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KR20230025044A - 이물질 감지 방법 및 전자 장치 - Google Patents

이물질 감지 방법 및 전자 장치 Download PDF

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KR20230025044A
KR20230025044A KR1020210107015A KR20210107015A KR20230025044A KR 20230025044 A KR20230025044 A KR 20230025044A KR 1020210107015 A KR1020210107015 A KR 1020210107015A KR 20210107015 A KR20210107015 A KR 20210107015A KR 20230025044 A KR20230025044 A KR 20230025044A
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KR
South Korea
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electronic device
power
external electronic
processor
wireless power
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020210107015A
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English (en)
Inventor
송민기
박경민
오창학
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to PCT/KR2022/011896 priority patent/WO2023018204A1/ko
Priority to US17/893,390 priority patent/US20230052693A1/en
Publication of KR20230025044A publication Critical patent/KR20230025044A/ko
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Abstract

전자 장치는 배터리, WPT(wireless power transfer) 코일, 상기 WPT 코일과 전기적으로 연결되며 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 수신하거나 외부로 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송수신 회로, 상기 무선 전력 송수신 회로 및 상기 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로 및 상기 무선 전력 송수신 회로 및 상기 충전 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 무선 전력 송수신 회로가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하며, 상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하고, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인할 수 있다.

Description

이물질 감지 방법 및 전자 장치{method for detecting foreign object and electronic device}
본 개시의 다양한 실시예들은 이물질 감지 방법 및 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 무선 전력 전송(wireless power transfer) 기술을 이용하여 무선 충전 또는 무접점 충전할 수 있다. 무선 전력 전송 기술은 전력 수신 장치와 전력 송신 장치 간에 별도의 커넥터에 의한 연결 없이, 전력이 무선으로 전력 송신 장치로부터 전력 수신 장치로 전달되어 전력 수신 장치의 배터리가 충전이 되는 기술일 수 있다. 무선 전력 전송 기술은 자기유도방식과 자기공명방식을 포함할 수 있으며, 이 외에도 다양한 방식의 무선 전력 전송 기술을 포함할 수 있다.
전자 장치 간 무선으로 전력으로 송수신 하는 경우, 전력 전송을 방해하는 이물질(foreign object)에 의해서 안전 사고가 발생할 수 있다. 그러나, 이물질을 감지하는 방법은 외부 전력을 전송하는 전자 장치에 의해서 결정되어, 무선 전력을 송신하는 전자 장치의 성능에 따라 안전성이 달라지는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력을 수신할 수 있는 전자 장치는, 무선 전력을 수신하기 전에 이물질을 감지할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 배터리, WPT(wireless power transfer) 코일, 상기 WPT 코일과 전기적으로 연결되며 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 수신하거나 외부로 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송수신 회로, 상기 무선 전력 송수신 회로 및 상기 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로 및 상기 무선 전력 송수신 회로 및 상기 충전 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 무선 전력 송수신 회로가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하며, 상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하고, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력을 송수신하는 전자 장치의 이물질 감지 방법은 무선 전력 송수신 회로가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 충전 회로를 제어하여 배터리로부터 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하는 동작, 상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하는 동작, 상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하는 동작 및 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 감지 방법 및 전자 장치는 무선 전력을 수신하여 충전 모드에 진입하기 전에 이물질을 감지함으로써, 무선 전력 송수신 중에 이물질에 의해 발생할 수 있는 안전 사고를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 감지 방법 및 전자 장치는 무선 전력을 송신하는 외부 전자 장치의 이물질 감지 성능에 의존하지 않고, 무선 전력을 수신하는 장치가 이물질을 감지함으로써, 무선 전력 송수신 동작의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치와 제 1 외부 전자 장치 간의 무선 충전 동작을 나타내는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치들 간의 무선 충전 동작을 나타내는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치와 제 2 외부 전자 장치 간의 무선 충전 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 무선 전력 송수신 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이물질 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 이물질 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치가 감지 핑(detecting ping)을 외부 전자 장치에 전송한 후에 감쇠 파형을 측정하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 감지 핑 전송 및 충전 동작을 나타내는 그래프이다.
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 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 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 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(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. 일실시예에 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. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 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, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 무선 통신 모듈(192), 전력 관리 모듈(188), 및 안테나 모듈(197)에 대한 블록도(200)이다.
도 2을 참조하면, 무선 통신 모듈(192)은 MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)을 포함하고, 전력 관리 모듈(188)은 무선 충전 모듈(250)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 안테나 모듈(297)은 MST 통신 모듈(210)과 연결된 MST 안테나(297-1), NFC 통신 모듈(230)과 연결된 NFC 안테나(297-3), 및 무선 충전 모듈(250)과 연결된 무선 충전 안테나(297-5)을 포함하는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 1와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.
MST 통신 모듈(210)은 프로세서(120)로부터 제어 정보, 또는 카드 정보와 같은 결제 정보를 포함한 신호를 수신하고, MST 안테나(297-1)를 통해 상기 수신된 신호에 대응하는 자기 신호를 생성한 후, 상기 생성된 자기 신호를 외부의 전자 장치(102)(예: POS 장치)에 전달할 수 있다. 상기 자기 신호를 생성하기 위하여, 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210)은 MST 안테나(297-1)에 연결된 하나 이상의 스위치들을 포함하는 스위칭 모듈을 포함하고(미도시), 이 스위칭 모듈을 제어하여 MST 안테나(297-1)에 공급되는 전압 또는 전류의 방향을 상기 수신된 신호에 따라 변경할 수 있다. 상기 전압 또는 전류의 방향의 변경은 MST 안테나(297-1)를 통해 송출되는 자기 신호(예: 자기장)의 방향이 그에 따라 변경하는 것을 가능하게 해 준다. 방향이 변경되는 상태의 자기 신호는, 외부의 전자 장치(102)에서 감지되면, 상기 수신된 신호(예: 카드 정보)에 대응하는 마그네틱 카드가 상기 전자 장치(102)의 카드 리더기에 읽히면서(swiped) 발생하는 자기장과 유사한 효과(예: 파형)를 야기할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(102) 에서 상기 자기 신호의 형태로 수신된 결제 관련 정보 및 제어 신호는, 예를 들면, 네트 워크(199)를 통해 외부의 서버(108)(예: 결제 서버)로 송신될 수 있다.
