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WO2018052177A1 - 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2018052177A1
WO2018052177A1 PCT/KR2017/005412 KR2017005412W WO2018052177A1 WO 2018052177 A1 WO2018052177 A1 WO 2018052177A1 KR 2017005412 W KR2017005412 W KR 2017005412W WO 2018052177 A1 WO2018052177 A1 WO 2018052177A1
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WO
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electronic device
wireless power
antenna array
power transmitter
power transmission
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PCT/KR2017/005412
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English (en)
French (fr)
Inventor
박재석
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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.)
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Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
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Priority to US16/334,138 priority patent/US11177698B2/en
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    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmitter and a control method thereof, and more particularly, to a wireless power transmitter and a control method capable of transmitting power wirelessly to an electronic device.
  • Wireless power transmission includes magnetic induction, magnetic resonance, and electromagnetic wave methods, and electromagnetic wave methods have advantages over remote power transmission than other methods.
  • Electromagnetic wave method is mainly used for long distance power transmission, and the key is to locate the exact position of the remote power receiver and to transmit power most efficiently.
  • a wireless power transmitter using an electromagnetic wave method may transmit power to an electronic device by performing beamforming of an RF wave in an antenna array for power transmission having a plurality of patch antennas.
  • charging can be performed at a relatively high efficiency in a region within ⁇ 30 ° based on the center line passing through the center of the power transmission antenna array.
  • the gain of the RF wave is relatively low, so that relatively low efficiency charging is performed. That is, when the electronic device to be charged is out of a specific area based on the power transmission antenna array, the magnitude of power received through the RF wave is relatively low.
  • Various embodiments may provide a wireless power transmitter and a control method thereof capable of mechanically adjusting a steering direction of an antenna array for power transmission when the location of an electronic device is located in a range where relatively low charging efficiency is performed. .
  • a wireless power transmitter includes an antenna array for power transmission capable of wirelessly transmitting power; A driving circuit for mechanically adjusting a steering direction of the power transmitting antenna array; And a processor, wherein the processor determines a direction in which the electronic device is located, and if the direction in which the electronic device is located is not included in the coverage corresponding to the steering direction of the power transmission antenna array, the power transmission. And control the driving circuit to mechanically adjust the steering direction of the credit antenna array, and control the antenna array for power transmission to transmit the power to the electronic device.
  • a method of controlling a wireless power transmitter may include determining a direction in which an electronic device is located; Mechanically adjusting a steering direction of the power transmission antenna array when the direction in which the electronic device is located is not included in a coverage corresponding to the steering direction of the power transmission antenna array; And controlling the power transmitting antenna array to transmit the power to the electronic device.
  • a wireless power transmitter and a control method thereof capable of mechanically adjusting the steering direction of the antenna array may be provided. Accordingly, the wireless power transmitter can always charge the electronic device with a relatively high efficiency.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmission system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate conceptual diagrams for describing steering direction adjustment of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3A to 3C are conceptual views illustrating a steering direction change of an antenna array for power transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a mechanical steering direction change of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a configuration for determining a distance to an electronic device of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating wireless charging using a wireless power transmitter and a reflector according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter, an electronic device, and a reflector according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an environment in which a plurality of reflecting plates exist according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15A and 15B illustrate conceptual diagrams for describing a method of detecting an obstacle.
  • 16 is a flowchart illustrating an obstacle detecting method according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “device configured to” may mean that the device “can” together with other devices or components.
  • processor configured (or configured to) perform A, B, and C may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • a wireless power transmitter or electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, a server. , A PDA, a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a medical device, a camera, or a wearable device.
  • Wearable devices may be accessory (e.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses) or head-mounted-devices (HMD), fabric or apparel integral (e.g. electronic clothing), And at least one of a body-attachable (eg, skin pad) or bio implantable circuit.
  • the wireless power transmitter or electronic device is, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, audio, refrigerator, air conditioner, cleaner, oven, microwave oven, washing machine, air purifier, set top box, home It may include at least one of an automation control panel, a security control panel, a media box, a game console, an electronic dictionary, an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • the wireless power transmitter or electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical devices (such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic magnetic resonance (MRI)).
  • various portable medical devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic magnetic resonance
  • CT computed tomography
  • GNSS global navigation satellite systems
  • EDRs event data recorders
  • FDRs flight data recorders
  • automotive infotainment devices Electronic equipment for ships (e.g., ship navigation devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or home robots, drones, ATMs in financial institutions, shops At least a point of sales, or Internet of Things device (e.g., light bulbs, sensors, sprinkler devices, fire alarms, thermostats, street lights, toasters, exercise equipment, hot water tanks, heaters, boilers, etc.) It may include one.
  • GNSS global navigation satellite systems
  • EDRs event data recorders
  • FDRs flight data recorders
  • automotive infotainment devices Electronic equipment for ships (e.g., ship navigation devices, gyro compasses, etc.), avionics, security devices, vehicle head units, industrial or home robots, drones, ATMs in financial institutions, shops At least a point of
  • a wireless power transmitter or electronic device may be a piece of furniture, a building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measurement devices (eg, Water, electricity, gas, or radio wave measuring instrument).
  • the wireless power transmitter or electronic device may be flexible or a combination of two or more of the various devices described above.
  • the wireless power transmitter or the electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the aforementioned devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a wireless power transmitter or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a wireless power transmission system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 100 may wirelessly transmit power to at least one electronic device 150 or 160.
  • the wireless power transmitter 100 may include a plurality of patch antennas 111 to 126.
  • the patch antennas 111 to 126 are not limited as long as they are each antennas capable of generating an RF wave. At least one of the amplitude and phase of the RF wave generated by the patch antennas 111 to 126 may be adjusted by the wireless power transmitter 100.
  • the RF wave generated by each of the patch antennas 111 to 126 will be referred to as a sub-RF wave.
  • the wireless power transmitter 100 may adjust at least one of the amplitude and phase of each of the sub-RF waves generated by the patch antennas 111 to 126. Meanwhile, sub-RF waves may interfere with each other. For example, at one point the sub-RF waves may constructively interfere with each other, and at another point the sub-RF waves may cancel each other.
  • the sub-RF waves generated by the patch antennas 111 to 126 may be subjected to constructive interference with each other at the first point (x1, y1, z1). At least one of each amplitude and phase may be adjusted.
  • the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device 150 is disposed at the first points x1, y1, and z1.
  • the position of the electronic device 150 may be, for example, a point where the power reception antenna of the electronic device 150 is located.
  • the wireless power transmitter 100 determines the position of the electronic device 150 will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter 100 may control the patch antennas 111 to 126 such that the sub-RF waves are constructive interference with each other at the first points x1, y1, and z1.
  • controlling the patch antennas 111 to 126 means controlling the magnitude of the signal input to the patch antennas 111 to 126 or adjusting the phase (or delay) of the signal input to the patch antennas 111 to 126. It can mean controlling.
  • beam forming which is a technique for controlling the RF wave to constructively interfere at a specific point.
  • various beamforming methods may be used, as disclosed in US Patent Publication 2016/0099611, US Patent Publication 2016/0099755, US Patent Publication 2016/0100124, and the like.
  • the form of the RF wave formed by beam-forming may be referred to as pockets of energy.
  • the RF wave 130 formed by the sub-RF waves may have the maximum amplitude at the first point (x1, y1, z1), and thus the electronic device 150 receives wireless power with high efficiency. can do.
  • the wireless power transmitter 100 may detect that the electronic device 160 is disposed at the second points x2, y2, and z2.
  • the wireless power transmitter 100 may control the patch antennas 111 to 126 such that the sub-RF waves are constructive interference at the second points x2, y2, and z2 to charge the electronic device 160.
  • the RF wave 131 formed by the sub-RF waves may have a maximum amplitude at the second point (x2, y2, z2), and the electronic device 160 may receive wireless power with high transmission efficiency. Can be.
  • the electronic device 150 may be disposed on the right side.
  • the wireless power transmitter 100 may apply a larger delay to sub-RF waves formed from patch antennas (eg, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side. That is, the sub-RF waves formed from the patch antennas (for example, 111, 115, 119, 123) disposed on the left side are first formed, and then the patch antennas (for example, 114, 118, 122, 126) disposed on the right side after a predetermined time passes.
  • a sub-RF wave can be generated from. Accordingly, the sub-RF waves may meet simultaneously at the point on the right side, that is, the sub-RF waves at the point on the right side may be constructively interfered.
  • the wireless power transmitter 100 may be substantially aligned with the patch antennas on the left (eg, 111, 115, 119, 123) and the patch antennas on the right (eg, 114, 118, 122, 126). The same delay can be applied.
  • the wireless power transmitter 100 is larger than the patch antenna on the right side (eg, 114, 118, 122, 126) to the patch antenna on the left side (eg, 111, 115, 119, 123). Delay can be applied.
  • the wireless power transmitter 100 may simultaneously oscillate the sub-RF waves all over the patch antennas 111 to 126, and perform beam-forming by adjusting a phase corresponding to the delay described above. You may.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the positions of the electronic devices 150 and 160 and cause the sub-RF waves to be constructive interference at the determined position, thereby performing wireless charging with high transmission efficiency.
  • the wireless power transmitter 100 may be able to wirelessly charge with high transmission efficiency only when the position of the electronic devices 150 and 160 is accurately known.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate conceptual diagrams for describing steering direction adjustment of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • 2A may be a conceptual view of a power transmission antenna array 130 of a wireless power transmitter, and accordingly, portions 111, 115, 119, and 123 of patch antennas of the power transmission antenna array 130 may be seen.
  • the electronic device 150 may be included in the first coverage 250 with respect to the center of the patch antennas 111 to 126.
  • the first coverage 250 may be set based on, for example, the center of the power transmission antenna array 130 in which the patch antennas 111 to 126 are disposed.
  • the first coverage 250 is, for example, a range in which the first angle ⁇ of the spherical coordinate system is -30 ° or more and 30 ° or less with respect to the center line 251 passing through the center, and the second angle ⁇ is ⁇ . It may be in a range of 30 ° or more and 30 ° or less. Accordingly, when viewed from one side as shown in FIG. 2A, the first coverage 250 may be set as a fan. In three dimensions, the first coverage 250 may be set, for example, as a cone. Meanwhile, the first angle ⁇ and the second angle ⁇ for setting the first coverage 250 may be other ranges than the range of ⁇ 30 ° to 30 °.
  • An RF wave having a large angle, for example, a second angle ⁇ , relative to the center line 251 passing through the center of the power transmission antenna array 130 in which the patch antennas 111 to 126 are disposed is relatively It can have a small gain. Accordingly, the angle range in the first angle ⁇ direction for setting the first coverage 250 and the angle range in the second angle ⁇ direction are such that the gain of the formed RF wave is greater than or equal to a predetermined threshold. It can be set to a range. That is, when the direction in which the electronic device 150 is located is included in the coverage 250, the electronic device 150 may receive power of a predetermined size or more.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the direction in which the electronic device 150 is located or the location of the electronic device 150. According to various embodiments of the present disclosure, the wireless power transmitter 100 may use the time when a communication signal received from the electronic device 150 is received by a plurality of communication antennas of the wireless power transmitter 100. The direction of the location can be determined. For example, the wireless power transmitter 100 may determine that the electronic device 150 is positioned in a direction of ⁇ 10 ° with respect to the center of the power transmission antenna array 130. For convenience of description, only the second angle ⁇ direction will be described. However, the wireless power transmitter 100 may not only refer to the second angle ⁇ direction but also the first angle ⁇ direction. You can also determine the direction of. The wireless power transmitter 100 may form the RF wave 201 in the direction in which the electronic device 150 is located. For example, the wireless power transmitter 100 may form the RF wave 201 in the direction of ⁇ 10 ° in the direction of the second angle ⁇ .
  • the wireless power transmitter 100 may form the RF wave 201 such that the sub-RF waves are constructive interference at a point included in the first coverage 250 as shown in FIG. 2A. That is, the wireless power transmitter 100 may form the RF wave 201 inside the first coverage 250. Accordingly, the wireless power transmitter 100 may charge the electronic device 150 at a relatively high efficiency. Meanwhile, the position of the electronic device 150 may be out of the first coverage 250.
  • the wireless power transmitter 100 may detect that the direction in which the electronic device 150 is located is changed. For example, the wireless power transmitter 100 may detect that the direction in which the electronic device 150 is located is changed to 70 °. The wireless power transmitter 100 may form an RF wave 202 in response to a change in the direction in which the electronic device 150 is located. As described above, when the point where the RF wave 202 is formed is out of the first coverage 250, the charging efficiency may be relatively low. The gain of the RF wave 202 may be relatively low, which may mean that the amount of power received by the electronic device 150 through the RF wave 202 is relatively small.
  • the wireless power transmitter 100 may mechanically adjust the steering direction of the power transmission antenna array 130 by ⁇ 1 in the second angle ⁇ direction.
