WO2025028748A1 - 출력 전압을 변경하기 위한 무선 충전기 - Google Patents

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하민철
손계익
이경민
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    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer

Definitions

  • An embodiment of the present disclosure relates to a wireless charger for changing an output voltage of a power signal output to a power receiving device.
  • a wireless charger can receive a power signal from a power supply device (e.g., a travel adapter (TA)), convert the current of the received power signal from DC (direct current) to AC (alternating current) using an inverter, and transmit it to a power receiving device (e.g., a smartphone, a wireless earphone charging case) through a coil.
  • a power supply device e.g., a travel adapter (TA)
  • DC direct current
  • AC alternating current
  • a power receiving device e.g., a smartphone, a wireless earphone charging case
  • the wireless charger can fix the voltage value of a power signal to be transmitted from the power supply device to the wireless charger through power delivery (PD) communication with the power supply device.
  • the wireless charger can receive a power signal having a fixed voltage value from the power supply device.
  • the wireless charger can include a power conversion circuit configured to convert the voltage value of the received power signal into a voltage value required by the power receiving device and output the converted power to an inverter.
  • the power conversion circuit can include a buck-boost converter configured by a combination of an inductor having a characteristic of charging current, a capacitor having a characteristic of charging voltage, and a switch for controlling a ratio of an output voltage output to the inverter to an input voltage input from the power supply device.
  • While the power conversion circuit converts the voltage value of the power signal to be transmitted to the power receiving device, heat may be generated in the inductor. The greater the input current value of the power signal input from the power supply device, the more severe the heat generation in the inductor may be.
  • the inductor wire becomes thicker, the resistance of the inductor (e.g., Ron resistance) can be lowered. Accordingly, heat loss in the inductor can be reduced and charging efficiency (e.g., the ratio of the output power output to the power receiving device to the input power input from the power supply device) can be increased.
  • charging efficiency e.g., the ratio of the output power output to the power receiving device to the input power input from the power supply device
  • the wireless charger can become thicker.
  • the thickness of the inductor mounted on the PBA (printed board assembly) of the wireless charger can affect the thickness of the wireless charger. For example, in order to provide 15 W of power to the power receiving device, an inductor having a thickness of about 3 mm or more can be configured in the power conversion circuit.
  • Various embodiments of the present disclosure can provide a wireless charger that can minimize energy loss due to heat when power received from a power supply device is provided to a power receiving device.
  • Various embodiments of the present disclosure can provide a wireless charger with a thin thickness.
  • a wireless charger may include a coil; a connector including a power terminal and a data terminal; a power transmission circuit connected to the power terminal and configured to convert current of a power signal received from a power supply device through the power terminal from direct current (DC) to alternating current (AC) and output the converted current to the coil; a communication circuit connected to the data terminal and the coil and configured to communicate with the power supply device through the data terminal and to communicate with a power receiving device through the coil; a control circuit configured to control the power transmission circuit and the communication circuit; and a power supply circuit connected to the power terminal and configured to supply a power signal received from the power supply device through the power terminal to the communication circuit and the control circuit.
  • DC direct current
  • AC alternating current
  • control circuit can control the communication circuit to output a second request message to the power supply device through the data terminal, requesting to lower an input voltage of a power signal input from the power supply device through the power terminal, based on the communication circuit receiving a first request message requesting to lower an output voltage of a power signal output to the power receiving device through the coil.
  • the control circuit can control the communication circuit to output a fourth request message to the power supply device through the data terminal, requesting to raise the input voltage, based on the communication circuit receiving a third request message requesting to raise the output voltage.
  • control circuit may control the communication circuit to output a second request message, requesting to lower an input voltage of a power signal input from the power supply device through the power terminal, to the power supply device through the data terminal, as a result of the communication circuit receiving a first request message requesting to lower an output voltage of a power signal output to the power receiving device through the coil.
  • the control circuit may control the communication circuit to output a fourth request message, requesting to raise the input voltage, to the power supply device through the data terminal, as a result of the communication circuit receiving a third request message requesting to raise the output voltage.
  • a method of operating a wireless charger may include receiving a message requesting to change an output voltage of a power signal output to a power receiving device through a coil of the wireless charger.
  • the method may include outputting a message requesting to change an input voltage of a power signal input from a power supply device through a power terminal of the wireless charger to the power supply device through a data terminal of the wireless charger based on the reception of the message requesting to change the output voltage.
  • the operation of outputting the message requesting to change the input voltage may include: outputting a second request message requesting to lower the input voltage to the power supply device through the data terminal based on the reception of a first request message requesting to lower the output voltage; and outputting a fourth request message requesting to increase the input voltage to the power supply device through the data terminal based on the reception of a third request message requesting to increase the output voltage.
  • a wireless charger can minimize energy loss due to heat when providing power received from a power supply device to a power receiving device.
  • the thickness of the wireless charger can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device within a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wireless charging system according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating operations for supplying power from a power supply device to a power receiving device through a wireless charger according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger for changing a voltage value of a power signal input from a power supply device based on a request from a power receiving device according to one embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger for lowering an output voltage of the wireless charger based on a request of a power receiving device according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger for increasing an output voltage of the wireless charger based on a request from a power receiving device, according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger for lowering an output voltage of the wireless charger based on a request from a power receiving device, according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger for increasing an output voltage of the wireless charger based on a request from a power receiving device, according to one embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device (101) in a network environment (100) according to various embodiments.
  • the electronic device (101) may communicate with the electronic device (102) via a first network (198) (e.g., a short-range wireless communication network) or may communicate with at least one of the electronic device (104) or the server (108) via a second network (199) (e.g., a long-range wireless communication network).
  • the electronic device (101) may communicate with the electronic device (104) via the server (108).
  • the electronic device (101) may include a processor (120), a memory (130), an input module (150), an audio output module (155), a display module (160), an audio module (170), a sensor module (176), an interface (177), a connection terminal (178), a haptic module (179), a camera module (180), a power management module (188), a battery (189), a communication module (190), a subscriber identification module (196), or an antenna module (197).
  • the electronic device (101) may omit at least one of these components (e.g., the connection terminal (178)), or may have one or more other components added.
  • some of these components e.g., the sensor module (176), the camera module (180), or the antenna module (197) may be integrated into one component (e.g., the display module (160)).
  • the processor (120) may control at least one other component (e.g., a hardware or software component) of the electronic device (101) connected to the processor (120) by executing, for example, software (e.g., a program (140)), and may perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least a part of the data processing or calculations, the processor (120) may store a command or data received from another component (e.g., a sensor module (176) or a communication module (190)) in the volatile memory (132), process the command or data stored in the volatile memory (132), and store result data in the nonvolatile memory (134).
  • a command or data received from another component e.g., a sensor module (176) or a communication module (190)
  • the processor (120) may include a main processor (121) (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor (123) (e.g., a graphic processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor) that can operate independently or together therewith.
  • a main processor (121) e.g., a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor (123) e.g., a graphic processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor
  • the secondary processor (123) may be configured to use lower power than the main processor (121) or to be specialized for a given function.
  • the secondary processor (123) may be implemented separately from the main processor (121) or as a part thereof.
  • the auxiliary processor (123) may control at least a portion of functions or states associated with at least one of the components of the electronic device (101) (e.g., the display module (160), the sensor module (176), or the communication module (190)), for example, on behalf of the main processor (121) while the main processor (121) is in an inactive (e.g., sleep) state, or together with the main processor (121) while the main processor (121) is in an active (e.g., application execution) state.
  • the auxiliary processor (123) e.g., an image signal processor or a communication processor
  • the auxiliary processor (123) may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • the artificial intelligence models may be generated through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device (101) itself on which the artificial intelligence model is executed, or may be performed through a separate server (e.g., server (108)).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but is not limited to the examples described above.
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • the artificial neural network may be one of a deep neural network (DNN), a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), a restricted Boltzmann machine (RBM), a deep belief network (DBN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), deep Q-networks, or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • the artificial intelligence model may additionally or alternatively include a software structure.
  • the memory (130) can store various data used by at least one component (e.g., processor (120) or sensor module (176)) of the electronic device (101).
  • the data can include, for example, software (e.g., program (140)) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory (130) can include volatile memory (132) or nonvolatile memory (134).
  • the program (140) may be stored as software in memory (130) and may include, for example, an operating system (142), middleware (144), or an application (146).
  • the input module (150) can receive commands or data to be used in a component of the electronic device (101) (e.g., a processor (120)) from an external source (e.g., a user) of the electronic device (101).
  • the input module (150) can include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (e.g., a button), or a digital pen (e.g., a stylus pen).
  • the audio output module (155) can output an audio signal to the outside of the electronic device (101).
  • the audio output module (155) can include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver can be implemented separately from the speaker or as a part thereof.
  • the display module (160) can visually provide information to an external party (e.g., a user) of the electronic device (101).
  • the display module (160) can include, for example, a display, a holographic device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module (160) can include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module (170) can convert sound into an electrical signal, or vice versa, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module (170) can obtain sound through an input module (150), or output sound through an audio output module (155), or an external electronic device (e.g., an electronic device (102)) (e.g., a speaker or a headphone) directly or wirelessly connected to the electronic device (101).
  • an electronic device e.g., an electronic device (102)
  • a speaker or a headphone directly or wirelessly connected to the electronic device (101).
  • the sensor module (176) can detect an operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device (101) or an external environmental state (e.g., user state) and generate an electric signal or data value corresponding to the detected state.
  • the sensor module (176) can include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface (177) may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device (101) with an external electronic device (e.g., the electronic device (102)).
  • the interface (177) may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • connection terminal (178) may include a connector through which the electronic device (101) may be physically connected to an external electronic device (e.g., the electronic device (102)).
  • the connection terminal (178) may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (e.g., a headphone connector).
  • the haptic module (179) can convert an electrical signal into a mechanical stimulus (e.g., vibration or movement) or an electrical stimulus that a user can perceive through a tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module (179) can include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module (180) can capture still images and moving images.
  • the camera module (180) can include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module (188) can manage power supplied to the electronic device (101).
  • the power management module (188) can be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery (189) can power at least one component of the electronic device (101).
  • the battery (189) can include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module (190) may support establishment of a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device (101) and an external electronic device (e.g., the electronic device (102), the electronic device (104), or the server (108)), and performance of communication through the established communication channel.
  • the communication module (190) may operate independently from the processor (120) (e.g., the application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module (190) may include a wireless communication module (192) (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a GNSS (global navigation satellite system) communication module) or a wired communication module (194) (e.g., a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a wireless communication module (192) e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a GNSS (global navigation satellite system) communication module
  • a wired communication module (194) e.g., a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • a corresponding communication module may communicate with an external electronic device (104) via a first network (198) (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (199) (e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)).
  • a first network (198) e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network (199) e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)
  • a computer network e.g.,
  • the wireless communication module (192) may use subscriber information (e.g., international mobile subscriber identity (IMSI)) stored in the subscriber identification module (196) to identify or authenticate the electronic device (101) within a communication network such as the first network (198) or the second network (199).
  • subscriber information e.g., international mobile subscriber identity (IMSI)
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • the wireless communication module (192) can support a 5G network and next-generation communication technology after a 4G network, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • the NR access technology can support high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), terminal power minimization and connection of multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency communications
  • the wireless communication module (192) can support, for example, a high-frequency band (e.g., mmWave band) to achieve a high data transmission rate.
  • a high-frequency band e.g., mmWave band
  • the wireless communication module (192) may support various technologies for securing performance in a high-frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module (192) may support various requirements specified in an electronic device (101), an external electronic device (e.g., electronic device (104)), or a network system (e.g., second network (199)).
  • the wireless communication module (192) may support a peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for eMBB realization, a loss coverage (e.g., 164 dB or less) for mMTC realization, or a U-plane latency (e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL) each, or 1 ms or less for round trip) for URLLC realization.
  • a peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • a loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL) each, or 1 ms or less for round trip
  • the antenna module (197) can transmit or receive signals or power to or from the outside (e.g., an external electronic device).
  • the antenna module (197) can include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (e.g., a PCB).