NFC 통신 모듈(230)은 프로세서(120)로부터 제어 정보, 또는 카드 정보와 같은 결제 정보를 포함한 신호를 획득하고, 상기 획득된 신호를 NFC 안테나(297-3)를 통해 외부의 전자 장치(102)로 송신할 수 있다. 일실시예에 따르면, NFC 통신 모듈(230)은, NFC 안테나(297-3)을 통하여 외부의 전자 장치(102)로부터 송출된 그런 신호를 수신할 수 있다.
무선 충전 모듈(250)은 무선 충전 안테나(297-5)를 통해 외부의 전자 장치(102)(예: 휴대폰 또는 웨어러블 디바이스)로 전력을 무선으로 송신하거나, 또는 외부의 전자 장치(102)(예: 무선 충전 장치)로부터 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 무선 충전 모듈(250)은, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식 중 하나 이상을 지원할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5) 중 일부 안테나들은 방사부의 적어도 일부를 서로 공유할 수 있다. 예를 들면, MST 안테나(297-1)의 방사부는 NFC 안테나(297-3) 또는 무선 충전 안테나(297-5)의 방사부로 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 이런 경우, 안테나 모듈(297)은 무선 통신 모듈(192)(예: MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)) 또는 전력 관리 모듈(188)(예: 무선 충전 모듈(250))의 제어에 따라 안테나들(297-1, 297-3, 또는 297-3)의 적어도 일부를 선택적으로 연결(예: close) 또는 분리(예: open)하도록 설정된 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 무선 충전 기능을 사용하는 경우, NFC 통신 모듈(230) 또는 무선 충전 모듈(250)은 상기 스위칭 회로를 제어함으로써 NFC 안테나(297-3) 및 무선 충전 안테나(297-5)에 의해 공유된 방사부의 적어도 일부 영역을 일시적으로 NFC 안테나(297-3)와 분리하고 무선 충전 안테나(297-5)와 연결할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210), NFC 통신 모듈(230), 또는 무선 충전 모듈(250)의 적어도 하나의 기능은 외부의 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 제어될 수 있다. 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)의 지정된 기능(예: 결제 기능)들은 신뢰된 실행 환경(trusted execution environment, TEE)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 신뢰된 실행 환경(TEE)은, 예를 들면, 상대적으로 높은 수준의 보안이 필요한 기능(예: 금융 거래, 또는 개인 정보 관련 기능)을 수행하는데 사용되기 위해 메모리(130)의 적어도 일부 지정된 영역이 할당되는 실행 환경을 형성할 수 있다. 이런 경우, 상기 지정된 영역에 대한 접근은, 예를 들면, 거기에 접근하는 주체 또는 상기 신뢰된 실행 환경에서 실행되는 어플리케이션에 따라 구분하여 제한적으로 허용될 수 있다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블록도(300)이다.
도 3를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(310), 전력 조정기(320), 또는 전력 게이지(330)를 포함할 수 있다. 충전 회로(310)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(310)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(320)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(320)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(320)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(330)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(310), 전압 조정기(320), 또는 전력 게이지(330)를 이용하여, 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(340)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(340)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(340)는, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(376) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전력 게이지(330), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)와 제 1 외부 전자 장치(103) 간의 무선 충전 동작을 나타내는 도면이다.
전자 장치(101)와 제 1 외부 전자 장치(103)는 무선 전력을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 전력 수신 장치이고, 제 1 외부 전자 장치(103)는 전력 송신 장치일 수 있다. 전자 장치(101) 및 제 1 외부 전자 장치(103)는 각각에 포함된 WPT(wireless power transfer) 코일(예: 무선 충전 안테나(297-5))을 이용하여 전력을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 외부 전자 장치(103)는 WPT 코일을 이용하여 전자 장치(101)로 전력을 송신하고, 전자 장치(101)는 WPT 코일을 이용하여 제 1 외부 전자 장치(103)로부터 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 스마트폰이고, 제 1 외부 전자 장치(103)는 무선 충전기일 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치들(101, 102) 간의 무선 충전 동작을 나타내는 도면이다.
전자 장치들(101, 102)들은 서로 무선 전력을 송수신할 수 있다. 전자 장치들(101, 102) 중 하나(예: 전자 장치(101))는 전력 수신 장치이고, 전자 장치들(101, 102) 중 하나(예: 전자 장치(102))는 전력 송신 장치일 수 있다. 전자 장치들(101, 102)은 각각에 포함된 WPT(wireless power transfer) 코일(예: 무선 충전 안테나(297-5))을 이용하여 전력을 송수신할 수 있다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)와 제 2 외부 전자 장치(105) 간의 무선 충전 동작을 나타내는 도면이다.
전자 장치(101)와 제 2 외부 전자 장치(105)는 무선 전력을 송수신할 수 있다. 제 2 외부 전자 장치(105)는 전력 수신 장치이고, 전자 장치(101)는 전력 송신 장치일 수 있다. 전자 장치(101) 및 제 2 외부 전자 장치(105)는 각각에 포함된 WPT(wireless power transfer) 코일(예: 무선 충전 안테나(297-5))을 이용하여 전력을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 WPT 코일을 이용하여 제 2 외부 전자 장치(105)로 전력을 송신하고, 제 2 외부 전자 장치(105)는 WPT 코일을 이용하여 전자 장치(101)로부터 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 스마트폰이고, 제 2 외부 전자 장치(105)는 웨어러블 디바이스 또는 이어 버드일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 무선 전력 송수신 회로(501)를 나타내는 도면이다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 RX(receive) 컨트롤러(511), 레귤레이터(512), 변조 회로(513), 복조 회로(514), 이물질 감지 전력(foreign object detecting power) 회로(515), WPT(wireless power transfer) 코일(521), 스위치 회로(522) 및/또는 정류 회로(523)를 포함할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 전자 장치(101)의 시스템(500)과 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다. 시스템(500)은 전자 장치(101)의 구성 요소로서, 전자 장치(101)에 포함된 프로세서(120) 및/또는 배터리(189)를 포함할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 시스템(500)에 포함된 프로세서(120)로부터 제어될 수 있다. 무선 전력 송수신 회로(501)는 수신된 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리(189)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 전력 송수신 회로(501)는 배터리(189)로부터 수신된 전력을 교류 전력으로 변환하여 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예를 들어, 도 4c의 제 2 외부 전자 장치(105))로 전송할 수 있다.
RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 정류 회로(523)를 제어하여 WPT 코일(521)로부터 수신된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 전력을 시스템(500)(예: 배터리(189), 및/또는 프로세서(120))에 공급할 수 있다.
RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 정류 회로(523)를 제어하여 배터리(189)로부터 수신된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력을 WPT 코일(521)을 이용하여 외부 전자 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(105))에 전송할 수 있다.
WPT 코일(521)은 전자기 유도 현상에 기반하여 무선 전력을 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로 전송하거나 외부 전자 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(105))로부터 수신할 수 있다.
정류 회로(523)는 복수의 스위치 및 복수의 다이오드를 포함하며, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하거나, 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.
정류 회로(523)는 포함된 복수의 스위치 및 복수의 다이오드를 이용한 브릿지 정류기(bridge rectifier)일 수 있다.
RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 복조 회로(514)를 제어하여 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(105))로부터 전달된 패킷(packet)을 수신할 수 있다.
외부 전자 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(105))로부터 전달된 패킷(packet)을 수신하면, RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(105))에 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 감지 핑(detecting ping)을 전송할 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 감지 핑을 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 송신하는 중에, 이물질 감지 전력 회로(515)는 감지 핑의 전력, 전압 또는 전류의 감쇠 파형을 측정하고, 감쇠 파형을 증폭할 수 있다.
일 실시예에서, RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 이물질 감지 전력(foreign object detecting power) 또는 감지 핑(detecting ping)을 전송할 수 있도록 제어할 수 있다. 이물질 감지 전력은 감지 핑일 수 있다. 이때, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 송신하는 중에, 이물질 감지 전력 회로(515)는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 전력, 전압 또는 전류의 감쇠 파형을 측정하고, 감쇠 파형을 증폭할 수 있다.
RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 감지 전력 회로(515)로부터 전달받은 감쇠 파형의 변화에 따라 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질 존재 여부를 판단하고, 이물질을 감지할 수 있다. RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 감지 전력 회로(515)로부터 전달받은 감쇠 파형을 아날로그-디지털 변환(analog-to-digital converter)하여 감쇠 파형의 변화를 측정하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질 존재 여부를 판단하고, 이물질을 감지할 수 있다. RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 감지 전력 회로(515)로부터 전달받은 감쇠 파형의 감쇠 시간이 정해진 시간보다 빠르게 진행되면 이물질이 있는 것으로 판단할 수 있다.
이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 이용하여 이물질을 감지하는 방식을 아날로그 핑(analog ping) 또는 Q 핑(Q ping)이라고 한다.
레귤레이터(512)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 레귤레이터(512)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 레귤레이터(512)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다.
변조 회로(513)는 WPC(wireless power consortium) 무선 충전 기술 표준에 기반한 패킷(packet)을 생성하고, 스위치 회로(522)를 제어하여 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103), 제 2 외부 전자 장치(105))로 전송할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 대기 상태에 있다가, 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 웨이크-업(wake up) 레벨의 교류 전력(예를 들어, 핑(ping) 또는 감지 전력(detecting power))이 유도되면, 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 수신할 수 있다. 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신되는 교류 전류 또는 교류 전압(예를 들어, 핑(ping) 또는 감지 전력(detecting power))이 정해진 전류 또는 정해진 전압 이상이면, 무선 전력 송수신 회로(501)는 변조 회로(513)를통하여, 스위치 회로(522)를 제어하여 임피던스를 변경할 수 있다. 스위치 회로(522)의 임피던스가 변경되면 WPT 코일(521)에 2진 신호가 유기되며, 이 2진 신호를 패킷(packet)이라 할 수 있다. 패킷(packet)은 무선 전력 송수신을 수행하라는 메시지 또는 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 패킷을 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로 전송하면, 패킷을 수신한 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))는 전자 장치(101)의 전자기 유도 방식으로 무선 전력을 공급할 수 있다.
스위치 회로(522)는 복수의 캐패시터 및 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 스위치 회로(513)는 변조 회로(513)의 제어 하에, 패킷(packet)을 WPT 코일(521)로 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 구성을 나타내는 블록도이다.
전자 장치(101)는 프로세서(120), 배터리(189), 무선 전력 송수신 회로(501), WPT 코일(521) 및/또는 충전 회로(601)(예: 도 3의 충전 회로(310))를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 배터리(189), 무선 전력 송수신 회로(501) 및/또는 충전 회로(601)의 동작을 제어할 수 있다.
충전 회로(601)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 배터리(189)에서 무선 전력 송수신 회로(501)로 전력을 공급할 수 있다.
배터리(189)에서 무선 전력 송수신 회로(501)로 전력을 공급할 때, 충전 회로(601)는 배터리(189)에서 출력되는 전압 또는 전류를 부스트(boost)하여 무선 전력 송수신 회로(501)에 전달할 수 있다. 충전 회로(601)는 배터리(189)에서 출력되는 전압을 부스트(boost)하기 위한 부스트 회로를 포함할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 충전 회로(601)로부터 수신된 전압에 기반하여 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성하고, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 감지 전력을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)이 정해진 전압보다 크면, 충전 회로(601)로부터 수신된 전압에 기반하여 정해진 전압을 가지는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성할 수 있다. 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 전압은 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 감지 전력을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)보다 클 수 있다.
이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 전압은 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 감지 전력을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)보다 크면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송한 후에 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 전력, 전압 또는 전류의 감쇠 파형을 측정하고, 감쇠 파형을 증폭할 수 있다. 무선 전력 송수신 회로(501)는 감지 핑(detecting ping)을 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송한 후에 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
충전 회로(601)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(601)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선 충전), 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기, 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 WPT 코일(521)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
충전 회로(601)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 시스템(500)에 전달할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 충전 회로(601)로부터 전달받은 직류 전력을 교류 전력 변환하여 WPT 코일(521)에 전달할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는, 프로세서(120)의 제어 하에, WPT 코일(521)로부터 전달받은 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 충전 회로(601)에 전송할 수 있다.
