KR101233015B1

KR101233015B1 - 무선 전력 송신을 위한 패시브 수신기들

Info

Publication number: KR101233015B1
Application number: KR1020117007039A
Authority: KR
Inventors: 나이젤 피 쿡; 루카스 시에베르; 한스페터 비드메르
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2029-08-25
Also published as: JP2014060916A; EP2332096B1; JP2012501160A; US20100190435A1; US8432070B2; EP2662807B1; EP2662807A1; KR20120125659A; EP2332096A1; CN102132292B; CN104600757B; JP5889857B2; KR20110050697A; CN102132292A; CN104600757A; KR101244513B1; WO2010025156A1

Abstract

예시적인 실시형태들은 무선 전력 전달에 관한 것이다. 무선 송전 수신기는, 자기 근접장에 응답하여 공진하고 그로부터의 무선 전력을 커플링시키도록 구성된 병렬 공진기를 포함하는 수신 안테나를 포함한다. 수신기는 병렬 공진기에 커플링된 패시브 정류기 회로를 더 포함한다. 패시브 정류기 회로는 병렬 공진기에 대한 부하 임피던스를 변환시키도록 구성된다.

Description

무선 전력 송신을 위한 패시브 수신기들{PASSIVE RECEIVERS FOR WIRELESS POWER TRANSMISSION}

35 U.S.C. §119 하의 우선권 주장

본 출원은,

발명의 명칭이 "PASSIVE DIODE RECTIFIER RECEIVERS FOR WIRELESS POWERING AND CHARGING OF ELECTRONIC DEVICES" 이고 2008년 8월 25일자로 출원되었으며, 여기에 그 개시물 전체가 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 제 61/091,684호,

발명의 명칭이 "PASSIVE DIODE RECTIFIER RECEIVERS FOR WIRELESS POWERING AND CHARGING OF ELECTRONIC DEVICES" 이고 2008년 11월 25일자로 출원되었으며, 여기에 그 개시물 전체가 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 제 61/117,937호,

발명의 명칭이 "PASSIVE DIODE RECTIFIER RECEIVERS FOR WIRELESS POWERING AND CHARGING OF ELECTRONIC DEVICES" 이고 2009년 3월 18일자로 출원되었으며, 여기에 그 개시물 전체가 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 제 61/161,291호,

발명의 명칭이 "INTEGRATION OF WIRELESS CHARGING INTO MINI-DEVICES" 이고 2009년 3월 18일자로 출원되었으며, 여기에 그 개시물 전체가 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 제 61/161,306호,

발명의 명칭이 "PASSIVE DIODE RECTIFIER RECEIVERS FOR WIRELESS POWERING WITH INHERENT LOAD ADAPTATION" 이고 2009년 5월 4일자로 출원되었으며, 여기에 그 개시물 전체가 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 제 61/175,337호, 및

발명의 명칭이 "DEVELOPMENT OF HF POWER CONVERSION ELECTRONICS" 이고 2009년 6월 19일자로 출원되었으며, 여기에 그 개시물 전체가 참조로서 포함되는 미국 가특허 출원 제 61/218,838호

에 대한 35 U.S.C. §119(e) 하의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 무선 충전에 관한 것으로, 더 상세하게는, 휴대용 무선 충전 시스템들에 관련된 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것이다.

통상적으로, 무선 전자 디바이스와 같은 각각의 전력공급된 디바이스는, 일반적으로 교류 (AC) 전력 아웃렛인 그 자신의 유선 충전기 및 전원을 요구한다. 그러한 유선 구성은, 많은 디바이스들이 충전을 필요로 할 경우 다루기 어렵게 된다. 충전될 전자 디바이스에 커플링된 수신기와 송신기 사이의 공중-경유 또는 무선 전력 송신을 사용하는 접근법들이 개발되고 있다. 수신 안테나는 방사된 전력을 수집하며, 디바이스에 전력공급하거나 디바이스의 배터리를 충전하는데 유용한 전력으로 그것을 정류한다. 무선 에너지 송신은, 전력공급되거나 충전될 호스트 전자 디바이스에 삽입된 송신 안테나, 수신 안테나 및 정류 회로 사이의 커플링에 기초할 수도 있다. 호스트 전자 디바이스 내의 무선 전력 수신기 회로에 의해 관측되는 바와 같은 부하 저항이, 예를 들어, 낮은 충전 저항을 나타내는 배터리 기술들 또는 지오메트리들로 인해 작을 경우 단점이 나타난다. 그러한 낮은 충전 저항은 충전 효율도를 감소시킨다. 따라서, 낮은 충전 저항을 나타내는 전자 디바이스들로의 무선 전력 전달을 위해 충전 효율도를 개선시킬 필요성이 존재한다.

도 1은 무선 전력 송신 시스템의 간략화된 블록도를 도시한다.
도 2는 무선 전력 송신 시스템의 간략화된 개략도를 도시한다.
도 3은 예시적인 실시형태들에 따른, 루프 안테나의 개략도를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 송신 시스템의 기능 블록도를 도시한다.
도 5는 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 수신기의 정류기 회로 변형의 회로도를 도시한다.
도 6은 예시적인 실시형태에 따른, 도 5의 수신기 변형의 안테나부의 레이아웃 실현을 도시한다.
도 7은 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 수신기의 또 다른 정류기 회로 변형의 회로도를 도시한다.
도 8은 예시적인 실시형태에 따른, 도 7의 수신기 변형의 안테나부의 레이아웃 실현을 도시한다.
도 9는 예시적인 실시형태에 따른, 도 7의 수신기 변형의 안테나부의 또 다른 레이아웃 실현을 도시한다.
도 10은 예시적인 실시형태에 따른, 도 7의 수신기 변형의 안테나부의 또 다른 레이아웃 실현을 도시한다.
도 11은 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력 수신기의 또 다른 정류기 회로 변형의 회로도를 도시한다.
도 12는 예시적인 실시형태에 따른, 도 11의 수신기 변형의 안테나부의 레이아웃 실현을 도시한다.
도 13은 예시적인 실시형태에 따른, 도 11의 수신기 변형의 안테나부의 또 다른 레이아웃 실현을 도시한다.
도 14는 예시적인 실시형태에 따른, 미니-디바이스들로의 통합을 위해 일-대-일 임피던스 변환을 갖는 정류기 회로를 사용하는 수신기의 안테나부의 레이아웃 실현을 도시한다.
도 15a는 예시적인 실시형태에 따른, 정류기 회로의 단자들에서 고조파를 블록킹하도록 구성된 정류기 회로의 일 구현의 레이아웃을 도시한다.
도 15b는 예시적인 실시형태에 따른, 고조파의 억제를 제공하도록 차폐를 이용하여 구성된 패키징 정류기 회로의 개관도를 도시한다.
도 16은 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력을 수신하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.

"예시적인" 이라는 용어는 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는" 의 의미로 여기에서 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기에 설명된 임의의 실시형태는 반드시 다른 실시형태들보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다.

첨부한 도면들과 관련하여 아래에 개시되는 상세한 설명은, 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되며, 본 발명이 수행될 수 있는 실시형태만을 나타내도록 의도되지는 않는다. 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 "예시적인" 이라는 용어는 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는" 을 의미하며, 반드시 다른 예시적인 실시형태들보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지 않아야 한다. 상세한 설명은, 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들이 이들 특정 세부사항들 없이도 수행될 수도 있다는 것은 당업자에게는 명백할 것이다. 몇몇 예시들에서, 주지된 구조들 및 디바이스들은, 여기에 제공된 예시적인 실시형태들의 신규성을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 블록도 형태로 도시되어 있다.

"무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 도전체들의 사용없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 여기에서 사용된다. 예를 들어, 이동 전화기, 코드리스 전화기, iPod, MP3 플레이어, 헤드셋 등을 포함하는 디바이스들을 무선으로 충전하기 위해 시스템에서의 전력 변환이 여기에 설명된다. 일반적으로, 무선 에너지 전달의 하나의 기본적인 원리는, 예를 들어, 30MHz 미만의 주파수들을 사용하는 자기 커플링된 공진 (즉, 공진 유도) 을 포함한다. 그러나, 비교적 높은 방사 레벨들에서의, 예를 들어, 135kHz (LF) 미만 또는 13.56MHz (HF) 에서의 라이센스-면제 동작이 허용되는 주파수들을 포함하는 다양한 주파수들이 이용될 수도 있다. 무선 주파수 식별 (RFID) 시스템에 의해 일반적으로 사용되는 이들 주파수들에서, 시스템들은, 유럽의 EN 300330 또는 미국의 FCC Part 15 기준과 같은 간섭 및 안전 표준들에 따라야만 한다. 제한이 아닌 예로서, 약어들 LF 및 HF가 여기에서 사용되며, 여기서, "LF" 는 f₀＝135kHz 를 지칭하고, "HF" 는 f₀＝13.56MHz 를 지칭한다.