  • the antenna module (197) can include a plurality of antennas (e.g., an array antenna).
  • at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network (198) or the second network (199) can be selected from the plurality of antennas by, for example, the communication module (190).
  • a signal or power can be transmitted or received between the communication module (190) and the external electronic device through the selected at least one antenna.
  • another component e.g., a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module (197) may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module may include a printed circuit board, an RFIC positioned on or adjacent a first side (e.g., a bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., a mmWave band), and a plurality of antennas (e.g., an array antenna) positioned on or adjacent a second side (e.g., a top side or a side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high-frequency band.
  • a first side e.g., a bottom side
  • a plurality of antennas e.g., an array antenna
  • peripheral devices e.g., a bus, a general purpose input and output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device (101) and an external electronic device (104) via a server (108) connected to a second network (199).
  • Each of the external electronic devices (102 or 104) may be the same or a different type of device as the electronic device (101).
  • all or part of the operations executed in the electronic device (101) may be executed in one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108). For example, when the electronic device (101) is to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device (101) may, instead of or in addition to executing the function or service itself, request one or more external electronic devices to perform at least a part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that receive the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (101).
  • the electronic device (101) may process the result as is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device (101) may provide an ultra-low latency service by using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device (104) may include an IoT (Internet of Things) device.
  • the server (108) may be an intelligent server using machine learning and/or a neural network.
  • the external electronic device (104) or the server (108) may be included in the second network (199).
  • the electronic device (101) can be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wireless charging system according to one embodiment.
  • the wireless charging system may include a power supply device (201), a power reception device (202) (e.g., the electronic device (101) of FIG. 1), and a wireless charger (203).
  • the wireless charger (203) may include a connector (210), a power transmission circuit (220), a coil (230), a first communication circuit (240), a second communication circuit (250), a power supply circuit (260), and a control circuit (299).
  • the wireless charger (203) may receive power from the power supply device (201) through a cable (e.g., a USB Type-C cable) (204) and transmit the power to the power reception device (202) through the coil (230).
  • the wireless charger (203) may perform data communication with the power supply device (201) for receiving power through the connector (210).
  • the wireless charger (203) can perform data communication with a power receiving device (202) for power transmission through a coil (230).
  • a power supply device e.g., a travel adapter (201) (e.g., an electronic device (102) of FIG. 1) can convert a current characteristic of a power signal input from an external power source from alternating current (AC) to direct current (DC) and adjust a voltage of the power signal to a specified voltage value.
  • the power supply device (201) can be electrically connected to a wireless charger (203) via a cable (204).
  • the power supply device (201) can transmit a power signal whose voltage is adjusted and whose current characteristic is converted to DC to the wireless charger (203) via the cable (204).
  • the power supply device (201) may support a PPS (programmable power supply) function that adjusts the voltage value of the power signal according to a request of the external device while transmitting the power signal to the external device.
  • the power supply device (201) may transmit a power signal having a voltage value requested by the wireless charger (203) in a specified voltage range (e.g., 3.3 to 11 V, 3.3 to 16 V, or 3.3 to 21 V) to the wireless charger (203).
  • the power supply device (201) may transmit a power signal having a fixed voltage value to the external device.
  • the power supply device (201) may transmit a PDO (power data objects) list to the wireless charger (203) through the cable (210).
  • the power supply device (201) can transmit a power signal having a fixed voltage value (e.g., 5 V, 9 V, 15 V, or 20 V) selected from the PDO list to the wireless charger (203).
  • a fixed voltage value e.g., 5 V, 9 V, 15 V, or 20 V
  • the fixed voltage value can mean that the voltage is fixed when the power supply device (201) supplies power to the wireless charger (203).
  • the connector (210) may include a data terminal (211) for data communication with the power supply device (201) and a power terminal (213) for receiving a power signal from the power supply device (201).
  • the connector (210) may include a socket according to a universal serial bus (USB) Type-C.
  • the socket may be combined with a plug of a cable (204).
  • the VBUS pin may be used as a power terminal (213)
  • the CC (configuration channel) pin and/or the differential signal pin (DP (D+), DN (D-)) may be used as a data terminal (211).
  • the power transmission circuit (220) may be electrically connected to the power terminal (213) and configured to convert the current of a power signal received from the power supply device (201) through the power terminal (213) from DC to AC in order to wirelessly transmit the power signal through the coil (230).
  • connection may not only mean a direct connection between components but may also mean that there is another component (e.g., a resistor, an inductor, etc.) between the components and that there is an electrical connection.
  • the power transmission circuit (220) may include an inverter (e.g., a full bridge circuit) (221) configured to periodically change the direction of the current.
  • the inverter (221) may include four switches (S1, S2, S3, S4).
  • One end (a1) of S1 and one end (b1) of S2 may be connected to a power terminal (213), and one end (c1) of S3 and one end (d1) of S4 may be connected to the other end (a2) of S1 and the other end (b2) of S2, respectively.
  • the other end (c2) of S3 and the other end (d2) of S4 may be connected to ground (e.g., a GND pin in the connector (210)).
  • the other end (a2) of S1 and one end (c1) of S3 may be connected to one end (230a) of the coil (230).
  • the other end (b2) of S2 and one end (d1) of S4 may be connected to the other end (230b) of the coil (230).
  • S2 and S3 When S1 and S4 are in a closed state (or an ON state), conversely, S2 and S3 may be in an open state (or an OFF state) (hereinafter, a first switching state). When S1 and S4 are in an open state, S2 and S3 may be in a closed state (hereinafter, a second switching state).
  • the control circuit (299) may control the inverter (221) so that the first switching state and the second switching state are periodically repeated according to a wireless charging standard (e.g., according to a frequency band (e.g., about 110 to 148 kHz) specified in a national standard (e.g., EN 300-330-1)).
  • the current of the power signal received by the power transmission circuit (220) may be converted from DC to AC by the inverter (221) and transmitted to the power reception device (202) through the coil (230).
  • Each switch may include, for example, a FET (field effect transistor).
  • the drain terminal and the source terminal of the FET may correspond to the one end and the other end described above.
  • the control circuit (299) can close the switch by outputting a first control signal (e.g., a signal having a designated first voltage level) to the gate terminal of the FET.
  • the control circuit (299) can open the switch by outputting a second control signal (e.g., a signal having a designated second voltage level lower than the first voltage level) to the gate terminal of the FET.
  • the power transmission circuit (220) can change the voltage value of the power signal output from the power transmission circuit (220) to the power reception device (202) through the coil (230) based on the control of the control circuit (229).
  • the control circuit (299) can increase the frequency of the power signal output from the inverter (221) to the coil (230) by shortening the period of the first switching state and the second switching state.
  • the frequency of the power signal increases, the resistance of the coil (230) increases, and accordingly, the voltage of the power signal output from the inverter (221) to the coil (230) can decrease.
  • control circuit (299) can decrease the frequency of the power signal output from the inverter (221) to the coil (230) by lengthening the period of the first switching state and the second switching state. As the frequency of the power signal decreases, the resistance of the coil (230) decreases, and accordingly, the voltage of the power signal output from the inverter (221) to the coil (230) may increase.
  • the coil (230) may be a spiral-type coil that is wound several times clockwise or counterclockwise around an axis perpendicular to a plane on which the power receiving device (202) is placed on the charging pad of the wireless charger (203).
  • a power signal may be supplied from the wireless charger (203) to the power receiving device (202) by electrical coupling between the coil (230) and the coil (201a) of the power receiving device (202).
  • the coil (230) may be used as an antenna for data communication (e.g., in-band communication) between the wireless charger (203) and the power receiving device (202).
  • a first communication circuit (e.g., a USB controller) (240) is connected to a data terminal (211) and can identify the type of an external device connected to the connector (210) based on data received from the external device through the data terminal (211).
  • the first communication circuit (240) can transmit identification information indicating the type of the external device to the control circuit (299).
  • the control circuit (299) based on the identification information, can perform an operation of negotiating between a source that supplies power and a sink that receives power among the external device and the wireless charger (203) by performing communication according to a protocol specified for PD (power delivery) communication with the external device through the communication circuit (350).
  • the control circuit (299) may perform an operation of negotiating a voltage value of a power signal to be transmitted from the power supply device (201) by performing communication with the power supply device (201) through the first communication circuit (240) according to a PD communication protocol (e.g., power data objects (PDO) or programmable power supply (PPS)).
  • the control circuit (299) may control the first communication circuit (240) to transmit a message requesting that the power supply device (201) transmit a power signal having a voltage value determined by the negotiation result.
  • a PD communication protocol e.g., power data objects (PDO) or programmable power supply (PPS)
  • the second communication circuit (250) is connected to the coil (230) and can perform data communication with the power receiving device (202) through the coil (230).
  • the second communication circuit (250) can receive a data signal from the control circuit (299), load the received data signal onto a power signal transmitted to the power receiving device (202), and transmit the data signal to the power receiving device (202).
  • a technique of modulating the amplitude and/or frequency of the power signal can be used, for example.
  • the second communication circuit (250) can receive the data signal from the power receiving device (202) through the coil (230).
  • the second communication circuit (250) can obtain a data signal transmitted by the power receiving device (202) to the wireless charger (203) through its coil (201a) by demodulating a power signal transmitted from the coil (230) of the wireless charger (203) to the coil (201a) of the power receiving device (202).
  • the second communication circuit (250) can transmit the data signal obtained from the power signal to the control circuit (299).
  • the power supply circuit (260) may be connected to the power terminal (213) and driven by a power signal received from the power supply device (201) through the power terminal (213).
  • the power supply circuit (260) may be configured to output the power signal received from the power supply device (201) through the power terminal (213) to the first communication circuit (240), the second communication circuit (250), and the control circuit (299) as driving power for driving the first communication circuit (240), the second communication circuit (250), and the control circuit (299).
  • the power supply circuit (260) may include a DC-DC converter for adjusting a voltage (output voltage) of the power signal output from the power supply circuit (260).
  • the power supply circuit (260) may include a buck converter that lowers the output voltage compared to the voltage (input voltage) of a power signal received from the power supply device (201) via the power terminal (213).
  • the power supply circuit (260) may include a boost converter that increases the output voltage compared to the input voltage.
  • a specified voltage value e.g., 5 V
  • the power supply circuit (260) may lower the output voltage to the specified voltage value using the buck converter and output the power signal having the lowered output voltage to the first communication circuit (240), the second communication circuit (250), and the control circuit (299).
  • the power supply circuit (260) can, when receiving a power signal having an input voltage lower than a specified voltage value (e.g., 5 V), increase the output voltage using a boost converter to the specified voltage value and output a power signal having the increased output voltage to the first communication circuit (240), the second communication circuit (250), and the control circuit (299).
  • a specified voltage value e.g., 5 V
  • the control circuit (299) can be woken up by the driving power supplied from the power supply circuit (260) and perform data communication with the power supply device (201) using the first communication circuit (240).
  • the control circuit (299) can identify whether the power supply device (201) is a PPS (programmable power supply) supporting model through data communication with the power supply device (201).
  • the control circuit (299) can receive information indicating specifications of power that the power supply device (302) can supply from the power supply device (201) through the first communication circuit (240).
  • the control circuit (299) can identify the power supply device (201) as a PPS supporting model.
  • the received information may include, for example, a list of power data objects (PDOs), which are information indicating a fixed voltage value and a corresponding rated current value.
  • PDOs power data objects
  • the received PDO list may include information indicating “15W (5V*3A), 27W (9V*3A), 45W (15V*3A), 60W (20V*3A), or 65W (20V*3.25A)” as the supplyable power.
  • the control circuit (299) may identify the power supply device (201) as a non-PPS-supporting model based on the fact that the information received from the power supply device (201) includes only a PDO list without PPS information.
  • the control circuit (299) may receive a feedback signal for controlling power supply from the power receiving device (202) through the coil (230) while a power signal is transmitted from the wireless charger (203) to the power receiving device (202) through the coil (230) through the second communication circuit (250).
  • the feedback signal may include a control error packet (CEP) defined in the WPC standard.