WPT 코일(521)은 무선 전력 송수신 회로(501)로부터 전달받은 교류 전력을 전자기장 유도 현상에 기반하여 외부 전자 장치(예: 제2 외부 전자 장치(105))에 전달할 수 있다.
WPT 코일(521)은 전자기장 유도 현상에 기반하여 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 교류 전력을 무선 전력 송수신 회로(501)에 전달할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 구성을 나타내는 블록도이다.
전자 장치(101)는 프로세서(120), 배터리(189), 무선 전력 송수신 회로(501), WPT 코일(521), 충전 회로(601)(예: 도 3의 충전 회로(310)), 전압 변환 회로(701)(DC to DC converter IC)를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 배터리(189), 무선 전력 송수신 회로(501), 충전 회로(601) 및/또는 전압 변환 회로(701)의 동작을 제어할 수 있다.
충전 회로(601)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(601)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선 충전), 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기, 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 WPT 코일(521)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
충전 회로(601)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 시스템(500)에 전달할 수 있다.
전압 변환 회로(701)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 배터리(189)에서 무선 전력 송수신 회로(501)로 전력을 공급할 수 있다.
배터리(189)에서 무선 전력 송수신 회로(501)로 전력을 공급할 때, 전압 변환 회로(701)는 배터리(189)에서 출력되는 전압을 승압하여 무선 전력 송수신 회로(501)에 전달할 수 있다. 전압 변환 회로(701)는 배터리(189)에서 출력되는 전압을 승압하기 위한 부스트 회로를 포함할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 전압 변환 회로(701)로부터 수신된 전압에 기반하여 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성하고, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 감지 전력을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)이 정해진 전압보다 크면, 전압 변환 회로(701)로부터 수신된 전압에 기반하여 정해진 전압을 가지는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성할 수 있다. 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 전압은 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 핑(ping)을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)보다 클 수 있다.
이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 전압이 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 핑(ping)을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)보다 크면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 통해 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송한 후에 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 전력, 전압 또는 전류의 감쇠 파형을 측정하고, 감쇠 파형을 증폭할 수 있다. 무선 전력 송수신 회로(501)는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로 전송한 후에 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 전압 변환 회로(701)로부터 전달받은 직류 전력을 교류 전력 변환하여 WPT 코일(521)에 전달할 수 있다.
무선 전력 송수신 회로(501)는, 프로세서(120)의 제어 하에, WPT 코일(521)로부터 전달받은 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 충전 회로(601)에 전송할 수 있다.
WPT 코일(521)은 무선 전력 송수신 회로(501)로부터 전달받은 교류 전력을 전자기장 유도 현상에 기반하여 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))에 전달할 수 있다.
WPT 코일(521)은 전자기장 유도 현상에 기반하여 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 교류 전력을 무선 전력 송수신 회로(501)에 전달할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 801 동작에서, 무선 전력 송수신 회로(501)를 대기 상태로 동작할 수 있다. 대기 상태는, 예를 들어, 슬립 모드(sleep mode) 또는 셧 다운(shut down) 상태에 있는 동작일 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 803 동작에서, 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력(또는, 제 1 핑(ping))에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과했는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 803 동작에서, 수신 전압이 정해진 전압을 초과했는지 여부를 판단할 수 있다.
전자 장치(101)에 무선 전력을 송신하는 외부 전자 장치(103)는 주기적으로 입력 전원(Vin)을 기반으로 교류 전력을 생성할 수 있다. 외부 전자 장치(103)는 생성된 교류 전력에 기반해 외부 전자 장치(103)에 포함된 WPT 코일에 정해진 시간 동안 펄스(pulse)를 유도할 수 있다. 무선 전력을 송신하는 외부 전자 장치(103)가 교류 전원에 기반해 외부 전자 장치(103)에 포함된 WPT 코일에 정해진 시간 동안 펄스(pulse)를 유도하는 것을 핑(ping)이라 할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는 무선 전력을 송신하는 외부 전자 장치(103)에 안착 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(103)에 안착되면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(103)로부터 핑(ping)을 수신하고, WPT 코일(210)을 통해 유도된 교류 전원인 핑(ping)에 의해 수신 전압을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는 무선 전력을 송신하는 외부 전자 장치(103)에 안착 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(103)에 안착되면, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(103)로부터 감지 전력(detecting power)을 수신하고, WPT 코일(210)을 통해 유도된 교류 전원인 감지 전력(detecting power)에 의해 수신 전압을 생성할 수 있다.
전자 장치(101)는 WPT 코일(210)을 통해 유도된 핑(ping)을 RX 컨트롤러(511)의 제어 하에, 정류 회로(523)를 이용하여 수신 전압을 생성할 수 있다. 수신 전압은 정류 회로(523)의 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)일 수 있다. 수신 전압은 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(103)에 안착되어 처음으로 외부 전자 장치(103)로부터 수신한 핑(ping) 또는 제 1 핑(ping)에 의해 생성된 전압일 수 있다.
전자 장치(101)는 WPT 코일(210)을 통해 유도된 감지 전력을 RX 컨트롤러(511)의 제어 하에, 정류 회로(523)를 이용하여 수신 전압을 생성할 수 있다. 수신 전압은 정류 회로(523)의 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)일 수 있다. 수신 전압은 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(103)에 안착되어 처음으로 외부 전자 장치(103)로부터 제 1 감지 전력(또는 제 1 핑)에 의해 생성된 전압일 수 있다.
수신 전압이 정해진 전압을 초과하면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 803 동작에서 805 동작으로 분기할 수 있다.