도 1은 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 전력 송신 시스템 (100) 을 도시한다. 에너지 전달을 제공하기 위한 자기장 (106) 을 생성하기 위해 입력 전력 (102) 이 송신기 (104) 에 제공된다. 수신기 (108) 는 자기장 (106) 에 커플링하며, 저장 또는 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의한 소비를 위해 출력 전력 (110) 을 생성한다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양자는 거리 (112) 에 의해 분리된다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성되며, 수신기 (108) 의 공진 주파수 및 송신기 (104) 의 공진 주파수가 매칭될 경우, 수신기 (108) 가 자기장 (106) 의 "근접장 (near-field)" 에 위치될 때 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실들이 최소화된다.

송신기 (104) 는 에너지 송신을 위한 수단을 제공하기 위해 송신 안테나 (114) 를 더 포함하고, 수신기 (108) 는 에너지 수신 또는 커플링을 위한 수단을 제공하기 위해 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 송신 및 수신 안테나들은, 그들과 관련될 애플리케이션들 및 디바이스들에 따라 사이징된다. 전술한 바와 같이, 전자기파로 에너지의 대부분을 원격장 (far-field) 에 전달하기보다는 송신 안테나의 근접장 내의 에너지의 큰 부분을 수신 안테나에 커플링시킴으로써, 효율적인 에너지 전달이 발생한다. 이러한 근접장에서, 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 사이에 커플링이 확립될 수도 있다. 여기에서, 이러한 근접장 커플링이 발생할 수도 있는 안테나들 (114 및 118) 주변의 영역은, 커플링-모드 영역으로서 지칭된다.

도 2는 무선 전력 송신 시스템의 간략화된 개략도를 도시한다. 입력 전력 (102) 에 의해 구동되는 송신기 (104) 는, 오실레이터 (122), 전력 증폭기 또는 전력 스테이지 (124) 및 필터 및 매칭 회로 (126) 를 포함한다. 오실레이터는, 조정 신호 (123) 에 응답하여 조정될 수도 있는 원하는 주파수를 생성하도록 구성된다. 오실레이터 신호는, 제어 신호 (125) 에 응답한 증폭양으로 전력 증폭기 (124) 에 의해 증폭될 수도 있다. 고조파 또는 다른 원치않는 주파수들을 필터링하고 송신기 (104) 의 임피던스를 송신 안테나 (114) 에 매칭하기 위해 필터 및 매칭 회로 (126) 가 포함될 수도 있다.

전자 디바이스 (120) 는, 도 2에 도시된 바와 같이 배터리 (136) 를 충전시키거나 수신기에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력공급하도록 DC 전력 출력을 생성하기 위해, 매칭 회로 (132) 및 정류기 및 스위칭 회로 (134) 를 포함할 수도 있는 수신기 (108) 를 포함한다. 수신기 (108) 의 임피던스를 수신 안테나 (118) 에 매칭하기 위해 매칭 회로 (132) 가 포함될 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시형태들에서 사용된 안테나들은, 여기에서 "자기", "공진" 또는 "자기 공진" 안테나로서 또한 지칭될 수도 있는 "루프" 안테나 (150) 로서 구성될 수도 있다. 루프 안테나들은 페라이트 코어와 같은 물리적인 코어 또는 공심 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 또한, 공심 루프 안테나는 코어 영역 내의 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 공심 코어 루프는 송신 안테나 (114) (도 2) 의 평면 내의 수신 안테나 (118) (도 2) 의 배치를 더 용이하게 가능하게 할 수도 있으며, 여기서, 송신 안테나 (114) (도 2) 의 커플링-모드 영역은 더 효율적일 수도 있다.

전술한 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 매칭된 또는 밀접하게 매칭된 공진 동안 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 에너지의 효율적인 전달이 발생한다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 공진이 매칭되지 않는 경우라도, 에너지는 낮은 효율도로 전달될 수도 있다. 송신 안테나의 근접장으로부터의 에너지를 이웃에 상주하는 수신 안테나에 커플링시킴으로써 에너지의 전달이 발생하며, 여기서, 송신 안테나로부터 자유 공간으로 에너지를 전파하는 것보다는 이러한 근접장이 확립된다.

루프 안테나들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 루프 안테나의 인덕턴스는 일반적으로 그 루프에 의해 생성된 인덕턴스이지만, 커패시턴스는 일반적으로 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 루프 안테나의 인덕턴스에 부가된다. 비-제한적인 예로서, 정현파 또는 준-정현파 신호 (156) 를 발생시키는 공진 회로를 생성하기 위해, 커패시터 (152) 및 커패시터 (154) 가 안테나에 부가될 수도 있다. 따라서, 더 큰 직경의 루프 안테나들에 대해, 공진을 유도하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는, 그 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소한다. 또한, 루프 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근접장의 효율적인 에너지 전달 영역은 "근방 (vicinity) " 커플링된 디바이스에 대해 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들이 가능하다. 또 다른 비-제한적인 예로서, 커패시터는 루프 안테나의 2개의 단자들 사이에서 병렬로 배치될 수도 있다. 또한, 당업자는, 송신 안테나들에 대해 공진 신호 (156) 가 루프 안테나 (150) 로의 입력일 수도 있다는 것을 인식할 것이다.

본 발명의 예시적인 실시형태들은, 서로의 근접장들에 존재하는 2개의 안테나들 사이의 전력을 커플링하는 것을 포함한다. 전술한 바와 같이, 근접장은 안테나 주변의 영역이며, 여기서, 전자기장은 존재하지만 안테나로부터 이격하여 전파되거나 방사되지 않을 수도 있다. 통상적으로, 그들은 안테나의 물리적인 볼륨과 비슷한 볼륨으로 한정된다. 본 발명의 예시적인 실시형태들에서, 단일 및 멀티-턴 루프 안테나들과 같은 안테나들은, 송신 (Tx) 및 수신 (Rx) 안테나들을 가급적 둘러싸는 대부분의 환경이 유전체이고, 이에 따라 전기장과 비교하여 자기장에 덜 영향을 주므로, 그 송신 (Tx) 및 수신 (Rx) 안테나 시스템들 양자에 대해 사용된다. 또한, "전기" 안테나들 (예를 들어, 다이폴 및 모노폴) 또는 자기 및 전기 안테나들의 조합으로서 주로 구성되는 안테나들이 또한 고려된다.

Tx 안테나는, 상술된 원격장 및 유도성 접근법들에 의해 허용된 상당히 더 큰 거리들에서 작은 Rx 안테나에 대한 양호한 커플링 효율도 (예를 들어, ＞10%) 를 달성하는데 충분히 큰 안테나 사이즈 및 충분히 낮은 주파수로 동작될 수 있다. Tx 안테나가 정확히 사이징되면, 호스트 디바이스 상의 Rx 안테나가 구동 Tx 루프 안테나의 커플링-모드 영역 (즉, 근접장 또는 강하게 커플링된 영역) 내에 배치될 경우, 높은 커플링 효율도 (예를 들어, 30%) 가 달성될 수 있다.

여기에 개시된 다양한 예시적인 실시형태들은, 상이한 전력 변환 접근법들에 기초한 상이한 커플링 변형들, 및 디바이스 포지셔닝 유연성을 포함하는 송신 범위 (예를 들어, 가상적으로 제로인 거리에서 패드 솔루션들을 충전하기 위한 밀접한 "근접 (proximity)" 커플링 또는 단거리 무선 전력 솔루션들에 대한 "근방" 커플링) 를 식별한다. 밀접한 근접 커플링 애플리케이션들 (즉, 강하게 커플링된 영역, 통상적으로 커플링 팩터는 k＞0.1) 은, 안테나들의 사이즈에 의존하여, 통상적으로 약 수 밀리미터 또는 수 센티미터인 짧은 또는 매우 짧은 거리를 통한 에너지 전달을 제공한다. 근방 커플링 애플리케이션 (즉, 느슨하게 커플링된 영역, 통상적으로 커플링 팩터는 k＜0.1) 은, 안테나들의 사이즈에 의존하여, 통상적으로 10cm 로부터 2m 까지의 범위인 거리를 통한 비교적 낮은 효율도의 에너지 전달을 제공한다.

