KR101670128B1 - Wireless power receiver and electronic device comprising the same - Google Patents

Wireless power receiver and electronic device comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR101670128B1
KR101670128B1 KR1020140120459A KR20140120459A KR101670128B1 KR 101670128 B1 KR101670128 B1 KR 101670128B1 KR 1020140120459 A KR1020140120459 A KR 1020140120459A KR 20140120459 A KR20140120459 A KR 20140120459A KR 101670128 B1 KR101670128 B1 KR 101670128B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
capacitor
resonant
frequency
wireless power
Prior art date
Application number
KR1020140120459A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150125525A (en
Inventor
정인화
김희욱
김대헌
Original Assignee
삼성전기주식회사
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
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to EP15162770.0A priority Critical patent/EP2940830B1/en
Priority to JP2015086408A priority patent/JP6578531B2/en
Priority to US14/695,217 priority patent/US9917467B2/en
Priority to CN201510217135.8A priority patent/CN105024459B/en
Publication of KR20150125525A publication Critical patent/KR20150125525A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101670128B1 publication Critical patent/KR101670128B1/en
Priority to US15/880,150 priority patent/US20180152053A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • H02J13/00024—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission by means of mobile telephony
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H04B5/79—

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치 및 이를 구비하는 전자기기가 제공된다. 상기 무선 전력 수신 장치는 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로, 상기 제1 공진 회로와 병렬로 연결되고, 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로, 및 상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로 중 적어도 하나의 공진 회로로 수신한 무선 전력을 정류하여 충전 전류를 출력하는 정류부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wireless power receiving apparatus and an electronic apparatus having the same are provided. The wireless power receiving apparatus includes a first resonant circuit having a first resonant frequency, a second resonant circuit connected in parallel with the first resonant circuit, the second resonant circuit having a second resonant frequency, And a rectifier for rectifying the received radio power to at least one resonant circuit of the circuit and outputting the charging current.

Description

무선 전력 수신 장치 및 이를 구비하는 전자기기{Wireless power receiver and electronic device comprising the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power receiving apparatus and an electronic apparatus having the wireless power receiving apparatus.

본 출원은 무선으로 전력을 수신하는 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for receiving power wirelessly and an electronic apparatus having the same.

무선 전력 전송 (Wireless Power Transfer) 기술은 스마트폰을 비롯한 다양한 통신 기기 및 여러 가지 가전 기기의 충전기 분야에 폭넓게 적용되고 있는 추세이며, 향후 전기 자동차 등에도 적용될 수 있는 등, 그 활용분야가 매우 넓은 기술이다.Wireless power transfer technology has been widely applied to various communication devices including smart phones and chargers of various home appliances, and it can be applied to electric vehicles in the future. to be.

무선 전력 전송 기술은 크게 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 개발되고 있다. WPC(Wireless Power Consortium) 표준 방식에 따른 자기 유도 방식은 110kHz~205kHz의 주파수를 사용하고 있으며, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 방식에 따른 자기 공진 방식은 6.78MHz의 주파수를 사용하고 있다.Wireless power transmission technology is largely developed by magnetic induction method and self resonance method. The magnetic induction method according to the WPC (Wireless Power Consortium) standard method uses a frequency of 110 kHz to 205 kHz, and the self resonance method according to the A4WP (Alliance for Wireless Power) standard method uses a frequency of 6.78 MHz.

최근들어, 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 통합된 방식도 개발되고 있다. 예를 들면, 110kHz~205kHz의 주파수를 사용하는 자기 유도 방식에서 자기 공진 동작을 구현하여 원거리 무선충전을 구현하는 기술개발이 이루어지고 있다. Recently, a method in which a magnetic induction method and a magnetic resonance method are integrated is also being developed. For example, a technology for realizing remote wireless charging by implementing a self-resonant operation in a magnetic induction system using a frequency of 110 kHz to 205 kHz is being developed.

그러나, 자기 유도 방식을 이용할 경우 원거리 무선 충전이 어려운 단점이 있고, 자기 공진 방식을 이용할 경우 회로가 복잡해지거나 공진 주파수가 하나로 고정되어 있음으로 인해 무선 전력 수신에 한계가 있다는 문제점이 있었다.However, there is a disadvantage in that it is difficult to charge the remote radio by using the magnetic induction method, and there is a problem that the use of the self-resonance method complicates the circuit or the resonance frequency is fixed to one.

또한, 다양한 공진 주파수의 무선 전력을 수신할 수 있는 방안들이 제안되고 있으나, 종래의 기술들은 공진 주파수를 선택하기 위한 스위치 등을 구비하고, 이를 제어하기 위한 제어 회로가 필요함으로 인해, 회로가 복잡해지는 등의 이유로 현실성이 떨어졌다.In addition, although methods for receiving radio powers of various resonance frequencies have been proposed, conventional techniques have a switch for selecting a resonance frequency and a control circuit for controlling the switch, It is not realistic.

일본 공개특허공보 특개 2010-119193호Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-119193 한국 공개특허공보 제 2013-0102218호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0102218

