KR20160050445A - Wireless power charging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는, 무선충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1 인쇄회로기판에 형성된 공진 코일패턴과 제2 인쇄회로기판에 결합 배치된 자기유도 코일조립체를 미 중첩시켜, 공진 코일패턴과 자기유도 코일조립체 사이의 무선전력신호에 대한 간섭을 저감시키기 용이한 무선충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging apparatus, and more particularly, to a wireless charging apparatus that superimposes a resonance coil pattern formed on a first printed circuit board and a magnetic induction coil assembly coupled to a second printed circuit board to form a resonance coil pattern, To a wireless charging device that facilitates reducing interference to wireless power signals between coil assemblies.
일반적으로 이동통신단말기, PDA, 노트북 등과 같은 휴대용 정보통신기기와, 연산기기와, AV기기와, 가전과, 산업용, 수송용의 충전배터리를 에너지원으로 사용하는 기기들은 충전기가 반드시 필요하다.In general, a charger is indispensable for portable information communication devices such as a mobile communication terminal, a PDA, a notebook computer, an arithmetic device, an AV device, a home appliance, an industrial device, and a device using a rechargeable battery for transportation as an energy source.
그런데 대부분의 기기들의 충전방식은 배터리와 충전기를 전기적으로 접촉시키는 접촉식 충전방식을 채택하고 있다.However, the charging method of most devices employs a contact charging method that electrically contacts the battery and the charger.
그러나 접촉식 충전방식에 많은 문제점과 편리성 부족이 야기되면서 비접촉식 충전방식이 개발되었다. 그것이 무접점 충전기이다.However, the contactless charging method has been developed due to many problems and lack of convenience in the contact charging method. It is a solid state charger.
무접점 충전은 전자기 유도회로를 이용한다. 무접점 충전의 구조는 전류가 흐름에 따라 전자기 유도를 발생시키는 부분과, 상기 발생된 전자기 유도에 의해 전압 전류를 유도시켜 수신부 코일이 이 자계를 받아 충전하는 부분으로 구성된다.Solid state charging uses electromagnetic induction circuit. The structure of the non-contact charging includes a portion for generating electromagnetic induction in accordance with the flow of electric current and a portion for inducing a voltage current by the generated electromagnetic induction to charge the receiving coil by receiving the magnetic field.
최근들어, 무선충전장치의 결합이 용이하고, 공진 코일 및 자기유도 코일 사이의 무선전력신호에 대한 간섭을 낮추기위한 연구가 진행 중에 있다.2. Description of the Related Art In recent years, studies have been made to reduce the interference of a wireless power device between a resonant coil and a magnetic induction coil.
실시 예의 목적은, 제1 인쇄회로기판에 형성된 공진 코일패턴과 제2 인쇄회로기판에 결합 배치된 자기유도 코일조립체를 미 중첩시켜, 공진 코일패턴과 자기유도 코일조립체 사이의 무선전력신호에 대한 간섭을 저감시키기 용이한 무선충전장를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of embodiments to superimpose a resonance coil pattern formed on a first printed circuit board and a magnetic induction coil assembly coupled to a second printed circuit board so as to prevent interference to the radio power signal between the resonance coil pattern and the magnetic induction coil assembly And to provide a wireless charging field that can be easily reduced.
실시 예에 따른 무선충전장치는, 중심영역 및 상기 중심영역의 둘레에 공진 코일패턴이 형성된 주변영역을 포함하는 제1 인쇄회로기판, 자기유도 코일조립체, 상기 중심영역과 중첩되게 상기 자기유도 코일조립체가 결합 배치된 제2 인쇄회로기판 및 상기 제1, 2 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며, 상기 공진 코일패턴 미 상기 자기유도 코일조립체로 전원을 공급하여, 무선전력신호가 송신되게 제어하는 제어모듈이 실장된 제3 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.A wireless charging apparatus according to an embodiment includes a first printed circuit board including a central region and a peripheral region having a resonant coil pattern formed around the central region, a magnetic induction coil assembly, a magnetic induction coil assembly, And a control module electrically connected to the first printed circuit board and the second printed circuit board to supply power to the magnetic induction coil assembly without the resonance coil pattern and to control the wireless power signal to be transmitted, And a third printed circuit board mounted on the second printed circuit board.
상기 제1 인쇄회로기판은, 상기 제3 인쇄회로기판과 제1 커넥터로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 인쇄회로기판은, 상기 제3 인쇄회로기판과 제2 커넥터로 전기적으로 연결된다.The first printed circuit board is electrically connected to the third printed circuit board and the first connector, and the second printed circuit board is electrically connected to the third printed circuit board and the second connector.