  • CEP control error packet
  • the control error packet may include a control error value (CEV).
  • the CEV may be an integer included between -127 and +128.
  • the control circuit (299) can change the voltage (output voltage) of the power signal output from the power transmitting circuit (220) to the power receiving device (202) through the coil (230) based on the CEV received from the power receiving device (202) while the power transmitting circuit (220) outputs the power signal to the power receiving device (202) through the coil (230).
  • the CEV can include a value determined by the difference between a rectified voltage value obtained by the power receiving device (202) by rectifying the power signal received through the coil (201a) and a target voltage value specified by the power receiving device (302).
  • the target voltage value can be, for example, the voltage of the battery of the power receiving device (202) when it is fully charged.
  • a full charge can mean a state of charge (SOC) when the charge amount of the battery reaches 100%, which is a set maximum capacity, without concern of damage or explosion.
  • SOC state of charge
  • the CEV may be set to “0” by the power receiving device (202).
  • the control circuit (299) may maintain the output voltage without change when a CEP with a CEV of ‘0’ is received from the power receiving device (202) through the second communication circuit (250).
  • the power receiving device (202) may transmit a CEP including a negative CEV to the wireless charger (203) in order to lower the power value for charging the battery.
  • the control circuit (299) may control the power supply device (201) and/or the power transmission circuit (220) to lower the output voltage.
  • the power receiving device (202) may transmit a CEP including a positive CEV to the wireless charger (203) in order to increase the power value for charging the battery.
  • the control circuit (299) can control the power supply device (201) and/or the power transmission circuit (220) to increase the output voltage.
  • the control circuit (299) can control the power transmission circuit (220) to terminate outputting the power signal to the coil (230). For example, the control circuit (299) can stop outputting the power signal by maintaining the voltage level of the control signal output to the switches (S1, S2, S3, and S4) at the second voltage level.
  • a termination signal e.g., a packet (e.g., CS 100 Packet) transmitted by the power reception device (302) due to completion of battery charging
  • the control circuit (299), the first communication circuit (240), and the second communication circuit (250) may be integrated into a single wireless charging IC (integrated circuit) (205).
  • the wireless charging IC (205) may be configured to perform wired communication with the power supply device (201) through the data terminal (211).
  • the wireless charging IC (205) may be configured to perform wireless communication with the power receiving device (202) through the coil (230).
  • the wireless charging IC (205) may be configured to control the power supply device (201) and/or the power transmitting circuit (220) based on wired or wireless communication.
  • the wireless charger (203) may further include a matching circuit (270) to minimize return loss of a power signal.
  • the matching circuit (270) may be inserted into a transmission line between the coil (230) and the power transmission circuit (220), so that the transmission line may be matched to a specific impedance.
  • the matching circuit (270) may include at least one of a resistor, an inductor, or a capacitor as a lumped element.
  • the matching circuit (270) may further include a strip line as a distributed element.
  • the power conversion circuit can be omitted in the power line between the power terminal (213) and the power transmission circuit (220). Accordingly, when a power signal is transmitted from the power supply device (201) to the power reception device (202) through the wireless charger (203), heat generation due to the inductor of the power conversion circuit is not generated. In addition, the thickness of the wireless charger (203) can be reduced due to the omission of the inductor between the power terminal (213) and the power transmission circuit (220).
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating operations for supplying power from a power supply device (e.g., a power supply device (201) of FIG. 2) to a power receiving device (e.g., a power receiving device (202) of FIG. 2) through a wireless charger (e.g., a wireless charger (203) of FIG. 2) according to one embodiment.
  • a power supply device e.g., a power supply device (201) of FIG. 2
  • a power receiving device e.g., a power receiving device (202) of FIG. 2
  • a wireless charger e.g., a wireless charger (203) of FIG. 2
  • control circuit (299) can receive data from a power supply device (e.g., 201 of FIG. 2) via the first communication circuit (240).
  • the control circuit (299) can determine that the power supply device (201) is a device that supports PPS based on data received from the power supply device (201). For example, if the data received from the power supply device (201) includes information indicating one or more voltage ranges (e.g., 3.3 to 11 V, 3.3 to 16 V, or 3.3 to 21 V), the control circuit (299) can recognize the power supply device (201) as a PPS-supporting model.
  • the data received from the power supply device (201) includes information indicating one or more voltage ranges (e.g., 3.3 to 11 V, 3.3 to 16 V, or 3.3 to 21 V)
  • the control circuit (299) can recognize the power supply device (201) as a PPS-supporting model.
  • the control circuit (299) may control the power transmission circuit (220) to transmit a power signal for the purpose of identifying the power reception device (202) based on the power supply device (201) being identified as a device supporting PPS.
  • the control circuit (299) may select one of the voltage ranges. For example, when a TA supporting 25 W as the power supply device (201) is connected to the connector (210), the control circuit (299) may receive information indicating that the power supply device (201) can support PPS in a voltage range of 3.3-5.9 V or 3.3-11 V.
  • the control circuit (299) may select 3.3-11 V from the voltage ranges as the range of the input voltage (voltage of the power signal input from the power supply device (201) through the power terminal (213).
  • the control circuit (299) can receive information indicating that PPS can be supported in a voltage range of 3.3-11 V, 3.3-16 V, or 3.3-21 V from the power supply device (201).
  • the control circuit (299) can select 3.3-21 V from the above voltage ranges as the range of the input voltage.
  • the control circuit (299) can set the input voltage (e.g., 5 V) in the selected voltage range.
  • the control circuit (299) can transmit data indicating the selected voltage range and the input voltage determined in the range to the power supply device (201) through the first communication circuit (240).
  • the power supply device (201) can determine the range of the input voltage based on the data received from the wireless charger (203).
  • the power supply device (201) can determine an output voltage based on data received from the wireless charger (203) and output a power signal having the determined output voltage to the wireless charger (203).
  • the control circuit (299) can control the power transmission circuit (220) to convert the power signal received from the power supply device (201) through the power terminal (213) into a power signal having a specified frequency (e.g., 127.7 kHz) and output the power signal to the coil (230).
  • the control circuit (299) can identify the power reception device (202) based on a response (e.g., a signal strength packet (SSP)) to the transmission of the power signal received from the second communication circuit (250).
  • SSP signal strength packet
  • the control circuit (299) may control the power transmission circuit (220) to transmit a power signal for the purpose of charging the battery of the power reception device (202) based on the identification of the power reception device (202). For example, the control circuit (299) may set an input voltage in the selected voltage range through data communication with the power reception device (202). The control circuit (299) may control the power transmission circuit (220) to convert a power signal received from the power supply device (201) through the power terminal (213) into a power signal having a specified frequency (e.g., 127.7 kHz) and output the converted power signal to the coil (230).
  • a specified frequency e.g., 127.7 kHz
  • the wireless charger (203) may include a display device for visually providing information related to wireless charging.
  • the wireless charger (203) may include an LED (light emitting diode) (e.g., an orange LED) for indicating that the power supply device (201) connected to the connector (210) is a PPS-nonsupporting device.
  • the control circuit (299) may recognize the power supply device (201) as a PPS-nonsupporting device. If the power supply device (201) is recognized as a PPS-nonsupporting device, the control circuit (299) may turn on or blink the LED provided in the wireless charger (203) to indicate that wireless charging is not possible.
  • the control circuit (299) can adjust the output voltage of the power transmission circuit (220) (the voltage of the power signal output from the power transmission circuit (220) to the power reception device (202) through the coil (230) by fixing the input voltage to one in the PDO list and adjusting the frequency of the power signal output from the inverter (221) to the coil (230).
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger (203) for changing a voltage value of a power signal input from a power supply device (201) based on a request from a power receiving device (202), according to one embodiment.
  • control circuit (299) can receive data from the power receiving device (202) while a power signal is transmitted from the power transmitting circuit (220) to the power receiving device (202) through the coil (230) (e.g., while operation 340 is performed).
  • control circuit (299) can identify a request for a change in the output voltage (voltage of a power signal output from the power transmission circuit (220) to the power reception device (202) through the coil (230)) in the received data.
  • the control circuit (299) may transmit a message requesting to change the voltage value to the power supply device (201) through the first communication circuit (240) based on the fact that a request for changing the output voltage is identified in the received data.
  • the control circuit (299) may transmit a second request message requesting to lower the input voltage to the power supply device (201) through the second communication circuit (240) based on the fact that the control circuit (299) receives a first request message requesting to lower the output voltage (e.g., a CEP including a negative CEV) from the power receiving device (202) to request that the output voltage be lowered.
  • a first request message requesting to lower the output voltage (e.g., a CEP including a negative CEV) from the power receiving device (202) to request that the output voltage be lowered.
  • the control circuit (299) may transmit a fourth request message requesting to increase the input voltage to the power supply device (201) through the second communication circuit (250) based on the fact that the control circuit (299) receives a third request message requesting to increase the output voltage (e.g., a CEP including a positive CEV) from the power receiving device (202) to request that the input voltage be increased.
  • a third request message requesting to increase the output voltage (e.g., a CEP including a positive CEV) from the power receiving device (202) to request that the input voltage be increased.
  • the control circuit (299) can check the control error value (CEV) from the received data, and request the power supply device (201) to change the input voltage value based on the checked CEV.
  • the voltage resolution can be several mV (e.g., about 20 mV).
  • the control circuit (299) can transmit the checked CEV to the power supply device (201).
  • the power supply device (201) can stepwise increase or decrease the voltage output to the wireless charger (203) n (the absolute value of CEV) times by several mV.
  • the power supply device (201) can stepwise decrease the voltage output to the wireless charger (203) by several mV eight times.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger (203) for lowering an output voltage of the wireless charger (203) based on a request of a power receiving device (202), according to one embodiment.
  • control circuit (299) can receive data from the power receiving device (202) while a power signal is transmitted from the power transmitting circuit (220) to the power receiving device (202) through the coil (230) (e.g., while operation 340 is performed).
  • control circuit (299) may identify a request in the received data to lower the output voltage (e.g., a CEP containing a negative CEV value).
  • control circuit (299) may transmit a message requesting to lower the input voltage to the power supply device (201) via the first communication circuit (240) based on the confirmation in the received data of a request to lower the output voltage.
  • the control circuit (299) can check that the output voltage of the power terminal (213) corresponding to the input voltage (voltage of the power signal (VCC; see FIG. 2) output from the power supply device (201) to the power transmission circuit (220) through the power terminal (213)) is less than or equal to a specified minimum value.
  • the minimum value may correspond to a minimum value (e.g., 3.3 V) in a selected voltage range (e.g., a voltage range selected for performing operation 340).
  • control circuit (299) may transmit a message requesting to fix the input voltage to a minimum value to the power supply device (201) through the first communication circuit (240) based on the input voltage being confirmed to be lower than a minimum value, and control the power transmission circuit (220) to increase the frequency of the power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202). As the frequency of the power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202) increases, the voltage of the power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202) may decrease.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger (203) for increasing an output voltage of the wireless charger (203) based on a request of a power receiving device (202), according to one embodiment.
  • control circuit (299) can receive data from the power receiving device (202) while a power signal is transmitted from the power transmitting circuit (220) to the power receiving device (202) through the coil (230) (e.g., while operation 340 is performed).
  • control circuit (299) may identify a request in the received data to increase the output voltage (e.g., a CEP including a positive CEV value).
  • control circuit (299) may transmit a message requesting to increase the input voltage to the power supply device (201) via the first communication circuit (240) based on the confirmation in the received data of a request to increase the output voltage.
  • the control circuit (299) can determine that the input voltage (VCC; see FIG. 2) is greater than or equal to a specified maximum value.
  • the maximum value can correspond to a maximum value (e.g., 11 V) in a selected voltage range (e.g., a voltage range selected for performing operation 340).
  • the control circuit (299) may transmit a message requesting to fix the input voltage to the maximum value to the power supply device (201) through the first communication circuit (240) based on the input voltage being confirmed to be higher than the maximum value, and control the power transmission circuit (220) to lower the frequency of the power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202). As the frequency of the power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202) is lowered, the voltage of the power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202) may increase.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger (203) for lowering an output voltage of the wireless charger (203) based on a request of a power receiving device (202), according to one embodiment.