본 발명의 일 실시예에 따르면, 접촉뿐만 아니라 원거리 무선 충전도 가능하고, 다양한 공진 주파수를 가질 수 있으며 회로 구성도 간단한 무선 전력 수신 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a wireless power receiving apparatus which can perform not only contact but also remote wireless charging, has various resonant frequencies, and has a simple circuit configuration.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 수신 장치를 구비하는 전자기기가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an electronic apparatus having the wireless power receiving apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제1 형태는 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로, 상기 제1 공진 회로와 병렬로 연결되고, 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로, 및 상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로 중 적어도 하나의 공진 회로로 수신한 무선 전력을 정류하여 충전 전류를 출력하는 정류부를 포함할 수 있다.A first aspect of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first resonant circuit having a first resonant frequency, a second resonant circuit connected in parallel with the first resonant circuit and having a second resonant frequency, And a rectifier for rectifying the received radio power by at least one resonant circuit of the first resonant circuit and the second resonant circuit to output a charge current.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 형태는 제1 코일, 제2 코일, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터가 배치되는 제1 영역, 및 정류부가 배치되는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 제1 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제1 코일의 타단은 상기 제1 커패시터와 연결되고, 상기 제1 커패시터의 일단은 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제2 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제2 코일의 타단은 상기 제2 커패시터와 연결되고, 상기 제2 커패시터의 일단은 상기 제2 코일과 연결되고, 상기 제2 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제1 코일 및 상기 제1 커패시터는 상기 제2 코일 및 상기 제2 커패시터와 병렬로 연결될 수 있다.A second aspect of the wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first region in which a first coil, a second coil, a first capacitor, and a second capacitor are disposed, and a second region in which a rectifying section is disposed Wherein one end of the first coil is connected to the rectifying part, the other end of the first coil is connected to the first capacitor, one end of the first capacitor is connected to the first coil, And the other end of the second capacitor is connected to the second capacitor, and the other end of the second capacitor is connected to the rectifying part, and the other end of the second capacitor is connected to the rectifying part, The other end of the second capacitor may be connected to the rectifying part, and the first coil and the first capacitor may be connected in parallel with the second coil and the second capacitor.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제3 형태는 제1 코일, 및 제2 코일가 배치되는 제1 영역, 및 제1 커패시터, 제2 커패시터, 및 정류부가 배치되는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 제1 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제1 코일의 타단은 상기 제1 커패시터와 연결되고, 상기 제1 커패시터의 일단은 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제2 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제2 코일의 타단은 상기 제2 커패시터와 연결되고, 상기 제2 커패시터의 일단은 상기 제2 코일과 연결되고, 상기 제2 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제1 코일 및 상기 제1 커패시터는 상기 제2 코일 및 상기 제2 커패시터와 병렬로 연결될 수 있다.A third form of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first region in which a first coil and a second coil are disposed, and a second region in which a first capacitor, a second capacitor, and a rectifying portion are disposed Wherein one end of the first coil is connected to the rectifying part, the other end of the first coil is connected to the first capacitor, one end of the first capacitor is connected to the first coil, And the other end of the second capacitor is connected to the second capacitor, and the other end of the second capacitor is connected to the rectifying part, and the other end of the second capacitor is connected to the rectifying part, The other end of the second capacitor may be connected to the rectifying part, and the first coil and the first capacitor may be connected in parallel with the second coil and the second capacitor.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로, 상기 제1 공진 회로와 병렬로 연결되고, 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로, 상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로 중 적어도 하나의 공진 회로로 수신한 무선 전력을 정류하여 충전 전류를 출력하는 정류부, 및 상기 충전 전류를 입력하여 전력을 충전하는 배터리를 포함할 수 있다.An electronic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first resonance circuit having a first resonance frequency, a second resonance circuit connected in parallel with the first resonance circuit, having a second resonance frequency, A rectifier for rectifying the radio power received by at least one resonant circuit of the second resonant circuit to output a charging current, and a battery for charging the power by inputting the charging current.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치 및 전자기기는 원거리 무선 충전이 가능함과 동시에 다양한 공진 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 다양한 송신부에서 전송된 다양한 공진 주파수를 가지는 무선 전력을 수신할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 이용함으로써, 무선 충전 수신 장치의 범용성을 확보할 수 있다. 또한, 별도의 추가적인 선택 스위치 없이 코일과 커패시터 만을 이용하여 구현 가능하므로, 회로 구성이 간단해질 수 있다.The wireless power receiving apparatus and the electronic apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention can be remotely wirelessly charged and have various resonance frequencies. For example, by using the wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention capable of receiving wireless power having various resonance frequencies transmitted from various transmitting units, the versatility of the wireless charging receiving apparatus can be ensured. Furthermore, since the circuit can be implemented using only a coil and a capacitor without a separate additional selection switch, the circuit configuration can be simplified.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 구비하는 전자기기의 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 무선 전력 수신 장치의 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 공진 주파수를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.
도 4는 제2 공진 주파수를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 실제 적용례를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역에 형성된 코일의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역의 단면을 나타낸 것으로서, 무선 전력 수신 장치의 제2 영역에 형성된 커패시터의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역에 형성된 코일의 다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 제2 영역에 형성된 코일의 또다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치가 전자기기에 장착되는 일 실시예를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a part of a configuration of an electronic apparatus having a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram for explaining the relationship between the first resonance frequency and the second resonance frequency of the wireless power receiving apparatus of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when wireless power having a first resonant frequency is received.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when wireless power having a second resonant frequency is received.
5 is a diagram illustrating a practical example of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing an embodiment of a coil formed in the second region of the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a second region of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 5, illustrating a capacitor formed in a second region of a wireless power receiving apparatus.
FIG. 8 is a view showing another embodiment of a coil formed in the second region of the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 9 is a view showing another embodiment of the coil formed in the second region of the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
10 is a diagram illustrating an embodiment in which a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention is mounted in an electronic apparatus.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 구비하는 전자기기의 구성의 일부를 나타낸 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 무선 전력 수신 장치(100) 및 충전지(200)를 포함하며, 무선 전력 수신 장치(100)의 구성을 나타낸 도면으로서, 상기 무선 전력 수신 장치(100)는 수신부(10) 및 정류부(20)를 포함한다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic apparatus including a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. The electronic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a wireless power receiving apparatus 100 and a rechargeable battery 200 The wireless power receiving apparatus 100 includes a receiving unit 10 and a rectifying unit 20.

도 1에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
The function of each of the blocks shown in FIG. 1 will be described as follows.

수신부(10)는 2개의 코일들(L1, L2)과 2개의 커패시터들(C1, C2)을 포함하며, 송신부로부터 전송된 무선 전력을 수신한다. 상기 코일들과 커패시터의 개수는 변경될 수 있다. 본 일 실시예의 2개의 코일들(L1, L2)은 2개의 커패시터들(C1, C2) 각각과 직렬로 연결될 수 있으며, 직렬로 연결된 코일과 커패시터들((L1, C1), (L2, C2)) 각각은 공진 회로를 구성할 수 있다. 예를 들어, 수신부(10)는 2개의 서로 다른 공진 주파수들(

Figure 112014086275276-pat00001
,
Figure 112014086275276-pat00002
)을 가질 수 있으며, 2 종류의 서로 다른 송신부로부터 전송된 서로 다른 2개의 공진 주파수를 가지는 2 종류의 무선 전력을 공진 동작을 통해 수신한다. 이때, 상기 공진주파수들(fr1, fr2)은 서로 fr1 <<　fr2의 관계를 만족할 수 있다.
The receiving unit 10 includes two coils L1 and L2 and two capacitors C1 and C2 and receives radio power transmitted from the transmitting unit. The number of the coils and the capacitors can be changed. The two coils L1 and L2 of the present embodiment can be connected in series with each of the two capacitors C1 and C2 and the coils and capacitors L1 and C1, ) Can constitute a resonance circuit. For example, the receiving unit 10 may include two different resonant frequencies (
Figure 112014086275276-pat00001
,
Figure 112014086275276-pat00002
), And receives two types of radio powers having two different resonance frequencies transmitted from two different transmission sections through a resonance operation. At this time, the resonance frequencies fr1 and fr2 can satisfy the relationship fr1 << fr2.