수신 전압이 정해진 전압보다 작거나 같으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 803 동작에서 801 동작으로 분기할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 805 동작에서, 배터리(189)로부터 무선 전력 송수신 회로(501)에 전력을 공급하여 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리(189)에서 무선 전력 송수신 회로(501)로 전력을 공급할 때, 충전 회로(601)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 배터리(189)에서 출력되는 전압 또는 전류를 부스트(boost)하여 무선 전력 송수신 회로(501)에 전달할 수 있다. 무선 전력 송수신 회로(501)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 감지 전력(또는, 핑(ping))을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)이 정해진 전압보다 크면, 충전 회로(601)로부터 수신된 전압에 기반하여 정해진 전압을 가지는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리(189)에서 무선 전력 송수신 회로(501)로 전력을 공급할 때, 전압 변환 회로(701)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 배터리(189)에서 출력되는 전압을 승압하여 무선 전력 송수신 회로(501)에 전달할 수 있다. 무선 전력 송수신 회로(501)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(103))부터 감지 전력(또는, 핑(ping))을 수신하여 생성된 정류 회로 출력 전압(예: 도 5의 Vrect)이 정해진 전압보다 크면, 전압 변환 회로(701)로부터 수신된 전압에 기반하여 정해진 전압을 가지는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 생성할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 807 동작에서, 수신 전압이 사전에 정의된(predefined) 전압 레벨보다 낮으면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)에 WPT 코일(521)을 이용하여 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 807 동작에서, 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮은지 여부를 판단할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 807 동작에서, 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮은지 여부를 판단하고, 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮으면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)에 WPT 코일(521)을 이용하여 전송할 수 있다.
수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 높거나 같으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 일정 시간이 경과하여 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨 이하로 낮아지면 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)에 WPT 코일(521)을 이용하여 전송할 수 있다.감지 핑(detecting ping)의 전압이 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 높거나 같은 상태에서, 전자 장치(101)가 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)에 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하게 되면, 무선 전력 송수신 회로(501)의 전압이 충분히 0으로 수렴하지 않은 상태에서 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 감쇠 파형을 측정하게 되어 이물질 감지 동작에서 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 이물질 감지 동작의 오류를 방지하기 위해서, 전자 장치(101)는 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮으면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)에 WPT 코일(521)을 이용하여 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 높을 때, 전자 장치(101)가 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 제 1 외부 전자 장치(103)로 전송하게 되면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 전기적 변화를 측정하기 어렵기 때문에, 전자 장치(101)는 수신 전압이 사전에 정의된(predefined) 전압 레벨보다 낮을 때 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 제 1 외부 전자 장치(103)로 전송할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 전기적 변화를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나 감쇠 파형을 측정하고, 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 감쇠 파형을 증폭하여 이물질 여부에 따른 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 인지할 수 있으며, 감쇠 파형의 변화(감쇠 계수)를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나 또는 감쇠 파형을 측정하고, 측정된 감쇠 파형에 기반하여 감쇠 계수를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하여 외부 부하(또는 외부 이물질)의 유무를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 측정된 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값이 정해진 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화보다 크거나 작으면 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(101)와 제 1 외부 전자 장치(103)간의 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질(예를 들어, 도체)이 있으면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))에 의해서 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값이 급격히 상승할 수 있다. 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안, 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하여 이물질을 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 감쇠 파형의 변화를 측정하여 외부 부하(또는 외부 이물질)의 변경을 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 측정되는 감쇠 파형 및/또는 감쇠 계수가 정해진 정해진 감쇠 파형 및/또는 감쇠 계수보다 크거나 작으면 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 감쇠 파형은 전자 장치(101)의 WPT 코일(521)과 공진 커패시터 간의 공진 주파수의 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C) 및/또는 제 1 외부 전자 장치(103)의 WPT 코일과 공진 커패시터 간의 공진 주파수의 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)에 의해서 결정되며, 이물질이 무선 전력 송수신 경로 상에 위치하게 되면 공진주파수가 달라져서 감쇠 계수가 달라질 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안, 감쇠 계수를 측정하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 공진 곡선의 변화(또는, Q 팩터)를 측정하여 외부 부하(또는 외부 이물질)의 유무를 판단할 수 있다. 이물질이 무선 전력 송수신 경로 상에 위치하게 되면 공진 곡선이 달라져서 Q 팩터가 달라질 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 측정된 Q 팩터가 정해진 Q 팩터와 크거나 작으면, 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안, Q 팩터를 측정하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나 감쇠 파형을 측정하고, 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 감쇠 파형을 증폭할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나 감쇠 파형을 측정하고, 측정된 감쇠 파형에 기반하여 감쇠 계수를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하여 외부 부하(또는 외부 이물질)의 유무를 판단할 수 있다. 전자 장치(101)와 제 1 외부 전자 장치(103)간의 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질(예를 들어, 도체)이 있으면, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))에 의해서 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값이 급격히 상승할 수 있다. 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안, 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하여 이물질을 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 감쇠 파형의 변화를 측정하여 외부 부하(또는 외부 이물질)의 변경을 판단할 수 있다. 감쇠 파형은 제 1 외부 전자 장치(103)의 WPT 코일과 공진 커패시터 간의 공진 주파수의 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)에 의해서 결정되며, 이물질이 무선 전력 송수신 경로 상에 위치하게 되면 공진주파수가 달라져서 감쇠 계수가 달라질 수 있다. 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안, 감쇠 계수를 측정하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 809 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 공진 곡선의 변화(또는, Q 팩터)를 측정하여 외부 부하(또는 외부 이물질)의 유무를 판단할 수 있다. 이물질이 무선 전력 송수신 경로 상에 위치하게 되면 공진 곡선이 달라져서 Q 팩터가 달라질 수 있다. 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안, Q 팩터를 측정하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다
예를 들어, 무선 전력 송수신 경로 상에 금속 및 자성 물질을 포함하는 이물질이 있는 경우, 임피던스가 낮아져서 전류가 많이 흐르는 현상이 발생할 수 있다. 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 무선 전력 송수신 경로 상에 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나 감쇠 파형을 측정하고, 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 감쇠 파형을 증폭할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 전기적 변화에 기반하여 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 감지되었는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는 프로세서(120)의 제어 하에, 복수의 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 전송하고, 복수의 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))에 기반한 무선 전력 송수신 경로 상에 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나 감쇠 파형을 측정하고, 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 감쇠 파형을 증폭하여 경로 상에 이물질이 감지되었는지 여부를 판단할 수 있다.
