 계산된 기준 전류 값과 상이할 경우에, RX 제어기는 TX 회로와 RX 회로 사이의 무선 전력의 양을 조절하기 위하여 메시지를 TX 회로로 통신할 수 있다. 전압이 임계치(670)를 초과하여 강하할 경우(또는 전류가 증가함), RX 제어기는 RX 회로에 대한 손상을 방지하기 위하여 RX 회로를 디스에이블할 수 있거나 접속해제할 수 있다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 임계치(670)는 과소-전압 또는 과다-전류, 또는 둘 모두에 기초할 수 있다.
도 7은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 동적 드룹 구성(700)의 그래프를 도시한다. RX 회로가 TX 회로 근처에 위치결정될 때, RX 제어기는 신호 강도 패킷을 TX 회로의 로컬 제어기로 통신하기 위하여 부하 변조를 이용할 수 있다. 신호 강도 패킷은 TX 회로와 RX 회로 사이의 정렬의 척도로서 이용될 수 있다. TX 회로의 로컬 제어기는 오정렬에 대해 정정하기 위하여 송신 전력을 조절할 수 있다. 그러나, 일부 오정렬 시나리오들에서, TX 회로는 수신된 전압 또는 전류 오차에 대해 정정하기 위하여 송신 전력을 충분하게 조절할 수 없을 수 있다. 예를 들어, TX 회로는 무선 송신 전력의 양에 대한 제한에 도달할 수 있다. 이러한 오정렬 시나리오에서, RX 제어기는 부하 전압에 기초하여 그 RX 회로에 의해 제공된 부하 기부를 감소시키기 위하여 그 RX 회로를 위한 상이한 드룹 구성을 사용할 수 있다. 그러므로, RX 제어기가 RX 회로가 TX 회로와 양호하게 정렬되는 것으로 결정할 때, RX 제어기는 제1 드룹 구성(710)을 이용할 수 있다. RX 제어기가 RX 회로가 TX 회로와 양호하게 정렬되지 않는 것으로 결정할 때, RX 제어기는 제2 드룹 구성(720)을 이용할 수 있다. 제1 드룹 구성(710)은 I1_max로부터 I1까지의 범위인 더 높은 출력 전류를 지원할 수 있는 반면, 제2 드룹 구성(720)은 I2_max로부터 I2까지의 범위인 더 낮은 출력 전류를 지원할 수 있다. 일부 구현예들에서, 신호 강도 패킷에서 표시된 신호 강도는 어느 드룹 구성을 이용할 것인지를 결정하기 위하여 임계치와 비교될 수 있다.
동일한 출력 전압에 대하여, 양호하게 정렬된 TX-RX 쌍(RX 회로는 TX 회로로부터 무선 전력을 인출함)은 그렇게 양호하게 정렬되지 않은 TX-RX 쌍보다 더 많은 전력을 부하에 기부할 것이다. 이 접근법은 전력을 그렇게 양호하게 정렬되지 않은 RX 회로에 제공하고 있는 1차 코일들에서의 전류를 감소시킬 수 있다. 따라서, 무선 전력 수신 장치의 전체적인 동작 효율은 개선될 수 있다.
도 8은 일부 구현예들에 따른, 정렬 메트릭에 기초한 또 다른 예시적인 동적 드룹 구성의 그래프를 도시한다. 그래프는 정렬 메트릭이 복수의 드룹 구성들로부터 선택하기 위하여 어떻게 이용될 수 있는지의 시각적 표현을 제공한다. 정렬 메트릭의 예들은 다른 예들 중에서, 신호 강도 측정, 품질 인자 측정, 또는 자기장 측정을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 정렬 메트릭은 무선 전력 송신 장치로부터의 통신에서 표시된 송신 전력과 무선 전력 수신 장치에 의해 측정된 수신된 전력과의 사이의 차이에 기초하여 결정될 수 있다. 정렬 메트릭은 TX-RX 쌍이 양호하게 정렬되지 않는다는 것을 표시하는 낮은 값으로부터 TX-RX 쌍이 양호하게 정렬된다는 것을 표시하는 높은 값까지의 스케일(scale)을 표시할 수 있다.
RX 제어기는 RX 회로를 위하여 어느 드룹 구성을 이용할 것인지를 결정하기 위하여 정렬 메트릭을 하나 이상의 임계치들과 비교할 수 있다. 예를 들어, 정렬 메트릭이 제1 임계치(THIGH) 초과일 경우에, RX 제어기는 제1 드룹 구성(DHIGH)(810)을 선택할 수 있다. 정렬 메트릭이 제1 임계치 미만이지만, 제2 임계치(TMID) 초과일 경우에, RX 제어기는 제2 드룹 구성(DMID)(820)을 선택할 수 있다. 정렬 메트릭이 제2 임계치 미만이지만, 제3 임계치(TLOW) 초과일 경우에, RX 제어기는 제3 드룹 구성(DLOW)(830)을 선택할 수 있다. 정렬 메트릭이 제3 임계치 미만일 경우에, RX 제어기는 디스에이블된 드룹 구성(DOFF)(840)을 선택할 수 있다. 디스에이블된 드룹 구성은 RX 회로로 하여금, 열악한 정렬로 인해 무선 전력을 수신하는 것을 중단하게 할 수 있다.
도 8에서 설명된 임계치들 및 드룹 구성들은 예시적인 예들이다. 다른 구현예들에서, 임계치들 및 연관된 드룹 구성들의 상이한 수량이 이용될 수 있다.
도 9는 일부 구현예들에 따른, 병렬로 접속된 다수의 무선 전력 수신기들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(900)를 도시한다. 도 9에서의 예는 병렬 회로로 배열된 무선 전력 RX 회로들(951, 952, 953, 954, 및 955)의 집합을 도시한다. RX 회로들의 수량은 예이고, 다른 수량들 또는 배열들은 다양한 구현예들에서 이용될 수 있다. 또한, 도 9는 병렬 회로를 도시하지만, RX 회로들을 직렬로 또는 합성된 직렬-병렬 배열로 배열하는 것이 가능하고, 이들 둘 모두는 더 이후의 도면들에서 설명된다. RX 회로들(951, 952, 953, 954, 및 955)은 합성된 전력 신호를 부하(190)에 제공하는 전력 합성 회로(185)에 결합된다. 부하(190)는 배터리 충전기일 수 있거나, 전기적 디바이스의 다른 컴포넌트들일 수 있다.