여기에 설명된 바와 같이, "근접" 커플링 및 "근방" 커플링은, 전력 소스/싱크를 안테나/커플링 네트워크에 적응시키도록 상이한 매칭 접근법들을 요구할 수도 있다. 또한, 다양한 예시적인 실시형태들은 LF 및 HF 애플리케이션들 양자 및 송신기 및 수신기에 대해 시스템 파라미터들, 설계 타겟들, 구현 변형들, 및 규격들을 제공한다. 이들 파라미터들 및 규격들의 일부는, 예를 들어, 특정한 전력 변환 접근법과 더 양호하게 매칭하기 위해, 요구되는 바와 같이 변할 수도 있다. 시스템 설계 파라미터들은 다양한 우선순위들 및 트레이드오프들을 포함할 수도 있다. 상세하게, 송신기 및 수신기 서브시스템 고려사항들은, 높은 송신 효율도, 및 저비용 구현을 초래하는 회로의 낮은 복잡도를 포함할 수도 있다.

도 4는 예시적인 실시형태에 따른, 송신기와 수신기 사이의 다이렉트 필드 (direct field) 커플링에 대해 구성된 무선 전력 송신 시스템의 기능 블록도를 도시한다. 무선 전력 송신 시스템 (200) 은 송신기 (204) 및 수신기 (208) 를 포함한다. 입력 전력 P_TXin 은, 에너지 전달을 제공하기 위해 다이렉트 필드 커플링 k (206) 로 주된 비-방사 필드를 생성하기 위하여 송신기 (204) 에 제공된다. 수신기 (208) 는 비-방사 필드 (206) 에 직접 커플링하며, 저장, 또는 출력 포트 (210) 에 커플링된 배터리 또는 부하 (236) 에 의한 소비를 위해 출력 전력 P_RXout 을 생성한다. 송신기 (204) 및 수신기 (208) 양자는 일 거리에 의해 분리되어 있다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (204) 및 수신기 (208) 는 상호 공진 관계에 따라 구성되며, 수신기 (208) 의 공진 주파수 f₀ 및 송신기 (204) 의 공진 주파수가 매칭될 경우, 수신기 (208) 가 송신기 (204) 에 의해 생성된 방사 필드의 "근접장" 에 위치되는 동안 송신기 (204) 와 수신기 (208) 사이의 송신 손실들이 최소화된다.

송신기 (204) 는 에너지 송신을 위한 수단을 제공하기 위해 송신 안테나 (214) 를 더 포함하고, 수신기 (208) 는 에너지 수신을 위한 수단을 제공하기 위해 수신 안테나 (218) 를 더 포함한다. 송신기 (204) 는, AC-AC 변환기로서 적어도 부분적으로 기능하는 송신 전력 변환 유닛 (220) 을 더 포함한다. 수신기 (208) 는 AC-DC 변환기로서 적어도 부분적으로 기능하는 수신 전력 변환 유닛 (222) 을 더 포함한다.

송신 안테나 (214) 및 수신 안테나 (218) 양자가 공통 공진 주파수에 튜닝되면, 자기장을 통해 송신 안테나 (214) 로부터 수신 안테나 (218) 로 에너지를 효율적으로 커플링할 수 있는 공진 구조를 형성하는 용량성 로딩된 와이어 루프들 또는 멀티-턴 코일들을 사용하는 다양한 수신 안테나 구성들이 여기에 설명된다. 따라서, 강하게 커플링된 영역에서 전자 디바이스 (예를 들어, 이동 전화기) 의 매우 효율적인 무선 충전이 설명되며, 여기서, 송신 안테나 (214) 및 수신 안테나 (218) 는 통상적으로 30% 를 초과하는 커플링 팩터를 초래하는 밀접한 근접 영역에 존재한다. 따라서, 와이어 루프/코일 안테나 및 매우 양호하게 매칭된 패시브 다이오드 정류기 회로로 이루어진 다양한 수신기 개념들이 여기에 설명된다.

많은 리튬-이온 배터리-전력공급 전자 디바이스들 (예를 들어, 이동 전화기) 은 3.7V 로부터 동작하며, 최대 1A (예를 들어, 이동 전화기) 의 전류들로 충전된다. 따라서, 최대 충전 전류에서, 배터리는 약 4옴의 수신기에 대한 부하 저항을 나타낼 수도 있다. 일반적으로, 이것은, 더 높은 부하 저항들이 이들 조건들에서 최대 효율도를 달성하도록 통상적으로 요구되므로, 강하게 커플링된 공진 유도 시스템에 대한 매칭을 매우 어렵게 한다.

최적의 부하 저항은, 2차 L-C 비율 (커패시턴스에 대한 안테나 인덕턴스의 비율) 의 함수이다. 그러나, 주파수, 원하는 안테나 폼-팩터 (form-factor) 및 Q-팩터에 의존한 L-C 비율의 선택에서의 제한들이 일반적으로 존재한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 디바이스의 배터리에 의해 제공된 바와 같은 부하 저항에 양호하게 매칭되는 공진 수신 안테나를 설계하는 것은 항상 가능하지는 않을 수도 있다.

수신 전력 변환 유닛 (222) 과 같은 액티브 또는 패시브 변환 네트워크들이 부하 임피던스 컨디셔닝에 대해 사용될 수도 있지만, 액티브 변환 네트워크들은 전력을 소비하거나 손실들 및 복잡도를 무선 전력 수신기에 부가할 수도 있으며, 따라서, 부적절한 솔루션으로 고려된다. 여기에 설명된 다양한 예시적인 실시형태들에서, 수신 전력 변환 유닛 (222) 은, 부하 (236) 의 부하 임피던스 R_L 보다 더 큰 기본적인 주파수에서 입력 임피던스를 나타내는 다이오드 정류기 회로들을 포함한다. 낮은 L-C 공진 수신 안테나 (218) 와 결합한 그러한 정류기 회로들은 바람직한 (즉, 거의 최적의) 솔루션을 제공할 수도 있다.

일반적으로 더 높은 동작 주파수들, 예를 들어, 1MHz 를 초과하는 주파수, 특히 13.56MHz 에서, 다이오드 복원 시간 (즉, 다이오드 커패시턴스) 로부터 초래하는 손실 효과는 현저하게 된다. 따라서, 낮은 dv/dt 를 갖는 다이오드 전압 파형들을 나타내는 다이오드들을 포함하는 회로들이 바람직하다. 예로서, 통상적으로 이들 회로들은, 안테나 인덕턴스를 보상하는데 필요한 안티-리액터 (anti-reactor) 로서 기능할 수도 있고 전달 효율도를 최대화할 수도 있는 입력에서 션트 (shunt) 커패시터를 요구한다. 따라서, 병렬 공진 수신 안테나를 포함하는 수신기 토폴로지들이 적절하다.

전달 효율도를 최대화하는 요구된 션트 커패시턴스가 커플링 팩터 및 배터리 부하 저항 양자의 함수라는 사실은, 이들 파라미터들 중 하나가 변경되었다면 자동 적응 (리튜닝) 을 요구할 것이다. 그러나, 제한된 영역 내에서 커플링 팩터의 변경들 및 최대의 전력에서만 최대 효율도를 갖는 강하게 커플링된 영역을 가정하면, 합당한 타협이 자동 튜닝을 요구하지 않는 것으로 발견될 수도 있다.

자기 유도 원리들에 기초한 무선 전력 송신에 대한 또 다른 설계 팩터는, 고조파가 정류기 회로에 의해 생성된다는 것이다. 수신 안테나 전류 이에 따라 수신 안테나 주변의 자기장에서의 고조파 콘텐츠는 허용가능한 레벨들을 초과할 수도 있다. 따라서, 바람직하게, 수신기/정류기 회로들은 유도된 수신 안테나 전류들에 대해 최소의 왜곡을 생성한다.