도 1에서는 수신부(10)가 2개의 코일들(L1, L2)과 2개의 커패시터들(C1, C2)로 구성되는 경우를 예시하였으나, 수신부(10)는 3개 이상의 코일들과 3개 이상의 커패시터들을 포함할 수 있으며, 이 경우, 3종류 이상의 무선 전력을 공진 동작을 통해 수신할 수 있다.
1, the receiving unit 10 includes two coils L1 and L2 and two capacitors C1 and C2. However, the receiving unit 10 may include three or more coils and three or more capacitors C1 and C2. In this case, three or more kinds of radio powers can be received through the resonance operation.

정류부(20)는 수신부(10)에서 수신한 무선 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환할 수 있다. 정류부(20)는 경우에 따라 상기 직류 전력의 전압을 승압 또는 감압할 수도 있다.
The rectifying unit 20 can rectify the radio power received by the receiving unit 10 and convert it into DC power. The rectifying unit 20 may increase or decrease the voltage of the direct current power in some cases.

충전지(200)는 상기 정류부(20)로부터 직류 전력을 공급받아 에너지를 저장한다.
The rechargeable battery 200 receives direct current power from the rectifier 20 and stores energy.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 구비하는 전자기기는 상기 충전지(200)에 저장된 에너지를 이용하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 전자기기는 스마트폰, 테블릿 PC, 노트북, PDA(personal digital assistant) 등 다양한 종류의 휴대용 단말일 수 있으며, 이 경우, 상기 전자기기는 음성 통화나 무선 인터넷 접속 등 다양한 동작을 수행할 수 있다.An electronic apparatus having a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention can perform various operations using energy stored in the rechargeable battery 200. [ For example, the electronic device may be various types of portable terminals such as a smart phone, a tablet PC, a notebook, and a personal digital assistant (PDA). In this case, the electronic device may perform various operations such as voice call or wireless Internet access Can be performed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 구비하는 전자기기는 무선 전력 수신 장치(100) 및 충전지(200)로 구성되어 외부로부터 공급된 무선 전력을 수신하여 충전하고, 외부의 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 기기일 수도 있다.
In addition, an electronic device having a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a wireless power receiving apparatus 100 and a rechargeable battery 200 to receive and charge wireless power supplied from the outside, Or may be a power supply device for supplying electric power to the power source.

도 2는 본 발명의 무선 전력 수신 장치의 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수의 관계를 설명하기 위한 도면으로서, 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수와 전송되는 무선 전력의 공진 주파수의 비에 따른 전력 전송 효율을 나타낸 도면이다. 도 2에서, ω0는 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수를 나타내며, ωA는 전송되는 무선 전력의 공진 주파수를 나타내고, 전달율(Transmissibility)(|G(ωA)|는 전력 전송 효율을 나타내며, δ는 댐핑 계수(Damping coefficient)를 나타낸다.FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the first resonant frequency and the second resonant frequency of the wireless power receiving apparatus of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the resonant frequency of the wireless power receiving apparatus and the resonant frequency of the transmitted wireless power Fig. In FIG. 2, ω 0 represents the resonant frequency of the wireless power receiving apparatus, ω A represents the resonant frequency of the transmitted wireless power, Transmissibility (| G (ω A ) | represents the power transmission efficiency, Represents a damping coefficient.

도 2에 나타낸 바와 같이, 댐핑 계수(δ)에 상관없이 ωA/ω0가 5 정도가 되면, 전달율이 거의 0인 것을 알 수 있다. 즉, 전송되는 무선 전력의 공진 주파수(ωA)가 무선 전력 수신 장치의 공진 주파수(ω0)의 5배 정도가 되면, 전송되는 무선 전력은 무선 전력 수신 장치에 거의 전달되지 않는다는 것을 알 수 있다. 다시 말하면, 제2 공진 주파수(fr2)가 제1 공진 주파수(fr1)의 5배 정도가 된다면, 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력을 전송하는 송전 코일과 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 제2 공진 회로(L2, C2) 사이의 커플링 또는 간섭이 거의 없으며, 마찬가지로 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력을 전송하는 송전 코일과 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 제1 공진 회로(L1, C1) 사이의 커플링 또는 간섭이 거의 없다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 공진 주파수(fr2)는 제1 공진 주파수(fr1)의 5배 이상으로 설정될 수 있다.As shown in Fig. 2, when? A /? 0 becomes about 5 regardless of the damping coefficient?, It can be seen that the transmission rate is almost zero. That is, when the resonance frequency? A of the transmitted radio power becomes about five times the resonance frequency? 0 of the radio power receiving apparatus, it can be seen that the transmitted radio power is hardly transmitted to the radio power receiving apparatus . In other words, if the second resonance frequency fr2 is about five times the first resonance frequency fr1, the transmission coil for transmitting the radio power having the first resonance frequency fr1 and the second resonance frequency fr2 The transmission coil having substantially no coupling or interference between the first and second resonant circuits L2 and C2 and the transmission coil for transmitting the radio power having the second resonant frequency fr2 and the first resonant frequency fr1 having the first resonant frequency fr1, There is little coupling or interference between the circuits L1 and C1. Therefore, in one embodiment of the present invention, the second resonance frequency fr2 may be set to be five times or more of the first resonance frequency fr1.

일 실시예에 있어서, 제1 공진 주파수(fr1)과 제2 공진 주파수(fr2)는 서로 상이한 표준 방식에 의한 공진 주파수일 수 있다. 예를 들면, 제1 공진 주파수(fr1)는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수일 수 있으며, 제2 공진 주파수(fr2)는 A4WP(Alliance for Wirelses Power) 표준 주파수일 수 있다. 상기 WPC 표준 주파수는 110kHz 내지 205kHz이고, 상기 PMA 표준 주파수는 277kHz 내지 357kHz이고, 상기 A4WP 표준 주파수는 6.78MHz일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 이용하면, 다양한 방식으로 전송되는 무선 전력을 스위치 제어 없이도 모두 수신할 수 있다.
In one embodiment, the first resonance frequency fr1 and the second resonance frequency fr2 may be resonance frequencies according to a standard method which are different from each other. For example, the first resonance frequency fr1 may be a WPC (Wireless Power Consortium) standard frequency or a PMA (Power Matrix Alliance) standard frequency, and the second resonance frequency fr2 may be an Alliance for Wireline Power Lt; / RTI &gt; The WPC standard frequency may be between 110 kHz and 205 kHz, the PMA standard frequency may be between 277 kHz and 357 kHz, and the A4WP standard frequency may be 6.78 MHz. In this case, by using the wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, the wireless power transmitted in various ways can be received without any switch control.

도 3은 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 등가 회로도를 나타낸 도면이다. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when a wireless power having a first resonance frequency fr1 is received.