제1 RX 회로(951)는 예시적인 목적들을 위한 추가적인 세부사항들과 함께 도시된다. 다른 RX 회로들(952, 953, 954, 및 955)의 각각은 유사한 컴포넌트들(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 무선 전력 RX 회로들(951)에서, RX 회로(951)의 2차 코일(161)은 TX 회로(도시되지 않음)의 1차 코일(도시되지 않음)로부터 무선 전력을 수신하도록 구성된다. RX 제어기(180)는 1차 코일로부터의 핑을 검출하기 위하여 통신 및 제어 회로(915)를 사용할 수 있다. RX 제어기(180)는 또한, 통신 및 제어 회로(915)의 스위치들에서 펄스들 또는 변조를 야기시킴으로써 TX 회로와 통신할 수 있다. RX 제어기(180)는 또한, 전류 감지 측정(925) 또는 전압 감지 측정(935) 또는 둘 모두를 수신할 수 있다. 무선 전력 신호가 검출될 때, RX 제어기(180)는 전력이 전력 합성 회로(185)로 흐르는 것을 허용하기 위하여 (인에이블 라인(945)을 통해) 스위치(947)를 인에이블할 수 있다. 일부 구현예들에서, 스위치(947)는 RX 회로(951) 대신에, 전력 합성 회로(185)에서 위치될 수 있다. RX 제어기(180)는 제1 2차 코일(161)이 대응하는 1차 코일과 정렬되는지 여부를 결정하기 위하여, 전압 감지 측정(935) 또는 전류 감지 측정(925)을 이용할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 제어기(180)는 또한, 부하(190)에 의해 인출된 전력의 양을 결정할 수 있고, 제1 2차 코일(161)에 의해 수신된 전력의 양에 대한 조절을 야기시킬 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, RX 제어기(180)는 조절 값을 결정하기 위하여 드룹 구성을 이용할 수 있다. RX 제어기(180)는 조절 값을 TX 회로에 통지하기 위하여 1차 코일에 대한 (통신 및 제어 회로(915)를 통한) 통신을 야기시킬 수 있다. 예를 들어, 통신은 무선 전력 RX 회로들(951)이 모든 RX 회로들 사이의 전력 공유에 기초하여 그것이 생성해야 하는 것보다 더 많은 전류를 생성하고 있을 경우에, 1차 코일로 하여금, 무선 전력의 양을 감소시키게 할 수 있다. 예를 들어, 각각의 RX 제어기(180)는 도 5 내지 도 8에서 설명된 것들과 같은 드룹 구성을 이용할 수 있다.
RX 회로들(951, 952, 953, 954, 및 955)의 각각은 (독립적으로 또는 도시되지 않은 감시 제어기에 의해) RX 제어기(180)에 의해 인출된 총 전력에 기초하여, 얼마나 많은 전력이 그 개개의 2차 코일에 의해 전송되는지를 조절할 수 있다. 일부 구현예들에서, 활성화된 RX 회로들의 각각은 그 개개의 2차 코일들에서의 무선 전력 전송을 위한 동일한 전력을 이용할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 회로들은 무선 전력 전송이 각각의 2차 코일을 위하여 얼마나 효율적인지에 기초하여, (상이한 드룹 구성들에 기초한) 상이한 전력 레벨들을 제공할 수 있다.
도 10은 일부 구현예들에 따른, 감시 제어기를 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(1000)를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(1000)는 도 9에서 설명된 무선 전력 수신 장치(900)와 유사하다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(1000)는 병렬 회로로 배열된 무선 전력 RX 회로들(951, 952, 953, 956, 및 955)의 집합을 포함한다. 도 9에서의 무선 전력 수신 장치(900)와는 상이하게도, 무선 전력 수신 장치(1000)는 (또한, 마스터 제어기로서 지칭될 수 있는) 감시 제어기(1050)를 포함한다.
감시 제어기(1050)는 RX 회로들(951, 952, 953, 956, 및 955)의 각각에서의 RX 제어기들과 통신할 수 있다. 예를 들어, 감시 제어기(1050)는 무선 전력 RX 회로들(951)의 RX 제어기(180)에 대한 통신 링크(1037)와 함께 도시된다. 감시 제어기(1050)는 다른 RX 회로들(952, 953, 956, 및 955)의 RX 제어기들(도시되지 않음)에 대한 통신 링크들을 가질 수 있다. 감시 제어기(1050)는 RX 제어기들로부터 일부 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 각각의 RX 회로를 위한 제어 및 통신의 대부분은 RX 제어기들에 의해 관리되지만, 감시 제어기(1050)는 어느 RX 회로들이 대응하는 TX 회로들(도시되지 않음)과 결합되는지에 관한 일부 정보를 수집할 수 있다. 감시 제어기(1050)는 RX 회로가 그 대응하는 TX 회로와 얼마나 양호하게 정렬되는지에 관하여, 각각의 RX 제어기로부터 표시자 또는 값을 수신할 수 있다. 감시 제어기(1050)는 고정된 또는 가변적인 값에 기초하여 전체적인 부하 전압을 조정할 수 있다. 예를 들어, 감시 제어기(1050)는 부하(190)에 의해 필요하게 되는 전압 출력(1029)을 결정할 수 있다. 감시 제어기(1050)는 RX 회로들(951, 952, 953, 956, 및 955)의 각각이 부하(190)를 지원하기 위하여 전력 합성 회로(185)에 얼마나 많은 (전압 또는 전류와 같은) 전력을 기부해야 하는지를 결정할 수 있다. 감시 제어기(1050)는 RX 회로들의 과도한 수들이 결합될 때, 하나 이상의 RX 회로들로부터의 전력을 디스에이블할 수 있다. 예를 들어, 더 적은 전력이 부하(190)에 의해 필요하게 될 때, 감시 제어기(1050)는 인에이블된 상태로 유지되는 RX 회로들의 전체적인 부하 동작 효율을 개선시키기 위하여 그 대응하는 RX 회로로부터의 전력 전송을 디스에이블할 것을 RX 제어기들 중의 하나 이상에 통지할 수 있다. 감시 제어기(1050)는 RX 제어기들의 각각으로부터 획득된 정렬 메트릭 또는 전력 전송 효율 메트릭에 기초하여 어느 RX 회로(들)를 디스에이블할 것인지를 선택할 수 있다. 일부 구현예들에서, 감시 제어기(1050)는 RX 회로들에서의 과부하 또는 과다 온도 오작동들을 방지하기 위한 보호 기능을 제공할 수 있다.
