WO2018212376A1 - 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치 - Google Patents

복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치 Download PDF

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김용우
손철호
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(주)성진아이엘
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Definitions

  • phase shifter 217 performs a phase of each of the remaining wireless charging powers received through each of the remaining wireless charging power receiving antennas based on the phase difference calculated for each of the remaining wireless charging powers.
  • the phases of the wireless charging powers received at each of the plurality of wireless charging power receiving antennas 211 are all shifted to the same phase by shifting by the phase difference calculated with respect to the charging powers.

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

Abstract

복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해서 복수의 무선 충전 전력들이 수신되면, 각 무선 충전 전력들의 위상을 검출한 후 상기 복수의 무선 충전 전력들 중 제1 무선 충전 전력의 위상을 기준으로 나머지 무선 충전 전력들과의 위상 차를 연산한 후 각 위상 차만큼 상기 나머지 무선 충전 전력들의 위상을 시프트(shift)시켜 상기 복수의 무선 충전 전력들의 위상을 동일한 위상으로 변환함으로써, 상기 복수의 무선 충전 전력들이 결합되는 경우, 각 무선 충전 전력들이 동일한 위상을 갖기 때문에 큰 크기를 갖는 결합된 무선 충전 전력이 출력되도록 하여 배터리에 대해 높은 크기의 충전 전력을 공급할 수 있다.

Description

복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치
본 발명의 실시예들은 무선 충전 전력 송신 장치로부터 무선 충전 전력을 수신하기 위한 무선 충전 전력 수신 장치에 대한 기술들과 관련된다.
최근, 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같은 다양한 휴대용 기기의 보급이 증대됨에 따라, 이러한 휴대용 기기의 사용 시간을 증가시키고자 하는 노력이 지속되고 있다.
이러한 노력의 일환으로 휴대용 기기에 탑재되는 배터리를 내장형이 아닌, 탈착형으로 제조하여 배터리의 교환을 용이하게 할 수 있도록 하는 기기가 출시되기도 하고, 고용량의 배터리가 탑재된 기기가 출시되기도 하고 있다.
하지만, 이러한 휴대용 기기는 결국 배터리를 채용하고 있다는 점에서 휴대용 기기에 탑재되는 배터리의 충전을 보다 쉽고, 효율적으로 수행할 수 있도록 지원하는 기법에 대한 연구가 필요하다.
현재, 출시되고 있는 일반적인 휴대용 기기들은 소정의 충전 케이블을 휴대용 기기에 연결하여 유선으로 휴대용 기기에 탑재된 배터리를 충전할 수 있도록 하는 방식이 대부분을 차지한다.
하지만, 최근에는 이러한 유선 방식의 충전 기법이 사용자의 편의를 저해한다는 점에서, 무선 방식으로 휴대용 기기의 배터리를 충전할 수 있도록 하는 무선 충전 기술이 도입되고 있다.
이러한 무선 충전 기술로는 전자기 유도에 따른 무선 충전 기법과 자기 공명에 따른 무선 충전 기법이 존재한다. 전자기 유도에 따른 무선 충전 기법과 자기 공명에 따른 무선 충전 기법은 모두 근역장에서 코일 주위에 존재하는 비 방사형 감쇄교류 신호를 사용한다. 즉, 무선 충전 전력 송신 장치의 1차 코일과 무선 충전 전력 수신 장치의 2차 코일간의 유도 결합을 이용하여 접촉단자 없이 배터리를 충전시키는 방식을 도입하고 있다.
보통, 무선 충전 전력 수신 장치는 무선 충전 전력 송신 장치로부터 충전 전력을 수신하면, 충전 전력 수신부에 인가되는 교류 전압을 정류부를 통해 직류 전압으로 정류하고, 상기 직류 전압을 이용하여 배터리에 공급할 정전압과 정전류를 생성한 후 이를 배터리에 공급함으로써, 상기 배터리를 충전시키는 형태로 구성되어 있다.
