KR20230173553A - 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치는, 코일, 복수의 스위치들을 포함하는 정류 회로, 충전 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 외부 전자 장치로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 충전 회로로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하고, 상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 정류 회로에 포함된 상기 복수의 스위치들이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고, 상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하도록 설정될 수 있다. 이외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.
Description
다양한 실시 예들은, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법에 관한 것이다.
무선 충전 기술이 발전하면서, 하나의 충전 장치에 다양한 전자 장치에 대해서 전력을 공급하여 충전하는 방법이 연구되고 있다. 이러한 무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어, 전자 장치를 별도의 충전 커넥터로 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다.
무선 충전 기술은 전자기 유도 방식, 공진(resonance)을 이용하는 공진 방식, 또는 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.
무선 충전에 의한 전력 전송 방법은 송신단의 제1 코일과 수신단의 제2 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도 또는 공진 되어 에너지를 만들어 낼 수 있다.
전자기 유도 방식을 이용한 무선 전력 전송 기술은 코일에 유기되는 전자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식으로서, 무선 전력 송신 장치는 송신 코일에 전류를 인가하여 전자기장을 발생시키고, 발생된 전자기장에 의해 무선 전력 수신 장치의 수신 코일에서 유도 기전력이 형성됨으로써, 무선으로 전력이 송신될 수 있다.
모바일 환경에서 무선 전력 송신 장치(또는 무선 전력 수신 장치)는, 작은 크기의 송신 코일(또는 수신 코일)로 인해 작은 인덕터 값을 가질 수 있고, 송신 코일과 수신 코일 사이의 커플링 계수가 작을 수 있다. 또한, 모바일 환경에서 무선 전력 송신 장치는, 낮은 주파수 대역을 이용하여 무선 전력 수신 장치로 전력을 전송할 있다. 이로 인해, 무선 전력 송신 장치에서 자화 전류로 인한 전력 손실이 발생될 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치에서 충전 회로에 인가되는 전류의 크기가 낮을 경우, 안정성과 효율을 위해 정류 전압을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 무선 전력 송신 장치에서 자화 전류로 인한 전력 손실이 증가될 수 있다.
다양한 실시 예들은, 무선 전력 송신 장치에서 자화 전류로 인한 전력 손실이 감소되고 전력 전송 효율이 증가되도록, 전자 장치에 포함된 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 상기 전자 장치의 정류 회로에 포함된 스위치들의 형태를 조정하는 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치는 코일, 복수의 스위치들을 포함하는 정류 회로, 충전 회로, 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 외부 전자 장치로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 충전 회로로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하고, 상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 정류 회로에 포함된 상기 복수의 스위치들이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고, 상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 포함된 코일을 통해 외부 전자 장치로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 전자 장치에 포함된 충전 회로로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하는 동작, 상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 정류 회로에 포함된 상기 복수의 스위치들이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작되도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작, 및 상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치는, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치를 사이의 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2b는 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3a와 도 3b는, 다양한 실시 예에 따른 풀 브릿지 형태로 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a부터 도 4d는, 다양한 실시 예에 따른 전압 더블러 형태로 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a는, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5b는, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6은, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 7은, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 온도에 기반하여 기준값을 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8a는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 인가되는 전류의 크기가 제1값일 때의 수신 코일에 도통되는 전류, 송신 코일에 도통되는 전류, 무선 전력 송신 장치의 자화 전류, 및 정류 전압에 대한 그래프들이다.
도 8b는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 제1값을 가지는 전류를 제공하기 위해서 필요한 전력의 크기를 도시한다.
도 9a는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 인가되는 전류의 크기가 제2값일 때의 수신 코일에 도통되는 전류, 송신 코일에 도통되는 전류, 무선 전력 송신 장치의 자화 전류, 및 정류 전압에 대한 그래프들이다.
도 9b는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 제2값을 가지는 전류를 제공하기 위해서 필요한 전력의 크기를 도시한다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2b는 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3a와 도 3b는, 다양한 실시 예에 따른 풀 브릿지 형태로 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a부터 도 4d는, 다양한 실시 예에 따른 전압 더블러 형태로 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a는, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5b는, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6은, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 7은, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 온도에 기반하여 기준값을 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8a는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 인가되는 전류의 크기가 제1값일 때의 수신 코일에 도통되는 전류, 송신 코일에 도통되는 전류, 무선 전력 송신 장치의 자화 전류, 및 정류 전압에 대한 그래프들이다.
도 8b는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 제1값을 가지는 전류를 제공하기 위해서 필요한 전력의 크기를 도시한다.
도 9a는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 인가되는 전류의 크기가 제2값일 때의 수신 코일에 도통되는 전류, 송신 코일에 도통되는 전류, 무선 전력 송신 장치의 자화 전류, 및 정류 전압에 대한 그래프들이다.
도 9b는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로에 제2값을 가지는 전류를 제공하기 위해서 필요한 전력의 크기를 도시한다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치(이하, 무선 전력 송신 장치) 및 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(이하, 무선 전력 수신 장치)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(103)에 무선으로 전력(106)을 송신할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)로부터 정보(107)를 제공받을 수 있다. 하나의 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력(106)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-직류 변환 회로(예를 들어, DC/DC 컨버터), 직류-교류 변환 회로(예를 들어, 인버터), 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 또는 통신 변조 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 형성할 수도 있다. 일 실시 예에서, 무선 전력 송신 장치(101)는, WPC(wireless power consortium)의 Qi 표준에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 무선 전력 송신 장치(101)가 전력(106)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(103)의 코일에서는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 주변에 생성된 자기장에 의하여 유도 기전력(또는, 전류, 전압, 및/또는 전력)이 생성될 수 있다. 코일을 통하여 유도 기전력이 발생되는 과정을, 무선 전력 수신 장치(103)가 전력(106)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다.
다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(103)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 FSK(frequency shift keying) 변조 방식에 따라 변조(modulation)를 수행할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(103)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 방식에 따라 변조를 수행함으로써, 정보(107)를 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(101)는, 송신 코일에 인가되는 전류 및/또는 전압의 진폭에 기반하여, 무선 전력 수신 장치(103)에서 제공하는 정보(107)를 확인할 수 있다. 도 1에서는, 무선 전력 수신 장치(103)가 정보(107)를 무선 전력 송신 장치(101)로 직접 송신하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 용이한 이해를 위한 것일 뿐, 무선 전력 수신 장치(103)는, 내부의 적어도 하나의 스위치의 온/오프만을 제어함을 당업자는 이해할 것이다. ASK 변조 방식 및/또는 FSK 변조 방식에 기반하여 변조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 송신하는 동작으로 이해될 수 있으며, ASK 복조 방식 및/또는 FSK 복조 방식에 기반하여 복조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터(또는, 패킷)를 수신하는 동작으로 이해될 수 있다.