도 5 내지 도 14는, 부하 (336) 의 고유 충전 임피던스 R_L 보다 더 큰 임피던스를 수신 안테나에 제공하기 위한 다양한 다이오드 및 수신 안테나 구성들을 포함한 다양한 회로 실현들을 포함하는 다양한 수신기 구성들을 도시한다. 설명된 수신기 구성들에 대해, 유도성 루프 L₁ (302) 및 커패시터 C₁ (304) 를 포함하고 부가적인 고조파 필터링을 갖는 직렬-구성된 송신 안테나 (314) 는, 송신 안테나 전류가 본질적으로 정현파이도록 가정된다. 예로서, 커플링 팩터＞50%, 각각, 송신 안테나 (314) 및 수신 안테나 (318) 에 대한 80 및 60의 언로딩 Q 팩터를 가정하면, 이들 회로들은 13.56MHz 에서 거의 90% 의 전달 효율도 (송신 안테나 입력 대 수신기 출력) 를 제공할 수도 있다.

도 5는 예시적인 실시형태에 따른 패시브 더블 다이오드 반파 (half wave) 정류기 회로 (300) 에 기초하여, 유도성 루프 L₂ (332) 및 커패시터 C₂ (334) 를 포함한 공진 수신 안테나 (318) 를 포함하는 무선 전력 수신기 (308) 의 변형 A 의 회로도를 도시한다. 정류기 회로 (300) 는 다이오드 D₂₁ (328) 및 다이오드 D₂₂ (330) 를 포함한다. 정류기 회로 (300) 는, 고주파수 (HF) 초크 (choke) L_HFC (324) 및 고주파수 (HF) 블록 커패시터 C_HFB (326) 를 더 포함한다. DC 경로는 안테나 루프를 통해 폐쇄된다. HF 초크 (324) 는 전류 싱크로서 기능하고, 50% 의 다이오드 도전 사이클 (D) 을 가지며, 변환 팩터 M은 0.5이다. 또한, 기본 주파수의 단자들 A₂, A₂' 에서 관측되는 바와 같은 입력 임피던스는, 부하 저항 R_L 의 약 4배이다.

도 6은, 예를 들어, 단일 턴 루프 수신 안테나 (318) 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는 수신기 (308) 의 변형 A의 낮은 L/C 실현을 도시한다. 수신기 (308) 의 변형 A의 실현에 따르면, 수신 안테나 (318) 는 정류기 회로 (300) 에 대한 단일 포인트 접속만을 요구한다. 또한, 공진 수신 안테나 (318) 의 유도성 루프 L2 (332) 는, 부하 (336) 의 낮은 충전 임피던스 R_L 의 관점에서 단일 턴 루프 수신 안테나 (318) 를 사용하여 구현될 수도 있다.

도 7은 예시적인 실시형태에 따른, 패시브 더블 다이오드 반파 정류기 회로 (350) 에 기초하여, 유도성 루프 L₂ (382) 및 커패시터 C₂ (384) 를 포함한 공진 수신 안테나 (368) 를 포함하는 무선 전력 수신기 (358) 의 변형 B 의 회로도를 도시한다. 정류기 회로 (350) 는 도 5 및 도 6의 정류기 회로 (300) 의 대칭 버전으로서 구현된다. 정류기 회로 (350) 는 다이오드 D₂₁ (378) 및 다이오드 D_22' (380) 를 포함한다. 정류기 회로 (350) 는, 고주파수 (HF) 초크 L_HFC (374) 및 고주파수 (HF) 블록 커패시터 C_HFB (376) 를 더 포함한다. HF 초크 (374) 는 전류 싱크로서 기능하며, HF 및 DC 손실들을 트레이드-오프하여 최적으로 디멘션된다. 50% 의 다이오드 도전 사이클 D에 관해, 정류기의 출력-입력 전압 변환 팩터 M은 0.5 이다. 또한, 기본 주파수의 단자들 A₂, A₂' 에서 관측되는 바와 같은 입력 임피던스는, 부하 저항 R_L 의 약 4배이다.

정류기 회로 (350) 는 다이오드 D₂₁ (378) 및 다이오드 D₂₂ (380) 를 통해 DC 루프를 폐쇄하도록 포인트 (390) 에서 유도성 루프 L₂ (382) 의 DC 태핑에 의해 구현된다. 포인트 (390) 에서의 이러한 탭은 도 7에 도시된 바와 같이 접지될 수도 있다. 대칭 원인들 때문에, 대칭 포인트 (390) 에서의 유도성 루프 L₂ (382) 는 DC 태핑을 위해 선택될 수도 있다. 대안적으로, 이러한 DC 태핑은 HF 초크 (392) (도 8) 를 사용하여, 유도성 루프 L₂ (382) 에 따른 임의의 포인트에서 또한 수행될 수도 있다.

도 8은, 예를 들어, 단일 턴 루프 수신 안테나 (368) 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는 수신기 (358) 의 변형 B의 낮은 L/C 실현을 도시한다. 도 8의 수신기 (358) 의 변형 B의 실현에 따르면, 수신 안테나 (368) 의 유도성 루프 L₂ (382) 는 부하 (336) 의 낮은 충전 임피던스 R_L 의 관점에서 단일 턴 루프 수신 안테나 (368) 를 사용하여 구현될 수도 있다. 도 7에 관해 전술한 바와 같이, 정류기 회로 (350) 는 포인트 (390) 에서의 유도성 루프 L₂ (382) 의 DC 탭핑에 의해 구현될 수도 있다. 그러나, HF 초크 (L_HFC22) (392) 가 유도성 루프 L₂ (382) 의 대칭 포인트 (390) 에 접속되면, 대칭 모드의 존재에서도 최소의 Q-팩터 열화 또는 비-이상적인 HF 초크 (L_HFC22) (392) 로부터의 디튜닝이 기대된다. 또한, HF 초크들 (374 및 392) 양자가 동일한 DC 전류를 운반하므로, 유도성 루프 L₂ (382) 의 DC 접지 접속부로 부하 (336) 를 이동시키고 다이오드들을 접지에 직접 접속시키는 것이 가능할 수도 있다.

도 9는, 예를 들어, 단일 턴 루프 수신 안테나 (368) 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는 수신기 (358) 의 변형 B의 또 다른 낮은 L/C 실현을 도시한다. 도 9의 수신기 (358) 의 변형 B의 실현에 따르면, 수신 안테나 (368) 의 유도성 루프 L₂ (382) 는 부하 (336) 의 낮은 충전 임피던스 R_L 의 관점에서 단일 턴 루프 수신 안테나 (368) 를 사용하여 구현될 수도 있다. 도 9의 실현 변형은, HF 초크 (374) 를 사용하여 구현되며, 다이오드들 (378 및 380) 에 직접 접지된다.

도 10은, 예를 들어, 단일 턴 루프 수신 안테나 (368) 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는 수신기 (358) 의 변형 B의 또 다른 낮은 L/C 실현을 도시한다. 도 10의 수신기 (358) 의 변형 B의 실현에 따르면, 수신 안테나 (368) 의 유도성 루프 L₂ (382) 는 부하 (336) 의 낮은 충전 임피던스 R_L 의 관점에서 단일 턴 루프 수신 안테나 (368) 를 사용하여 구현될 수도 있다. 도 10의 실현 변형은, HF 초크들 (374 및 375) 의 대칭 쌍을 사용하여 구현되며, 다이오드들 (378 및 380) 에 직접 접지된다.

도 11은 예시적인 실시형태에 따른, 패시브 쿼드 다이오드 전파 (full wave) 정류기 회로 (400) 에 기초하여, 유도성 루프 L₂ (432) 및 커패시터 C₂ (434) 를 포함한 수신 안테나 (418) 를 포함하는 무선 전력 수신기 (408) 의 변형 C의 회로도를 도시한다. 정류기 회로 (400) 는, 수신 안테나 (418) 에 의해 관측된 바와 같이 정류기 (400) 의 입력을 추가적으로 증가시키도록 구현된다. 정류기 회로 (400) 는 부하 전류 I_DCL 를 2개의 동등한 부분들로 분할함으로써 입력 임피던스를 증가시킨다. 정류기 회로 (400) 는, 다이오드 D₂₁ (428), 다이오드 D_21' (429), 다이오드 D₂₂ (430) 및 다이오드 D₂₂' (431) 를 포함한다. 정류기 회로 (400) 는, HF 초크들 (L_HFC21) (424) 및 (L_HFC21') (425) 의 대칭 쌍 및 고주파수 (HF) 블록 커패시터 C_HFB (426) 를 더 포함한다. 정류기 회로 (400) 는, 다이오드 D₂₁ (428), 다이오드 D_21' (429), 다이오드 D₂₂ (430) 및 다이오드 D₂₂' (431) 를 통해 DC 루프를 폐쇄하도록 포인트 (490) 에서의 유도성 루프 L₂ (432) 의 DC 탭핑에 의해 구현된다. 포인트 (490) 에서의 이러한 탭은 도 11에 도시된 바와 같이 접지될 수도 있다. HF 초크들 (424 및 425) 은 전류 싱크들로서 기능하고, 0.25의 변환 팩터 M을 갖는다. 또한, 기본 주파수의 단자들 A₂, A₂' 에서 관측된 바와 같은 입력 임피던스는 부하 저항 R_L 의 약 16배이다. 따라서, 실행될 경우 회로는 더 높은 L-C 비율을 갖는 공진 안테나들에 매칭하거나, 요구된다면, 훨씬 더 낮은 부하 저항들로 낮은 L-C 비율 안테나를 매칭하도록 사용될 수도 있다.

