KR20240002106A - 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법 - Google Patents

무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법 Download PDF

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KR20240002106A
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김동조
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Abstract

다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 코일, 상기 코일의 중앙부에 위치하는 도전성 패턴, 및 컨트롤러를 포함할 수 있다, 상기 컨트롤러는, 상기 전자 장치의 절전 모드에서, 상기 도전성 패턴을 통해 외부 객체로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 인가하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드를 유지하도록 설정될 수 있다. 이외에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR WIRELESSLY TRANSMITTING POWER AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
다양한 실시 예들은, 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법에 관한 것이다.
무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 무선 전력 송신 장치(예: 충전 패드)에 올려놓기만 하면 휴대폰의 배터리가 자동으로 충전될 수 있는 기술을 말한다. 이러한 무선 충전 기술은 전자 제품에 전력 공급을 위한 커넥터를 구비하지 않아도 되어 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않게 되므로 전자 장치의 휴대성을 높일 수 있다.
무선 충전 기술이 발전하면서, 하나의 전자 장치(예: 무선 전력 송신 장치)에서 다른 다양한 전자 장치(예: 무선 전력 수신 장치)로 전력을 공급하여 충전하는 방법이 연구되고 있다. 무선 충전 기술에는 전자기 유도 방식과, 공진(resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/microwave radiation) 방식이 있다.
예컨대, 스마트폰과 같은 전자 장치를 중심으로 전자기 유도 방식 또는 공진 방식을 이용한 무선 충전 기술이 보급되고 있다. 무선 전력 송신기(power transmitting unit; PTU)(예: 무선 전력 송신 장치)와 무선 전력 수신기(power receiving unit; PRU)(예: 스마트폰 또는 웨어러블 전자 장치)가 접촉하거나 일정 거리 이내로 접근하면, 무선 전력 송신기의 전송 코일(또는 송신 공진기)과 무선 전력 수신기의 수신 코일(또는 수신 공진기) 사이의 전자기 유도 또는 전자기 공진 등의 방법에 의해 무선 전력 수신기의 배터리가 충전될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 코일, 상기 코일의 중앙부에 위치하는 도전성 패턴, 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 전자 장치의 절전 모드에서, 상기 도전성 패턴을 통해 외부 객체로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 인가하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드를 유지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 상기 전자 장치에 포함된 도전성 패턴을 통해, 외부 객체로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 여기서 상기 도전성 패턴은, 상기 전자 장치에 포함된 코일의 중앙부에 위치될 수 있다. 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑(ping) 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 인가하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드를 유지하는 동작을 포함할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 이용하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 이용하여 확인된 커패시턴스 변화에 기반하여 핑 신호를 송출하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 도전성 패턴의 구조와 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a부터 도 6c는, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 센서 회로가 도전성 패턴을 통해 외부 객체로 인한 커패시턴스 변화를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 통해 확인된 외부 객체로 인한 커패시턴스 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8a부터 도 8e는, 다양한 실시 예에 따른 여러가지 패턴들을 가지는 도전성 패턴에 대한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는, 다양한 실시 예에 따른 여러가지 패턴들을 가지는 도전성 패턴의 배치에 대한 도면들이다.
도 10은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 통해 송출하는 신호와 송신 코일을 통해 송출하는 핑 신호를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1은, 다양한 실시 예에 따른 무선으로 전력을 송신하는 전자 장치 및 무선 전력 수신 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(195)에 무선으로 전력(103)을 송신할 수 있다. 하나의 예에서, 전자 장치(101)는, 유도 방식에 따라 전력(103)을 송신할 수 있다. 전자 장치(101)가 유도 방식에 의한 경우에, 전자 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 또는 통신 변복조 회로 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로에 포함될 수도 있다. 전자 장치(101)는, WPC(wireless power consortium) 표준 (또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 다른 예에서, 전자 장치(101)는, 공진 방식에 따라 전력(103)을 송신할 수 있다. 공진 방식에 의한 경우에는, 전자 장치(101)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 또는 아웃-오브-밴드 통신 회로(예: BLE(bluetooth low energy) 통신 회로) 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 코일은 공진 회로에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 (또는, AFA(air fuel alliance) 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 전자 장치(101)는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 전자 장치(101)가 전력(103)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신 장치(195)는, 주변에 형성된 시간에 따라 크기가 변경되는 자기장에 의하여 유도 기전력이 발생되는 코일을 포함할 수 있다. 코일을 통하여 유도 기전력을 발생시키는 과정을, 무선 전력 수신 장치(195)가 전력(103)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는, 무선 전력 전송에 관한 표준으로 airFuel inductive(예: PMA(power matters alliance)), 또는 airfuel resonant(예: rezence) 표준에서 정의된 방식, 또는 Qi 표준에서 정의된 방식으로 구현될 수도 있다.
다양한 실시예에 의한 전자 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(195)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, 인-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(195)와 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(101) 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 FSK(frequency shift keying) 변조 방식에 따라 변조(modulation)를 수행할 수 있으며, 무선 전력 수신 장치(195)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 방식에 따라 변조를 수행할 수 있다. 전자 장치(101) 및/또는 무선 전력 수신 장치(195)는, 코일의 전류, 전압 또는 전력의 주파수 및/또는 진폭에 기반하여, 상대 장치에서 송신하는 데이터를 판단할 수 있다. ASK 변조 방식 및/또는 FSK 변조 방식에 기반하여 변조를 수행하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터를 송신하는 동작으로 이해될 수 있다. 코일의 전류, 전압 또는 전력의 주파수 및/또는 진폭의 크기에 기반하여 복조(demodulation)를 수행하여 상대 장치에서 송신하는 데이터를 판단하는 동작은, 인-밴드 통신 방식에 따라 데이터를 수신하는 동작으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는, 아웃-오브-밴드 방식에 따라 무선 전력 수신 장치(195)와 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)는, 코일 또는 패치 안테나와 별도로 구비된 통신 회로(예: BLE 통신 모듈)를 이용하여 데이터를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예에서, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)가 특정 동작을 수행하는 것은, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 프로세서(예를 들어, 전송 IC 및/또는 MCU(micro controller unit))와 같은 제어 회로, 코일이 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)가 특정 동작을 수행하는 것은, 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)가 특정 동작을 수행하는 것은, 전자 장치(101) 또는 무선 전력 수신 장치(195)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션이 실행됨에 따라, 프로세서 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.
