KR101646492B1 - 무선 충전 모듈 및 차폐시트 - Google Patents
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Abstract
무선 충전 모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선 충전 모듈은 적어도 하나의 무선 충전 코일유닛이 차폐시트의 일면에 고정되는 무선 충전 모듈에 있어서, 상기 차폐시트는, 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 페라이트 시트; 및 외부 충격에 의해 페라이트 시트가 조각나더라도 조각난 페라이트 시트의 조각들의 위치가 일정하게 유지되도록 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면에 각각 부착되는 위치유지부재;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 페라이트 시트가 복수 개로 조각나더라도 상기 위치유지부재(접착층을 갖는 필름부재)에 의해 조각들 간의 위치가 일정하게 유지됨으로써 페라이트 시트의 특성 변화가 거의 없어 최초 설계치의 양호한 충전효율을 유지할 수 있다.
Description
본 발명은 무선 충전 모듈 및 무선충전기용 차폐시트에 관한 것이다.
휴대 단말기, 비디오 카메라 등의 전자 기기에 탑재된 2차 전지의 충전 방법에는 밀착형 충전 방식과 비밀착형 충전 방식이 있다. 밀착형 충전 방식은 수전 장치의 전극과 급전 장치의 전극을 직접 밀착시킴으로써 충전이 이루어지는 방식이다.
이러한 밀착형 충전 방식은 그 장치구조가 단순하므로 폭넓은 응용 분야에서 일반적으로 사용되고 있으나, 전원으로서의 배터리를 유선충전기를 사용하여 충전함에 따르는 커넥터 연결 등의 번거로움이 존재하였다.
이를 해결하기 위해 수전장치와 급전 장치의 양쪽에 서로 대응되는 코일을 설치함으로써 전자기 유도를 이용한 비밀착형 충전 방식이 제안되었다.
비밀착형 충전기는 페라이트 시트로 이루어진 차폐시트의 일면에 권회된 코일을 고정함으로써 소형화를 실현하고 있다.
그러나 상기 차폐시트를 구성하는 페라이트 시트는 재질 자체의 특성상 취성이 강하여 외력에 의해 쉽게 깨지고 균열이 발생하게 된다.
이로 인해, 상기 코일을 지지하고 있는 페라이트 시트가 복수 개로 조각난 후 조각난 시트 간에 간격이 벌어지게 되면 충전효율에 영향을 미치는 투자율이나 포화 자속밀도 등을 고려한 최초 설계치의 특성을 유지하지 못하여 충전효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 따른 대안으로, 한 쌍의 시트층 사이에 페라이트 시트를 배치한 후 플레이크 공정을 통하여 미세한 플레이크 조각으로 차폐시트를 구성하는 방안이 제안되었다.
이와 같은 플레이크 형태의 차폐시트는 미세한 플레이크 조각들이 시트층에 의해 지지되는 형태이므로 유연성은 확보되나 별도의 플레이크 공정 수행에 따른 제조비용을 증가시키는 문제점이 있었다.
더불어, 플레이크 공정을 통해 조각난 대략 3mm 이하의 플레이크 조각들은 차폐시트에 가해지는 외력에 의해 휘어지거나 변형이 이루어지게 되면 유연성은 확보되나 미세 플레이크 조각들 간의 간격이 일정하게 유지되지 못하고 벌어지게 된다.
이와 같이 미세 플레이크 조각들 간의 간격이 최초의 상태와 다르게 되면 투자율이나 포화 자속밀도 등과 같은 특성의 변화가 일어나 최초 설계치와 다르게 되므로 충전 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 외력에 의해 페라이트 시트가 복수 개로 조각나더라도 조각들 간의 위치가 일정하게 유지됨으로써 페라이트 시트의 특성 변화가 거의 없어 최초 설계치의 양호한 충전효율을 유지할 수 있는 무선 충전 모듈 및 무선충전기용 차폐시트를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 적어도 하나의 코일유닛; 및 상기 코일유닛의 하부에 배치되는 차폐시트;를 포함하는 무선 충전 모듈에 있어서, 상기 차폐시트는, 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 페라이트 시트; 및 외부 충격에 의해 페라이트 시트가 조각나더라도 조각난 페라이트 시트의 조각들의 위치가 일정하게 유지되도록 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 부착되는 위치유지부재;를 포함하는 무선 충전 모듈을 제공한다.
또한, 상기 위치유지부재는 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면에 각각 부착될 수 있다.
또한, 상기 페라이트 시트는 소결 페라이트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 페라이트 시트는 MnZn 또는 NiZn 페라이트로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 페라이트 시트는 NiZn 소결 페라이트 시트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 위치유지부재는 일면에 접착층을 갖는 필름부재일 수 있다.
또한, 상기 페라이트 시트는 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 폭방향 또는 길이방향을 따라 일정깊이 함몰형성되는 적어도 하나의 절개유도홈이 구비될 수 있다.