최근에는 무선 충전 전력 송신 장치에 복수의 무선 충전 전력 송신 안테나들을 탑재하고, 무선 충전 전력 수신 장치에도 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 탑재하여, 상기 무선 충전 전력 수신 장치가 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해 복수의 무선 충전 전력들을 수신하고, 수신된 복수의 무선 충전 전력들을 결합(combining)함으로써, 높은 충전 전력을 획득할 수 있도록 하는 기술이 도입되고 있다.
하지만, 이렇게 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해서 획득되는 복수의 무선 충전 전력들은 도 1에 도시되어 있는 도면과 같이, 서로 위상이 다를 수 있어서, 서로 다른 위상을 갖는 각 무선 충전 전력들을 결합할 경우, 오히려 충전 전력이 낮아지는 문제가 발생할 수도 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 전력 수신 장치에 "1번 신호"(111)와 같은 위상을 갖는 "무선 충전 전력 1"과 "2번 신호"(112)와 같은 위상을 갖는 "무선 충전 전력 2"가 수신되었다고 하면, 상기 "무선 충전 전력 1"과 상기 "무선 충전 전력 2"은 서로 위상이 반대이기 때문에 양 무선 충전 전력들을 그대로 결합하게 되면, "3번 신호"(113)와 같이, 전력 크기가 "0"이 되는 충전 전력을 획득하게 된다.
이 경우, 무선 충전 전력 수신 장치는 오히려 충전 전력을 제대로 획득하지 못하기 때문에 배터리를 충전시키지 못하게 될 수 있다.
따라서, 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들이 탑재되어 있는 무선 충전 전력 수신 장치에서 각 안테나들을 통해서 수신되는 복수의 무선 충전 전력들의 위상을 고려하여 각 무선 충전 전력들을 결합할 때, 높은 크기를 갖는 충전 전력을 획득할 수 있도록 지원하기 위한 기술의 연구가 필요하다.
또한, 기존의 무선 충전 전력 수신 장치들은 무선 충전 전력 수신 장치에 수신되는 충전 전력의 크기와 관계 없이, 배터리에 대한 충전을 진행한다는 점에서, 충전 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
관련해서, 배터리에 대한 정상적인 충전이 되도록 하기 위해서는 배터리의 충전 상태에 따라 배터리에 인가되어야 할 소정의 필요 전력이 요구된다는 점에서, 배터리의 충전 상태에 따른 필요 전력 등을 고려하여 무선 충전 전력 송신 장치로부터 전송되는 무선 충전 전력의 크기를 조정할 수 있도록 지원하는 기술에 대한 연구가 필요하다.
본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해서 복수의 무선 충전 전력들이 수신되면, 각 무선 충전 전력들의 위상을 검출한 후 상기 복수의 무선 충전 전력들 중 제1 무선 충전 전력의 위상을 기준으로 나머지 무선 충전 전력들과의 위상 차를 연산한 후 각 위상 차만큼 상기 나머지 무선 충전 전력들의 위상을 시프트(shift)시켜 상기 복수의 무선 충전 전력들의 위상을 동일한 위상으로 변환함으로써, 상기 복수의 무선 충전 전력들이 결합되는 경우, 각 무선 충전 전력들이 동일한 위상을 갖기 때문에 큰 크기를 갖는 결합된 무선 충전 전력이 출력되도록 하여 배터리에 대해 높은 크기의 충전 전력을 공급할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치는 복수의 무선 충전 전력 송신 안테나들이 탑재되어 있는 무선 충전 전력 송신 장치로부터 전송되는 복수의 무선 충전 전력들을 수신하기 위한 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들, 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해 무선 충전 전력들이 수신되면, 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 검출하는 위상 검출부, 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들에 대한 위상 검출 결과에 기초하여 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 모두 동일한 위상으로 변환하는 위상 제어부, 상기 동일한 위상으로 변환된 무선 충전 전력들을 결합(combining)하여 결합된 무선 충전 전력을 출력하는 전력 결합부 및 상기 결합된 무선 충전 전력에 의해 생성되는 교류 전압을 정류하여 배터리를 충전하기 위한 직류 전압을 생성하고, 상기 직류 전압을 기초로 정전압과 정전류를 발생시켜 상기 정전압과 정전류를 상기 배터리로 공급함으로써, 상기 배터리를 충전시키는 충전부를 포함한다.