  • the steering direction of the power transmission antenna array 130 may mean, for example, a direction of a straight line orthogonal to the power transmission antenna array 130 such as the centerline 251 of the power transmission antenna array 130.
  • the wireless power transmitter 100 changes the formation direction of the RF wave by changing at least one of an amplitude and a phase of an electrical signal input to each of the patch antennas.
  • the electrical steering direction change can be called.
  • the wireless power transmitter 100 may further include a driving circuit capable of rotating the power transmission antenna array 130.
  • the wireless power transmitter 100 may physically change the steering direction of the power transmission antenna array 130 by using a driving circuit, which may be referred to as mechanical steering direction change. That is, the wireless power transmitter 100 according to various embodiments of the present disclosure may perform both a mechanical steering direction change and an electrical steering direction change.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the steering direction change amount ⁇ 1 of the mechanical power transmission antenna array 130 as 70 °.
  • the wireless power transmitter 100 may change the steering direction of the antenna array 130 for mechanical power transmission, and then may change the direction of the center line 251 and the target of the antenna array 130 for power transmission.
  • the steering direction change amount ⁇ 1 of the mechanical power transmission antenna array 130 may be determined to match this.
  • the wireless power transmitter 100 determines that the direction of the electronic device 150 is 70 °, and determines that the steering direction of the current power transmission antenna array 130 is 0 °. Can be.
  • the steering direction change amount ⁇ 1 of the mechanical power transmission antenna array 130 may be determined as 70 °.
  • the wireless power transmitter 100 may form the RF wave 211 using the power transmission antenna array 130 whose steering direction is mechanically changed.
  • the wireless power transmitter 100 may form an RF wave in the direction of the center line 251 of the antenna array 130 for power transmission.
  • the wireless power transmitter 100 may form an RF wave at a point included in the first coverage 250 and may charge the electronic device 150 with a relatively high efficiency.
  • the wireless power transmitter 100 may be set to minimize the steering direction change of the antenna array 130 for mechanical power transmission.
  • the wireless power transmitter 100 may determine the steering direction change amount ⁇ 1 of the mechanical power transmission antenna array 130 as 40 °.
  • the electronic device 150 may be included in the first coverage 250 based on the centerline 251 of the power transmission antenna array 130 whose steering direction is changed, so that the wireless power transmitter 100 is relatively high. The electronic device 150 may be charged with efficiency.
  • the wireless power transmitter 100 may mechanically change a steering direction of the power transmission antenna array 130 such that the target, that is, the electronic device 150 is included in the preset first coverage 250. Can be.
  • the amount of steering direction change of the antenna array 130 for mechanical power transmission is not limited as long as the target is included in the predetermined first coverage 250.
  • the time required for changing the mechanical steering direction may be longer than the time required for changing the electrical steering direction. Accordingly, the wireless power transmitter 100 may determine the amount of mechanical steering direction change in consideration of the time required and the wireless charging efficiency. In addition, as described above, when it is determined that the electronic device 150 to be charged is not included in the first coverage 250, the wireless power transmitter 100 mechanically adjusts the steering direction of the power transmission antenna array 130. Can be changed.
  • 3A to 3C are conceptual views illustrating a steering direction change of an antenna array for power transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3A is a side view of the wireless power transmitter
  • FIG. 3B may be a plan view of the wireless power transmitter, viewed from above.
  • some of the patch antennas 111, 115, 119 and 123 disposed on the antenna array 130 for power transmission may be seen in the side view.
  • some of the patch antennas 111, 112, 113, and 114 disposed on the power transmission antenna array 130 may be seen in the plan view.
  • the antenna array 130 for power transmission may be connected to the second motor 302.
  • the second motor 302 may rotate in the direction of the first angle ⁇ about the second rotation shaft 312. As the second motor 302 rotates, the antenna array 130 for power transmission may also rotate in the direction of the first angle ⁇ .
  • the second motor 302 may be connected to the first motor 301.
  • the first motor 301 may rotate in the direction of the second angle ⁇ about the first rotation shaft 311.
  • the antenna array 130 for power transmission may rotate in the direction of the second angle ⁇ .
  • the first axis of rotation 311 and the second axis of rotation 312 may be substantially orthogonal.
  • the wireless power transmitter 100, or a processor (not shown) of the wireless power transmitter 100 may change the steering direction of the power transmission antenna array 130 in response to the direction of the electronic device. At least one of the two motors 302 may be controlled. Accordingly, as shown in FIG. 3C, the power transmission antenna array 130 forms the RF wave 330 while freely changing the steering angle in the direction of the first angle ⁇ and the direction of the second angle ⁇ . can do.
  • the wireless power transmitter 100 as described above mechanically changes the steering direction of the antenna array 130 for power transmission using two motors. It may include a dimensional rotation drive circuit.
  • performing a specific operation by the wireless power transmitter may be understood as a processor included in the wireless power transmitter performing a specific operation or controlling other hardware such that the processor performs the specific operation.
  • the wireless power transmitter may steer the antenna array for power transmission in a first direction.
  • the wireless power transmitter may steer the antenna array for power transmission in the first direction to charge the previous target at a relatively high efficiency, and the charged target may be out of the charging range of the wireless power transmitter. Accordingly, the antenna array for power transmission may be steered in the first direction.
  • the wireless power transmitter may steer the power transmission antenna array 130 in a default first direction during an initial configuration.
  • the wireless power transmitter may detect the electronic device.
  • the wireless power transmitter may determine the direction in which the electronic device is located or the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may determine whether the direction in which the electronic device is located or the location of the electronic device is included in the coverage corresponding to the first direction.
  • the coverage may be preset to a range within which an RF wave having gain above a predetermined threshold may be formed. That is, the coverage may refer to a range in which the electronic device performing charging in the first direction can perform charging with a magnitude of power above a predetermined threshold through the RF wave. For example, suppose that the wireless power transmitter first steered the antenna array for power transmission in the (30 °, 50 °) direction.
  • the first angle of the ordered pairs of angles may mean an angle in the first angle ⁇ direction
  • the second angle of the ordered pairs of angles may mean an angle in the second angle ⁇ direction
  • the coverage may be set to an angle range of (-30 ° to 30 °, -30 ° to 30 °) based on the center line of the antenna array for power transmission, for example. Accordingly, the wireless power transmitter adds the coverage corresponding to the first direction (-30 ° to 30 °, -30 ° to 30 °) plus the first direction (30 °, 50 °) (0 ° to 60 °). °, 20 ° to 80 °). Meanwhile, the wireless power transmitter may determine that the direction in which the electronic device is located is (20 °, 60 °). Accordingly, the wireless power transmitter may determine that the electronic device is included in the coverage corresponding to the first direction.
  • the wireless power transmitter determines at least one of an amplitude and a phase of each of the patch antennas corresponding to the direction in which the electronic device is located or the position of the electronic device. By adjusting, the wireless power may be transmitted to the electronic device to perform charging. For example, the wireless power transmitter may determine (-10 °, 10 °) that is a difference from the direction in which the electronic device is located in the first direction, which is the current steering direction. The wireless power transmitter may adjust at least one of a phase and an amplitude of an electrical signal input to each of the patch antennas so as to form an RF wave in the direction of the determined difference (-10 ° and 10 °). That is, the wireless power transmitter may perform beamforming in the (-10 °, 10 °) direction, that is, may change the electrical steering direction.
  • the wireless power transmitter may determine that the direction in which the electronic device is located is (-20 °, 10 °). Accordingly, the wireless power transmitter may determine that the electronic device does not include a direction in which the electronic device is located in an angle range of (0 ° to 60 °, 20 ° to 80 °) corresponding to the first direction. If it is determined that the electronic device is not included in the coverage corresponding to the first direction, in operation 450, the wireless power transmitter mechanically moves the antenna for power transmission in the second direction in response to the direction in which the electronic device is located or the position of the electronic device. You can steer with. For example, the wireless power transmitter may change the steering direction of the power transmission antenna array by controlling at least one motor that may change the steering direction of the power transmission antenna array.
  • the wireless power transmitter may perform a mechanical steering direction change so that the direction of the center line of the antenna array for power transmission is toward the direction in which the electronic device is located.
  • the wireless power transmitter can determine (-50 °, -40 °) which is the difference between the current steering direction (30 °, 50 °) and the direction in which the electronic device is located (-20 °, 10 °). have.
  • the wireless power transmitter may mechanically change the steering direction of the antenna array for power transmission by setting the difference (-50 ° and ⁇ 40 °) as the mechanical steering direction change amount. Accordingly, the wireless power transmitter may adjust the steering direction of the power transmission antenna array to a second direction, for example, (-20 °, 10 °).
  • the direction of the center line of the power transmission antenna array may face the direction in which the electronic device is located.
  • the wireless power transmitter may charge the electronic device using the antenna array for power transmission steered in the second direction.
  • the wireless power transmitter may control at least one of a phase and an amplitude of an electrical signal input to each of the patch antennas to form an RF wave in a direction of a center line of the antenna array for power transmission in the second direction.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter and an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 500 may include a power source 501, an antenna array 510 for power transmission, a processor 520, a communication circuit 540, a memory 560, and a driving circuit 565.
  • the electronic device 550 is not limited as long as it is a device that wirelessly receives power, and includes a power receiving antenna 551, a rectifier 552, a converter 553, a charger 554, a processor 555, Memory 556 and communication circuitry 557.
  • the power source 501 may provide power for transmission to the antenna array 510 for power transmission.
  • the power source 501 may provide, for example, DC power.
  • an inverter (not shown) that converts DC power into AC power and transmits the power to the antenna array 510 for power transmission is wireless. It may be further included in the power transmitter 500. Meanwhile, in another embodiment, the power source 501 may provide AC power to the antenna array 510 for power transmission.
  • the antenna array 510 for power transmission may include a plurality of patch antennas.
  • a plurality of patch antennas as shown in FIG. 1 may be included in the antenna array 510 for power transmission.
  • the antenna array 510 for power transmission may use the power provided from the power source 501 to form an RF wave 511, that is, transmit power.
  • the power antenna array 510 may form an RF wave in a specific direction under the control of the processor 520.
  • forming the RF wave 511 in a specific direction means controlling at least one of the amplitude and phase of the sub-RF waves so that the sub-RF waves at at least one point in the specific direction cause constructive interference. can do.
  • the antenna array 510 for power transmission may further include an amplifier, a delay element, or a phase shifter.
  • the processor 520 may input a control signal of an amplifier, a delay element, or a phase shifter to the antenna array 510 for power transmission. At least one of an amplitude and a phase of an electrical signal input to the power transmission antenna array 510 may be controlled, and thus an RF wave 511 may be formed in a specific direction.
  • the processor 520 may control at least one of phase and amplitude of each of the patch antennas of the antenna array 510 for power transmission using a program or algorithm stored in the memory 530.
  • the processor 520 may determine the direction in which the electronic device 550 is located in various ways.
  • the plurality of communication antennas included in the communication circuit 540 may receive the communication signal 559.
  • the plurality of communication antennas may be arranged to be spaced apart from each other, and thus, the time at which each of the plurality of communication antennas receives the communication signal 559 is different.
  • the processor 520 may determine the direction in which the electronic device 550 is located by using the time when the communication signal 559 is received from each of the plurality of communication antennas.
  • the processor 520 may determine the direction in which the electronic device 550 is located by using a relative difference in time when the communication signal 559 is received from each of the plurality of communication antennas.
  • the processor 520 may determine a relative direction of the electronic device 550 in various ways, such as a time difference of arrival (TDOA) or a frequency difference of arrival (FDOA), and a type of program or algorithm that determines a direction of a received signal. There is no limit.
  • TDOA time difference of arrival
  • FDOA frequency difference of arrival
  • the processor 520 may distinguish whether the detection target is an electronic device 550 capable of performing wireless charging or an obstacle that cannot perform wireless charging. For example, the processor 520 may determine that the detection target is the electronic device 550 or the obstacle, depending on whether the communication signal 559 from the communication circuit 557 of the electronic device 550 is received at the communication circuit 540. Perception can be distinguished.
  • the processor 520 may determine a direction in which the electronic device 550 is located, and determine a formation direction of the RF wave 511 based on the determined direction. That is, the processor 520 may control the patch antennas of the power transmission antenna array 510 generating the sub-RF waves so that the sub-RF waves cause constructive interference at at least one point in the determined direction.
  • the processor 520 may use the RF wave using the power transmission antenna array 510.
  • the formation direction of 511 can be adjusted.
  • the processor 520 controls the power transmission antenna array 510 based on the direction of the electronic device 550, thereby forming the RF wave 511 in the direction of the electronic device 550.
  • the processor 520 may perform power based on the direction of the electronic device 550.
  • the driving circuit 565 may be controlled to mechanically change the steering direction of the transmitting antenna array 510.
  • the drive circuit 565 may include two motors, as described above in FIGS. 3A and 3B.
  • the processor 520 may determine a difference between the current steering direction of the power transmission antenna array 510 and the direction in which the electronic device 550 is located.