한편, 본 발명은 무선 충전 코일 유닛의 하부에 배치되는 자기장 차폐시트로서, 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 페라이트 시트; 및 외부 충격에 의해 페라이트 시트가 조각나더라도 조각난 페라이트 시트의 조각들의 위치가 일정하게 유지되도록 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 접착층을 매개로 부착되는 위치유지부재;를 포함하는 무선충전기용 차폐시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 모듈 및 무선충전기용 차폐시트는 외력에 의해 페라이트 시트가 복수 개로 조각나더라도 조각들 간의 위치가 일정하게 유지됨으로써 페라이트 시트의 특성 변화가 거의 없어 최초 설계치의 양호한 충전효율을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 모듈에 사용되는 차폐시트를 나타낸 사시도로써, a)는 위치유지부재가 양면에 구비되는 경우이고, b)는 위치유지부재가 한 면에만 구비되는 경우이며, c)는 페라이트 시트에 절개유도홈이 구비되는 경우이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 모듈에 사용되는 차폐시트를 나타낸 사시도로써, a)는 위치유지부재가 양면에 구비되는 경우이고, b)는 위치유지부재가 한 면에만 구비되는 경우이며, c)는 페라이트 시트에 절개유도홈이 구비되는 경우이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 모듈(100,100')은 무선 충전 코일유닛(110,110a,110b) 및 차폐시트(120,120',120")등을 포함한다.
상기 코일유닛(110,110a,110b)은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기와 무선 고주파 신호를 송출하거나 수신하여 전력을 전달하기 위한 것이다.
이러한 코일유닛(110,110a,110b)은 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 차폐시트(120,120',120")의 일면에 하나로 구비될 수도 있고, 도 1b에 도시된 바와 같이 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 차폐시트(120,120',120")의 일면에 접착층을 매개로 고정된다.
여기서, 상기 접착층은 접착 성질을 갖는 본드, PVC, 고무 또는 양면 테이프 등일 수 있으며, 전도성을 갖는 성분이 포함될 수도 있다. 한편, 도시하지는 않았지만 상기 코일유닛은 PI나 PET 등과 같은 별도의 기재를 구비하고, 이 기재와 상기 차폐시트가 부착될 수도 있다.
상기 코일유닛(110,110a,110b)은 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 코일로 구성될 수 있으나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 동박 등과 같은 금속박을 에칭하여 구성될 수도 있다. 그리고, 상기 코일유닛(110,110a,110b)의 양 단부측에는 회로기판과 전기적인 연결을 위한 연결단자(112a,112b,112c,112d)가 인출된다.
이와 같은 상기 코일유닛(110,110a,110b)은 송출되거나 수신되는 무선 전력 신호를 통해 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 이용하여 전력을 전달하는 것으로, 수신 코일(Rx coil)의 역할을 수행할 수도 있고 전송 코일(Tx coil)의 역할을 수행할 수도 있다.
이와 같은 자기 유도 방식 충전 기술은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 차폐시트(120,120',120")는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 코일유닛(110,110a,110b)에서 발생되는 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 역할을 수행한다.
이와 같은 차폐시트(120,120',120")는 페라이트 시트(122) 및 위치유지부재(124)를 포함한다.
상기 페라이트 시트(122)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하기 위한 것이다.
이러한 페라이트 시트(122)는 소결 페라이트 시트로 이루어질 수 있으며, MnZn 페라이트 또는 NiZn 페라이트로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 tkdrl 페라이트 시트는 NiZn 소결 페라이트로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 차폐시트(120,120',120")의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에는 외부 충격에 의해 상기 페라이트 시트(122)가 복수 개의 조각으로 분리되거나 크랙이 발생한다 하더라도 조각난 페라이트 시트의 조각들의 위치가 일정하게 유지될 수 있도록 고정하는 위치유지부재(124)가 배치된다.
이러한 위치유지부재(124)는 접착층을 매개로 상기 페라이트 시트(122)의 적어도 일면에 부착됨으로써 취성이 강한 페라이트 시트(122)가 외부 충격에 의해 분리되거나 균열이 발생되더라도 조각들이 유동되거나 틈새가 발생되지 않도록 원위치를 유지하게 된다.
이에 따라, 외부 충격에 의해 분리되거나 조각난 페라이트 시트(122)는 상기 접착층을 매개로 부착된 위치유지부재(124)에 의해 조각들이 유동되지 않고 위치가 고정됨으로써 조각난 페라이트 시트(122)간에 간격이 발생하는 것을 방지하고 절단면이 항상 서로 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 함으로써 투자율이나 포화자속밀도(B) 같은 특성변화를 최소화시켜준다.
이로 인해, 외부 충격에 의한 페라이트 시트의 분리나 깨짐 발생시 효율이 저하되던 종래와는 달리, 외부 충격에 의해 페라이트 시트(122)가 복수 개로 분리되거나 조각나 깨지더라도 위치유지부재(124)에 의해 깨지거나 조각난 세편의 위치가 일정하게 유지됨으로써, 페라이트 시트의 특성 변화가 거의 없으며, 따라서 최초 설계치의 양호한 충전 효율을 유지할 수 있게 된다.