본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해서 복수의 무선 충전 전력들이 수신되면, 각 무선 충전 전력들의 위상을 검출한 후 상기 복수의 무선 충전 전력들 중 제1 무선 충전 전력의 위상을 기준으로 나머지 무선 충전 전력들과의 위상 차를 연산한 후 각 위상 차만큼 상기 나머지 무선 충전 전력들의 위상을 시프트(shift)시켜 상기 복수의 무선 충전 전력들의 위상을 동일한 위상으로 변환함으로써, 상기 복수의 무선 충전 전력들이 결합되는 경우, 각 무선 충전 전력들이 동일한 위상을 갖기 때문에 큰 크기를 갖는 결합된 무선 충전 전력이 출력되도록 하여 배터리에 대해 높은 크기의 충전 전력을 공급할 수 있다.
도 1은 무선 충전 전력 수신 장치가 서로 다른 위상을 갖는 무선 충전 전력들을 결합(combining)하였을 때의 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치(210)는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211), 위상 검출부(212), 위상 제어부(213), 전력 결합부(214) 및 충전부(215)를 포함한다.
복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211)은 복수의 무선 충전 전력 송신 안테나들이 탑재되어 있는 무선 충전 전력 송신 장치(230)로부터 전송되는 복수의 무선 충전 전력들을 수신한다.
위상 검출부(212)는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211)을 통해 무선 충전 전력들이 수신되면, 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211) 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 검출한다.
위상 제어부(213)는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211) 각각에서 수신된 무선 충전 전력들에 대한 위상 검출 결과에 기초하여 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211) 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 모두 동일한 위상으로 변환한다.
전력 결합부(214)는 상기 동일한 위상으로 변환된 무선 충전 전력들을 결합(combining)하여 결합된 무선 충전 전력을 출력한다.
충전부(215)는 상기 결합된 무선 충전 전력에 의해 생성되는 교류 전압을 정류하여 배터리를 충전하기 위한 직류 전압을 생성하고, 상기 직류 전압을 기초로 정전압과 정전류를 발생시켜 상기 정전압과 정전류를 상기 배터리로 공급함으로써, 상기 배터리를 충전시킨다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위상 제어부(213)는 위상 차 연산부(216) 및 위상 변환부(217)를 포함할 수 있다.
위상 차 연산부(216)는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211) 중 제1 무선 충전 전력 수신 안테나를 기준 안테나로 결정하고, 상기 제1 무선 충전 전력 수신 안테나를 통해 수신된 제1 무선 충전 전력의 제1 위상을 기준으로, 상기 제1 위상과, 나머지 무선 충전 전력 수신 안테나들(상기 나머지 무선 충전 전력 수신 안테나들은 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211) 중 상기 제1 무선 충전 전력 수신 안테나가 제외된 안테나들임) 각각을 통해 수신된 나머지 무선 충전 전력들 각각의 위상 간의 위상 차를 연산한다.
그리고, 위상 변환부(217)는 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각에 대해 연산된 위상 차를 기초로 상기 나머지 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각을 통해 수신된 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각의 위상을 각 무선 충전 전력들에 대해서 연산된 위상 차만큼 시프트(shift)시켜서 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211) 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 모두 동일한 위상으로 변환한다.
예컨대, 무선 충전 전력 수신 안테나 1을 통해서 도 1에 도시된 "1번 신호"(111)와 같은 위상을 갖는 무선 충전 전력 1이 수신되었고, 무선 충전 전력 수신 안테나 2를 통해서 도 1에 도시된 "2번 신호"(112)와 같은 위상을 갖는 무선 충전 전력 2가 수신되었다고 하는 경우, 위상 차 연산부(216)는 상기 무선 충전 전력 수신 안테나 1과 상기 무선 충전 전력 수신 안테나 2 중 어느 하나인 상기 무선 충전 전력 수신 안테나 1을 기준 안테나로 결정할 수 있다.