도 12는, 예를 들어, 단일 턴 루프 수신 안테나 (418) 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는 수신기 (408) 의 변형 C의 낮은 L/C 실현을 도시한다. 도 11의 수신기 (408) 의 변형 C의 실현에 따르면, 수신 안테나 (418) 의 유도성 루프 L₂ (432) 는 부하 (336) 의 낮은 충전 임피던스 R_L 의 관점에서 단일 턴 루프 수신 안테나 (408) 를 사용하여 구현될 수도 있다. 도 11에 관해 전술한 바와 같이, 정류기 회로 (400) 는 포인트 (490) 에서의 유도성 루프 L₂ (432) 의 DC 탭핑에 의해 구현될 수도 있다. 그러나, HF 초크 (L_HFC22) (492) 가 유도성 루프 L₂ (432) 의 대칭 포인트 (490) 에서 접속되면, 대칭 모드의 존재에서도 최소의 Q-팩터 열화 또는 디튜닝이 비-이상적인 HF 초크 (L_HFC22) (492) 로부터 발생한다. 또한, HF 초크들 (424, 425 (결합됨) 및 492) 이 동일한 DC 전류를 운반하므로, HF 초크 (492) 를 생략하고 대신 제로 전압 전위가 존재하는 대칭 포인트에서 유도성 루프를 접지시키는 것이 가능할 수도 있다.

도 13은, 예를 들어, 더블 턴 루프 수신 안테나 (418') 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는 수신기 (408') 의 변형 C의 또 다른 낮은 L/C 실현을 도시한다. 도 13의 수신기 (408) 의 변형 C의 실현에 따르면, 수신 안테나 (418) 의 유도성 루프 L₂ (432') 는 부하 (336) 의 낮은 충전 임피던스 R_L 의 관점에서 더블 턴 루프 수신 안테나 (418') 를 사용하여 구현될 수도 있다. 도 13의 실현 변형은, HF 초크들 (424 및 425), 및 제로 전압 전위가 존재하는 대칭 포인트에 접지된 유도성 루프를 사용하여 구현된다.

도 14는, 일-대-일 변환비를 제공하는 정류기 (500) 를 갖는 수신기 (508) 의 또 다른 낮은 L/C 실현을 도시한다. 예를 들어, 단일 턴 루프 수신 안테나 (518) 를 사용하는 13.56MHz 의 예시적인 실시형태에 대해 구성되는, 예시적인 실시형태에 따른 이러한 회로는, 충전 저항이 통상적으로 더 높은 더 작은 디바이스들로의 통합에 적합할 수도 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태에서, MP3 플레이어 및 오디오 헤드셋과 같은 소형 디바이스들의 무선 충전이 여기에 설명된다. 수신기 (508) 는 (예를 들어, 이동 전화기들에 대해 디멘션된 단일 디바이스 충전 패드 (SDCP) 상에서의) 근접 충전을 위해 구성된다. 예로서, 유도성 루프 L₂ (532) 및 커패시터 C₂ (534) 를 포함하는 수신 안테나 (518) 와 송신 안테나 (도 15에는 도시되지 않음) 사이의 커플링 팩터는 통상적으로, 약 10% 이하에 존재할 수도 있으며, 이는 일반적으로 적절히 커플링된 (예를 들어, 근방) 영역으로서 고려될 수도 있다. 예로서, 오디오 헤드셋과 같은 몇몇 "미니-디바이스들" 은 3.7V 리튬-폴리머 재충전가능 배터리들을 사용하며, 0.1 로부터 0.2A 까지의 범위의 전류로 충전된다. 최대 충전 전류에서, 배터리는 20옴과 40옴 사이의 부하 저항을 제공할 수도 있다.

간략화된 수신 안테나 구현은, 예를 들어, (예를 들어, 디바이스 쉘의 내주변을 따라 감겨진) 은-도금 구리 와이어 또는 구리 리본으로 적절히 형성된 단일 턴 와이어 루프를 사용한다. 통상적으로, 루프 사이즈는 약 30mm×15mm 이하일 수도 있지만, 클수록 실용적으로 바람직하다. HF (예를 들어, 13.56MHz) 에서의 공진은, (예를 들어, 2 내지 3 nF 의 범위의) 총 커패시턴스를 제공하는 낮은 등가 직렬 저항 (ESR) (높은 Q-팩터) 를 갖는 칩 커패시터 또는 칩 커패시터들의 조합에 의해 달성되며, 예를 들어, NP0 또는 미카 (Mica) 커패시터들일 수도 있다. 공진 단일 턴 루프들이 집적된 헤드셋 상에서의 측정들은, 80 을 초과하는 언로딩 Q-팩터들이 13.56MHz 에서 달성될 수 있다는 것을 나타내었다.

전술한 바와 같이, 바람직한 수신기 토폴로지는, 공진 유도성 루프 L₂ (532) 의 커패시터 C₂ (534) 와 병렬로 접속될 경우 최적의 등가 부하 저항을 나타내는 정류기 회로 (500) 및 병렬의 공진 수신 안테나 (518) 를 포함한다. 정류기 회로 (500) 는 다이오드 D₂₁ (528) 및 다이오드 D_21' (530) 를 포함한다. 정류기 회로 (500) 는 고주파수 (HF) 초크 L_HFC (524) 및 고주파수 (HF) 블록 커패시터 C_HFB (526) 를 더 포함한다. 최적의 안테나 로딩은, 유도성 루프 L₂ (532) 의 실제 사이즈 및 커플링 팩터 (즉, 상호 인덕턴스) 에 의존하여 40 옴으로부터 100옴까지의 범위에 존재할 수도 있다.

부하 (예를 들어, 배터리) (336) 의 임피던스 R_L 이 비교적 낮으면, 예를 들어, 2:1 전압 변환 (4:1 임피던스) 을 대략적으로 수행하는 도 10의 스텝-다운 정류기 회로가 적절한 선택일 수도 있다. 더 높은 저항 임피던스 R_L 에 대해, 도 15의 1:1 변환 예시적인 실시형태는 개선된 성능을 제공할 수도 있다.

예로서, 최적의 병렬 부하 저항이 100옴보다 더 크면, 공진 루프 수신 안테나 (518) 는 제 2 비-공진 와이어 루프 구조 (미도시) (즉, 소위 커플링 루프) 에 의해 유도성 커플링될 수도 있다. 이러한 접근법은, 공진기 회로와 수신 안테나 사이에 갈바닉 (galvanic) 접속들이 더 이상 존재하지 않으므로 헤드셋으로의 통합에 관해 유리할 수도 있다. 따라서, 커플링 루프 L₂ (532) 및 정류기 회로는 인쇄 회로 보드 상에서 통합될 수도 있지만, 공진 유도성 루프 L₂ (532) 가 헤드셋 쉘의 필수 부분일 수 있다.

블루투스 헤드셋과 같은 RF 모듈을 포함한 미니-디바이스들에서의 구현으로서, 무선 전력 송신 (즉, 충전) 동안 발생할 수도 있는 높은 HF 전류들을 또한 고려하여 특수한 설계에 따라 13.56MHz 공진 유도성 루프 L₂ (532) 와 RF 안테나 (예를 들어, 2.4GHz) 를 결합시키는 것이 이론적으로 가능할 수도 있다.

도 15a 및 도 15b는 여기에 설명된 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 다양한 실용적인 구현 기술들을 도시한다. 여기에 설명된 다양한 예시적인 실시형태들에 따르면, 무선 송전 수신 안테나들은, 송신 안테나 및 수신 안테나가 공통 공진 주파수로 튜닝되면 자기장을 통해 송신 안테나 (314) 로부터 수신 안테나 (318, 368, 418) 로 에너지를 효율적으로 커플링시킬 수 있는 공진 구조를 형성하는 용량성 로딩된 (C₂) 와이어 루프들 또는 멀티-턴 코일들 (L₂) 을 사용한다.