일부 구현예들에서, 감시 제어기(1050)는 RX 회로들의 각각에서의 전압 또는 암페어 측정 유닛들에 직접적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 도 10은 전류 감지 측정(925), 또는 전압 감지 측정(935), 또는 둘 모두를 수신하는 RX 제어기(180)를 도시하지만, 일부 구현예들에서, 감시 제어기(1050)는 전류 감지 측정(925), 또는 전압 감지 측정(935), 또는 둘 모두를 수신할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 제어기들의 각각은 위에서 설명된 바와 같은 드룹 구성을 구현한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 감시 제어기(1050)는 드룹 구성을 구현할 수 있고, 전류 오차(또는 전압 오차) 값들을 RX 제어기들로 전송할 수 있다.
도 11는 일부 구현예들에 따른, 병렬로 접속된 다수의 무선 전력 수신기들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(1100)를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(1100)는 직렬로 접속되는 RX 회로들(1151, 1152, 1153, 1154, 및 1155)의 집합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 합성 회로(185)는 제1 RX 회로(1151) 및 최후 RX 회로(1155)에 접속될 수 있는 반면, 다른 RX 회로들(1152, 1153, 및 1154)의 각각은 제1 RX 회로(1151)와 최후 RX 회로(1155) 사이에서 직렬로 접속된다.
도 12는 일부 구현예들에 따른, 직렬 및 병렬로 접속된 다수의 무선 전력 수신기들을 갖는 예시적인 무선 전력 수신 장치(1200)를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(1200)는 RX 회로들(1251, 1252, 1253, 및 1254)의 집합을 포함할 수 있다. 전력 합성 회로(185)에서의 직렬 및 병렬 회로들의 다양한 조합은 RX 회로들(1251, 1252, 1253, 및 1254)의 상이한 조합들을 지원할 수 있다. 예를 들어, RX 회로들(1251 및 1252)의 제1 세트는 서로 직렬로 접속될 수 있다. RX 회로들(1253 및 1254)의 제2 세트는 서로 직렬로 접속될 수 있다. 1251 및 1252의 제1 세트 및 RX 회로들(1253 및 1254 RS)의 제2 세트는 병렬로 접속될 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 합성 회로(185)에서의 스위치들(도시되지 않음)은 어느 RX 회로들이 부하(190)에 직렬 또는 병렬로 결합되는지를 제어할 수 있다.
도 13은 일부 구현예들에 따른, 상이한 전력 등급들을 갖는 전력 출력을 생성할 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치를 도시한다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(1350)는 다수의 RX 회로들(1351, 1352, 1355)(RX1 내지 RXN으로 표기됨)을 포함할 수 있다. RX 회로들(1351, 1352, 1355)은 TX 회로들(1311, 1312, 및 1315)(TX1 내지 TXN으로 표기됨)과 같은 상이한 TX 회로들로부터 무선 전력을 수신하는 것이 가능할 수 있다. 도 13은 동일한 무선 전력 송신 장치(1310)에서의 TX 회로들(1311, 1312, 및 1315)을 도시하지만, 이들은 상이한 무선 전력 송신 장치들 내에 있을 수 있다. 전력 합성 회로(185)는 RX 회로들(1351, 1352, 1355)로부터의 전력을 합성하는 것이 가능할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 회로들(1351, 1352, 1355)의 각각은 위에서 설명된 바와 같은 드룹 구성들로 구성될 수 있다.
전력 합성 회로(185)는 부하(도시되지 않음)에 대한 접속을 위한 전력 출력부(187)를 제공할 수 있다. 전력 출력부(187)는 상이한 전력 등급들을 지원할 수 있다. 예를 들어, 전력 출력부(187)는 어떤 유형의 디바이스가 전력 출력부(187)에 접속되는지에 따라, (20 볼트에서의 90 와트와 같은) 제1 출력 레벨(1391), (12 볼트에서의 15 와트와 같은) 제2 출력 레벨(1391), 또는 (5 볼트에서의 5 와트와 같은) 제3 출력 레벨(1393)을 지원할 수 있다. 일부 구현예들에서, RX 회로들(1351, 1352, 1355)의 각각에 의해 이용된 드룹 구성은 전력 합성 회로(185) 또는 감시 제어기(도시되지 않음)에 의해 선택될 수 있고, RX 회로들(1351, 1352, 1355)의 각각에서의 RX 제어기들로 통신될 수 있다. 드룹 구성은 전력 출력부(187)를 위하여 필요한 출력 레벨에 기초할 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(1350)는 다른 예들 중에서, 랩톱들, 태블릿들, 이동 전화들, 또는 웨어러블 디바이스들과 같은 하나 이상의 상이한 유형들의 디바이스들을 지원하는 장치일 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 출력부(187)는, 무선 충전을 지원하는 것이 아니라, 유선 전력 입력 포트를 가지는 레거시(legacy) 디바이스에 대한 접속을 지원한다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(1350)는 무선 충전 능력을 레거시 디바이스에 추가할 수 있는 슬리브, 패드, 커버, 또는 케이스일 수 있다. 무선 전력 수신 장치(1350)는 RX 회로들(1351, 1352, 1355)에서 무선 전력을 수집함으로써, 그리고 출력 전력을 전력 출력부(187)를 통해 접속된 디바이스로 전달함으로써 무선 전력 전송을 구현할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(1350)는 접속된 디바이스가 무선 충전을 지원하더라도 유리할 수 있다. 예를 들어, 접속된 디바이스의 무선 충전 능력은 디스에이블될 수 있고, 전력 출력부(187)에 대한 유선 접속은 접속된 디바이스를 급전하기 위하여 이용될 수 있다. (접속된 디바이스 대신에) 무선 전력 수신 장치(1350)는 TX 회로들(1311, 1312, 및 1315)로부터 무선 전력을 수집하기 위하여 이용되므로, 무선 전력 수신 장치(1350)는 열적 쟁점들로부터 접속된 디바이스를 보호할 수 있거나, 접속된 디바이스에 대한 전력 전달을 증가시킬 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(1350)는 충전 속력을 증가시킬 수 있는데, 그 이유는 접속된 디바이스가 유선 접속을 통해 무선 전력 수신 장치(1350)로부터 더 높은 전력을 인출할 수 있고, 무선 전력 수신 장치(1350)는 다수의 TX 회로들로부터 수신된 무선 전력을 집성할 수 있기 때문이다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(1350)는 멀티-포트 장치일 수 있다. 예를 들어, 오직 하나의 전력 출력부(187)가 도 13에서 도시되지만, 전력 합성 회로(185)는 하나 초과의 접속된 디바이스를 동시에 충전시키기 위하여 다수의 전력 출력부들(도시되지 않음)을 제공하는 것이 가능할 수 있다. 일부 구현예들에서, 각각의 전력 출력부는 출력 레벨들(1391, 1392, 및 1393)과 같은 상이한 전력 등급을 지원할 수 있다.