  • the processor 520 may determine the rotation amount of each of the two motors by using the determined difference, and may output a control signal to the driving circuit 565 that can rotate according to the determined rotation amount.
  • the driving circuit 565 may mechanically change the steering direction of the power transmission antenna array 510. Accordingly, the steering direction of the power transmission antenna array 510 may be substantially the same as the direction in which the electronic device 550 is located.
  • the processor 520 may select at least one of an amplitude and a phase of an electrical signal input to each of the patch antennas of the power transmission antenna array 510 such that the RF wave 511 to be formed is directed to the electronic device 550. Can be controlled.
  • the steering direction of the power transmission antenna array 510 is mechanically changed, the direction in which the electronic device 550 is located may be included in the coverage corresponding to the steering direction of the power transmission antenna array 510.
  • the processor 520 may identify the electronic device 550 using the information in the communication signal 559.
  • the communication signal 559 may include a unique identifier or a unique address of the electronic device.
  • the communication circuit 540 may process the communication signal 559 to provide information to the processor 520.
  • the communication circuit 540 may be manufactured based on various communication schemes such as WiFi (wireless fidelity), Bluetooth, Bluetooth, Zig-bee, near field communication (NFC), and Bluetooth low energy (BLE). There is no restriction on the type of communication method.
  • the communication signal 559 may include rated power information of the electronic device 550, and the processor 520 may be configured based on at least one of a unique identifier, a unique address, and rated power information of the electronic device 550. It may be determined whether the device 550 is charged.
  • the communication signal may include a process of identifying, by the wireless power transmitter 500, the electronic device 550, allowing power transmission to the electronic device 550, requesting information on the received power from the electronic device 550, It may also be used in a process of receiving the received power related information from the electronic device 550. That is, the communication signal may be used in a subscription, command or request process between the wireless power transmitter 500 and the electronic device 550.
  • the processor 520 may control to form the RF wave 511 in the direction of the determined electronic device 550 by controlling the power transmission antenna array 510.
  • the processor 520 may form a detection RF wave, and then determine a distance to the electronic device 550 using another communication signal received as feedback.
  • another communication signal may include a time stamp at the time of transmission.
  • the processor 520 may determine the distance to the electronic device 550 by comparing a time stamp included in another communication signal with a reception time.
  • the processor 520 may determine both the direction of the electronic device 550 and the distance to the electronic device 550, and ultimately determine the location of the electronic device 550.
  • the processor 520 may control the antenna array 510 for power transmission such that sub-RF waves generated by patch antennas at the location of the electronic device 550 become constructive interference. Accordingly, the RF wave 511 may be transmitted to the power receiving antenna 551 with a relatively high transmission efficiency.
  • the power receiving antenna 551 is not limited as long as it is an antenna capable of receiving an RF wave.
  • the power receiving antenna 551 may also be implemented in the form of an array including a plurality of antennas.
  • the AC power received by the power receiving antenna 551 may be rectified by the rectifier 552 into DC power.
  • the converter 553 may convert DC power to a required voltage and provide the charger 554.
  • the charger 554 may charge a battery (not shown).
  • the converter 553 may provide the converted power to a power management integrated circuit (PMIC) (not shown), and the PMIC (not shown) may provide power to various hardware of the electronic device 550. You can also provide
  • PMIC power management integrated circuit
  • the processor 555 may monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 552.
  • a voltmeter connected to the output terminal of the rectifier 552 may be further included in the electronic device 550, and the processor 555 may receive a voltage value from the voltmeter to monitor the voltage at the output terminal of the rectifier 552. have.
  • the processor 555 may provide the communication circuit 557 with information including the voltage value of the output terminal of the rectifier 552.
  • the communication circuit 557 may transmit a communication signal including the received power related information to the power transmitter 500 through an antenna (not shown).
  • the received power related information may be information associated with the magnitude of the received power, such as, for example, the voltage at the output of the rectifier 552, and may include the magnitude of the voltage or current at the output of the rectifier 552.
  • an ammeter capable of measuring the current at the output of the rectifier 552 or a voltmeter capable of measuring the voltage may be further included in the electronic device 550.
  • the ammeter may be implemented in various forms such as a direct current ammeter, an alternating current ammeter, a digital ammeter, and the like.
  • the voltmeter may be implemented in various forms, such as an electro dynamic instrument voltmeter, an electrostatic voltmeter, and a digital voltmeter, and the type is not limited.
  • any position of the electronic device 550 is not limited as long as the position for measuring the received power related information can measure not only the output terminal of the rectifier 552 but also the received power.
  • the processors 520 and 555 may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP).
  • the control circuit (not shown) may execute, for example, an operation or data processing related to control and / or communication of at least one other component of the electronic device 101.
  • the control circuit (not shown) may be implemented as a micro control unit (MCU) or a mini computer.
  • the processor 555 may transmit a communication signal 559 including identification information of the electronic device 550 to the wireless power transmitter 500.
  • the memory 556 may store a program or algorithm that can control various hardware of the electronic device 550.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a mechanical steering direction change of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may receive a communication signal from the electronic device at each of the plurality of communication antennas.
  • the communication antennas may be physically spaced apart, such that communication signals from one electronic device may be received at different times in each communication antenna.
  • the wireless power transmitter may determine a direction from the wireless power transmitter to the electronic device based on a communication signal reception time at each of the plurality of communication antennas. For example, the wireless power transmitter may determine the direction from the wireless power transmitter to the electronic device by using the difference between the communication signal reception times at each of the plurality of communication antennas.
  • the wireless power transmitter may mechanically steer the antenna array for power transmission in response to the direction of the electronic device. For example, the wireless power transmitter may determine that the direction of the electronic device is not included in the coverage corresponding to the steering direction of the antenna array for power transmission, and the antenna array for power transmission may be included in the coverage. The steering direction can be adjusted.
  • the wireless power transmitter may form the detection RF wave by a plurality of test distances, respectively.
  • the wireless power transmitter includes at least one of an amplitude and a phase of an electrical signal input to the patch antenna so that an RF wave can be formed in the direction of the electronic device based on the relative direction of the electronic device based on the antenna array for power transmission. Can be controlled.
  • the wireless power transmitter may determine a distance between the wireless power transmitter and the electronic device or maintain the formation of an RF wave based on the received power related information from the electronic device. In this regard will be described in more detail with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure. The embodiment of FIG. 7 will be described in more detail with reference to FIG. 8. 8 is a conceptual diagram illustrating a configuration for determining a distance to an electronic device 850 of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter 800 is configured to generate a sub-RF wave oscillated for each patch antenna 811 to 826 to form a detection RF wave in a determined direction ⁇ 2 and ⁇ 2. At least one of phase and amplitude may be determined.
  • the wireless power transmitter 800 may assume that the steering direction of the antenna array is mechanically adjusted in advance so that the direction of the electronic device 850 may be included in the coverage.
  • the sub-RF waves from each of the plurality of patch antennas 811 through 826 can be subject to constructive interference on the right side. That is, the sub-RF wave from the patch antenna disposed on the right side may be oscillated later than the sub-RF wave from the patch antenna disposed on the left side, and thus, from the patch antennas at the point on the right side, The sub-RF waves may meet simultaneously, i.e. constructively interfere.
  • the wireless power transmitter 800 may form the sub-RF wave at substantially the same time point from all the patch antennas 811 to 826.
  • the wireless power transmitter 800 may adjust the phase of the sub-RF wave oscillated for each of the patch antennas 811 to 826 so that the sub-RF waves may be constructively interfered at the right side.
  • the wireless power transmitter 800 mechanically adjusts the steering direction of the power transmission antenna array such that the steering direction of the power transmission antenna array is set substantially the same as the direction of the electronic device 850. It may be in one state.
  • the wireless power transmitter 800 includes an amplitude and a phase of the electrical signal input to the patch antennas 811 to 826 such that the sub-RF waves are constructive interference at at least one point on the centerline of the antenna array for power transmission. At least one can be controlled.
  • the wireless power transmitter 800 may determine the amount of power applied to each patch antenna 811 to 826 such that the detection RF wave 831 is formed corresponding to the first test distance. In various embodiments of the present disclosure, the wireless power transmitter 800 may directly determine the magnitude of the first test power provided to the plurality of patch antennas 811 to 826 without determining the distance.
  • the first test distance or the magnitude of the first test power may be a default value.
  • the wireless power transmitter 800 uses at least one of a phase and an amplitude of an RF wave generated for each of the determined patch antennas 811 to 826 and power applied to each of the determined patch antennas 811 to 826.
  • the detection RF wave 831 may be formed corresponding to the first test distance.
  • the wireless power transmitter 800 may receive power related information, that is, received power related information, received by the electronic device 850 from the electronic device 850.
  • the wireless power transmitter 800 may determine whether the received power related information satisfies a preset condition. For example, the wireless power transmitter 800 may determine whether the voltage of the rectifier output terminal of the electronic device 850, which is the received power related information, exceeds a preset threshold.
  • the wireless power transmitter 800 is configured for each patch antenna 811 to 826 such that a detection RF wave 832 is formed corresponding to the next test distance. By adjusting the applied power, the detection RF wave 832 may be formed corresponding to the next test distance.
  • the wireless power transmitter 800 may determine the magnitude of the next test power without determining the test distance and apply it to each of the patch antennas 811 to 826. Meanwhile, in the embodiment of FIG. 8, although the wireless power transmitter 800 is shown as increasing the test distance, that is, increasing the amount of power applied, this is merely illustrative, and the wireless power transmitter 800 is a test distance. May be reduced, that is, the amount of power applied. Meanwhile, the wireless power transmitter 800 may adjust the amount of power applied to each of the patch antennas 811 to 826 until a predetermined condition for receiving power related information is satisfied.
  • the wireless power transmitter 800 may perform wireless charging by maintaining power applied for each patch antenna for transmitting an RF wave.
  • the wireless power transmitter 800 may maintain the amount of power applied to each of the patch antennas 811 to 826 such that the formation of the RF wave 833 is maintained at the third test distance.
  • the wireless power transmitter 800 may determine that the distance to the electronic device 850 is the third test distance R, or the patch antennas 811 to 826 without determining the distance to the electronic device 850. It is also possible to control only the power applied to each.
  • the wireless power transmitter 800 may determine the distance to the electronic device 850, and control the patch antenna so that the sub-RF waves are constructively interfered at the corresponding point, thereby increasing power at a relatively high transmission efficiency. Can be transmitted wirelessly.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 950 may determine a location of the electronic device 950 indoors. For example, the electronic device 950 may obtain an indoor geomagnetic map and compare the sensing data acquired through the geomagnetic sensor with the geomagnetic map. The electronic device 950 may determine the location of the interior of the electronic device 950 based on the comparison result. Alternatively, the electronic device 950 may determine the location of the electronic device 950 indoors based on the Wi-Fi signal based indoor positioning method. Alternatively, when the electronic device 950 is disposed outdoors, the location of the electronic device 950 may be determined using the GPS module. In operation 920, the electronic device 950 may transmit a signal including the location information to the wireless power transmitter 900.
  • the wireless power transmitter 900 may mechanically steer the antenna array for power transmission based on the location information of the electronic device 950. For example, the wireless power transmitter 900 may mechanically steer the antenna array for power transmission so that the electronic device 950 can be included in the coverage.
  • the wireless power transmitter 900 determines at least one of a phase and an amplitude of an electrical signal input for each patch antenna based on the location information of the electronic device 950, and applies power to each patch antenna. Can be determined.
  • the wireless power transmitter 900 may form an RF wave based on at least one of the determined phase and amplitude of each patch antenna and the power applied to each of the determined patch antennas.
  • the wireless power transmitter 900 according to various embodiments of the present disclosure adjusts the steering direction of the antenna array for power transmission or applies the patch antenna to each of the patch antennas using location information received directly from the electronic device 950. At least one of a phase and an amplitude of the input electrical signal may be controlled.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating wireless charging using a wireless power transmitter and a reflector according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may determine that an obstacle 1040 is located between the electronic device 150 and the antenna array 130 for power transmission of the wireless power transmitter.
  • a method of detecting the obstacle 1040 between the electronic device 150 and the power transmission antenna array 130 will be described later in more detail.
  • the wireless power transmitter does not direct the RF wave toward the electronic device 150.
  • the charging efficiency due to the RF wave may be reduced, and thus the wireless power transmitter uses the bypass path to transmit the RF wave.
  • the wireless power transmitter may mechanically change the steering direction of the power transmission antenna array 130 by ⁇ 3 in the second angle ⁇ direction.
  • the wireless power transmitter may change the steering direction of the power transmission antenna array 130 so that the RF wave 1030 is directed to the reflector 1010.
  • the reflector 1010 may include a conductor and may reflect the incident RF wave 1030.
  • the reflected RF wave 1031 may proceed to the electronic device 150. Accordingly, the RF wave 1030 may proceed to the electronic device 150 by bypassing the obstacle 1040.
  • the reflector 1010 may be rotatable in the third angle r direction.