도 2는, 다양한 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참고하면, 다양한 실시예들에 따른 무선 충전 시스템은 전자 장치(101), 및 무선 전력 수신 장치(195)를 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(195)가 전자 장치(101) 위에 거치되면, 전자 장치(101)는 무선 전력 수신 장치(195)에게 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 전력 전송 회로(211), 제어 회로(212), 통신 회로(213), 또는 센싱 회로(214)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전력 전송 회로(211)는 외부로부터 전원(또는 전력)을 입력 받고, 입력된 전원의 전압을 적절하게 변환하는 전력 어댑터(211a), 전력을 생성하는 전력 생성 회로(211b), 또는 코일(211L)과 코일 (221L) 사이의 전송 효율을 향상시키는 매칭 회로(211c)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(212)는 전자 장치(101)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 제어 회로(212)는, 무선 전력 송신에 필요한 각종 메시지(예: 인스트럭션)를 생성하여 통신 회로(213)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(212)는 통신 회로(213)로부터 수신된 정보에 기초하여 무선 전력 수신 장치(195)로 송출할 전력(또는 전력량)을 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(212)는 코일(또는 방사체)(211L)에 의해 생성된 전력이 무선 전력 수신 장치(195)로 전송되도록 전력 전송 회로(211)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(213)는 제1 통신 회로(213a) 또는 제2 통신 회로(213b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로(213a)는 예를 들어, 코일(211L)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 동일하거나 인접한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)의 제1 통신 회로(223a)와 인-밴드(in-band, IB) 통신 방식에 기반하여 통신할 수 있다.
제1 통신 회로(213a)는 송신 코일(211L)을 이용하여, 무선 전력 수신 장치(195)의 제 1 통신 회로(223a)와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(213a)에 의해 생성된 데이터(또는 통신 신호)는 코일(211L)을 이용하여 전송될 수 있다. 제1 통신 회로(213a)는 FSK(frequency shift keying) 변조 기법을 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)에게 데이터를 전달할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 통신 회로(213a)는 코일(211L)을 통해 전달되는 전력 신호의 주파수가 변경되도록 함으로써, 무선 전력 수신 장치(195)의 제 1 통신 회로(223a)와 통신할 수 있다. 또는, 제1 통신 회로(213a)는 전력 생성 회로(211b)에서 생성되는 전력 신호에 데이터가 포함되도록 함으로써, 무선 전력 수신 장치(195)의 제 1 통신 회로(223a)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 회로(213a)는 전력 전송 신호의 주파수를 높이거나 낮춤으로써, 변조를 수행할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(195)는, 코일(221L)에서 측정되는 신호의 주파수에 기반하여 복조를 수행함으로써, 전자 장치(101)로부터의 데이터를 확인할 수 있다.
제2 통신 회로(213b)는 예를 들어, 코일(211L)에서 전력 전달을 위해 사용하는 주파수와 다른 주파수를 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)의 제2 통신 회로(223b)와 아웃-오브-밴드(out-of-band, OOB) 통신 방식에 기반하여 통신할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 회로(213b)는 블루투스(Bluetooth), BLE(bluetooth low energy), Wi-Fi, 또는 NFC(near field communication)와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 제2 통신 회로(223b)로부터 충전 상태와 관련된 정보(예: rectifier 후 전압 값, 정류된 전압 값(예: Vrect) 정보, 코일(221L) 또는 정류 회로(221b)에서 흐르는 전류 정보(예: Iout), 각종 패킷, 인증 정보 및/또는 메시지)를 획득할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(214)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 전자 장치(101)의 적어도 하나의 상태를 감지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(214)는 온도 센서, 움직임 센서, 자기장 센서(hall sensor), 또는 전류(또는 전압) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 온도 센서를 이용하여 전자 장치(101)의 온도 상태를 감지할 수 있고, 움직임 센서를 이용하여 전자 장치(101)의 움직임 상태를 감지할 수 있고, 자기장 센서를 이용하여 무선 전력 수신 장치(195)와 결합 여부를 감지할 수 있고, 전류(또는 전압)센서를 이용하여 전자 장치(101)의 출력 신호의 상태, 예를 들면, 전류 레벨, 전압 레벨 및/또는 전력 레벨을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전류(또는 전압) 센서는 전력 전송 회로(211)에서 신호를 측정할 수 있다. 전류(또는 전압)센서는 매칭 회로(211c) 또는 전력 생성 회로(211b) 적어도 일부 영역에서 신호를 측정할 수 있다. 예를 들면, 전류(또는 전압) 센서는 코일(211L) 앞 단에서 신호를 측정하는 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(214)는 이물질 검출(예: 외부 객체 검출(FOD: foreign object detection))을 위한 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(214)는, 외부 객체로 인한 커패시턴스의 변화를 확인할 수도 있다. 예컨대, 센싱 회로(214)는, 외부 객체가 전자 장치(101)에 접근 또는 접촉(또는 거치)됨에 따른 커패시턴스 변화를 확인할 수 있다. 또한, 센싱 회로(214)는, 커패시턴스의 변화를 나타내는 센싱 값(또는 커패시턴스 변화량)을 제어 회로(212)에 제공할 수 있다. 예컨대, 센싱 회로(214)는, 커패시턴스 변화를 감지하기 위한 코일 및 센서 IC를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 전력 수신 장치(195)는 전력 수신 회로(221), 프로세서(222), 통신 회로(223), 센서들(224), 디스플레이(225), 또는 센싱 회로(226)를 포함할 수 있다. 센서들(224)에는 센싱 회로(226)가 포함될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전력 수신 회로(221)는 전자 장치(101)로부터 무선으로 전력을 수신하는 코일(221L), Rx IC(227), 충전 회로(221d)(예: PMIC, DCDC converter, switched capacitor, 또는 voltage divider), 또는 배터리(221e)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, Rx IC(227)는 코일(221L)에 연결된 매칭 회로(221a), 수신된 AC 전력을 DC로 정류하는 정류 회로(221b), 또는 충전 전압을 조정하는 조정 회로(예: LDO)(221c)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(222)는 무선 전력 수신 장치(195)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 프로세서(222)는, 무선 전력 수신에 필요한 각종 메시지를 생성하여 통신 회로(223)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 통신 회로(223)는 제1 통신 회로(223a) 또는 제2 통신 회로(223b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 통신 회로(223a)는 코일(221L)를 통해 전자 장치(101)와 통신할 수 있다.