도 3을 참고하여, 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
Referring to FIG. 3, the operation of the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the present invention when the wireless power having the first resonance frequency fr1 is received will be described as follows.

상술한 바와 같이,

Figure 112014086275276-pat00003
,
Figure 112014086275276-pat00004
, 및 fr1 <<　fr2의 관계를 가질 수 있으며, 이 경우, 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 제2 코일(L2)의 임피던스의 크기(w1·L2)(여기서, w1=2π·fr1)는 제2 커패시터(C2)의 임피던스의 크기(
Figure 112014086275276-pat00005
)에 비해 무시할 수 있을 정도로 작다. 따라서, 도 1의 제2 코일(L2)과 제2 커패시터(C2)는 도 3에 나타낸 바와 같이 등가적으로 커패시티브 특성을 띄게 된다.As described above,
Figure 112014086275276-pat00003
,
Figure 112014086275276-pat00004
, And fr1 << fr2. In this case, when the radio power having the first resonant frequency fr1 is received, the magnitude w1 · L2 of the impedance of the second coil L2, w1 = 2 pi · fr1 is the magnitude of the impedance of the second capacitor C2
Figure 112014086275276-pat00005
) Is small enough to be negligible. Therefore, the second coil L2 and the second capacitor C2 in FIG. 1 have equivalent capacitive characteristics as shown in FIG.

또한, 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 제1 코일(L1)과 제1 커패시터(C1)의 합성 임피던스는 매우 작은 값(이상적일 경우, 0)이 되므로, 제2 커패시터(C2)의 임피던스는 상대적으로 매우 큰 값이 된다. 따라서, 제1 코일(L1) 및 제1 커패시터(C1)와 병렬로 연결된 제2 커패시터(C2)는 회로적으로 오픈된 것과 동일하게 볼 수 있어 제1 코일(L1) 및 제1 커패시터(C1)로 구성된 공진회로에 영향을 미치지 못하게 된다. Further, when the radio power having the first resonant frequency fr1 is received, the combined impedance of the first coil L1 and the first capacitor C1 becomes a very small value (0 in ideal case) The impedance of the capacitor C2 becomes a relatively large value. Therefore, the second capacitor C2 connected in parallel with the first coil L1 and the first capacitor C1 can be seen as being opened in a circuit, so that the first coil L1 and the first capacitor C1, It is impossible to affect the resonance circuit composed of

그러므로, 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신부(10)는 제1 코일(L1) 및 제1 커패시터(C1) 만으로 구성된 것과 동일한 상태가 되어, 공진 동작에 의해 상기 무선 전력을 수신하게 된다.
Therefore, when the wireless power having the first resonance frequency fr1 is received, the receiving unit 10 of the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the present invention can receive only the first coil L1 and the first capacitor C1 So that the wireless power is received by the resonance operation.

도 4는 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 등가 회로도를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 when a wireless power having a second resonance frequency fr2 is received.

도 4를 참고하여, 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
Referring to FIG. 4, the operation of the wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention when the wireless power having the second resonance frequency fr2 is received will be described as follows.

상술한 바와 같이,

Figure 112014086275276-pat00006
,
Figure 112014086275276-pat00007
, 및 fr1 <<　fr2의 관계를 가지므로, 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 제1 커패시터(C1)의 임피던스의 크기(
Figure 112014086275276-pat00008
)(여기서, w2=2π·fr2)는 제1 코일(L1)의 임피던스의 크기(w2·L1)에 비해 무시할 수 있을 정도로 작다. 따라서, 도 1의 제1 코일(L1)과 제1 커패시터(C1)는 도 4에 나타낸 바와 같이 등가적으로 인덕티브 특성을 띄게 된다.As described above,
Figure 112014086275276-pat00006
,
Figure 112014086275276-pat00007
, And fr1 << fr2, when the radio power having the second resonant frequency fr2 is received, the magnitude of the impedance of the first capacitor C1
Figure 112014086275276-pat00008
(Where w2 = 2 pi · fr2) is negligibly smaller than the magnitude (w2 · L1) of the impedance of the first coil L1. Therefore, the first coil L1 and the first capacitor C1 of FIG. 1 have equivalent inductive characteristics as shown in FIG.

또한, 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 제2 코일(L2)과 제2 커패시터(C2)의 합성 임피던스는 매우 작은 값(이상적일 경우, 0)이 되므로, 제1 코일(L1)의 임피던스는 상대적으로 매우 큰 값이 된다. 따라서, 제2 코일(L2) 및 제2 커패시터(C2)와 병렬로 연결된 제1 코일(L1)는 회로적으로 오픈된 것과 동일하게 볼 수 있어 제2 코일(L2) 및 제2 커패시터(C2)로 구성된 공진회로에 영향을 미치지 못하게 된다. Further, when the radio power having the second resonance frequency fr2 is received, the combined impedance of the second coil L2 and the second capacitor C2 becomes a very small value (0 in ideal case) The impedance of the coil L1 becomes a relatively large value. Therefore, the first coil L1 connected in parallel with the second coil L2 and the second capacitor C2 can be seen as being opened in a circuit, so that the second coil L2 and the second capacitor C2 are connected in parallel, It is impossible to affect the resonance circuit composed of

그러므로, 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력이 수신될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신부(10)는 제2 코일(L2) 및 제2 커패시터(C2) 만으로 구성된 것과 동일한 상태가 되어, 공진 동작에 의해 상기 무선 전력을 수신할 수 있게 된다.
Therefore, when the wireless power having the second resonance frequency fr2 is received, the receiving unit 10 of the wireless power receiving apparatus according to the embodiment of the present invention can be operated only by the second coil L2 and the second capacitor C2 It becomes the same state as that configured, and the wireless power can be received by the resonance operation.

도 3 및 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)가 제1 공진 주파수(fr1) 또는 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력을 수신하는 경우를 각각 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)는 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력과 제2 공진 주파수(fr2)를 가지는 무선 전력을 동시에 수신할 수도 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수(fr1)를 가지는 무선 전력은 수신부(10)의 제1 코일(L1)과 제1 커패시터(C1)를 통해 수신할 수 있고, 제2 공진 주파수(fr2)을 가지는 무선 전력은 수신부(10)의 제2 코일(L2)과 제2 커패시터(C2)를 통해 수신할 수 있다.
3 and 4, the case where the wireless power receiving apparatus 100 according to the embodiment of the present invention receives the wireless power having the first resonance frequency fr1 or the second resonance frequency fr2 is referred to as, for example, The wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may simultaneously receive the wireless power having the first resonance frequency fr1 and the wireless power having the second resonance frequency fr2. In this case, the radio power having the first resonance frequency fr1 can be received through the first coil L1 and the first capacitor C1 of the receiving section 10, and the radio waves having the second resonance frequency fr2 can be received. The power can be received through the second coil L2 and the second capacitor C2 of the receiving unit 10. [