본 문서에서, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 컨트롤러(예를 들어, MCU(micro controlling unit), FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로프로세서, 또는 AP(application processor))와 같은 컨트롤러가 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 컨트롤러가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(103)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션이 실행됨에 따라, 컨트롤러 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.
도 2a는 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2a를 참조하면, 다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신 장치(101)는 전력 소스(211), 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4)을 포함하는 인버터(218), 커패시터(212), 송신 코일(213), 자화 인덕터(manetizing inductor)(214), 컨트롤러(215), 또는 DC/DC 컨버터(217) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전력 소스(211)에 의하여 제공되는 전력은 DC/DC 컨버터(217)로 제공될 수 있다. 전력 소스(211)는, 외부 TA(travel adapter)와 연결되기 위한 인터페이스, 무선 전력 송신 장치(101)의 배터리(미도시), 차저(charger)(미도시), 또는 PMIC(power management integrated circuit) (미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 소스(211)는, 예를 들어 직류 전력을 DC/DC 컨버터(217)로 제공할 수 있으나, 제공하는 전력의 형태에는 제한이 없다. DC/DC 컨버터(217)는, 제공받은 전력의 전압을 변환하여 인버터(218)로 제공할 수 있다. DC/DC 컨버터(217)는, 입력받은 직류 전력의 전압을 변경하여, 변경된 전압(또는, 구동 전압(VDD))을 가지는 직류 전력을 인버터(218)로 제공할 수 있다. DC/DC 컨버터(217)는, 예를 들어 벅 컨버팅 및/또는 부스트 컨버팅을 수행할 수 있으며, 예를 들어 3-level 컨버터로 구현될 수 있으나 그 종류에는 제한이 없음을 당업자는 이해할 것이다.
다양한 실시예에 따른 인버터(218)는, DC/DC 컨버터(217)로부터 제공되는 구동 전압을 이용하여, 교류 전력을 출력할 수 있다. 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4)은, 예를 들어 풀 브릿지 회로를 구성할 수 있으나, 스위치의 개수 또는 브릿지 회로의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 풀 브릿지 회로가 구성되는 경우에는, 송신 코일(213)의 일단은 커패시터(212)를 통하여 스위치들(Q1, Q2) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있으며, 송신 코일(213)의 타단은 스위치들(Q3, Q4) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있다. 복수의 스위치들(Q1, Q2, Q3, Q4)은 온 상태, 또는 오프 상태로 제어될 수 있다. 예를 들어, 교류 전력을 생성하기 위하여, 컨트롤러는 제 1 기간 동안에는 제 1 스위치(Q1) 및 제 3 스위치(Q3)를 온 상태로 제어하면서 제 2 스위치(Q2) 및 제 4 스위치(Q4)는 오프 상태로 제어할 수 있으며, 제 2 기간 동안에는 제 1 스위치(Q1) 및 제 3 스위치(Q3)를 오프 상태로 제어하면서 제 2 스위치(Q2) 및 제 4 스위치(Q4)는 온 상태로 제어할 수 있으며, 상술한 제어 동작들을 반복하여 수행할 수 있다. 컨트롤러(215)는, 게이트 드라이버(216)를 제어하여, 상술한 교류 전력을 생성하기 위한 제어 신호(Q1_DRV,Q2_DRV,Q3_DRV,Q4_DRV)를 복수의 스위치들(Q1,Q2,Q3,Q4)로 제공할 수 있다. 예컨대, 게이트 드라이버(216)는, 컨트롤러(215)의 제어에 따라, 제어 신호(Q1_DRV,Q2_DRV,Q3_DRV,Q4_DRV)를 복수의 스위치들(Q1,Q2,Q3,Q4)로 제공할 수 있다. 여기에서, 제어 신호를 출력하는 것뿐만 아니라 제어 신호의 출력을 삼가하는 것 또한 컨트롤러(215)의 제어로 명명할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(215)가 제 1 주파수를 가지는 교류 전력의 생성을 위한 제 1 제어 신호를 인버터(217)로 출력하는 것은, 컨트롤러(215)가 제 1 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q1, Q3)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호(Q1_DRV, Q3_DRV)를 출력하고, 이후 제 1 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q2,Q4)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호 제어 신호(Q2_DRV, Q4_DRV)를 출력하고, 상술한 출력 동작들을 반복하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 컨트롤러(215)가 제 2 주파수를 가지는 교류 전력의 생성을 위한 제 2 제어 신호를 인버터(217)로 출력하는 것은, 컨트롤러(215)가 제 2 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q1, Q3)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호 제어 신호(Q1_DRV, Q3_DRV)를 출력하고, 이후 제 2 주파수에 대응하는 기간 동안 스위치들(Q2, Q4)을 온 상태로 제어하기 위한 제어 신호 제어 신호(Q2_DRV, Q4_DRV)를 출력하고, 상술한 출력 동작들을 반복하는 것을 의미할 수 있으며, 이 경우 제 2 주파수에 대응하는 기간은 제 1 주파수에 대응하는 기간과 상이할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 인버터(218)에 의하여 생성된 교류 전력이 송신 코일(213)에 인가될 수 있다. 커패시터(212)는, 송신 코일(213) 및 자화 인덕터(214)와 공진 회로(219)를 형성할 수 있다. 송신 코일(213)은 인가되는 교류 전력에 기초하여 자기장을 형성할 수 있다. 송신 코일(213)에 의하여 형성되는 자기장(또는, 자기 플럭스)의 일부는 무선 전력 수신 장치(103)의 수신 코일(221)의 단면을 지날 수 있다. 수신 코일(221)의 단면을 지나는 자기장이 시간에 따라 변화함에 따라, 수신 코일(221)에는 유도 기전력(예를 들어, 전류, 전압, 또는 전력)이 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 인버터(218)에 의하여 생성된 교류 전력이 자화 인덕터(214)에 인가될 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치(101)의 송신 코일(213) 인근에 무선 전력 수신 장치(103)의 수신 코일(221)이 배치됨에 따라, 무선 전력 송신 장치(101)의 송신 코일(213)의 인덕턴스가 변화될 수 있다. 