제1 통신 회로(223a)는 코일(221L)를 이용하여, 전자 장치(101)의 제1 통신 회로(213a)와 통신할 수 있다. 제1 통신 회로(223a)에 의해 생성된 데이터(또는 통신 신호)는 코일(221L)를 이용하여, 전송될 수 있다. 제1 통신 회로(223a)는 ASK(amplitude shift keying) 변조 기법을 이용하여 전자 장치(101)에 데이터를 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 회로(223a)는, 변조 방식에 따라 전자 장치(101)의 로드의 변경을 야기할 수 있다. 이에 따라, 코일(211L)에서 측정되는 전압, 전류, 또는 전력의 크기 중 적어도 하나가 변경될 수 있다. 전자 장치(101)의 제1 통신 회로(213a)는, 크기의 변경을 복조함으로써, 무선 전력 수신 장치(195)에 의한 데이터를 확인할 수 있다. 제2 통신 회로(223b)는 블루투스(Bluetooth), BLE, Wi-Fi, 또는 NFC와 같은 다양한 근거리 통신 방식 중 어느 하나를 이용하여 전자 장치(101)와 통신할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예에서 전자 장치(101)와 무선 전력 수신 장치(195)에 의해 송수신되는 패킷, 정보, 또는 데이터는, 제1 통신 회로(223a) 또는 제2 통신 회로(223b) 중 적어도 하나를 통해 송신 및/또는 수신될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서들(224)은 전류/전압 센서, 온도 센서, 조도 센서, 또는 가속도 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(226)는 전자 장치(101)로부터 수신되는 탐색 신호 또는 전력을 감지하여 전자 장치(101)를 감지할 수 있다. 센싱 회로(226)는 전자 장치(101)으로부터 출력된 신호에 의하여 생성되는 코일(221L) 신호에 의한 코일(221L) 또는 매칭 회로(221a), 또는 정류 회로(221b)의 입/출력단의 신호 변화를 감지할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 센싱 회로(226)는 수신회로(221)에 포함될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(225)는 무선 전력 송수신에 필요한 각종 디스플레이 정보를 표시할 수 있다.
전자기 유도 방식에 따라 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치는, 무선 전력 수신 장치의 거치 유무를 감지하고 수신기를 웨이크업(wake up)하기 위해 주기적으로 핑 신호(또는 핑 에너지)를 송출할 수 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치는 별도의 배터리를 통한 전력 공급없이 상기 전자 장치로부터 제공되는 핑 신호(또는 핑 에너지)만으로 RX IC를 웨이크 업 하여야 할 수 있다. 이에 따라, 상기 전자 장치는 무선 전력 수신 장치(195)의 거치 시점을 확인하기 위해 일정 인터벌을 가지는 핑 신호(또는 핑 에너지)를 주기적으로 송출할 수 있다. 즉, 상기 전자 장치는, 무선 전력 수신 장치가 거치되지 않은 상태에서도 주기적으로 핑 신호를 송출하기 위한 전력을 소비할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)는, 코일(211L)이 위치하는 영역에 배치된 별도의 도전성 패턴(예컨대, 도 3의 도전성 패턴(330))을 이용하여 외부 객체(또는 무선 전력 수신 장치(195))의 접근 또는 거치로 인한 커패시턴스 변화를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는, 커패시턴스 변화에 기반하여 외부 객체(또는 무선 전력 수신 장치)의 접근 또는 거치가 확인되는 경우에, 핑 신호를 송출할 수 있다. 이에 따라, 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)는, 코일(211L)이 위치하는 영역에서 커패시턴스 변화가 지정된 조건을 만족하는 경우에만 핑 신호(또는 핑 에너지)를 송출하여, 전자 장치(101)의 대기 전력의 소비를 감소시킬 수 있다. 이때, 도전성 패턴(330)은, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 특정 패턴을 가질 수 있다.
도 3은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 이용하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 센싱 회로(214)는, 센서 회로(320)와 도전성 패턴(330)을 포함할 수 있다. 제어 회로(212)는, 도전성 패턴(330)에 지정된 전력을 인가시킬 수 있다. 예컨대, 제어 회로(212)는, 연속적으로(continously) 또는 주기적으로 지정된 전력을 도전성 패턴(330)에 인가시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도전성 패턴(330)은, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 특정 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(330)은, 오픈 루프(open loop) 또는 싱글 엔디드(single ended) 형태의 코일을 포함할 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(330)의 끝 지점을 기준으로 일 지점이 제어 회로(212)(또는 센서 회로(320)에 연결되고, 적어도 하나의 다른 지점이 제어 회로(212)(또는 센서 회로(320)에 연결되지 않을 수 있다. 예컨대, 제어 회로(212)(또는 센서 회로(320)에 연결되지 않은 도전성 패턴(330)의 끝 지점은, 오픈된 상태일 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도전성 패턴(330)은, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 특정 패턴을 가질 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(330)은, 기판 위에 격자 모양의 패턴을 가지는 코일을 포함할 수 있다. 또는, 도전성 패턴(330)은, 기판을 기준으로 서로 다른 층에 배치되는 복수의 레이어들(또는 복수의 레이어들을 가지는 코일들)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 레이어들(또는 복수의 레이어들을 가지는 코일들)은 격자 모양의 패턴을 형성하도록 배치될 수 있다. 복수의 레이어들(또는 복수의 레이어들을 가지는 코일들) 각각은, 기판의 일 지점을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도전성 패턴(330)은, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 위치에 배치될 수 있다. 도전성 패턴(330)은, 코일(211L)이 배치된 영역의 가운데 영역에 위치할 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(330)은, 코일(211L)과 중첩되지 않도록, 코일(211L) 안쪽의(또는 내부의) 빈 가운데 공간에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 센서 회로(320)는, 외부 객체(예컨대, 무선 전력 수신 장치(195))가 전자 장치(101)에 접근 또는 접촉(또는 거치)됨에 따른 도전성 패턴(330)과 외부 객체 사이의 커패시턴스 값을 확인할 수 있다. 센서 회로(320)는, 확인된 커패시터스 값에 대한 정보(커패시턴스 값, 커패시턴스의 변화를 나타내는 값, 또는 커패시턴스 변화량)를 제어 회로(212)로 전송할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 제어 회로(212)는, 커패시턴스 값에 대한 정보에 기반하여 핑 신호의 송출 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(212)는, 커패시턴스 변화에 대응하는 커패시턴스 변화량과 지정된 임계값을 비교할 수 있다. 제어 회로(212)는, 커패시턴스 변화량과 임계값 사이의 비교에 기반하여 핑 신호의 송출 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 커패시턴스 변화량은, 외부 객체가 전자 장치(101)에 접근 또는 거치되지 않은 상태에서 확인된 커패시턴스 값과 외부 객체가 전자 장치(101)에 접근 또는 거치된 상태에서 확인된 커패시턴스 값 사이의 차이를 의미할 수 있다.