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)의 실제 적용례를 나타낸 도면으로서, 본 발명의 무선 전력 수신 장치(100)는 회로 및 전자 부품등이 실장되는 제1 영역(40)과 코일 등이 형성되는 제2 영역(50)을 포함하는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)으로 구성될 수 있다.5 is a diagram illustrating a practical example of a wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The wireless power receiving apparatus 100 of the present invention includes a first region 40 And a second region 50 on which a coil or the like is formed.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100, 도 1 참조)의 정류부(20, 도1 참조)는 상기 제1 영역(40)에 배치될 수 있다. 정류부(20, 도 1 참조)는 하나의 칩 형태로 구현될 수 있다.The rectifying unit 20 (see FIG. 1) of the wireless power receiving apparatus 100 (see FIG. 1) according to an embodiment of the present invention may be disposed in the first region 40. The rectifying unit 20 (see FIG. 1) may be implemented in a single chip form.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100, 도 1 참조)의 수신부(10, 도 1 참조)의 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2) 는 제2 영역(50)에 형성될 수 있다.The first coil L1 and the second coil L2 of the receiving unit 10 (see Fig. 1) of the wireless power receiving apparatus 100 (see Fig. 1) according to the embodiment of the present invention are connected to the second region 50 .

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100, 도 1 참조)의 수신부(10, 도 1 참조)의 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제1 영역(40)에 배치될 수도 있으며, 제2 영역(50)에 형성될 수도 있다. 상기 제1 커패시터(C1) 및 상기 제2 커패시터(C2)가 제2 영역(50)에 형성될 경우, 상기 제1 커패시터(C1) 및 상기 제2 커패시터(C2)는 상기 인쇄 회로 기판 내부에 임베딩(embedding)되는 형태로 형성될 수 있다.
The first capacitor C1 and the second capacitor C2 of the receiver 10 (see Fig. 1) of the wireless power receiving apparatus 100 (see Fig. 1) according to the embodiment of the present invention are connected to the first region 40 Or may be formed in the second region 50. [ When the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are formed in the second region 50, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are embedded in the printed circuit board, (not shown).

도 6은 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)의 제2 영역(50)에 형성된 코일의 일 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a coil formed in the second region 50 of the wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 코일(L1)은 동일한 인쇄 회로 기판 표면에 배치되는 제2 코일(L2)과 간격(d)을 가지고 내측에 배치될 수 있다. 도 6에서는 제1 코일(L1)이 제2 코일(L2)의 내경의 내측에, 제2 코일(L2)이 제1 코일(L1)의 외경의 외측에 배치되는 경우를 도시하였으나, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)의 배치 위치는 변경될 수 있다.
As shown in Fig. 6, the first coil L1 may be disposed inside with a gap d between the second coil L2 disposed on the same printed circuit board surface. 6, the first coil L1 is disposed on the inner side of the inner diameter of the second coil L2 and the second coil L2 is disposed on the outer side of the outer diameter of the first coil L1. However, The arrangement position of the first coil L1 and the second coil L2 can be changed.

또한, 도 6에서는 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)가 원형인 경우를 예시하였으나, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
Although the first coil L1 and the second coil L2 are circular in FIG. 6, the shapes of the first coil L1 and the second coil L2 are not particularly limited.

도 7은 도 5 및 도 6에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)의 제2 영역(50)의 단면을 나타낸 것으로서, 무선 전력 수신 장치(100)의 제2 영역(50)에 형성된 커패시터의 일 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a second region 50 of the wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 and 6. The second region 50 of the wireless power receiving apparatus 100 50 in accordance with an embodiment of the present invention.

도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 영역(50)에는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)가 배치될 수 있으며, 이 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 인쇄 회로 기판(PCB) 내부에 임베딩되는 형태로 구현될 수 있다. 임베딩된 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 비아홀들(via)을 통하여 제1 코일(L1)과 정류부(20, 도 1 참조) 사이 및 제2 코일(L2)과 정류부(20, 도 1 참조) 사이 각각에 배치될 수 있다. 제1 커패시터(C1)가 제1 코일(L1)과 직렬로, 제2 커패시터(C2)가 제2 코일(L2)과 직렬로 연결되는 것을 전제로, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 위치는 특별히 제한되지 않는다.7, a first capacitor C1 and a second capacitor C2 may be disposed in the second region 50. In this case, the first and second capacitors C1 and C2 And embedded in a printed circuit board (PCB). The embedded first capacitor C1 and the second capacitor C2 are connected between the first coil L1 and the rectification section 20 (see FIG. 1) via the via holes and between the second coil L2 and the rectification section 20 , See Fig. 1). It is assumed that the first capacitor C1 is connected in series with the first coil L1 and the second capacitor C2 is connected in series with the second coil L2, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are not particularly limited.

또한, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제1 영역(40)에 배치될 수도 있으며, 이 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제2 영역(50)에서 제외될 수 있다.
The first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be disposed in the first region 40. In this case, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be disposed in the second region 50 ).

도 8 및 도 9는 도 5에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)의 제2 영역(50)에 형성된 코일의 다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.8 and 9 are views showing another embodiment of a coil formed in the second region 50 of the wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2)은 동일한 PCB 기판 표면에 좌우로 병렬 배치될 수도 있다.As shown in FIG. 8, the first coil L1 and the second coil L2 may be disposed side by side on the same PCB substrate surface in parallel.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 코일(L1)과 제2 코일(L2) 각각이 서로 다른 인쇄 회로 기판의 레이어, 예를 들면, 인쇄 회로 기판의 일면과 타면에 배치될 수도 있다.9, each of the first coil L1 and the second coil L2 may be disposed on a different layer of a printed circuit board, for example, one surface of the printed circuit board and the other surface.

각각의 경우에 있어서, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제1 영역(40) 또는 제2 영역(50)에 배치될 수 있으며, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)가 제2 영역(50)에 배치되는 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 도 7 및 도 9에 나타낸 바와 같이 인쇄 회로 기판(PCB) 내부에 임베딩될 수 있다.
In each case, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be disposed in the first region 40 or the second region 50 and the first capacitor C1 and the second capacitor C2 The first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be embedded in the printed circuit board PCB as shown in Figs. 7 and 9, when the first capacitor C2 and the second capacitor C2 are disposed in the second region 50. [

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)가 전자기기(300)에 장착되는 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 10에서 200은 충전지를 나타낸다.10 is a diagram illustrating an embodiment in which a wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is mounted on an electronic device 300. Referring to FIG. In Fig. 10, reference numeral 200 denotes a rechargeable battery.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)는 전자기기(300)의 뒷면에 장착될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 수신 장치(100)의 단자와 전자기기(300)의 단자가 서로 연결될 수 있는 위치에, 무선 전력 수신 장치(100)를 배치함으로써, 무선 전력 수신 장치(100)가 수신한 무선 전력이 충전지(200)로 전달될 수 있다.10, a wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be mounted on a back surface of an electronic device 300. [ In this case, by disposing the wireless power receiving apparatus 100 at a position where the terminals of the wireless power receiving apparatus 100 and the terminals of the electronic apparatus 300 can be connected to each other, Electric power can be transmitted to the rechargeable battery 200.

