[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2024076055A1 - 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

복수의 코일들을 포함하는 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2024076055A1
WO2024076055A1 PCT/KR2023/014319 KR2023014319W WO2024076055A1 WO 2024076055 A1 WO2024076055 A1 WO 2024076055A1 KR 2023014319 W KR2023014319 W KR 2023014319W WO 2024076055 A1 WO2024076055 A1 WO 2024076055A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil
electronic device
battery
module
processor
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/014319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임태준
박정식
이우섭
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220149696A external-priority patent/KR20240048441A/ko
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of WO2024076055A1 publication Critical patent/WO2024076055A1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to an electronic device including a plurality of coils.
  • the electronic device may include an antenna for wireless communication for interaction with external electronic devices.
  • Antennas for wireless communication may include a wireless charging antenna, a magnetic safety transmission antenna, a short-range communication antenna, or a long-distance communication antenna.
  • Communication performance of the antenna for wireless communication may vary depending on the location or direction of the external electronic device that communicates with the electronic device.
  • an electronic device may include a battery, a first coil, and a second coil disposed on the battery.
  • the second coil may be magnetically coupled to the first coil and may be wound along an edge of the first coil.
  • the electronic device may include a variable capacitor, a control circuit, a sensor, and a processor.
  • the variable capacitor may be connected to the first coil.
  • the control circuit is connected to the second coil, supplies current to the second coil to generate an induced current in the first coil, and, based on the current and the induced current, flows from an external electronic device to the battery. It may be configured to supply power or transmit power from the battery to the external electronic device.
  • the sensor may be configured to detect the position of the external electronic device with respect to the first coil or the second coil.
  • the processor may identify the location of the external electronic device with respect to the first coil and the second coil through the sensor.
  • the processor may be configured to change the capacitance value of the variable capacitor based on the identified location of the external electronic device.
  • an electronic device may include a battery, a first coil, and a second coil disposed on the battery.
  • the second coil may be magnetically coupled to the first coil and may be wound along an edge of the first coil.
  • the electronic device may include a control circuit, a variable capacitor, a sensor, and a processor.
  • the control circuit is connected to the first coil, supplies current to the first coil to generate an induced current in the second coil, and, based on the current and the induced current, flows from an external electronic device to the battery. It may be configured to supply power or transmit power from the battery to the external electronic device.
  • the variable capacitor may be connected to the second coil.
  • the sensor may be configured to detect the position of the external electronic device with respect to the first coil or the second coil.
  • the processor may be configured to identify the location of the external electronic device with respect to the first coil and the second coil through the sensor.
  • the processor may be configured to change the capacitance value of the variable capacitor based on the identified location of the external electronic device.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wireless communication module, a power management module, and an antenna module of an electronic device, according to various embodiments.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating the internal configuration of an electronic device with the rear plate removed, according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the arrangement of a first coil and a second coil of an electronic device, according to an embodiment.
  • 5A and 5B are circuit diagrams showing example equivalent circuits of a first coil and a second coil of an electronic device, according to an embodiment.
  • 6A and 6B are cross-sectional views of an example antenna including a first coil and a second coil of an electronic device, according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the arrangement of an electronic device and a wireless charger according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the arrangement of an electronic device and a watch according to an embodiment.
  • 9A and 9B show inductance and resistance values of the coil according to the capacitance of the capacitor, according to one embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • a first network 198 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a long-distance wireless communication network.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123
  • the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself, where artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 to communicate within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199).
  • the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for the communication method used in the communication network, such as the first network 198 or the second network 199, is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the
  • peripheral devices e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 of a wireless communication module 192, a power management module 188, and an antenna module 197 of an electronic device 101, according to various embodiments.
  • the wireless communication module 192 may include an MST communication module 210 or an NFC communication module 230, and the power management module 188 may include a wireless charging module 250.
  • the antenna module 197 is connected to the MST antenna 297-1 connected to the MST communication module 210, the NFC antenna 297-3 connected to the NFC communication module 230, and the wireless charging module 250. It may include a plurality of antennas including a wireless charging antenna 297-5.
  • components that overlap with those of FIG. 1 are omitted or briefly described.
  • the MST communication module 210 receives a signal including control information or payment information such as card information from the processor 120, and generates a magnetic signal corresponding to the received signal through the MST antenna 297-1. Afterwards, the generated magnetic signal can be transmitted to an external electronic device 102 (eg, POS device). To generate the magnetic signal, according to one embodiment, the MST communication module 210 includes a switching module (not shown) including one or more switches connected to the MST antenna 297-1, and this switching module By controlling, the direction of voltage or current supplied to the MST antenna 297-1 can be changed according to the received signal. Changing the direction of the voltage or current allows the direction of a magnetic signal (eg, magnetic field) transmitted through the MST antenna 297-1 to change accordingly.
  • a magnetic signal eg, magnetic field
  • the magnetic card corresponding to the received signal e.g., card information
  • the card reader of the electronic device 102 can cause similar effects (e.g. waveforms) to generated magnetic fields.
  • the payment-related information and control signals received in the form of the magnetic signal from the electronic device 102 are, for example, sent to the external server 108 (e.g., payment server) through the network 199. It can be sent to .
  • the NFC communication module 230 acquires a signal including control information or payment information such as card information from the processor 120, and transmits the acquired signal to the external electronic device 102 through the NFC antenna 297-3. It can be sent to . According to one embodiment, the NFC communication module 230 may receive such a signal transmitted from the external electronic device 102 through the NFC antenna 297-3.
  • the wireless charging module 250 wirelessly transmits power to an external electronic device 102 (e.g., a mobile phone or a wearable device) through the wireless charging antenna 297-5, or wirelessly transmits power to an external electronic device 102 (e.g., a mobile phone or wearable device).
  • Wireless charging device can receive power wirelessly.
  • the wireless charging module 250 may support one or more of various wireless charging methods, including, for example, a magnetic resonance method or a magnetic induction method.
  • some antennas among the MST antenna 297-1, the NFC antenna 297-3, or the wireless charging antenna 297-5 may share at least a portion of the radiating portion with each other.
  • the radiating part of the MST antenna 297-1 can be used as the radiating part of the NFC antenna 297-3 or the wireless charging antenna 297-5, and vice versa.
  • the antenna module 197 is connected to the wireless communication module 192 (e.g., MST communication module 210 or NFC communication module 230) or the power management module 188 (e.g., wireless charging module 250).
  • It may include a switching circuit (not shown) set to selectively connect (e.g., close) or disconnect (e.g., open) at least some of the antennas (297-1, 297-3, or 297-3) according to control.
  • a switching circuit (not shown) set to selectively connect (e.g., close) or disconnect (e.g., open) at least some of the antennas (297-1, 297-3, or 297-3) according to control.
  • the NFC communication module 230 or the wireless charging module 250 controls the switching circuit to connect the NFC antenna 297-3 and the wireless charging antenna ( At least some areas of the radiating unit shared by 297-5) can be temporarily separated from the NFC antenna 297-3 and connected to the wireless charging antenna 297-5.
  • At least one function of the MST communication module 210, the NFC communication module 230, or the wireless charging module 250 may be controlled by an external processor (e.g., processor 120).
  • designated functions (eg, payment functions) of the MST communication module 210 or the NFC communication module 230 may be performed in a trusted execution environment (TEE).
  • TEE trusted execution environment
  • a trusted execution environment (TEE) may, for example, be used to perform functions that require a relatively high level of security (e.g., financial transactions, or privacy-related functions) of the memory 130. It is possible to form an execution environment in which at least some designated areas are allocated. In this case, access to the designated area may be permitted on a limited basis, for example, depending on the subject accessing it or the application running in the trusted execution environment.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating the internal configuration of an electronic device with the rear plate removed, according to an embodiment.
  • the electronic device 300 may include a housing 310 and a first printed circuit board 311.
  • the electronic device 300 may be a portable electronic device capable of exchanging signals or power with an external electronic device.
  • the electronic device 300 may perform data communication with an external electronic device, transmit power to the external electronic device, or receive power from the external electronic device.
  • the electronic device 300 may receive power for driving the electronic device 300.
  • the electronic device 300 can supply power to drive the external electronic device.
  • the housing 310 may form the internal space of the electronic device 300.
  • the housing 310 may form at least a portion of the outer surface of the electronic device 300.
  • the internal space may be a space for arranging components for driving the electronic device 300.
  • the electronic device 300 includes a first printed circuit board 311, a second printed circuit board 312, and a power management module 188 (e.g., the power management module of FIG. 1) disposed in the internal space. 188)), a wireless communication module 192 (e.g., the wireless communication module 192 of FIG. 1), and/or a battery 189.
  • the first printed circuit board 311 may include a processor (eg, processor 120 of FIG. 1) configured to control components within the electronic device 300.
  • the electronic device 300 may include a second printed circuit board 312 that is distinct from the first printed circuit board 311.
  • the first printed circuit board 311 and the second printed circuit board 312 may be electrically connected through at least one flexible printed circuit board 313.
  • the first printed circuit board 311 may be placed at one end of the housing 310, and the second printed circuit board 312 may be placed at the other end of the housing 310.
  • One end and the other end of the housing 310 may refer to short edges that contact the long edges of the housing 310.
  • the first printed circuit board 311 may be referred to as a main printed circuit board in that it includes a processor 120 that is disposed on the first printed circuit board 311 and controls the components of the electronic device 300. there is.
  • the second printed circuit board 312 assists the first printed circuit board 311 and may be electrically connected to an interface or speaker disposed on the second printed circuit board 312.
  • the second printed circuit board 312 may be referred to as an auxiliary printed circuit board in that it assists the first printed circuit board 311.
  • the electronic device 300 may include a coil module 320 connected to a control circuit (eg, a power management module 188 or a wireless communication module 192).
  • the coil module 320 may be disposed between the rear plate and the battery 189.
  • the coil module 320 may be referred to as an antenna module in terms of transmitting and receiving signals or power to and from an external electronic device.
  • the coil module 320 may include a first coil 321 and a second coil 322.
  • the coil module 320 including the first coil 321 and the second coil 322 uses, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna. It can be included.
  • NFC near field communication
  • MST magnetic secure transmission
  • the coil module 320 may perform short-distance communication with an external device or wirelessly transmit and receive power to and from an external device.
  • a non-conductive plate (not shown) may cover the first coil 321 and the second coil 322 along the edge of the housing 310. By disposing the non-conductive plate, signals or power transmitted through the first coil 321 and the second coil 322 may pass through the non-conductive plate and be transmitted to an external electronic device.
  • the plate forming the rear of the electronic device may include a non-conductive material in the region including the first coil 321 and the second coil 322, and a conductive material in other regions. .
  • the plate forming the rear surface may be formed through a double injection process.
  • the electronic device 300 may include a sensor 340.
  • the sensor 340 may be configured to increase the accuracy of identifying the location of an external electronic device.
  • sensor 340 may include a plurality of sensors 341 and 342.
  • the first sensor 341 may be biased to one side (eg, left) with the first coil 321 and the second coil 322 as the center.
  • the second sensor 342 may be biased toward the other side (eg, right side) around the first coil 321 and the second coil 322.
  • the sensor 340 may be configured to detect the position of an external electronic device with respect to the first coil 321 or the second coil 322.
  • the sensor 340 may obtain data related to the approach of an external electronic device or the location of the external electronic device.
  • a processor may obtain a sensing value through the sensor 340. Based on the sensing value, the processor can identify the alignment distance from the center of the first coil 321 and the second coil 322 to the center of the charging coil of the external electronic device. The processor controls the magnitude of the induced current in the first coil and the magnitude of the current in the second coil through the variable capacitor (e.g., variable capacitor 410 in FIG. 4) based on the alignment distance. It can be configured to do so.
  • the variable capacitor e.g., variable capacitor 410 in FIG. 4
  • sensor 340 may include a temperature sensor.
  • the sensor 340 acquires the temperature around the first coil 321 and the second coil 322 according to communication with an external electronic device (e.g., providing power to or supplying power from an external electronic device). You can.
  • the sensor 340 generates the first coil 321 and the second coil based on the interaction between the coil module 320 including the first coil 321 and the second coil 322 and the antenna module of the external electronic device. 2 Data related to the heat generation of the coil 322 can be obtained.
  • the processor 120 may identify the location of the external electronic device based on data related to heat generation of the first coil 321 and the second coil 322 obtained through the sensor 340.
  • the processor 120 controls the external electronic device to detect the first coil 321 based on the first sensing data obtained from the first sensor 341 and the second sensing data obtained from the second sensor 322. ) and alignment can be identified based on the center of the second coil 322.
  • the processor 120 based on the reference value of the first sensing data and the reference value of the second sensing data, calculates a first difference between the first sensing data and a reference value of the first sensing data and the second A second difference between the sensing data and a reference value of the second sensing data may be obtained. For example, if the size of the first difference and the size of the second difference are within a specified range, the processor 120 determines that the external electronic device is connected to the first coil 321 and the second coil 322.
  • the first difference e.g., a value obtained by subtracting the reference value of the first sensing data from the first sensing data
  • the second difference e.g., a value obtained by subtracting the reference value of the first sensing data from the second sensing data
  • the processor 120 identifies that the external electronic device is biased toward the second sensor 342 based on the centers of the first coil 321 and the second coil 322. can do.