예컨대, 송신 코일(213)에 등가적으로 병렬로 연결되는 인덕터를 고려할 수 있고, 이를 자화 인덕터(214)로 지칭 할 수 있다. 예컨대, 자화 인덕터(214)는, 실제 회로에 구비되는 인덕터가 아닌 송신 코일(213)의 인덕턴스 변화에 대응하는 인덕턴스 값을 가지는 가상의 인덕터를 의미할 수 있다. 자화 인덕터(214)는, 무선 전력 송신 장치(101)와 무선 전력 수신 장치(103) 사이의 커플링 계수에 의해 등가적으로 모델링될 수 있다. 예컨대, 자화 인덕터(214)의 인덕턴스(또는 인덕턴스 값)는 송신 코일(213)과 수신 코일(221) 사이의 커플링 계수(coupling ratio)에 의해 결정될 수 있다. 자화 전류(magnetizing current)는 송신 코일(213)에 인가되는 전압이 자화 인덕터(214)에 걸려서 생성될 수 있다. 이때, 자화 전류는 수신 코일(221)로 전송되는 전류가 아니고, 무선 전력 송신 장치(101)에서 순환하여 전력 손실 또는 컨덕션 손실(conduction loss)을 야기시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따라서, 모바일 환경에서 무선 전력 송신 장치(101)(또는 무선 전력 수신 장치(103))는, 작은 크기의 송신 코일(213)(또는 수신 코일(221))로 인해 작은 인덕터 값을 가질 수 있고, 송신 코일(213)과 수신 코일(221) 사이의 커플링 계수가 작을 수 있다. 또한, 모바일 환경에서 무선 전력 송신 장치(101)는, 낮은 주파수 대역을 이용하여 전력을 전송할 있다. 이로 인해, 무선 전력 수신 장치(103)에 제공되는 전류의 크기와 관계없이, 무선 전력 송신 장치(101)에서 자화 전류로 인한 전력 손실이 거의 고정적으로 발생될 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)에서 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기가 낮을 경우, 안정성과 효율을 위해 정류 전압(VRECT)을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 무선 전력 송신 장치(101)에서 자화 전류로 인한 전력 손실이 증가될 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따른 무선 전력 수신 장치(103)는, 자화 전류로 인한 전력 손실을 감소시키는 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 컨트롤러(215)는, 송신 코일(213)을 통해 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다. 컨트롤러(215)는, 예를 들어 송신 코일(213)을 통해 수신된 신호에 대하여 ADC(analog-to-digial converting)을 수행할 수 있다. 컨트롤러(215)는, ADC 결과로 획득된 디지털 값을 디코딩할 수 있으며, 디코딩 결과에 따라 무선 전력 수신 장치(103)가 제공하는 정보를 확인할 수 있다. 디코딩 방식은, 예를 들어 Qi 표준에 의할 수 있으나, 제한은 없음을 당업자는 이해할 것이다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 수신 장치(103)는 수신 코일(221), 커패시터(222), 커패시터(223), 정류 회로(255), 컨트롤러(250), 게이트 드라이버(257), 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4), 커패시터(241), 레귤레이터(242), 또는 충전 회로(244) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 수신 코일(221), 커패시터(222), 및 커패시터(223)는 공진 회로(224)에 포함될 수 있다. 커패시터(222)의 일단은 수신 코일(221)에 연결되고, 커패시터(222)의 타단은 커패시터(223)의 일단 및 정류 회로(255)의 일단에 연결될 수 있다. 커패시터(223)의 일단은 커패시터(222)의 타단에 연결되고, 커패시터(223)의 타단은 수신 코일(221)의 타단에 연결될 수 있다. 달리 말하면, 커패시터(223)는 수신 코일(221) 및 커패시터(222)가 직렬로 연결되어 형성되는 회로에 병렬로 연결될 수 있다. 커패시터(223)의 타단은 정류 회로(255)의 타단에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(255)는 풀 브릿지 회로 또는 전압 더블러 회로에 포함될 수 있는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)를 포함할 수 있다. 공진 회로(224)의 일단은 스위치들(S1, S2) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있으며, 공진 회로의 타단은 스위치들(S3, S4) 사이의 연결 지점에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1스위치(S1)의 일단과 제4스위치(S4)의 일단은 레귤레이터(242)에 연결되고, 제2스위치(S2)의 일 단과 제3스위치(S3)의 일 단은 제1스위치(S1)의 타 단과 제4스위치(S4)의 타 단에 각각 연결될 수 있다. 제2스위치(S2)의 타 단과 제3스위치(S3)의 타 단은 접지에 연결될 수 있다. 제1스위치(S1)의 타 단과 제2스위치(S2)의 일 단은 수신 코일(221)의 일단에 연결될 수 있고, 제3스위치(S3)의 일 단과 제4스위치(S4)의 타 단은 수신 코일(221)의 타단에 연결될 수 있다. 정류 회로(255)는 수신 코일(221)을 통하여 수신된 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 컨트롤러(250)는 교류 전력이 직류 전력으로 변환될 수 있도록 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 제어 회로(250)는 수신 코일(221)로부터 수신된 전력 신호를 정류하여 레귤레이터(242)로 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(250)는, 게이트 드라이버(257)를 제어하여, 상술한 교류 전력을 생성하기 위한 제어 신호(S1_DRV, S2_DRV, S3_DRV, S4_DRV)를 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)로 제공할 수 있다. 예컨대, 게이트 드라이버(257)는, 제어 회로(250)의 제어에 따라, 제어 신호(S1_DRV, S2_DRV, S3_DRV, S4_DRV)를 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)로 제공할 수 있다. 여기에서, 제어 신호를 출력하는 것뿐만 아니라 제어 신호의 출력을 삼가하는 것 또한 제어 회로(250)의 제어로 명명할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4)은, 스위치 회로로 구현될 수 있다. 예컨대, 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4) 각각은 제어 회로(255)의 제어에 따라 온/오프될 수 있고, 이에 따라 특정 기능을 수행할 수 있는 스위치 회로(예컨대, 풀 브릿지 회로 또는 전압 더블러)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4)은, MOSFET(metal oxide semiconductor field effect)으로 구현될 수 있다. 