  • the reflector 1010 may include a communication circuit (not shown), a processor capable of operation, and a driving circuit (not shown).
  • the communication circuit (not shown) of the reflector 1010 may receive the communication signal 1021 from the wireless power transmitter. Alternatively, the communication circuit (not shown) of the reflector 1010 may receive the communication signal 1022 from the electronic device 150.
  • the reflector 1010 may receive a communication signal 1021 including information about the amount of rotation in the third angle r direction.
  • the wireless power transmitter may receive a communication signal 1023 including received power related information from the electronic device 150. If the received power-related information does not satisfy a predetermined condition, the wireless power transmitter may transmit a communication signal 1021 including information about the amount of rotation to the reflector 1010 to rotate the reflector 1010. For example, the wireless power transmitter may receive a communication signal 1023 including information that a voltage at an output terminal of the rectifier of the electronic device 150 is less than a preset threshold.
  • the wireless power transmitter may determine that the electronic device 150 does not receive a sufficient amount of power, thereby transmitting a communication signal 1021 to the reflector 1010 to further rotate the reflector 1010. Can be.
  • the wireless power transmitter may be connected to the reflector 1010 by wire, or may be controlled to rotate the reflector 1010 through a wired connection.
  • the reflector 1010 may rotate in the direction of the third angle r until the received power related information satisfies a predetermined condition. If the wireless power transmitter determines that the received power related information satisfies a predetermined condition, the wireless power transmitter may control to maintain the angle. Meanwhile, in the embodiment of FIG.
  • the reflector 1010 is shown as rotatable in one direction, but this is for convenience of description, and the reflector 1010 may also be similar to the antenna array for power transmission of the wireless power transmitter. Can rotate in three orthogonal directions, that is, rotate in three dimensions.
  • a communication circuit (not shown) of the reflector 1010 may receive a communication signal 1022 including received power related information from the electronic device 150.
  • the processor (not shown) of the reflector 1010 may control the driving circuit (not shown) to rotate in the direction of the third angle r when the received power related information does not satisfy a predetermined condition.
  • the reflector 1010 may rotate until the received power related information satisfies a predetermined condition.
  • the reflector 1010 for example, a processor (not shown) of the reflector 1010 may maintain the angle when the received power-related information satisfies a predetermined condition.
  • the wireless power transmitter may form a relatively small RF wave that is harmless to the human body until the steering direction of the antenna array for power transmission and the steering direction of the reflector 1010 are determined.
  • the wireless power transmitter may form a relatively large RF wave for charging.
  • the reflector 1010 may perform rotation by determining the rotation amount by itself, or may receive rotation amount information from the wireless power transmitter and perform the rotation based on the rotation amount information.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may determine the direction in which the electronic device is located or the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may detect an obstacle between the electronic device and the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may steer the antenna array for power transmission in a direction for avoiding obstacles.
  • the wireless power transmitter may mechanically change the steering direction of the power transmission antenna array.
  • the wireless power transmitter may steer the antenna array for power transmission in a direction in which the formed RF wave is directed toward the reflector.
  • the wireless power transmitter may select one of the plurality of reflector candidates using the position of the obstacle, and may mechanically adjust the steering direction of the antenna array for power transmission to form an RF wave with the selected reflector.
  • the wireless power transmitter may additionally control at least one of phase and amplitude of an electrical signal input to each patch antenna of the antenna array to form an RF wave in the direction of the reflector. Accordingly, the wireless power transmitter may form an RF wave with the reflector.
  • the wireless power transmitter may receive received power related information from the electronic device.
  • the wireless power transmitter may determine whether the received power related information satisfies a preset condition. For example, the wireless power transmitter may determine whether the voltage at the output terminal of the rectifier of the electronic device exceeds a preset threshold. If it is determined that the received power related information does not satisfy the preset condition, in operation 1160, the wireless power transmitter may control to adjust the steering direction of the reflector mechanically. For example, the wireless power transmitter may transmit a rotation control signal including a rotation amount of the reflection plate to the reflection plate, and the reflection plate may perform rotation based on the received rotation control signal.
  • the wireless power transmitter may control to rotate the reflector by outputting a control signal to the driving circuit of the reflector connected by wire.
  • the wireless power transmitter may control to rotate the reflector until the received power related information satisfies a predetermined condition. If it is determined that the received power related information satisfies the preset condition, in operation 1170, the wireless power transmitter may maintain the formation of the RF wave.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter, an electronic device, and a reflector according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 1201 may transmit a communication signal to the wireless power transmitter 1200.
  • the wireless power transmitter 1200 may determine information about the location of the electronic device 1201. For example, the wireless power transmitter 1200 may determine the direction in which the electronic device 1201 is located by using the time difference when the communication signals are received from the plurality of communication antennas. Alternatively, the wireless power transmitter 1200 may receive a communication signal including information on a location determined by the electronic device 1201, and the wireless power transmitter 1200 may use the information included in the communication signal to determine the electronic device ( Information about the location of the 1201 may be determined.
  • the wireless power transmitter 1200 may transmit a communication signal including information about the location of the electronic device 1201 to the reflector 1202.
  • the reflector 1202 may include a communication circuit, and may receive a communication signal from the wireless power transmitter 1200 including information on the location of the electronic device 1201 using the communication circuit.
  • the reflector 1202 may receive a communication signal from the electronic device 1201 including information about the location of the electronic device 1201.
  • the reflector 1202 may adjust the steering direction of the reflector 1202 using information about the position of the electronic device 1201.
  • the wireless power transmitter 1200 may adjust the antenna for power transmission in the direction in which the reflector 1202 is located.
  • the wireless power transmitter 1200 may form an RF wave, and the RF wave from the wireless power transmitter 1200 may be reflected by the reflector 1202 and transmitted to the electronic device 1201.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an environment in which a plurality of reflecting plates exist according to various embodiments of the present disclosure.
  • a plurality of reflecting plates 1301 to 1303 may be disposed in one region.
  • each of the reflecting plates 1301 to 1303 may be located on each of the ceiling, the wall, and the floor of the room.
  • the wireless power transmitter 1200 may determine the direction of the obstacle 1311 or 1312. For example, when the degree of attenuation of the strength of the communication signal in a specific direction exceeds a threshold, the wireless power transmitter 1200 may determine that an obstacle is located in the corresponding direction. Alternatively, when the reception time difference of the plurality of communication signals in a specific direction exceeds a threshold, the wireless power transmitter 1200 may determine that an obstacle is located in the corresponding direction.
  • the configuration of detecting the aforementioned obstacle will be described later in more detail with reference to FIGS. 15A to 17.
  • the wireless power transmitter 1200 may select a reflector that may reflect the RF wave by avoiding the obstacle according to the direction in which the obstacle is located. For example, the wireless power transmitter 1200 may select a reflector 1303 that may transmit an RF wave by avoiding the obstacle 1311 in response to the direction of the obstacle 1311. Alternatively, the wireless power transmitter 1200 may select a reflector 1301 that may transmit an RF wave by avoiding the obstacle 1312 in response to the direction of the obstacle 1312. For example, the wireless power transmitter 1200 may store relationship information between the direction of the obstacle and the reflector to be selected. The wireless power transmitter can select at least one of the plurality of reflecting plates by comparing the detected direction of the obstacle with the relationship information stored therein.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may determine information about the location of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may detect an obstacle between the electronic device and the wireless power transmitter. As described above, the wireless power transmitter may detect an obstacle using a degree of attenuation of a communication signal from an electronic device, or may detect an obstacle using a reception time difference of a plurality of communication signals.
  • the wireless power transmitter may select at least one of the plurality of reflectors by using the position of the obstacle.
  • the wireless power transmitter may mechanically steer the antenna array for power transmission to the selected reflector.
  • the wireless power transmitter may transmit location information or steering information of the electronic device to the selected reflector.
  • the selected reflector may adjust the steering direction of the reflector by using position information or steering information of the electronic device.
  • the wireless power transmitter may form an RF wave.
  • the wireless power transmitter may control at least one of an amplitude and a phase of an electrical signal input to each of the patch antennas so that the RF wave is transmitted to the reflector.
  • the wireless power transmitter 1510 may include a communication antenna 1511, and the electronic device 1550 may include a plurality of communication antennas 1551 and 1552.
  • the first communication signal transmitted by the communication antenna 1551 may take a first time ⁇ t1 until it is received by the communication antenna 1511.
  • the second communication signal transmitted by the communication antenna 1552 may take a second time ⁇ t2 until it is received by the communication antenna 1511. If no obstacle is disposed between the electronic device 1550 and the wireless power transmitter 1510, the difference between the first time ⁇ t1 and the second time ⁇ t2 is not large. Meanwhile, as shown in FIG.
  • an obstacle 1560 may be disposed between the wireless power transmitter 1510 and the electronic device 1550.
  • the communication signals may be received by the communication antenna 1511 bypassing the obstacle 1560.
  • the first communication signal transmitted by the communication antenna 1551 may take a third time ⁇ t3 until it is received by the communication antenna 1511.
  • the second communication signal transmitted by the communication antenna 1552 may take a fourth time ⁇ t4 until it is received by the communication antenna 1511.
  • the difference between the third time ⁇ t3 and the fourth time ⁇ t4 may be relatively large. This is due to the different paths of the first communication signal and the second communication signal.
  • the wireless power transmitter 1510 may cause an obstacle 1560 between the electronic device 1550 and the wireless power transmitter 1510. It can be judged that this is arranged.
  • 16 is a flowchart illustrating an obstacle detecting method according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may receive a first transmission signal from a first antenna of the electronic device at a first time point.
  • the wireless power transmitter may receive a second transmission signal from a second antenna of the electronic device at a second time point.
  • An electronic device may be configured to first transmit a first transmission signal to a first antenna and to transmit a second transmission signal to a second antenna after a predetermined time. The preset time may also be previously stored in the wireless power transmitter.
  • Each of the first transmission signal and the second transmission signal may include identification information that is transmitted from each of the first antenna and the second antenna.
  • the wireless power transmitter may determine whether a difference between the first reception time and the second reception time exceeds a preset threshold.
  • a preset threshold may be set to a value obtained by adding, in addition to a preset time, a value that may be determined to be substantially identically received by the first transmission signal and the second transmission signal.
  • the wireless power transmitter may determine that an obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter. If it is determined that the difference between the first reception time and the second reception time exceeds a preset threshold, the wireless power transmitter may determine that no obstacle is disposed between the electronic device and the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter may determine the presence of an obstacle by determining a travel time (TOF) of each of the communication signals.
  • the communication signal may include a time stamp at the time of transmission.
  • the first communication signal may include a time stamp at the time of transmission of the first communication signal
  • the second communication signal may include a time stamp at the time of transmission of the second communication signal.
  • the wireless power transmitter may determine the first travel time of the first communication signal by comparing the reception time and the transmission time of the first communication signal, compare the reception time and the transmission time of the second communication signal, The second advancing time of the communication signal may be determined. As described above with reference to FIGS. 15A and 15B, in the case where there is no obstacle, the first advancing time and the second advancing time may be substantially the same. Accordingly, the wireless power transmitter may determine whether the obstacle is disposed by using the difference between the first travel time and the second travel time.
  • 17 is a flowchart illustrating a control method of a wireless power transmitter according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless power transmitter may receive a communication signal including transmission strength from the electronic device.
  • the wireless power transmitter may receive a communication signal and compare the reception strength and the transmission strength of the communication signal.
  • the wireless power transmitter may measure the reception strength of the communication signal, and determine the degree of attenuation by comparing it with the transmission strength included in the communication signal.
  • the wireless power transmitter may determine whether the obstacle is disposed based on the comparison result.
  • the communication signal may be absorbed by the obstacle or the communication signal may be transmitted to the wireless power transmitter through the bypass path by avoiding the obstacle, thereby increasing the degree of attenuation. Accordingly, when it is determined that the degree of attenuation exceeds the threshold, the wireless power transmitter may determine that an obstacle is disposed. As described above, the wireless power transmitter may determine the receiving direction of the communication signal, and thus, the direction in which the obstacle is located may also be determined.
  • a storage medium storing instructions, wherein the instructions are configured to cause the at least one processor to perform at least one operation when executed by at least one processor, the at least one The operation may include determining a direction in which the electronic device is located; Mechanically adjusting a steering direction of the power transmission antenna array when the direction in which the electronic device is located is not included in a coverage corresponding to the steering direction of the power transmission antenna array; And controlling the power transmitting antenna array to transmit the power to the electronic device.
  • the instructions may be stored in an external server or may be downloaded and installed in an electronic device such as a wireless power transmitter. That is, the external server according to various embodiments of the present disclosure may store instructions that can be downloaded by the wireless power transmitter.

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Abstract

다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기는, 전력을 무선으로 송신할 수 있는 전력 송신용 안테나 어레이, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하는 구동 회로 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 전자 장치가 위치한 방향을 판단하고, 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하고, 상기 전자 장치에 상기 전력을 송신하도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이를 제어하도록 설정될 수 있다.