  • the sensor 340 may include a Hall sensor.
  • the Hall sensor is the size or direction of the magnetic field caused by electromagnetic waves generated by the interaction between the antenna module of the external electronic device and the first coil 321 or the second coil 322 of the coil module 320 of the electronic device 300. can be identified.
  • the sensor 340 may acquire data related to changes in the magnetic field.
  • the processor 120 may identify whether the external electronic device is aligned with the first coil and the second coil based on the data acquired through the sensor 340.
  • the sensor 340 is not limited to this and may include a proximity sensor or a conductive pattern that can detect the location or approach of an external electronic device.
  • battery 189 may supply power to at least one component of electronic device 300.
  • the battery 189 may include a rechargeable secondary battery or fuel cell. At least a portion of the battery 189 may be disposed on substantially the same plane as the first printed circuit board 311 and/or the second printed circuit board 312.
  • the battery 189 may be disposed below the coil module 320 including the first coil 321 and the second coil 322. For example, when the electronic device 300 is viewed from above, the battery 189 may overlap the first coil 321 and the second coil 322.
  • the battery 189 may be supplied with power received from an external electronic device through the first coil 321 and the second coil 322, or the battery 189 may be supplied with power received from an external electronic device through the first coil 321 and the second coil 322. Power can be supplied to an external electronic device through the coil 322.
  • the electronic device includes the first coil 321 and the second coil 322, so that it can receive power from an external electronic device (eg, a wireless charger).
  • the electronic device 300 can share power in an emergency by supplying power to an external electronic device (eg, a wirelessly chargeable electronic device) through the first coil 321 and the second coil 322.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the arrangement of a first coil and a second coil of an electronic device, according to an embodiment.
  • the coil module 320 may include a first coil 321, a second coil 322, a variable capacitor 410, and a control circuit 420.
  • the first coil 321 and the second coil 322 may be disposed on a battery (eg, battery 189 in FIG. 3).
  • the first coil 321 may be referred to as an inner coil in terms of being disposed inside the second coil 322.
  • the second coil 322 may be magnetically coupled to the first coil.
  • the second coil 322 may be wound along the edge of the first coil 321.
  • the first coil 321 and the second coil 322 may have a donut shape with an inner circumference and an outer circumference.
  • the first coil 321 is positioned away from the center from one end 421a of the first coil 321 disposed at a position p1 spaced apart from the center c. It can be wound up to the other end (421b).
  • the second coil 322 has the other end 422b of the second coil 322 away from the center from one end 422a of the second coil 322 disposed adjacent to the edge of the first coil 321. It can be wound up to.
  • One end 421a of the first coil 321, the other end 421b of the first coil 321, one end 422a of the second coil 322, and the other end 422b of the second coil 322. ) may be aligned on a line extending radially from the center (c) of the first coil 321 and the second coil 322.
  • one end 421a of the first coil 321, the other end 421b of the first coil 321, one end 422a of the second coil 322, and the other end of the second coil 322 The position of (422b) is not limited to this.
  • One end 421a of the first coil 321, the other end 421b of the first coil 321, one end 422a of the second coil 322, and the other end 422b of the second coil 322. may vary depending on the location of surrounding electronic components (e.g., variable capacitor 410 or control circuit 420).
  • variable capacitor 410 may be connected to the first coil 321. One end 421a of the first coil 321 and one end of the variable capacitor 410 may be connected, and the other end 421b of the first coil 321 may be connected to the other end of the variable capacitor 410. .
  • the variable capacitor 410 may change the capacitance of the variable capacitor 410 connected in parallel to both ends of the first coil 321.
  • the control circuit 420 may be connected to the second coil 322. One end 422a of the second coil 322 and one end of the control circuit 420 may be connected, and the other end 422b of the second coil 322 may be connected to the other end of the control circuit 420. .
  • the control circuit 420 may manage power transferred from the battery 189 to the coil module 320 including the power management module or wireless charging module or power transferred from the coil module 320 to the battery 189. there is.
  • the control circuit 420 is connected to the second coil 322, supplies current to the second coil 322 to generate an induced current in the first coil 321, and supplies the current and the induced current to the second coil 322. Based on the current, it may be configured to supply power from an external electronic device to the battery 189 or transmit power from the battery 189 to the external electronic device.
  • control circuit 420 or the processor 120 may change the capacitance value of the variable capacitor. Based on a change in the capacitance value of the variable capacitor, the current flowing in the first coil 321 and the current flowing in the second coil 322 may change.
  • the processor 120 or the control circuit 420 may control the amount of current flowing through the first coil 321 or the second coil 322 through the variable capacitor 410. By controlling the amount of current flowing through the first coil 321 or the second coil 322, the processor 120 can increase wireless charging efficiency with an external electronic device.
  • 5A and 5B are circuit diagrams showing example equivalent circuits of a first coil and a second coil of an electronic device, according to an embodiment.
  • the coil module 320 may include a first coil 321, a second coil 322, a variable capacitor 410, and/or a control circuit 420.
  • the first coil 321 may be magnetically coupled to the second coil 322. For example, based on the current flowing in the second coil 322, an induced current may flow in the first coil 321.
  • the first coil 321 may be connected to the variable capacitor 410.
  • the second coil 322 is connected to the control circuit 420 and may be connected to a set of capacitors 510.
  • the set of capacitors 510 may include a plurality of capacitors connected in parallel to each other.
  • Equation 1 The equivalent circuit in FIG. 5A may be expressed as Equation 1 below.
  • V_s may be a voltage applied from the control circuit to the second coil 322, i_out may be a current flowing in the second coil 322, and i_in may be a current flowing in the first coil 321.
  • R_out is the internal resistance of the second coil 322 and the conductor connected to the second coil 322, L_out is the inductance of the second coil 322, and C_out is the capacitance of the equivalent capacitor of the set of capacitors 510. It can be.
  • R_in may be the internal resistance of the first coil 321 and the conductor connected to the first coil 321, L_in may be the inductance of the first coil 321, and C_in may be the capacitance of the variable capacitor 410.
  • Equation 2 can be obtained from Equation 1.
  • Equation 3 can be obtained by rearranging Equation 2. From Equation 3, the current (i_in) flowing in the first coil 321 and the current (i_out) flowing in the second coil can be obtained by adjusting Z_in.
  • Wireless charging devices that use wireless power transmission and reception can generate a magnetic field based on the current flowing in the coil.
  • the processor 120 controls the current ratio (i_out:i_in) flowing through the first coil 321 or the second coil 322 through the variable capacitor 410, thereby controlling the first coil 321 or the second coil 322. (322)
  • the shape of the magnetic field formed around it can be controlled.
  • the impedance (Zin) of the loop including the first coil 321 is increased through the variable capacitor 410, the current (i_out) flowing in the second coil 322 increases and the first coil ( The current (i_in) flowing through 321) may decrease.
  • the magnetic field becomes stronger in the area where the second coil 322 is located (e.g., the outside of the antenna), and the magnetic field becomes stronger in the area where the first coil 321 is located (e.g., the inside of the antenna). It can make you weak.
  • the impedance (Zin) of the loop including the first coil 321 is reduced through the variable capacitor 410, the current (i_out) flowing in the second coil 322 decreases and the current flowing in the first coil 321 decreases.
  • the magnetic field may become weaker in the area where the second coil 322 is located, and the magnetic field may become stronger in the area where the first coil 321 is located. Since strong electromagnetic interaction with an external electronic device occurs in an area where the magnetic field is strong, the electronic device 300 can improve the efficiency of wireless charging by creating a strong magnetic field in the area where the external electronic device is placed.
  • Equation 4 By further organizing Equation 2, Equation 4 can be obtained. Looking at Equation 4, the voltage (V_s) applied to both ends of the control circuit 420 is divided by the current (i_out) flowing in the second coil 322, which represents the input impedance. The value of the impedance connected to both ends of the control circuit 420 can be controlled by impedance (Z_in).
  • the first coil 321 and the second coil 322 can be used not only as a wireless charging coil but also as a magnetic secure transmission (MST) or near field communication (NFC) through control of the impedance (Z_in).
  • the first coil 321 may be connected to a set of capacitors 510.
  • the second coil 322 is connected to the control circuit and may be connected to the variable capacitor 410.
  • the ratio of currents flowing through the first coil 321 and the second coil 322 can be adjusted by adjusting the capacitance of the variable capacitor 410 connected to the second coil 322.
  • a variable capacitor 410 is connected to one of the first coil 321 and the second coil 322, and one of the first coil 321 and the second coil 322 is connected to the variable capacitor 410.
  • the control circuit 420 can be connected to the remaining coil.
  • the electronic device can control the ratio of the current flowing in the first coil 321 and the current flowing in the second coil 322. .
  • the electronic device 300 includes a first coil (which is an inner coil of the coil module 320) based on the position of the external electronic device or the alignment of the external electronic device with respect to the coil module 320.
  • the ratio of the current flowing through 321) and the second coil 322, which is the outer coil, can be adjusted.
  • the electronic device 300 can specify the coil module 320 as a wireless charging antenna by adjusting the impedance value connected to both ends of the control circuit 420, and configure the coil module 320 as an antenna for MST or NFC. Can be used as a module.
  • the electronic device 300 can increase space efficiency of the electronic device 300 by providing an antenna module that performs various functions through one coil module 320.
  • 6A and 6B are cross-sectional views of an example antenna including a first coil and a second coil of an electronic device, according to one embodiment.
  • the coil module 320 may include a first coil 621a, a second coil 622a, a first non-conductive layer 611a, and a second non-conductive layer 612a.
  • the coil module 320 may be a flexible printed circuit board including conductive portions (eg, first coil 621a and second coil 622a) disposed on non-conductive layers.
  • the first non-conductive layer 611a and the second non-conductive layer 612a may be a coverlay that forms the outer surface of the coil module 320.
  • the first non-conductive layer 611a and the second non-conductive layer 612a may surround the first coil 621a and the second coil 622a.
  • the first non-conductive layer 611a may support the first coil 621a and the second coil 622a.
  • the first coil 621a and the second coil 622a may be disposed on the first non-conductive layer 611a.
  • the first coil 621a may be disposed on one surface of the first non-conductive layer 611a.
  • the second coil 622a may be spaced apart from the first coil 621a on one side of the first non-conductive layer 611a.
  • the second coil 622a may be disposed along the edge of the first coil 621a.
  • the second coil 622a may be arranged to surround the outer surface of the first coil 621a.
  • the first coil 621a and the second coil 622a may be formed as substantially one plane.
  • the first coil 621a and the second coil 622a may be covered by a second non-conductive layer 612a.
  • the second non-conductive layer 612a may be disposed on the first coil 621a and the second coil 622a.
  • a non-conductive material may be filled between the first coil 621a and the second coil 622a.
  • a non-conductive material different from the first non-conductive layer 611a and the second non-conductive layer 612a may be disposed between the first coil 621a and the second coil 622a.
  • a portion of the first non-conductive layer 611a and the second non-conductive layer 612a may be disposed between the first coil 621a and the second coil 622a.
  • the first coil 621a and the second coil 622a may be magnetically coupled to each other.
  • the first coil 621a interacts with the magnetic field formed by the current flowing in the second coil 622a, and according to the interaction, the first coil 621a An induced current may occur in (621a).
  • the coil module 320 includes a first coil 621b, a second coil 622b, a first non-conductive layer 611b, a second non-conductive layer 612b, and a third non-conductive layer. It may include a layer 613b.
  • the coil module 320 may be a flexible printed circuit board.
  • the first non-conductive layer 611b and the third non-conductive layer 613b may be a coverlay that forms the outer surface of the coil module 320.
  • the first non-conductive layer 611b and the third non-conductive layer 613b may surround the first coil 621b and the second coil 622b.
  • the first non-conductive layer 611b may support the first coil 621b.
  • the first coil 621b may be disposed on the first non-conductive layer 611b.
  • the first coil 621b may be disposed on one surface of the first non-conductive layer 611b.
  • the second non-conductive layer 612b may be disposed on the first coil 621b disposed on the first non-conductive layer 611b.
  • the second non-conductive layer 612b may cover one surface of the first coil 621b disposed on the first non-conductive layer 611b.
  • the second non-conductive layer 612b may include via holes, and the coil module 320 may include a first conductive via 631 connected to the first coil 621b through some of the via holes. You can.
  • the second coil 622b may be disposed on the second non-conductive layer 612b.
  • the second non-conductive layer 612b may be disposed between the first coil 621b and the second coil 622b.
  • the second non-conductive layer 612b may separate the first coil 621b and the second coil 622b from each other.
  • the coil module 320 may include a second conductive via 632 connected to the second coil 622b through some of the remaining via holes.
  • the first coil 621b and the second coil 622b may be physically spaced apart and magnetically connected. For example, the first coil 621b and the second coil may be spaced apart from each other.
  • the first conductive via 631 connected to the first coil 621b may be spaced apart from the second conductive via connected to the second coil 622b.