무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 없으면 또는 이물질이 감지되지 않으면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서 813 동작으로 분기할 수 있다.
무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있으면 또는 이물질이 감지되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 811 동작에서 817 동작으로 분기할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 813 동작에서, 제 2 감지 전력(또는, 제 2 핑(ping))을 외부 전자 장치(103)로부터 수신하고, 패킷을 외부 전자 장치(103)에 전송할 수 있다. 패킷(packet)은 무선 전력 송수신을 수행하라는 메시지 또는 정보를 포함하며, 패킷을 수신한 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)의 전자기 유도 방식으로 무선 전력을 공급할 수 있다.
이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))은 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(103)로부터 수신하는 제 1 감지 전력(제 1 핑(ping))과 제 2 감지 전력(제 2 핑(ping)) 사이의 시간에 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(103)에 전송될 수 있다.
WPC(wireless power consortium) 무선 충전 기술 표준 상, 무선 전력 송신 장치(예: 외부 전자 장치(103))의 감지 전력(또는, 핑(ping)) 전송의 최소 주기는 정해진 시간(예를 들어, 32 ms)으로 제한하고 있다.
전자 장치(101)는 외부 전자 장치(103)에 안착된 후에 외부 전자 장치(103)로부터 최초로 제 1 감지 전력(제 1 핑(ping))을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 제 1 감지 전력(제 1 핑(ping)) 수신 후에 적어도 정해진 시간(예를 들어, 32 ms) 이내에 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))은 10ms 이내의 짧은 펄스 신호일 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 815 동작에서, 외부 전자 장치(103)로부터 전력을 무선으로 수신하여 충전 모드로 동작할 수 있다. 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)로부터 무선 전력 송수신을 수행하라는 메시지 또는 정보를 포함하는 패킷을 수신하면, 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)에 전력을 전송할 수 있다.
813 동작에서 무선 전력 송수신 경로 상 이물질을 감지하면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러(error) 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 813 동작에서 무선 전력 송수신 경로 상 이물질을 감지하면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 출력 장치(예를 들어, 디스플레이 모듈(160), 음향 출력 모듈(155))를 통해서 이물질의 존재에 관한 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 이물질의 존재에 관한 알림(예: 경고 사용자 인터페이스)을 디스플레이 모듈(160) 상에 시각적으로 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 이물질의 존재에 관한 알림(예: 경고 사용자 인터페이스)을 LED 깜빡임을 통해 시각적으로 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 이물질의 존재에 관한 알림을 햅틱 모듈(179)의 진동으로 촉각적으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 이물질의 존재에 관한 알림(예: 경고음)을 음향 출력 모듈(155)을 통해서 음향적으로 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 이물질이 제거될 때까지 외부 전자 장치(103)에 패킷을 전송하지 않을 수 있다. 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)로부터 지정된 시간 내에 패킷을 수신하지 못하면, 전자 장치(101)에 무선 전력을 전송하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 제거 여부를 판단하기 위해서 외부 전자 장치(103)로부터 감지 전력(핑(ping))을 수신하면 정해진 주기(또는 정해진 시간)마다 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 외부 전자 장치(103)에 패킷을 전송하고 외부 전자 장치(103)로부터 무선 전력을 정해진 전력으로 수신할 수 있다. 이물질이 없을 때 외부 전자 장치(103)가 전자 장치(101)에 전송하는 전력을 제 1 전력이라고 하면, 정해진 전력은 제 1 전력보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 외부 전자 장치(103)에 패킷을 전송하고 외부 전자 장치(103)로부터 이물질이 없을 때와 같은 레벨의 전력을 수신할 수 있다. 이때, 전자 장치(101)는 발화 또는 발열에 따른 사고를 방지하기 위해서, 전자 장치(101)는, 전력 관리 모듈(188)의 제어 하에, 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 정해진 주기(또는 정해진 시간)마다 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 전력 관리 모듈(188)에서 보고되는 배터리(189)의 충전 상태 정보에 기반하여, 프로세서(120)를 제어하여 외부 전자 장치(103)로부터 무선 전력 수신 동작을 유지할지 여부를 결정하거나 수신되는 전력의 레벨을 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 관리 모듈(188)에서 보고되는 배터리(189)의 충전 상태 정보 상에 배터리(189)의 온도가 정해진 온도보다 높으면 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 외부 전자 장치(103)로부터 수신되는 전력을 차단할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 관리 모듈(188)에서 보고되는 배터리(189)의 충전 상태 정보 상에 배터리(189)의 온도가 정해진 온도보다 높으면 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 외부 전자 장치(103)로부터 수신되는 전력의 레벨을 낮출 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 817 동작에서, 에러 모드로 동작할 때, 외부 전자 장치(103)에 통신 모듈(190)을 통해 이물질의 존재에 관한 메시지 또는 정보로 전달할 수 있다. 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)로부터 이물질의 존재에 관한 메시지 또는 정보를 수신하면, 사용자가 이물질의 존재를 알 수 있도록 메시지를 디스플레이를 통해 출력하거나 및/또는 알림음을 스피커를 통해 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)로부터 이물질의 존재에 관한 메시지 또는 정보를 수신하면, 사용자가 이물질의 존재를 알 수 있도록 정보를 LED 깜빡임을 통해 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)로부터 이물질의 존재에 관한 메시지 또는 정보를 수신하면, 사용자가 이물질의 존재를 알 수 있도록 정보를 이물질의 존재에 관한 알림을 햅틱 모듈의 진동으로 출력할 수 있다.
외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)로부터 이물질의 존재에 관한 메시지 또는 정보를 수신하면, 전자 장치(101)로 전송되는 무선 전력의 양 또는 세기를 정해진 전력으로 낮출 수 있다. 이물질이 없을 때 외부 전자 장치(103)가 전자 장치(101)에 전송하는 전력을 제 1 전력이라고 하면, 정해진 전력은 제 1 전력보다 작을 수 있다.