Description

무선 전력 송신기 및 그 제어 방법
본 발명은 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing) 기술의 발달로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있으며 그 중 전자기파 방식은 다른 방식에 비해 원거리 전력 전송에 보다 유리하다는 장점이 있다.
전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달하는 것이 관건이다.
전자기파 방식에 의한 무선 전력 송신기는 복수 개의 패치 안테나를 가지는 전력 송신용 안테나 어레이에서 RF 웨이브의 빔 포밍을 수행하여 전자 장치로 전력을 송신할 수 있다. 이 경우, 전력 송신용 안테나 어레이의 중심을 통과하는 중심선을 기준으로 예를 들어 ±30°이내의 영역에서는 비교적 높은 효율로 충전이 가능하다. 하지만, 전력 송신용 안테나 어레이의 중심선을 기준으로 30°를 초과하는 영역에서는, RF 웨이브의 게인(gain)이 상대적으로 낮아, 비교적으로 낮은 효율의 충전이 수행된다. 즉, 충전 대상의 전자 장치가, 전력 송신용 안테나 어레이를 기준으로 하는 특정 영역을 벗어난 경우에는, RF 웨이브를 통하여 수신되는 전력의 크기가 상대적으로 낮아진다.
다양한 실시예들은, 전자 장치의 위치가 상대적으로 낮은 충전 효율이 수행되는 범위에 위치한 경우에, 기계적으로 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 조정할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 전력을 무선으로 송신할 수 있는 전력 송신용 안테나 어레이; 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하는 구동 회로; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 전자 장치가 위치한 방향을 판단하고, 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하고, 상기 전자 장치에 상기 전력을 송신하도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 전자 장치가 위치한 방향을 판단하는 동작; 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하는 동작; 및 상기 전자 장치에 상기 전력을 송신하도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 의하여, 전자 장치의 위치가 상대적으로 낮은 충전 효율이 수행되는 범위에 위치한 경우에, 기계적으로 안테나 어레이의 조향 방향을 조정할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 전자 장치를 항상 상대적으로 높은 효율로 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 조향 방향의 조정을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향 변경을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 기계적인 조향 방향 변경을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 전자장치까지의 거리를 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 9는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기 및 반사판을 이용한 무선 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기, 전자 장치 및 반사판의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 반사판이 존재하는 환경을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15a 및 15b는 장애물을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다.
도 16는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 장애물 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈) 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 플렉서블(flexible)하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신기 또는 전자장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 전자장치(150,160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 패치 안테나(patch antenna)(111 내지 126)를 포함할 수 있다. 패치 안테나(111 내지 126)는 각각이 RF 웨이브를 발생시킬 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 패치 안테나(111 내지 126)가 발생시키는 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나는 무선 전력 송신기(100)에 의하여 조정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 패치 안테나(111 내지 126) 각각이 발생시키는 RF 웨이브를 서브 RF 웨이브라 명명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126)에서 발생되는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 한편, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에 전자장치(150)가 배치된 것을 결정할 수 있다. 여기에서, 전자장치(150)의 위치는, 예를 들어 전자장치(150)의 전력 수신용 안테나가 위치한 지점일 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 전자장치(150)의 위치를 결정하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 전자장치(150)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 여기에서, 패치 안테나(111 내지 126)를 제어한다는 것은, 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 크기를 제어하거나 또는 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 위상(또는 딜레이)을 제어하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 특정 지점에서 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 제어하는 기술인 빔-포밍(beam forming)에 대해서는 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 본 발명에서 이용되는 빔-포밍의 종류에 대하여 제한이 없음 또한 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 미국 공개특허 2016/0099611, 미국 공개특허 2016/0099755, 미국 공개특허 2016/0100124 등에 개시된 바와 같은, 다양한 빔 포밍 방법이 이용될 수 있다. 빔-포밍에 의하여 형성된 RF 웨이브의 형태를, 에너지 포켓(pockets of energy)이라 명명할 수도 있다.
이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(130)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(160)를 충전하기 위하여 서브 RF 웨이브들이 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(131)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 전자장치(160)는 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 전자장치(150)는 상대적으로 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(100)는 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들이 먼저 형성된 이후에, 소정의 시간이 흐른 후에 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 서브 RF 웨이브가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 동시에 만날 수 있으며, 즉 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다. 만약, 상대적으로 중앙의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)와 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)와 실질적으로 동일한 딜레이를 적용할 수 있다. 또한, 상대적으로 좌측의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)에 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 상술한 딜레이에 대응되는 위상을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 결정하고, 결정된 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되게 하여, 높은 송신 효율로 무선 충전을 수행할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 정확히 파악하여야만, 높은 송신 효율의 무선 충전이 가능할 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 조향 방향의 조정을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 2a는 무선 전력 송신기의 전력 송신용 안테나 어레이(130)를 측면에서 바라본 개념도일 수 있으며, 이에 따라 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 패치 안테나의 일부(111,115,119,123)가 보일 수 있다. 제 1 시점에서, 전자 장치(150)는 패치 안테나들(111 내지 126)의 중심을 기준으로 하는 제 1 커버리지(250) 내에 포함될 수 있다. 여기에서, 제 1 커버리지(250)는, 예를 들어 패치 안테나들(111 내지 126)이 배치되는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심을 기준으로 설정될 수 있다. 제 1 커버리지(250)는 예를 들어, 중심을 통과하는 중심선(251)을 기준으로 구면 좌표계의 제 1 각도(θ)가 -30° 이상 30° 이하인 범위이며, 제 2 각도(φ)가 -30° 이상 30° 이하인 범위일 수 있다. 이에 따라, 도 2a에서와 같이 한 측면에서 바라본 경우에서는, 제 1 커버리지(250)가 부채꼴과 같이 설정될 수 있다. 3차원에서는 제 1 커버리지(250)는 예를 들어 원뿔과 같이 설정될 수도 있다. 한편, 제 1 커버리지(250)를 설정하기 위한 제 1 각도(θ) 및 제 2 각도(φ)는 -30° 이상 30° 이하인 범위가 아닌 다른 범위일 수도 있다. 패치 안테나들(111 내지 126)이 배치되는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심을 통과하는 중심선(251)을 기준으로 하여 각도, 예를 들어 제 2 각도(φ)가 큰 RF 웨이브는 상대적으로 작은 게인(gain)을 가질 수 있다. 이에 따라, 제 1 커버리지(250)를 설정하기 위한 제 1 각도(θ) 방향으로의 각도 범위와 제 2 각도(φ) 방향으로의 각도 범위는, 형성되는 RF 웨이브의 게인이 기설정된 임계치 이상인 각도 범위로 설정될 수 있다. 즉, 전자 장치(150)가 위치한 방향이 커버리지(250)에 포함되는 경우에, 전자 장치(150)는 기설정된 크기 이상의 전력을 수신할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)가 위치한 방향 또는 전자 장치(150)의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)로부터 수신되는 통신 신호가 무선 전력 송신기(100)의 복수 개의 통신용 안테나에서 수신되는 시각을 이용하여 전자 장치(150)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심을 기준으로 -10°의 방향에 전자 장치(150)가 위치함을 판단할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 제 2 각도(φ) 방향에 대하여서만 설명하지만, 무선 전력 송신기(100)는 제 2 각도(φ) 방향뿐만 아니라 제 1 각도(θ) 방향에 대하여서도 전자 장치(150)의 방향을 판단할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)가 위치한 방향으로 RF 웨이브(201)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 제 2 각도(φ) 방향으로 -10°의 방향으로 RF 웨이브(201)를 형성할 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는, 도 2a에서와 같이, 제 1 커버리지(250)에 포함된 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록 RF 웨이브(201)를 형성할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 커버리지(250)의 안쪽으로 RF 웨이브(201)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)를 상대적으로 높은 효율로 충전할 수 있다. 한편, 전자 장치(150)의 위치가 제 1 커버리지(250)를 벗어날 수 있다.
무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)가 위치한 방향이 변경됨을 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)가 위치한 방향이 70°로 변경됨을 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)가 위치한 방향의 변경에 대응하여 RF 웨이브(202)를 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, RF 웨이브(202)의 형성되는 지점이 제 1 커버리지(250)를 벗어나게 되면, 충전 효율이 상대적으로 낮을 수 있다. RF 웨이브(202)의 게인이 상대적으로 낮아질 수 있으며, 이는 곧 RF 웨이브(202)를 통하여 전자 장치(150)가 수신하는 전력의 크기가 상대적으로 작아짐을 의미할 수 있다.
도 2b에서와 같이, 무선 전력 송신기(100)는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 제 2 각도(φ) 방향으로 φ1만큼 기계적으로 조정할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향은 예를 들어, 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심선(251)과 같은 전력 송신용 안테나 어레이(130)와 직교하는 직선의 방향을 의미할 수 있다. 도 2a의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(100)가 패치 안테나 각각들에 입력되는 전기적인 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 변경함으로써 RF 웨이브의 형성 방향을 변경하였으며, 이를 무선 전력 송신기(100)의 전기적인 조향 방향 변경이라 명명할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 전력 송신용 안테나 어레이(130)를 회전시킬 수 있는 구동 회로를 더 포함할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)는 구동 회로를 이용하여 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 물리적으로 변경시킬 수도 있으며, 이를 기계적인 조향 방향 변경이라 명명할 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 기계적인 조향 방향 변경 및 전기적인 조향 방향 변경 양자를 모두 수행할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경량(φ1)을 70°로 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는, 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경 이후에, 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심선(251)과 타겟의 방향이 일치하도록 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경량(φ1)을 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 하나의 예시에서 무선 전력 송신기(100)는 전자 장치(150)의 방향을 70°로 판단하고, 현재의 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향이 0°인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경량(φ1)을 70°로 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 조향 방향이 기계적으로 변경된 전력 송신용 안테나 어레이(130)를 이용하여 RF 웨이브(211)를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심선(251)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 커버리지(250)에 포함되는 지점에 RF 웨이브를 형성할 수 있으며, 상대적으로 높은 효율로 전자 장치(150)를 충전할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(100)는 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경을 최소한으로 수행하도록 설정될 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경량(φ1)을 40°로 결정할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(150)는 조향 방향이 변경된 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 중심선(251)을 기준으로 제 1 커버리지(250)에 포함될 수 있어, 무선 전력 송신기(100)는 상대적으로 높은 효율로 전자 장치(150)를 충전할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 타겟, 즉 전자 장치(150)가 기설정된 제 1 커버리지(250)에 포함되도록 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 기계적으로 변경할 수 있다. 기계적인 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향 변경량은 타겟이 기설정된 제 1 커버리지(250)에 포함되기만 하면 제한이 없다.
기계적인 조향 방향 변경에 소요되는 시간은 전기적인 조향 방향 변경에 소요되는 시간에 비하여 길 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(100)는 소요되는 시간 및 무선 충전 효율을 고려하여 기계적인 조향 방향 변경량을 결정할 수 있다. 아울러, 상술한 바와 같이, 충전 대상인 전자 장치(150)가 제1커버리지(250)에 포함되지 않는다고 판단되는 경우에, 무선 전력 송신기(100)는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 기계적으로 변경할 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향 변경을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 3a는 무선 전력 송신기를 측면에서 바라본 측면도이며, 도 3b는 무선 전력 송신기를 위에서 바라본 평면도일 수 있다. 도 3a를 참조하면, 측면도에서는 전력 송신용 안테나 어레이(130) 상에 배치되는 패치 안테나 일부(111,115,119,123)가 보일 수 있다. 도 3b를 참조하면, 평면도에서는 전력 송신용 안테나 어레이(130) 상에 배치되는 패치 안테나 일부(111,112,113,114)가 보일 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(130)는 제 2 모터(302)에 연결될 수 있다. 제 2 모터(302)는 제 2 회전축(312)을 중심으로 제 1 각도(θ)의 방향으로 회전할 수 있다. 제 2 모터(302)가 회전함에 따라서 전력 송신용 안테나 어레이(130) 또한 제 1 각도(θ)의 방향으로 회전할 수 있다.
한편, 제 2 모터(302)는 제 1 모터(301)에 연결될 수 있다. 제 1 모터(301)는 제 1 회전축(311)을 중심으로 제 2 각도(φ)의 방향으로 회전할 수 있다. 제 1 모터(301)가 회전함에 따라서 전력 송신용 안테나 어레이(130)는 제 2 각도(φ)의 방향으로 회전할 수 있다. 제 1 회전축(311) 및 제 2 회전축(312)은 실질적으로 직교할 수 있다. 무선 전력 송신기(100), 또는 무선 전력 송신기(100)의 프로세서(미도시)는 전자 장치의 방향에 대응하여 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 변경하도록 제 1 모터(301) 및 제 2 모터(302) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이에 따라, 도 3c에서와 같이, 전력 송신용 안테나 어레이(130)는 제 1 각도(θ)의 방향 및 제 2 각도(φ)의 방향으로 조향 각도를 자유롭게 변경하면서, RF 웨이브(330)를 형성할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 무선 전력 송신기(100)가 두 개의 모터를 이용하여 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 기계적으로 변경하는 것은 단순히 예시적인 것이며, 무선 전력 송신기(100)는 다양한 3차원 회전 구동 회로를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 이하에서, 무선 전력 송신기가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신기에 포함된 프로세서가 특정 동작을 수행하거나 또는 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 다른 하드웨어를 제어하는 것으로 이해될 수도 있다.
