KR20190065744A - Coil For Wireless Charging - Google Patents
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Abstract
코일 어셈블리는 기판, 및 기판의 일면에 배치되는 코일을 포함하고, 기판은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경을 가지는 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께의 차폐판을 포함하며, 코일은 0.7mm의 와이어를 3층으로 감아 평면 상으로 내측은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 60mm 직경을 가지고 외측은 오차범위 ± 2mm 이하의 77mm 직경을 가지며 오차범위 ± 0.15mm 이하의 2.1mm두께를 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성되고, 코일에는 3층의 각층마다 와이어가 13번 이상 감겨 총 40번 감겨 있으며, 코일은 130~150kHz의 주파수 범위에서 동작할 경우, 오차범위 ± 10%의 330uH의 인턱턴스를 가지고, 20W 내지 100W 범위의 무선 전력 신호를 송신할 수 있다.The coil assembly includes a substrate and a coil disposed on one surface of the substrate, wherein the substrate includes a shielding plate having a diameter of 90 mm with an error range of +/- 1.2 mm and a thickness of 3.0 mm or less with an error range of +/- 0.15 mm or less, 0.7 mm wire is wound in three layers and the inner side has a diameter of 60 mm with an error range of ± 0.5 mm and an outer side with a diameter of 77 mm with an error range of ± 2 mm or less and a diameter of 2.1 mm with an error range of ± 0.15 mm or less And the coil is wound with a total of 40 turns when the coil is wound with 13 or more turns for each layer of 3 layers and the coil is operated within the frequency range of 130 to 150 kHz and the error range is ± 10% With an inductance of 330 uH, it is possible to transmit radio power signals in the range of 20W to 100W.
Description
본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게 무선 충전용 코일 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기 또는 수신기를 제공하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless charging technique, and in detail, to provide a wireless charging coil and a wireless power transmitter or receiver equipped with the same.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저, 고주파, 마이크로웨이브와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.The wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer) is a technology to transmit electric energy from the transmitter to the receiver wirelessly using the induction principle of the magnetic field. In the 1800s, electric motor or transformer And thereafter, a method of radiating electromagnetic waves such as radio waves, lasers, high frequencies, and microwaves to transfer electrical energy has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Up to the present, energy transmission using radio may be roughly classified into a magnetic induction method, an electromagnetic resonance method, and an RF transmission method using a short wavelength radio frequency.
자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.In the magnetic induction method, when two coils are adjacent to each other and a current is supplied to one coil, a magnetic flux generated at this time causes an electromotive force to the other coils. As a technology, . The magnetic induction method has the disadvantage that it can transmit power of up to several hundred kilowatts (kW) and the efficiency is high, but the maximum transmission distance is 1 centimeter (cm) or less, so it is usually adjacent to the charger or the floor.
자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The self-resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or currents. The self-resonance method is advantageous in that it is safe to other electronic devices or human body since it is hardly influenced by the electromagnetic wave problem. On the other hand, it can be used only at a limited distance and space, and has a disadvantage that energy transfer efficiency is somewhat low.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Short wavelength wireless power transmission - simply, RF transmission - takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in radio wave form. This technology is a RF power transmission system using a rectenna. Rectena is a combination of an antenna and a rectifier, which means a device that converts RF power directly into direct current power. That is, the RF method is a technique of converting an AC radio wave into DC and using it. Recently, as the efficiency has improved, commercialization has been actively researched.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 차량, IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be used in various fields such as automobile, IT, railroad, home appliance industry as well as mobile.
무선 충전은 전력 전송 시 송신 코일인 1차 코일과 수신 코일인 2차 코일로 전력을 전송하는 동안 충전 표면의 온도가 상승할 수 있다. 이때, 기준치 이상의 고온이 감지된 경우, 무선 전력 송신 장치는 온도가 정상이 될 때까지 전력 전송을 중단하여야 한다. 최근 1차 코일과 2차 코일 사이에서 전달되는 전력이 커지면서 1차 코일과 2차 코일에서 발생하는 열을 감소시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.Wireless charging can increase the temperature of the charged surface during transmission of power to the primary coil, which is the transmit coil, and the secondary coil, which is the receive coil, during power transfer. At this time, when a temperature higher than a reference value is detected, the wireless power transmission apparatus should stop the power transmission until the temperature becomes normal. Recently, there is a demand for a method of reducing the heat generated in the primary coil and the secondary coil as the power transmitted between the primary coil and the secondary coil increases.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 휴대용 기기에 탑재되거나 휴대용 기기를 충전하기 위한 충전기에 포함될 수 있으면서 60W 수준의 전력을 송수신할 수 있는 내구성이 강한 코일 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기 또는 수신기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and it is an object of the present invention to provide a durable coil And a wireless power transmitter or receiver equipped with the same.