  • control circuit (299) can periodically check the input voltage (VCC; see FIG. 2) while a power signal is transmitted from the power transmission circuit (220) to the power reception device (202) through the coil (230) (e.g., while operation 340 is performed).
  • control circuit (299) can check whether the input voltage is below a minimum value.
  • the control circuit (299) may perform the first voltage variable mode in operation 730. For example, the control circuit (299) may check a negative CEV in the data received from the power receiving device (202). Based on the check of the negative CEV in the received data, the control circuit (299) may transmit a message requesting to lower the input voltage to the power supply device (201) through the first communication circuit (240). After transmitting the message, the control circuit (299) may check the CEV in the data received from the power receiving device (202). If the checked CEV is ‘0’, the control circuit (299) may terminate the first voltage variable mode.
  • control circuit (299) may transmit a message requesting to further lower the input voltage to the power supply device (201) through the first communication circuit (240).
  • the control circuit (299) can repeatedly perform an operation of checking the CEV in the received data and requesting the power supply device (201) to lower the input voltage until the CEV converges to ‘0’.
  • the control circuit (299) may perform the first frequency variable mode in operation 740. For example, the control circuit (299) may transmit a message requesting that the input voltage be fixed to the minimum value to the power supply device (201) through the first communication circuit (240). The control circuit (299) may check a negative CEV in data received from the power receiving device (202). Based on the confirmation of the negative CEV in the received data, the control circuit (299) may control the power transmission circuit (220) to increase the frequency of a power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202). The control circuit (299) may check the CEV in the data received from the power receiving device (202) after increasing the frequency.
  • control circuit (299) may terminate the first frequency variable mode. If the confirmed CEV is ‘0’, the control circuit (299) can control the power transmission circuit (220) to further increase the frequency of the power signal output to the power receiving device (202). The control circuit (299) can repeatedly perform the operation of checking the CEV in the received data and gradually increasing the frequency until the CEV converges to ‘0’ or the frequency reaches a maximum value (e.g., 145 kHz).
  • a maximum value e.g., 145 kHz
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating operations of a wireless charger (203) for increasing an output voltage of the wireless charger (203) based on a request from a power receiving device (202), according to one embodiment.
  • control circuit (299) can periodically check the input voltage (VCC; see FIG. 2) while a power signal is transmitted from the power transmission circuit (220) to the power reception device (202) through the coil (230) (e.g., while operation 340 is performed).
  • control circuit (299) can check whether the input voltage is greater than the maximum value.
  • Operation 810 corresponds to, for example, operation 710, and operation 820 can be performed simultaneously with operation 720.
  • the control circuit (299) may perform the second voltage variable mode at operation 830. For example, the control circuit (299) may check a positive CEV in the data received from the power receiving device (202). Based on the positive CEV checked in the received data, the control circuit (299) may transmit a message requesting to increase the input voltage to the power supply device (201) through the first communication circuit (240). After transmitting the message, the control circuit (299) may check the CEV in the data received from the power receiving device (202). If the checked CEV is ‘0’, the control circuit (299) may terminate the second voltage variable mode.
  • control circuit (299) may transmit a message requesting to further increase the input voltage to the power supply device (201) through the first communication circuit (240).
  • the control circuit (299) can repeatedly perform an operation of checking the CEV in the received data and requesting the power supply device (201) to increase the input voltage until the CEV converges to ‘0’.
  • the control circuit (299) may perform the second frequency variable mode in operation 840. For example, the control circuit (299) may transmit a message requesting that the input voltage be fixed to the maximum value to the power supply device (201) through the first communication circuit (240). The control circuit (299) may check a positive CEV in data received from the power receiving device (202). Based on the positive CEV being checked in the received data, the control circuit (299) may control the power transmitting circuit (220) to lower the frequency of a power signal output from the wireless charger (203) to the power receiving device (202). The control circuit (299) may check the CEV in the data received from the power receiving device (202) after lowering the frequency.
  • control circuit (299) may terminate the second frequency variable mode. If the checked CEV is ‘0’, the control circuit (299) can control the power transmission circuit (220) to further lower the frequency of the power signal output to the power reception device (202). The control circuit (299) can repeatedly perform the operation of checking the CEV in the received data and lowering the frequency step by step until the CEV converges to ‘0’ or until the frequency reaches a minimum value (e.g., 110 kHz).
  • a minimum value e.g. 110 kHz
  • the time required to change the voltage in the power supply device (201) may be shorter than the period in which the power reception device (202) transmits the CEP to the wireless charger (203).
  • the CEP transmission period is about 150 ms
  • the absolute value of the CEV is 8 or more (for example, when the alignment between the coils (230, 201a) is uneven, the absolute value of the CEV may be 8 or more)
  • the CEP transmission period is about 55 ms
  • the time required to change the voltage may be about 32 ms.
  • the wireless charger (203) can control the power supply device (201) to quickly respond to a change in the CEV.
  • the voltage resolution of the power supply device (201) may satisfy the voltage resolution required by the power reception device (202). For example, when the range of the CEV is 256 steps (-127 to +128) and the selected voltage range (e.g., the voltage range selected for performing operation 340) is 3.3 to 10 V, the voltage resolution required by the power reception device (202) may be 30 mV. When the voltage resolution of the power supply device (201) is smaller than the voltage resolution of 30 mV, the CEV may converge to 0. After the CEV converges to 0, stable power supply is possible from the power supply device (201) to the power reception device (202) through the relay of the wireless charger (203) without fluctuation in the output voltage.
  • the wireless charger (203) may also be expressed by other names, such as a power relay device or a wireless charging relay device.
  • a wireless charger may include a coil; a connector including a power terminal and a data terminal; a power transmission circuit connected to the power terminal and configured to convert current of a power signal received from a power supply device (e.g., 201 of FIG. 2) through the power terminal from direct current (DC) to alternating current (AC) and output the converted current to the coil; a communication circuit (e.g., 240 and 250 of FIG. 2) connected to the data terminal and the coil and configured to communicate with the power supply device through the data terminal and communicate with a power receiving device (e.g., 202 of FIG.
  • a power receiving device e.g., 202 of FIG.
  • the control circuit can control the communication circuit to output a second request message requesting to lower an input voltage of a power signal input from the power supply device through the power terminal to the power supply device through the data terminal based on the communication circuit receiving a first request message requesting to lower an output voltage of a power signal output to the power receiving device through the coil.
  • the control circuit can control the communication circuit to output a fourth request message requesting to raise the input voltage to the power supply device through the data terminal based on the communication circuit receiving a third request message requesting to raise the output voltage.
  • the control circuit can control the communication circuit to output the second request message to the power supply device through the data terminal based on the CEV (control error value) included in the first request message being negative.
  • the control circuit can control the communication circuit to output the fourth request message to the power supply device through the data terminal based on the CEV included in the third request message being positive.
  • the control circuit can set the input voltage in proportion to the CEV.
  • the control circuit can increase the frequency of a power signal output from the power transmission circuit to the coil based on a message received by the communication circuit requesting to lower the output voltage while the input voltage is fixed to a minimum value.
  • the control circuit can lower the frequency of a power signal output from the power transmission circuit to the coil based on a message received by the communication circuit requesting to increase the output voltage while the input voltage is fixed at a maximum value.
  • the above communication circuit and the above control circuit may be included in one chip.
  • the control circuit may include a microcontroller unit (MCU).
  • MCU microcontroller unit
  • the above power supply circuit may include a converter configured to convert a voltage of a power signal received from the power supply device through the power terminal into a voltage specified for driving the communication circuit and the control circuit.
  • the above control circuit can perform an operation of controlling the power transmission circuit to transmit a power signal for identifying the power receiving device based on the confirmation through the communication circuit that the power supply device supports a PPS (programmable power supply) function for adjusting the input voltage.
  • PPS programmable power supply
  • the above control circuit can turn on or blink an LED (light emitting diode) provided in the wireless charger based on the communication circuit confirming that the power supply device does not support the PPS function.
  • a method of operating a wireless charger may include receiving a message requesting to change an output voltage of a power signal output to a power receiving device (e.g., 202 of FIG. 2) through a coil of the wireless charger.
  • the method may include outputting, to the power supply device through a data terminal of the wireless charger, a message requesting to change an input voltage of a power signal input from a power supply device (e.g., 201 of FIG. 2) through a power terminal of the wireless charger, based on the reception of the message requesting to change the output voltage.
  • the outputting of the message requesting to change the input voltage may include: outputting, to the power supply device through the data terminal, a second request message requesting to lower the input voltage, based on the reception of a first request message requesting to lower the output voltage; and based on the receipt of a third request message requesting to increase the output voltage, outputting a fourth request message requesting to increase the input voltage to the power supply device through the data terminal.
  • the operation of outputting the second request message may be performed based on the CEV (control error value) included in the first request message being negative.
  • the operation of outputting the fourth request message may be performed based on the CEV included in the third request message being positive.
  • the method may further include: an operation of checking the input voltage; an operation of outputting a message to the power supply device through the data terminal, requesting that the input voltage be fixed to the minimum value based on the input voltage being lower than or equal to a specified minimum value; and an operation of increasing the frequency of a power signal output from the coil to the power receiving device based on receiving a message from the power receiving device, requesting that the output voltage be lowered while the input voltage is fixed to the minimum value.
  • the method may further include: an operation of checking the input voltage; an operation of outputting a message to the power supply device through the data terminal, requesting that the input voltage be fixed to the maximum value based on the input voltage being equal to or greater than a specified maximum value; and an operation of increasing the frequency of a power signal output from the coil to the power receiving device based on receiving a message from the power receiving device, requesting that the output voltage be increased while the input voltage is fixed to the maximum value.
  • the method may further include an operation of transmitting a power signal for identifying the power receiving device through the coil based on determining that the power supply device supports a PPS (programmable power supply) function for adjusting the input voltage.
  • PPS programmable power supply
  • the electronic devices according to various embodiments disclosed in this document may be devices of various forms.
  • the electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliance devices.
  • portable communication devices e.g., smartphones
  • computer devices portable multimedia devices
  • portable medical devices e.g., cameras
  • wearable devices e.g., smart watch devices
  • home appliance devices e.g., smartphones
  • the electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used merely to distinguish one component from another, and do not limit the components in any other respect (e.g., importance or order).
  • a component e.g., a first component
  • another e.g., a second component
  • functionally e.g., a third component
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • a module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may be implemented as software (e.g., a program (140)) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., an internal memory (136) or an external memory (138)) readable by a machine (e.g., an electronic device (101)).
  • a processor e.g., a processor (120)
  • the machine e.g., an electronic device (101)
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • ‘non-transitory’ simply means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and the term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • the method according to various embodiments disclosed in the present document may be provided as included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded between a seller and a buyer as a commodity.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., a compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store TM ) or directly between two user devices (e.g., smart phones).
  • an application store e.g., Play Store TM
  • at least a part of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as a memory of a manufacturer's server, a server of an application store, or an intermediary server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include a single or multiple entities, and some of the multiple entities may be separately arranged in other components.
  • one or more components or operations of the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • the multiple components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the multiple components identically or similarly to those performed by the corresponding component of the multiple components before the integration.
  • the operations performed by the module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

Landscapes

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

Abstract

전력 공급 장치로부터 수신된 전력을 전력 수신 장치로 제공하는 무선 충전기가 제공된다. 상기 무선 충전기에서 제어 회로는, 상기 무선 충전기의 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 무선 충전기의 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 무선 충전기의 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 무선 충전기의 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 무선 충전기의 통신 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다.

Description

출력 전압을 변경하기 위한 무선 충전기
본 개시의 실시예는 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 변경하기 위한 무선 충전기에 관한 것이다.