이를 통해, 제어 회로(212)는, 코일(211L)이 위치하는 영역에서 커패시턴스 변화가 임계값보다 큰 경우에만 핑 신호(또는 핑 에너지)를 송출하여, 전자 장치(101)의 대기 전력의 소비를 감소시킬 수 있다.
이하에서 설명하는 전자 장치(101)의 동작들의 적어도 일부는 제어 회로(212)에 의해 수행될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 전자 장치(101)가 해당 동작들을 수행하는 것으로 서술될 것이다.
도 4는, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 이용하여 확인된 커패시턴스 변화에 기반하여 핑 신호를 송출하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(예컨대, 도 1의 전자 장치(101))는, 외부 전자 장치(예컨대, 도 1의 무선 전력 수신 장치(195))로 전력을 송출하기 위한 전원을 제공받을 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)에 제공되는 전원은, 유선 또는 무선으로 인가된 전력원으로부터 제공받거나 전자 장치(101)에 포함된 배터리로부터 제공받을 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 401에서, 전자 장치(101)는, 절전 모드(또는 전력 보호 상태)로 구동될 수 있다. 예컨대, 절전 모드는, 전자 장치(101)가 지정된 전력(예컨대, 지정된 저전력)으로 전자 장치(101)를 동작시키는 모드 또는 상태를 의미할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 절전 모드에서는 전력 전송 모드(예컨대, 외부 전자 장치(예컨대, 무선 전력 수신 장치(195))로 전력을 송출하는 모드)에 비해 낮은 전력으로 동작될 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 절전 모드에서 핑 신호를 송출하지 않을 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(101)는, 핑 신호를 송출하기 위한 지정된 제1전력을 코일(211L)에 인가하지 않을 수 있다. 전자 장치(101)는, 절전 모드에서 도전성 패턴(예컨대, 도 3의 도전성 패턴(330))에 지정된 제2전력을 인가시킬 수 있다. 예컨대, 지정된 제2전력은 지정된 제1전력보다 낮을 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 403에서, 전자 장치(101)는, 도전성 패턴(330)을 통해 외부 객체로 인한 커패시터스의 변화를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 절전 모드에서 전자 장치(101)에 대한 외부 객체의 접근 또는 접촉로 인한 커패시터스의 변화를 확인할 수 있다. 예컨대, 외부 객체는 금속을 포함하는 외부의 객체를 의미할 수 있다. 예컨대, 외부 객체는, 무선 전력을 수신받기 위한 무선 전력 수신 장치(195)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 405에서, 전자 장치(101)는, 커패시턴스 변화에 따른 커패시턴스 변화량과 지정된 임계값을 비교할 수 있다. 예컨대, 동작 405에서, 전자 장치(101)는, 커패시턴스 변화량이 임계값보다 큰 지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 커패시턴스 변화량은, 외부 객체가 전자 장치(101)에 접근 또는 접촉하지 않은 상태를 기준으로 커패시턴스 값이 변화된 정도를 의미할 수 있다. 예컨대, 임계값은, 핑 신호의 송출을 시작하기 위해 지정된 값(예컨대, 커패시턴스 값)을 의미할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 커패시턴스 변화량이 임계값보다 큰 것으로 확인되면(동작 405의 예), 동작 407에서, 전자 장치(101)는, 코일(211L)을 통해 핑 신호를 송출할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 핑 신호의 송출을 위해 코일(211L)에 지정된 제1전력을 인가시킬 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는, 도전성 패턴(330)에 지정된 제2전력을 인가시키지 않을 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 핑 신호 송출 모드(또는 핑 패이즈 모드(ping phase mode))로 구동될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 커패시턴스 변화량이 임계값보다 큰지 않은 것으로 확인되면(동작 405의 아니오), 전자 장치(101)는, 절전 모드를 유지할 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는, 코일(211L)을 통해 핑 신호를 송출하지 않을 수 있다. 또한, 전자 장치(101)는, 도전성 패턴(330)을 통해 외부 객체의 접근 또는 거치 여부를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 409에서, 전자 장치(101)는, 인-밴드 방식의 지정된 패킷(예컨대, SSP(secure simple pairing) 패킷)이 인가되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(195)로부터 인-밴드 방식의 지정된 패킷이 수신되었는지 여부를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 인-밴드 방식의 지정된 패킷이 인가되지 않은 것으로 확인되면(409의 아니오), 동작 411에서, 전자 장치(101)는, 핑 신호의 송출 동작의 지속 시간을 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 지정된 시간까지 핑 신호를 송출시킬 수 있다. 핑 신호의 지속 시간이 지정된 시간(예컨대, 60초)를 초과된 경우(동작 411의 예), 전자 장치(101)는, 절전 모드에 진입할 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는, 코일(211L)을 통한 핑 신호의 송출을 중단시킬 수 있다. 또한, 전자 장치(101)는, 도전성 패턴(330)을 통해 외부 객체의 접근 또는 거치 여부를 확인할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 인-밴드 방식의 지정된 패킷이 인가된 것으로 확인되면(409의 예), 동작 413에서, 전자 장치(101)는 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 인-밴드 방식의 지정된 패킷을 전송한 무선 전력 수신 장치(195)로 전력을 무선으로 전송할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 전력 전송 모드로 구동될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 동작 415에서, 전자 장치(101)는, 전력 전송의 종료 조건을 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는, 전력 전송의 종료 조건이 확인되지 않으면(동작415의 아니오), 무선 전력 송신 장치로 전력을 전송할 수 있다. 