  • the first coil 621b and the second coil 622b may be magnetically coupled to each other. For example, when current is supplied to the second coil 622b, the first coil 621b interacts with the magnetic field formed by the current flowing in the second coil 622b, and according to the interaction, the first coil 621b An induced current may occur in (621b).
  • the first coil 621b may overlap a portion of the second coil 622b.
  • At least one of the outer diameter or inner diameter of the first coil 621b and the second coil 622b may have different values. For example, even if the inner diameter of the first coil 621b and the inner diameter of the second coil 622b are the same, the outer diameter of the first coil 621b and the outer diameter of the second coil 622b may be different from each other. For example, even if the outer diameter of the first coil 621b and the outer diameter of the second coil 622b are the same, the inner diameter of the first coil 621b and the inner diameter of the second coil 622b may be different from each other.
  • the amount of current is adjusted according to the alignment state of the external electronic device. It can be difficult.
  • the first coil 621b partially overlaps the second coil 622b if the amount of current flowing through the first coil 621b increases, the amount of current inside the coil module 320 may increase. And, when the amount of current flowing through the second coil 622b increases, the amount of current flowing outside of the coil module 320 may increase.
  • the first coil 621b partially overlaps the second coil 622b the amount of current can be adjusted depending on the alignment state of the external electronic device, thereby increasing charging efficiency.
  • the coil module 320 can separate the first coils 621a and 621b and the second coils 622a and 622b from each other and magnetically couple them to each other.
  • the coil module 320 can increase the charging efficiency of an external electronic device by adjusting the ratio of current flowing through each of the first coils 621a and 621b and the second coils 622a and 622b.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the arrangement of an electronic device and a wireless charger according to an embodiment.
  • the electronic device 300 may be arranged in a wireless charger 700, which is an external electronic device.
  • the electronic device 300 may include a coil module 320.
  • the coil module 320 may be aligned with the charging coil 710 of the wireless charger 700.
  • the charging coil 710 may be larger than the coil module 320.
  • the length d1 of the long edge of the charging coil 710 may be larger than the outer diameter dc of the coil module 320.
  • the electronic device 300 uses a second coil (e.g., a second coil) to improve charging efficiency at positions (Pa, Pb) spaced apart from the center of the charging coil 710 of the wireless charger 700.
  • the capacitance value of a variable capacitor (eg, variable capacitor 410 of FIG. 4) connected to the second coil 322 of FIG. 4 may be changed.
  • Comparative Example 1 In order to compare the performance of the electronic device 300 according to one embodiment, in Comparative Example 1, the first coil and the second coil are connected in parallel, and in Comparative Example 2, the first coil and the second coil are connected in parallel. It can be configured to connect selectively.
  • the charging coil 710 may have a long edge (d1) of about 49.7 mm and a short edge (d2) of about 41.7 mm.
  • the outer diameter (dc) of the coil module 320 may be about 42 mm.
  • the table below shows the first state in which the charging coil 710 and the coil module 320 are aligned, and the position (Pa) where the central axis of the coil module 320 is deviated by 5 mm from the central axis (ax) of the charging coil 710.
  • the charging efficiency is shown in the second state in which the coil module 320 is disposed at a position (Pb) where the central axis of the coil module 320 is 10 mm offset from the central axis (ax) of the charging coil 710.
  • the electronic device 300 may adjust the capacitance of the variable capacitor to 60 nF in the first state and to 66 nF in the third state.
  • Example Comparative Example 1 Comparative Example 2 First coil connection Second coil connection first state 89.8% 88.4% 78.3% 89.3% second state 88.9% 89.1% 81.2% 88.1% third state 85.3% 85.4% 75.2% 83.9%
  • the electronic device 300 in the first state, may have higher charging efficiency compared to comparative embodiments.
  • the electronic device 300 may have substantially the same performance in the second and third states as when only the second coil of Comparative Examples 1 and 2 is connected.
  • wireless charging is performed from the charging coil 710 with a large area, so there may not be a significant difference in wireless charging efficiency between the unaligned and aligned cases. For example, even if the charging coil 710 and the coil module 320 are not aligned, the wireless charging efficiency may be similar because the change in the overlapping area is substantially small.
  • the electronic device 300 When receiving power from the wireless charger 700, the electronic device 300 according to the above-described embodiment can maintain the highest performance among the comparative examples.
  • the electronic device 300 shares power with an external electronic device (eg, a wearable device) that includes a charging coil smaller than the coil module 320 of the electronic device 300, charging efficiency is explained with reference to FIG. 8 .
  • an external electronic device eg, a wearable device
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the arrangement of an electronic device and a watch according to an embodiment.
  • the electronic device 300 may be arranged in a wearable device 800, which is an external electronic device.
  • the electronic device 300 may include a coil module 320.
  • the coil module 320 may be aligned with the charging coil 810 of the wearable device 800.
  • the charging coil 810 may be smaller than the coil module 320.
  • the diameter (d) of the charging coil 810 may be smaller than the outer diameter (dc) of the coil module 320.
  • the wearable device 800 may include a main body 801 and a coupling member 802.
  • the main body 801 may provide a space for the charging coil 810 to be mounted.
  • the coupling member 802 can be wrapped around a part of the user's body.
  • the wearable device 800 may be worn on a part of the user's body through the coupling member 802.
  • the wearable device 800 may be referred to as a smart watch or smart band in that it is worn on the arm, which is a part of the user's body.
  • the electronic device 300 can supply power to the wearable device 800.
  • the electronic device 300 may transfer a portion of the battery power to the wearable device 800.
  • the electronic device 300 includes a second coil (e.g., FIG. 4 ) in order to improve charging efficiency at positions pc spaced apart from the center of the charging coil 810 of the wearable device 800.
  • the capacitance value of the variable capacitor (eg, variable capacitor 410 of FIG. 4) connected to the second coil 322 of can be changed.
  • Comparative Example 1 In order to compare the performance of the electronic device 300 according to one embodiment, in Comparative Example 1, the first coil and the second coil are connected in parallel, and in Comparative Example 2, the first coil and the second coil are connected in parallel. It can be configured to connect selectively.
  • the diameter of the charging coil 810 may be approximately 24.5 mm.
  • the outer diameter (dc) of the coil module 320 may be about 42 mm.
  • the table below shows the first state in which the charging coil 810 and the coil module 320 are aligned and the first state in which the central axis (ax) of the charging coil 810 and the central axis (ax) of the coil module 320 are offset by 5 mm.
  • state 2 it represents the charging efficiency.
  • the electronic device 300 may adjust the capacitance of the variable capacitor to 120 nF in the first state and to 150 nF in the second state.
  • Example Comparative Example 1 Comparative Example 2 First coil connection Second coil connection first state 84.1% 74.1% 83.6% 58.1% second state 80.4% 77.0% 78.6% 67.7%
  • the electronic device 300 may have higher charging efficiency in the first state and the second state compared to comparative embodiments.
  • the wireless charging efficiency is relatively low in the unaligned and aligned cases. It can make a big difference. For example, when the charging coil 810 and the coil module 320 are misaligned, the change in the overlap area between the charging coil 810 and the first coil or the second coil is large, so the wireless charging efficiency has a large difference. You can have it.
  • the electronic device 800 can adjust the current flowing through the first coil 321 and the second coil 322 of the coil module 320 to increase the amount of current in the area where the wearable device is located, so that the wearable device High charging efficiency can be maintained even with misalignment.
  • the processor 120 determines the first coil 321, the second coil 322, and the charging coil 810 based on the alignment distance. If concentricity is identified, the capacitance value of the variable capacitor 410 may be changed to increase the induced current of the first coil 321.
  • the electronic device 100 can adjust the current ratio of currents flowing through the first coil 321 and the second coil 322 by adjusting the capacitance of the variable capacitor 410. For example, when an external electronic device is placed close to the first coil 321, the electronic device may adjust the capacitance of the variable capacitor 410 to increase the amount of current flowing through the first coil 321. .
  • the processor 120 when the processor 120 identifies that the separation distance (e.g., alignment distance) between the central axis (ax) and the external electronic device increases, the processor 120 stores the second coil 322 disposed on the outside. It may be configured to change the capacitance value of the variable capacitor 410 to increase current.
  • the separation distance e.g., alignment distance
  • the processor 120 stores the second coil 322 disposed on the outside. It may be configured to change the capacitance value of the variable capacitor 410 to increase current.
  • the electronic device 100 can adjust the current ratio of the current flowing through the first coil 321 and the second coil 322 by adjusting the capacitance of the variable capacitor 410. For example, when an external electronic device is disposed closer to the second coil 322 than the first coil 321, the electronic device 300 adjusts the capacitance of the variable capacitor 410 to adjust the capacitance of the second coil 322. ) can increase the amount of current flowing.
  • 9A and 9B show inductance and resistance values of the coil according to the capacitance of the capacitor, according to one embodiment.
  • the graph 910 of FIG. 9A represents the inductance of the input impedance according to frequency
  • the graph 920 of FIG. 9B represents the resistance value of the input impedance according to frequency.
  • the x-axis of the graph 910 represents frequency, and the unit may be kHz.
  • the graph 910 represents inductance among the components of input impedance, and the unit may be ⁇ H.
  • the x-axis of the graph 920 represents frequency, and the unit may be kHz.
  • the graph 920 represents resistance values that are real numbers among the input impedance components, and the unit may be ⁇ .
  • the graph 910 and graph 920 can determine inductance and resistance values based on Equation 4.
  • Equation 4 as the capacitance of the variable capacitor increases, the frequency can be lowered.
  • the inductance corresponding to 130 kHz may be 11.4 ⁇ H from the graph 910, and the resistance value may be 1.8 ⁇ from the graph 920.
  • the electronic device 300 can operate in MST mode by adjusting the capacitance value of the variable capacitor.
  • the electronic device 300 can specify the coil module 320 as a wireless charging antenna by adjusting the impedance value connected to both ends of the control circuit 420, and the coil module 320 Can be used as an antenna module for MST or NFC.
  • the electronic device 300 can increase space efficiency of the electronic device 300 by providing an antenna module that performs various functions through one coil module 320.
  • an electronic device e.g., the electronic device 300 in FIG. 3 includes a battery (e.g., the battery 189 in FIG. 3) and a first coil disposed on the battery (e.g., the battery 189 in FIG. 3).
  • the electronic device may further include a second coil (e.g., the second coil 322 in FIG. 3).
  • the second coil may include the first coil 321. It may be magnetically coupled to a coil and wound along an edge of the first coil.
  • the electronic device may further include a variable capacitor (e.g., the variable capacitor 410 of FIG. 4). The variable capacitor may be connected to both ends of the first coil.
  • the electronic device may further include a control circuit (e.g., control circuit 420 of FIG. 4).
  • the control circuit may be connected to both ends of the second coil.
  • the control circuit may supply current to the second coil to generate an induced current in the first coil.
  • the control circuit may be connected to an external electronic device based on the current and the induced current. It may be configured to supply power to the battery or transmit power from the battery to the external electronic device.
  • the electronic device may further include a sensor (e.g., sensor 340 in Figure 3). may be configured to detect the position of the external electronic device with respect to the first coil or the second coil.
  • the electronic device may further include a processor (e.g., processor 120 in FIG. 1).
  • the processor may be configured to identify the location of the external electronic device with respect to the first coil and the second coil through the sensor.
  • the processor may be configured to identify the location of the external electronic device with respect to the first coil and the second coil. It may be configured to change the capacitance value of the variable capacitor based on the location of the electronic device.
  • the processor or coil module can control the amount of current flowing in the first coil or the second coil through the variable capacitor.
  • the electronic device can increase wireless charging efficiency with an external electronic device.
  • the center of the first coil when the battery is viewed from above, the center of the first coil may be the same as the center of the second coil.
  • the first coil and the second coil may be disposed on the battery.
  • the first coil and the second coil according to the above-described embodiment are electrically connected to the battery, and the first coil and the second coil can transmit power to the battery.
  • the battery can supply power to the first coil and the second coil, thereby supplying power to the outside of the electronic device.
  • the electronic device may further include a first non-conductive layer (eg, the first non-conductive layer 611a of FIG. 6A).
  • the first non-conductive layer 611a may be disposed on the battery and support the first coil and the second coil.
  • the side surface of the first coil and the side surface of the second coil may face each other.
  • the first coil may be substantially in the same plane.
  • the electronic device can reduce the thickness of the coil module including the first coil and the second coil by arranging the first coil and the second coil on the same plane, thereby improving the mounting efficiency inside the electronic device. can increase.
  • the electronic device includes a first non-conductive layer (e.g., first non-conductive layer 611b in FIG. 6B) disposed on the battery and supporting the first coil, and the first coil It may further include a second non-conductive layer (eg, the second non-conductive layer 612b in FIG. 6B) disposed between the second coil and the second coil.
  • a first non-conductive layer e.g., first non-conductive layer 611b in FIG. 6B
  • the first coil may further include a second non-conductive layer (eg, the second non-conductive layer 612b in FIG. 6B) disposed between the second coil and the second coil.
  • the electronic device may arrange a portion of the first coil and the second coil to overlap by disposing the second non-conductive layer between the first coil and the second coil.
  • the second coil may be electrically connected to the battery through the control circuit and may be configured to transmit power to the battery or receive power from the battery.