무선 충전기는 전력 공급 장치(예: TA(travel adapter))로부터 전력 신호를 수신하고 수신된 전력 신호의 전류를 인버터를 이용하여 DC(direct current)에서 AC(alternating current)로 변환하고 코일을 통해 전력 수신 장치(예: 스마트 폰, 무선 이어폰 충전 케이스)로 전송할 수 있다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공된다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련된 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 대하여 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
무선 충전기는 전력 공급 장치와 PD(power delivery) 통신을 통해 전력 공급 장치에서 무선 충전기로 전송할 전력 신호의 전압 값을 고정할 수 있다. 무선 충전기는 전력 공급 장치로부터 고정된 전압 값을 갖는 전력 신호를 수신할 수 있다. 무선 충전기는 수신된 전력 신호의 전압 값을 전력 수신 장치가 요구하는 전압 값으로 변환(convert)하여 인버터로 출력하도록 구성된 전력 변환 회로를 포함할 수 있다. 전력 변환 회로는 전류를 충전하는 특성을 갖는 인덕터, 전압을 충전하는 특성을 갖는 커패시터, 및 전력 공급 장치로부터 입력되는 입력 전압 대비 인버터로 출력되는 출력 전압의 비율을 조절하기 위한 스위치의 조합으로 구성된 벅 부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
전력 변환 회로가 전력 수신 장치로 전송될 전력 신호의 전압 값을 변환하는 동안, 인덕터에서 열이 발생될 수 있다. 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전류 값이 클수록 인덕터에서 발열이 심화될 수 있다.
인덕터의 선이 두꺼울수록 인덕터의 저항(예: Ron 저항)은 낮아질 수 있다. 이에 따라 인덕터에서 열 손실이 줄고 충전 효율(예: 전력 공급 장치로부터 입력된 입력 전력 대비 전력 수신 장치로 출력되는 출력 전력의 비율)이 높아질 수 있다. 하지만, 인덕터의 선이 두꺼워지면 그 만큼 무선 충전기가 두꺼워질 수 있다. 예컨대, 무선 충전기의 PBA(printed board assembly)에 탑재되는 인덕터의 두께가 무선 충전기의 두께에 영향을 줄 수 있다. 예컨대, 전력 수신 장치로 15W의 전력을 제공하기 위해 약 3mm 이상의 두께를 갖는 인덕터가 전력 변환 회로에 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 전력 공급 장치로부터 수신된 전력을 전력 수신 장치로 제공할 때 열로 인한 에너지 손실을 최소화할 수 있는 무선 충전기를 제공할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예는 두께가 얇은 무선 충전기를 제공할 수 있다. 본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기는 코일; 전원 단자와 데이터 단자를 포함한 커넥터; 상기 전원 단자에 연결되고 상기 전원 단자를 통해 전력 공급 장치로부터 수신된 전력 신호의 전류를 DC(direct current)에서 AC(alternating current)로 변환하여 상기 코일로 출력하도록 구성된 전력 송신 회로; 상기 데이터 단자와 상기 코일에 연결되고 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치와 통신하고 상기 코일을 통해 전력 수신 장치와 통신하도록 구성된 통신 회로; 상기 전력 송신 회로, 상기 통신 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로; 및 상기 전원 단자에 연결되고 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 수신된 전력 신호를 상기 통신 회로, 및 상기 제어 회로에 공급하도록 구성된 전력 공급 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 결과, 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 결과, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기를 동작하는 방법은 상기 무선 충전기의 코일을 통해 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 상기 코일을 통해 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 출력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 무선 충전기의 전원 단자를 통해 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 변경해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 무선 충전기의 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 입력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 출력하는 동작은, 상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 무선 충전기는 전력 공급 장치로부터 수신된 전력을 전력 수신 장치로 제공할 때 열로 인한 에너지 손실이 최소화할 수 있다. 무선 충전기의 두께가 얇아질 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1 은, 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른, 무선 충전 시스템의 블록도이다.
도 3 은, 일 실시예에 따른, 전력 공급 장치에서 무선 충전기를 통해 전력 수신 장치로 전력을 공급하기 위한 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치의 요청에 기반하여 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 전압 값을 변경하기 위한 무선 충전기의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치의 요청에 기반하여, 무선 충전기의 출력 전압을 낮추기 위한 무선 충전기의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치의 요청에 기반하여, 무선 충전기의 출력 전압을 높이기 위한 무선 충전기의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7 은, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치의 요청에 기반하여, 무선 충전기의 출력 전압을 낮추기 위한 무선 충전기의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치의 요청에 기반하여, 무선 충전기의 출력 전압을 높이기 위한 무선 충전기의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면의 설명과 관련하여, 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 또한, 도면 및 관련된 설명에서는, 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명이 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(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(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(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(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))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(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)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. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)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. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)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(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(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(104)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(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)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(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)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(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)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(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)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(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 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 제2 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.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)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(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)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(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)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.
도 2는, 일 실시예에 따른, 무선 충전 시스템의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 무선 충전 시스템은 전력 공급 장치(201), 전력 수신 장치(202)(예: 도 1의 전자 장치(101)), 및 무선 충전기(203)를 포함할 수 있다. 무선 충전기(203)는 커넥터(210), 전력 송신 회로(220), 코일(230), 제1 통신 회로(240), 제2 통신 회로(250), 전력 공급 회로(260), 및 제어 회로(299)를 포함할 수 있다. 무선 충전기(203)는 케이블(예: USB Type-C 케이블)(204)을 통해 전력을 전력 공급 장치(201)로부터 수신하고 코일(230)을 통해 전력을 전력 수신 장치(202)로 전송할 수 있다. 무선 충전기(203)는 전력 수신을 위한 전력 공급 장치(201)와 데이터 통신을 커넥터(210)를 통해 수행할 수 있다. 무선 충전기(203)는 전력 전송을 위한 전력 수신 장치(202)와 데이터 통신을 코일(230)을 통해 수행할 수 있다.
전력 공급 장치(예: travel adapter)(201)(예: 도 1의 전자 장치(102))는 외부 전원에서 유입된 전력 신호의 전류 특성을 교류(AC; alternating current))에서 직류(DC; direct current)로 변환하고 전력 신호의 전압을 지정된 전압 값으로 조정할 수 있다. 전력 공급 장치(201)는 케이블(204)을 통해 무선 충전기(203)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전력 공급 장치(201)는 전압 조정되고 DC로 전류 특성 변환된 전력 신호를 케이블(204)을 통해 무선 충전기(203)로 전송할 수 있다.
전력 공급 장치(201)는, 전력 신호를 외부 장치로 전송하는 중에, 외부 장치의 요청에 따라 전력 신호의 전압 값을 조정하는 PPS(programmable power supply) 기능을 지원할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급 장치(201)는 지정된 전압 범위(예: 3.3~11V, 3.3~16V 또는 3.3~21V)에서 무선 충전기(203)가 요청하는 전압 값을 갖는 전력 신호를 무선 충전기(203)로 전송할 수 있다. 전력 공급 장치(201)는 고정된 전압 값을 갖는 전력 신호를 외부 장치로 전송할 수 있다. 예컨대, 전력 공급 장치(201)는 무선 충전기(203)로 PDO(power data objects) 리스트를 케이블(210)을 통해 무선 충전기(203)로 전송할 수 있다. 전력 공급 장치(201)는 PDO 리스트에서 선택된 고정 전압 값(예: 5V, 9V, 15V, 또는 20V)을 갖는 전력 신호를 무선 충전기(203)로 전송할 수 있다. 여기서, 고정 전압 값은 전력 공급 장치(201)가 무선 충전기(203)로 전력을 공급할 때 전압이 고정되어 있다는 것을 의미할 수 있다.
무선 충전기(203)에서 커넥터(210)는 전력 공급 장치(201)와 데이터 통신을 위한 데이터 단자(211) 및 전력 공급 장치(201)로부터 전력 신호를 수신하기 위한 전원 단자(213)를 포함할 수 있다. 예컨대, 커넥터(210)는 USB(universal serial bus) Type-C에 따른 소켓을 포함할 수 있다. 소켓은 케이블(204)의 플러그와 결합될 수 있다. USB Type-C 소켓의 핀들 중에서 VBUS 핀이 전원 단자(213)로 이용되고 CC(configuration channel) 핀 및/또는 차동 신호(differential signal) 핀(DP(D+), DN(D-))이 데이터 단자(211)로 이용될 수 있다.
전력 송신 회로(220)는 전원 단자(213)에 전기적으로 연결되고, 전력 신호를 코일(230)을 통해 무선으로 송신하기 위해, 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호의 전류를 DC에서 AC로 변환하도록 구성될 수 있다. 본 개시에서 ‘연결’이라는 표현은 구성 요소와 구성 요소 간의 직접적인 연결을 의미할 뿐만 아니라, 구성 요소와 구성 요소 사이에 다른 구성요소(예: 저항, 인덕터 등)가 있고 전기적인 연결을 의미할 수도 있다. 전력 송신 회로(220)는 전류의 방향을 주기적으로 변환하도록 구성된 인버터(예: 풀 브릿지(full bridge) 회로)(221)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인버터(221)는 4 개의 스위치들(S1, S2, S3, S4)을 포함할 수 있다. S1의 일단(a1)과 S2의 일단(b1)은 전원 단자(213)에 연결되고 S3의 일 단(c1)과 S4의 일 단(d1)은 S1의 타 단(a2)과 S2의 타 단(b2)에 각각 연결될 수 있다. S3의 타 단(c2)과 S4의 타 단(d2)은 그라운드(예: 커넥터(210)에서 GND 핀)에 연결될 수 있다. S1의 타 단(a2)과 S3의 일 단(c1)은 코일(230)의 일 단(230a)에 연결될 수 있다. S2의 타 단(b2)과 S4의 일 단(d1)은 코일(230)의 타단(230b)에 연결될 수 있다. S1과 S4가 닫힘 상태(close state)(또는, 온(ON) 상태)일 때 이와 반대로 S2와 S3는 개방 상태(open state)(또는, 오프(OFF) 상태)일 수 있다(이하, 제1 스위칭 상태). S1과 S4가 개방 상태일 때 S2와 S3는 닫힘 상태일 수 있다(이하, 제2 스위칭 상태). 제어 회로(299)는, 제1 스위칭 상태와 제2 스위칭 상태가 무선 충전 표준에 따라(예: 국가 규격(예: EN 300-330-1)에서 지정된 주파수 대역(예: 약 110~148kHz)에 맞춰) 주기적으로 되풀이되도록 인버터(221)를 제어할 수 있다. 이에 따라 전력 송신 회로(220)로 수신된 전력 신호의 전류가 인버터(221)에 의해 DC에서 AC로 변환되고 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전달될 수 있다. 각 스위치는 예컨대, FET(filed effect transistor)를 포함할 수 있다. FET의 드레인 단자와 소스 단자가 상술한 일단과 타단에 해당될 수 있다. 제어 회로(299)는 FET의 게이트 단자로 제1 제어 신호(예: 지정된 제1 전압 레벨을 갖는 신호)를 출력함으로써 해당 스위치를 닫힘 상태가 되게 할 수 있다. 제어 회로(299)는 FET의 게이트 단자로 제2 제어 신호(예: 제1 전압 레벨보다 낮은 지정된 제2 전압 레벨을 갖는 신호)를 출력함으로써 해당 스위치를 개방 상태가 되게 할 수 있다.
전력 송신 회로(220)는, 제어 회로(229)의 제어에 기반하여, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 전압 값을 변경할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 제1 스위칭 상태와 제2 스위칭 상태의 주기를 짧게 하여 인버터(221)에서 코일(230)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 올릴 수 있다. 전력 신호의 주파수가 올라가게 되면 코일(230)의 저항이 증가하게 되고 이에 따라 인버터(221)에서 코일(230)로 출력되는 전력 신호의 전압이 낮아질 수 있다. 반대로, 제어 회로(299)는 제1 스위칭 상태와 제2 스위칭 상태의 주기를 길게 하여 인버터(221)에서 코일(230)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 낮출 수 있다. 전력 신호의 주파수가 낮아지게 되면 코일(230)의 저항이 감소하게 되고 이에 따라 인버터(221)에서 코일(230)로 출력되는 전력 신호의 전압이 올라갈 수 있다.