전자 장치(101)는, 전력 전송의 종료 조건이 확인되면(동작415의 예), 무선 전력 송신 장치로 전력을 전송하지 않을 수 있다. 예컨대, 전력 전송의 종료 조건은, 지정될 수 있다. 예컨대, 전력 전송의 종료 조건은, 무선 전력 수신 장치(195)의 거치된 배열이 틀어지거나 무선 전력 수신 장치(195)의 거치가 해제된 상태를 포함할 수 있다. 또한, 전력 전송의 종료 조건은, 무선 전력 수신 장치(195)가 완전히 충전된 상태를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전력 전송의 종료 조건이 확인되면(동작 415의 예), 동작 417에서, 전자 장치(101)는 도전성 패턴(330)을 통해 커패시턴스 변화량과 임계값을 비교할 수 있다. 전자 장치(101)는, 커패시턴스 변화량이 임계값보다 크다고 확인되면(417의 예), 다시 핑 신호를 송출할 수 있다. 또는, 전자 장치(101)는, 커패시턴스 변화량이 임계값보다 크지 않다고 확인되면(417의 아니오), 절전 모드에 진입할 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는, 코일(211L)을 통해 핑 신호를 송출하지 않을 수 있다. 또한, 전자 장치(101)는, 도전성 패턴(330)을 통해 외부 객체의 접근 또는 거치 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(195)가 완전히 충전된 상태에서 무선 전력 수신 장치(195)가 그대로 전자 장치(101)에 거치된 경우에는 임계값을 초과하는 커패시턴스 변화량이 확인되지 않기 때문에, 절전 모드에 진입할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(195)의 거치가 해제된 경우에는 임계값을 초과하는 커패시턴스 변화량이 확인되기 때문에, 핑 신호를 송출할 수 있다.
이를 통해, 전자 장치(101)는, 코일(211L)이 위치하는 영역에서 커패시턴스 변화량이 임계값보다 큰 경우에만 핑 신호(또는 핑 에너지)를 송출하여, 핑 신호의 송출로 인한 전자 장치(101)의 전력의 소비를 감소시킬 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는, 보다 적은 전력이 소모되는 도전성 패턴(330)을 통해 외부 객체(예컨대, 무선 전력 수신 장치(195))의 근접 또는 거치를 확인한 이후, 코일(211L)을 통해 핑 신호를 송출할 수 있다.
도 5는, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 도전성 패턴의 구조와 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 도전성 패턴(520)(예컨대, 도 3의 도전성 패턴(330))은, 전자 장치(예컨대, 도 1의 전자 장치(101))가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 위치에 배치될 수 있다. 도전성 패턴(520)은, 송신 코일(510)(예컨대, 도 2의 코일(211L))의 가운데 영역에 위치할 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(520)은, 코일(610)의 일면의 위에서 볼 때, 송신 코일(510)과 중첩되지 않도록, 송신 코일(510) 안쪽의(또는 내부의) 빈 가운데 공간과 중첩되도록 위치될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 송신 코일(510)과 도전성 패턴(520)의 형태와 모양은 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 6a부터 도 6c는, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 센서 회로가 도전성 패턴을 통해 외부 객체로 인한 커패시턴스 변화를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 전자 장치(101)는, 코일(610)(예, 도 2의 코일(211L)), 하우징(615), 및 도전성 패턴(620)(예, 도 3의 도전성 패턴(330))을 포함할 수 있다. 코일(610)과 도전성 패턴(620)은 하우징(615)의 내부 공간에 배치할 수 있다. 도전성 패턴(630)은, 코일(610)의 일면의 위에서 볼 때, 코일(610)과 중첩되지 않도록, 코일(610) 안쪽의(또는 내부의) 빈 가운데 공간과 중첩되도록 위치될 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 외부 객체(605)(예, 도 1의 무선 전력 수신 장치(195))가 전자 장치(101)의 하우징(615)의 외부에 위치하는 거치부에 거치될 수 있다. 도전성 패턴(630)에 연결된 센서 회로(620)(예, 도 3의 센서 회로(320))는, 외부 객체(605)와 도전성 패턴(630) 사이의 커패시턴스 값(C)을 확인할 수 있다. 센서 회로(620)는, 커패시턴스 값(C)에 대한 정보를 제어 회로(예, 도 2의 제어 회로(214))로 전송할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 외부 객체(605)(예컨대, 도 1의 무선 전력 수신 장치(195))가 전자 장치(101)의 하우징(615)의 거치되지 않을 경우, 센서 회로(620)는, 도전성 패턴(630)을 통한 커패시턴스 값을 확인할 수 있다. 이때, 외부 객체(605)가 거치되지 않았기 때문에, 커패시턴스 값(C)이 확인되지 않을 수 있다.
도 7은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 통해 확인된 외부 객체로 인한 커패시턴스 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 센서 회로(620)는, 도전성 패턴(630)을 통해 전자 장치(예컨대, 도 1의 전자 장치(101))에 대한 외부 객체의 거치(또는 무선으로 전력을 수신할 수 있을 정도로 접근) 여부를 나타내는 커패시턴스 값(710)을 확인할 수 있다. 예컨대, 센서 회로(620)는, 외부 객체가 거치(또는 무선으로 전력을 수신할 수 있을 정도로 접근)되지 않을 경우, 0에 가까운 커패시턴스 값(710)을 확인할 수 있다. 예컨대, 외부 객체가 거치(또는 무선으로 전력을 수신할 수 있을 정도로 접근)되지 않을 경우, 커패시턴스 값(710)은 임계값 보다 작을 수 있다. 또한, 센서 회로(620)는, 외부 객체가 거치(또는 무선으로 전력을 수신할 수 있을 정도로 접근)된 경우, "C"에 가까운 커패시턴스 값(710)을 확인할 수 있다. 외부 객체가 거치(또는 무선으로 전력을 수신할 수 있을 정도로 접근)된 경우, 커패시턴스 값(710)은 임계값보다 클 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 센서 회로(620)는, 외부 객체의 거치(또는 무선으로 전력을 수신할 수 있을 정도로 접근) 여부를 나타내는 커패시턴스 값(710)에 대한 정보를 제어 회로(212)로 전송할 수 있다. 제어 회로(212)는, 커패시턴스 값(710)에 기반하여 핑 신호의 송출 여부를 결정할 수 있다.