도 14는 일부 구현예들에 따른, 다수의 전력 출력들을 생성할 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치(1450)를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(1450)는 7 개의 RX 회로들(RX1 내지 RX7로 표기됨)을 포함할 수 있다. RX 회로들(1451, 1452, 1456, 1457)은 TX 회로들(1411, 1412, 1416, 및 1317)(TX1 내지 TX7로 표기됨)과 같은 상이한 TX 회로들로부터 무선 전력을 수신하는 것이 가능할 수 있다. 도 14는 동일한 무선 전력 송신 장치(1410)에서의 TX 회로들을 도시하지만, 이들은 상이한 무선 전력 송신 장치들 내에 있을 수 있다. 무선 전력 수신 장치(1450)는 제1 전력 합성 회로(185A) 및 제2 전력 합성 회로(185B)를 포함할 수 있다. 제1 전력 합성 회로(185A)는 제1 전력 출력부(187A)를 제공할 수 있고, 제2 전력 합성 회로(185B)는 제2 전력 출력부(187B)를 제공할 수 있다.
오직 4 개의 RX 회로들(1451, 1452, 1456, 및 1457)이 간결함을 위하여 도시되지만, 이 개시내용은 7 개의 RX 회로들이 이용될 수 있는 설명을 포함한다. 예에서, RX 회로들의 각각은 15-와트 수신기들일 수 있다. 6 개의 RX 회로들(1451 내지 1456)(RX1 내지 RX6)은 제1 전력 합성 회로(185A)에 병렬로 접속되는 15-와트 수신기들일 수 있다. 제1 전력 합성 회로(185A)는 90-와트 출력을, 랩톱과 같은 고전력 전자 디바이스에 제공할 수 있다. 7 번째 RX 회로(1457)(RX7)는 15-와트 출력을 이동 디바이스와 같은 더 낮은 전력 전자 디바이스에 제공하기 위하여 제2 전력 합성 회로(185B)에 접속될 수 있다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(1450)는 전력 합성 회로들(185A 및 185B)의 각각에 병렬로 얼마나 많은 RX 회로들을 동적으로 접속할 것인지를 선택하도록 구성되는 감시 제어기(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 예를 들어, 전력 출력부들(187A 및 187B)의 각각을 위한 충전 상태에 따라, 감시 제어기는 RX 회로들과 전력 합성 회로들 사이의 접속들을 인에이블하거나 디스에이블하는 스위치들을 제어할 수 있다.
도 15는 일부 구현예들에 따른, 외부 무선 전력 수신기들을 사용하는 예시적인 무선 전력 수신 장치(1550)를 도시한다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(1550)는 상이한 출력 레벨들(1591, 1592, 및 1593)을 가지는 하나 이상의 전력 출력들(187A, 187B, 및 187C)을 생성할 수 있는 전력 합성 회로(185)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 13 내지 도 14오는 상이하게, 무선 전력 수신 장치(1550)는 각각 외부 RX 회로들(1551, 1552, 및 1553)로부터의 입력 접속들(1561, 1562, 및 1563)을 지원할 수 있다. 입력 접속들(1561, 1562, 및 1563)은, 무선 전력 수신 장치(1550)의 전력 합성 회로(185)가 외부 전력 수신기들로부터 전력을 수신하고, RX 회로들의 각각에 의해 개별적으로 가능한 것과는 상이한(또는 더 높은) 전력 출력을 지원하기 위하여 전력을 집성하는 것을 허용할 수 있다.
RX 회로들(1551, 1552, 및 1553)은 상이한 수신기 유닛들(1541, 1542, 및 1543) 내에 있을 수 있다. RX 회로들(1551, 1552, 및 1553)은 상이한 TX 회로들(1511, 1512, 및 1513)로부터 무선 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. TX 회로들(1511, 1512, 및 1513)은 상이한 무선 전력 송신 장치들(1501, 1502, 및 1503) 내에 있을 수 있다. 이 개시내용에서의 다른 예들에서와 같이, TX 회로들 및 RX 회로들의 수량 및 위치들은 상이한 설계들에서 변동될 수 있다.
도 16은 일부 구현예들에 따른, 내부 및 외부 무선 전력 수신기들을 사용할 수 있는 예시적인 무선 전력 수신 장치(1650)를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(1650)는 상이한 출력 레벨들(1591, 1592, 및 1593)을 가지는 하나 이상의 전력 출력들(187A, 187B, 및 187C)을 생성할 수 있는 전력 합성 회로(185)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(1650)는 도 15를 참조하여 설명된 바와 같은 외부 무선 전력 RX 회로들(1551 및 1552) 뿐만 아니라, 내부 무선 전력 RX 회로들(1671 및 1672)의 둘 모두를 지원할 수 있다.