일 실시예에 따르면, 코일(230)은 무선 충전기(203)의 충전 패드에 있어서 전력 수신 장치(202)가 거치되는 평면에 수직인 축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 여러 번 감긴 나선형(spiral) 타입의 코일일 수 있다. 코일(230)과 전력 수신 장치(202)의 코일(201a) 간의 전기적인 결합(coupling)에 의해 전력 신호가 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 공급될 수 있다. 코일(230)은 전력 송신 외에 무선 충전기(203)과 전력 수신 장치(202) 간의 데이터 통신(예: 인-밴드 통신(in-band communication))을 위한 안테나로 이용될 수 있다.
제1 통신 회로(예: USB 컨트롤러)(240)는 데이터 단자(211)에 연결되고 데이터 단자(211)를 통해 외부 장치로부터 수신된 데이터에 기초하여 커넥터(210)에 연결된 외부 장치의 종류를 식별할 수 있다. 제1 통신 회로(240)는 외부 장치의 종류를 나타내는 식별 정보를 제어 회로(299)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는, 식별 정보에 기반하여, 통신 회로(350)를 통해 외부 장치와 PD(power delivery) 통신을 위해 지정된 프로토콜에 따라 통신을 수행함으로써 외부 장치와 무선 충전기(203) 중에 전력을 공급하는 소스(source)와 전력을 수신하는 싱크(sink)를 협상하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 외부 장치가 전력 공급 장치(예: TA(travel adapter))(201)로 인식됨으로써 전력 공급 장치(201)가 소스로 결정되고 무선 충전기(203)가 싱크로 결정될 수 있다. 이러한 협상 후, 제어 회로(299)는 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)와 PD 통신 프로토콜(예: PDO(power data objects) 또는 PPS(programmable power supply))에 따라 통신을 수행함으로써 전력 공급 장치(201)에서 전송할 전력 신호의 전압 값을 협상하는 동작을 수행할 수 있다. 제어 회로(299)는 협상 결과에 의해 결정된 전압 값을 갖는 전력 신호를 전송해 줄 것을 요청하는 메시지를 전력 공급 장치(201)로 전송하도록 제1 통신 회로(240)를 제어할 수 있다.
제2 통신 회로(250)는 코일(230)에 연결되고 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 회로(250)는 제어 회로(299)로부터 데이터 신호를 수신하고, 수신된 데이터 신호를 전력 수신 장치(202)로 전송되는 전력 신호에 실어 전력 수신 장치(202)로 송신할 수 있다. 전력 신호에 데이터 신호를 싣는 방법은 예컨대, 전력 신호의 진폭(amplitude) 및/또는 주파수(frequency)를 변조(modulation)하는 기법이 이용될 수 있다. 제2 통신 회로(250)는 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로부터 데이터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 회로(250)는 무선 충전기(203)의 코일(230)에서 전력 수신 장치(202)의 코일(201a)로 전달되는 전력 신호를 복조(demodulation)함으로써 전력 수신 장치(202)가 자신의 코일(201a)을 통해 무선 충전기(203)로 전송한 데이터 신호를 획득할 수 있다. 제2 통신 회로(250)는 전력 신호에 서 획득된 데이터 신호를 제어 회로(299)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 공급 회로(260)는 전원 단자(213)에 연결되고 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호에 의해 구동될 수 있다. 전력 공급 회로(260)는 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호를, 제1 통신 회로(240), 제2 통신 회로(250), 및 제어 회로(299)를 구동하기 위한 구동 전력으로서, 제1 통신 회로(240), 제2 통신 회로(250), 및 제어 회로(299)로 출력하도록 구성될 수 있다. 전력 공급 회로(260)는 전력 공급 회로(260)에서 출력되는 전력 신호의 전압(출력 전압)을 조정하기 위한 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급 회로(260)는 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호의 전압(입력 전압) 대비 출력 전압을 낮추는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다. 전력 공급 회로(260)는 입력 전압 대비 출력 전압을 높이는 부스트 컨버터(boost converter)를 포함할 수 있다. 전력 공급 회로(260)는, 지정된 전압 값(예: 5V)보다 높은 입력 전압을 갖는 전력 신호를 수신 시, 벅 컨버터를 이용하여 출력 전압을 상기 지정된 전압 값까지 낮추고 낮아진 출력 전압을 갖는 전력 신호를 제1 통신 회로(240), 제2 통신 회로(250), 및 제어 회로(299)로 출력할 수 있다. 전력 공급 회로(260)는, 지정된 전압 값(예: 5V)보다 낮은 입력 전압을 갖는 전력 신호를 수신 시, 부스트 컨버터를 이용하여 출력 전압을 상기 지정된 전압 값까지 높이고 높아진 출력 전압을 갖는 전력 신호를 제1 통신 회로(240), 제2 통신 회로(250), 및 제어 회로(299)로 출력할 수 있다.
제어 회로(299)는 전력 공급 회로(260)로부터 공급되는 구동 전력에 의해 깨어나고 제1 통신 회로(240)를 이용하여 전력 공급 장치(201)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201)와 데이터 통신을 통해 전력 공급 장치(201)가 PPS (programmable power supply) 지원 모델인지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(302)가 공급 가능한 전력의 사양을 나타내는 정보를 전력 공급 장치(201)로부터 제1 통신 회로(240)를 통해 수신할 수 있다. 수신된 정보에 전력 공급 장치(201)가 공급 가능한 전압 범위(예: 3.3~11V, 3.3~16V 또는 3.3~21V)를 나타내는 PPS 정보가 포함된 것에 기반하여, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201)를 PPS 지원 모델로 식별할 수 있다. 수신된 정보에는 고정 전압 값과 이에 대응하는 정격 전류 값을 나타내는 정보로서 예컨대, PDO (power data objects) 리스트가 포함될 수 있다. 예컨대, 수신된 PDO 리스트에는 공급 가능한 전력으로서 “15W(5V*3A), 27W(9V*3A), 45W(15V*3A), 60W(20V*3A), 또는 65W(20V*3.25A)”를 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 제어 회로(299)는, 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 정보에 PPS 정보 없이 PDO 리스트만 포함된 것에 기반하여, 전력 공급 장치(201)를 PPS 미지원 모델로 식별할 수 있다.
제어 회로(299)는, 무선 충전기(203)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전력 신호가 전송되는 동안, 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로부터 전력 공급을 제어하기 위한 피드백 신호를 제2 통신 회로(250)를 통해 수신할 수 있다. 피드백 신호는 WPC 표준에 정의된 컨트롤 에러 패킷(control error packet; CEP)을 포함할 수 있다. 컨트롤 에러 패킷에는 컨트롤 에러 값(control error value; CEV)이 포함될 수 있다. 예를 들어, CEV는 -127에서 +128 사이에 포함되는 정수일 수 있다.
제어 회로(299)는, 전력 송신 회로(220)가 코일(230)을 통해 전력 신호를 전력 수신 장치(202)로 출력하는 동안, 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 CEV에 기반하여, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 전압(출력 전압)을 변경할 수 있다. CEV는 전력 수신 장치(202)가 코일(201a)을 통해 수신된 전력 신호를 정류하여 획득한 정류 전압 값과 전력 수신 장치(302)에 의해 지정된 타겟 전압 값 간의 차이에 의해 결정된 값을 포함할 수 있다. 여기서, 타겟 전압 값은 예컨대, 전력 수신 장치(202)의 배터리가 만 충전(full charge)된 상태일 때 배터리의 전압일 수 있다. 만충전은 배터리의 충전 량이, 소손이나 폭발의 우려 없이, 설정된 최대 용량인 100%에 도달했을 때 충전 상태(state of charge, SOC)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 정류 전압과 타겟 전압의 차이가 지정된 오차 범위 이내인 경우, CEV는 전력 수신 장치(202)에 의해 “0”으로 설정될 수 있다. 무선 충전기(203)에서 제어 회로(299)는, CEV가 ‘0’인 CEP가 제2 통신 회로(250)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 수신되는 경우, 출력 전압을 변경 없이 유지할 수 있다. 전력 수신 장치(202)는, 배터리 충전을 위한 전력 값을 낮추기 위해, 음수의 CEV를 포함한 CEP를 무선 충전기(203)로 송신할 수 있다. CEV가 음수인 경우, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201) 및/또는 전력 송신 회로(220)를 제어하여 출력 전압을 낮출 수 있다. 전력 수신 장치(202)는, 배터리 충전을 위한 전력 값을 높이기 위해, 양수의 CEV를 포함한 CEP를 무선 충전기(203)로 송신할 수 있다. CEV가 양수인 경우, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201) 및/또는 전력 송신 회로(220)를 제어하여 출력 전압을 높일 수 있다. 제어 회로(299)는, 제2 통신 회로(250)를 통해 전력 수신 장치(202)로부터 종료 신호(예: 배터리 충전이 완료됨으로써 전력 수신 장치(302)가 송신한 패킷(예: CS 100 Packet))가 수신될 경우, 전력 신호를 코일(230)로 출력하는 것을 종료하도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 스위치들(S1, S2, S3, S4)로 출력되는 제어 신호의 전압 레벨을 제2 전압 레벨로 유지함으로써 전력 신호의 출력을 중단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 회로(299), 제1 통신 회로(240) 및 제2 통신 회로(250)는 하나의 무선 충전 IC(integrated circuit)(205)에 통합될 수 있다. 예컨대, 무선 충전 IC(205)는 데이터 단자(211)를 통해 전력 공급 장치(201)와 유선 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 무선 충전 IC(205)는 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)와 무선 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 무선 충전 IC(205)는, 유무선 통신에 기초하여, 전력 공급 장치(201) 및/또는 전력 송신 회로(220)를 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기(203)는 전력 신호의 반사 손실(return loss)을 최소화하기 위한 정합 회로(270)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 정합 회로(270)는 코일(230)과 전력 송신 회로(220) 사이의 전송 선로에 삽입될 수 있고, 이에 따라 전송 선로가 특정 임피던스에 정합될 수 있다. 정합 회로(270)는 집중 정수 소자(lumped element)로서, 저항(register), 인덕터(inductor), 또는 커패시터(capacitor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정합 회로(270)는, 분포 정수 소자(distributed element)로서, 스트립 라인(strip line)을 더 포함할 수도 있다.
도 2의 무선 충전기(203)의 구성에 따르면, 전원 단자(213)와 전력 송신 회로(220) 사이의 전력 라인에 전력 변환 회로가 생략될 수 있다. 이에 따라, 전력 신호가 무선 충전기(203)를 통해 전력 공급 장치(201)에서 전력 수신 장치(202)로 전달 시, 전력 변환 회로의 인덕터로 인한 발열이 발생되지 않는다. 또한, 전원 단자(213)와 전력 송신 회로(220) 사이에서 인덕터의 생략으로 인해 무선 충전기(203)의 두께가 얇아질 수 있다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 전력 공급 장치(예: 도 2의 전력 공급 장치(201))에서 무선 충전기(예: 도 2의 무선 충전기(203))를 통해 전력 수신 장치(예: 도 2의 전력 수신 장치(202))로 전력을 공급하기 위한 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 310에서 제어 회로(299)는 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(예: 도 2의 201)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
동작 320에서 제어 회로(299)는, 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 데이터에 기반하여, 전력 공급 장치(201)가 PPS를 지원하는 장치임을 확인할 수 있다. 예컨대, 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 데이터에 하나 또는 그 이상의 전압 범위(예: 3.3~11V, 3.3~16V, 또는 3.3~21V)를 나타내는 정보가 포함될 경우, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201)를 PPS 지원 모델로 인식할 수 있다.