405 동작에서, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이를 제 1 방향으로 조향할 수 있다. 무선 전력 송신기는 이전 타겟을 상대적으로 높은 효율로 충전하기 위하여 전력 송신용 안테나 어레이를 제 1 방향으로 조향할 수 있으며, 충전이 완료된 타겟은 무선 전력 송신기의 충전 범위를 벗어날 수 있다. 이에 따라, 현재 전력 송신용 안테나 어레이가 제 1 방향으로 조향된 상태일 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기는 최초 설정(configuration) 과정에서, 전력 송신용 안테나 어레이(130)를 디폴트(default)된 제 1 방향으로 조향할 수도 있다.
410 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치를 검출할 수 있다. 420 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향 또는 전자 장치의 위치를 판단할 수 있다. 430 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향 또는 전자 장치의 위치가, 제 1 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 커버리지는 기설정된 임계치 이상의 게인을 가지는 RF 웨이브가 형성될 수 있는 범위로 미리 설정될 수 있다. 즉, 커버리지는, 제 1 방향에서 충전을 수행하는 전자 장치가 RF 웨이브를 통하여 기설정된 임계치 이상의 전력의 크기로 충전을 수행할 수 있는 범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기가 (30°, 50°) 방향으로 최초에 전력 송신용 안테나 어레이를 조향한 것을 상정하도록 한다. 각도의 순서쌍 중 첫 번째 각도는 제 1 각도(θ) 방향의 각도를 의미할 수 있으며, 각도의 순서쌍 중 두 번째 각도는 제 2 각도(φ) 방향의 각도를 의미할 수 있다. 한편, 커버리지는, 예를 들어 전력 송신용 안테나 어레이의 중심선을 기준으로 (-30° 내지 30°, -30° 내지 30°)의 각도 범위로 설정될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 제 1 방향에 대응하는 커버리지를 (-30° 내지 30°, -30° 내지 30°)에 제 1 방향인 (30°, 50°)를 더한 값인 (0° 내지 60°, 20° 내지 80°)로 결정할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향이 (20°, 60°)인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 제 1 방향에 대응하는 커버리지에 포함된 것으로 판단할 수 있다.
전자 장치가 제 1 방향에 대응하는 커버리지에 포함된 것으로 판단되면, 440 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향 또는 전자 장치의 위치에 대응하여, 패치 안테나 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정하여 무선 전력을 전자 장치로 전송하여 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 현재 조향 방향인 제 1 방향에서 전자 장치가 위치한 방향과의 차이인 (-10°, 10°)를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기는 판단된 차이의 방향인 (-10°, 10°)로 RF 웨이브를 형성하도록, 패치 안테나 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 (-10°, 10°) 방향으로 빔 포밍을 수행할 수 있으며, 즉 전기적인 조향 방향 변경을 수행할 수 있다.
한편, 또 다른 예에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향이 (-20°, 10°)인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 제 1 방향에 대응하는 커버리지인 (0° 내지 60°, 20° 내지 80°)의 각도 범위에 전자 장치가 위치한 방향이 포함되지 않는 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치가 제 1 방향에 대응하는 커버리지에 포함되지 않은 것으로 판단되면, 450 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향 또는 전자 장치의 위치에 대응하여 전력 송신용 안테나 어레이를 제 2 방향으로 기계적으로 조향할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 변경할 수 있는 적어도 하나의 모터를 제어함으로써, 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 변경할 수 있다.
하나의 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이의 중심선의 방향이 전자 장치가 위치한 방향을 향하도록 기계적인 조향 방향 변경을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 현재 조향 방향인 (30°, 50°)와 전자 장치가 위치한 방향인 (-20°, 10°)의 차이인 (-50°, -40°)를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기는 차이인 (-50°, -40°)를 기계적인 조향 방향 변경량으로 설정하여, 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 제 2 방향, 예를 들어 (-20°, 10°)으로 조정할 수 있다. 이에 따라, 전력 송신용 안테나 어레이의 중심선의 방향이 전자 장치가 위치한 방향을 향하게 될 수 있다. 460 동작에서, 무선 전력 송신기는 제 2 방향으로 조향된 전력 송신용 안테나 어레이를 이용하여 전자 장치를 충전할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 제 2 방향에서 전력 송신용 안테나 어레이의 중심선의 방향으로 RF 웨이브를 형성하도록, 패치 안테나들 각각에 입력되는 전기적인 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신기(500)는 전력 소스(source)(501), 전력 송신용 안테나 어레이(510), 프로세서(520), 통신 회로(540), 메모리(560) 및 구동 회로(565)를 포함할 수 있다. 전자 장치(550)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이면 제한이 없으며, 전력 수신용 안테나(551), 정류기(552), 컨터버(553), 차저(charger)(554), 프로세서(555), 메모리(556) 및 통신 회로(557)를 포함할 수 있다.
전력 소스(501)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(510)로 제공할 수 있다. 전력 소스(501)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(510)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신기(500)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(501)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(510)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(510)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들이 전력 송신용 안테나 어레이(510)에 포함될 수 있다. 복수 개의 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(510)는 전력 소스(501)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브(511)를 형성, 즉 전력을 송신할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(510)는 프로세서(520)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향으로 RF 웨이브(511)를 형성한다는 것은, 특정 방향의 적어도 하나의 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함을 의미할 수 있다. 예를 들어, 전력 송신용 안테나 어레이(510)는 증폭기, 딜레이 소자 또는 위상 쉬프터(phase shifter)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(520)는 증폭기, 딜레이 소자 또는 위상 쉬프터의 제어 신호를 전력 송신용 안테나 어레이(510)로 입력할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(510)로 입력되는 전기적인 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나가 제어될 수 있으며, 이에 따라 특정 방향으로 RF 웨이브(511)가 형성될 수 있다.
프로세서(520)는 메모리(530)에 저장된 프로그램 또는 알고리즘을 이용하여, 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 패치 안테나 각각의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(520)는 다양한 방식으로 전자 장치(550)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(540)에 포함된 복수 개의 통신용 안테나가 통신 신호(559)를 수신할 수 있다. 복수 개의 통신용 안테나는 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 이에 따라 복수 개의 통신용 안테나 각각이 통신 신호(559)를 수신한 시각은 상이하다. 프로세서(520)는 복수 개의 통신용 안테나 각각에서 통신 신호(559)를 수신한 시각을 이용하여 전자 장치(550)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(520)는 복수 개의 통신용 안테나 각각에서 통신 신호(559)를 수신한 시각의 상대적인 차이를 이용하여 전자 장치(550)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 프로세서(520)는 TDOA(time difference of arrival) 또는 FDOA(frequency difference of arrival) 등의 다양한 방식으로 전자 장치(550)의 상대적인 방향을 결정할 수 있으며, 수신 신호의 방향을 결정하는 프로그램 또는 알고리즘의 종류에는 제한이 없다.
프로세서(520)는 검출 대상이 무선 충전을 수행할 수 있는 전자 장치(550)인지 또는 무선 충전을 수행할 수 없는 장애물인지를 구분할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(520)는 전자 장치(550)의 통신 회로(557)로부터의 통신 신호(559)가 통신 회로(540)에서 수신되는지 여부에 따라, 검출 대상이 전자 장치(550) 또는 장애물 인지를 구분할 수 있다.
프로세서(520)는, 전자 장치(550)가 위치한 방향을 결정할 수 있으며, 결정된 방향에 기초하여 RF 웨이브(511)의 형성 방향을 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(520)는, 결정된 방향의 적어도 하나의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다.
프로세서(520)는, 전자 장치(550)가 위치한 방향이, 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향에 대응하는 커버리지에 포함되는 경우에는, 전력 송신용 안테나 어레이(510)를 이용하여 RF 웨이브(511)의 형성 방향을 조정할 수 있다. 프로세서(520)는 전자 장치(550)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(510)를 제어함으로써, 전자 장치(550)의 방향으로 RF 웨이브(511)를 형성할 수 있다.
한편, 전자 장치(550)가 위치한 방향이 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향에 대응하는 커버리지에 포함되지 않는 것으로 판단되면, 프로세서(520)는 전자 장치(550)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향을 기계적으로 변경하도록 구동 회로(565)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 구동 회로(565)는 도 3a 및 3b에서 상술한 바와 같이, 두 개의 모터를 포함할 수 있다. 프로세서(520)는 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 현재 조향 방향과, 전자 장치(550)가 위치한 방향 사이의 차이를 판단할 수 있다. 프로세서(520)는 판단한 차이를 이용하여 두 개의 모터 각각의 회전량을 결정할 수 있으며, 결정된 회전량에 따라 회전할 수 있는 제어 신호를 구동 회로(565)로 출력할 수 있다.
구동 회로(565)는 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향을 기계적으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향이 전자 장치(550)가 위치한 방향과 실질적으로 동일해질 수 있다. 프로세서(520)는 추가적으로 형성되는 RF 웨이브(511)가 전자 장치(550)를 향하도록, 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 패치 안테나들 각각으로 입력되는 전기적인 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향이 기계적으로 변경됨에 따라서, 전자 장치(550)가 위치하는 방향이 전력 송신용 안테나 어레이(510)의 조향 방향에 대응하는 커버리지 내에 포함될 수 있다.
한편, 프로세서(520)는 통신 신호(559) 내의 정보를 이용하여 전자 장치(550)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(559)는 전자 장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(540)는 통신 신호(559)를 처리하여 정보를 프로세서(520)로 제공할 수 있다. 통신 회로(540)는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee), NFC(near field communication), BLE(Bluetooth low energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(559)는 전자 장치(550)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(520)는 전자 장치(550)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 전자 장치(550)의 충전 여부를 결정할 수도 있다.
아울러, 통신 신호는 무선 전력 송신기(500)가 전자 장치(550)를 식별하는 과정, 전자 장치(550)에 전력 송신을 허락하는 과정, 전자 장치(550)에 수신 전력 관련 정보를 요청하는 과정, 전자 장치(550)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는 과정 등에서도 이용될 수 있다. 즉, 통신 신호는, 무선 전력 송신기(500) 및 전자 장치(550) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
한편, 프로세서(520)는 전력 송신용 안테나 어레이(510)를 제어하여 결정된 전자 장치(550)의 방향으로 RF 웨이브(511)를 형성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(520)는, 검출용 RF 웨이브를 형성하고, 이후에 피드백으로 수신되는 또 다른 통신 신호를 이용하여 전자 장치(550)까지의 거리를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 또 다른 통신 신호에는 송신 시점에서의 타임 스탬프(time stamp)가 포함될 수도 있다. 프로세서(520)는 또 다른 통신 신호에 포함된 타임 스탬프와 수신 시점을 비교함으로써, 전자 장치(550)까지의 거리를 판단할 수도 있다.
이에 따라, 프로세서(520)는 전자 장치(550)의 방향 및 전자 장치(550)까지의 거리를 모두 결정할 수 있으며, 결국 전자 장치(550)의 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(520)는 전자 장치(550)의 위치에서 패치 안테나들이 발생하는 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록, 전력 송신용 안테나 어레이(510)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RF 웨이브(511)는 상대적으로 높은 송신 효율로 전력 수신용 안테나(551)로 전달될 수 있다.
전력 수신용 안테나(551)는 RF 웨이브를 수신할 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 아울러, 전력 수신용 안테나(551) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(551)에서 수신된 교류 전력은 정류기(552)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(553)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(554)로 제공할 수 있다. 차저(554)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(553)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 전자 장치(550)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
한편, 프로세서(555)는 정류기(552)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(552)의 출력단에 연결되는 전압계가 전자 장치(550)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(555)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(552)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(555)는 정류기(552)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(557)로 제공할 수 있다. 통신 회로(557)는 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 안테나(미도시)를 통해 전력 송신기(500)로 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(552)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(552)의 출력단의 전압 또는 전류의 크기를 포함할 수도 있다. 이 경우, 정류기(552)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계 또는 전압을 측정할 수 있는 전압계가 전자 장치(550)에 더 포함될 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(552)의 출력단 뿐만 아니라, 수신된 전력의 크기를 측정할 수 있다면, 전자 장치(550)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
프로세서(520,555)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 제어 회로(미도시)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 제어 회로(미도시)는 MCU(micro control unit) 또는 미니 컴퓨터로 구현될 수도 있다.