도 17은 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 송신을 위한 예시적인 프로세스를 예시하는 플로우차트를 도시한다. 플로우차트(1700)는 블록(1710)에서 시작된다. 블록(1710)에서, 프로세스는 무선 전력 수신 장치의 다수의 2차 코일들에 의해, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 것을 포함한다. 예를 들어, 무선 전력 수신 장치는 다수의 2차 코일들의 각각에서 무선 전력을 정류할 수 있다. 무선 전력 수신 장치는 합성된 무선 전력을 준비하기 위하여 정류된 무선 전력을 합성할 수 있다. 블록(1720)에서, 프로세스는 다수의 2차 코일들로부터의 합성된 무선 전력을 이용하여 무선 전력 수신 장치와 연관된 부하에 급전하는 것을 포함한다.
일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 송신 장치의 대응하는 1차 코일들에 대한 2차 코일들의 인접성에 적어도 부분적으로 기초하여, 무선 전력을 수신하기 위하여 복수의 2차 코일들 중으로부터 어느 2차 코일들을 이용할 것인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 코일들의 선택은 대응하는 1차 코일과의 통신에 기초할 수 있다. 일부 구현예들에서, 2차 코일은 (품질 메트릭과 같은) 전력 전송 효율을 결정하기 위하여 이용될 수 있다. (품질 메트릭과 같은) 전력 전송 효율은 무선 전력 송신 장치로 통신될 수 있다. 전력 전송 효율이 임계치 미만일 경우에, 무선 전력 송신 장치는 2차 코일이 양호하게 정렬되지 않는 것으로 결정할 수 있고, 대응하는 1차 코일을 비활성화할 수 있다.
도 18은 일부 구현예들에 따른, 예시적인 무선 전력 수신 장치(1800)의 블록도를 도시한다. 무선 전력 수신 장치(1800)는 제로, 하나, 또는 그 초과의 RX 회로들(1810)을 포함할 수 있다. 각각의 RX 회로(1810)는 하나 이상의 2차 코일들(161) 및 RX 제어기(180)를 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 각각의 RX 회로(1810)는 각각의 RX 회로(1810)가 전력 합성 회로(185)에 기부해야 하는 전력의 양을 결정하기 위하여 하나 이상의 드룹 구성들(1880)로 구성된다.
무선 전력 수신 장치(1800)는 외부적으로 접속된 RX 회로로부터 전력을 수신하기 위한 제로, 하나, 또는 그 초과의 전력 입력 접속들(1820)을 가질 수 있다. 전력 합성 회로(185)는 (내부 RX 회로들(1810) 또는 외부 RX 회로들, 또는 둘 모두로부터의) RX 회로들로부터 수신된 전력을 합성할 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 합성 회로(185)는 전력을 (배터리와 같은) 내부 부하(190)에 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 합성 회로(185)는 전력을 하나 이상의 전력 출력부들(187)에 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 무선 전력 수신 장치(1800)는 내부 부하(190) 및 하나 이상의 전력 출력부들(187)의 둘 모두를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 감시 제어기(1830)는 얼마나 많은 전력이 필요한지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 감시 제어기(1830)는 부하(190), 전력 출력부들(187), 또는 둘 모두로부터의 전력 요건들을 결정할 수 있다. 일부 구현예들에서, 감시 제어기(1830)는 전력 합성 회로(185)와 통신할 수 있다. 감시 제어기(1830)는 전력 요건에 기초하여 (RX 회로들(1810)과 같은) RX 회로들의 상이한 것들을 인에이블할 수 있거나 디스에이블할 수 있다. 일부 구현예들에서, 감시 제어기(1830)는 RX 회로들 중의 하나 이상에 의해 어느 드룹 구성(1880)이 이용되어야 하는지를 선택할 수 있다. 일부 다른 구현예들에서, 드룹 구성(1880)은 감시 제어기(1830)에서 저장될 수 있고, 감시 제어기(1830)는 전력 공유 값들을 각각의 RX 회로로 통신할 수 있다.
도 19는 일부 구현예들에 따른, 무선 전력 시스템에서의 이용을 위한 예시적인 장치의 블록도를 도시한다. 일부 구현예들에서, 장치(1900)는 (무선 전력 송신 장치(110)와 같은) 무선 전력 송신 장치, 또는 (무선 전력 수신 장치(150)와 같은) 무선 전력 수신 장치일 수 있다. 장치(1900)는 (아마도 다수의 프로세서들, 다수의 코어들, 다수의 노드들, 또는 멀티-스레딩(multi-threading)을 구현하는 것 등을 포함하는) 프로세서(1902)를 포함할 수 있다. 장치(1900)는 또한, 메모리(1906)를 포함할 수 있다. 메모리(1906)는 시스템 메모리, 또는 본 명세서에서 설명된 컴퓨터-판독가능 매체들의 가능한 실현들 중의 임의의 하나 이상일 수 있다. 장치(1900)는 또한, (PCI, ISA, PCI-Express, HyperTransport®, InfiniBand®, NuBus,® AHB, AXI 등과 같은) 버스(1910)를 포함할 수 있다.
장치(1900)는 (수신 코일 어레이와 같은) 다수의 2차 코일들을 관리하도록 구성된 하나 이상의 제어기(들)(1962)를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제어기(들)(1962)는 프로세서(1902), 메모리(1906), 및 버스(1910) 내에서 분산될 수 있다. 제어기(들)(1962)는 본 명세서에서 설명된 동작들의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어기(들)(1962)는 2차 코일들(1964)의 각각으로부터의 전력의 양을 결정하기 위한 드룹 구성들(1966)로 프로그래밍될 수 있다. 일부 구현예들에서, 드룹 구성들(1966)은 메모리(1906) 내에 저장될 수 있다.