제한이 아닌 예로서, 정류기 회로의 변형 B, 도 7의 정류기 회로 (350), 더 상세하게는 도 10의 실현은 다양한 예시적인 실시형태들을 참조하여 여기에 설명된 바와 같이 패시브 낮은 dV/dt 다이오드 정류기 회로들의 레이아웃 및 일 구현을 설명하기 위해 도 15a 및 도 15b를 참조한다. 패시브 낮은 dV/dt 다이오드 정류기 회로들은 거의 사각형인 전류 파형을 나타내며, 따라서, 종종 정방형 파 정류기로 지칭된다.

도 15a는 예시적인 실시형태에 따른, 정류기 회로의 단자들에서 고조파들을 블록킹하도록 구성된 정류기 회로 (450) 의 일 구현의 레이아웃을 도시한다. 구현에 의해, 하드 전류 (hard current) 에 의해 및 또한 다이오드들의 순방향 복원 효과에 의해 생성된 링잉 (ringing) 및 고조파는, 고주파수에서의 정방형 파 정류기들의 실제 이슈들이다. 고조파 주파수에서의 기생 공진의 여기에 의해 초래된 이러한 링잉 효과들은 다이오드 전압 및 전류 파형 상에서 관측될 수 있다.

도 10을 참조하면, 커패시터 C₂ (384), 다이오드 D₂₁ (378) 및 다이오드 D_21' (380) 에 의해 형성된 회로에서의 기생 리액티브 엘리먼트들은 비교적 높은 Q 및 통상적으로 높은 공진 주파수를 갖는 직렬 공진 회로를 형성한다. HF 등가 회로는, 다이오드들의 접합 커패시턴스 및 수 개의 기생 인덕턴스들로 이루어져 있다. 역 바이어싱된 다이오드는 유효 직렬 커패시턴스를 주로 결정한다. (역 바이어싱 모드에서의) 다이오드 커패시턴스 및 기생 인덕턴스가 더 낮아질 수록, 링잉 주파수가 더 높아진다. 통상적으로, 고속 저 커패시턴스 쇼트키 (Shottky) 다이오드 (예를 들어, 1A 전류 클래스) 는, 션트 커패시터 C₂ (384) 의 회로 레이아웃 및 특성들에 또한 의존하는 UHF (수 백 메가헤르츠) 에서 이격된 주파수들에서의 링잉을 나타낸다. 전압 링잉이 다이오드로 하여금 순방향 바이어스와 역방향 바이어스 사이에서 왕복하게 하지 않는 한, 링잉은 정류기 회로들의 효율도에 악영향을 주지 않는다. 그럼에도, 몇몇 진동 에너지가 다이오드들 및 HF 초크들에서 흡수된다.

예로서, 링잉 진폭 및 주파수는 컴포넌트들 C₂, D_21', D₂₁ 의 배치 및 회로 레이아웃에 의해 제어될 수 있다. 일 구현으로서, 낮은 인덕턴스 커패시터의 낮은 인덕턴스 레이아웃 및 선택은 개선된 구현 결과들을 제공할 수도 있다. 예로서, HF (예를 들어, 13.56MHz) 에서, 커패시터 C₂ (384) 는 통상적으로 나노패럿 범위에 존재하며 상당한 자체-인덕턴스를 나타낼 수도 있다.

낮은 인덕턴스 회로는, 컴포넌트들을 타이트하게 패킹하고, 예를 들어, 매우 낮은 인덕턴스를 나타내는 2개의 병렬 칩 커패시터들 (예를 들어, 나노패럿의 벌크 커패시터 및 100pF 범위에서의 또 다른 더 작은 커패시터) 에 의해 커패시터 C₂ 를 실현하는 최소 사이즈의 레이아웃으로 달성될 수 있다. 또한, 추가적인 구현 솔루션은, 언패키지된 다이오드들이 회로에 최소의 기생 인덕턴스를 제공하는 공통 기판 상에 마이크로 칩 커패시터와 함께 탑재되는 하이브리드 회로를 구축함으로써 달성될 수도 있다. 또한, UHF 에서 매우 합당하게 수행하는 브로드밴드 HF의 사용은 정류기 회로들의 효율도를 증가시키는데 도움을 줄 수도 있다.

구현에 관한 또 다른 이슈는, (예를 들어, 이동 전화기의 경우에서) 민감한 RF 기능들에서 간섭을 초래할 수도 있는 원치않는 고조파와 관련되며, 이는 특히, 고주파수에서 동작하는 정류기 회로에 대해 참이다. 또한, 다이오드 기생 공진은 공진 주파수 주변의 고조파 콘텐츠를 증폭시킬 수도 있다. 고조파가 디바이스 RF 회로로 전파하고 간섭을 초래하는 것을 방지하기 위해, 루프 안테나 및 DC/접지 접속부를 포함하는 모든 정류기 회로 단자들은 적절히 필터링되어야 한다.

도 15b는 예시적인 실시형태에 따른, 고조파의 억제를 제공하도록 차폐를 이용하여 구성된 패키징된 정류기 회로 (450) 의 개관도를 도시한다. 회로의 부가적인 차폐는 이러한 필터링을 더 효율적으로 하게 할 수도 있다. 회로 단자들에서 고조파 콘텐츠를 블록킹하기 위한 적절한 접근법은, 예를 들어, 피코 패럿 범위에서 HF 차폐, UHF 페라이트 비드, 및 피드-스루 커패시터들을 사용할 수도 있다. 루프 안테나 단자들에서 고조파를 블록킹하기 위해, 필터 컴포넌트들은, 루프 안테나의 성능이 현저히 열화되지 않도록 디멘션되어야 하며, 이는 부가적으로 사용된 컴포넌트들이 기본 동작 주파수에서 투명하다는 것을 의미한다.

다양한 예시적인 실시형태들은 수신기에 대한 강하게 커플링된 (즉, 근접) 송신기 구성들에 대해 설명된다. 여기에 개시된 기술들은 강하게 커플링된 (즉, 근접) 영역에서의 전자 디바이스들 (즉, 이동 전화기들) 의 매우 효율적인 무선 충전을 위해 최적화되며, 여기서, 송신기 및 수신기는 밀접하게 근접한다 (통상적으로 10% 초과의 커플링 팩터). 임피던스 변환을 위한 수단으로서 수신기에서 DC-DC 변환기들을 회피하는 개시된 실시형태들이 설명되며, 대신, 복잡도 및 컴포넌트 카운트에서의 감소를 초래하는 정류기 회로들을 이용한 개시된 다양한 예시적인 실시형태들이 개시된다.

(1) 다이오드 커패시턴스의 충전/방전으로 인한 손실들을 감소시키기 위해 전압 변화 (낮은 dV/dt) 들을 평활화하고, (2) 순방향 바이어스 전압 드롭으로 인한 손실들을 감소시키기 위해 한번에 하나만의 다이오드를 도전시킴으로써 전압 드롭 손실들을 최소화시키며, (3) 상당히 더 높은 저항으로의 (예를 들어, 4배 더 높음) 낮은 부하 저항 (예를 들어, 배터리 충전 저항, 예를 들어, 4V/0.8A = 5옴) 의 임피던스 변환시키는, 수신기에서의 적절한 정류기 회로들이 개시된다. 예를 들어, 송신기 및 수신기가 오정렬된 더 약한 (예를 들어, 근방) 커플링된 시스템에서, 충전 전류가 드롭되어 부하 임피던스 R_L 이 증가하게 하므로, 커플링 팩터가 감소한다. 차례로, 병렬 공진 회로를 가정하여, 증가된 부하 임피던스는 더 약한 커플링 조건들에서 전달 효율도를 증가시킬 것이다. 그러한 결과는 '고유 부하 적응' 으로 명칭된다.

예로서 및 도 10을 다시 참조하면, 수신기 (358) 는 상기 요건들을 만족시키는 예시적인 수신기를 제공한다. 수신기 (358) 는, 원하는 주파수에서 수신 안테나 (368) 를 공진시키는 낮은 인덕턴스 자기 루프 안테나 (예를 들어, 단일 턴) 인덕터 L₂ (382) 및 커패시터 C₂ (384) (안티리액터), 및 정류기 회로 (350') 에서의 다이오드 접합 커패시턴스가 낮은 다이오드 스위칭 손실들을 초래하는 안티-리액터로 통합되는 것으로 고려될 수 있도록 션트 부하를 커패시터 C₂ (384) 에 부과하는 정류기 회로 (350') 로 구성된 병렬 공진 수신 안테나 (368) 를 포함한다.