또한, 본 발명은 전력 송신기 또는 수신기에 배치되는 코일의 구조를 단순화하여 생산성 및 양산성을 높일 수 있다.Further, the present invention can simplify the structure of a coil disposed in a power transmitter or a receiver, thereby improving productivity and mass productivity.
또한, 본 발명은 전력 송신기와 전력 수신기 사이의 충전 가능 거리를 늘려 충전 자유도를 높이고, 발열을 감소시켜 휴대용 기기를 보호하고 충전 과정에서 발생할 수 있는 위험을 예방할 수 있다.In addition, the present invention can increase the chargeable distance between the power transmitter and the power receiver to increase the degrees of freedom of charging, reduce the heat generation, protect the portable device, and prevent the danger that may occur during the charging process.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명은 무선 충전용 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a wireless charging coil assembly and a wireless power transmission device and a wireless power reception device equipped with the wireless charging coil assembly.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 장착되는 코일 어셈블리는 기판; 및 상기 기판의 일면에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 기판은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경을 가지는 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께의 차폐판을 포함하며, 상기 코일은 0.7mm의 와이어를 3층으로 감아 평면 상으로 내측은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 60mm 직경을 가지고 외측은 오차범위 ± 2mm 이하의 77mm 직경을 가지며 오차범위 ± 0.15mm 이하의 2.1mm두께를 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성되고, 상기 코일에는 상기 3층의 각층마다 상기 와이어가 13번 이상 감겨 총 40번 감겨 있으며, 상기 코일은 130~150kHz의 주파수 범위에서 동작할 경우, 오차범위 ± 10%의 330uH의 인턱턴스를 가지고, 20W 내지 100W 범위의 무선 전력 신호를 송신할 수 있다.A coil assembly mounted on a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a substrate; And a coil disposed on one surface of the substrate, wherein the substrate includes a shield plate having a diameter of 90 mm and an error range of +/- 0.1 mm or less and a thickness of 3.0 mm, the coil having a diameter of 0.7 mm Of the wire is wound in three layers and the inner side has a diameter of 60 mm with an error range of +/- 0.5 mm and an outer side with a diameter of 77 mm with an error range of +/- 2 mm or less and a circular ring having a thickness of 2.1 mm with an error range of +/- 0.15 mm or less And the coil is wound with a total of 40 turns by winding the wire 13 times or more in each layer of the three layers in the coil. When the coil operates in the frequency range of 130 to 150 kHz, the error range is ± 10 With an inductance of 330 uH of%, it is possible to transmit a radio power signal in the range of 20W to 100W.
또한, 상기 기판은 상기 코일과 상기 차폐판 사이에 배치되는 0.05mm 두께의 PET 필름 및 0.1mm 두께의 접착층; 및 상기 기판은 상기 차폐판에서 상기 코일이 배치되는 면의 반대측에 0.05mm 두께의 접착층을 더 포함할 수 있다.Further, the substrate may be a 0.05 mm thick PET film and a 0.1 mm thick adhesive layer disposed between the coil and the shielding plate; And the substrate may further include an adhesive layer having a thickness of 0.05 mm on the opposite side of the surface on which the coil is disposed in the shielding plate.
또한, 상기 코일은 상기 환상면체의 일부분을 둘러싸는 테잎을 포함하며, 상기 테잎은 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm 폭을 가질 수 있다.In addition, the coil includes a tape surrounding a portion of the annular bezel, and the tape may have a width of 5 mm with an error range of +/- 1 mm or less.
또한, 상기 코일 어셈블리는 60W 수준의 무선 전력 신호를 송신할 수 있다.In addition, the coil assembly may transmit a radio power signal at a level of 60W.
또한, 상기 차폐판은 돌출 영역이 없는 평면 형상을 가질 수 있다.Further, the shield plate may have a planar shape without protruding regions.