한편, 도 2에서 도시된 스위치들의 개수나 종류는 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 정류 회로(255)에는 커패시터(241) 및 레귤레이터(242)가 연결될 수 있다. 커패시터(241)의 일단은 접지될 수 있다. 레귤레이터(242)는 정류 회로(255)로부터 출력되는 정류된 전력의 전압의 컨버팅(예를 들어, 벅 컨버팅 및/또는 부스트 컨버팅) 및/또는 레귤레이팅을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 충전 회로(또는 차저)(244)는 레귤레이터(242)에 의하여 컨버팅 및/또는 레귤레이팅된 전력을 이용하여 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 충전 회로(244)는 배터리의 충전 모드(예를 들어, CC(constant current) 모드, CV(constant voltage) 모드, 또는 급속 충전 모드)에 따라서 배터리를 충전하기 위한 전압 및/또는 전류를 제어할 수 있다. 구현에 따라, 충전 회로(244)를 대체하여 PMIC(미도시)가 레귤레이터(242)에 연결될 수도 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제어 회로(250)는, 충천 회로(244)에 제공되는 전류(IO)의 크기를 확인할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(250)는, 레귤레이터(242)로부터 충전 회로(244)로 인가되는 전류(IO)의 크기를 확인 또는 모니터링할 수 있다. 또는, 제어 회로(250)는, 충전 회로(244)로부터 충전 회로(244)에 인가되는 전류(IO)의 크기에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 전류(IO)의 크기를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 제어 회로(250)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류(IO)의 크기에 기반하여, 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)의 형태를 조정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(250)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류(IO)의 크기와 적어도 하나의 기준값(IREF)에 기반하여, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)의 형태를 풀 브릿지 형태 및 전압 더블러 형태 중 어느 하나 형태를 가지는 회로로 구성할 수 있다. 이때, 제어 회로(250)는, 지정된 적어도 하나의 기준값(IREF)과 전류(IO)의 크기를 비교하고, 비교 결과에 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)의 형태를 조정할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 기준값은, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 풀 브릿지 회로 또는 전압 더블러 회로 중 어느 하나의 회로로 조정하기 위한 기준이 되는 값을 의미할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 기준값은 제어 회로(250) 또는 사용자에 의해 지정될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 기준값은 무선 전력 수신 장치(103)의 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
도 2b는 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2b를 참조하면, 제어 회로(250)는, 비교기(252) 및 멀티플렉서(254)를 포함할 수 있다. 예컨대, 비교기(252) 및 멀티플렉서(254) 중 적어도 하나는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 비교기(252)는, 적어도 하나의 기준값(IREF)과 전류(IO)의 크기를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 결과값을 멀티플렉서(254)로 출력할 수 있다. 멀티플렉서(254)는, 결과값에 기반하여 전압 더블러 또는 풀 브릿지 중 어느 하나를 나타내는 신호를 게이트 드라이버(257)로 출력할 수 있다. 예컨대, 멀티플렉서(254)는, 결과값에 기반하여 전압 더블러를 나타내는 "0" 신호를 출력할 수 있다. 또는, 멀티플렉서(254)는, 결과값에 기반하여 풀 브릿지를 나타내는 "1" 신호를 출력할 수 있다. 게이트 드라이버(257)는, 멀티플렉서(254)로부터 출력된 신호에 기반하여 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)를 제어하는 신호들(S1_DRV, S2_DRV, S3_DRV, S4_DRV)을 출력할 수 있다.
도 3a와 도 3b는, 다양한 실시 예에 따른 풀 브릿지 형태로 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a부터 도 3b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 제어 회로(250)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기에 기반하여, 게이트 드라이버(257)를 통해 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 풀 브릿지 형태로 조정할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 제어 회로(250)는 게이트 드라이버(257) 없이 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 풀 브릿지 형태로 조정할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따라, 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)은, 풀 브릿지(full bridge) 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 3a와 같이, 제어 회로(250)는 제1기간 동안 제1스위치(S1)와 제3스위치(S3))를 닫힘 상태로 설정하고 제2스위치(S2)와 제4스위치(S4)를 개방 상태로 설정할 수 있다. 도 3b와 같이, 제어 회로(250)는, 제1기간 이후의 제2기간 동안 제1스위치(S1)와 제3스위치(S3)를 개방 상태로 설정하고 제2스위치(S2)와 제4스위치(S4)를 닫힘 상태로 설정할 수 있다. 제어 회로(250)는, 배터리 충전하는 동안, 상기 설정을 계속 반복함으로써 수신 코일(221)로부터 수신되는 전력 신호를 정류하여 레귤레이터(242)로 공급할 수 있다. 이때, 정류 전압(VRECT)는 코일 전압(VC)과 동일한 전압값을 가질 수 있다. 예컨대, 코일 전압(VC)은 시간에 따라 가변될 수 있다. 예컨대, 코일 전압(VC)은 시간에 따라 가변되는 코일 전압을 VC(t)로 기술될 수 있다. 정류 전압(VREC)의 최대값은 대략적으로 코일 전압(VC, VC(t))의 최대값(또는 Max값)이 될 수 있다.