그러고 나서, 위상 차 연산부(216)는 상기 무선 충전 전력 수신 안테나 1을 통해 수신된 상기 무선 충전 전력 1의 위상을 기준으로, 상기 무선 충전 전력 1의 위상과 나머지 안테나인 상기 무선 충전 전력 수신 안테나 2를 통해 수신된 상기 무선 충전 전력 2의 위상 간의 위상 차를 연산할 수 있다.
이때, 위상 변환부(217)는 상기 무선 충전 전력 2에 대해서 연산된 위상 차를 기초로 상기 무선 충전 전력 2의 위상을 상기 위상 차만큼 시프트시킴으로써, 상기 무선 충전 전력 2를 도 3에 도시된 "2번 신호"(311)와 같이 변환하여 상기 무선 충전 전력 2의 위상을 상기 무선 충전 전력 1의 위상과 동일하게 변환할 수 있다.
이렇게, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 무선 충전 전력 1과 상기 무선 충전 전력 2의 위상이 동일한 위상으로 변환되면, 전력 결합부(214)는 상기 무선 충전 전력 1과 상기 무선 충전 전력 2를 서로 결합하여 도 3에 도시되어 있는 "3번 신호"(312)와 같은 형태를 갖는 결합된 무선 충전 전력을 출력할 수 있다.
그 이후, 충전부(215)는 상기 결합된 무선 충전 전력에 의해 생성되는 교류 전압을 정류하여 배터리를 충전하기 위한 직류 전압을 생성하고, 상기 직류 전압을 기초로 정전압과 정전류를 발생시켜 상기 정전압과 정전류를 상기 배터리로 공급함으로써, 상기 배터리를 충전시킬 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치(210)는 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들(211)을 통해서 복수의 무선 충전 전력들이 수신되면, 각 무선 충전 전력들의 위상을 검출한 후 상기 복수의 무선 충전 전력들 중 제1 무선 충전 전력의 위상을 기준으로 나머지 무선 충전 전력들과의 위상 차를 연산한 후 각 위상 차만큼 상기 나머지 무선 충전 전력들의 위상을 시프트시켜 상기 복수의 무선 충전 전력들의 위상을 동일한 위상으로 변환함으로써, 상기 복수의 무선 충전 전력들이 결합되는 경우, 각 무선 충전 전력들이 동일한 위상을 갖기 때문에 큰 크기를 갖는 결합된 무선 충전 전력이 출력되도록 하여 배터리에 대해 높은 크기의 충전 전력을 공급할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위상 제어부(213)는 제1 레지스터(218) 및 제2 레지스터(219)를 더 포함할 수 있고, 위상 변환부(217)는 데이터 코드 추출부(220) 및 위상 변환 처리부(221)를 포함할 수 있다.
제1 레지스터(218)는 n(n은 자연수)개로 구분된 위상 차에 대한 하한 값과 상한 값을 규정한 미리 정해진 서로 다른 위상 차 범위들 각각에 대해, n비트의 서로 다른 데이터 코드들이 대응되어 저장되어 있는 위상 차 테이블을 저장하여 유지한다.
예컨대, 제1 레지스터(218)에는 하기의 표 1과 같은 정보가 저장되어 있는 위상 차 테이블이 저장되어 있을 수 있다.
서로 다른 위상 차 범위들 데이터 코드
0˚~5˚ 0000
5˚~10˚ 0001
10˚~15˚ 0010
... ...
제2 레지스터(219)는 상기 n비트의 서로 다른 데이터 코드들 각각에 대해, 위상 시프트를 위한 미리 정해진 서로 다른 시프트 값이 대응되어 저장되어 있는 시프트 테이블을 저장하여 유지한다.
예컨대, 제2 레지스터(219)에는 하기의 표 2와 같은 정보가 저장되어 있는 위상 차 테이블이 저장되어 있을 수 있다.
데이터 코드 시프트 값
0000 3˚
0001 7˚
0010 13˚
... ...
이때, 데이터 코드 추출부(220)는 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각에 대한 위상 차의 연산이 완료되면, 상기 위상 차 테이블을 참조하여 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각에 대해 연산된 위상 차 각각이 속해 있는 위상 차 범위에 대응되어 저장되어 있는 데이터 코드들을 추출한다.