이와 같은 상기 위치유지부재(124)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 페라이트 시트(122)의 하부면에 부착될 수도 있지만 이에 한정하는 것은 아니며 상기 페라이트 시트(122)의 상부면에만 부착될 수도 있으며, 바람직하게는 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 페라이트 시트(122)의 상부면과 하부면에 각각 구비되어 조각난 페라이트 시트(122) 중 서로 인접하는 페라이트 시트(122)의 상부측과 하부측을 각각 구속함으로써 유지력을 높일 수 있다.
여기서, 상기 위치유지부재(124)는 일면에 접착층을 갖는 일반적인 수지로 이루어진 판상의 시트 또는 필름부재로 이루어질 수 있다.
바람직하게는 상기 위치유지부재(124)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리페닐린설페이드(PPS) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리테레프탈레이트(PTFE)와 같은 불소수지계 필름과 같은 필름부재로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 페라이트 시트(122)는 도 2c에 도시된 바와 같이, 외부 충격에 의해 페라이트 시트가 깨지거나 분리되는 경우, 분리되거나 깨지는 페라이트 시트(122)의 패턴을 유도할 수 있도록 적어도 하나의 절개유도홈(126)이 구비될 수 있다.
이러한 절개유도홈(126)은 판상의 부재로 이루어지는 페라이트 시트(122)의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 폭방향 또는 길이방향을 따라 일정깊이 함몰형성되도록 구비된다.
즉, 상기 페라이트 시트(122)는 상기 절개유도홈(126)이 형성된 부분이 다른 부분에 비하여 상대적으로 더 얇은 두께를 갖게 된다.
이에 따라, 상기 페라이트 시트(122)는 외부충격에 의한 분리 또는 파손시 상대적으로 얇은 두께를 갖는 절개유도홈(126) 측이 먼저 파손되거나 분리되어 외부충격을 흡수함으로써 상기 페라이트 시트(122)가 조각나는 패턴을 조절할 수 있게 된다.
더불어, 본 발명에 따른 상기 페라이트 시트(122)는 취성이 강한 페라이트 시트에 약한 외부 충격이 가해지게 되면 상기 절개유도홈(126)을 따른 일부 변형이 가능하여 외부 충격을 흡수함으로써 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 외부 충격이 강하여 상기 페라이트 시트(122)가 분리된다 하더라도 상기 절개유도홈(126) 측이 먼저 분리되어 충격량이 상쇄되므로 분리되는 조각의 수를 최소화함으로써 특성 변화가 급격하게 일어나는 것을 방지하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 모듈 및 무선충전기용 차폐시트는 외력에 의해 페라이트 시트가 복수 개로 조각나더라도 조각들 간의 위치가 일정하게 유지됨으로써 페라이트 시트의 특성 변화가 거의 없어 최초 설계치의 양호한 충전효율을 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,100' : 무선 충전 모듈
110,110a,110b : 코일유닛
112a,112b,112c,112d : 단자
120,120',120" : 차폐시트
122 : 페라이트 시트
124 : 위치유지부재
126 : 절개유도홈
110,110a,110b : 코일유닛
112a,112b,112c,112d : 단자
120,120',120" : 차폐시트
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124 : 위치유지부재
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Claims (8)
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 적어도 하나의 무선 충전 코일유닛; 및
상기 코일유닛의 하부에 배치되는 차폐시트;를 포함하는 무선 충전 모듈에 있어서,
상기 차폐시트는,
일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 페라이트 시트; 및
외부 충격에 의해 상기 페라이트 시트가 조각나더라도 조각난 페라이트 시트의 조각들의 위치가 일정하게 유지되도록 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 부착되는 위치유지부재;를 포함하고,
상기 페라이트 시트는 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 폭방향 또는 길이방향을 따라 일정깊이 함몰형성되는 적어도 하나의 절개유도홈이 구비되는 무선 충전 모듈. - 무선 충전 코일유닛의 하부에 배치되는 자기장 차폐시트로서,
일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 무선 고주파 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 페라이트 시트; 및
외부 충격에 의해 페라이트 시트가 조각나더라도 조각난 페라이트 시트 조각들의 위치가 일정하게 유지되도록 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 부착되는 위치유지부재;를 포함하고,
상기 위치유지부재는 상기 페라이트 시트 조각들의 위치를 일정하게 유지하여 조각난 페라이트 시트들간에 간격이 발생하는 것을 방지하고 조각들의 절단면이 서로 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 일면에 접착층을 갖는 필름부재로 구비되며,
상기 페라이트 시트는 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 폭방향 또는 길이방향을 따라 일정깊이 함몰형성되는 적어도 하나의 절개유도홈이 구비되는 무선충전기용 차폐시트. - 제 7항에 있어서,
상기 위치유지부재는 상기 페라이트 시트의 상부면과 하부면에 각각 구비되는 무선충전기용 차폐시트.
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