도 4a부터 도 4d는, 다양한 실시 예에 따른 전압 더블러 형태로 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a부터 도 4d를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 제어 회로(250)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기에 기반하여, 게이트 드라이버(257)를 통해 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 전압 더블러(voltage doubler) 형태로 조정할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 제어 회로(250)는 게이트 드라이버(257) 없이 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 전압 더블러(voltage doubler) 형태로 조정할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따라, 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)은, 전압 더블러(voltage doubler) 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 4a부터 도 4c와 같이, 제어 회로(250)는 제3스위치(S3)을 닫힘 상태로 설정하고, 제4스위치(S4)를 개방 상태로 설정할 수 있다. 예컨대, 전압 더블러 회로로 구현되는 경우, 제어 회로(250)는, 제3스위치(S3)를 닫힘 상태로 유지하고, 제4스위치(S4)를 개방 상태로 유지시킬 수 있다. 도 4a와 같이, 제어 회로(250)는, 제3스위치(S3)를 닫힘 상태로 유지하고 제4스위치(S4)를 개방 상태로 유지하면서, 제1기간 동안 제1스위치(S1)을 닫힘 상태로 설정하고 제2스위치(S2)를 개방 상태로 설정할 수 있다. 도 4b와 같이, 제어 회로(250)는, 제3스위치(S3)를 닫힘 상태로 유지하고 제4스위치(S4)를 개방 상태로 유지하면서, 제1기간 이후의 제2기간 동안 제1스위치(S1)를 개방 상태로 설정하고 제2스위치(S2)를 닫힘 상태로 설정할 수 있다. 도 4c와 같이, 제어 회로(250)는, 제3스위치(S3)를 닫힘 상태로 유지하고 제4스위치(S4)를 개방 상태로 유지하면서, 제2기간 이후의 제3기간 동안 제1스위치(S1)를 개방 상태로 설정하고 제2스위치(S2)를 개방 상태로 설정할 수 있다. 제어 회로(250)는, 배터리 충전하는 동안, 상기 설정을 계속 반복함으로써 수신 코일(221)로부터 수신되는 전력 신호를 정류하여 레귤레이터(242)로 공급할 수 있다. 이때, 정류 전압(VRECT)는 코일 전압(VC)의 2배일 수 있다. 또한, 코일 전압(VC)이 감소되기 때문에, 입출력 전력 관계에 따라 수신 코일(221)에 도통되는 코일 전류는 레귤레이터(242)로 제공되는 정류 전류의 2배일 수 있다. 코일 전압(VC)이 감소함에 따라 무선 전력 송신 장치(101)의 자화 전류의 크기는 감소할 수 있다. 또한, 코일 전압(VC)이 감소함에 따라 무선 전력 수신 장치(101)의 수신 코일(221)에 도통되는 코일 전류의 크기는 증가될 수 있다. 예컨대, 코일 전압(VC)은 시간에 따라 가변될 수 있다. 예컨대, 코일 전압(VC)은 시간에 따라 가변되는 코일 전압을 VC(t)로 기술될 수 있다. 정류 전압(VREC)의 최대값은 대략적으로 코일 전압(VC, VC(t)) 의 최대값(또는 Max값)* 2가 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도 4d 와 같이, 제어 회로(250)는 제1스위치(S1)을 개방 상태로 설정하고, 제2스위치(S2)를 닫힘 상태로 설정할 수 있다. 예컨대, 전압 더블러 회로로 구현되는 경우, 제어 회로(250)는, 제1스위치(S1)를 개방 상태로 유지하고, 제2스위치(S2)를 닫힘 상태로 유지시킬 수 있다. 이때, 도 4a부터 도 4c에 설명된 것과 유사하게, 제어 회로(250)는, 제1기간, 제2기간, 및 제3기간에서, 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4) 각각을 닫힘 또는 개방 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)은, 전압 더블러(voltage doubler) 회로로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전압 더블러 회로는, 도 4a 내지 도 4c와 같이 제3스위치(S3)을 닫힘 상태로 제4스위치(S4)를 개방 상태로 유지시킨 상태 또는 도 4d와 같이 제1스위치(S1)을 개방 상태로 제2스위치(S2)를 닫힘 상태로 유지시킨 상태에서 구현될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도 4a 내지 도 4c와 달리, 제어 회로(250)는 제3스위치(S3)을 개방 상태로 제4스위치(S4)를 닫힘 상태로 유지하여 전압 더블러 회로를 구현할 수도 있다. 예컨대, 전압 더블러 회로로 구현되는 경우, 제어 회로(250)는, 제3스위치(S3)를 개방 상태로 제4스위치(S4)를 닫힘 상태로 유지시킨 상태에서, 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 교번적으로 개방 및/또는 닫힘 상태로 제어할 수 있다. 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2)를 교번적으로 개방 및/또는 닫힘 상태로 제어하는 동작은, 도 4a 내지 도 4c와 유사하게 수행될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도 4d와 달리, 제어 회로(250)는 제1스위치(S1)을 닫힘 상태로 제2스위치(S2)를 개방 상태로 유지하여 전압 더블러 회로를 구현할 수도 있다. 예컨대, 전압 더블러 회로로 구현되는 경우, 제어 회로(250)는, 제1스위치(S1)를 닫힘 상태로 제2스위치(S2)를 개방 상태로 유지시킨 상태에서, 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4)를 교번적으로 개방 및/또는 닫힘 상태로 제어할 수 있다. 제3스위치(S3)와 제4스위치(S4)를 교번적으로 개방 및/또는 닫힘 상태로 제어하는 동작은, 도 4a 내지 도 4c와 유사하게 수행될 수 있다.
이하에서 설명하는 무선 전력 수신 장치(103)의 동작들의 적어도 일부는 제어 회로(250)에 의해 수행될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치(103)가 해당 동작들을 수행하는 것으로 서술될 것이다.
도 5a는, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5a를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 동작 501에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 전력을 수신할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신된 전력을 정류 회로(255)를 통해 정류하여 전력 수신 장치(103)에 포함된 배터리를 충전시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 503에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기를 확인할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 실시간 또는 주기적으로 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 505에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전류의 크기가 제1기준값보다 작은지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 제1기준값은, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 포함하는 스위치 회로를 전압 더블러 형태로 변경할지 여부를 결정하는 기준값일 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제1기준값보다 작은 것으로 확인되면(동작 505의 예), 동작 507에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로를 전압 더블러 회로로 동작하도록 정류 회로를 제어할 수 있다. 동작 513에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전압 더블러 회로의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제1기준값보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 505의 아니오), 동작 511에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전류의 크기가 제2기준값보다 큰지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 제2기준값은, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 포함하는 스위치 회로를 풀 브릿지 회로로 변경할지 여부를 결정하는 기준값일 수 있다. 예컨대, 제2기준값은, 제1기준값보다 클 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제2기준값보다 큰 것으로 확인되면(동작 509의 예), 동작 511에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로를 풀 브릿지 회로로 동작하도록 정류 회로를 제어할 수 있다. 동작 513에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 풀 브릿지 회로의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제2기준값보다 크지 않은 것으로 확인되면(동작 509의 아니오), 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기를 확인할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로의 동작을 변경하지 않을 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)은, 기존 스위치 회로의 동작(예컨대, 풀 브릿지 회로 또는 전압 더블러 회로)을 유지하면서 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다. 예컨대, 기존의 스위치 회로의 형태가 풀 브릿지 회로인 경우, 무선 전력 수신 장치(103)는, 정류 회로(255)를 풀 브릿지 회로로 유지할 수 있다.