상기 자기유도 코일조립체는, 코일, 자성체, 상기 코일 및 상기 자성체 사이에 배치되며, 상기 코일이 권선되고 상기 자성체가 접착된 보빈 및 상기 보빈의 일측면에 결합되며, 상기 코일의 제1, 2 끝단부가 삽입되는 핀 헤더를 포함한다.The magnetic induction coil assembly according to
상기 보빈의 상면에는, 상기 코일이 권선되며, 상기 보빈의 하면에는, 상기 자성체가 접착된다.The coil is wound on the upper surface of the bobbin, and the magnetic body is bonded to the lower surface of the bobbin.
상기 핀 헤더는, 상기 코일의 양 끝단부가 삽입되는 삽입홀 및 상기 삽입홀의 내면에 상기 제1, 2 끝단부 각각과 상기 제2 인쇄회로기판을 전기적으로 연결되는 제1, 2 핀을 포함한다.The pin header includes first and second pins electrically connected to the first and second end portions and the second printed circuit board on the inner surface of the insertion hole and the insertion hole into which both ends of the coil are inserted.
실시 예에 따른 무선충전장치는, 제1 인쇄회로기판에 형성된 공진 코일패턴과 제2 인쇄회로기판에 결합 배치된 자기유도 코일조립체가 서로 미중첩되도록 함으로써, 공진 코일패턴 및 자기유도 코일조립체 중 어느 하나에서 송신된 무선전력신호가 다른 코일에 의한 신호간섭을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.The wireless charging apparatus according to the embodiment is configured such that the resonance coil pattern formed on the first printed circuit board and the magnetic induction coil assembly disposed on the second printed circuit board are superimposed on each other so that either the resonance coil pattern or the magnetic induction coil assembly There is an advantage that the radio power signal transmitted in one can reduce signal interference caused by other coils.
또한, 실시 예에 따른 무선충전장치는, 코일이 권선되며, 자성체가 접착된 보빈과 결합되며, 보빈에 권선된 코일의 제1, 2 끝단부가 삽입되며 제1, 2 끝단부 각각과 전기적으로 연결되는 핀 헤더를 포함함으로써, 제2 인쇄회로기판에 결합시 핀 헤더를 통하여 코일과 전기적으로 연결할 수 있도록 함으로써, 무선충전장치를 생산함에 있어 작업효율 및 작업시간을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The first and second end portions of the coil wound on the bobbin are inserted and electrically connected to the first and second end portions of the bobbin. The pin header can be electrically connected to the coil through the pin header when coupled to the second printed circuit board, thereby improving the working efficiency and the working time in producing the wireless charging device.
도 1은 실시 예에 따른 무선충전장치에 포함된 제1 내지 제3 인쇄회로기판 사이의 결합을 간략하게 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 실시 예에 따른 무선충전장치의 공진 코일패턴 및 자기유도 코일조립체를 상부에서 입체 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 자기유도 코일 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 자기유도 코일 조립체를 나타낸 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing a coupling between first to third printed circuit boards included in the wireless charging apparatus according to the embodiment.
FIG. 2 is a three-dimensional plan view of a top view of a resonance coil pattern and a magnetic induction coil assembly of a wireless charging device according to an embodiment.
3 is a perspective view showing the magnetic induction coil assembly shown in Fig.
4 is an exploded perspective view showing the magnetic induction coil assembly shown in Fig.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 실시 예에 따른 무선충전장치에 포함된 제1 내지 제3 인쇄회로기판 사이의 결합을 간략하게 나타낸 분해 사시도 및 도 2는 실시 예에 따른 무선충전장치의 공진 코일패턴 및 자기유도 코일조립체를 상부에서 입체 평면도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a coupling between first to third printed circuit boards included in a wireless charging apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a resonance coil pattern and a magnetic induction coil assembly Is a three-dimensional plan view at the top.
도 1 및 도 2를 참조하면, 무선충전장치는 제1 인쇄회로기판(110), 자기유도 코일조립체(120), 제2 인쇄회로기판(130) 및 제3 인쇄회로기판(140)을 포함할 수 있다.1 and 2, the wireless charging device includes a first printed
제1 인쇄회로기판(110)은 공진 코일패턴(coil)이 형성될 수 있다.The first printed
이때, 공진 코일패턴(coil)은 제1 인쇄회로기판(110)의 중심영역(a1)의 둘레를 감싸는 주변영역(a2)에 패터닝될 수 있다.At this time, the resonant coil pattern may be patterned in the peripheral region a2 surrounding the central region a1 of the first printed
즉, 공진 코일패턴(coil)은 동박으로 패터닝되며, 원 또는 타원형상으로 패터닝될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.That is, the resonant coil pattern is patterned with a copper foil, and may be patterned into a circular or elliptical shape, but is not limited thereto.