도 8a부터 도 8e는, 다양한 실시 예에 따른 여러가지 패턴들을 가지는 도전성 패턴에 대한 도면들이다.
도 8a부터 8e을 참조하면, 다양한 실시 예에 따라, 도전성 패턴(810, 820, 830, 840, 850 및 855)은, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 특정 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(810, 820, 830, 840, 850 및 855)은, 오픈 루프(open loop) 또는 싱글 엔디드(single ended) 형태의 코일을 포함할 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(810, 820, 830, 840, 850 및 855)의 끝 지점들 중 적어도 하나의 지점(예컨대, 811, 821, 831, 841)은, 오픈된 상태일 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(810, 820, 830, 840, 850 및 855)의 끝 지점들 중 일 지점(예컨대, 812, 822, 832, 842)은, 센서 회로(예컨대, 도 3의 센서 회로(320))에 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도전성 패턴(810, 820, 830, 840, 850 및 855)은, 전자 장치(101)가 무선으로 전력을 전송하는데 영향을 미치지 않는 특정 패턴을 가질 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(810, 820, 830, 840, 850 및 855)은, 기판 위에 다양한 패턴을 가지는 코일을 포함할 수 있다. 도 8a를 참조하면, 도전성 패턴(810)은, 오픈 루프(open loop) 또는 싱글 엔디드(single ended) 형태의 코일로 구현될 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(810)은, 끝 지점을 기준으로 일 지점(812)이 센서 회로(예컨대, 도 3의 센서 회로(320))에 연결되고, 다른 지점(811)은 오픈된 상태일 수 있다. 예컨대, 도전성 패턴(810)은 1턴수의 나선형 패턴을 가질 수 있다. 또 다른 예로, 도 8b를 참조하면, 도전성 패턴(820)은, 3턴수의 나선형 패턴을 가질 수 있다. 또 다른 예로, 도 8c를 참조하면, 도전성 패턴(830)은, 3턴수의 나선형 패턴을 가질 수 있다. 다만, 도전성 패턴(830)은, 도 8b의 도전성 패턴(820)과 상이한 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도 8d를 참조하면, 도전성 패턴(840)은 기판 위에 하나의 레이어를 가지는 격자 모양의 패턴으로 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 끝 지점들을 기준으로 도전성 패턴(840)의 일 지점(812)이 센서 회로(예컨대, 도 3의 센서 회로(320))에 연결되고, 도전성 패턴(840)의 복수의 다른 지점들(841)은 오픈된 상태일 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 도 8e를 참조하면, 도전성 패턴(850 및 855)은, 기판을 기준으로 서로 다른 층에 배치되는 복수의 레이어들을 가지는 격자 모양의 패턴으로 형성될 수 있다. 격자 모양의 패턴으로 배치된 코일들(850 및 855) 각각은, 오픈 루프 형태 또는 싱글 엔디드 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 복수의 끝 지점들을 기준으로 도전성 패턴(850 또는 855)의 일 지점(812)이 센서 회로(예컨대, 도 3의 센서 회로(320))에 연결되고, 도전성 패턴(850 또는 855)의 복수의 다른 지점들은 오픈된 상태일 수 있다. 이때, 복수의 레이어들(또는 복수의 레이어들을 가지는 코일들) 각각은, 기판의 일 지점(860)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 기판의 일 지점은, 통로(via)로 형성될 수 있다.
한편, 도 8a부터 도 8e에 도시된 도전성 패턴들의 형태와 모양은 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예컨대, 다양한 실시 예에 따른 도전성 패턴은, 오픈 루프 또는 싱글 엔디드 형태로 다양한 패턴들을 가질 수 있다.
도 9a 및 도 9b는, 다양한 실시 예에 따른 여러가지 패턴들을 가지는 도전성 패턴의 배치에 대한 도면들이다.
도 9a를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라 도전성 패턴(예컨대, 도 3의 도전성 패턴(330))은, 기판(910) 위에 배치되는 코일(920)을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(910)은, 코일(920)의 베이스 층(base layer)을 의미할 수 있다. 예컨대, 기판(910)은 FPGA(field programmable gate array)로 구현될 수 있다. 코일(920)은, 다양한 패턴을 가지는 금속으로 구현될 수 있다. 예컨대, 코일(920)은, 오픈 루프 형태 또는 싱글 엔디드 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 도 8a부터 도 8d에 도시된 도전성 패턴(810, 820, 830, 840)은, 도 9a에 도시된 배치 형태로 구현될 수 있다. 또는, 도전성 패턴은, 금속으로 구현되는 다양한 패턴을 가지는 기판의 형태로 구현될 수도 있다.
도 9b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따라 도전성 패턴(예컨대, 도 3의 도전성 패턴(330))은, 기판(915) 상부에 배치되는 제1코일(930), 및 기판(915) 하부에 배치되는 제2코일(940)을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(915)은, 제1코일(930)과 제2코일(940)의 베이스 층(base layer)을 의미할 수 있다. 예컨대, 기판(915)은, FPGA(field programmable gate array)로 구현될 수 있다. 제1코일(930)과 제2코일(940)은, 다양한 패턴을 가지는 금속으로 구현될 수 있다. 예컨대, 제1코일(930)과 제2코일(940)은, 오픈 루프 형태 또는 싱글 엔디드 형태로 구현될 수 있다. 제1코일(930)과 제2코일(940)은 서로 다른 레이어를 통해 기판(915)에 배치될 수 있다. 제1코일(930)은 비아(VIA)를 통해 제2코일(940)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 도 8e에 도시된 도전성 패턴(850)은, 도 9b에 도시된 배치 형태로 구현될 수 있다.