본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 어셈블리는 기판; 및 상기 기판의 일면에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 기판은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경을 가지는 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께의 차폐판을 포함하며, 상기 코일은 오차범위 ± 0.15mm 이하의 1.3mm의 와이어를 단층으로 감아 평면 상으로 내측은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 61.5mm 직경을 가지고 외측은 오차범위 ± 2mm 이하의 75.5mm 직경을 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성되고, 상기 코일에는 상기 와이어가 6번 감겨있으며, 상기 코일은 130~150kHz의 주파수 범위범위에서 동작할 경우, 오차범위 ± 10%의 8.6uH의 인턱턴스 가지고, 20W 내지 100W 범위의 무선 전력 신호를 수신할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a coil assembly comprising: a substrate; And a coil disposed on one surface of the substrate, wherein the substrate includes a shield plate having a diameter of 90 mm and a tolerance of ± 0.15 mm or less and a thickness of 3.0 mm, the tolerance being within ± 1.2 mm, A wire of 1.3 mm or less of ± 0.15 mm or less is wound in a single layer and the inner side is wound on a circular shape having a diameter of 61.5 mm with an error range of ± 0.5 mm or less and an outer side with a diameter of 75.5 mm with an error range of ± 2 mm or less wherein the coil is wound six times with the inductor having an inductance of 8.6 uH with an error range of +/- 10% when operated in the frequency range of 130 to 150 kHz and an inductance in the range of 20 W to 100 W And may receive a wireless power signal.
또한, 상기 기판은 상기 코일과 상기 차폐판 사이에 배치되는 0.05mm 두께의 PET 필름 및 0.1mm 두께의 접착층; 및 상기 기판은 상기 차폐판에서 상기 코일이 배치되는 면의 반대측에 0.05mm 두께의 접착층을 더 포함할 수 있다.Further, the substrate may be a 0.05 mm thick PET film and a 0.1 mm thick adhesive layer disposed between the coil and the shielding plate; And the substrate may further include an adhesive layer having a thickness of 0.05 mm on the opposite side of the surface on which the coil is disposed in the shielding plate.
또한, 상기 코일은 상기 환상면체의 일부분을 둘러싸는 테잎을 포함하며, 상기 테잎은 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm 폭을 가질 수 있다.In addition, the coil includes a tape surrounding a portion of the annular bezel, and the tape may have a width of 5 mm with an error range of +/- 1 mm or less.
또한, 상기 코일 어셈블리는 60W 수준의 무선 전력 신호를 수신할 수 있다.In addition, the coil assembly may receive a radio power signal at a level of 60W.
또한, 상기 차폐판은 돌출 영역이 없는 평면 형상을 가질 수 있다.Further, the shield plate may have a planar shape without protruding regions.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the method and apparatus according to the present invention will be described as follows.
본 발명은 코일의 구조 및 코일 어셈블리에 포함되는 차폐제의 구조를 단순화시켜 생산성을 높일 수 있다.The present invention can improve the productivity by simplifying the structure of the coil and the structure of the shielding agent included in the coil assembly.
또한, 본 발명은 코일과 코일 사이의 최대 충전 거리를 늘리고, 복수의 코일을 통해 복수의 기기를 충전할 수 있는 무선 충전 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention is advantageous in that a maximum charging distance between a coil and a coil can be increased, and a wireless charging device capable of charging a plurality of devices through a plurality of coils can be provided.
또한, 본 발명은 무선 충전 과정에서 코일에서 발생하는 열을 줄일 수 있어, 충전장치 및 충전 대상 기기의 내구성을 높이고 발열에 의한 위험을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention has the advantage of reducing the heat generated in the coils during the wireless charging process, increasing the durability of the charging device and the device to be charged, and reducing the risk of heat generation.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송을 위한 코일 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신을 위한 코일 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 및 수신을 위한 코일 어셈블리의 효과를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a coil assembly for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a coil assembly for wireless power reception according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the effect of a coil assembly for wireless power transmission and reception according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiments, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination. Also, for the sake of convenience of explanation, it is to be understood that a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, a receiving apparatus, Etc. may be used in combination.