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 851 동작에서, 무선 전력 송수신 회로(501)가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로(310, 601)를 제어하여 배터리(189)로부터 상기 무선 전력 송수신 회로(501)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 853 동작에서, 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 통해 출력하도록 제어할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 855 동작에서, 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어할 수 있다.
전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 857 동작에서, 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)가 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 외부 전자 장치(103)에 전송한 후에 감쇠 파형을 측정하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 9에서, 전자 장치(101)는 무선 전력 송수신 회로(501) 및 WPT 코일(521)에 기반하여 외부 전자 장치(103)에 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 전송한 후에 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 감쇠 파형을 이물질 감지 전력 회로(515)를 이용하여 측정하고 증폭할 수 있다. RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 감지 전력 회로(515)로부터 전달받은 감쇠 파형의 변화에 따라 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질 여부를 판단하고, 이물질을 감지할 수 있다. RX 컨트롤러(511)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질 감지 전력 회로(515)로부터 전달받은 감쇠 파형의 감쇠 시간이 정해진 시간보다 빠르게 진행되면 이물질이 있는 것으로 판단할 수 있다.
901 그래프는 감지 핑(detecting ping)의 감쇠 파형이고, 903 그래프는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 포락선(envelope)일 수 있다. 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 감쇠 파형 또는 포락선이 정해진 시간(예를 들어, 500 us)보다 빠르게 진행되면, 전자 장치(101)는, 프로세서(120)의 제어 하에, 이물질이 있는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 이물질이 없는 경우의 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 감쇠 파형 및/또는 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))의 포락선을 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장하고, 이물질을 감지하기 위한 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping))을 전송시 수신된 감쇠 파형 및/또는 포락선을 비교할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping)) 전송 및 충전 동작을 나타내는 그래프이다.
도 10에서, 외부 전자 장치(103)는 정해진 시간 간격으로 감지 전력(또는, 핑(1001, 1003, 1005))을 전송할 수 있다. 1010 시간에, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(103)에 안착될 수 있다. 전자 장치(101)는 무선 전력 수신을 위해서 외부 전자 장치(103)에 안착된 후에 처음으로 제 1 감지 전력(또는, 제 1 감지 핑(1003))을 감지할 수 있다.
전자 장치(101)는 제 1 감지 전력(또는, 제 1 감지 핑(1003))을 감지한 후에 제 2 감지 전력(또는, 제 2 감지 핑(1005))이 도래하기 전에 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping), 1011)을 외부 전자 장치(103)에 전송하고 이물질 감지 전력(또는, 감지 핑(detecting ping), 1011)의 전압, 전력, 전류의 변화 값을 측정하거나, 감쇠 파형을 측정하거나, 감쇠 계수 및/ Q-팩터를 측정하여 이물질이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
이물질이 없다고 판단한 후에, 전자 장치(101)는 제 2 감지 전력(또는, 제 2 감지 핑(1005))을 수신하면, 외부 전자 장치(103)에 패킷(1012)을 전송할 수 있다. 패킷을 수신한 외부 전자 장치(103)는 전자 장치(101)에 무선 전력(1007)을 전송할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)에 있어서, 배터리(189), WPT(wireless power transfer) 코일(521), 상기 WPT 코일(521)과 전기적으로 연결되며 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 무선으로 전력을 수신하거나 외부로 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송수신 회로(501), 상기 무선 전력 송수신 회로(501) 및 상기 배터리(189)에 전기적으로 연결된 충전 회로(310, 601), 및 상기 무선 전력 송수신 회로(501) 및 상기 충전 회로(310, 601)에 전기적으로 연결된 프로세서(120)를 포함하며, 상기 프로세서(120)는 상기 무선 전력 송수신 회로(501)가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로(310, 601)를 제어하여 상기 배터리(189)로부터 상기 무선 전력 송수신 회로(501)에 전력을 공급하도록 제어하고, 상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 통해 출력하도록 제어하며, 상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하고, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(101)는 전압 변환 회로(701)를 더 포함하며, 상기 프로세서(120)는 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로(310, 601) 또는 상기 전압 변환 회로(701)를 제어하여 상기 배터리(189)로부터 상기 무선 전력 송수신 회로(501)에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 이물질 감지 전력을 생성하도록 제어하며, 상기 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮으면, 상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 통해 출력하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 이물질 감지 전력의 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되지 않으면, 상기 이물질 감지 전력 전송 후 수신되는 제 2 감지 전력을 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신하고 패킷을 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 전송하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 전력을 수신하여 충전 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 상기 정해진 전압보다 작거나 같으면 상기 무선 전력 송수신 회로(501)를 대기 상태로 동작하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나, 감쇠 파형 및 감쇠 계수를 측정하고, 상기 측정된 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 상기 측정된 감쇠 파형 및 감쇠 계수가 지정된 값보다 크거나 작으면 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(101)는 디스플레이 모듈(160), 음향 출력 모듈(155) 또는 햅틱 모듈(179) 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 프로세서(120)는 상기 에러의 발생이 확인되면, 이물질의 존재에 관한 알림을 시각적, 음향적 또는 촉각적으로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 에러의 발생이 확인되면, 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 패킷을 전송하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 에러의 발생이 확인되면, 정해진 전력 레벨보다 낮은 전력으로 무선 전력을 수신하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는 상기 에러의 발생이 확인되면, 전력 관리 모듈에서 보고되는 상기 배터리(189)의 충전 상태 정보에 기반하여, 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 무선 전력 수신 동작을 유지할지 여부를 결정하거나 수신되는 전력의 레벨을 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 전력을 송수신하는 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법은 무선 전력 송수신 회로(501)가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 충전 회로(310, 601)를 제어하여 배터리(189)로부터 무선 전력 송수신 회로(501)에 전력을 공급하도록 제어하는 동작, 상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 통해 출력하도록 제어하는 동작, 상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하는 동작 및 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력을 송수신하는 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법은 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로(310, 601) 또는 전압 변환 회로(701)를 제어하여 상기 배터리(189)로부터 상기 무선 전력 송수신 회로(501)에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 이물질 감지 전력을 생성하도록 제어하는 동작, 및 상기 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮으면, 