또한 예를 들어, 수신기 (358) 는, 시스템이 송신 전력을 증가시킴으로써 충전 전류에서의 감소를 보상하기를 시도하지 않으면, 충전 전류가 드롭할 경우 디바이스 오정렬로 인해 커플링 팩터가 감소하고 있을 때, 높은 효율도를 유지하려는 경향이 있다 (고유 부하 적응). 오정렬에 대한 보존 또는 "그린" 접근법은, 일정한 충전 전류보다는 높은 효율도를 유지하려고 시도한다. 그러나, 충전이 최대 속도로 수행되면, 이러한 정책은 (몇몇 허용도 내의) 충전 영역에서 디바이스의 수신기의 적절한 배치를 요구한다.

전술한 바와 같이, 부하 (예를 들어, 배터리) 에서 충전 전류의 드롭은 증가된 충전 (부하) 저항 또는 임피던스 R_L 을 유도한다. 차례로, 증가된 부하 저항 R_L 은, 병렬 로딩된 Q가 증가하므로 전달 효율도에 좋은 영향을 주며, 이는 더 약한 커플링 조건들에 유리하다. 이러한 효율도 증가는 회로 분석을 사용하여 나타나고 정량화될 수 있다.

예로서, 커플링이 약하게 될 경우 직렬 로딩된 공진 수신 안테나 (미도시) 에서, 부하 저항 R_L 에서의 증가는 역효과를 갖는다. 따라서, 최대 링크 효율도가 타겟팅되면, 부하 저항 R_L 은 감소되어야 한다. 약한 커플링 조건들 (예를 들어, 약 10% 의 커플링 팩터) 에서, 병렬 공진 수신 안테나는 직렬 공진 수신 안테나에 대해 링크 효율도에서 최대 10% 만큼 더 적절하다고 나타난다. 따라서, 직렬 공진 수신 안테나는 밀접한 근접 커플링 시스템들에 덜 적합하다고 고려된다.

구현으로서, 유도성 루프 L₂ (382) 및 커패시터 C₂ (384) 를 포함하는 수신 안테나에 대한 원하는 또는 최적의 파라미터들은, 소정의 부하 임피던스 R_L 의 존재시에 무선 송전 효율도를 최대화하도록 결정된다. 부하 임피던스 R_L 은, 다양한 송신 조건들에 따른 선택된 정류기 회로 및 여기에 설명된 회로들 뿐만 아니라 송신기와 수신기 사이의 오정렬로 인한 임의의 커플링 팩터 변동들을 사용하여 변환될 수도 있다.

일반적으로, 수신기의 주변의 대략적인 사이즈의 단일 턴 직사각형 루프는, 디바이스에 통합될 경우 적절한 인덕턴스를 제공한다. 단일 턴 루프는 가장 간단한 안테나 구조이며, 최저의 제조 비용을 가질 수도 있다. 예를 들어, 구리 와이어, 구리 리본 (구리 시트로부터 절단됨), PCB 등과 같은 다양한 실현들이 가능하다. 다양한 예시적인 실시형태들에 따른 수신기는, 다이오드 접합 커패시턴스가 안티-리액터 커패시턴스로 병합될 수 있도록 수신 안테나의 커패시턴스 (안티-리액터) 에 실질적으로 병렬인 정류기 회로의 다양한 다이오드들을 갖는 병렬 공진 수신 안테나를 포함한다.

전술한 바와 같이, 여기에 설명된 다양한 예시적인 실시형태들에 따른 수신기는 또한, 예를 들어, 부하 (예를 들어, 배터리) 임피던스 R_L 이 증가하게 하는 오정렬로 인해 송신기-수신기 커플링 팩터가 감소될 경우 높은 효율도를 유지하려는 경향이 있다. 증가된 부하 (예를 들어, 배터리) 임피던스 R_L 는, 약한 커플링 조건들에서 높은 효율도를 유지하는, 병렬 로딩된-Q 가 증가하므로, 좋은 영향을 준다. 전술한 바와 같이, 이러한 효과는 "고유 부하 적응" 으로서 설명될 수도 있다.

배터리 관리가 충전 스위치를 오픈하면 (완전히 언로딩된 경우), 배터리 충전 입력을 보호하고 디바이스 충전 제어기에 의해 수용된 전압 윈도우에서 유지되는데 필요한 정류기 다이오드들 및 회로 과전압 보호부 (제너 다이오드) 에 대한 요건들을 완화시키는 오픈-회로 전압을 감소시키는 병렬 탱크 회로의 디튜닝 효과가 존재한다. 이러한 고유한 디튜닝 효과는 병렬 공진 안테나 회로를 사용하는 또 다른 이점이다.

도 16은 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력을 수신하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 무선 전력을 수신하기 위한 방법 (600) 은 여기에 설명된 다양한 구조들 및 회로들에 의해 지원된다. 방법 (600) 은, 무선 송전의 효율도를 개선시키기 위해 무선 전력 수신기 공진기에 대한 부하 임피던스를 변환시키기 위한 단계 (602) 를 포함한다. 방법 (600) 은, 자기 근접장에 응답하여 수신기 공진기에서 공진하기 위한 단계 (604) 를 더 포함한다. 방법 (600) 은, 공진하는 수신기 공진기로부터 추출된 전력을 정류하기 위한 단계 (606) 를 더 포함한다.

당업자는, 제어 정보 및 신호들이 임의의 다양한 서로 다른 기술들 및 기법들을 사용하여 표현될 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장 또는 자기입자, 광학 필드 또는 광 입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.

또한, 당업자는, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어로서 구현될 수도 있고, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합들에 의해 제어될 수도 있음을 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명확히 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능의 관점에서 일반적으로 상술되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현 및 제어될지는, 전체 시스템에 부과된 설계 제한들 및 특정한 애플리케이션에 의존한다. 당업자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 상술된 기능을 구현할 수도 있지만, 그러한 구현 결정들이 본 발명의 예시적인 실시형태들의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되지는 않아야 한다.

여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들 또는 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 제어될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수도 있다.

여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 제어 단계들은 하드웨어로 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 그들의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그래밍가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서와 커플링되어, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체로 정보를 기입할 수 있게 한다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 별개의 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.

하나 이상의 예시적인 실시형태들에서, 설명된 제어 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되면, 그 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상의 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수도 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는, 일 장소로부터 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 양자를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수도 있다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장부, 자성 디스크 저장부 또는 다른 자성 저장부 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터-판독가능 매체로 적절히 명칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 (twisted pair), 디지털 가입자 라인 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. 여기에 설명된 바와 같이, 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하며, 여기서, 디스크들은 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 또한, 상기의 조합들은 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

개시된 예시적인 실시형태들의 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 수행 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 이들 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게는 용이하게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고도 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 설명된 실시형태에 제한되도록 의도되지는 않지만, 여기에 개시된 원리들 및 신규한 특성들에 부합하는 최광의 범위를 허여하려는 것이다.