도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)가 전자기기(300)의 뒷면에 장착되는 경우를 예시하고 있으나, 무선 전력 수신 장치(100)는 다양한 방법으로 전자기기(300)에 장착될 수 있다. 예를 들면, 전자기기(300)가 별도의 포트(예를 들면, USB 포트 등)를 구비하고 있고, 무선 전력 수신 장치(100)가 상기 포트에 연결되는 형태로 구현될 수도 있다.10 illustrates a case where the wireless power receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is mounted on the back surface of the electronic device 300. However, the wireless power receiving device 100 may be connected to the electronic device 300 As shown in FIG. For example, the electronic device 300 may have a separate port (for example, a USB port), and the wireless power receiving apparatus 100 may be connected to the port.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(100)는 충전지(200)와 일체형으로 구현될 수도 있으며, 무선 전력 수신 장치(100)는 전자기기(300)와 일체형으로 구현될 수도 있다.
The wireless power receiving apparatus 100 may be integrated with the rechargeable battery 200 and the wireless power receiving apparatus 100 may be integrated with the electronic device 300 .

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치가 2개의 코일과 2개의 커패시터로 구성되는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 코일과 커패시터의 수는 3개 이상이 될 수 있으며, 이 경우, 무선 전력 수신 장치는 서로 다른 공진 주파수를 가지는 3종류 이상의 무선 전력을 공진 동작을 통해 수신할 수 있다.Although the wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes two coils and two capacitors as described above, the number of coils and capacitors may be three or more. In this case, The wireless power receiving apparatus can receive three or more types of wireless power having different resonance frequencies through the resonance operation.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 각각의 코일 및 커패시터의 직렬회로들의 출력측 연결을 각각 제어하기 위한 별도의 스위치들이 필요없이 자동적으로 송신된 무선 전력의 공진 주파수에 동기화된 코일 및 커패시터의 직렬회로만이 활성화되며, 활성화된 코일 및 커패시터의 직렬회로를 통하여 수신된 무선 전력이 정류부에 전달된다.
A wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a coil and a capacitor synchronized to the resonant frequency of the automatically transmitted radio power without the need for separate switches for respectively controlling the output side connection of the series circuits of the coils and the capacitors, And the radio power received through the series circuit of the activated coil and the capacitor is transmitted to the rectifying section.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. And will be apparent to those skilled in the art.

100 : 무선 전력 수신 장치 200 : 충전지
10 : 수신부 20 : 정류부100: Wireless power receiving apparatus 200: Rechargeable battery
10: Receiver section 20:

Claims (26)