상술한 방법을 통해, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 제공되는 전류의 크기에 기반하여, 스위치 회로를 전압 더블러 회로 또는 풀 브릿지 회로로 조정하여 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송수신으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
도 5b는, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 동작 551에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 풀 브릿지 회로의 스위치 회로(또는 풀 브릿지 회로로 동작하는 스위치 회로)를 이용하여 무선 전력 송신 장치(101)로부터 전력을 수신할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 포함하는 스위치 회로가 풀 브릿지 회로로 동작하는 상태에서, 충전 회로(244)로 전력을 제공할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 553에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)로 인가되는 전류의 크기를 확인할 수 있다. 동작 555에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전류의 크기가 제1기준값보다 작은지 여부를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제1기준값보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 555의 아니오), 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로의 동작을 조정하지 않을 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)은, 스위치 회로의 동작을 풀 브릿지 회로로 계속 유지하면서 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제1기준값보다 작은 것으로 확인되면(동작 555의 예), 동작 557에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로를 전압 더블러 회로로 동작시킬 수 있다. 동작 559에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전압 더블러 회로의 스위치 회로(또는 전압 더블러 회로로 동작하는 스위치 회로)를 이용하여 무선 전력 송신 장치(101)로부터 전력을 수신할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)은, 전압 더블러 회로의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 561에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)로 제공되는 전류의 크기를 확인할 수 있다. 동작 563에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전류의 크기가 제2기준값보다 큰지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 제2기준값은 제1기준값보다 클 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제2기준값보다 크지 않은 것으로 확인되면(동작 563의 아니오), 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로의 동작을 조정하지 않을 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)은, 스위치 회로의 동작을 전압 더블러 회로로 계속 유지하면서 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 제2기준값보다 큰 것으로 확인되면(동작 563의 예), 동작 565에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로를 풀 브릿지 회로로 동작시킬 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)은, 풀 브릿지 회로의 스위치 회로(또는 풀 브릿지 회로로 동작하는 스위치 회로)를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
도 5a와 도 5b에서 설명한 것과 같이, 무선 전력 수신 장치(103)는, 적어도 하나의 기준값을 이용하여 효율적인 스위치 회로의 형태(예컨대, 풀 브릿지 회로 또는 전압 더블러 회로)를 결정할 수 있다. 다만, 기준값의 개수는 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 실시 예들은 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 6은, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 충전 회로에 인가되는 전류의 크기에 기반하여 스위치 회로의 형태를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 동작 601에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 전력을 수신할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송신 장치(101)로부터 수신된 전력을 정류 회로(255)를 통해 정류하여 전력 수신 장치(103)에 포함된 배터리를 충전시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 603에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기를 확인할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(103)는, 실시간 또는 주기적으로 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 605에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전류의 크기가 기준값보다 작은지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 기준값은, 복수의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 포함하는 스위치 회로를 전압 더블러 회로로 동작시킬지 또는 풀 브릿지 회로로 동작시킬지 여부를 결정하는 기준값일 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 기준값보다 작은 것으로 확인되면(동작 605의 예), 동작 607에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로를 전압 더블러 회로로 동작시킬 수 있다. 동작 611에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 전압 더블러 회로의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전류의 크기가 기준값보다 작지 않은 것으로 확인되면(동작 605의 아니오), 동작 609에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 스위치 회로를 풀 브릿지 회로로 동작시킬 수 있다. 동작 611에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 풀 브릿지 회로의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다.
상술한 방법을 통해, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 제공되는 전류의 크기에 기반하여, 스위치 회로를 전압 더블러 회로 또는 풀 브릿지 회로로 조정하여 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치(103)는, 무선 전력 송수신으로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
도 7은, 다양한 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치가 온도에 기반하여 기준값을 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 동작 701에서, 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(이하, 무선 전력 수신 장치(103))는, 무선 전력 수신 장치(103)의 적어도 하나의 지점의 온도를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 703에서, 무선 전력 수신 장치(103)는, 확인된 온도에 기초하여 전류의 크기와 관련된 적어도 하나의 기준값(예컨대, 도 5a 및 도 5b의 제1기준값 및/또는 제2기준값, 도 6의 기준값)을 조정할 수 있다. 예컨대, 온도 변화에 따라 충전 회로(244)에 제공되는 전력의 크기가 변할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 확인된 온도에 기초하여 적어도 하나의 기준값(예컨대, 도 5a 및 도 5b의 제1기준값 및/또는 제2기준값, 도 6의 기준값)을 조정하여, 스위치 회로의 형태가 변경되는 지점을 최적화할 수 있다.
도 8a는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기가 제1값(예컨대, 300mA)일 때의 수신 코일에 도통되는 전류, 송신 코일에 도통되는 전류, 무선 전력 송신 장치(101)의 자화 전류, 및 정류 전압(VRECT)에 대한 그래프들이다. 도 8b는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로(244)에 제1값을 가지는 전류를 제공하기 위해서 필요한 전력의 크기를 도시한다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)는, 특정 시점(예컨대, 5ms)에 스위치 회로를 풀 브릿지 형태에서 전압 더블러 형태로 변경할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 풀 브릿지 회로에서 전압 더블러 회로로 변경되면, 코일 전압(VC)이 정류 전압(VRECT)의 1/2배로 감소할 수 있다. 이로 인해, 자화 전류의 크기는 감소될 수 있다. 다만, 코일 전압(VC)이 감소함에 따라 수신 코일(221)에 도통되는 전류의 크기가 증가할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신 장치(101)의 송신 코일(213)에 도통되는 전류의 크기도 증가될 수 있다. 이때, 수신 코일(221)과 송신 코일(213)에 도통되는 전류의 증가로 인해, 전력 전송 효율은 감소할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 형태가 풀 브릿지 회로인 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 충전 회로(244)에 제1값을 가지는 전류를 제공하기 위해, 제1전력(예컨대, 2.0)을 인가할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 형태가 전압 더블러 회로인 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 충전 회로(244)에 제1값을 가지는 전류를 제공하기 위해, 제2전력(예컨대, 2.1)을 인가할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치(101)가 무선 전력 수신 장치(103)의 충전 회로(244)에 제1값을 가지는 전류를 제공할 때, 풀 브릿지 회로에서 더 적은 전력이 요구될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 제공되는 전류의 크기가 제1값을 가질 때, 스위치 회로를 풀 브릿지 형태로 조정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)은, 풀 브릿지 형태의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 제공되는 전류의 크기가 기준값(또는 제2기준값)보다 높을 때, 스위치 회로를 풀 브릿지 형태로 조정하여 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
도 9a는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로(244)에 인가되는 전류의 크기가 제2값(예: 100mA)(예컨대, 제2값은, 제1값보다 작을 수 있다)일 때의 수신 코일(221)에 도통되는 전류, 송신 코일(213)에 도통되는 전류, 무선 전력 송신 장치(101)의 자화 전류, 및 정류 전압(VRECT)에 대한 그래프들이다. 도 9b는, 다양한 실시 예에 따라 충전 회로(244)에 제2값을 가지는 전류를 제공하기 위해서 필요한 전력의 크기를 도시한다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)는, 특정 시점(예컨대, 5ms)에 스위치 회로를 풀 브릿지 형태에서 전압 더블러 형태로 변경할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 풀 브릿지 회로에서 전압 더블러 회로로 변경되면, 코일 전압(VC)이 정류 전압(VRECT)의 1/2배로 감소할 수 있다. 이로 인해, 코일 전압(VC)이 감소함에 따라 수신 코일(221)에 도통되는 전류의 크기가 증가할 수 있다. 또한, 자화 전류의 크기는 감소될 수 있다. 다만, 수신 코일(221)에 도통되는 전류의 증가량보다 자화 전류의 감소량이 더 커지게 되어, 무선 전력 송신 장치(101)의 송신 코일(213)에 도통되는 전류의 크기는 감소될 수 있다. 이때, 자화 전류의 감소와 송신 코일(213)에 도통되는 전류의 감소로 인해, 전력 전송 효율은 증가할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 형태가 풀 브릿지 회로인 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 충전 회로(244)에 제2값을 가지는 전류를 제공하기 위해, 제1전력(예컨대, 0.9)을 인가할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)의 정류 회로(255)의 형태가 전압 더블러 회로인 경우, 무선 전력 송신 장치(101)는, 충전 회로(244)에 제2값을 가지는 전류를 제공하기 위해, 제2전력(예컨대, 0.6)을 인가할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치(101)가 무선 전력 수신 장치(103)의 충전 회로(244)에 제2값을 가지는 전류를 제공할 때, 전압 더블러 회로에서 더 적은 전력이 요구될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 제공되는 전류의 크기가 제2값을 가질 때, 스위치 회로를 전압 더블러 형태로 조정할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(103)은, 전압 더블러 형태의 스위치 회로를 이용하여 충전 회로(244)로 전력을 공급할 수 있다. 이를 통해, 무선 전력 수신 장치(103)는, 충전 회로(244)에 제공되는 전류의 크기가 기준값(또는 제1기준값)보다 낮을 때, 스위치 회로를 전압 더블러 형태로 조정하여 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