Claims

전자기장 (eletro-magnetic field) 에 응답하여 공진하고 상기 전자기장으로부터 전력을 수신하도록 구성된 공진기를 포함하는 안테나로서, 상기 공진기는 부하에 커플링되는 출력을 갖고, 상기 부하는 상기 안테나로부터 상기 부하로의 무선 송전 (wireless power transmission) 의 제 1 효율 레벨에 대응하는 제 1 값의 임피던스를 갖는, 상기 안테나; 및
상기 공진기에 커플링되는 정류기 회로로서, 상기 정류기 회로는 상기 안테나로부터 상기 부하로의 무선 송전의 상기 제 1 효율 레벨보다 큰 제 2 효율 레벨에 대응하는 제 2 값으로 상기 부하의 임피던스를 변경하도록 구성되는, 상기 정류기 회로를 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 듀얼-다이오드 전파 (full wave) 정류기 회로로서 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는, 상기 공진기의 출력에서 관측할 때 상기 부하의 상기 임피던스를 4-대-1 만큼 스텝-업시킴으로써 상기 부하의 상기 임피던스를 변경하도록 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 2 항에 있어서,
상기 공진기는 유도성 루프를 포함하며, 상기 유도성 루프는 상기 유도성 루프의 루프 단자들 중 하나의 단자에서 DC 접지되는, 무선 송전 수신기.
제 2 항에 있어서,
상기 공진기는 유도성 루프를 포함하며, 상기 유도성 루프는 고주파수 초크 (choke) 를 사용하여 DC 접지되는, 무선 송전 수신기.
삭제
제 2 항에 있어서,
상기 공진기는 유도성 루프이며, 상기 유도성 루프는 DC 접지되는, 무선 송전 수신기.
제 2 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 고주파수 초크를 포함하고, 상기 공진기는 유도성 루프를 포함하며, 상기 고주파수 초크는 상기 유도성 루프를 DC 접지시키기 위해 상기 유도성 루프에 커플링되는, 무선 송전 수신기.
제 2 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 적어도 하나의 다이오드를 포함하고, 상기 공진기는 유도성 루프를 포함하며, 상기 적어도 하나의 다이오드는 상기 유도성 루프를 DC 접지시키기 위해 상기 유도성 루프에 커플링되는, 무선 송전 수신기.
제 2 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 제 1 다이오드 및 제 2 다이오드를 포함하고, 상기 공진기는 유도성 루프를 포함하고, 상기 제 1 다이오드 및 상기 제 2 다이오드는 DC 접지하도록 상기 유도성 루프에 커플링되며, 상기 정류기 회로는, 각각, 상기 제 1 다이오드 및 상기 제 2 다이오드와 직렬로 커플링된 제 1 고주파수 초크 및 제 2 고주파수 초크를 더 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는, 대칭 포인트에서 DC 접지된 유도성 루프를 갖는 대칭적인 쿼드-다이오드 전파 정류기 회로로서 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 11 항에 있어서,
상기 정류기 회로는, 상기 공진기의 출력에서 관측할 때 상기 부하의 상기 임피던스를 16-대-1 만큼 스텝-업시킴으로써 상기 부하의 상기 임피던스를 변경하도록 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 11 항에 있어서,
상기 공진기는 유도성 루프를 포함하며, 상기 유도성 루프는 고주파수 초크를 사용하여 DC 접지되는, 무선 송전 수신기.
제 11 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 고주파수 초크를 포함하고, 상기 공진기는 루프 인덕터를 포함하며, 상기 고주파수 초크는 상기 루프 인덕터를 DC 접지시키기 위해 상기 루프 인덕터에 커플링되는, 무선 송전 수신기.
제 11 항에 있어서,
상기 공진기는 더블-턴 유도성 루프를 포함하며, 상기 더블-턴 유도성 루프는 그 대칭 포인트에서 DC 접지되는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는, 상기 공진기의 출력에서 관측할 때 상기 부하의 상기 임피던스를 1-대-1 만큼 변경하도록 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 공진기는 커패시터를 포함하며, 상기 정류기 회로는 상기 커패시터에 병렬로 커플링된 적어도 제 1 다이오드 및 제 2 다이오드를 포함하는, 무선 송전 수신기.
전자 디바이스로서,
무선 송전 수신기를 포함하며,
상기 무선 송전 수신기는,
전자기장 (eletro-magnetic field) 에 응답하여 공진하고 상기 전자기장으로부터 전력을 수신하도록 구성된 공진기를 포함하는 안테나로서, 상기 공진기는 부하에 커플링되는 출력을 갖고, 상기 부하는 상기 안테나로부터 상기 부하로의 무선 송전 (wireless power transmission) 의 제 1 효율 레벨에 대응하는 제 1 값의 임피던스를 갖는, 상기 안테나; 및
상기 공진기에 커플링되는 정류기 회로로서, 상기 정류기 회로는 상기 안테나로부터 상기 부하로의 무선 송전의 상기 제 1 효율 레벨보다 큰 제 2 효율 레벨에 대응하는 제 2 값으로 상기 부하의 임피던스를 변경하도록 구성되는, 상기 정류기 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
안테나로부터 부하로의 무선 송전 (wireless power transmission) 의 제 1 효율 레벨에 대응하는 제 1 값으로부터, 상기 안테나로부터 상기 부하로의 무선 송전의 상기 제 1 효율 레벨보다 큰 제 2 효율 레벨에 대응하는 제 2 값으로, 무선 전력 수신기 공진기의 출력에 커플링되는 상기 부하의 임피던스를 변경하는 단계;
전자기장 (eletro-magnetic field) 에 응답하여 상기 수신기 공진기를 공진시키는 단계; 및
상기 공진하는 수신기 공진기로부터 추출된 전력을 정류하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 부하의 임피던스를 변경하는 단계 및 상기 전력을 정류하는 단계는 동일한 정류기 회로에 의해 수행되는, 무선 전력 수신 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 전력을 정류하는 단계는, 듀얼-다이오드 전파 정류기 회로로서 구성된 정류기 회로로 전류를 수신하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 전력을 정류하는 단계는, 대칭적인 쿼드-다이오드 전파 정류기 회로로서 구성된 정류기 회로로 전류를 수신하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 방법.
전자기장 (eletro-magnetic field) 에 응답하여 공진시키는 수단으로서, 상기 공진시키는 수단은 부하에 커플링되는 출력을 갖고, 상기 부하는 상기 공진시키는 수단으로부터 상기 부하로의 무선 송전 (wireless power transmission) 의 제 1 효율 레벨에 대응하는 제 1 값의 임피던스를 갖는, 상기 공진시키는 수단;
상기 전자기장에 응답하여 상기 공진시키는 수단의 상기 출력에서 관측할 때, 상기 공진시키는 수단으로부터 상기 부하로의 무선 송전의 상기 제 1 효율 레벨보다 큰 제 2 효율 레벨에 대응하는 제 2 값으로 상기 부하의 임피던스를 변경하는 수단; 및
상기 공진시키는 수단으로부터 추출된 전력을 정류하는 수단을 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 23 항에 있어서,
상기 공진시키는 수단은 무선 전력 수신기 공진기를 포함하고, 상기 부하의 임피던스를 변경하는 수단 및 상기 전력을 정류하는 수단은 정류기 회로를 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 24 항에 있어서,
상기 공진시키는 수단은 송신기의 전자기 근접장 (electromagnetic near-field) 영역으로부터 전력을 수신하도록 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 안테나는 송신기의 전자기 근접장 (electromagnetic near-field) 영역으로부터 전력을 수신하도록 구성되는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 복수의 입력들을 포함하고, 상기 무선 송전 수신기는 상기 복수의 입력들의 각각을 위한 복수의 필터들을 더 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 상기 정류기 회로에 의해 생성된 고조파 (harmonic) 신호들을 억제시키도록 구성되는 차폐 (shield) 를 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 28 항에 있어서,
상기 차폐는, 고주파 차폐 (HF shield), 극초단파 페라이트 비드 (UHF ferrite bead), 및 피드 스루 커패시터 (feed through capacitor) 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 1 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 제 1 커패시터 및 상기 제 1 커패시터에 병렬로 접속되는 제 2 커패시터를 포함하고, 상기 정류기 회로는 상기 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터에 직렬로 접속되는 제 1 다이오드 및 제 2 다이오드를 더 포함하는, 무선 송전 수신기.
제 18 항에 있어서,
상기 안테나는 송신기의 전자기 근접장 (electromagnetic near-field) 영역으로부터 전력을 수신하도록 구성되는, 전자 디바이스.
제 18 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 복수의 입력들을 포함하고, 상기 무선 송전 수신기는 상기 복수의 입력들의 각각을 위한 필터들을 더 포함하는, 전자 디바이스.
제 18 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 상기 정류기 회로에 의해 생성된 고조파 (harmonic) 신호들을 억제시키도록 구성되는 차폐 (shield) 를 포함하는, 전자 디바이스.
제 33 항에 있어서,
상기 차폐는, 고주파 차폐 (HF shield), 극초단파 페라이트 비드 (UHF ferrite bead), 및 피드 스루 커패시터 (feed through capacitor) 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 디바이스.
제 18 항에 있어서,
상기 정류기 회로는 제 1 커패시터 및 상기 제 1 커패시터에 병렬로 접속되는 제 2 커패시터를 포함하고, 상기 정류기 회로는 상기 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터에 직렬로 접속되는 제 1 다이오드 및 제 2 다이오드를 더 포함하는, 전자 디바이스.
제 19 항에 있어서,
상기 공진시키는 단계는 송신기의 전자기 근접장 (electromagnetic near-field) 영역에서 공진시키는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 공진하는 수신기 공진기로부터 추출된 상기 전력을 정류하는 단계에 의해서 생성된 고조파 (harmonic) 신호들을 억제시키는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신 방법.