아울러, 상술한 바와 같이, 프로세서(555)는 전자 장치(550)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(559)를 무선 전력 송신기(500)로 송신할 수도 있다. 메모리(556)는 전자 장치(550)의 각종 하드웨어를 제어할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 기계적인 조향 방향 변경을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
610 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치로부터의 통신 신호를 복수 개의 통신용 안테나 각각에서 수신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 통신용 안테나는 물리적으로 이격될 수 있으며, 이에 따라 하나의 전자 장치로부터의 통신 신호는 통신용 안테나 각각에서 상이한 시각에서 수신될 수 있다. 620 동작에서, 무선 전력 송신기는 복수 개의 통신용 안테나 각각에서의 통신 신호 수신 시각에 기초하여, 무선 전력 송신기로부터 전자 장치로의 방향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 복수 개의 통신용 안테나 각각에서의 통신 신호 수신 시각 사이의 차이를 이용하여 무선 전력 송신기로부터 전자 장치로의 방향을 판단할 수 있다.
630 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 방향에 대응하여, 전력 송신용 안테나 어레이를 기계적으로 조향할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 방향이 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지에 포함되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 전자 장치의 방향이 커버리지에 포함될 수 있도록 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 조정할 수 있다.
640 동작에서, 무선 전력 송신기는 검출용 RF 웨이브를 복수 개의 테스트 거리만큼 각각 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이를 기준으로 한 전자 장치의 상대적인 방향에 기초하여, 전자 장치의 방향으로 RF 웨이브가 형성될 수 있도록, 패치 안테나로 입력되는 전기적인 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
650 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치로부터의 수신 전력 관련 정보에 기초하여, 무선 전력 송신기 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하거나 또는 RF 웨이브의 형성을 유지할 수 있다. 이와 관련하여서는 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다. 도 7의 실시예는 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 전자장치(850)까지의 거리를 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
710 동작에서, 예를 들어 도 8에서와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 결정된 방향(θ2,φ2)으로 검출용 RF 웨이브를 형성하도록 각 패치 안테나(811 내지 826)별로 발진되는 서브 RF 웨이브의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 전자 장치(850)의 방향이 커버리지에 포함될 수 있도록 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 미리 조정한 것을 상정하도록 한다.
예를 들어, 무선 전력 송신기(800)로부터 상대적으로 우측에 전자장치(850)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나에서 발생되는 서브 RF 웨이브에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 즉, 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브는 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브보다 늦게 발진될 수 있으며, 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 패치 안테나들로부터의 서브 RF 웨이브가 동시에 만남, 즉 보강 간섭될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 모든 패치 안테나(811 내지 826)로부터 실질적으로 동일한 시점에 서브 RF 웨이브를 형성할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(800)는 패치 안테나(811 내지 826)별로 발진되는 서브 RF 웨이브의 위상을 조정함으로써, 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수도 있다. 도 8의 실시예에서는, 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향이 전자 장치(850)의 방향과 실질적으로 동일하게 설정되도록, 무선 전력 송신기(800)가 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정한 상태일 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(800)는 전력 송신용 안테나 어레이의 중심선 상의 적어도 한 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록, 패치 안테나들(811 내지 826)로 입력되는 전기적인 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
720 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 제 1 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(831)가 형성되도록, 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(800)는 거리를 판단하지 않고, 바로 복수 개의 패치 안테나(811 내지 826)에 제공되는 제 1 테스트용 전력의 크기를 결정할 수 있다. 여기에서, 제 1 테스트 거리 또는 제 1 테스트용 전력의 크기는 디폴트된 값일 수 있다.
730 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 결정된 각 패치 안테나(811 내지 826)별 발생되는 RF 웨이브의 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력을 이용하여 검출용 RF 웨이브(831)를 제 1 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
740 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 전자장치(850)로부터 전자장치(850)가 수신한 전력 관련 정보, 즉 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 750 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보인 전자장치(850)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하면, 760 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 다음 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(832)가 형성되도록, 각 패치 안테나(811 내지 826)별 인가되는 전력을 조정하여, 검출용 RF 웨이브(832)를 다음 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(800)는 테스트 거리에 대한 판단 없이, 바로 다음 테스트용 전력의 크기를 결정하여, 이를 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가할 수도 있다. 한편, 도 8의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(800)가 테스트 거리를 증가, 즉 인가하는 전력의 크기를 증가하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기(800)는 테스트 거리를 감소, 즉 인가하는 전력의 크기를 감소시킬 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신기(800)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건은 만족할 때까지 각 패치 안테나(811 내지 826)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 770 동작에서, 무선 전력 송신기(800)는 RF 웨이브를 송신하기 위한 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 유지하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 도 8의 실시예에서는, 제 3 테스트 거리로 형성된 RF 웨이브(833)가 형성된 경우, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 제 3 테스트 거리로 RF 웨이브(833)의 형성이 유지되도록, 패치 안테나(811 내지 826) 각각에 인가하는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신기(800)는 전자장치(850)까지의 거리가 제 3 테스트 거리(R)라는 것을 판단할 수도 있고, 또는 전자장치(850)까지의 거리에 대한 판단 없이 패치 안테나(811 내지 826) 각각에 인가하는 전력만을 제어할 수도 있다.
상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신기(800)는 전자장치(850)까지의 거리를 결정할 수 있으며, 해당 지점에 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록 패치 안테나를 제어함에 따라서, 상대적으로 높은 송신 효율로 전력이 무선 송신될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
910 동작에서, 전자 장치(950)는 실내에서의 전자 장치(950)의 위치를 스스로 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(950)는 실내 지자기 맵을 획득하고, 지자계 센서를 통해 획득된 센싱 데이터를 지자기 맵과 비교할 수 있다. 전자 장치(950)는 비교 결과에 기초하여 전자 장치(950)의 실내에서의 위치를 판단할 수 있다. 또는, 전자 장치(950)는 Wi-Fi 신호 기반 실내 측위 방식에 기초하여 전자 장치(950)의 실내에서의 위치를 판단할 수도 있다. 또는, 전자 장치(950)가 실외에 배치된 경우에서는, GPS 모듈을 이용하여 전자 장치(950)의 위치를 판단할 수 있다. 920 동작에서, 전자 장치(950)는 위치 정보를 포함하는 신호를 무선 전력 송신기(900)로 송신할 수 있다.
930 동작에서, 무선 전력 송신기(900)는 전자 장치(950)의 위치 정보에 기초하여, 전력 송신용 안테나 어레이를 기계적으로 조향할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(900)는 전자 장치(950)가 커버리지에 포함될 수 있도록 전력 송신용 안테나 어레이를 기계적으로 조향할 수 있다.
940 동작에서, 무선 전력 송신기(900)는 전자 장치(950)의 위치 정보에 기초하여, 각 패치 안테나별로 입력되는 전기적인 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 950 동작에서, 무선 전력 송신기(900)는 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(900)는 전자 장치(950)로부터 직접 수신한 위치 정보를 이용하여 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 조정하거나 또는 패치 안테나 각각에 입력되는 전기적인 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기 및 반사판을 이용한 무선 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 10을 참조하면, 무선 전력 송신기는, 전자 장치(150)와 무선 전력 송신기의 전력 송신용 안테나 어레이(130) 사이에 장애물(1040)이 위치함을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기가, 전자 장치(150)와 전력 송신용 안테나 어레이(130) 사이의 장애물(1040)을 검출하는 방법에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
이 경우, 무선 전력 송신기는 RF 웨이브를 곧바로 전자 장치(150)를 향하도록 형성하지 않는다. 장애물(1040)이 전력 송신용 안테나 어레이(130)와 전자 장치(150) 사이에 위치하면, RF 웨이브에 의한 충전 효율이 저하될 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기는 우회 경로를 이용하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 제 2 각도(φ) 방향으로 φ3만큼 기계적으로 변경할 수 있다. 무선 전력 송신기는 반사판(1010)으로 RF 웨이브(1030)가 향하도록 전력 송신용 안테나 어레이(130)의 조향 방향을 변경할 수 있다.
반사판(1010)은, 전도체를 포함할 수 있고, 입사되는 RF 웨이브(1030)를 반사시킬 수 있다. 반사된 RF 웨이브(1031)는 전자 장치(150)로 진행될 수 있다. 이에 따라, RF 웨이브(1030)는 장애물(1040)을 우회하여 전자 장치(150)로 진행될 수 있다. 한편, 반사판(1010)은 제 3 각도(r) 방향으로 회전이 가능할 수 있다. 반사판(1010)은, 통신 회로(미도시), 연산이 가능한 프로세서(미도시) 및 구동 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 반사판(1010)의 통신 회로(미도시)는, 무선 전력 송신기로부터 통신 신호(1021)를 수신할 수 있다. 또는, 반사판(1010)의 통신 회로(미도시)는, 전자 장치(150)로부터 통신 신호(1022)를 수신할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 반사판(1010)은 제 3 각도(r) 방향으로의 회전량에 대한 정보를 포함하는 통신 신호(1021)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 전자 장치(150)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호(1023)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 않으면, 반사판(1010)을 회전시키도록, 회전량에 대한 정보를 포함하는 통신 신호(1021)를 반사판(1010)으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는, 전자 장치(150)의 정류기의 출력단의 전압이 기설정된 임계치 미만이라는 정보를 포함하는 통신 신호(1023)를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 전자 장치(150)가 충분한 크기의 전력을 수신하지 못하는 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 반사판(1010)을 추가로 회전시키도록 하는 통신 신호(1021)를 반사판(1010)으로 송신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 무선 전력 송신기는 반사판(1010)과 유선으로 연결될 수도 있으며, 유선 연결을 통하여 반사판(1010)을 회전시키도록 제어할 수도 있다. 반사판(1010)은, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족시킬 때까지 제 3 각도(r) 방향으로 회전할 수 있다. 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 것으로 판단하면, 해당 각도를 유지하도록 제어할 수 있다. 한편, 도 10의 실시예에서는 반사판(1010)이 하나의 방향으로 회전 가능한 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 반사판(1010) 또한 무선 전력 송신기의 전력 송신용 안테나 어레이와 같이 2개의 직교하는 방향으로 회전 가능, 즉 3차원적으로 회전할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 반사판(1010)의 통신 회로(미도시)가 전자 장치(150)로부터 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호(1022)를 수신할 수 있다. 반사판(1010)의 프로세서(미도시)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하는 경우에, 제 3 각도(r) 방향으로 회전하도록 구동 회로(미도시)를 제어할 수 있다. 반사판(1010)은 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 회전할 수 있다. 반사판(1010), 예를 들어 반사판(1010)의 프로세서(미도시)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 경우에는 해당 각도를 유지할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향과 반사판(1010)의 조향 방향을 결정하기 이전까지는 인체에 무해한 수준의 상대적으로 작은 크기의 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는 우회 경로를 위한 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향과 반사판(1010)의 조향 방향이 결정되면, 충전을 위하여 상대적으로 큰 크기의 RF 웨이브를 형성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 반사판(1010)은 스스로 회전량을 판단하여 회전을 수행할 수도 있으며, 무선 전력 송신기로부터 회전량 정보를 수신하여 이에 기초하여 회전을 수행할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1110 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치가 위치한 방향 또는 전자 장치의 위치를 판단할 수 있다. 1120 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치 및 무선 전력 송신기 사이의 장애물을 검출할 수 있다. 1130 동작에서, 무선 전력 송신기는 전력 송신용 안테나 어레이를 장애물을 회피하기 위한 방향으로 조향할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 변경할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는, 형성한 RF 웨이브가 반사판을 향하는 방향으로 전력 송신용 안테나 어레이를 조향할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 장애물의 위치를 이용하여 복수 개의 반사판 후보들 중 하나를 선택할 수도 있으며, 선택한 반사판으로 RF 웨이브를 형성할 수 있도록 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정할 수도 있다. 무선 전력 송신기는 추가적으로 RF 웨이브를 반사판 방향으로 형성하도록, 안테나 어레이의 각 패치 안테나로 입력되는 전기적인 신호의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 반사판으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
1140 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 1150 동작에서, 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 정류기의 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 1160 동작에서, 무선 전력 송신기는 반사판의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 반사판의 회전량을 포함하는 회전 제어 신호를 반사판으로 송신할 수 있으며, 반사판은 수신한 회전 제어 신호에 기초하여 회전을 수행할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기는 유선으로 연결된 반사판의 구동 회로에 제어 신호를 출력함으로써 반사판을 회전하도록 제어할 수도 있다. 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족할 때까지 반사판을 회전하도록 제어할 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 1170 동작에서, 무선 전력 송신기는 RF 웨이브의 형성을 유지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기, 전자 장치 및 반사판의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1210 동작에서, 전자 장치(1201)는 통신 신호를 무선 전력 송신기(1200)로 송신할 수 있다. 1220 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 전자 장치(1201)의 위치에 대한 정보를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 복수 개의 통신용 안테나에서 통신 신호를 수신한 시각 차이를 이용하여 전자 장치(1201)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(1200)는 전자 장치(1201)가 스스로 판단한 위치에 대한 정보를 포함한 통신 신호를 수신할 수도 있으며, 무선 전력 송신기(1200)는 통신 신호에 포함된 정보를 이용하여 전자 장치(1201)의 위치에 대한 정보를 판단할 수도 있다.