도 10은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 도전성 패턴을 통해 송출하는 신호와 송신 코일을 통해 송출하는 핑 신호를 나타내는 그래프이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(101)는, 도전성 패턴(예, 도 3의 도전성 패턴(330))을 통해 무선 전력 수신 장치(예, 도 1의 무선 전력 수신 장치(195))의 거치(또는 접근)가 확인되면, 송신 코일(예, 도 2의 코일(211L))을 통해 핑 신호를 송출할 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(101)는, 제1구간(및 제3구간)에서 도전성 패턴(330)을 통해 감지 신호(1001)를 송출할 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는, 핑 신호(1003)를 송출하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1구간(및 제3구간)은, 무선 전력 수신 장치(195)가 전자 장치(101)에 거치되지 않은 구간을 의미할 수 있다. 또는, 제1구간(및 제3구간)은, 무선 전력 수신 장치(195)가 코일(211L)이 위치하는 영역에 위치하지 않은 구간을 의미할 수 있다. 전자 장치(101)는, 제1구간(및 제3구간)에서 감지 신호(1001)를 송출하기 위해 지정된 제2전력을 도전성 패턴(330)에 인가시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(101)는, 제2구간(및 제4구간)에서 코일(211L)을 통해 핑 신호(1003)를 송출할 수 있다. 예컨대, 핑 신호(1003)의 신호 크기는 감지 신호(1001)의 신호 크기보다 클 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는, 감지 신호(1001)를 송출하지 않을 수 있다. 예컨대, 제2구간(및 제4구간)은, 무선 전력 수신 장치(195)가 전자 장치(101)에 거치된 구간을 의미할 수 있다. 또는, 제2구간(및 제4구간)은, 무선 전력 수신 장치(195)가 코일(211L)이 위치하는 영역에 위치한 구간을 의미할 수 있다. 전자 장치(101)는, 제2구간(및 제4구간)에서 핑 신호(1003)를 송출하기 위해 지정된 제1전력을 도전성 패턴(330)에 인가시킬 수 있다. 예컨대, 지정된 제1전력은 지정된 제2전력보다 클 수 있다.
다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(101)는, 핑 신호(1003)를 송출하는 것보다 적은 전력을 소모하는 감지 신호(1001)를 송출하여 무선 전력 수신 장치(195)가 코일(211L)이 위치하는 영역에 위치하는지 여부를 확인할 수 있다. 이를 통해, 전자 장치(101)는, 무선 전력 수신 장치(195)를 검출하기 위한 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
상술한 전자 장치(101) 및 무선 전력 수신 장치(195)는, 하기의 전자 장치(1101, 1102, 1104)와 동일 내지 유사하게 구현될 수 있다.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1100) 내의 전자 장치(1101)의 블록도이다. 도 11을 참조하면, 네트워크 환경(1100)에서 전자 장치(1101)는 제 1 네트워크(1198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1104) 또는 서버(1108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)는 서버(1108)를 통하여 전자 장치(1104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)는 프로세서(1120), 메모리(1130), 입력 모듈(1150), 음향 출력 모듈(1155), 디스플레이 모듈(1160), 오디오 모듈(1170), 센서 모듈(1176), 인터페이스(1177), 연결 단자(1178), 햅틱 모듈(1179), 카메라 모듈(1180), 전력 관리 모듈(1188), 배터리(1189), 통신 모듈(1190), 가입자 식별 모듈(1196), 또는 안테나 모듈(1197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1176), 카메라 모듈(1180), 또는 안테나 모듈(1197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1160))로 통합될 수 있다.
프로세서(1120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1140))를 실행하여 프로세서(1120)에 연결된 전자 장치(1101)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(1120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1176) 또는 통신 모듈(1190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1132)에 저장하고, 휘발성 메모리(1132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1120)는 메인 프로세서(1121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1123)(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(1101)가 메인 프로세서(1121) 및 보조 프로세서(1123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1121)와 함께, 전자 장치(1101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1160), 센서 모듈(1176), 또는 통신 모듈(1190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1180) 또는 통신 모듈(1190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1123)(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(1101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1108))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(1130)는, 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1120) 또는 센서 모듈(1176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1130)는, 휘발성 메모리(1132) 또는 비휘발성 메모리(1134)를 포함할 수 있다.
프로그램(1140)은 메모리(1130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1142), 미들 웨어(1144) 또는 어플리케이션(1146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1150)은, 전자 장치(1101)의 구성요소(예: 프로세서(1120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1155)은 음향 신호를 전자 장치(1101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1155)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(1160)은 전자 장치(1101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1170)은, 입력 모듈(1150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1155), 또는 전자 장치(1101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1176)은 전자 장치(1101)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(1176)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(1177)는 전자 장치(1101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1178)는, 그를 통해서 전자 장치(1101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1179)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(1179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1188)은 전자 장치(1101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1189)는 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1190)은 전자 장치(1101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102), 전자 장치(1104), 또는 서버(1108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1190)은 프로세서(1120)(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(1190)은 무선 통신 모듈(1192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1194)(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(1198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1199)(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(1104)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(1192)은 가입자 식별 모듈(1196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1198) 또는 제 2 네트워크(1199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1192)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(1192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1192)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(1192)은 전자 장치(1101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1192)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(1197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1198) 또는 제 2 네트워크(1199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1190)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(1197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)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(1199)에 연결된 서버(1108)를 통해서 전자 장치(1101)와 외부의 전자 장치(1104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1102, 또는 1104) 각각은 전자 장치(1101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1102, 1104, 또는 1108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1101)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(1101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1101)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(1101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1104) 또는 서버(1108)는 제 2 네트워크(1199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1101)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 전자 장치(101)는, 코일(211L), 상기 코일의 중앙부에 위치하는 도전성 패턴(330), 및 컨트롤러(214)를 포함할 수 있다, 상기 컨트롤러는, 상기 도전성 패턴을 통해, 외부 객체(195)로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 인가하도록 