그리고, 위상 변환 처리부(221)는 상기 시프트 테이블을 참조하여 상기 추출된 데이터 코드들 각각에 대응되어 저장되어 있는 시프트 값들을 추출하여 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각의 위상을 상기 추출된 시프트 값들 중 대응되는 시프트 값만큼 시프트시킨다.
예컨대, 무선 충전 전력 수신 안테나 1을 통해서 수신된 무선 충전 전력 1과 무선 충전 전력 수신 안테나 2를 통해서 수신된 무선 충전 전력 2 간의 위상 차가 "12˚"이고, 상기 무선 충전 전력 수신 안테나 1이 기준 안테나라고 하는 경우, 데이터 코드 추출부(220)는 상기 표 1과 같은 위상 차 테이블을 참조하여 상기 무선 충전 전력 2에 대해서 연산된 위상 차인 "12˚"가 속해 있는 위상 차 범위인 10˚~15˚에 대응되어 저장되어 있는 데이터 코드인 "0010"을 추출할 수 있다.
그러고 나서, 위상 변환 처리부(221)는 상기 시프트 테이블을 참조하여 "0010"에 대응되어 저장되어 있는 시프트 값인 "13˚"를 추출하여 상기 무선 충전 전력 2의 위상을 "13˚"만큼 시프트시킬 수 있다.
보통, 무선 충전 전력 수신 장치는 전자 회로로 구성되는데, 이러한 전자 회로 자체에서는 각 무선 충전 전력들에 대한 위상 변환을 매우 세밀하게 조정하기가 쉽지 않기 때문에, 각 무선 충전 전력들의 위상을 완전히 동일하게 만드는 데에는 한계가 존재한다. 이로 인해, 본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치(210)는 각 무선 충전 전력들의 위상을 거의 동일하게 만들도록 하기 위한 제어 방식으로, 소정의 위상 차 범위들 각각에 대해 n비트의 서로 다른 데이터 코드를 저장해 둔 위상 차 테이블과 상기 n비트의 서로 다른 데이터 코드들 각각에 대응하는 시프트 값을 저장해 둔 시프트 테이블을 구축해 둠으로써, 무선 충전 전력들에 대한 위상 차 연산이 완료되면, 상기 위상 차 테이블로부터 해당 위상 차가 속해 있는 위상 차 범위에 대응하는 데이터 코드를 추출하고, 상기 시프트 테이블로부터 상기 추출된 데이터 코드에 대응하는 시프트 값을 추출한 후 상기 시프트 값만큼 각 무선 충전 전력들의 위상을 변환함으로써, 각 무선 충전 전력들의 위상이 거의 동일한 위상을 갖도록 처리할 수 있다.
만약, 각 무선 충전 전력들의 위상 변환을 보다 세밀하게 조정할 수 있도록 하기 위해서는 제1 레지스터(218)에 저장되어 있는 위상 차 테이블 상에 저장될 데이터 코드의 크기를 더 크게 설정하고, 이에 따라 상기 위상 차 테이블 상에 저장될 위상 차 범위들을 더욱 세밀하게 구분함과 동시에 제2 레지스터(219)에 저장되어 있는 시프트 테이블에 저장될 시프트 값들도 상기 데이터 코드에 따라 더욱 세밀하게 구분해서 저장해 두면 된다. 다만, 이 경우, 상기 위상 차 테이블과 상기 시프트 테이블의 데이터 크기도 증가하기 때문에 제1 레지스터(218)와 제2 레지스터(219)가 저장할 수 있는 데이터 용량을 함께 고려해야 할 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치(210)는 필요 전력 산출부(222), 소모 전력 센싱부(223), 확인부(224) 및 신호 전송부(225)를 더 포함할 수 있다.
필요 전력 산출부(222)는 상기 배터리에 대한 충전이 시작되면, 상기 배터리의 충전 전력 잔량을 확인하여 상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 상기 배터리의 충전을 위한 필요 전력을 산출한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 필요 전력 산출부(222)는 상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 미리 정해진 서로 다른 상태들 별로 상기 배터리의 충전에 필요한 미리 정해진 필요 전력 값들이 기록되어 있는 필요 전력 테이블을 참조하여 상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 상태에 대응하는 상기 필요 전력을 산출할 수 있다.