상술한 무선 전력 송신 장치(101) 및 무선 전력 수신 장치(103)는, 하기의 전자 장치(1001, 1002, 1004)와 동일 내지 유사하게 구현될 수 있다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1001)의 블록도이다. 도 10을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1001)는 제 1 네트워크(1098)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1002)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1004) 또는 서버(1008) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 서버(1008)를 통하여 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 프로세서(1020), 메모리(1030), 입력 모듈(1050), 음향 출력 모듈(1055), 디스플레이 모듈(1060), 오디오 모듈(1070), 센서 모듈(1076), 인터페이스(1077), 연결 단자(1078), 햅틱 모듈(1079), 카메라 모듈(1080), 전력 관리 모듈(1088), 배터리(1089), 통신 모듈(1090), 가입자 식별 모듈(1096), 또는 안테나 모듈(1097)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1001)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1078))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1076), 카메라 모듈(1080), 또는 안테나 모듈(1097))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1060))로 통합될 수 있다.
프로세서(1020)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1040))를 실행하여 프로세서(1020)에 연결된 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1020)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1076) 또는 통신 모듈(1090))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1032)에 저장하고, 휘발성 메모리(1032)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1034)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1020)는 메인 프로세서(1021)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1023)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1001)가 메인 프로세서(1021) 및 보조 프로세서(1023)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1023)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1021)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1021)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)와 함께, 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1060), 센서 모듈(1076), 또는 통신 모듈(1090))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1080) 또는 통신 모듈(1090))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(1001) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1008))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(1030)는, 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1020) 또는 센서 모듈(1076))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1040)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1030)는, 휘발성 메모리(1032) 또는 비휘발성 메모리(1034)를 포함할 수 있다.
프로그램(1040)은 메모리(1030)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1042), 미들 웨어(1044) 또는 어플리케이션(1046)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1050)은, 전자 장치(1001)의 구성요소(예: 프로세서(1020))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1050)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1055)은 음향 신호를 전자 장치(1001)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1055)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1060)은 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1060)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1060)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1070)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1070)은, 입력 모듈(1050)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1055), 또는 전자 장치(1001)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1076)은 전자 장치(1001)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1076)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1077)는 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1077)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1078)는, 그를 통해서 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1078)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1079)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1079)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1080)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1080)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1088)은 전자 장치(1001)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1088)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1089)는 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1089)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1090)은 전자 장치(1001)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002), 전자 장치(1004), 또는 서버(1008)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1090)은 프로세서(1020)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1090)은 무선 통신 모듈(1092)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1094)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1098)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 가입자 식별 모듈(1096)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1092)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 전자 장치(1001), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1004)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1099))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1092)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1097)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1090)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1090)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1097)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1099)에 연결된 서버(1008)를 통해서 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(1004)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1002, 또는 1004) 각각은 전자 장치(1001)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1002, 1004, 또는 1008) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1001)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(1001)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1004)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1008)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1004) 또는 서버(1008)는 제 2 네트워크(1099) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1001)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)는, 코일(221), 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4)을 포함하는 정류 회로(255), 충전 회로(244), 및 제어 회로(250)를 포함하고, 상기 제어 회로는, 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 충전 회로로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하고, 상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 정류 회로에 포함된 상기 복수의 스위치들이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고, 상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1전류의 크기가 제1기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고, 상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 큰 제2기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 작지 않고, 상기 제2기준값보다 크지 않으면, 상기 복수의 스위치들의 동작을 유지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 제1기준값 또는 상기 제2기준값 중 적어도 하나를 조정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 제1전류의 크기가 기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고, 상기 제1전류의 크기가 상기 기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 기준값을 조정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로는, 상기 