자기유도 코일조립체(120)는 제1 인쇄회로기판(110)의 하부에 배치되며, 제1 인쇄회로기판(110)의 중심영역(a1) 하부에 위치되게 제2 인쇄회로기판(130)에 결합될 수 있다.The magnetic
자기유도 코일조립체(120)에 대한 자세한 설명은 도 3 및 도 4에서 후술하기로 한다.A detailed description of the magnetic
제2 인쇄회로기판(130)은 자기유도 코일조립체(120)를 통하여 무선전력신호가 송신하는 회로가 구현될 수 있다.The second printed
이때, 제2 인쇄회로기판(130)은 자기유도 코일조립체(120)에 형성된 핀 헤더(미도시)가 결합되는 비아홀(미도시)이 형성될 수 있다.At this time, the second printed
제3 인쇄회로기판(140)은 제1, 2 인쇄회로기판(110, 130)으로 무선전력신호를 생성하기 위한 전원에 대한 공급을 제어하는 제어모듈(미도시)이 실장될 수 있다.The third printed
즉, 제3 인쇄회로기판(140)의 상기 제어모듈은 차량용 배터리(미도시)로부터 공급되는 상기 전원을 제1, 2 인쇄회로기판(110, 130) 중 어느 하나로 공급하도록 제어할 수 있다.That is, the control module of the third printed
이때, 제1, 2 인쇄회로기판(110, 130) 각각은 제3 인쇄회로기판(140)와 커넥터(미도시)로 연결될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.At this time, each of the first and second printed
여기서, 도 2를 살펴보면, 공진 코일패턴(coil)은 자기유도 코일조립체(120)에 권선된 코일(coil_1)을 감싸는 형태인 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the resonant coil pattern (coil) surrounds a
즉, 자기유도 코일조립체(120)에 권선된 코일(coil_1)은 제2 인쇄회로기판(130)의 중심, 즉 제1 인쇄회로기판(110)의 중심영역(a1) 내에 무선전력신호를 송신하는 유도영역을 형성할 수 있다.That is, the coil coil_1 wound on the magnetic
또한, 공진 코일패턴(coil)은 유도영역보다 넓은 범위에서 무선전력신호를 송신하는 공진영역을 형성할 수 있다.Further, the resonance coil pattern (coil) can form a resonance region transmitting a radio power signal in a wider range than the induction region.
도 3은 도 1에 나타낸 자기유도 코일 조립체를 나타낸 사시도 및 도 4는 도 3에 나타낸 자기유도 코일 조립체를 나타낸 분해사시도이다.FIG. 3 is a perspective view showing the magnetic induction coil assembly shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing the magnetic induction coil assembly shown in FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 자기유도 코일조립체(120)는 코일(미도시), 자성체(122), 보빈(124) 및 핀헤더(126)를 포함할 수 있다.3 and 4, the magnetic
상기 코일은 도 2에 나타낸 코일(coil_1)이며, 보빈(124)에 권선되는 것으로 설명한다.The coil is a coil (coil_1) shown in FIG. 2 and is described as being wound on the
실시 예에서, 상기 코일은 보빈(124)의 상면에 형성된 권선부(s)에 권선될 수 있으며, 핀헤더(126)에 상기 코일의 제1, 2 끝단부가 삽입될 수 있다.The coil may be wound on the winding portion s formed on the upper surface of the
자성체(122)는 상기 코일와 연동되며 전자기가 발생되도록 할 수 있다.The
보빈(124)은 상기 코일이 권선되는 권선부(s)가 상면에 형성되며, 자성체(122)가 접착부재(미도시)에 의해 하면에 접착될 수 있다.The
실시 예에서, 자성체(122)는 접착부재에 의해 보빈(124)에 접착되는 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.In the embodiment, the
핀헤더(126)는 보빈(124)의 일측면에 결합되며, 상기 코일의 제1, 2 끝단부가 삽입되며, 자성체(122) 및 보빈(124)을 고정할 수 있다.The
핀헤더(126)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 보빈(124)에 권선된 상기 코일의 제1, 2 끝단부 각각이 삽입되는 제1, 2 삽입홀(h1, h2) 및 제1, 2 삽입홀(h1, h2) 각각의 내면에 배치되며, 상기 코일의 제1, 2 끝단부 각각과 전기적으로 연결되는 제1, 2 핀(p1, p2)을 포함할 수 있다.3, the
여기서, 제1, 2 삽입홀(h1, h2)은 핀헤더(126)의 본체에 상기 코일의 제1, 2 끝단부 각각이 삽입되는 홀 형상으로 형성될 수 있다.Here, the first and second insertion holes h1 and h2 may be formed in a hole shape in which the first and second end portions of the coil are inserted into the body of the
실시 예에서, 제1, 2 삽입홀(h11, h2)은 핀헤더(126)의 본체에 형성되는 것으로 나타내었으나, 제1, 2 삽입홀(h1, h2) 대신에 핀헤더(126)의 본체에 홈으로 형성되어 상기 코일의 제1, 2 끝단부 각각이 홈에 배치되어 제1, 2 핀(p1, p2)에 전기적으로 연결될 수 있다. The first and second insertion holes h11 and h2 are formed in the main body of the
만약, 핀헤더(126)의 본체에 홈으로 형성되는 경우, 제1, 2 핀(p1, p2)은 상기 코일의 제1, 2 끝단부 각각이 삽입되는 홀이 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.If the
다시 도 4를 설명하면, 제1, 2 핀(p1, p2)은 제1, 2 삽입홀(h1, h2) 내에 배치되어, 제1, 2 삽입홀(h1, h2)에 삽입되는 상기 코일의 제1, 2 끝단부 각각와 전기적으로 접촉될 수 있다.4, the first and second pins p1 and p2 are disposed in the first and second insertion holes h1 and h2, respectively. The first and second pins p1 and p2 are inserted into the first and second insertion holes h1 and h2, Can be in electrical contact with each of the first and second end portions.