메모리(1906)는 도 1 내지 도 18에서 설명된 구현예들의 기능성을 구현하기 위하여 프로세서(1902)에 의해 실행가능한 컴퓨터 명령들을 포함할 수 있다. 이 기능성들 중의 임의의 하나는 하드웨어로 또는 프로세서(1902) 상에서 부분적으로(또는 전체적으로) 구현될 수 있다. 예를 들어, 기능성은 애플리케이션 특정 집적 회로로, 프로세서(1902)에서 구현된 로직에서, 주변 디바이스 또는 카드 상의 코-프로세서 등에서 구현될 수 있다. 또한, 실현들은 도 19에서 예시되지 않은 더 적거나 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 프로세서(1902), 메모리(1906), 및 제어기들(1962)은 버스(1910)에 결합될 수 있다. 버스(1910)에 결합되는 것으로서 예시되지만, 메모리(1906)는 프로세서(1902)에 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 19, 및 본 명세서에서 설명된 동작들은 예시적인 구현예들을 이해하는 것을 보조하도록 의도된 예들이고, 잠재적인 구현예들을 제한하거나 청구항들의 범위를 제한하기 위하여 이용되지 않아야 한다. 일부 구현예들은 추가적인 동작들, 더 적은 동작들, 동작들을 병행하여 또는 상이한 순서로, 그리고 일부 동작들을 상이하게 수행할 수 있다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 항목들의 리스트 중의 “적어도 하나(at least one of)” 또는 “하나 이상(one or more of)”를 지칭하는 어구는 단일 부재들을 포함하는 그러한 항목들의 임의의 조합을 지칭한다. 예를 들어, “a, b, 또는 c 중의 적어도 하나(at least one of: a, b, or c)”는 오직 a, 오직 b, 오직 c, a 및 b의 조합, a 및 c의 조합, b 및 c의 조합, 및 a 및 b 및 c의 조합의 가능성들을 포괄하도록 의도된다.
본 명세서에서 개시된 구현예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 로직, 논리적 블록들, 모듈들, 회로들, 동작들, 및 알고리즘 프로세스들은 이 명세서에서 개시된 구조들 및 그 구조적 등가물들을 포함하는, 전자 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어의 교환가능성은 일반적으로 기능성의 측면에서 설명되었고, 위에서 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 프로세스들에서 예시되었다. 이러한 기능성이 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체적인 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약들에 종속된다.
본 명세서에서 개시된 양태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 로직들, 논리적 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하기 위하여 이용된 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 범용 단일-칩 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)(DSP), 애플리케이션 특정 집적 회로(application specific integrated circuit)(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스(programmable logic device)(PLD), 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 그 임의의 조합으로 구현될 수 있거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있거나, 임의의 기존의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성의 조합으로서 구현될 수 있다. 일부 구현예들에서, 특정한 프로세스들, 동작들, 및 방법들은 주어진 기능에 특정적인 회로부에 의해 수행될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 일부 양태들에서, 이 명세서에서 설명된 발명 요지의 구현예들은 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 컴포넌트들의 다양한 기능들, 또는 본 명세서에서 개시된 방법, 동작, 프로세스, 또는 알고리즘의 다양한 블록들 또는 단계들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램들은 본 명세서에서 설명된 디바이스들의 컴포넌트들을 포함하는 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위하여, 또는 이러한 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위하여, 하나 이상의 유형의 프로세서-판독가능 또는 컴퓨터-판독가능 저장 매체들 상에서 인코딩된 비-일시적 프로세서-실행가능 또는 컴퓨터-실행가능 명령들을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 이러한 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장, 자기 디스크 저장, 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 프로그램 코드를 저장하기 위하여 이용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 상기의 조합들은 또한, 저장 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
이 개시내용에서 설명된 구현예들에 대한 다양한 수정들은 본 기술분야에서의 통상의 기술자들에게 용이하게 분명할 수 있고, 본 명세서에서 정의된 포괄적인 원리들은 이 개시내용의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 구현예들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에서 도시된 구현예들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에서 개시된 이 개시내용, 원리들, 및 신규한 특징들과 부합하는 가장 넓은 범위를 따르도록 의도된 것이다.
따라서, 청구항들은 본 명세서에서 도시된 구현예들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에서 개시된 이 개시내용, 원리들, 및 신규한 특징들과 부합하는 가장 넓은 범위를 따르도록 의도된 것이다. 반대로, 단일 구현예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한, 다수의 구현예들에서 별도로, 또는 임의의 적당한 하위조합으로 구현될 수 있다. 이와 같이, 특징들은 특정한 조합들로 작동하고 심지어 이와 같이 초기에 청구되는 것으로서 위에서 설명될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우들에는, 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변형에 관한 것일 수 있다.