제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로;
상기 제1 공진 회로와 병렬로 연결되고, 상기 제1 공진 주파수의 5배 이상인 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로; 및
상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로 중 적어도 하나의 공진 회로로 수신한 무선 전력을 정류하여 충전 전류를 출력하는 정류부를 포함하는 무선 전력 수신 장치.A first resonant circuit having a first resonant frequency;
A second resonant circuit connected in parallel with the first resonant circuit and having a second resonant frequency that is at least five times the first resonant frequency; And
And a rectifying section for rectifying the received radio power by at least one resonant circuit of the first resonant circuit and the second resonant circuit and outputting a charge current. 제1항에 있어서,
상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로는 직접 연결되는 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
And the first resonant circuit and the second resonant circuit are directly connected. 제1항에 있어서,
상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로는 스위치 없이 연결되는 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first resonant circuit and the second resonant circuit are connected without a switch. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력의 주파수가 상기 제1 공진 주파수인 경우, 상대적으로 큰 상기 제2 공진 회로의 임피던스에 의해 상기 무선 전력은 제1 공진 회로를 통해 상기 정류부로 전달되고,
상기 무선 전력의 주파수가 상기 제2 공진 주파수인 경우, 상대적으로 큰 상기 제1 공진 회로의 임피던스에 의해 상기 무선 전력은 상기 제2 공진 회로를 통해 상기 정류부로 전달되는 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
When the frequency of the radio power is the first resonance frequency, the radio power is transmitted to the rectifying part through the first resonance circuit by the impedance of the relatively large second resonance circuit,
And the radio power is transmitted to the rectifying part through the second resonant circuit by an impedance of the relatively large first resonant circuit when the frequency of the radio power is the second resonant frequency. 제1항에 있어서, 상기 제1 공진 회로는
제1 커패시터; 및
상기 제1 커패시터와 직렬로 연결된 제1 코일을 포함하는 무선 전력 수신 장치.The resonator according to claim 1, wherein the first resonant circuit
A first capacitor; And
And a first coil connected in series with the first capacitor. 제1항에 있어서, 상기 제2 공진 회로는
제2 커패시터; 및
상기 제2 커패시터와 직렬로 연결된 제2 코일을 포함하는 무선 전력 수신 장치.2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second resonant circuit
A second capacitor; And
And a second coil connected in series with the second capacitor. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 공진 주파수는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수이고,
상기 제2 공진 주파수는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수인 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
The first resonance frequency is a WPC (Wireless Power Consortium) standard frequency or a PMA (Power Matrix Alliance)
And the second resonant frequency is an A4WP (Alliance for Wireless Power) standard frequency. 정류부가 배치되는 제1 영역; 및
제1 코일, 제2 코일, 제1 커패시터, 및 제2 커패시터가 배치되는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하고,
상기 제1 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제1 코일의 타단은 상기 제1 커패시터와 연결되고,
상기 제1 커패시터의 일단은 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고,
상기 제2 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제2 코일의 타단은 상기 제2 커패시터와 연결되고,
상기 제2 커패시터의 일단은 상기 제2 코일과 연결되고, 상기 제2 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고,
상기 제1 코일 및 상기 제1 커패시터는 상기 제2 코일 및 상기 제2 커패시터와 병렬로 연결되고,
상기 제2 코일과 상기 제2 커패시터에 의해 결정되는 제2 공진 주파수는 상기 제1 코일과 상기 제1 커패시터에 의해 결정되는 제1 공진 주파수의 5배 이상인 무선 전력 수신 장치.A first region in which the rectifying portion is disposed; And
And a printed circuit board including a first region, a second region in which a first coil, a second coil, a first capacitor, and a second capacitor are disposed,
One end of the first coil is connected to the rectifying part, the other end of the first coil is connected to the first capacitor,
One end of the first capacitor is connected to the first coil, the other end of the first capacitor is connected to the rectifying part,
One end of the second coil is connected to the rectifying part, the other end of the second coil is connected to the second capacitor,
One end of the second capacitor is connected to the second coil, the other end of the second capacitor is connected to the rectifying part,
The first coil and the first capacitor are connected in parallel with the second coil and the second capacitor,
Wherein the second resonant frequency determined by the second coil and the second capacitor is at least five times the first resonant frequency determined by the first coil and the first capacitor. 제9항에 있어서, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터는
상기 인쇄 회로 기판의 상기 제2 영역에 임베딩되는 무선 전력 수신 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein the first and second capacitors
And embedded in the second region of the printed circuit board. 제9항에 있어서, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은
상기 인쇄회로기판의 상기 제2 영역의 동일한 면에 배치되는 무선 전력 수신 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein the first coil and the second coil
And is disposed on the same side of the second area of the printed circuit board. 제11항에 있어서,
상기 제1 코일은 상기 제2 코일의 내경의 내측에 배치되는 무선 전력 수신 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the first coil is disposed inside the inner diameter of the second coil. 제11항에 있어서,
상기 제1 코일의 일측에 상기 제2 코일이 배치되는 무선 전력 수신 장치.12. The method of claim 11,
And the second coil is disposed on one side of the first coil. 제9항에 있어서,
상기 제1 코일은 상기 인쇄회로기판의 상기 제2 영역의 일면에 배치되고,
상기 제2 코일은 상기 인쇄회로기판의 상기 제2 영역의 타면에 배치되는 무선 전력 수신 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the first coil is disposed on one side of the second region of the printed circuit board,
And the second coil is disposed on the other side of the second area of the printed circuit board. 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 제1 코일과 상기 제1 커패시터에 의해 결정되는 제1 공진 주파수는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수이고, 상기 제2 코일과 상기 제2 커패시터에 의해 결정되는 제2 공진 주파수는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수인 무선 전력 수신 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the first resonant frequency determined by the first coil and the first capacitor is a Wireless Power Consortium (WPC) standard frequency or a Power Matrix Alliance (PMA) standard frequency, and the first resonant frequency is determined by the second coil and the second capacitor And the second resonant frequency is an A4WP (Alliance for Wireless Power) standard frequency. 제1 커패시터, 제2 커패시터, 및 정류부가 배치되는 제1 영역; 및
제1 코일, 및 제2 코일이 배치되는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하고,
상기 제1 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제1 코일의 타단은 상기 제1 커패시터와 연결되고,
상기 제1 커패시터의 일단은 상기 제1 코일과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고,
상기 제2 코일의 일단은 상기 정류부와 연결되고, 상기 제2 코일의 타단은 상기 제2 커패시터와 연결되고,
상기 제2 커패시터의 일단은 상기 제2 코일과 연결되고, 상기 제2 커패시터의 타단은 상기 정류부와 연결되고,
상기 제1 코일 및 상기 제1 커패시터는 상기 제2 코일 및 상기 제2 커패시터와 병렬로 연결되고,
상기 제2 코일과 상기 제2 커패시터에 의해 결정되는 제2 공진 주파수는 상기 제1 코일과 상기 제1 커패시터에 의해 결정되는 제1 공진 주파수의 5배 이상인 무선 전력 수신 장치.A first region in which a first capacitor, a second capacitor, and a rectifying portion are disposed; And
A printed circuit board including a first coil and a second region in which a second coil is disposed,
One end of the first coil is connected to the rectifying part, the other end of the first coil is connected to the first capacitor,
One end of the first capacitor is connected to the first coil, the other end of the first capacitor is connected to the rectifying part,
One end of the second coil is connected to the rectifying part, the other end of the second coil is connected to the second capacitor,
One end of the second capacitor is connected to the second coil, the other end of the second capacitor is connected to the rectifying part,
The first coil and the first capacitor are connected in parallel with the second coil and the second capacitor,
Wherein the second resonant frequency determined by the second coil and the second capacitor is at least five times the first resonant frequency determined by the first coil and the first capacitor. 제17항에 있어서, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은
상기 인쇄회로기판의 상기 제2 영역의 동일한 면에 배치되는 무선 전력 수신 장치.18. The apparatus of claim 17, wherein the first coil and the second coil
And is disposed on the same side of the second area of the printed circuit board. 제17항에 있어서,
상기 제1 코일은 상기 인쇄회로기판의 상기 제2 영역의 일면에 배치되고,
상기 제2 코일은 상기 인쇄회로기판의 상기 제2 영역의 타면에 배치되는 무선 전력 수신 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the first coil is disposed on one side of the second region of the printed circuit board,
And the second coil is disposed on the other side of the second area of the printed circuit board. 삭제delete 제17항에 있어서,
상기 제1 코일과 상기 제1 커패시터에 의해 결정되는 제1 공진 주파수는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수이고, 상기 제2 코일과 상기 제2 커패시터에 의해 결정되는 제2 공진 주파수는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수인 무선 전력 수신 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the first resonant frequency determined by the first coil and the first capacitor is a Wireless Power Consortium (WPC) standard frequency or a Power Matrix Alliance (PMA) standard frequency, and the first resonant frequency is determined by the second coil and the second capacitor And the second resonant frequency is an A4WP (Alliance for Wireless Power) standard frequency. 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로;
상기 제1 공진 회로와 병렬로 연결되고, 상기 제1 공진 주파수의 5배 이상인 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로;
상기 제1 공진 회로와 상기 제2 공진 회로 중 적어도 하나의 공진 회로로 수신한 무선 전력을 정류하여 충전 전류를 출력하는 정류부; 및
상기 충전 전류를 입력하여 전력을 충전하는 충전지를 포함하는 전자기기.A first resonant circuit having a first resonant frequency;
A second resonant circuit connected in parallel with the first resonant circuit and having a second resonant frequency that is at least five times the first resonant frequency;
A rectifier for rectifying the received radio power by at least one resonant circuit of the first resonant circuit and the second resonant circuit to output a charge current; And
And a rechargeable battery for charging the electric power by inputting the charging current. 제22항에 있어서, 상기 제1 공진 회로는
제1 커패시터; 및
상기 제1 커패시터와 직렬로 연결된 제1 코일을 포함하는 전자기기.23. The semiconductor device according to claim 22, wherein the first resonant circuit
A first capacitor; And
And a first coil connected in series with the first capacitor. 제22항에 있어서, 상기 제2 공진 회로는
제2 커패시터; 및
상기 제2 커패시터와 직렬로 연결된 제2 코일을 포함하는 전자기기.23. The circuit of claim 22, wherein the second resonant circuit
A second capacitor; And
And a second coil connected in series with the second capacitor. 삭제delete 제22항에 있어서,
상기 제1 공진 주파수는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수이고,
상기 제2 공진 주파수는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수인 전자기기.23. The method of claim 22,
The first resonance frequency is a WPC (Wireless Power Consortium) standard frequency or a PMA (Power Matrix Alliance)
And the second resonant frequency is an A4WP (Alliance for Wireless Power) standard frequency.
KR1020140120459A 2014-04-30 2014-09-11 Wireless power receiver and electronic device comprising the same KR101670128B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15162770.0A EP2940830B1 (en) 2014-04-30 2015-04-08 Wireless power reception device
JP2015086408A JP6578531B2 (en) 2014-04-30 2015-04-21 Wireless power receiving apparatus and electronic device including the same
US14/695,217 US9917467B2 (en) 2014-04-30 2015-04-24 Wireless power reception device and electronic device including the same
CN201510217135.8A CN105024459B (en) 2014-04-30 2015-04-30 Wireless power reception device and the electronic device for including the wireless power reception device
US15/880,150 US20180152053A1 (en) 2014-04-30 2018-01-25 Wireless power reception device and electronic device including the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140052696 2014-04-30
KR20140052696 2014-04-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150125525A KR20150125525A (en) 2015-11-09
KR101670128B1 true KR101670128B1 (en) 2016-10-27