설정될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드를 유지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 컨트롤러는, 상기 절전 모드에서, 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하지 않으면서 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 컨트롤러는, 상기 절전 모드에서 상기 도전성 패턴에 상기 제1전력보다 적은 제2전력을 인가하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 컨트롤러는, 상기 코일을 통해 상기 핑 신호를 송출하여, 외부 전자 장치를 검출하고, 상기 코일을 통해 상기 외부 전자 장치로 전력을 전송하고, 상기 전력의 전송을 종료하는 지정된 조건을 확인되면, 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 컨트롤러는, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하고, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 재송출하도록 지정된 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하고, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 전자 장치를 상기 절전 모드로 구동하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은, 오픈 루프(open loop) 또는 오픈 엔디드(open ended) 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은 격자 모양의 패턴을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은, 서로 다른 층에 배치되는 상기 복수의 레이어들을 통해 상기 격자 모양의 패턴을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 복수의 레이어들은 기판의 상부와 하부에 각각 배치되고, 상기 복수의 레이어들 각각은, 상기 기판의 일 지점을 통해 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은, 상기 코일과 중첩되지 않도록 상기 코일 내부의 가운데 공간에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 동작 방법은, 상기 전자 장치의 절전 모드에서, 상기 전자 장치에 포함된 도전성 패턴(330)을 통해 외부 객체(195)로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작을 포함할 수 있다. 여기서 상기 도전성 패턴은, 상기 전자 장치에 포함된 코일(211L)의 중앙부에 위치될 수 있다. 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 인가하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드를 유지하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 절전 모드를 유지하는 동작은, 상기 절전 모드에서, 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하지 않으면서 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 외부 객체로 인한 성가 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작은, 상기 절전 모드에서, 상기 도전성 패턴에 상기 제1전력보다 적은 제2전력을 인가하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 코일을 통해 상기 핑 신호를 송출하여, 외부 전자 장치를 검출하는 동작, 상기 코일을 통해 상기 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 동작, 및 상기 전력의 전송을 종료하는 지정된 조건을 확인되면, 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 전자 장치의 동작 방법은, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하는 동작, 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 재송출하도록 지정된 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하는 동작, 및 상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 전자 장치를 상기 절전 모드로 구동시키는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은, 오픈 루프(open loop) 또는 오픈 엔디드(open ended) 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은 격자 모양의 패턴을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은, 서로 다른 층에 배치되는 상기 복수의 레이어를 통해 상기 격자 모양의 패턴을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 복수의 레이어들은 기판의 상부와 하부에 각각 배치되고, 상기 복수의 레이어들 각각은, 상기 기판의 일 지점을 통해 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 상기 도전성 패턴은, 상기 코일과 중첩되지 않도록 상기 코일 내부의 가운데 공간에 배치될 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(1101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1136) 또는 외장 메모리(1138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1101))의 프로세서(예: 프로세서(1120))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: 전자 장치
212: 제어 회로
214: 센싱 회로
320: 센서 회로
330: 도전성 패턴

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    코일;
    상기 코일의 중앙부에 위치하는 도전성 패턴; 및
    컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는,
    상기 전자 장치의 절전 모드에서, 상기 도전성 패턴을 통해 외부 객체로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하고,
    상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하고,
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 주기적으로 인가하고,
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드(power saving mode)를 유지하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 절전 모드에서, 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하지 않으면서 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 절전 모드에서, 상기 도전성 패턴에 상기 제1전력보다 적은 제2전력을 인가하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 코일을 통해 상기 핑 신호를 송출하여, 외부 전자 장치를 검출하고,
    상기 코일을 통해 상기 외부 전자 장치로 전력을 전송하고,
    상기 전력의 전송을 종료하는 지정된 조건을 확인되면, 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하고,
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 재송출하도록 지정된 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하고,
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 전자 장치를 상기 절전 모드로 구동하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 오픈 루프(open loop) 또는 오픈 엔디드(open ended) 형태로 구현되는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은 격자 모양의 패턴을 가지는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 서로 다른 층에 배치되는 상기 복수의 레이어들을 통해 상기 격자 모양의 패턴을 가지는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 레이어들은 기판의 상부와 하부에 각각 배치되고, 상기 복수의 레이어들 각각은, 상기 기판의 일 지점을 통해 연결되는 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 상기 코일과 중첩되지 않도록 상기 코일 내부의 가운데 공간에 배치되는 전자 장치.
  11. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 전자 장치의 절전 모드에서, 상기 전자 장치에 포함된 도전성 패턴을 통해 외부 객체로 인한 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작, 여기서 상기 도전성 패턴은, 상기 전자 장치에 포함된 코일의 중앙부에 위치되고,
    상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하는 동작;
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 송출하도록 지정된 제1전력을 상기 코일에 인가하는 동작; 및
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 절전 모드를 유지하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 절전 모드를 유지하는 동작은,
    상기 절전 모드에서, 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하지 않으면서 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 외부 객체로 인한 성가 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작은,
    상기 절전 모드에서, 상기 도전성 패턴에 상기 제1전력보다 적은 제2전력을 인가하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 코일을 통해 상기 핑 신호를 송출하여, 외부 전자 장치를 검출하는 동작;
    상기 코일을 통해 상기 외부 전자 장치로 전력을 전송하는 동작; 및
    상기 전력의 전송을 종료하는 지정된 조건을 확인되면, 상기 도전성 패턴을 통해 상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 커패시턴스의 변화를 감지하는 것에 기반하여, 상기 커패시턴스의 변화량을 임계값과 비교하는 동작;
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크면, 핑 신호를 재송출하도록 지정된 상기 제1전력을 상기 코일에 인가하는 동작; 및
    상기 커패시턴스의 상기 변화량이 상기 임계값보다 크지 않으면, 상기 전자 장치를 상기 절전 모드로 구동시키는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 오픈 루프(open loop) 또는 오픈 엔디드(open ended) 형태로 구현되는 전자 장치의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은 격자 모양의 패턴을 가지는 전자 장치의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 서로 다른 층에 배치되는 상기 복수의 레이어를 통해 상기 격자 모양의 패턴을 가지는 전자 장치의 동작 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 레이어들은 기판의 상부와 하부에 각각 배치되고, 상기 복수의 레이어들 각각은, 상기 기판의 일 지점을 통해 연결되는 전자 장치의 동작 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 상기 코일과 중첩되지 않도록 상기 코일 내부의 가운데 공간에 배치되는 전자 장치의 동작 방법.
KR1020220090607A 2022-06-28 2022-07-21 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법 KR20240002106A (ko)

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