유사하게, 동작들은 특정한 순서로 도면들에서 도시되지만, 이것은 바람직한 결과들을 달성하기 위하여, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되거나 모든 예시된 동작들이 수행될 것을 요구하는 것으로서 이해되어야 하는 것은 아니다. 또한, 도면들은 플로우차트 또는 흐름도의 형태로 하나 초과의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들은 개략적으로 예시되는 예시적인 프로세스들 내에 편입될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 동작들은 예시된 동작들 중의 임의의 것 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 일부 상황들에서는, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에서 설명된 구현예들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현예들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지 않아야 하고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 단일 소프트웨어 제품에서 일반적으로 함께 통합될 수 있거나 다수의 소프트웨어 제품들로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (30)

  1. 무선 전력 수신 장치로서,
    복수의 무선 전력 수신기(RX) 회로들 - 각각의 RX 회로는 적어도 하나의 2 차 코일을 포함하고, 각각의 2차 코일은 하나 이상의 무선 전력 송신 장치들의 상이한 1차 코일로부터 무선 전력을 수신할 수 있고, 상기 무선 전력을 전력 합성 회로에 제공할 수 있음 - 을 포함하고; 그리고
    상기 전력 합성 회로는 상기 복수의 RX 회로들에 전기적으로 결합되고, 적어도 2 개의 RX 회로들로부터의 상기 무선 전력을 합성하고 상기 합성된 무선 전력을 적어도 제1 부하에 제공하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들에 접속된 하나 이상의 RX 제어기들 - 상기 하나 이상의 RX 제어기들의 각각은 적어도 하나의 드룹(droop) 구성에 따라 동작하도록 구성되고, 상기 드룹 구성은 RX 회로에 의해 상기 전력 합성 회로에 제공된 전압 레벨 및 전류의 양 사이의 관계를 표시함 - 을 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    단일 RX 제어기는 다수의 RX 회로들을 제어하고, 상기 단일 RX 제어기는 각각의 RX 회로를 위한 정력 메트릭에 기초하여 상기 다수의 RX 회로들의 각각을 위한 상이한 드룹 특성들에 대해 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 RX 제어기들은 상기 복수의 RX 회로들의 제1 RX 회로를 제어하기 위한 적어도 제1 RX 제어기를 포함하고, 상기 제1 RX 제어기는 제1 드룹 구성으로 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 RX 제어기는:
    상기 제1 RX 회로에 의해 상기 전력 합성 회로에 제공된 상기 무선 전력의 측정된 전압 및 측정된 전류를 결정하고;
    측정된 전압 및 상기 제1 드룹 구성에 기초하여 예상된 전류를 결정하고 - 상기 제1 드룹 구성은 상이한 측정된 전압들에 기초하여 상이한 예상된 전류 레벨들을 표시함 -;
    상기 예상된 전류와 상기 측정된 전류 사이의 차이에 기초하여 전류 오차 값을 결정하고; 그리고
    상기 전류 오차 값에 기초하여, 상기 제1 RX 회로로 하여금, 피드백 통신을 무선 전력 송신 장치로 통신하게 하도록 - 상기 피드백 통신은 상기 무선 전력 송신 장치로 하여금, 상기 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일에 의해 상기 제1 RX 회로의 제1 2차 코일로 송신된 상기 무선 전력의 동작 포인트를 업데이팅하게 하도록 구성됨 - 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 RX 제어기는:
    상기 무선 전력 송신 장치로부터 송신기 통신을 수신하고;
    상기 제1 RX 회로가 상기 무선 전력 송신 장치의 상기 제1 1차 코일과 얼마나 양호하게 정렬되는지를 표시하는 정렬 메트릭을 결정하고; 그리고
    상기 정렬 메트릭에 기초하여 상기 제1 드룹 구성과 제2 드룹 구성 사이에서 선택하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들의 각각은 무선 충전 표준에 따라 저전력 무선 신호를 수신할 수 있고, 상기 전력 합성 회로는 상기 합성된 무선 전력을 고전력 신호로서 상기 제1 부하에 제공하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    각각의 저전력 무선 신호는 15 와트(Watt)를 초과하지 않고, 상기 전력 신호는 15 와트를 초과하는, 무선 전력 수신 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수의 RX 회로들의 각각은 무선 전력의 동일한 양들을 상기 전력 합성 회로에 기부(contribute)하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들은 제1 RX 회로 및 제2 RX 회로를 포함하고, 상기 제1 RX 회로 및 상기 제2 RX 회로는 무선 전력의 상이한 양들을 상기 전력 합성 회로에 기부하는, 무선 전력 수신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 전력의 상이한 양들은 제1 1차 코일과의 상기 제1 RX 회로의 제1 2차 코일의 제1 정렬과, 제2 1차 코일과의 상기 제2 RX 회로의 제2 2차 코일의 제2 정렬과의 사이의 차이들에 적어도 부분적으로 기초하는, 무선 전력 수신 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들은 서로 병렬로 상기 전력 합성 회로에 접속되는, 무선 전력 수신 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들은 제1 RX 회로 및 최후 RX 회로가 상기 전력 합성 회로에 접속되도록 직렬로 접속되는, 무선 전력 수신 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    RX 회로들의 제1 세트는 서로 직렬로 접속되고, RX 회로들의 제2 세트는 직렬로 접속되고, 상기 RX 회로들의 제1 세트 및 상기 RX 회로들의 제2 세트는 상기 전력 합성 회로에 병렬로 접속되는, 무선 전력 수신 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들의 선택된 것들을 상기 전력 합성 회로에 접속하기 전에, 상기 복수의 RX 회로들의 상기 선택된 것들을 병렬 또는 직렬 회로에 추가하거나 제거하도록 구성되는 스위치들의 세트를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 합성된 무선 전력을 상기 제1 부하에 제공하도록 구성된 적어도 하나의 전력 출력부 - 상기 제1 부하는 상기 무선 전력 수신 장치에 대해 외부적임 - 를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    적어도 제1 전력 출력 포트 및 제2 전력 출력 포트를 포함하는 복수의 전력 출력부들을 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 전력 출력부들의 각각은 상이한 출력 전력 등급(power rating)들과 연관되는, 무선 전력 수신 장치.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들을 위한 실장부 - 상기 실장부는 상기 전자 디바이스에 부착하도록 구성되고, 상기 부하는 상기 전자 디바이스의 배터리 충전기를 포함함 - 를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 RX 회로들을 관리하도록 구성된 적어도 하나의 감시 제어기 - 상기 감시 제어기는 상기 부하의 전력 소비에 기초하여 상기 RX 회로들 중의 하나 이상을 언제 인에이블하거나 디스에이블할 것인지를 결정하도록 구성됨 - 를 더 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 감시 제어기는 각각의 RX 회로와 대응하는 TX 회로 사이의 정렬의 추정에 기초하여, 상기 RX 회로들 중의 하나 이상을 언제 인에이블하거나 디스에이블할 것인지를 결정하도록 추가로 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    외부 RX 회로로부터 전력을 수신하고 상기 전력을 상기 전력 합성 회로에 제공하도록 구성된 적어도 하나의 전력 입력 접속을 포함하는, 무선 전력 수신 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 전력 합성 회로는 제1 전력 신호를 제1 전력 출력부를 통해 상기 제1 부하에, 그리고 제2 전력 신호를 제2 전력 출력부를 통해 제2 부하에 제공하도록 구성되는, 무선 전력 수신 장치.