동작 330에서 제어 회로(299)는, 전력 공급 장치(201)가 PPS를 지원하는 장치로 확인된 것에 기반하여, 전력 수신 장치(202)를 식별하기 위한 목적의 전력 신호를 전송하도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 회로(299)는 전압 범위 중에서 하나를 선택할 수 있다. 예컨대, 전력 공급 장치(201)로서 25W를 지원하는 TA가 커넥터(210)에 연결되면, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201)로부터 3.3-5.9V 또는 3.3-11V의 전압 범위에서 PPS를 지원 가능함을 나타내는 정보를 수신할 수 있다. 제어 회로(299)는 상기 전압 범위 중에서 3.3-11V를 입력 전압(전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 입력되는 전력 신호의 전압)의 범위로 선택할 수 있다. 45W를 지원하는 TA가 커넥터(210)에 연결되면, 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201)로부터 3.3-11V, 3.3-16V, 또는 3.3-21V의 전압 범위에서 PPS를 지원 가능함을 나타내는 정보를 수신할 수 있다. 제어 회로(299)는 상기 전압 범위 중에서 3.3-21V를 입력 전압의 범위로 선택할 수 있다. 제어 회로(299)는 선택된 전압 범위에서 입력 전압(예: 5V)을 설정할 수 있다. 제어 회로(299)는 선택된 전압 범위와 이 범위에서 결정된 입력 전압을 나타내는 데이터를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 전력 공급 장치(201)는, 무선 충전기(203)로부터 수신된 데이터에 기반하여, 입력 전압의 범위를 결정할 수 있다. 전력 공급 장치(201)는, 무선 충전기(203)로부터 수신된 데이터에 기반하여, 출력 전압을 결정하고 결정된 출력 전압을 갖는 전력 신호를 무선 충전기(203)로 출력할 수 있다. 제어 회로(299)는 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호를 지정된 주파수(예: 127.7kHz)를 갖는 전력 신호로 변환하여 코일(230)로 출력하도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 제어 회로(299)는, 전력 신호의 전송에 대한 응답(예: SSP(signal strength packet))이 제2 통신 회로(250)로부터 수신된 것에 기반하여, 전력 수신 장치(202)를 식별할 수 있다.
동작 340에서 제어 회로(299)는, 전력 수신 장치(202)가 식별된 것에 기반하여, 전력 수신 장치(202)의 배터리를 충전하기 위한 목적의 전력 신호를 전송하도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)와 데이터 통신을 통해 상기 선택된 전압 범위에서 입력 전압을 설정할 수 있다. 제어 회로(299)는 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호를 지정된 주파수(예: 127.7kHz)를 갖는 전력 신호로 변환하여 코일(230)로 출력하도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기(203)는 무선 충전과 관련한 정보를 시각적으로 제공하기 위한 표시 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 충전기(203)는 커넥터(210)에 연결된 전력 공급 장치(201)가 PPS 미지원 장치임을 알려주기 위한 LED(light emitting diode)(예: 주황색 LED)를 포함할 수 있다. 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 데이터에 전압 범위가 존재하지 않을 경우 제어 회로(299)는 전력 공급 장치(201)를 PPS 미지원 장치로 인식할 수 있다. 전력 공급 장치(201)가 PPS 미지원 장치로 인식되면, 제어 회로(299)는 무선 충전이 될 수 없다는 의미로서 무선 충전기(203)에 구비된 상기 LED를 켜거나 깜박거리게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 공급 장치(201)가 PPS 미지원 장치로 인식되면, 제어 회로(299)는 입력 전압을 PDO 리스트에서 하나로 고정하고 인버터(221)에서 코일(230)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 조절함으로써 전력 송신 회로(220)의 출력 전압(전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 전압)을 조정할 수 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치(202)의 요청에 기반하여 전력 공급 장치(201)로부터 입력되는 전력 신호의 전압 값을 변경하기 위한 무선 충전기(203)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 410에서 제어 회로(299)는, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전력 신호가 전송되는 동안(예: 동작 340이 수행되는 동안), 전력 수신 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다.
동작 420에서 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 출력 전압(전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 전압)의 변경을 위한 요청을 확인할 수 있다.
동작 430에서 제어 회로(299)는, 출력 전압의 변경을 위한 요청이 수신 데이터에서 확인된 것에 기반하여, 전압 값을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는, 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지(예: 음수의 CEV를 포함하는 CEP)를 전력 수신 장치(202)로부터 수신한 것에 기반하여, 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 제2 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는, 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지(예: 양수의 CEV를 포함하는 CEP)를 전력 수신 장치(202)로부터 수신한 것에 기반하여, 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 제2 통신 회로(250)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 회로(299)는 수신된 데이터에서 CEV (control error value)를 확인하고, 확인된 CEV에 기반하여, 입력 전압 값의 변경을 전력 공급 장치(201)에 요청할 수 있다. 전력 공급 장치(201)의 PPS 기능으로서 전압 분해능(resolution)은 수mV(예: 약 20mV)일 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 확인된 CEV를 전력 공급 장치(201)에 전송할 수 있다. 전력 공급 장치(201)는 수mV씩 n(CEV의 절대 값)번 무선 충전기(203)로 출력되는 전압을 단계적으로 올리거나 낮출 수 있다. CEV가 -8인 경우, 전력 공급 장치(201)는 수mV씩 8번 단계적으로 무선 충전기(203)로 출력되는 전압을 낮출 수 있다.
도 5는, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치(202)의 요청에 기반하여, 무선 충전기(203)의 출력 전압을 낮추기 위한 무선 충전기(203)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 510에서 제어 회로(299)는, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전력 신호가 전송되는 동안(예: 동작 340이 수행되는 동안), 전력 수신 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다.
동작 520에서 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 출력 전압을 낮추기 위한 요청(예: 음수의 CEV 값을 포함하는 CEP)을 확인할 수 있다.
동작 530에서 제어 회로(299)는, 출력 전압을 낮추기 위한 요청이 수신 데이터에서 확인된 것에 기반하여, 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다.
동작 540에서 제어 회로(299)는 입력 전압에 대응하는 전원 단자(213)의 출력 전압(전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)에서 전력 송신 회로(220)로 출력되는 전력 신호의 전압(VCC; 도 2 참조))이 지정된 최소 값 이하인 것을 확인할 수 있다. 여기서, 최소 값은, 선택된 전압 범위(예: 동작 340의 수행을 위해 선택된 전압 범위)에서 최소 값(예: 3.3V)에 해당될 수 있다.
동작 550에서 제어 회로(299)는, 입력 전압이 최소 값 이하로 확인된 것에 기반하여, 입력 전압을 최소 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송하고 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수가 높아짐에 따라 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 전압이 낮아질 수 있다.
도 6은, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치(202)의 요청에 기반하여, 무선 충전기(203)의 출력 전압을 높이기 위한 무선 충전기(203)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 610에서 제어 회로(299)는, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전력 신호가 전송되는 동안(예: 동작 340이 수행되는 동안), 전력 수신 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다.
동작 620에서 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 출력 전압을 높이기 위한 요청(예: 양수의 CEV 값을 포함하는 CEP)을 확인할 수 있다.
동작 630에서 제어 회로(299)는, 출력 전압을 높이기 위한 요청이 수신 데이터에서 확인된 것에 기반하여, 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다.
동작 640에서 제어 회로(299)는 입력 전압(VCC; 도 2 참조)이 지정된 최대 값 이상인 것을 확인할 수 있다. 여기서, 최대 값은, 선택된 전압 범위(예: 동작 340의 수행을 위해 선택된 전압 범위)에서 최대 값(예: 11V)에 해당될 수 있다.
동작 650에서 제어 회로(299)는, 입력 전압이 최대 값 이상으로 확인된 것에 기반하여, 입력 전압을 최대 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송하고 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 낮추도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수가 낮아짐에 따라 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 전압이 높아질 수 있다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치(202)의 요청에 기반하여, 무선 충전기(203)의 출력 전압을 낮추기 위한 무선 충전기(203)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 710에서 제어 회로(299)는, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전력 신호가 전송되는 동안(예: 동작 340이 수행되는 동안), 입력 전압(VCC; 도 2 참조)을 주기적으로 확인할 수 있다.
동작 720에서 제어 회로(299)는 입력 전압이 최소 값 이하인지 여부를 확인할 수 있다.
입력 전압이 최소 값보다 큰 경우, 동작 730에서 제어 회로(299)는 제1 전압 가변 모드를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 음수의 CEV를 확인할 수 있다. 제어 회로(299)는, 수신 데이터에서 음수의 CEV를 확인된 것에 기반하여, 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는 메시지 전송 후 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 CEV를 확인할 수 있다. 확인된 CEV가 ‘0’이면 제어 회로(299)는 제1 전압 가변 모드를 종료할 수 있다. 확인된 CEV가 여전히 음수이면, 제어 회로(299)는 입력 전압을 더 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. CEV가 ‘0’으로 수렴될 때까지 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 CEV를 확인하고 입력 전압을 낮춰줄 것을 전력 공급 장치(201)에 요청하는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
입력 전압이 최소 값 이하인 경우, 동작 740에서 제어 회로(299)는 제1 주파수 가변 모드를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 입력 전압을 최소 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 음수의 CEV를 확인할 수 있다. 제어 회로(299)는, 수신 데이터에서 음수의 CEV를 확인된 것에 기반하여, 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 제어 회로(299)는 주파수 높인 후 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 CEV를 확인할 수 있다. 확인된 CEV가 ‘0’이면 제어 회로(299)는 제1 주파수 가변 모드를 종료할 수 있다. 확인된 CEV가 여전히 음수이면, 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 더 높이도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. CEV가 ‘0’으로 수렴될 때까지 또는 주파수가 최대 값(예: 145Khz)에 도달할 때까지 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 CEV를 확인하고 주파수를 단계적으로 높이는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 전력 수신 장치(202)의 요청에 기반하여, 무선 충전기(203)의 출력 전압을 높이기 위한 무선 충전기(203)의 동작들을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 810에서 제어 회로(299)는, 전력 송신 회로(220)에서 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 전력 신호가 전송되는 동안(예: 동작 340이 수행되는 동안), 입력 전압(VCC; 도 2 참조)을 주기적으로 확인할 수 있다.
동작 820에서 제어 회로(299)는 입력 전압이 최대 값 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 동작 810은 예컨대, 동작 710에 해당되며 동작 820은 동작 720과 동시에 수행될 수 있다.
입력 전압이 최대 값보다 작은 경우, 동작 830에서 제어 회로(299)는 제2 전압 가변 모드를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 양수의 CEV를 확인할 수 있다. 제어 회로(299)는, 수신 데이터에서 양수의 CEV를 확인된 것에 기반하여, 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는 메시지 전송 후 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 CEV를 확인할 수 있다. 확인된 CEV가 ‘0’이면 제어 회로(299)는 제2 전압 가변 모드를 종료할 수 있다. 확인된 CEV가 여전히 양수이면, 제어 회로(299)는 입력 전압을 더 높여줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. CEV가 ‘0’으로 수렴될 때까지 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 CEV를 확인하고 입력 전압을 높여줄 것을 전력 공급 장치(201)에 요청하는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
입력 전압이 최대 값 이상인 경우, 동작 840에서 제어 회로(299)는 제2 주파수 가변 모드를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(299)는 입력 전압을 최대 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 제1 통신 회로(240)를 통해 전력 공급 장치(201)로 전송할 수 있다. 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 양수의 CEV를 확인할 수 있다. 제어 회로(299)는, 수신 데이터에서 양수의 CEV를 확인된 것에 기반하여, 무선 충전기(203)에서 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 낮추도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. 제어 회로(299)는 주파수 낮춘 후 전력 수신 장치(202)로부터 수신된 데이터에서 CEV를 확인할 수 있다. 확인된 CEV가 ‘0’이면 제어 회로(299)는 제2 주파수 가변 모드를 종료할 수 있다. 확인된 CEV가 여전히 양수이면, 제어 회로(299)는 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 주파수를 더 낮추도록 전력 송신 회로(220)를 제어할 수 있다. CEV가 ‘0’에 수렴될 때까지 또는 주파수가 최소 값(예: 110Khz)에 도달할 때까지 제어 회로(299)는 수신 데이터에서 CEV를 확인하고 주파수를 단계적으로 낮추는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
전력 공급 장치(201)에서 전압을 변경하기 위해 소요되는 시간이 전력 수신 장치(202)가 무선 충전기(203)로 CEP를 전송하는 주기보다 짧을 수 있다. 예컨대, CEV의 절대 값이 8보다 작을 때 CEP 전송 주기는 약 150ms이고 CEV의 절대 값이 8 이상일 때(예: 코일들(230, 201a) 간의 정렬(alignment)이 고르지 못한 상태일 때 CEV의 절대 값이 8 이상일 수 있음) CEP 전송 주기는 약 55ms이고 전압 변경을 위해 소요되는 시간은 약 32ms일 수 있다. 이에 따라, 무선 충전기(203)는 CEV의 변화에 빠르게 대응하도록 전력 공급 장치(201)를 제어할 수 있다.