예컨대, 상기 필요 전력 테이블에는 하기의 표 3과 같이 정보가 기록되어 있을 수 있다.
배터리의 충전 전력 잔량 배터리의 상태 필요 전력 값
0%~20% 낮음 10W
20%~60% 보통 6W
60%~100% 높음 3W
이때, 필요 전력 산출부(222)는 상기 표 3과 같은 필요 전력 테이블을 참조하여 상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 상태에 대응하는 상기 필요 전력을 산출할 수 있다.
소모 전력 센싱부(223)는 무선 충전 전력 수신 장치(210)의 동작에 따른 시스템 소모 전력을 센싱한다.
확인부(224)는 상기 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하는지 여부를 확인한다.
신호 전송부(225)는 상기 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하지 않는 것으로 확인된 경우, 무선 충전 전력 송신 장치(230)에 대해 무선 충전 전력의 전송 신호 세기를 향상시킬 것을 요구하는 신호 세기 향상 요구 신호를 전송한다.
즉, 본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치(210)는 전력 결합부(214)를 통해 출력되는 결합된 무선 충전 전력의 크기가 배터리에 공급되어야 할 필요 전력과 무선 충전 전력 수신 장치(210) 자체의 소모 전력의 합보다 작은 경우, 상기 배터리에 대한 정상적인 충전이 불가능하기 때문에 무선 충전 전력 송신 장치(230)에 대해 무선 충전 전력의 전송 신호 세기를 향상시킬 것을 요구하는 상기 신호 세기 향상 요구 신호를 전송함으로써, 무선 충전 전력 송신 장치(230)가 더 높은 크기를 갖는 무선 충전 전력을 전송하도록 유도할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 확인부(224)는 상기 신호 세기 향상 요구 신호가 전송된 이후 미리 정해진 기준 시간 동안 전력 결합부(214)를 통해 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하는지 여부를 확인하여 상기 기준 시간 이내에 상기 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하지 않는 것으로 확인되는 경우, 상기 배터리에 대한 충전 불가 신호를 생성할 수 있다.
이때, 신호 전송부(225)는 상기 배터리에 대한 충전 불가 신호가 생성되면, 무선 충전 전력 송신 장치(230)에 대해 무선 충전 전력의 송신에 대한 중단을 요구하는 충전 중단 요구 신호를 전송할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치(210)는 무선 충전 전력 송신 장치(230)에 대해 상기 신호 세기 향상 요구 신호를 전송했음에도 불구하고, 상기 배터리에 공급되어야 할 무선 충전 전력의 크기가 커지지 않는다면, 무선 충전에 문제가 있는 것으로 판단하고, 무선 충전 전력 송신 장치(230)에 대해 무선 충전 전력의 송신에 대한 중단을 요구하는 충전 중단 요구 신호를 전송함으로써, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 복수의 무선 충전 전력 송신 안테나들이 탑재되어 있는 무선 충전 전력 송신 장치로부터 전송되는 복수의 무선 충전 전력들을 수신하기 위한 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들;
    상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들을 통해 무선 충전 전력들이 수신되면, 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 검출하는 위상 검출부;
    상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들에 대한 위상 검출 결과에 기초하여 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 모두 동일한 위상으로 변환하는 위상 제어부;
    상기 동일한 위상으로 변환된 무선 충전 전력들을 결합(combining)하여 결합된 무선 충전 전력을 출력하는 전력 결합부; 및
    상기 결합된 무선 충전 전력에 의해 생성되는 교류 전압을 정류하여 배터리를 충전하기 위한 직류 전압을 생성하고, 상기 직류 전압을 기초로 정전압과 정전류를 발생시켜 상기 정전압과 정전류를 상기 배터리로 공급함으로써, 상기 배터리를 충전시키는 충전부
    를 포함하는 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위상 제어부는