본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 바닥 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단에는 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 일 예로, 무선 파워 전송 수단은 WPC(Wireless Power Consortium), AFA(AirFuel Alliance) 등의 무선 충전 기술 표준 기구에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The transmitter according to the present invention may be configured as a pad, a cradle, an access point (AP), a small base station, a stand, a ceiling, a floor, And may transmit wireless power to the power receiving device. To this end, the transmitter may comprise at least one radio power transmission means. Here, the radio power transmission means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction method in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field. As an example, the wireless power transmission means may include an electromagnetic induction wireless charging technique as defined in a wireless charging technology standard framework such as Wireless Power Consortium (WPC), AirFuel Alliance (AFA), and the like.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium), AFA(AirFuel Alliance) 등에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Also, a receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means and may receive wireless power from two or more transmitters at the same time. Here, the wireless power receiving means may include, but is not limited to, an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC), AirFuel Alliance (AFA), and the like.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기는 운송 장치의 일측에 장착될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.A wireless power receiver according to the present invention may be mounted on one side of a transportation device, but is not limited thereto, and may be a device equipped with wireless power receiving means according to the present invention to charge a battery.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송신된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, information exchanged between the wireless
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다. For example, the unidirectional communication may be that the wireless
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다. In the half duplex communication mode, bidirectional communication is possible between the wireless
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.The wireless
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.In particular, the wireless
또한, 전자 기기(30) 사용자는 액정 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다.Also, the user of the electronic device 30 may select the predetermined fast charge request button displayed on the liquid crystal display means to control the wireless
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송신할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송신할 수 있다.For example, as shown in 200a, the wireless
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receiving apparatuses connectable to one wireless
다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.As another example, as shown in 200b, the wireless
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩되도록 배치될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 서로 중첩되지 않게 배치되거나 하나의 송신 코일이 장착될 수도 있다.As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmit
무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송신한다.The wireless power transmitter sequentially transmits predetermined sensing signals 117, 127 (e.g., digital ping) for sensing the presence of a wireless power receiver through each of the transmit coils in a predefined order.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송신 절차가 개시되면 감지 신호(117)를 순차적으로 송신하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 소정 응답 신호-예를 들면, 감지 신호에 대응되는 수신 신호 세기 정보가 포함된 신호일 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해, 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116) 또는 신호 세기 패킷(Signal Strength Packet)이라 명함-가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송신 절차가 개시되면 감지 신호(127)를 순차적으로 송신하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송신되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다.3, the wireless power transmitter sequentially transmits a
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송신 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.As shown in FIG. 3, the reason why the wireless power transmitter performs two detection signal transmission procedures is to more accurately identify to which transmission coil the reception coil of the wireless power receiver is well-aligned.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.If the