전력 공급 장치(201)가 갖는 전압 분해능이 전력 수신 장치(202)가 요구하는 전압 분해능(resolution)을 만족할 수 있다. 예컨대, CEV의 범위가 256단계(-127 ~ +128)이고 선택된 전압 범위(예: 동작 340의 수행을 위해 선택된 전압 범위)가 3.3 ~10 V인 경우, 전력 수신 장치(202)가 요구하는 전압 분해능(resolution)은 30mV일 수 있다. 이러한 전압 분해능 30mV보다 전력 공급 장치(201)가 갖는 전압 분해능이 작을 경우, CEV가 0으로 수렴될 수 있다. CEV가 0으로 수렴된 이후, 무선 충전기(203)의 중계를 통한 전력 공급 장치(201)에서 전력 수신 장치(202)로, 출력 전압의 변동 없이, 안정적인 전력 공급이 가능하다.
본 개시에 대한 상술한 설명에서 무선 충전기(203)은 다른 명칭 예컨대, 전력 중계 장치 또는 무선 충전 중계 장치로 바꾸어 표현될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기(예: 도 2의 203)는 코일; 전원 단자와 데이터 단자를 포함한 커넥터; 상기 전원 단자에 연결되고 상기 전원 단자를 통해 전력 공급 장치(예: 도 2의 201)로부터 수신된 전력 신호의 전류를 DC(direct current)에서 AC(alternating current)로 변환하여 상기 코일로 출력하도록 구성된 전력 송신 회로; 상기 데이터 단자와 상기 코일에 연결되고 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치와 통신하고 상기 코일을 통해 전력 수신 장치(예: 도 2의 202)와 통신하도록 구성된 통신 회로(예: 도 2의 240과 250); 상기 전력 송신 회로, 상기 통신 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로; 및 상기 전원 단자에 연결되고 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 수신된 전력 신호를 상기 통신 회로, 및 상기 제어 회로에 공급하도록 구성된 전력 공급 회로를 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 요청 메시지에 포함된 CEV(control error value)가 음수인 것에 기반하여, 상기 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제3 요청 메시지에 포함된 상기 CEV가 양수인 것에 기반하여, 상기 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어 회로는 상기 CEV에 비례하여 상기 입력 전압을 설정할 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 입력 전압이 최소 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전력 송신 회로에서 상기 코일로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높일 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 입력 전압이 최대 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전력 송신 회로에서 상기 코일로 출력되는 전력 신호의 주파수를 낮출 수 있다.
상기 통신 회로 및 상기 제어 회로는 하나의 칩(chip)에 포함될 수 있다. 상기 제어 회로는 MCU(microcontroller unit)를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급 회로는 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 수신된 전력 신호의 전압을 상기 통신 회로 및 상기 제어 회로를 구동하기 위해 지정된 전압으로 변환하도록 구성된 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치가 상기 입력 전압을 조정하기 위한 PPS(programable power supply) 기능을 지원하는 장치임이 상기 통신 회로를 통해 확인된 것에 기반하여, 상기 전력 수신 장치를 식별하기 위한 전력 신호를 전송하도록 상기 전력 송신 회로를 제어하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치가 상기 PPS 기능을 지원하지 않은 장치임이 상기 통신 회로를 통해 확인된 것에 기반하여, 상기 무선 충전기에 구비된 LED(light emitting diode)를 켜거나 깜박거리게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기(예: 도 2의 203)를 동작하는 방법은 상기 무선 충전기의 코일을 통해 전력 수신 장치(예: 도 2의 202)로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 상기 코일을 통해 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 출력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 무선 충전기의 전원 단자를 통해 전력 공급 장치(예: 도 2의 201)로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 변경해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 무선 충전기의 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 입력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 출력하는 동작은, 상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 제2 요청 메시지를 출력하는 동작은 상기 제1 요청 메시지에 포함된 CEV(control error value)가 음수인 것에 기반하여 수행될 수 있다. 상기 제4 요청 메시지를 출력하는 동작은 상기 제3 요청 메시지에 포함된 CEV가 양수인 것에 기반하여 수행될 수 있다.
상기 방법은, 상기 입력 전압을 확인하는 동작; 상기 입력 전압이 지정된 최소 값 이하인 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 상기 최소 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및 상기 입력 전압이 상기 최소 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 상기 전력 수신 장치로부터 수신된 것에 기반하여, 상기 코일에서 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 입력 전압을 확인하는 동작; 상기 입력 전압이 지정된 최대 값 이상인 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 상기 최대 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및 상기 입력 전압이 상기 최대 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 메시지를 상기 전력 수신 장치로부터 수신된 것에 기반하여, 상기 코일에서 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 전력 공급 장치가 상기 입력 전압을 조정하기 위한 PPS(programable power supply) 기능을 지원하는 장치임을 확인된 것에 기반하여, 상기 전력 수신 장치를 식별하기 위한 전력 신호를 상기 코일을 통해 전송하는 동작을 더 포함할 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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 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. 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))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.
일 실시예에 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.
본 명세서에 기재된 임의의 특징들은, 임의의 조합에서, 본 명세서에 기재된 임의의 다른 특징들과 결합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 충전기(203)에 있어서,
    코일(230);
    전원 단자(213)와 데이터 단자(211)를 포함한 커넥터(210);
    상기 전원 단자에 연결되고 상기 전원 단자를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 수신된 전력 신호의 전류를 DC(direct current)에서 AC(alternating current)로 변환하여 상기 코일로 출력하도록 구성된 전력 송신 회로(220);
    상기 데이터 단자와 상기 코일에 연결되고 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치와 통신하고 상기 코일을 통해 전력 수신 장치(202)와 통신하도록 구성된 통신 회로(240, 250);
    상기 전력 송신 회로, 상기 통신 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로(299); 및
    상기 전원 단자에 연결되고 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 수신된 전력 신호를 상기 통신 회로, 및 상기 제어 회로에 공급하도록 구성된 전력 공급 회로(260)를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 코일을 통해 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어하고,
    상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 구성된 무선 충전기.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제1 요청 메시지에 포함된 CEV(control error value)가 음수인 것에 기반하여, 상기 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어하고,
    상기 제3 요청 메시지에 포함된 상기 CEV가 양수인 것에 기반하여, 상기 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하도록 상기 통신 회로를 제어하도록 구성된 무선 충전기.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 CEV에 비례하여 상기 입력 전압을 설정하도록 구성된 무선 충전기.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 입력 전압이 최소 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전력 송신 회로에서 상기 코일로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이도록 구성된 무선 충전기.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 입력 전압이 최대 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 메시지를 상기 통신 회로가 수신한 것에 기반하여, 상기 전력 송신 회로에서 상기 코일로 출력되는 전력 신호의 주파수를 낮추도록 구성된 무선 충전기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 통신 회로 및 상기 제어 회로는 하나의 칩(chip)에 포함된 무선 충전기.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제어 회로는 MCU(microcontroller unit)를 포함하는 무선 충전기.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 전력 공급 회로는,
    상기 전원 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로부터 수신된 전력 신호의 전압을 상기 통신 회로 및 상기 제어 회로를 구동하기 위해 지정된 전압으로 변환하도록 구성된 컨버터를 포함하는 무선 충전기.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 전력 공급 장치가 상기 입력 전압을 조정하기 위한 PPS(programable power supply) 기능을 지원하는 장치임이 상기 통신 회로를 통해 확인된 것에 기반하여, 상기 전력 수신 장치를 식별하기 위한 전력 신호를 전송하도록 상기 전력 송신 회로를 제어하는 동작을 수행하도록 구성된 무선 충전기.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치가 상기 PPS 기능을 지원하지 않은 장치임이 상기 통신 회로를 통해 확인된 것에 기반하여,
    상기 무선 충전기에 구비된 LED(light emitting diode)를 켜거나 깜박거리게 하도록 구성된 무선 충전기.
  11. 무선 충전기(230)를 동작하는 방법에 있어서,
    상기 무선 충전기의 코일(230)을 통해 전력 수신 장치(202)로 출력되는 전력 신호의 출력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 상기 코일을 통해 수신하는 동작; 및
    상기 출력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 무선 충전기의 전원 단자(213)를 통해 전력 공급 장치(201)로부터 입력되는 전력 신호의 입력 전압을 변경해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 무선 충전기의 데이터 단자(211)를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작을 포함하고,
    상기 입력 전압을 변경해 줄 것을 요청하는 메시지를 출력하는 동작은,
    상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제1 요청 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및
    상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제3 요청 메시지가 수신된 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 높여줄 것을 요청하는 제4 요청 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 요청 메시지를 출력하는 동작은 상기 제1 요청 메시지에 포함된 CEV(control error value)가 음수인 것에 기반하여 수행되고,
    상기 제4 요청 메시지를 출력하는 동작은 상기 제3 요청 메시지에 포함된 CEV가 양수인 것에 기반하여 수행되는 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 입력 전압을 확인하는 동작;
    상기 입력 전압이 지정된 최소 값 이하인 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 상기 최소 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및
    상기 입력 전압이 상기 최소 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 낮춰줄 것을 요청하는 메시지를 상기 전력 수신 장치로부터 수신된 것에 기반하여, 상기 코일에서 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 입력 전압을 확인하는 동작;
    상기 입력 전압이 지정된 최대 값 이상인 것에 기반하여, 상기 입력 전압을 상기 최대 값으로 고정해줄 것을 요청하는 메시지를 상기 데이터 단자를 통해 상기 전력 공급 장치로 출력하는 동작; 및
    상기 입력 전압이 상기 최대 값으로 고정된 상태에서 상기 출력 전압을 높여줄 것을 요청하는 메시지를 상기 전력 수신 장치로부터 수신된 것에 기반하여, 상기 코일에서 상기 전력 수신 장치로 출력되는 전력 신호의 주파수를 높이는 동작을 더 포함하는 방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치가 상기 입력 전압을 조정하기 위한 PPS(programable power supply) 기능을 지원하는 장치임을 확인된 것에 기반하여, 상기 전력 수신 장치를 식별하기 위한 전력 신호를 상기 코일을 통해 전송하는 동작을 더 포함하는 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180102036A (ko) * 2018-09-05 2018-09-14 엘지이노텍 주식회사 무선 충전 장치 및 그 방법
KR20220100381A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 삼성전자주식회사 무선 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
KR20230019760A (ko) * 2021-08-02 2023-02-09 주식회사 위츠 무선 충전 장치 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
WO2023039102A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-16 General Electric Company Power transmitter protection based on power receiver energy function in a wireless power system
KR20230088328A (ko) * 2015-08-31 2023-06-19 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 및 충전 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9379555B2 (en) * 2014-04-30 2016-06-28 Active-Semi, Inc. Adaptive power source for wireless power transmitter
US10545907B2 (en) * 2015-12-24 2020-01-28 Intel Corporation Adjustable power delivery scheme for universal serial bus
US10291073B2 (en) * 2016-06-13 2019-05-14 Qualcomm Incorporated Devices and methods for controlling transmitter power supply based on wireless receiver request
JP6989308B2 (ja) * 2017-07-06 2022-01-05 ローム株式会社 ワイヤレス送電装置およびそれを用いたワイヤレス充電器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230088328A (ko) * 2015-08-31 2023-06-19 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 및 충전 시스템
KR20180102036A (ko) * 2018-09-05 2018-09-14 엘지이노텍 주식회사 무선 충전 장치 및 그 방법
KR20220100381A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 삼성전자주식회사 무선 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
KR20230019760A (ko) * 2021-08-02 2023-02-09 주식회사 위츠 무선 충전 장치 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
WO2023039102A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-16 General Electric Company Power transmitter protection based on power receiver energy function in a wireless power system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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