  • the electronic device changes the amount of current flowing through the first coil and the second coil by connecting one of the first coil and the second coil (e.g., the second coil) to a control circuit. It can be adjusted properly.
  • the electronic device may further include a printed circuit board (eg, the first printed circuit board 311 of FIG. 3) on which a control circuit and the processor are disposed.
  • a printed circuit board eg, the first printed circuit board 311 of FIG. 3
  • the second coil may be electrically connected to the printed circuit board.
  • the processor may obtain a sensing value through the sensor.
  • the processor may identify an alignment distance from the centers of the first coil and the second coil to the center of the third coil in the external electronic device based on the sensing value.
  • the processor may be configured to control the magnitude of the induced current in the first coil and the magnitude of the current in the second coil through the variable capacitor, based on the alignment distance.
  • the electronic device can adjust the current flowing through the first coil and the second coil by identifying whether the external electronic device is aligned. By adjusting the current, the electronic device can adjust the efficiency of wireless charging with an external electronic device.
  • the processor when the processor identifies that the first coil, the second coil, and the third coil are concentric based on the alignment distance, the processor increases the induced current of the first coil. It can be configured to change the capacitance value of the capacitor.
  • the electronic device can adjust the current ratio of the current flowing through the first coil and the second coil by adjusting the capacitance of the variable capacitor. For example, when an external electronic device is placed close to the first coil, the electronic device can change the amount of current flowing in the first coil by adjusting the capacitance of the variable capacitor.
  • the processor may be configured to change the capacitance value of the variable capacitor to change the current in the second coil upon identifying that the alignment distance increases.
  • the electronic device can adjust the current ratio of the current flowing through the first coil and the second coil by adjusting the capacitance of the variable capacitor. For example, when an external electronic device is disposed closer to the second coil than to the first coil, the electronic device can increase the amount of current flowing in the second coil by adjusting the capacitance of the variable capacitor.
  • the electronic device may further include a first temperature sensor and a second temperature sensor.
  • the processor may be configured to identify the location of the external electronic device based on sensing values of the first temperature sensor and the second temperature sensor.
  • the electronic device can obtain the distance that the external electronic device is separated from the centers of the first coil and the second coil. . Based on the obtained distance, the electronic device can adjust the amount of current in the first coil and the second coil.
  • the electronic device may further include a housing that forms an outer surface of the electronic device.
  • the first temperature sensor may be disposed between the first side of the housing and the second coil.
  • the second temperature sensor may be disposed between the second coil and a second side of the housing opposite to the first side.
  • the electronic device can identify whether the external electronic device is aligned from the center of the coil. .
  • the first temperature sensor may be placed outside the second coil.
  • the second temperature sensor may be surrounded by the first coil and the second coil.
  • the senor may be disposed between the first coil and the second coil.
  • the electronic device can increase the efficiency of mounting space for electronic components in the electronic device by placing one of the temperature sensors in the empty space between coils.
  • the electronic device may further include a non-conductive plate forming one side of the electronic device.
  • the first coil and the second coil may be disposed between the non-conductive plate and the battery.
  • the non-conductive plate may be arranged to overlap the first coil and the second coil.
  • the first coil and the second coil arranged to overlap may transmit power to or receive power from an external electronic device through the non-conductive plate.
  • the second coil when the battery is viewed from above, the second coil may partially overlap an area including an edge of the first coil.
  • the area of the first coil and the second coil can be increased by arranging the first coil and the second coil to overlap.
  • the increased area allows the first coil to increase the overall amount of current flowing through the second coil.
  • the first coil and the second coil receive power from the external electronic device including a wireless charging coil configured to interact with the first coil and the second coil, and the received Power can be delivered to the battery through the control circuit.
  • the first coil and the second coil are configured to transmit power to the external electronic device from the battery including a wireless charging coil configured to interact with the first coil and the second coil. It can be.
  • an electronic device e.g., the electronic device 300 in FIG. 3 includes a battery (e.g., the battery 189 in FIG. 3) and a first coil disposed on the battery (e.g., the battery 189 in FIG. 3).
  • a control circuit configured to transmit power from a battery to the external electronic device (e.g., control circuit 520 in FIG.
  • variable capacitor 410 in FIG. 4 It may include a sensor (e.g., sensor 340 in FIG. 3) and a processor (e.g., processor 120 in FIG. 1) configured to detect the position of the external electronic device with respect to the first coil or the second coil. there is.
  • the processor identifies the location of the external electronic device with respect to the first coil and the second coil through the sensor, and determines the variable capacitance value of the capacitor based on the identified location of the external electronic device. It can be configured to change .
  • the processor or coil module can control the amount of current flowing in the first coil or the second coil through the variable capacitor.
  • the electronic device can increase wireless charging efficiency with an external electronic device.
  • variable capacitor may be connected to one of the first coil and the second coil.
  • the control circuit may be connected to the other one of the first coil and the second coil.
  • the first coil when the battery is viewed from above, the first coil may be concentric with the second coil.
  • the battery may overlap the first coil and the second coil.
  • the second coil may be electrically connected to the battery through the control circuit and may be configured to transmit power to the battery or receive power from the battery.
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, electronic devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to that component in other respects (e.g., importance or order) is not limited.
  • One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document are one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (e.g., electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) including these.
  • a processor e.g., processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.

Landscapes

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

Abstract

일 실시예에 따르는, 전자 장치는, 배터리, 상기 배터리 상에 배치되는 제1 코일, 상기 제1 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제1 코일의 가장자리를 따라 감겨진(wound) 제2 코일, 상기 제1 코일과 연결되는 가변 커패시터, 상기 제2 코일과 연결되고, 상기 제1 코일에 유도 전류를 생성하도록 상기 제2 코일에 전류를 공급하고, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 상기 배터리로 전력을 공급하거나 상기 배터리로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성되는 제어 회로 및 식별된 상기 외부 전자 장치의 위치를 바탕으로, 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다. 이외 다른 실시예가 가능하다.

Description

복수의 코일들을 포함하는 전자 장치
본 개시의 다양한 실시예들은, 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는, 외부 전자 장치와의 상호 작용을 위하여, 무선 통신을 위한 안테나를 포함할 수 있다. 무선 통신을 위한 안테나는, 무선 충전 안테나, 마그네틱 안전 전송용 안테나, 근거리 통신 안테나, 또는 원거리 통신 안테나를 포함할 수 있다.
상기 무선 통신을 위한 안테나의 통신 성능은, 상기 전자 장치와 통신하는 상기 외부 전자 장치의 위치 또는 방향에 따라, 차이날 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 배터리, 상기 배터리 상에 배치되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 코일은, 상기 제1 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제1 코일의 가장자리를 따라 감겨질 수 있다. 상기 전자 장치는, 가변 커패시터, 제어 회로, 센서 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 가변 커패시터는, 상기 제1 코일과 연결될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 코일과 연결되고, 상기 제1 코일에 유도 전류를 생성하도록 상기 제2 코일에 전류를 공급하고, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 상기 배터리로 전력을 공급하거나 상기 배터리로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 센서는, 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 감지하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 식별된 상기 외부 전자 장치의 위치를 바탕으로, 상기 가변 상기 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 배터리, 상기 배터리 상에 배치되는 제1 코일, 및 제2 코일을 포함할 수 있다. 상기 제2 코일은, 상기 제1 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제1 코일의 가장자리를 따라 감겨질 수 있다. 상기 전자 장치는, 제어 회로, 가변 커패시터, 센서 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 제2 코일에 유도 전류를 생성하도록 상기 제1 코일에 전류를 공급하고, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 상기 배터리로 전력을 공급하거나 상기 배터리로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 가변 커패시터는, 상기 제2 코일과 연결될 수 있다. 상기 센서는, 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 감지하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 식별된 상기 외부 전자 장치의 위치를 바탕으로, 상기 가변 상기 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블럭도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 후면 플레이트를 제거한 전자 장치의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 코일 및 제2 코일의 배치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 코일 및 제2 코일의 예시적인 등가 회로를 나타내는 회로도이다.
도 6a 및 도 6b는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 예시적인 안테나의 단면도이다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 전자 장치와 무선 충전기의 배치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 전자 장치와 시계의 배치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는, 일 실시예에 따른, 커패시터의 커패시턴스에 따른 코일의 인덕턴스 및 저항 값을 나타낸다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 무선 통신 모듈(192), 전력 관리 모듈(188), 및 안테나 모듈(197)에 대한 블럭도(200)이다.
도 2을 참조하면, 무선 통신 모듈(192)은 MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)을 포함하고, 전력 관리 모듈(188)은 무선 충전 모듈(250)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 안테나 모듈(197)은 MST 통신 모듈(210)과 연결된 MST 안테나(297-1), NFC 통신 모듈(230)과 연결된 NFC 안테나(297-3), 및 무선 충전 모듈(250)과 연결된 무선 충전 안테나(297-5)을 포함하는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 1와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.
MST 통신 모듈(210)은 프로세서(120)로부터 제어 정보, 또는 카드 정보와 같은 결제 정보를 포함한 신호를 수신하고, MST 안테나(297-1)를 통해 상기 수신된 신호에 대응하는 자기 신호를 생성한 후, 상기 생성된 자기 신호를 외부의 전자 장치(102)(예: POS 장치)에 전달할 수 있다. 상기 자기 신호를 생성하기 위하여, 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210)은 MST 안테나(297-1)에 연결된 하나 이상의 스위치들을 포함하는 스위칭 모듈을 포함하고(미도시), 이 스위칭 모듈을 제어하여 MST 안테나(297-1)에 공급되는 전압 또는 전류의 방향을 상기 수신된 신호에 따라 변경할 수 있다. 상기 전압 또는 전류의 방향의 변경은 MST 안테나(297-1)를 통해 송출되는 자기 신호(예: 자기장)의 방향이 그에 따라 변경하는 것을 가능하게 해 준다. 방향이 변경되는 상태의 자기 신호는, 외부의 전자 장치(102)에서 감지되면, 상기 수신된 신호(예: 카드 정보)에 대응하는 마그네틱 카드가 상기 전자 장치(102)의 카드 리더기에 읽히면서(swiped) 발생하는 자기장과 유사한 효과(예: 파형)를 야기할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(102) 에서 상기 자기 신호의 형태로 수신된 결제 관련 정보 및 제어 신호는, 예를 들면, 네트워크(199)를 통해 외부의 서버(108)(예: 결제 서버)로 송신될 수 있다.
NFC 통신 모듈(230)은 프로세서(120)로부터 제어 정보, 또는 카드 정보와 같은 결제 정보를 포함한 신호를 획득하고, 상기 획득된 신호를 NFC 안테나(297-3)를 통해 외부의 전자 장치(102)로 송신할 수 있다. 일실시예에 따르면, NFC 통신 모듈(230)은, NFC 안테나(297-3)을 통하여 외부의 전자 장치(102)로부터 송출된 그런 신호를 수신할 수 있다.