    상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 중 제1 무선 충전 전력 수신 안테나를 기준 안테나로 결정하고, 상기 제1 무선 충전 전력 수신 안테나를 통해 수신된 제1 무선 충전 전력의 제1 위상을 기준으로, 상기 제1 위상과, 나머지 무선 충전 전력 수신 안테나들 - 상기 나머지 무선 충전 전력 수신 안테나들은 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 중 상기 제1 무선 충전 전력 수신 안테나가 제외된 안테나들임 - 각각을 통해 수신된 나머지 무선 충전 전력들 각각의 위상 간의 위상 차를 연산하는 위상 차 연산부; 및
    상기 나머지 무선 충전 전력들 각각에 대해 연산된 위상 차를 기초로 상기 나머지 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각을 통해 수신된 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각의 위상을 각 무선 충전 전력들에 대해서 연산된 위상 차만큼 시프트(shift)시켜서 상기 복수의 무선 충전 전력 수신 안테나들 각각에서 수신된 무선 충전 전력들의 위상을 모두 동일한 위상으로 변환하는 위상 변환부
    를 포함하는 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위상 제어부는
    n(n은 자연수)개로 구분된 위상 차에 대한 하한 값과 상한 값을 규정한 미리 정해진 서로 다른 위상 차 범위들 각각에 대해, n비트의 서로 다른 데이터 코드들이 대응되어 저장되어 있는 위상 차 테이블을 저장하여 유지하는 제1 레지스터; 및
    상기 n비트의 서로 다른 데이터 코드들 각각에 대해, 위상 시프트를 위한 미리 정해진 서로 다른 시프트 값이 대응되어 저장되어 있는 시프트 테이블을 저장하여 유지하는 제2 레지스터
    를 더 포함하고,
    상기 위상 변환부는
    상기 나머지 무선 충전 전력들 각각에 대한 위상 차의 연산이 완료되면, 상기 위상 차 테이블을 참조하여 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각에 대해 연산된 위상 차 각각이 속해 있는 위상 차 범위에 대응되어 저장되어 있는 데이터 코드들을 추출하는 데이터 코드 추출부; 및
    상기 시프트 테이블을 참조하여 상기 추출된 데이터 코드들 각각에 대응되어 저장되어 있는 시프트 값들을 추출하여 상기 나머지 무선 충전 전력들 각각의 위상을 상기 추출된 시프트 값들 중 대응되는 시프트 값만큼 시프트시키는 위상 변환 처리부
    를 포함하는 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리에 대한 충전이 시작되면, 상기 배터리의 충전 전력 잔량을 확인하여 상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 상기 배터리의 충전을 위한 필요 전력을 산출하는 필요 전력 산출부;
    상기 무선 충전 전력 수신 장치의 동작에 따른 시스템 소모 전력을 센싱하는 소모 전력 센싱부;
    상기 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하는지 여부를 확인하는 확인부; 및
    상기 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하지 않는 것으로 확인된 경우, 상기 무선 충전 전력 송신 장치에 대해 무선 충전 전력의 전송 신호 세기를 향상시킬 것을 요구하는 신호 세기 향상 요구 신호를 전송하는 신호 전송부
    를 더 포함하는 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필요 전력 산출부는
    상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 미리 정해진 서로 다른 상태들 별로 상기 배터리의 충전에 필요한 미리 정해진 필요 전력 값들이 기록되어 있는 필요 전력 테이블을 참조하여 상기 배터리의 충전 전력 잔량에 따른 상태에 대응하는 상기 필요 전력을 산출하고,
    상기 확인부는
    상기 신호 세기 향상 요구 신호가 전송된 이후 미리 정해진 기준 시간 동안 상기 전력 결합부를 통해 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하는지 여부를 확인하여 상기 기준 시간 이내에 상기 결합된 무선 충전 전력의 크기가 상기 필요 전력과 상기 시스템 소모 전력의 합을 초과하지 않는 것으로 확인되는 경우, 상기 배터리에 대한 충전 불가 신호를 생성하며,
    상기 신호 전송부는
    상기 배터리에 대한 충전 불가 신호가 생성되면, 상기 무선 충전 전력 송신 장치에 대해 무선 충전 전력의 송신에 대한 중단을 요구하는 충전 중단 요구 신호를 전송하는 복수의 수신 안테나들을 갖는 무선 충전 전력 수신 장치.
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