코일의 일단에 연결된 제1스위치 및 제2스위치, 상기 코일의 타단에 연결된 제3스위치 및 제4스위치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 상기 전압 더블러 회로가 되도록, 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하고 상기 제4스위치를 단락 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 제어 회로는, 제1기간 동안 상기 제1스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제2기간 이후 제3기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 풀 브릿지 회로가 되도록, 제1기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치(103)의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 포함된 코일(221)을 통해 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 전자 장치에 포함된 충전 회로(244)로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하는 동작, 상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4)이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작, 및 상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로를 제어하는 동작은, 상기 제1전류의 크기가 제1기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작 및 상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 큰 제2기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로를 제어하는 동작은, 상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 작지 않고, 상기 제2기준값보다 크지 않으면, 상기 복수의 스위치들의 동작을 유지하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 제1기준값 또는 상기 제2기준값 중 적어도 하나를 조정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로를 제어하는 동작은, 상기 제1전류의 크기가 기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작 및 상기 제1전류의 크기가 상기 기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 기준값을 조정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로는, 상기 코일의 일단에 연결된 제1스위치 및 제2스위치, 상기 전력 수신 코일의 타단에 연결된 제3스위치 및 제4스위치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로를 제어하는 동작은, 상기 전압 더블러 회로가 되도록, 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하고 상기 제4스위치를 단락 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로를 제어하는 동작은, 제1기간 동안 상기 제1스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제2기간 이후 제3기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 정류 회로를 제어하는 동작은, 상기 풀 브릿지 회로가 되도록, 제1기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 비일시적인 기록매체(130)는, 전자 장치(103)에 포함된 코일(221)을 통해 외부 전자 장치(101)로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 전자 장치에 포함된 충전 회로(244)로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하는 동작, 상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 정류 회로(255)에 포함된 복수의 스위치들(S1,S2,S3,S4)이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작, 및 상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하는 동작을 실행할 수 있는 인스트럭션을 저장할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1001)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1036) 또는 외장 메모리(1038))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1040))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1001))의 프로세서(예: 프로세서(1020))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
101: 무선 전력 송신 장치
103: 무선 전력 수신 장치
221: 수신 코일(또는 코일)
250: 제어 회로
255: 정류 회로
103: 무선 전력 수신 장치
221: 수신 코일(또는 코일)
250: 제어 회로
255: 정류 회로
Claims (20)
- 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치에 있어서,
코일;
복수의 스위치들을 포함하는 정류 회로;
충전 회로; 및
제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는,
외부 전자 장치로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 충전 회로로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하고,
상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 정류 회로에 포함된 상기 복수의 스위치들이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고,
상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하도록 설정된 전자 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1전류의 크기가 제1기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고,
상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 큰 제2기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하도록 설정된 전자 장치. - 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 작지 않고, 상기 제2기준값보다 크지 않으면, 상기 복수의 스위치들의 동작을 유지하도록 설정된 전자 장치. - 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 제1기준값 또는 상기 제2기준값 중 적어도 하나를 조정하도록 설정된 전자 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1전류의 크기가 기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하고,
상기 제1전류의 크기가 상기 기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하도록 설정된 전자 장치. - 제5항에 았어서, 상기 제어 회로는,
상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 기준값을 조정하도록 설정된 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 정류 회로는, 상기 코일의 일단에 연결된 제1스위치 및 제2스위치, 상기 코일의 타단에 연결된 제3스위치 및 제4스위치를 포함하는 전자 장치. - 제7항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 전압 더블러 회로가 되도록, 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하고 상기 제4스위치를 단락 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치. - 제8항에 있어서, 상기 제어 회로는,
제1기간 동안 상기 제1스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제2기간 이후 제3기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치. - 제7항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 풀 브릿지 회로가 되도록, 제1기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하도록 설정된 전자 장치. - 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 전자 장치에 포함된 코일을 통해 외부 전자 장치로부터 무선으로 수신된 전력에 기초하여, 상기 전자 장치에 포함된 충전 회로로 출력되는 제1전류의 크기를 확인하는 동작;
상기 제1전류의 크기에 기반하여, 상기 전자 장치에 포함된 정류 회로에 포함된 복수의 스위치들이 풀 브릿지(full bridge) 회로 또는 전압 더블러(voltage doubler) 회로 중 어느 하나로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작; 및
상기 정류 회로를 이용하여 정류된 전력을 상기 충전 회로에 제공하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제11항에 있어서, 상기 정류 회로를 제어하는 동작은,
상기 제1전류의 크기가 제1기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작; 및
상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 큰 제2기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제12항에 있어서, 상기 정류 회로를 제어하는 동작은,
상기 제1전류의 크기가 상기 제1기준값보다 작지 않고, 상기 제2기준값보다 크지 않으면, 상기 복수의 스위치들의 동작을 유지하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제12항에 있어서,
상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 제1기준값 또는 상기 제2기준값 중 적어도 하나를 조정하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제11항에 있어서, 상기 정류 회로를 제어하는 동작은,
상기 제1전류의 크기가 기준값보다 작으면, 상기 복수의 스위치들이 상기 전압 더블러 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작; 및
상기 제1전류의 크기가 상기 기준값보다 크면, 상기 복수의 스위치들이 상기 풀 브릿지 회로로 동작하도록 상기 정류 회로를 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제15항에 있어서,
상기 전자 장치의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 상기 기준값을 조정하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제11항에 있어서,
상기 정류 회로는, 상기 코일의 일단에 연결된 제1스위치 및 제2스위치, 상기 코일의 타단에 연결된 제3스위치 및 제4스위치를 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제17항에 있어서, 상기 정류 회로를 제어하는 동작은,
상기 전압 더블러 회로가 되도록, 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하고 상기 제4스위치를 단락 상태로 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제18항에 있어서, 상기 정류 회로를 제어하는 동작은,
제1기간 동안 상기 제1스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제2기간 이후 제3기간 동안 상기 제1스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치를 개방 상태로 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법. - 제17항에 있어서, 상기 정류 회로를 제어하는 동작은,
상기 풀 브릿지 회로가 되도록, 제1기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 개방 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 단락 상태로 제어하고, 상기 제1기간 이후 제2기간 동안 상기 제1스위치와 상기 제4스위치를 단락 상태로 상기 제2스위치와 상기 제3스위치를 개방 상태로 제어하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
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| KR1020220090586A KR20230173553A (ko) | 2022-06-17 | 2022-07-21 | 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법 |
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2022
- 2022-07-21 KR KR1020220090586A patent/KR20230173553A/ko unknown
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