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기에 포함되는 코일 어셈블리의 구조에 대해 설명한다. 현재 출시되고 있는 무선 전력 송수신기는 5W 수준의 전력을 무선으로 송수신하고 있다. 그러나, 충전 시간을 단축하기 위하여 5W~15W 수준의 전력을 무선으로 송수신하기 위한 노력이 진행 중이다. 또한, 향후 20W~100W 수준의 전력을 무선으로 송수신하기 위한 준비가 필요한 상황이다. 예를 들어, 60W 수준의 전력을 무선으로 송수신하기 위해서는 5W~15W 수준의 전력을 송수신하는 구조로는 충전효율, 발열 및 안전성에 문제가 있어 적용을 하기 어려우므로 새로운 구조의 송수신기 제안이 필요한 상황이다. 따라서, 실시 예에 따른 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기는 20W~100W 수준의 전력, 예를 들어 60W 수준의 전력을 을 송수신할 수 있는 구조를 제안한다. 설명의 편의를 위하여, 도 4 및 도 5에서는 하나의 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 예로 들어 설명한다. 도 3에서 설명한 바와 같이 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 복수의 코일로 구성되는 코일 어셈블리를 포함할 수 있다.Hereinafter, the structure of the coil assembly included in the wireless power transmitter and the wireless power receiver will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. Current wireless power transceivers are transmitting and receiving 5W of power wirelessly. However, in order to shorten the charging time, efforts are being made to wirelessly transmit and receive a power of 5W to 15W level. In addition, it is necessary to prepare for wireless transmission and reception of 20W ~ 100W power in the future. For example, in order to transmit / receive a power of 60W level, there is a problem of charging efficiency, heat generation and safety because it is difficult to apply the power of 5W ~ 15W level. Therefore, it is necessary to propose a new type of transceiver . Accordingly, the wireless power transmitter and the wireless power receiver according to the embodiment propose a structure capable of transmitting and receiving a power of 20W to 100W level, for example, a power level of 60W. For convenience of explanation, FIGS. 4 and 5 illustrate a coil assembly including one coil as an example. As illustrated in FIG. 3, the wireless power transmitter and the wireless power receiver may include a coil assembly comprised of a plurality of coils.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송을 위한 코일 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram illustrating a coil assembly for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 코일 어셈블리는 무선 전력 송신 장치에 장착될 수 있는 구조물로서, 기판(320) 및 기판(320)의 일면에 배치되는 코일(302)을 포함할 수 있다. 여기서 기판(320)은 코일을 배치시키기 위한 구조물을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로 기판(320)은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경(TC)과 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께(TH)의 차폐판(308)을 포함할 수 있다.As shown, the coil assembly may include a
코일 어셈블리 내 코일(302)은 약 0.7mm의 두께를 가지는 와이어를 3층으로 감아 평면 상으로 내경(Inner diameter)은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 60mm 직경(TA)을 가지고 외경(Outer diameter)은 오차범위 ± 2mm 이하의 77mm 직경(TB)을 가지며 오차범위 ± 0.15mm 이하의 2.1mm두께(TL)를 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성될 수 있다. 여기서, 환상면체는 고리 혹은 도넛 모양의 입방체를 포함할 수 있다. 여기서, 와이어는 0.12mm의 두께를 가지는 16가닥(strand)의 도선으로 구성된다.The
코일(302)에는 3층의 각층마다 와이어가 13번(턴, turn) 이상 감겨있다. 또한, 코일(302)은 130~150kHz의 주파수 범위를 가지는 무선 전력 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 코일(302)의 3층의 각층마다 와이어거 감긴 턴수회는 13.3번(13.3 turn)일 수 있다.In the
기판(320)에는 코일(302)과 차폐판(308) 사이에 배치되는 0.05mm 두께(TI)의 PET 필름(306) 및 0.1mm 두께(TJ)의 접착층(304)이 더 포함될 수 있다.The
또한, 기판(320)은 차폐판(308)을 기준으로 코일(302)이 배치되는 면의 반대측에 0.05mm 두께(TG)의 접착층(310)을 더 포함할 수 있다.The
도 4에는 차폐판(308)의 일측면에 PET 필름(306)이 배치되고 반대면에 접착층(310)이 배치되는 구조를 설명하였으나, 실시예에 따라 차폐판(308)의 양측면에 PET 필름이 부착될 수 있다. 여기서, PET 필름(306)과 접착층(310) 모두 차폐판(308)의 면적을 벗어 나지 않고, 차폐판(308)의 가장자리의 안쪽에 배치될 수 있다.4 illustrates a structure in which the PET film 306 is disposed on one side of the
여기서, PET 필름(306)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, PET)는 테레프탈(Terephtal)과 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 을 중축합하여 얻는 포화 폴리에스테르(Polyester)를 포함할 수 있다. 여기서, PET는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybuthylene Terephtalate)보다 분자고리의 길이가 짧고 잘 휘어지지 않는 구조를 가지므로, 전기적 아크에 강할 뿐만 아니라, 크랙 발생을 방지할 수 있다.Here, the PET film 306 may include polyethylene terephthalate (PET), and a saturated polyester obtained by polycondensing terephtal with ethylene glycol. Here, PET has a structure in which the length of the molecular ring is shorter than that of polybutylene terephthalate and does not bend well, so that it is not only resistant to electric arc but also can prevent cracks.