무선 충전 모듈(250)은 무선 충전 안테나(297-5)를 통해 외부의 전자 장치(102)(예: 휴대폰 또는 웨어러블 디바이스)로 전력을 무선으로 송신하거나, 또는 외부의 전자 장치(102)(예: 무선 충전 장치)로부터 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 무선 충전 모듈(250)은, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식 중 하나 이상을 지원할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5) 중 일부 안테나들은 방사부의 적어도 일부를 서로 공유할 수 있다. 예를 들면, MST 안테나(297-1)의 방사부는 NFC 안테나(297-3) 또는 무선 충전 안테나(297-5)의 방사부로 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 이런 경우, 안테나 모듈(197)은 무선 통신 모듈(192)(예: MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)) 또는 전력 관리 모듈(188)(예: 무선 충전 모듈(250))의 제어에 따라 안테나들(297-1, 297-3, 또는 297-3)의 적어도 일부를 선택적으로 연결(예: close) 또는 분리(예: open)하도록 설정된 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 무선 충전 기능을 사용하는 경우, NFC 통신 모듈(230) 또는 무선 충전 모듈(250)은 상기 스위칭 회로를 제어함으로써 NFC 안테나(297-3) 및 무선 충전 안테나(297-5)에 의해 공유된 방사부의 적어도 일부 영역을 일시적으로 NFC 안테나(297-3)와 분리하고 무선 충전 안테나(297-5)와 연결할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210), NFC 통신 모듈(230), 또는 무선 충전 모듈(250)의 적어도 하나의 기능은 외부의 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 제어될 수 있다. 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)의 지정된 기능(예: 결제 기능)들은 신뢰된 실행 환경(trusted execution environment, TEE)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 신뢰된 실행 환경(TEE)은, 예를 들면, 상대적으로 높은 수준의 보안이 필요한 기능(예: 금융 거래, 또는 개인 정보 관련 기능)을 수행하는데 사용되기 위해 메모리(130)의 적어도 일부 지정된 영역이 할당되는 실행 환경을 형성할 수 있다. 이런 경우, 상기 지정된 영역에 대한 접근은, 예를 들면, 거기에 접근하는 주체 또는 상기 신뢰된 실행 환경에서 실행되는 어플리케이션에 따라 구분하여 제한적으로 허용될 수 있다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 후면 플레이트를 제거한 전자 장치의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(300)는, 하우징(310), 제1 인쇄 회로 기판(311)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치와 신호 또는 전력을 주고받을 수 있는 휴대용 전자 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있고, 외부 전자 장치로 전력을 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 전력을 수신할 수 있다. 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 전력을 수신 받아, 전자 장치(300)는, 전자 장치(300)의 구동을 위한 전력을 공급받을 수 있다. 외부 전자 장치로 전력을 전달하여, 전자 장치(300)는 외부 전자 장치의 구동을 위한 전력을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(310)은, 전자 장치(300)의 내부 공간을 형성할 수 있다. 하우징(310)은, 전자 장치(300)의 외면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 내부 공간은, 전자 장치(300)를 구동하기 위한 구성 요소를 배치하기 위한 공간일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300)는 상기 내부 공간에 배치되는 제1 인쇄 회로 기판(311), 제2 인쇄 회로 기판(312), 전력 관리 모듈(188)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188)), 무선 통신 모듈(192)(예: 도 1의 무선 통신 모듈(192)), 및/또는 배터리(189)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 인쇄 회로 기판(311)은, 전자 장치(300) 내부의 구성 요소들을 제어하도록 구성되는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 전자 장치(300)는, 제1 인쇄 회로 기판(311)과 구별되는 제2 인쇄 회로 기판(312)을 포함할 수 있다. 제1 인쇄 회로 기판(311)과 제2 인쇄 회로 기판(312)은, 적어도 하나의 연성 인쇄 회로 기판(313)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 인쇄 회로 기판(311)은, 하우징(310)의 일 단에 배치될 수 있고, 제2 인쇄 회로 기판(312)은, 하우징(310)의 다른 단에 배치될 수 있다. 하우징(310)의 일 단 및 다른 단은, 하우징(310)의 긴 가장 자리들에 접하는 짧은 가장 자리를 의미할 수 있다. 제1 인쇄 회로 기판(311)은, 제1 인쇄 회로 기판(311)에 배치되고 전자 장치(300)의 구성 요소들을 제어하는 프로세서(120)를 포함하는 측면에서, 메인 인쇄 회로 기판으로 참조될 수 있다. 제2 인쇄 회로 기판(312)은, 제1 인쇄 회로 기판(311)을 보조하고, 제2 인쇄 회로 기판(312)에 배치되는 인터페이스 또는 스피커와 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 인쇄 회로 기판(312)은, 제1 인쇄 회로 기판(311)을 보조하는 측면에서 보조 인쇄 회로 기판으로 참조될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(300)는, 제어 회로(예: 전력 관리 모듈(188) 또는 무선 통신 모듈(192))와 연결되는 코일 모듈(320)을 포함할 수 있다. 코일 모듈(320)는, 후면 플레이트와 배터리(189) 사이에 배치될 수 있다. 코일 모듈(320)은, 외부 전자 장치와 신호 또는 전력을 송수신하는 측면에서 안테나 모듈로 참조될 수 있다. 코일 모듈(320) 은, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 포함할 수 있다. 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 포함하는 코일 모듈(320)은, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 코일 모듈(320)은, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 외부 장치와 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 비도전성 플레이트(미도시)는, 하우징(310)의 가장자리를 따라 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 커버할 수 있다. 비도전성 플레이트를 배치함으로써, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 통해 전달되는 신호 또는 전력은 비도전성 플레이트를 통과하여, 외부 전자 장치로 전달될 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고, 전자 장치의 후면을 형성하는 플레이트는 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 포함하는 영역은 비도전성 물질을 포함하고, 다른 영역은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 후면을 형성하는 플레이트는, 이중 사출 공정을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 센서(340)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서(340)는, 외부 전자 장치의 위치를 식별의 정확성을 높이도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 센서(340)는 복수의 센서들(341, 342)을 포함할 수 있다. 제1 센서(341)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 중심으로, 일측(예: 좌측)으로 치우칠 수 있다. 제2 센서(342)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 중심으로 다른 측(예: 우측)으로 치우칠 수 있다. 센서(340)는, 제1 코일(321) 또는 제2 코일(322)에 대한 외부 전자 장치의 위치를 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(340)는, 외부 전자 장치의 접근 또는 외부 전자 장치의 위치와 관련된 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 센서(340)를 통해 센싱 값을 획득할 수 있다. 프로세서는 상기 센싱 값을 바탕으로, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)의 중심으로부터 상기 외부 전자 장치의 충전 코일의 중심까지의 정렬 거리를 식별할 수 있다. 프로세서는, 상기 정렬 거리를 바탕으로, 상기 가변 커패시터(예: 도 4의 가변 커패시터(410))를 통해, 상기 제1 코일의 상기 유도 전류의 크기 및 상기 제2 코일의 상기 전류의 크기를 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(340)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 센서(340)는, 외부 전자 장치와의 통신(예: 외부 전자 장치로 전력 제공 또는 외부 전자 장치로부터 전력 공급)에 따른 제1 코일(321) 및 제2 코일(322) 주위의 온도를 획득할 수 있다. 센서(340)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 포함하는 코일 모듈(320)과 외부 전자 장치의 안테나 모듈과 상호작용을 바탕으로 발생하는 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)의 발열과 관련된 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(120)는, 센서(340)를 통해 획득된 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)의 발열과 관련된 데이터를 바탕으로, 외부 전자 장치의 위치를 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(120)는, 제1 센서(341)로부터 획득된 제1 센싱 데이터와 제2 센서(322)로부터 획득된 제2 센싱 데이터를 바탕으로, 외부 전자 장치가 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)의 중심을 기준으로 정렬 여부를 식별할 수 있다. 프로세서(120)는, 상기 제1 센싱 데이터의 기준 값과 상기 제2 센싱 데이터의 기준 값을 바탕으로, 상기 제1 센싱 데이터와 상기 제1 센싱 데이터의 기준 값과의 제1 차이 및 상기 제2 센싱 데이터와 상기 제2 센싱 데이터의 기준 값과의 제2 차이를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 차이의 크기 및 상기 제2 차이의 크기가 지정된 범위 내이면, 프로세서(120)는, 상기 외부 전자 장치가 상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)에 정렬된 것으로 식별할 수 있다. 상기 제1 차이(예: 상기 제1 센싱 데이터에서 상기 제1 센싱 데이터의 기준 값을 뺀 값)가 음의 값이고, 상기 제2 차이(예: 상기 제2 센싱 데이터에서 상기 제2 센싱 데이터의 기준 값을 뺀 값)가 양의 값이면, 프로세서(120)는, 외부 전자 장치가 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)의 중심을 기준으로 제2 센서(342)로 치우친 것으로 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(340)는, 홀 센서를 포함할 수 있다. 홀 센서는 외부 전자 장치의 안테나 모듈과 전자 장치(300)의 코일 모듈(320)의 제1 코일(321) 또는 제2 코일(322)과 상호 작용에 의해 발생하는 전자기파에 의한 자기장의 크기 또는 방향을 식별할 수 있다. 센서(340)는, 자기장의 변화와 관련된 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(120)는, 센서(340)를 통하여 획득된 상기 테이터를 바탕으로, 외부 전자 장치가 제1 코일 및 제2 코일에 정렬되었는지 여부를 식별할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고, 센서(340)는 외부 전자 장치의 위치 또는 접근을 감지할 수 있는 근접 센서 또는 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리(189)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리(189)는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(189)의 적어도 일부는 제1 인쇄 회로 기판(311) 및/또는 제2 인쇄 회로 기판(312)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(189)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 포함하는 코일 모듈(320)의 아래에 배치될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300)를 위에서 바라볼 때, 배터리(189)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)에 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 통하여, 외부 전자 장치로부터 수신된 전력을 공급받을 수 있거나, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 통하여, 외부 전자 장치로 전력을 공급할 수 있다.
상술한 실시예에 따른 전자 장치는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 포함함으로써, 외부 전자 장치(예: 무선 충전기)로 전력을 수신받을 수 있다. 전자 장치(300)는, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)을 통하여, 외부 전자 장치(예: 무선 충전 가능한 전자 장치)로 전력을 공급함으로써, 비상시 전력을 공유할 수 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 코일 및 제2 코일의 배치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 코일 모듈(320)는, 제1 코일(321), 제2 코일(322), 가변 커패시터(410) 및 제어 회로(420)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)은, 배터리(예: 도 3의 배터리(189)) 상에 배치될 수 있다. 제1 코일(321)은, 제2 코일(322)의 내측에 배치되는 측면에서 내측 코일(inner coil)로 참조될 수 있다. 제2 코일(322)은, 제1 코일과 자기적으로 결합될 수 있다. 제2 코일(322)은, 제1 코일(321)의 가장자리를 따라 감겨질 수 있다. 제1 코일(321)과 제2 코일(322)은 내주와 외주를 가지는 도넛 형상일 수 있다. 예를 들면, 제1 코일(321)은, 중심(c)으로 이격되는 위치(p1)에 배치되는 제1 코일(321)의 일 단(421a)으로부터 중심부로부터 멀어지도록 제1 코일(321)의 타 단(421b)까지 감겨질 수 있다. 제2 코일(322)은, 제1 코일(321)의 가장자리에 인접하게 배치되는 제2 코일(322)의 일 단(422a)으로부터 중심부로부터 멀어지도록 제2 코일(322)의 타 단(422b)까지 감겨질 수 있다. 제1 코일(321)의 일 단(421a), 제1 코일(321)의 타 단(421b), 제2 코일(322)의 일 단(422a) 및 제2 코일(322)의 타 단(422b)은 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)의 중심(c)으로부터 반경 방향으로 연장된 선에 정렬될 수 있다. 하지만, 제1 코일(321)의 일 단(421a), 제1 코일(321)의 타 단(421b), 제2 코일(322)의 일 단(422a) 및 제2 코일(322)의 타 단(422b)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 제1 코일(321)의 일 단(421a), 제1 코일(321)의 타 단(421b), 제2 코일(322)의 일 단(422a) 및 제2 코일(322)의 타 단(422b)의 위치는, 주변 전자 부품(예: 가변 커패시터(410) 또는 제어회로(420))의 위치에 따라 다양할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가변 커패시터(410)는, 제1 코일(321)과 연결될 수 있다. 제1 코일(321)의 일 단(421a)과 가변 커패시터(410)의 일 단이 연결되고, 제1 코일(321)의 타 단(421b)과 가변 커패시터(410)의 타 단이 연결될 수 있다. 가변 커패시터(410)는, 제1 코일(321)의 양단에 병렬연결된 가변 커패시터(410)의 커패시턴스를 변화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 회로(420)는, 제2 코일(322)과 연결될 수 있다. 제2 코일(322)의 일 단(422a)과 제어 회로(420)의 일 단이 연결되고, 제2 코일(322)의 타 단(422b)과 제어 회로(420)의 다른 단이 연결될 수 있다. 제어 회로(420)는, 배터리(189)로부터 전력 관리 모듈 또는 무선 충전 모듈을 포함하는 코일 모듈(320)로 전달되는 전력 또는 코일 모듈(320)로부터 배터리(189)로 전달되는 전력을 관리할 수 있다. 예를 들면, 제어 회로(420)는, 제2 코일(322)과 연결되고, 제1 코일(321)에 유도 전류를 생성하도록 제2 코일(322)에 전류를 공급하고, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 배터리(189)로 전력을 공급하거나 배터리(189)로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 회로(420) 또는 프로세서(120)는, 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시킬 수 있다. 가변 커패시터의 커패시턴스의 값의 변화를 바탕으로, 제1 코일(321)에 흐르는 전류 및 제2 코일(322)에 흐르는 전류는 변할 수 있다.
상술한 실시예에 따르는, 프로세서(120) 또는 제어 회로(420)는, 가변 커패시터(410)를 통해 제1 코일(321) 또는 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있다. 상기 제1 코일(321) 또는 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 양을 제어함으로써, 프로세서(120)는, 외부 전자 장치와의 무선 충전 효율을 증대시킬 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 코일 및 제2 코일의 예시적인 등가 회로를 나타내는 회로도이다.
코일 모듈(320)은, 제1 코일(321), 제2 코일(322), 가변 커패시터(410), 및/또는 제어 회로(420)를 포함할 수 있다. 제1 코일(321)은, 제2 코일(322)과 자기적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 제2 코일(322)에 흐르는 전류를 바탕으로, 유도 전류가 제1 코일(321)에 흐를 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제1 코일(321)은, 가변 커패시터(410)와 연결될 수 있다. 제2 코일(322)은, 제어 회로(420)와 연결되고, 커패시터들의 세트(510)와 연결될 수 있다. 커패스터들의 세트(510)는, 복수의 커패시터들이 서로 병렬로 연결될 수 있다.
도 5a의 등가회로는, 아래의 수학식 1과 같을 수 있다.