Family

ID=54605021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140120459A KR101670128B1 (en) 2014-04-30 2014-09-11 Wireless power receiver and electronic device comprising the same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6578531B2 (en)
KR (1) KR101670128B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3790161A1 (en) 2019-09-09 2021-03-10 LG Electronics Inc. Multi-level power compatible wireless power receiving apparatus

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102418145B1 (en) * 2016-01-04 2022-07-08 엘지전자 주식회사 refrigerator
KR102534961B1 (en) 2016-05-04 2023-05-23 삼성전자주식회사 Wireless power transmitter and wireless power receiver and method for operating thereof
KR20180042578A (en) * 2016-10-18 2018-04-26 엘지이노텍 주식회사 Apparatus for transmitting wireless power
TWI728652B (en) * 2020-01-15 2021-05-21 大陸商東莞寶德電子有限公司 Wireless charging mouse and charging method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012034524A (en) 2010-08-02 2012-02-16 Panasonic Corp Wireless power transmission apparatus
JP2013172640A (en) 2012-02-17 2013-09-02 Lg Innotek Co Ltd Radio power transmission apparatus, radio power reception apparatus, and power transmission method of radio power transmission system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8132026B2 (en) * 2006-06-02 2012-03-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and mobile electronic device having the same
US9022293B2 (en) * 2006-08-31 2015-05-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and power receiving device
JP2008118592A (en) * 2006-11-08 2008-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter
JP5075455B2 (en) * 2007-04-11 2012-11-21 オリンパス株式会社 Wireless power supply system
JP5441392B2 (en) 2008-11-12 2014-03-12 キヤノン株式会社 Electronic apparatus and method
US9008574B2 (en) * 2009-09-14 2015-04-14 Qualcomm Incorporated Focused antenna, multi-purpose antenna, and methods related thereto
US8373388B2 (en) * 2009-12-11 2013-02-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Portable device and battery charging method thereof
JP2011142724A (en) * 2010-01-06 2011-07-21 Hitachi Ltd Noncontact power transmission device and near field antenna for same
JP2011200052A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Toyota Central R&D Labs Inc Power supply device
JP2011234571A (en) * 2010-04-28 2011-11-17 Equos Research Co Ltd Non-contact power supply system
JPWO2013005415A1 (en) * 2011-07-04 2015-02-23 日本電気株式会社 Wireless power transmission apparatus and method, and repeater
JP5988146B2 (en) * 2011-11-15 2016-09-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Transmission coil and portable radio terminal
WO2013111344A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 富士通株式会社 Power receiving apparatus, power transmitting system, and power transmitting method
KR20130102218A (en) 2012-03-07 2013-09-17 엘에스전선 주식회사 Wireless power receiving device with multi coil and wireless power receiving method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012034524A (en) 2010-08-02 2012-02-16 Panasonic Corp Wireless power transmission apparatus
JP2013172640A (en) 2012-02-17 2013-09-02 Lg Innotek Co Ltd Radio power transmission apparatus, radio power reception apparatus, and power transmission method of radio power transmission system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3790161A1 (en) 2019-09-09 2021-03-10 LG Electronics Inc. Multi-level power compatible wireless power receiving apparatus
US11218028B2 (en) 2019-09-09 2022-01-04 Lg Electronics Inc. Multi-level power compatible wireless power receiving apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150125525A (en) 2015-11-09
JP6578531B2 (en) 2019-09-25
JP2015213421A (en) 2015-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180294669A1 (en) Wireless power receiver and method of controlling the same
US9787114B2 (en) Wireless power transmitter and wireless power transmission system
US20180152053A1 (en) Wireless power reception device and electronic device including the same
KR101670128B1 (en) Wireless power receiver and electronic device comprising the same
US9484147B2 (en) Wired-wireless combined power transmission apparatus and the method using the same
US9941742B2 (en) Wireless power transmission apparatus and wireless power transmission method
KR101983174B1 (en) A wireless power receiver and an electronic apparatus comprising the same
WO2016209051A1 (en) Wireless power reception apparatus and wireless power transfer system comprising same
WO2017007163A1 (en) Method for operating wireless power transmission device
KR20160030672A (en) Wireless power receiving apparatus and wireless power transmitting and receiving system
KR20150050024A (en) Wireless power relay apparatus and case having the same
US11025094B2 (en) Wireless power receiving device and apparatus including the same
KR102452017B1 (en) Apparatus for transmitting and receiving wireless power
KR101659183B1 (en) Wireless power transmitter and wireless power transmitting system
KR101712647B1 (en) Auxiliary battery for wirelessly charging and discharging
JP5674013B2 (en) Power supply device and power supply system
KR20180032349A (en) Coil module and apparatus for transmiting power wirelessly using the same
KR20160050445A (en) Wireless power charging apparatus
JP2014217116A (en) Electronic apparatus, electronic apparatus power transmission system and power reception control method
US11923696B2 (en) Passive adapter for magnetic inductive wireless charging
CN108631379A (en) Wireless charging device
KR20120035356A (en) Wireless power transfer system using electromagnetic field resonator
KR20090072413A (en) Contactless power suppy system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190916

Year of fee payment: 4