제1, 2 핀(p1, p2)은 제2 인쇄회로기판(130)에 형성된 비아홀(미도시)에 결합되며, 제2 인쇄회로기판(130)으로 공급되는 전원에 의해 무선전력신호를 송신할 수 있다.The first and second pins p1 and p2 are coupled to a via hole formed in the second printed
실시 예에 따른 무선충전장치는 스마트키를 감지하는 스마트키모듈과 연동하여 동작할 수 있다.The wireless charging device according to the embodiment may operate in conjunction with a smart key module that senses a smart key.
즉, 무선충전장치는 스마트키모듈에서 출력된 오프신호가 입력되면 무선전력신호의 송신을 차단하고, 스마트키모듈에서 출력된 온신호가 입력되면 무선전력신호를 송신하도록 할 수 있다.That is, the wireless recharging device may block the transmission of the wireless power signal when the off signal output from the smart key module is input, and transmit the wireless power signal when the on signal output from the smart key module is input.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be construed as further including other elements.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
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, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (5)
자기유도 코일조립체;
상기 중심영역과 중첩되게 상기 자기유도 코일조립체가 결합 배치된 제2 인쇄회로기판; 및
상기 제1, 2 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며, 상기 공진 코일패턴 미 상기 자기유도 코일조립체로 전원을 공급하여, 무선전력신호가 송신되게 제어하는 제어모듈이 실장된 제3 인쇄회로기판;을 포함하는 무선충전장치.A first printed circuit board including a central region and a peripheral region in which a resonant coil pattern is formed around the central region;
A magnetic induction coil assembly;
A second printed circuit board on which the magnetic induction coil assembly is arranged so as to overlap with the center region; And
A third printed circuit board electrically connected to the first and second printed circuit boards and having a control module mounted on the third printed circuit board to supply power to the magnetic induction coil assembly without the resonance coil pattern and to control the wireless power signal to be transmitted; Including a wireless charging device.
상기 제1 인쇄회로기판은,
상기 제3 인쇄회로기판과 제1 커넥터로 전기적으로 연결되고,
상기 제2 인쇄회로기판은,
상기 제3 인쇄회로기판과 제2 커넥터로 전기적으로 연결된 무선충전장치.The method according to claim 1,
Wherein the first printed circuit board comprises:
A second connector electrically connected to the third printed circuit board and the first connector,
Wherein the second printed circuit board includes:
And electrically connected to the third printed circuit board and the second connector.
상기 자기유도 코일조립체는,
코일;
자성체;
상기 코일 및 상기 자성체 사이에 배치되며, 상기 코일이 권선되고 상기 자성체가 접착된 보빈; 및
상기 보빈의 일측면에 결합되며, 상기 코일의 제1, 2 끝단부가 삽입되는 핀 헤더;를 포함하는 무선충전장치.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic induction coil assembly comprises:
coil;
Magnetic body;
A bobbin disposed between the coil and the magnetic body, the bobbin to which the coil is wound and to which the magnetic body is bonded; And
And a pin header coupled to one side of the bobbin and having first and second end portions of the coil inserted therein.
상기 보빈의 상면에는,
상기 코일이 권선되며,
상기 보빈의 하면에는,
상기 자성체가 접착된 무선충전장치.The method of claim 3,
On the upper surface of the bobbin,
The coil is wound,
On the lower surface of the bobbin,
And the magnetic substance is bonded.
상기 핀 헤더는,
상기 코일의 양 끝단부가 삽입되는 삽입홀; 및
상기 삽입홀의 내면에 상기 제1, 2 끝단부 각각과 상기 제2 인쇄회로기판을 전기적으로 연결되는 제1, 2 핀;을 포함하는 무선충전장치.The method of claim 3,
The pin header includes:
An insertion hole into which both ends of the coil are inserted; And
And first and second pins electrically connected to the first and second end portions and the second printed circuit board on the inner surface of the insertion hole.
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