Figure PCTKR2023014319-appb-img-000001
V_s는 제어 회로로부터 제2 코일(322)로 인가되는 전압이고, i_out은 제2 코일(322)에 흐르는 전류, i_in은 제1 코일(321)에 흐르는 전류일 수 있다. R_out은, 제2 코일(322) 및 제2 코일(322)과 연결되는 도선의 내부 저항이고, L_out은 제2 코일(322)의 인덕턴스이고, C_out은 커패시터들의 세트(510)의 등가 커패시터의 커패시턴스 일 수 있다. R_in은, 제1 코일(321) 및 제1 코일(321)과 연결되는 도선의 내부 저항이고, L_in은 제1 코일(321)의 인덕턴스이고, C_in은 가변 커패시터(410)의 커패시턴스 일 수 있다.
Figure PCTKR2023014319-appb-img-000002
제1 코일을 포함하는 루프의 임피던스를 Z_in으로 표현하고, 제2 코일을 포함하는 루프의 임피던스를 Z_out으로 표현하면, 수학식 1로부터 수학식 2를 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2023014319-appb-img-000003
수학식 3은, 수학식 2를 정리하여, 획득될 수 있다. 수학식 3으로부터, 제1 코일(321)에 흐르는 전류(i_in)과 제2 코일에 흐르는 전류(i_out)은, Z_in을 조절함으로써 획득할 수 있다.
무선 전력 송수신을 이용하는 무선 충전 장치들은, 코일에 흐르는 전류를 바탕으로 자기장을 생성할 수 있다. 프로세서(120)는, 가변 커패시터(410)를 통해, 제1 코일(321) 또는 제2 코일(322)에 흐르는 전류비(i_out : i_in)를 제어함으로써, 제1 코일(321) 또는 제2 코일(322) 주위에 형성되는 자기장의 형태를 조절할 수 있다.
예를 들면, 가변 커패시터(410)를 통해, 제1 코일(321)을 포함하는 루프의 임피던스(Zin)를 증가시키면, 제2 코일(322)에 흐르는 전류(i_out)는 증가하고 제1 코일(321)에 흐르는 전류(i_in)는 감소할 수 있다. 상기 전류의 변화에 따라, 제2 코일(322)이 위치하는 영역(예: 안테나의 외곽)에 자기장이 강해지고, 제1 코일(321)이 위치하는 영역(예: 안테나의 내부)에 자기장이 약해질 수 있다. 가변 커패시터(410)를 통해, 제1 코일(321)을 포함하는 루프의 임피던스(Zin)를 감소시키면, 제2 코일(322)에 흐르는 전류(i_out)는 감소하고 제1 코일(321)에 흐르는 전류(i_in)는 증가할 수 있다. 상기 전류의 변화에 따라, 제2 코일(322)이 위치하는 영역에 자기장이 약해지고, 제1 코일(321)이 위치하는 영역에 자기장이 강해질 수 있다. 자기장이 강한 영역에서, 외부 전자 장치와 전자기적 상호작용이 강하게 일어나므로, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치가 배치되는 영역으로 자기장을 강하게 형성하면, 무선 충전의 효율을 향상시킬 수 있다.
Figure PCTKR2023014319-appb-img-000004
수학식 2를 추가로 정리하면, 수학식 4를 획득할 수 있다. 수학식 4를 살펴보면, 제어 회로(420)의 양단에 걸리는 전압(V_s)을 제2 코일(322)에 흐르는 전류(i_out)로 나눈 것으로, 입력 임피던스를 나타낸다. 제어 회로(420)의 양단에 연결되는 임피던스의 값을 임피던스(Z_in)으로 제어할 수 있다. 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)은, 상기 임피던스(Z_in)의 제어를 통하여, 무선 충전 코일뿐만 아니라, MST(magnetic secure transmission) 또는 NFC(near field communication)로 활용할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 코일(321)은, 커패시터들의 세트(510) 연결될 수 있다. 제2 코일(322)은, 제어 회로와 연결되고, 가변 커패시터(410)와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 코일(322)에 연결된 가변 커패시터(410)의 커패시턴스를 조절함으로써, 제1 코일(321)과 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 비를 조절할 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322) 중 하나의 코일에 가변 커패시터(410)를 연결하고, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322) 중 나머지 하나의 코일에 제어 회로(420)를 연결할 수 있다. 가변 커패시터(410)와 제어 회로(420)가 서로 다른 코일에 연결되는 경우, 전자 장치는, 제1 코일(321)에 흐르는 전류와 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 비를 제어할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치의 위치 또는 코일 모듈(320)을 기준으로 외부 전자 장치의 정렬을 바탕으로, 코일 모듈(320)의 내측 코일인 제1 코일(321)과 외측 코일인 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 비율을 조절할 수 있다. 상기 전류의 비율을 조절을 통해, 전자 장치(300)는, 무선 충전 효율을 향상시킬 수 있다. 전자 장치(300)는, 제어 회로(420)의 양단에 연결되는 임피던스 값을 조절함으로써, 코일 모듈(320)을 무선 충전 안테나로 사양할 수 있고, 코일 모듈(320)을 MST 또는 NFC를 위한 안테나 모듈로 사용할 수 있다. 전자 장치(300)는, 하나의 코일 모듈(320)을 통해, 다양한 기능을 수행하는 안테나 모듈을 제공함으로써, 전자 장치(300)의 공간 효율성을 높일 수 있다.
도 6a 및 도 6b는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 예시적인 안테나의 단면도이다.
도 6a를 참조하면, 코일 모듈(320)은, 제1 코일(621a), 제2 코일(622a), 제1 비도전성 레이어(611a), 및 제2 비도전성 레이어(612a)를 포함할 수 있다. 코일 모듈(320)은, 비도전성 레이어들에 배치된 도전성 부분들(예: 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a))을 포함하는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 비도전성 레이어(611a) 및 제2 비도전성 레이어(612a)는 코일 모듈(320)의 외면을 형성하는 커버레이(coverlay)일 수 있다. 예를 들면, 제1 비도전성 레이어(611a) 및 제2 비도전성 레이어(612a)는 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a)을 감쌀 수 있다. 예를 들면, 제1 비도전성 레이어(611a)는 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a)은, 제1 비도전성 레이어(611a) 상에 배치될 수 있다. 제1 코일(621a)은, 제1 비도전성 레이어(611a)의 일면에 배치될 수 있다. 제2 코일(622a)은 제1 비도전성 레이어(611a)의 일면에서 제1 코일(621a)로부터 이격될 수 있다. 제2 코일(622a)은, 제1 코일(621a)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 제2 코일(622a)은, 제1 코일(621a)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a)은 실질적으로 하나의 평면으로 형성될 수 있다. 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a)은 제2 비도전성 레이어(612a)에 의해 커버될 수 있다. 제2 비도전성 레이어(612a)는, 제1 코일(621a) 및 제2 코일(622a) 상에 배치될 수 있다. 제1 코일(621a)과 제2 코일(622a) 사이에 비도전성 물질이 채워질 수 있다. 제1 코일(621a)과 제2 코일(622a) 사이에 제1 비도전성 레이어(611a)와 제2 비도전성 레이어(612a)와 상이한 비도전성 물질이 배치될 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 코일(621a)과 제2 코일(622a) 사이에 제1 비도전성 레이어(611a) 및 제2 비도전성 레이어(612a)의 일부가 배치될 수 있다.
제1 코일(621a)과 제2 코일(622a)은 서로 자기적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 제2 코일(622a)에 전류가 공급되면, 제1 코일(621a)은 제2 코일(622a)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장과 상호작용하고, 상기 상호작용에 따라 제1 코일(621a)에 유도 전류가 발생할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 코일 모듈(320)은, 제1 코일(621b), 제2 코일(622b), 제1 비도전성 레이어(611b), 및 제2 비도전성 레이어(612b) 및 제3 비도전성 레이어(613b)를 포함할 수 있다. 코일 모듈(320)은, 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 비도전성 레이어(611b) 및 제3 비도전성 레이어(613b)는 코일 모듈(320)의 외면을 형성하는 커버레이(coverlay)일 수 있다. 예를 들면, 제1 비도전성 레이어(611b) 및 제3 비도전성 레이어(613b)는 제1 코일(621b) 및 제2 코일(622b)을 감쌀 수 있다. 예를 들면, 제1 비도전성 레이어(611b)는 제1 코일(621b)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(621b) 은, 제1 비도전성 레이어(611b) 상에 배치될 수 있다. 제1 코일(621b)은, 제1 비도전성 레이어(611b)의 일면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 비도전성 레이어(611b)상에 배치되는 제1 코일(621b)상에 제2 비도전성 레이어(612b)가 배치될 수 있다. 제2 비도전성 레이어(612b)는 제1 비도전성 레이어(611b) 상에 배치되는 제1 코일(621b)의 일면을 감쌀 수 있다. 제2 비도전성 레이어(612b)는 비아 홀들을 포함할 수 있고, 코일 모듈(320)은, 상기 비아홀들 중 일부를 통해 제1 코일(621b)과 연결되는 제1 도전성 비아(631)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 코일(622b)은, 제2 비도전성 레이어(612b) 상에 배치될 수 있다. 제2 비도전성 레이어(612b)는 제1 코일(621b)과 제2 코일(622b) 사이에 배치될 수 있다. 제2 비도전성 레이어(612b)는 제1 코일(621b)과 제2 코일(622b)을 서로 이격시킬 수 있다. 코일 모듈(320)은, 상기 비아홀들 중 나머지 일부를 통해 제2 코일(622b)와 연결되는 제2 도전성 비아(632)를 포함할 수 있다. 제1 코일(621b)과 제2 코일(622b)은 물리적으로 이격되고, 자기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 코일(621b)과 제2 코일은 서로 이격될 수 있다. 제1 코일(621b)과 연결되는 제1 도전성 비아(631)는 제2 코일(622b)과 연결되는 제2 도전성 비아와 이격될 수 있다. 제1 코일(621b)과 제2 코일(622b)은 서로 자기적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 제2 코일(622b)에 전류가 공급되면, 제1 코일(621b)은 제2 코일(622b)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장과 상호작용하고, 상기 상호작용에 따라 제1 코일(621b)에 유도 전류가 발생할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 코일 모듈(320)을 위에서 바라볼 때, 제1 코일(621b)은 제2 코일(622b)의 일부에 중첩될 수 있다. 제1 코일(621b)과 제2 코일(622b)의 외경 또는 내경 중 적어도 하나는 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 코일(621b)의 내경과 제2 코일(622b)의 내경이 동일하더라도, 제1 코일(621b)의 외경과 제2 코일(622b)의 외경은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(621b)의 외경과 제2 코일(622b)의 외경이 동일하더라도, 제1 코일(621b)의 내경과 제2 코일(622b)의 내경은 서로 상이할 수 있다. 제1 코일(621b)과 제2 코일(622b)이 완전히 중첩되면, 제1 코일(621b) 및 제2 코일(622b)에 흐르는 전류를 조절하더라도, 외부 전자 장치의 정렬 상태에 따른 전류량을 조절하기 어려울 수 있다. 제1 코일(621b)이 제2 코일(622b)에 부분적으로 중첩되는 경우, 제1 코일(621b)에 흐르는 전류의 양이 증가하면, 코일 모듈(320)의 내부에 전류의 양이 증가할 수 있고, 제2 코일(622b)에 흐르는 전류의 양이 증가하면, 코일 모듈(320)의 외부에 흐르는 전류의 양이 증가할 수 있다. 제1 코일(621b)이 제2 코일(622b)에 부분적으로 중첩되는 경우, 외부 전자 장치의 정렬 상태에 따라 전류의 양을 조절할 수 있어, 충전 효율을 증대할 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 코일 모듈(320)은, 제1 코일(621a, 621b)과 제2 코일(622a, 622b)은 서로 이격시키고, 자기적으로 결합시킬 수 있다. 코일 모듈(320)은, 제1 코일(621a, 621b)과 제2 코일(622a, 622b) 각각에 흐르는 전류의 비를 조절함으로써, 외부 전자 장치의 충전 효율을 증가시킬 수 있다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 전자 장치와 무선 충전기의 배치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치인 무선 충전기(700)에 배열될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 코일 모듈(320)을 포함할 수 있다. 코일 모듈(320)은, 무선 충전기(700)의 충전 코일(710)에 정렬될 수 있다. 예를 들면, 충전 코일(710)은 코일 모듈(320)보다 클 수 있다. 예를 들면, 충전 코일(710)의 긴 가장자리의 길이(d1)는 코일 모듈(320)의 외경(dc)보다 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 무선 충전기(700)의 충전 코일(710)의 중심으로부터 이격된 위치들(Pa, Pb)에서 충전 효율을 향상시키기 위하여, 제2 코일(예: 도 4의 제2 코일(322))에 연결된 가변 커패시터(예: 도 4의 가변 커패시터(410))의 커패시턴스 값을 변화시킬 수 있다.
일 실시예에 따른, 전자 장치(300)의 성능을 비교하기 위하여, 비교 실시예 1은, 제1 코일과 제2 코일을 병렬로 연결하고, 비교 실시예 2는, 제1 코일과 제2 코일을 선택적으로 연결할 수 있도록 구성할 수 있다.
충전 코일(710)은, 긴 가장자리의 길이(d1)는, 약 49.7mm이고, 짧은 가장자리의 길이(d2)는 약 41.7mm일 수 있다. 코일 모듈(320)의 외경(dc)은 약 42mm일 수 있다.