코일(302)에는 환상면체의 일부분을 둘러싸는 테잎(312)이 포함될 수 있다. 여기서, 테잎(312)은 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm 폭(TD)을 가질 수 있다. 또한, 테잎(312)은 노란색일 수 있다.The
한편, 코일(302)에는 각 층 마다 와이어가 13.3번(13.3turns) 감겨 총 3층에 걸쳐서 와이어가 총 40번(40turns) 감겨있을 수 있다. 코일(302)은 130~150KHz(예를 들어, 145KHz)의 주파수 대역에서 송신동작할 때 오차범위 ± 10%의 330uH의 인턱턴스를 가질 수 있다.On the other hand, in the
또한, 차폐판(308)은 돌출 영역이 없는 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 차폐판(308)은 하나의 평면을 가지며 여러 개로 나뉘어지지 않는 구조적 형상을 가질 수 있다.Further, the shielding
실시예에 따라, 코일(302)로부터 두 개의 리드선(314, 316)이 돌출될 수 있다. 두 개의 리드선(314, 316)이 돌출되는 위치의 간격(TE)은 오차범위 ± 1.5mm 이하의 8mm 일 수 있다. 또한, 두 개의 리드선(314, 316)의 길이(TF)는 오차범위 ± 2mm 이하의 80mm 일 수 있다. 도시되지 않았지만, 두 개의 리드선(314, 316)의 끝에는 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm의 솔더링 영역이 포함될 수 있다.According to the embodiment, two
실시예에 따라, 코일(302) 내지 기판(320)을 합친 두께는 5.6mm 이하 일 수 있다.According to an embodiment, the combined thickness of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신을 위한 코일 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a coil assembly for wireless power reception according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 코일 어셈블리는 무선 전력 송신 장치에 장착될 수 있는 구조물로서, 기판(420) 및 기판(420)의 일면에 배치되는 코일(402)을 포함할 수 있다. 여기서 기판(420)은 코일을 배치시키기 위한 구조물을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로 기판(420)은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경(TC)과 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께(RH)의 차폐판(408)을 포함할 수 있다.As shown, the coil assembly may include a
코일 어셈블리 내 코일(402)은 약 0.7mm의 두께를 가지는 와이어를 하나의 층으로 감아 평면 상으로 내측(Inner diameter)은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 60mm 직경(RA)을 가지고 외측(Outer diameter)은 오차범위 ± 2mm 이하의 77mm 직경(RB)을 가지며 오차범위 ± 0.15mm 이하의 2.1mm두께(RL)를 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성될 수 있다. 여기서, 환상면체는 고리 혹은 도넛 모양의 입방체를 포함할 수 있다. 여기서, 와이어는 0.16mm의 두께를 가지는 30가닥(strand)의 도선으로 구성된다.The
코일(402)에는 단층에 와이어가 6번(턴, turn) 감길 수 있다. 또한, 코일(402)은 130~150kHz의 주파수 범위를 가지는 무선 전력 신호를 수신할 수 있다.In the
기판(420)에는 코일(402)과 차폐판(408) 사이에 배치되는 0.05mm 두께(RI)의 PET 필름(406) 및 0.1mm 두께(RJ)의 접착층(404)이 더 포함될 수 있다.The
또한, 기판(420)은 차폐판(408)을 기준으로 코일(402)이 배치되는 면의 반대측에 0.05mm 두께(RG)의 접착층(410)을 더 포함할 수 있다.The
도 4에는 차폐판(408)의 일측면에 PET 필름(406)이 배치되고 반대면에 접착층(410)이 배치되는 구조를 설명하였으나, 실시예에 따라 차폐판(408)의 양측면에 PET 필름이 부착될 수 있다. 여기서, PET 필름(406)과 접착층(410) 모두 차폐판(408)의 면적을 벗어나는 크기를 가질 수 없고 차폐판(408)의 가장자리의 안쪽에 배치될 수 있다.4 illustrates the structure in which the
여기서, PET 필름(406)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate, PET)는 테레프탈(Terephtal)과 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 을 중축합하여 얻는 포화 폴리에스테르(Polyester)를 포함할 수 있다. 여기서, PET는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybuthylene Terephtalate)보다 분자고리의 길이가 짧고 잘 휘어지지 않는 구조를 가지므로, 전기적 아크에 강할 뿐만 아니라, 크랙 발생을 방지할 수 있다.Here, the
코일(402)에는 환상면체의 일부분을 둘러싸는 테잎(412)이 포함될 수 있다. 여기서, 테잎(412)은 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm 폭(TD)을 가질 수 있다. 또한, 테잎(412)은 노란색일 수 있다.The
한편, 코일(402)은 130~150KHz(예를 들어, 145KHz)의 주파수 대역에서 송신동작할 때, 오차범위 10%의 8.6uH의 인턱턴스를 가질 수 있다.Meanwhile, the
또한, 차폐판(408)은 돌출 영역이 없는 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 차폐판(408)은 하나의 평면을 가지며 여러 개로 나뉘어지지 않는 구조적 형상을 가질 수 있다.Further, the shielding
실시예에 따라, 코일(402)로부터 두 개의 리드선(414, 416)이 돌출될 수 있다. 두 개의 리드선(414, 416)이 돌출되는 위치의 간격(RE)은 오차범위 ± 1.5mm 이하의 8mm 일 수 있다. 또한, 두 개의 리드선(414, 416)의 길이(RF)는 오차범위 ± 2mm 이하의 80mm 일 수 있다. 도시되지 않았지만, 두 개의 리드선(414, 416)의 끝에는 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm의 솔더링 영역이 포함될 수 있다.According to the embodiment, two
실시예에 따라, 코일(402) 내지 기판(420)을 합친 두께는 4.8mm 이하 일 수 있다.According to an embodiment, the combined thickness of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 및 수신을 위한 코일 어셈블리의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도 4 및 도 5에서 설명한 코일 어셈블리가 적용된 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기의 등가 회로를 설명하였고, 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기의 사이 거리(Coil to Coil Gap)에 따라 변화하는 전자기적 특성을 설명하였다.6 is a view for explaining the effect of a coil assembly for wireless power transmission and reception according to an embodiment of the present invention. Specifically, the equivalent circuit of the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver to which the coil assembly described with reference to FIGS. 4 and 5 is applied has been described, and the electromagnetic characteristics that vary according to the distance (Coil to Coil Gap) Respectively.