1230 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 전자 장치(1201)의 위치에 대한 정보를 포함한 통신 신호를 반사판(1202)에 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이, 반사판(1202)는 통신 회로를 포함할 수도 있으며, 통신 회로를 이용하여 전자 장치(1201)의 위치에 대한 정보를 포함한 통신 신호를 무선 전력 송신기(1200)로부터 수신할 수 있다. 또는, 반사판(1202)은 전자 장치(1201)의 위치에 대한 정보를 포함한 통신 신호를 전자 장치(1201)로부터 수신할 수도 있다.
1240 동작에서, 반사판(1202)은 전자 장치(1201)의 위치에 대한 정보를 이용하여 반사판(1202)의 조향 방향을 조정할 수 있다. 1250 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 전력 송신용 안테나 어레이를 반사판(1202)이 위치한 방향으로 조정할 수 있다. 1260 동작에서, 무선 전력 송신기(1200)는 RF 웨이브를 형성할 수 있으며, 무선 전력 송신기(1200)로부터의 RF 웨이브는 반사판(1202)에 의하여 반사되어 전자 장치(1201)로 전달될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 반사판이 존재하는 환경을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 지역에는 복수 개의 반사판들(1301 내지 1303)이 배치될 수도 있다. 예를 들어, 반사판들(1301 내지 1303) 각각은 실내의 천정, 벽면, 바닥 각각에 위치할 수 있다. 무선 전력 송신기(1200)는 장애물(1311 또는 1312)의 방향을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기(1200)는, 예를 들어 특정 방향에서의 통신 신호의 세기의 감쇠 정도가 임계치를 초과하는 경우에는 해당 방향에 장애물이 위치한 것으로 판단할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(1200)는, 특정 방향에서의 복수 개의 통신 신호의 수신 시각 차이가 임계치를 초과하는 경우에는 해당 방향에 장애물이 위치한 것으로 판단할 수 있다. 상술한 장애물을 검출하는 구성에 대하여서는 도 15a 내지 17을 참조하여 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
무선 전력 송신기(1200)는 장애물이 위치한 방향에 따라 장애물을 회피하여 RF 웨이브를 반사시킬 수 있는 반사판을 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는 장애물(1311)의 방향에 대응하여, 장애물(1311)을 회피하여 RF 웨이브를 전달시킬 수 있는 반사판(1303)을 선택할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(1200)는 장애물(1312)의 방향에 대응하여, 장애물(1312)을 회피하여 RF 웨이브를 전달시킬 수 있는 반사판(1301)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1200)는, 장애물의 방향과 선택할 반사판 사이의 관계 정보를 저장할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 검출된 장애물의 방향을 저장하고 있던 관계 정보와 비교함으로써, 복수 개의 반사판 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치의 위치에 대한 정보를 판단할 수 있다. 1420 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치와 무선 전력 송신기 사이의 장애물을 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 전자 장치로부터의 통신 신호의 감쇠 정도를 이용하여 장애물을 검출할 수 있거나 또는 복수 개의 통신 신호의 수신 시각 차이를 이용하여 장애물을 검출할 수도 있다.
1430 동작에서, 무선 전력 송신기는 장애물의 위치를 이용하여, 복수 개의 반사판 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 1440 동작에서, 무선 전력 송신기는 선택된 반사판으로 전력 송신용 안테나 어레이를 기계적으로 조향할 수 있다. 1450 동작에서, 무선 전력 송신기는 선택된 반사판으로 전자 장치의 위치 정보 또는 조향 정보를 송신할 수 있다. 선택된 반사판은 전자 장치의 위치 정보 또는 조향 정보를 이용하여, 반사판의 조향 방향을 조정할 수 있다. 1460 동작에서, 무선 전력 송신기는 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 패치 안테나 각각에 입력되는 전기적인 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어하여, RF 웨이브가 반사판으로 전달되도록 제어할 수 있다.
도 15a 및 15b는 장애물을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다. 무선 전력 송신기(1510)는 통신용 안테나(1511)를 포함할 수 있으며, 전자 장치(1550)는 복수 개의 통신용 안테나(1551,1552)를 포함할 수 있다. 통신용 안테나(1551)가 송신한 제 1 통신 신호는 통신용 안테나(1511)로 수신될 때까지 제1시간(Δt1)이 소요될 수 있다. 통신용 안테나(1552)가 송신한 제 2 통신 신호는 통신용 안테나(1511)로 수신될 때까지 제2시간(Δt2)이 소요될 수 있다. 전자 장치(1550) 및 무선 전력 송신기(1510) 사이에 별다른 장애물이 배치되지 않으면, 제1시간(Δt1) 및 제2시간(Δt2) 사이의 차이는 크지 않다. 한편, 도 15b에서와 같이, 장애물(1560)이 무선 전력 송신기(1510) 및 전자 장치(1550) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우에는, 통신 신호들은 장애물(1560)을 우회하여 통신용 안테나(1511)로 수신될 수 있다. 이에 따라, 통신용 안테나(1551)가 송신한 제 1 통신 신호는 통신용 안테나(1511)로 수신될 때까지 제3시간(Δt3)이 소요될 수 있다. 통신용 안테나(1552)가 송신한 제 2 통신 신호는 통신용 안테나(1511)로 수신될 때까지 제4시간(Δt4)이 소요될 수 있다. 이 경우, 제3시간(Δt3) 및 제4시간(Δt4) 사이의 차이는 상대적으로 클 수 있다. 이는, 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호의 경로가 상이한 것으로부터 기인한다. 결국, 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호의 수신 시점 사이가 기설정된 임계치보다 큰 것으로 판단하면, 무선 전력 송신기(1510)는 전자 장치(1550) 및 무선 전력 송신기(1510) 사이에 장애물(1560)이 배치되는 것으로 판단할 수 있다.
도 16는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 장애물 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1610 동작에서, 무선 전력 송신기는 제 1 시점에서, 전자 장치의 제 1 안테나로부터 제 1 송신 신호를 수신할 수 있다. 1620 동작에서, 무선 전력 송신기는 제 2 시점에서, 전자 장치의 제 2 안테나로부터 제 2 송신 신호를 수신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치는, 우선 제 1 안테나로 제 1 송신 신호를 송신하며, 기설정된 시간 이후에 제 2 안테나로 제 2 송신 신호를 송신하도록 설정될 수 있다. 기설정된 시간은, 무선 전력 송신기 또한 미리 저장할 수 있다. 제 1 송신 신호 및 제 2 송신 신호 각각은 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각으로부터 송신되었다는 식별 정보를 포함할 수 있다.
1630 동작에서, 무선 전력 송신기는 제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 도 15a 및 15b에서 상술한 바와 같이, 장애물이 존재하지 않는 경우에는 제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 시간과 큰 차이가 없을 수 있다. 즉, 장애물이 존재하지 않는 경우에는, 제 1 송신 신호 및 제 2 송신 신호가 실질적으로 동일하게 수신될 수 있다. 기설정된 임계치는, 기설정된 시간에 추가적으로 제 1 송신 신호 및 제 2 송신 신호가 실질적으로 동일하게 수신된 것으로 판단될 수 있는 값을 더한 값으로 설정될 수 있다.
제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 1640 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치와 무선 전력 송신기 사이에 장애물이 배치된 것으로 판단할 수 있다. 제 1 수신 시각 및 제 2 수신 시각의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되지 않으면, 무선 전력 송신기는 전자 장치와 무선 전력 송신기 사이에 장애물이 배치되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기는 통신 신호들 각각의 진행 시간(TOF)을 판단하여, 장애물 존재 여부를 판단할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 통신 신호는 송신 시점의 타임 스탬프를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제 1 통신 신호는 제 1 통신 신호의 송신 시점의 타임 스탬프를 포함하며, 제 2 통신 신호는 제 2 통신 신호의 송신 시점의 타임 스탬프를 포함할수 있다. 무선 전력 송신기는, 제 1 통신 신호의 수신 시점 및 송신 시점을 비교하여, 제 1 통신 신호의 제 1 진행 시간을 판단할 수 있으며, 제 2 통신 신호의 수신 시점 및 송신 시점을 비교하여, 제 2 통신 신호의 제 2 진행 시간을 판단할 수 있다. 도 15a 및 15b를 참조하여 상술한 바와 같이, 장애물이 없는 경우에는 제 1 진행 시간 및 제 2 진행 시간이 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 제 1 진행 시간 및 제 2 진행 시간의 차이를 이용하여 장애물이 배치된지 여부를 판단할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1710 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자 장치로부터 송신 세기가 포함된 통신 신호를 수신할 수 있다. 1720 동작에서, 무선 전력 송신기는 통신 신호를 수신할 수 있으며, 통신 신호의 수신 세기 및 송신 세기를 비교할 수 있다. 무선 전력 송신기는 통신 신호의 수신 세기를 측정할 수 있으며, 이를 통신 신호 내에 포함된 송신 세기와 비교함으로써 감쇠 정도를 판단할 수 있다.
1730 동작에서, 무선 전력 송신기는 비교 결과에 기초하여, 장애물의 배치 여부를 판단할 수 있다. 장애물이 배치되면, 통신 신호가 장애물에 흡수되거나 또는 통신 신호가 장애물을 회피하여 우회 경로를 통하여 무선 전력 송신기로 전달될 수 있으며, 이에 따라 감쇠 정도가 증가될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 감쇠 정도가 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 장애물이 배치된 것으로 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 통신 신호의 수신 방향을 판단할 수 있으며, 이에 따라 장애물이 위치한 방향 또한 판단될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 전자 장치가 위치한 방향을 판단하는 동작; 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하는 동작; 및 상기 전자 장치에 상기 전력을 송신하도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 명령들은 외부 서버에 저장될 수 있으며, 무선 전력 송신기와 같은 전자 장치에 다운로드되어 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 외부 서버는, 무선 전력 송신기가 다운로드할 수 있는 명령들을 저장할 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신기에 있어서,
    전력을 무선으로 송신할 수 있는 전력 송신용 안테나 어레이;
    상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하는 구동 회로; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    전자 장치가 위치한 방향을 판단하고,
    상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하고,
    상기 전자 장치에 상기 전력을 송신하도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이를 제어하도록 설정된 무선 전력 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버리지는, 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 커버리지에 포함되는 경우에 상기 전자 장치는 기설정된 크기 이상의 전력을 수신하도록 설정된 무선 전력 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버리지는, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 중심을 통과하는 중심선을 기준으로, 기설정된 제 1 각도 내지 기설정된 제 2 각도의 범위로 설정된 무선 전력 송신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 상기 전자 장치가 위치한 방향으로 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하는 무선 전력 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지에 포함되지 않으면, 상기 전자 장치의 방향이 상기 커버리지에 포함되도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하는 무선 전력 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전자 장치와 상기 무선 전력 송신기 사이에 위치하는 장애물을 검출하는 무선 전력 송신기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    송신 세기에 대한 정보를 포함하는 통신 신호를 상기 전자 장치로부터 수신하는 통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 신호의 수신 세기를 측정하고,
    상기 통신 신호의 수신 세기와 상기 송신 세기에 대한 정보를 비교하고,
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 장애물이 위치한지 여부를 판단하는 무선 전력 송신기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자 장치로부터 송신되는 제 1 통신 신호 및 제 2 통신 신호를 수신하는 통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 통신 신호의 수신 시각과 상기 제 2 통신 신호의 수신 시각 사이의 차이가 기설정된 임계치를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 장애물이 위치한 것으로 판단하는 무선 전력 송신기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향이 상기 전력을 반사하여 상기 전자 장치로 전달하는 반사판을 향하도록, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하는 무선 전력 송신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    통신 회로
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 전자 장치의 방향에 대한 정보 및 상기 반사판의 조향 방향을 변경하도록 하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 통신 신호를, 상기 반사 장치의 통신 회로로 송신하도록 상기 통신 회로를 제어하는 무선 전력 송신기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 장애물의 방향에 기초하여 복수 개의 반사판 중 적어도 하나를 선택하고,
    상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향이 상기 선택된 반사판을 향하도록, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하도록 상기 구동 회로를 제어하는 무선 전력 송신기.
  12. 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    전자 장치가 위치한 방향을 판단하는 동작;
    상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지(coverage)에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 조정하는 동작; 및
    상기 전자 장치에 상기 전력을 송신하도록 상기 전력 송신용 안테나 어레이를 제어하는 동작
    을 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버리지는, 상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 커버리지에 포함되는 경우에 상기 전자 장치는 기설정된 크기 이상의 전력을 수신하도록 설정된 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버리지는, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 중심을 통과하는 중심선을 기준으로, 기설정된 제 1 각도 내지 기설정된 제 2 각도의 범위로 설정된 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 기계적으로 제어하는 동작은,
    상기 전자 장치가 위치한 방향이 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향에 대응하는 커버리지에 포함되지 않으면, 상기 전력 송신용 안테나 어레이의 조향 방향을 상기 전자 장치가 위치한 방향으로 기계적으로 조정하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
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