  24. 방법으로서,
    복수의 무선 전력 수신기(RX) 회로들에 의해, 하나 이상의 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 단계 - 각각의 RX 회로는 하나 이상의 무선 전력 송신 장치들의 상이한 1차 코일로부터 상기 무선 전력을 수신하고 상기 무선 전력을 전력 합성 회로에 제공하기 위한 적어도 하나의 2차 코일을 포함함 -;
    상기 전력 합성 회로에 의해, 합성된 전력 신호를 형성하기 위하여 상기 복수의 RX 회로들에 의해 수신된 상기 무선 전력을 합성하는 단계; 및
    상기 합성된 전력 신호를 적어도 제1 부하에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일과의 상기 제1 RX 회로에서의 제1 2차 코일의 오정렬에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 RX 회로를 비활성화하도록 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 부하가 상기 합성된 전력 신호보다 더 적은 전력을 이용하고 있는 것이라는 결정에 기초하여, 상기 복수의 RX 회로들 중의 하나 이상을 비활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 복수의 RX 회로들의 각각에 의해 기부된 무선 전력의 양을 감소시키기 위한 결정에 기초하여 상기 복수의 RX 회로들 중의 하나 이상을 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 전력 합성 회로로부터의 제1 전력 신호를 제1 전력 출력부를 통해 상기 제1 부하에 제공하는 단계; 및
    상기 전력 합성 회로로부터의 제2 전력 신호를 제2 전력 출력부를 통해 제2 부하에 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  29. 제24항에 있어서,
    제1 RX 회로에 의해 상기 전력 합성 회로에 제공된 상기 무선 전력의 측정된 전압 및 측정된 전류를 결정하는 단계;
    측정된 전압 및 제1 드룹 구성에 기초하여 예상된 전류를 결정하는 단계 - 상기 제1 드룹 구성은 상이한 측정된 전압들에 기초하여 상이한 예상된 전류 레벨들을 표시함 -;
    상기 예상된 전류와 상기 측정된 전류 사이의 차이에 기초하여 전류 오차 값을 결정하는 단계; 및
    상기 전류 오차 값에 기초하여, 상기 제1 RX 회로로 하여금, 피드백 통신을 무선 전력 송신 장치로 통신하게 하는 단계 - 상기 피드백 통신은 상기 무선 전력 송신 장치로 하여금, 상기 무선 전력 송신 장치의 제1 1차 코일에 의해 상기 제1 RX 회로의 제1 2차 코일로 송신된 상기 무선 전력의 동작 포인트를 업데이팅하게 하도록 구성됨 - 를 더 포함하는, 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    무선 전력 송신 장치로부터 송신기 통신을 수신하는 단계;
    상기 제1 RX 회로가 상기 무선 전력 송신 장치의 상기 제1 1차 코일과 얼마나 양호하게 정렬되는지를 표시하는 정렬 메트릭을 결정하는 단계; 및
    상기 정렬 메트릭에 기초하여 상기 제1 드룹 구성과 제2 드룹 구성 사이에서 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020227019482A 2019-11-12 2020-11-10 부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송 KR20220092984A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201911045900 2019-11-12
IN201911045900 2019-11-12
PCT/US2020/059851 WO2021096866A1 (en) 2019-11-12 2020-11-10 Wireless power transfer with load sharing receivers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220092984A true KR20220092984A (ko) 2022-07-04

Family

ID=73740506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227019482A KR20220092984A (ko) 2019-11-12 2020-11-10 부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220385112A1 (ko)
EP (1) EP4059114A1 (ko)
JP (1) JP2023500400A (ko)
KR (1) KR20220092984A (ko)
CN (1) CN114930677A (ko)
WO (1) WO2021096866A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230283117A1 (en) * 2020-07-20 2023-09-07 General Electric Company Power controller in a wireless power reception apparatus
US20220376561A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Msc Engineering Services, Llc Receiver for wirelessly receiving energy and a method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011188733A (ja) * 2010-02-12 2011-09-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 移動体、無線給電システムおよび無線給電方法
US9118203B2 (en) * 2011-11-15 2015-08-25 Qualcomm Incorporated Systems and methods for induction charging with a closed magnetic loop
US20180257502A1 (en) * 2015-10-01 2018-09-13 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless charging system for unmanned aerial vehicle and method for operating same
IT201600130208A1 (it) * 2016-12-22 2018-06-22 Eggtronic Eng S R L Sistema per il trasferimento wireless di potenza elettrica

Also Published As

Publication number Publication date
EP4059114A1 (en) 2022-09-21
JP2023500400A (ja) 2023-01-05
CN114930677A (zh) 2022-08-19
US20220385112A1 (en) 2022-12-01
WO2021096866A1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220085662A1 (en) Wireless power transmission using multiple transmitters and receivers
US9472983B2 (en) Wireless power transmitter and method for controlling same
JP6185228B2 (ja) 受電制御回路、ワイヤレス受電装置の制御方法、電子機器
KR101775234B1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.
KR101764974B1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.
CN104067477A (zh) 无线电力控制***
CN110999030B (zh) 无线充电装置、接收器装置及其相关方法
KR20150106274A (ko) 무선전력 전송 장치를 구비한 무선전력전송 시스템
KR20220092984A (ko) 부하 공유 수신기들에 의한 무선 전력 전송
KR20160065172A (ko) 유도 에너지 전달 시스템의 전력 손실 감소
US20180226829A1 (en) Wireless power transmission system, and operation method therefor
US20230268775A1 (en) Wireless charging device and a method for detecting a receiver device
KR20220104016A (ko) 다수의 코일들 및 통신 채널들에 의한 집성된 무선 전력 전송
US20230283117A1 (en) Power controller in a wireless power reception apparatus
CN106160249A (zh) 无线电力接收装置以及包括无线电力接收装置的电子装置
KR20220008916A (ko) 다중 1차 코일 및 인접 코일 뮤팅 기능이 있는 무선 전력 전송 장치
KR20200014065A (ko) 무선 전력 수신 장치 및 그 제어 방법
KR20220058600A (ko) 다수의 제어기들 및 인접 코일 뮤팅을 갖는 무선 전력 송신 장치