도시된 바와 같이, 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기의 사이 거리(Coil to Coil Gap)가 변화하더라도 상호 인덕턴스(M)가 존재하며, 이는 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기 사이에 무선 충전이 효율적으로 수행될 수 있음을 의미할 수 있다. 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기의 사이 거리(Coil to Coil Gap)가 멀어질수록 상호 인덕턴스(M)의 값이 낮아지고 있으나 14mm의 간격까지 무선 충전이 진행되는 데 문제가 없을 수 있다.As shown, there is a mutual inductance M even if the distance (Coil to Coil Gap) between the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver changes, which means that wireless charging is efficiently performed between the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver It can mean that it is possible. Although the value of the mutual inductance (M) is lowered as the distance (Coil to Coil Gap) between the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver is getting smaller, there is no problem that the wireless charging is progressed to the interval of 14 mm.
전술한 실시예를 통하여, 평면의 차폐판을 사용할 수 있어 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기에 포함되는 코일 어셈블리의 생산성을 높일 수 있다.Through the above-described embodiments, it is possible to use a planar shielding plate, thereby enhancing the productivity of the coil assembly included in the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver.
또한, 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기의 사이 거리(Coil to Coil Gap)가 14mm까지 벌어지더라도 충전이 수행되는 데 문제가 없기 때문에 충전의 자유도가 높아질 수 있다. 특히, 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기의 코일 어셈블리가 정렬되지 않고 정 중앙에서 5mm~10mm 이격되더라도 무선 충전이 수행될 수 있다.Further, even if the distance (Coil to Coil Gap) between the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver is increased to 14 mm, there is no problem in performing charging, so that the degree of freedom of charging can be increased. In particular, wireless charging can be performed even if the coil assemblies of the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver are not aligned and spaced 5 mm to 10 mm from the center.
한편, 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기에 포함되는 코일 어셈블리에 곡면 혹은 단차 등의 특수 형태를 가지는 복잡한 구조물이 포함되지 않아, 코일 어셈블리의 양산성이 높아질 수 있다.Meanwhile, since the coil assembly included in the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver does not include a complicated structure having a special shape such as a curved surface or a step, mass production of the coil assembly can be enhanced.
또한, 도 4 및 도 5에서 설명한 코일 어셈블리가 적용된 무선 충전 송신기와 무선 충전 수신기를 통해 무선 충전을 수행하는 경우, 종래의 15Watt 급 무선충전 코일 대비하여 발열이 감소할 수 있다. 기존의 15Watt 급 무선 충전 코일은 약 60~70도의 온도가 형성되는데 반하여, 도 4 및 도 5에서 설명한 코일 어셈블리를 사용한 60Watt 급 무선 충전 과정에서는 30~40도의 온도가 형성될 수 있다.In addition, when wireless charging is performed through the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver to which the coil assembly described with reference to FIGS. 4 and 5 is applied, the heat generation can be reduced compared to the conventional 15 Watt wireless charging coil. In the conventional 15 Watt class wireless charging coil, a temperature of about 60 to 70 degrees is formed, while a 30 to 40 degree temperature can be formed in a 60 Watt wireless charging process using the coil assembly described with reference to FIG. 4 and FIG.
한편, 도 4 및 도 5에서 설명한 코일 어셈블리가 적용된 무선 충전 송신기에서는 12V~19V의 DC전원이 아닌 220V의 AC전원을 사용할 수 있어, 무선 충전의 전력 효율이 높아질 수 있다.Meanwhile, in the wireless charging transmitter to which the coil assembly described with reference to FIGS. 4 and 5 is applied, an AC power source of 220 V rather than a DC power source of 12 V to 19 V can be used, so that the power efficiency of wireless charging can be increased.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 기판의 일면에 배치되는 코일을 포함하고,
상기 기판은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경을 가지는 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께의 차폐판을 포함하며,
상기 코일은 0.7mm의 와이어를 3층으로 감아 평면 상으로 내측은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 60mm 직경을 가지고 외측은 오차범위 ± 2mm 이하의 77mm 직경을 가지며 오차범위 ± 0.15mm 이하의 2.1mm두께를 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성되고,
상기 코일에는 상기 3층의 각층마다 상기 와이어가 13번 이상 감겨 총 40번 감겨 있으며,
상기 코일은 130~150kHz의 주파수 범위에서 동작할 경우, 오차범위 ± 10%의 330uH의 인턱턴스를 가지고,
20W 내지 100W 범위의 무선 전력 신호를 송신하는, 코일 어셈블리.Board; And
And a coil disposed on one surface of the substrate,
The substrate includes a shielding plate having a diameter of 90 mm with an error range of +/- 1.2 mm and a thickness of 3.0 mm or less with an error range of +/- 0.15 mm or less,
The coil has a diameter of 60 mm with a tolerance of ± 0.5 mm on the inner side and a diameter of 77 mm on the outer side with an error range of ± 2 mm and a thickness of 2.1 mm with an error range of ± 0.15 mm or less (Toroidal) having a substantially rectangular shape,
Wherein the wire is wound on the coil at least thirteen times for each layer of the three layers,
The coil has an inductance of 330 uH with an error range of +/- 10% when operating in the frequency range of 130 to 150 kHz,
And transmits a wireless power signal in the range of 20W to 100W.