상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 통해 출력하도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력을 송수신하는 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법은 상기 이물질 감지 전력의 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되지 않으면, 상기 이물질 감지 전력 전송 후 수신되는 제 2 감지 전력을 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신하고 패킷을 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력을 송수신하는 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법은 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 전력을 수신하여 충전 모드를 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력을 송수신하는 전자 장치(101)의 이물질 감지 방법은 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 상기 정해진 전압보다 작거나 같으면 상기 무선 전력 송수신 회로(501)를 대기 상태로 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하는 동작은 상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일(521)을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나, 감쇠 파형 및 감쇠 계수를 측정하고, 상기 측정된 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 상기 측정된 감쇠 파형 및 감쇠 계수가 지정된 값보다 크거나 작으면 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은 이물질에 존재에 관한 알림을 시각적, 음향적 또는 촉각적으로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))에 패킷을 전송하지 않는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은 정해진 전력 레벨보다 낮은 전력으로 무선 전력을 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은 전력 관리 모듈에서 보고되는 상기 배터리(189)의 충전 상태 정보에 기반하여, 상기 외부 전자 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(103))로부터 무선 전력 수신 동작을 유지할지 여부를 결정하거나 수신되는 전력의 레벨을 변경하는 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. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(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.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리;
    WPT(wireless power transfer) 코일;
    상기 WPT 코일과 전기적으로 연결되며 외부 전자 장치로부터 무선으로 전력을 수신하거나 외부로 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송수신 회로;
    상기 무선 전력 송수신 회로 및 상기 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로; 및
    상기 무선 전력 송수신 회로 및 상기 충전 회로에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는
    상기 무선 전력 송수신 회로가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하고,
    상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하며,
    상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하고,
    상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    전압 변환 회로를 더 포함하며,
    상기 프로세서는
    상기 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로 또는 상기 전압 변환 회로를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 이물질 감지 전력을 생성하도록 제어하며,
    상기 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮으면, 상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하는 전자 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 이물질 감지 전력의 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되지 않으면, 상기 이물질 감지 전력 전송 후 수신되는 제 2 감지 전력을 상기 외부 전자 장치로부터 수신하고, 패킷을 상기 외부 전자 장치에 전송하도록 제어하는 전자 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하여 충전 모드로 동작하도록 제어하는 전자 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 상기 정해진 전압보다 작거나 같으면 상기 무선 전력 송수신 회로를 대기 상태로 동작하도록 제어하는 전자 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나, 감쇠 파형 및 감쇠 계수를 측정하고, 상기 측정된 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 상기 측정된 감쇠 파형 및 감쇠 계수가 지정된 값보다 크거나 작으면 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단하는 전자 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    디스플레이 모듈;
    음향 출력 모듈; 또는
    햅틱 모듈 중 적어도 하나를 더 포함하며
    상기 프로세서는
    상기 에러의 발생이 확인되면, 이물질의 존재에 관한 알림을 시각적, 음향적 또는 촉각적으로 출력하는 전자 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 에러의 발생이 확인되면, 상기 외부 전자 장치에 패킷을 전송하지 않는 전자 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 에러의 발생이 확인되면, 정해진 전력 레벨보다 낮은 전력으로 무선 전력을 수신하도록 제어하는 전자 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 에러의 발생이 확인되면, 전력 관리 모듈에서 보고되는 상기 배터리의 충전 상태 정보에 기반하여, 상기 외부 전자 장치로부터 무선 전력 수신 동작을 유지할지 여부를 결정하거나 수신되는 전력의 레벨을 변경하는 전자 장치.
  11. 무선 전력을 송수신하는 전자 장치의 이물질 감지 방법에 있어서,
    무선 전력 송수신 회로가 수신 모드일 때, 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력(detecting power)에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 충전 회로를 제어하여 배터리로부터 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하는 동작;
    상기 공급된 전력에 기반하여 이물질 감지 전력을 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하는 동작;
    상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하는 동작; 및
    상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 정해진 전압을 초과하면 상기 충전 회로 또는 전압 변환 회로를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 무선 전력 송수신 회로에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 이물질 감지 전력을 생성하도록 제어하는 동작; 및
    상기 수신 전압이 사전에 정의된 전압 레벨보다 낮으면, 상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 통해 출력하도록 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 이물질 감지 전력의 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되지 않으면, 상기 이물질 감지 전력 전송 후 수신되는 제 2 감지 전력을 상기 외부 전자 장치로부터 수신하고 패킷을 상기 외부 전자 장치에 전송하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하여 충전 모드를 수행하는 동작을 더 포함하는 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로부터 수신된 제 1 감지 전력에 의해 생성된 수신 전압이 상기 정해진 전압보다 작거나 같으면 상기 무선 전력 송수신 회로를 대기 상태로 수행하는 동작을 더 포함하는 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 이물질 감지 전력에 의한 전기적 변화를 감지하도록 제어하는 동작은
    상기 이물질 감지 전력을 상기 WPT 코일을 이용하여 전송하는 동안 무선 전력 송수신 경로 상에 전자기 유도 현상으로 발생하는 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값을 측정하거나, 감쇠 파형 및 감쇠 계수를 측정하고, 상기 측정된 전압, 전류, 및/또는 전력의 변화 값 또는 상기 측정된 감쇠 파형 및 감쇠 계수가 지정된 값보다 크거나 작으면 무선 전력 송수신 경로 상에 이물질이 있다고 판단하는 동작을 더 포함하는 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은
    이물질에 존재에 관한 알림을 시각적, 음향적 또는 촉각적으로 출력하는 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은
    상기 외부 전자 장치에 패킷을 전송하지 않는 동작을 포함하는 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은
    정해진 전력 레벨보다 낮은 전력으로 무선 전력을 수신하는 동작을 포함하는 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 전기적 변화에 기반하여 이물질이 감지되면 에러의 발생을 확인하는 동작은
    전력 관리 모듈에서 보고되는 상기 배터리의 충전 상태 정보에 기반하여, 상기 외부 전자 장치로부터 무선 전력 수신 동작을 유지할지 여부를 결정하거나 수신되는 전력의 레벨을 변경하는 동작을 더 포함하는 방법.
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