아래의 표는, 충전 코일(710)과 코일 모듈(320)이 정렬된 제1 상태, 코일 모듈(320)의 중심 축이 충전 코일(710)의 중심 축(ax)으로부터 5mm 어긋난 위치(Pa)에 배치된 제2 상태, 및 코일 모듈(320)의 중심 축이 충전 코일(710)의 중심 축(ax)으로부터 10mm 어긋난 위치(Pb)에 배치된 제3 상태에서, 충전 효율을 나타낸다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 제1 상태에서 가변 커패시터의 커패시턴스를 60nF으로, 제3 상태에서, 가변 커패시터의 커패시턴스를 66nF으로 조절할 수 있다.
실시예 비교 실시예1 비교 실시예 2
제1 코일 연결 제2 코일 연결
제1 상태 89.8% 88.4% 78.3% 89.3%
제2 상태 88.9% 89.1% 81.2% 88.1%
제3 상태 85.3% 85.4% 75.2% 83.9%
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 제1 상태에서, 비교 실시예들과 비교하여 높은 충전 효율을 가질 수 있다. 전자 장치(300)는, 제2 상태 및 제3 상태에서, 비교 실시예 1 및 비교 실시예 2 중 제2 코일만 연결될 경우와 실질적으로 동일한 성능을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 충전기(700)의 경우, 면적이 넓은 충전 코일(710)로부터 무선 충전을 진행하므로, 정렬되지 않은 경우와 정렬된 경우에서 무선 충전 효율은 큰 차이를 보이지 않을 수 있다. 예를 들면, 충전 코일(710)과 코일 모듈(320)이 비정렬되어도, 실질적으로, 중첩되는 면적의 변화가 적기 때문에, 무선 충전 효율은 비슷할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치(300)는, 무선 충전기(700)로부터 전력을 수신하는 경우, 비교 예 중 가장 높은 성능을 유지할 수 있다. 전자 장치(300)가 전자 장치(300)의 코일 모듈(320)보다 작은 충전 코일을 포함하는 외부 전자 장치(예: 웨어러블 장치)로 전력을 공유하는 경우, 충전 효율은 도 8을 통해서 설명한다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 전자 장치와 시계의 배치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치인 웨어러블 장치(800)에 배열될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 코일 모듈(320)을 포함할 수 있다. 코일 모듈(320)은, 웨어러블 장치(800)의 충전 코일(810)에 정렬될 수 있다. 예를 들면, 충전 코일(810)은 코일 모듈(320)보다 작을 수 있다. 예를 들면, 충전 코일(810)의 직경(d)는 코일 모듈(320)의 외경(dc)보다 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(800)는, 본체(801)와 결합 부재(802)를 포함할 수 있다. 본체(801)는, 충전 코일(810)이 실장될 공간을 제공할 수 있다. 결합 부재(802)는, 사용자의 신체 일부에 감질 수 있다. 웨어러블 장치(800)는, 결합 부재(802)를 통해, 사용자의 신체 일부에 착용될 수 있다. 웨어러블 장치(800)는, 사용자의 신체 일부인 팔에 착용되는 측면에서, 스마트 워치 또는 스마트 밴드로 참조될 수 있다. 전자 장치(300)는, 웨어러블 장치(800)로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300)는 배터리의 전력의 일부를 웨어러블 장치(800)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 웨어러블 장치(800)의 충전 코일(810)의 중심으로부터 이격된 위치들(pc)에서 충전 효율을 향상시키기 위하여, 제2 코일(예: 도 4의 제2 코일(322))에 연결된 가변 커패시터(예: 도 4의 가변 커패시터(410))의 커패시턴스 값을 변화시킬 수 있다.
일 실시예에 따른, 전자 장치(300)의 성능을 비교하기 위하여, 비교 실시예 1은, 제1 코일과 제2 코일을 병렬로 연결하고, 비교 실시예 2는, 제1 코일과 제2 코일을 선택적으로 연결할 수 있도록 구성할 수 있다.
충전 코일(810)의 직경은, 약 24.5mm일 수 있다. 코일 모듈(320)의 외경(dc)은 약 42mm일 수 있다.
아래의 표는, 충전 코일(810)과 코일 모듈(320)이 정렬된 제1 상태 및 충전 코일(810)의 중심 축(ax)과 코일 모듈(320)의 중심 축(ax)이 5mm 어긋난 제2 상태에서, 충전 효율을 나타낸다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 제1 상태에서 가변 커패시터의 커패시턴스를 120nF으로, 제2 상태에서, 가변 커패시터의 커패시턴스를 150nF으로 조절할 수 있다.
실시예 비교 실시예1 비교 실시예 2
제1 코일 연결 제2 코일 연결
제1 상태 84.1% 74.1% 83.6% 58.1%
제2 상태 80.4% 77.0% 78.6% 67.7%
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 제1 상태 및 제2 상태에서, 비교 실시예들과 비교하여 높은 충전 효율을 가질 수 있다.
도 7의 무선 충전 장치(800)와 비교할 때, 웨어러블 장치(800)의 경우, 면적이 좁은 충전 코일(810)로 전력을 공급하므로, 정렬되지 않은 경우와 정렬된 경우에서 무선 충전 효율은 상대적으로 큰 차이를 보일 수 있다. 예를 들면, 충전 코일(810)과 코일 모듈(320)이 비정렬되는 경우, 충전 코일(810)과 제1 코일 또는 제2 코일의 중첩 면적의 변화가 크므로, 무선 충전 효율은 큰 차이를 가질 수 있다.
전자 장치(800)는, 코일 모듈(320)의 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)에 흐르는 전류를 조절하여, 웨어러블 장치가 위치하는 영역에서의 전류량을 증가시킬 수 있으므로, 웨어러블 장치의 비정렬에도 높은 충전 효율을 유지할 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 정렬 거리를 바탕으로, 상기 제1 코일(321), 상기 제2 코일(322) 및 상기 충전 코일(810)이 동심임을 식별하면, 상기 제1 코일(321)의 유도 전류를 증가시키도록 상기 가변 커패시터(410)의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 가변 커패시터(410)의 커패시턴스를 조절함으로써, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 전류비를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 코일(321)에 가깝게 외부 전자 장치가 배치되는 경우, 전자 장치는, 가변 커패시터(410)의 커패시턴스를 조절하여, 제1 코일(321)에 흐르는 전류양을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 중심 축(ax)와 외부 전자 장치의 이격 거리(예: 정렬 거리)가 증가함을 식별하면, 외곽에 배치되는 상기 제2 코일(322)의 전류를 증가시키도록 상기 가변 커패시터(410)의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 가변 커패시터(410)의 커패시턴스를 조절함으로써, 제1 코일(321) 및 제2 코일(322)에 흐르는 전류의 전류비를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 코일(321)보다 제2 코일(322)에 가깝게 외부 전자 장치가 배치되는 경우, 전자 장치(300)는, 가변 커패시터(410)의 커패시턴스를 조절하여, 제2 코일(322)에 흐르는 전류양을 증가시킬 수 있다.
도 9a 및 도 9b는, 일 실시예에 따른, 커패시터의 커패시턴스에 따른 코일의 인덕턴스 및 저항 값을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b 참조하면, 도 9a의 그래프(910)는, 주파수에 따른, 입력 임피던스 중 인덕턴스를 나타내고, 도 9b의 그래프(920)는, 주파수에 따른 입력 임피던스 중 저항 값을 나타낸다. 그래프(910)의 x축은 주파수를 나타내고, 단위는 kHz일 수 있다. 그래프(910)은, 입력 임피던스의 성분 중 인덕턴스를 나타내고, 단위는 μH일 수 있다. 그래프(920)의 x축은 주파수를 나타내고, 단위는 kHz일 수 있다. 그래프(920)은, 입력 임피던스의 성분 중 실수인 저항 값을 나타내고, 단위는 Ω일 수 있다. 그래프(910) 및 그래프(920)은, 수학식 4를 바탕으로 인덕턴스 및 저항 값을 결정할 수 있다. 수학식 4에 따르면, 가변 커패시터의 커패시턴스가 증가함에 따라 주파수는 낮아질 수 있다. 130kHz에 대응하는 인덕턴스는 그래프(910)으로부터 11.4 μH이고, 저항값은 그래프(920)으로부터 1.8 Ω 일 수 있다. 전자 장치(300)는 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 조절함으로써, MST 모드로 동작할 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 제어 회로(420)의 양단에 연결되는 임피던스 값을 조절함으로써, 코일 모듈(320)을 무선 충전 안테나로 사양할 수 있고, 코일 모듈(320)을 MST 또는 NFC를 위한 안테나 모듈로 사용할 수 있다. 전자 장치(300)는, 하나의 코일 모듈(320)을 통해, 다양한 기능을 수행하는 안테나 모듈을 제공함으로써, 전자 장치(300)의 공간 효율성을 높일 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는, 배터리(예: 도 3의 배터리(189)), 상기 배터리 상에 배치되는 제1 코일(예: 도 3의 제1 코일(321)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치는, 제2 코일(예: 도 3의 제2 코일(322))을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 코일은, 상기 제1 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제1 코일의 가장자리를 따라 권선될 수 있다. 상기 전자 장치는, 가변 커패시터(예: 도 4의 가변 커패시터(410))를 더 포함할 수 있다. 상기 가변 커패시터는, 상기 제1 코일의 양단에 연결될 수 있다. 상기 전자 장치는, 제어 회로(예: 도 4의 제어 회로(420))를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 코일의 양단에 연결될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 코일에 유도 전류를 생성하도록 상기 제2 코일에 전류를 공급할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 상기 배터리로 전력을 공급하거나 상기 배터리로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 장치는, 센서(예: 도 3의 센서(340))를 더 포함할 수 있다. 상기 센서는, 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 감지하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 장치는, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 식별된 상기 외부 전자 장치의 위치를 바탕으로, 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르는, 프로세서 또는 코일 모듈은, 가변 커패시터를 통해 제1 코일 또는 제2 코일에 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있다. 상기 제1 코일 또는 제2 코일에 흐르는 전류의 양을 제어함으로써, 전자 장치는, 외부 전자 장치와의 무선 충전 효율을 증대시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리를 위에서 볼 때, 상기 제1 코일의 중심은, 상기 제2 코일의 중심과 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은, 상기 배터리 상에 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 따른 제1 코일 및 제2 코일은, 배터리와 전기적으로 연결되어, 제1 코일 및 제2 코일을 전력을 배터리로 전달할 수 있다. 배터리는, 제1 코일 및 제2 코일로 전력을 공급하여, 전자 장치의 외부로 전력을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1 비도전성 레이어(예: 도 6a의 제1 비도전성 레이어(611a))를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 비도전성 레이어(611a)는, 상기 배터리 상에 배치되고, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일을 지지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일의 측면 및 상기 제2 코일의 측면은 서로 마주할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 실질적으로 동일한 평면에 될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제1 코일과 제2 코일을 동일한 평면에 배치함으로써, 제1 코일과 제2 코일을 포함하는 코일 모듈의 두께를 줄일 수 있어, 전자 장치 내부의 실장 효율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 상기 배터리 상에 배치되고, 상기 제1 코일을 지지하는 제1 비도전성 레이어(예: 도 6b의 제1 비도전성 레이어(611b))와, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 배치되는 제2 비도전성 레이어(예: 도 6b의 제2 비도전성 레이어(612b))를 더 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치는, 제2 비도전성 레이어를 제1 코일과 제2 코일 사이에 배치함으로써, 제1 코일과 제2 코일의 일부를 중첩되도록 배치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 코일은, 상기 제어 회로를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리로 전력을 송신하거나, 상기 배터리로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치는, 제1 코일 및 제2 코일 중 하나의 코일(예: 제2 코일)을 제어 회로에 연결시킴으로써, 제1 코일과 제2 코일에 흐르는 전류의 양을 상이하게 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 제어 회로 및 상기 프로세서가 배치되는 인쇄 회로 기판(예: 도 3의 제1 인쇄 회로 기판(311))을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 코일은, 상기 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해, 센싱 값을 획득할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 센싱 값을 바탕으로, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 중심으로부터 상기 외부 전자 장치 내의 제3 코일의 중심까지의 정렬 거리를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는, 상기 정렬 거리를 바탕으로, 상기 가변 커패시터를 통해, 상기 제1 코일의 상기 유도 전류의 크기 및 상기 제2 코일의 상기 전류의 크기를 제어하도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 외부 전자 장치의 정렬 여부를 식별함으로써, 제1 코일과 제2 코일에 흐르는 전류를 조절할 수 있다. 상기 전류의 조절을 통하여, 전자 장치는, 외부 전자 장치와의 무선 충전 효율을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 정렬 거리를 바탕으로, 상기 제1 코일, 상기 제2 코일 및 상기 제3 코일이 동심임을 식별하면, 상기 제1 코일의 유도 전류를 증가시키도록 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절함으로써, 제1 코일 및 제2 코일에 흐르는 전류의 전류비를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 코일에 가깝게 외부 전자 장치가 배치되는 경우, 전자 장치는, 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하여, 제1 코일에 흐르는 전류양을 변경시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 정렬 거리가 증가함을 식별하면, 상기 제2 코일의 전류를 변경시키도록 상기 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절함으로써, 제1 코일 및 제2 코일에 흐르는 전류의 전류비를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 코일보다 제2 코일에 가깝게 외부 전자 장치가 배치되는 경우, 전자 장치는, 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절하여, 제2 코일에 흐르는 전류양을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서의 센싱 값들을 바탕으로, 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 제1 온도 센서와 제2 온도 센서의 온도값의 차이를 통해, 전자 장치는, 외부 전자 장치가 제1 코일 및 제2 코일의 중심으로부터 이격된 거리를 획득할 수 있다. 