상기 기판은
상기 코일과 상기 차폐판 사이에 배치되는 0.05mm 두께의 PET 필름 및 0.1mm 두께의 접착층; 및
상기 기판은 상기 차폐판에서 상기 코일이 배치되는 면의 반대측에 0.05mm 두께의 접착층을 더 포함하는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
The substrate
A 0.05 mm thick PET film and a 0.1 mm thick adhesive layer disposed between the coil and the shielding plate; And
Wherein the substrate further comprises an adhesive layer having a thickness of 0.05 mm on the opposite side of the side on which the coil is disposed in the shielding plate.
상기 코일은 상기 환상면체의 일부분을 둘러싸는 테잎을 포함하며,
상기 테잎은 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm 폭을 가지는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the coil includes a tape surrounding a portion of the annular bezel,
Wherein the tape has a width of 5 mm with an error range of +/- 1 mm or less.
상기 코일 어셈블리는 60W의 무선 전력 신호를 송신하는 코일이 감겨 있는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the coil assembly is wound with a coil that transmits a radio power signal of 60W.
상기 차폐판은 돌출 영역이 없는 평면 형상을 가지는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the shield plate has a planar shape without protruding regions.
상기 기판의 일면에 배치되는 코일을 포함하고,
상기 기판은 오차범위 ± 1.2mm 내외의 90mm의 직경을 가지는 오차범위 ± 0.15mm 이하의 3.0mm 두께의 차폐판을 포함하며,
상기 코일은 오차범위 ± 0.15mm 이하의 1.3mm의 와이어를 단층으로 감아 평면 상으로 내측은 오차범위 ± 0.5mm 이하의 61.5mm 직경을 가지고 외측은 오차범위 ± 2mm 이하의 75.5mm 직경을 가지는 환상(環狀)면체(toroidal)로 구성되고,
상기 코일에는 상기 와이어가 6번 감겨있으며,
상기 코일은 130~150kHz의 주파수 범위범위에서 동작할 경우, 오차범위 ± 10%의 8.6uH의 인턱턴스 가지고,
20W 내지 100W 범위의 무선 전력 신호를 수신하는, 코일 어셈블리.Board; And
And a coil disposed on one surface of the substrate,
The substrate includes a shielding plate having a diameter of 90 mm with an error range of +/- 1.2 mm and a thickness of 3.0 mm or less with an error range of +/- 0.15 mm or less,
The coil is wound in a single layer of a wire of 1.3 mm in an error range of ± 0.15 mm or less to form a flat surface, and the inner side has a diameter of 61.5 mm with an error range of ± 0.5 mm or less and an outer side with a diameter of 75.5 mm Ring-shaped (toroidal)
The wire is wound six times on the coil,
The coil has an inductance of 8.6 uH with an error range of +/- 10% when operating in the frequency range of 130 to 150 kHz,
Wherein the coil assembly receives a wireless power signal in the range of 20W to 100W.
상기 기판은
상기 코일과 상기 차폐판 사이에 배치되는 0.05mm 두께의 PET 필름 및 0.1mm 두께의 접착층; 및
상기 기판은 상기 차폐판에서 상기 코일이 배치되는 면의 반대측에 0.05mm 두께의 접착층을 더 포함하는, 코일 어셈블리.The method according to claim 6,
The substrate
A 0.05 mm thick PET film and a 0.1 mm thick adhesive layer disposed between the coil and the shielding plate; And
Wherein the substrate further comprises an adhesive layer having a thickness of 0.05 mm on the opposite side of the side on which the coil is disposed in the shielding plate.
상기 코일은 상기 환상면체의 일부분을 둘러싸는 테잎을 포함하며,
상기 테잎은 오차범위 ± 1mm 이하의 5mm 폭을 가지는, 코일 어셈블리.The method according to claim 6,
Wherein the coil includes a tape surrounding a portion of the annular bezel,
Wherein the tape has a width of 5 mm with an error range of +/- 1 mm or less.
상기 코일 어셈블리는 60W의 무선 전력 신호를 수신하는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the coil assembly receives a radio power signal of 60W.
상기 차폐판은 돌출 영역이 없는 평면 형상을 가지는, 코일 어셈블리.The method according to claim 6,
Wherein the shield plate has a planar shape without protruding regions.
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