상기 획득된 거리를 바탕으로, 전자 장치는, 제1 코일과 제2 코일의 전류양을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 전자 장치의 외면을 형성하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 온도 센서는, 상기 하우징의 제1 측면과 상기 제2 코일 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 온도 센서는, 상기 제1 측면에 반대인 상기 하우징의 제2 측면과 상기 제2 코일 사이에 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 제1 센서와 제2 센서를 제1 코일과 측면 사이 제2 코일과 측면 사이에 배치함으로써, 전자 장치는, 코일의 중심으로부터 외부 전자 장치의 정렬여부를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 온도 센서는, 상기 제2 코일의 외곽에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 온도 센서는, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 의해 감싸질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 센서는, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이에 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 온도 센서 중 하나를 코일 사이의 빈 공간에 배치함으로써, 전자 장치 내의 전자 부품들을 위한 실장 공간 효율을 높일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 상기 전자 장치의 일 면을 형성하는 비도전성 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은, 상기 비도전성 플레이트와 상기 배터리 사이에 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 비도전성 플레이트는, 제1 코일 및 제2 코일과 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 중첩되도록 배치된 제1 코일 및 제2 코일은, 상기 비도전성 플레이트를 통하여, 외부 전자 장치로 전력을 송신하거나, 전력을 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리를 위에서 바라볼 때, 상기 제2 코일은, 상기 제1 코일의 가장자리를 포함하는 영역과 일부 중첩될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 제1 코일과 제2 코일을 중첩되도록 배치하여, 제1 코일과 제2 코일의 면적을 증가시킬 수 있다. 증가된 면적을 통해, 제1 코일은, 제2 코일을 통해 전체 흐르는 전류 양을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일과 상호 작용하도록 구성된 무선 충전 코일을 포함하는 상기 외부 전자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 수신된 전력을 상기 제어 회로를 통하여 상기 배터리로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일과 상호 작용하도록 구성된 무선 충전 코일을 포함하는 상기 배터리로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는, 배터리(예: 도 3의 배터리(189)), 상기 배터리 상에 배치되는 제1 코일(예: 도 3의 제1 코일(321)), 상기 제1 코일과 자기적으로 결합되고, 상기 제1 코일의 가장자리를 따라 감겨진(wound) 제2 코일(예: 도 3의 제2 코일(322)), 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 제2 코일에 유도 전류를 생성하도록 상기 제1 코일에 전류를 공급하고, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 상기 배터리로 전력을 공급하거나 상기 배터리로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성되는 제어 회로(예: 도 4의 제어 회로(520)) 및 상기 제2 코일과 연결되는 가변 커패시터(예: 도 4의 가변 커패시터(410)), 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 감지하도록 구성된 센서(예: 도 3의 센서(340))와 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하고, 상기 식별된 상기 외부 전자 장치의 위치를 바탕으로, 상기 가변 상기 커패시터의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 따르는, 프로세서 또는 코일 모듈은, 가변 커패시터를 통해 제1 코일 또는 제2 코일에 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있다. 상기 제1 코일 또는 제2 코일에 흐르는 전류의 양을 제어함으로써, 전자 장치는, 외부 전자 장치와의 무선 충전 효율을 증대시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가변 커패시터는 제1 코일 및 제2 코일 중 하나의 코일에 연결될 수 있다. 제어 회로는, 제1 코일 및 제2 코일 중 다른 하나의 코일에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리를 위에서 볼 때, 상기 제1 코일은, 상기 제2 코일과 동심일 수 있다. 상기 배터리는, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일과 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 코일은, 상기 제어 회로를 통해 상기 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리로 전력을 송신하거나, 상기 배터리로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 전자 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치(100; 300)에 있어서,
    배터리(189);
    상기 배터리(189) 상에 배치되는 제1 코일(321);
    상기 제1 코일(321)과 자기적으로 결합되고, 상기 제1 코일(321)의 가장자리를 따라 감겨진(wound) 제2 코일(322);
    상기 제1 코일(321)과 연결되는 가변 커패시터(410);
    상기 제2 코일(322)과 연결되고, 상기 제1 코일(321)에 유도 전류를 생성하도록 상기 제2 코일(322)에 전류를 공급하고, 상기 전류 및 상기 유도 전류를 바탕으로, 외부 전자 장치로부터 상기 배터리(189)로 전력을 공급하거나 상기 배터리(189)로부터 상기 외부 전자 장치로 전력을 송신하도록 구성되는 제어 회로(420);
    상기 제1 코일(321) 또는 상기 제2 코일(322)에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 감지하도록 구성된 센서(340); 및
    프로세서(120); 를 포함하고,
    상기 프로세서(120)는,
    상기 센서(340)를 통해, 상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)에 대한 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하고,
    상기 식별된 상기 외부 전자 장치의 위치를 바탕으로, 상기 가변 커패시터(410)의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성되는,
    전자 장치(100; 300).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리(189)를 위에서 볼 때,
    상기 제1 코일(321)은, 상기 제2 코일(322)과 동심이고,
    상기 배터리(189)는,
    상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)과 중첩되는,
    전자 장치(100; 300).
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리(189) 상에 배치되고, 상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)을 지지하는 제1 비도전성 레이어(611a); 를 더 포함하고,
    상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)은,
    서로 이격되고, 실질적으로 동일한 평면에 배치되는,
    전자 장치(100; 300).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리(189) 상에 배치되고, 상기 제1 코일(321)을 지지하는 제1 비도전성 레이어(611b); 및
    상기 제1 코일(321)과 상기 제2 코일(322) 사이에 배치되는 제2 비도전성 레이어(612b);를 더 포함하는
    전자 장치(100; 300).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 코일(322)은,
    상기 제어 회로(420)를 통해 상기 배터리(189)와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리(189)로 전력을 송신하거나, 상기 배터리(189)로부터 전력을 수신하도록 구성된,
    전자 장치(100; 300).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 회로(420) 및 상기 프로세서(120)가 배치되는 인쇄 회로 기판(311); 을 더 포함하고,
    상기 제2 코일(322)은,
    상기 인쇄 회로 기판(311)과 전기적으로 연결되는,
    전자 장치(100; 300).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(120)는,
    상기 센서(340)를 통해, 센싱 값을 획득하고,
    상기 센싱 값을 바탕으로, 상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)의 중심으로부터 상기 외부 전자 장치 내의 제3 코일(710; 810)의 중심까지의 정렬 거리를 식별하고,
    상기 정렬 거리를 바탕으로, 상기 가변 커패시터(410)를 통해, 상기 제1 코일(321)의 상기 유도 전류의 크기 및 상기 제2 코일(322)의 상기 전류의 크기를 제어하도록 구성되는,
    전자 장치(100; 300).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(120)는,
    상기 정렬 거리를 바탕으로, 상기 제1 코일(321), 상기 제2 코일(322) 및 상기 제3 코일(710; 810)이 동심임을 식별하면, 상기 제1 코일(321)의 유도 전류를 변경하도록 상기 가변 커패시터(410)의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성되는,
    전자 장치(100; 300).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(120)는,
    상기 정렬 거리가 증가함을 식별하면, 상기 제2 코일(322)의 전류를 변경하도록 상기 가변 커패시터(410)의 커패시턴스 값을 변화시키도록 구성되는,
    전자 장치(100; 300).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(340)는,
    제1 온도 센서(340) 및 제2 온도 센서(340)를 포함하고,
    상기 프로세서(120)는,
    상기 제1 온도 센서(340) 및 상기 제2 온도 센서(340)의 센싱 값들을 바탕으로, 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하도록 구성되는,
    전자 장치(100; 300).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 장치(100; 300)의 외면을 형성하는 하우징(310)을 더 포함하고,
    상기 제1 온도 센서(340)는,
    상기 하우징(310)의 제1 측면과 상기 제2 코일(322) 사이에 배치되고,
    상기 제2 온도 센서(340)는,
    상기 제1 측면에 반대인 상기 하우징(310)의 제2 측면과 상기 제2 코일(322) 사이에 배치되는,
    전자 장치(100; 300).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서(340)는,
    상기 제2 코일(322)의 외곽에 배치되고,
    상기 제2 온도 센서(340)는,
    상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)에 의해 감싸지는,
    전자 장치(100; 300).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(340)는, 상기 제1 코일(321)과 상기 제2 코일(322) 사이에 배치되는,
    전자 장치(100; 300).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 장치(100; 300)의 일 면을 형성하는 비도전성 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 제1 코일(321) 및 상기 제2 코일(322)은,
    상기 비도전성 플레이트와 상기 배터리(189) 사이에 배치되는,
    전자 장치(100; 300).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리(189)를 위에서 바라볼 때, 상기 제2 코일(322)은,
    상기 제1 코일(321)의 가장자리를 포함하는 영역과 일부 중첩되는,
    전자 장치(100; 300).
PCT/KR2023/014319 2022-10-06 2023-09-20 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치 WO2024076055A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0128203 2022-10-06
KR20220128203 2022-10-06
KR1020220149696A KR20240048441A (ko) 2022-10-06 2022-11-10 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치
KR10-2022-0149696 2022-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024076055A1 true WO2024076055A1 (ko) 2024-04-11

Family

ID=90608744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/014319 WO2024076055A1 (ko) 2022-10-06 2023-09-20 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024076055A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130041870A (ko) * 2013-03-27 2013-04-25 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 그의 무선 전력 송신 방법
KR20170108218A (ko) * 2016-03-17 2017-09-27 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그의 동작 방법
KR20180034744A (ko) * 2016-09-26 2018-04-05 연세대학교 산학협력단 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 시스템
KR20180076359A (ko) * 2016-12-27 2018-07-05 한국과학기술원 다수의 전자기기 충전을 위한 주파수 선택 가능 액티브 메타물질 장치와 이를 이용한 무선전력전송 시스템
US20190190324A1 (en) * 2016-09-21 2019-06-20 Apple Inc. Detection of Object Location and Orientation on a Wireless Charge Mat

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130041870A (ko) * 2013-03-27 2013-04-25 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 그의 무선 전력 송신 방법
KR20170108218A (ko) * 2016-03-17 2017-09-27 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그의 동작 방법
US20190190324A1 (en) * 2016-09-21 2019-06-20 Apple Inc. Detection of Object Location and Orientation on a Wireless Charge Mat
KR20180034744A (ko) * 2016-09-26 2018-04-05 연세대학교 산학협력단 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 시스템
KR20180076359A (ko) * 2016-12-27 2018-07-05 한국과학기술원 다수의 전자기기 충전을 위한 주파수 선택 가능 액티브 메타물질 장치와 이를 이용한 무선전력전송 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022139376A1 (ko) 코일 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2022059964A1 (ko) 패치 안테나 및 코일 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2022203240A1 (ko) 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 송신 장치의 무선 전력 송신 방법
WO2024076055A1 (ko) 복수의 코일들을 포함하는 전자 장치
WO2022114599A1 (ko) 커넥터를 포함하는 전자 장치
WO2022025626A1 (ko) 무선 충전 기능을 포함하는 전자 장치
WO2022050770A1 (ko) 커패시턴스 센서를 포함하는 전자 장치
WO2022169228A1 (ko) 복수 코일들을 포함하는 무선 전력 수신기
WO2024117780A1 (ko) 무선으로 전력을 수신하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2024158213A1 (ko) 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2024019318A1 (ko) 서로 중첩된 연성 인쇄 회로 기판들을 포함하는 전자 장치
WO2022080824A1 (ko) 안테나 효율을 높이는 전자 장치 및 방법
WO2023191251A1 (ko) 무선 충전 안테나를 포함하는 전자 장치 및 그에 관한 구조
WO2022145952A1 (ko) 무선 충전의 효율이 향상되는 전자 장치
WO2024219926A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치의 안테나 구조
WO2023068582A1 (ko) 무선충전 코일 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2024053869A1 (ko) 전자 장치 및 그 전자 장치의 충전 방법
WO2023090628A1 (ko) 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2024025164A1 (ko) 제2전자 장치로부터 전력을 수신하는 제1전자 장치와 이의 동작 방법, 및 상기 제1전자 장치로 전력을 전송하는 제2전자 장치
WO2024005331A1 (ko) 회로 기판 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2024034872A1 (ko) 복수의 코일들을 포함하는 무선으로 전력을 전송하는 전자 장치와 이의 동작 방법
WO2024063621A1 (ko) 신호 전송 경로로 이용되는 연결 구조를 포함하는 전자 장치
WO2024029709A1 (ko) 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2024117488A1 (ko) 압전 소자를 포함하는 전자 장치 및 압전 소자를 이용한 터치 입력 검출 방법
WO2024071931A1 (ko) 안테나를 포함하는 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23875122

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1