KR101706628B1 - Wireless charging module for portable electronic appliance - Google Patents

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KR101706628B1
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박종진
신현석
이재석
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주식회사 아이엠텍
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Abstract

본 발명은 휴대단말기(200)가 메탈 분위기로 변화되는 트랜드에 맞추어 백커버(10)가 메탈로 이루어질 경우 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 가지도록 하여 무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)의 전류에 의한 자기장이 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 통해 전방위로 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시켜 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리(20)의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있는 휴대단말기용 무선 충전모듈에 관한 것이다.When the back cover 10 is made of metal, the guide hole 11 and the open hole 12 are formed in accordance with the trend of the portable terminal 200 changing to the metal atmosphere, The magnetic field generated by the current of the transmission coil TX links the reception coil RX of the portable terminal 200 in all directions via the induction hole 11 and the open hole 12 to form an induction current, The present invention relates to a wireless charging module for a portable terminal capable of maximizing wireless charging efficiency of a wireless terminal.

Description

휴대단말기용 무선 충전모듈{WIRELESS CHARGING MODULE FOR PORTABLE ELECTRONIC APPLIANCE}[0001] WIRELESS CHARGING MODULE FOR PORTABLE ELECTRONIC APPLIANCE [0002]

본 발명은 휴대단말기용 무선 충전모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메탈 분위기로 변화되는 휴대단말기의 트랜드에 맞추어 백커버가 메탈로 이루어질 경우 유도홀 및 오픈홀을 가지도록 하여 무선송신 충전패드의 송신코일의 전류에 의한 자기장이 유도홀 및 오픈홀을 통해 인입 및 인출되면서 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성케 하여 배터리의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있도록 한 휴대단말기용 무선 충전모듈에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a wireless charging module for a portable terminal, and more particularly, to a wireless charging module for a portable terminal, A wireless charging module for a portable terminal which can maximize the wireless charging efficiency of a battery by forming an induction current by linking a receiving coil of the portable terminal while a magnetic field generated by a coil current is drawn in and out through an induction hole and an open hole .

일반적으로 휴대단말기는 스마트 폰, 테블릿 PC, 노트북, PDA 등이 있고, 이러한 휴대단말기는 배터리의 전원으로 동작된다.Generally, a portable terminal includes a smart phone, a tablet PC, a notebook, and a PDA, and the portable terminal is powered by a battery.

휴대단말기의 선행기술문헌으로서 공개특허 제2013-0113222호(안테나 및 이를 구비한 이동 단말기)를 소개할 수 있다.Open Publication No. 2013-0113222 (an antenna and a mobile terminal provided with the antenna) as a prior art document of a portable terminal can be introduced.

도 1은 선행기술문헌과 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.1 is a block diagram of a mobile terminal related to the prior art document.

이동 단말기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다.1, the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an audio / video (A / V) input unit 120, a user input unit 130, a sensing unit 140, an output unit 150, A memory 160, an interface unit 170, a control unit 180, a power supply unit 190, and the like.

무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있고, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있으며, 사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼(136), 터치 센서(정압/정전)(137)로 구성될 수 있다.The wireless communication unit 110 may include a broadcast receiving module 111, a mobile communication module 112, a wireless Internet module 113, a short distance communication module 114, a location information module 115, (Audio / Video) input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal and may include a camera 121 and a microphone 122. The user input unit 130 is connected to the front and rear of the mobile terminal 100, A button 136 positioned on the side surface, and a touch sensor (static pressure / static electricity) 137.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시키고, 근접 센서(141)를 포함할 수 있으며, 출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153) 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.The sensing unit 140 senses the current state of the mobile terminal 100 such as the open / close state of the mobile terminal 100, the position of the mobile terminal 100, the presence or absence of user contact, the orientation of the mobile terminal, And generates a sensing signal for controlling the operation of the mobile terminal 100 and may include a proximity sensor 141. The output unit 150 generates an output related to visual, auditory or tactile sense, The display unit 151, the sound output module 152, the alarm unit 153, and the haptic module 154, for example.

메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.The memory unit 160 may store a program for processing and controlling the control unit 180 and temporarily store the input / output data (e.g., telephone directory, message, audio, For example.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.The interface unit 170 serves as a path for communication with all external devices connected to the mobile terminal 100. The interface unit 170 receives data from an external device or supplies power to each component in the mobile terminal 100 or transmits data to the external device. For example, a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, a port for connecting a device having an identification module, an audio I / O port, A video input / output (I / O) port, an earphone port, and the like may be included in the interface unit 170.

제어부(controller)(180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다.The controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal. For example, voice communication, data communication, video communication, and the like. The control unit 180 may include a multimedia module 181 for multimedia playback.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 and supplies power necessary for operation of the respective components.

전원 공급부(190)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전모니터링부를 포함할 수 있다.The power supply unit 190 may include, for example, a battery, a connection port, a power supply control unit, and a charge monitoring unit.

도 2는 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면 사시도이다.2 is a rear perspective view of a mobile terminal according to the prior art document.

도 2를 참조하면, 단말기 바디의 후면 즉, 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치될 수 있다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다.Referring to FIG. 2, a camera 121 'may be further mounted on the rear surface of the terminal body, that is, the rear case 102. A flash 123 and a mirror 124 may be additionally disposed adjacent to the camera 121 '. The flash 123 illuminates the subject when the subject is photographed by the camera 121 '.

도 3은 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면후면커버(103)를 분리하여 리어 케이스의 표면을 도시한 후면 사시도이다.3 is a rear perspective view showing the rear surface of the rear case 103 separated from the rear cover 103 of the mobile terminal according to the prior art document.

도 3을 참조하면, 프론트 케이스(101), 리어 케이스(102), 후면커버(또는 배터리 커버)(103), 카메라(121'), 인터페이스(170), 마이크(122), 음향출력부(152'), 배터리(191), 배터리 장착부(104), USIM카드 장착부(105), 메모리카드 장착부(106)가 도시되어 있다.3, the front case 101, the rear case 102, the rear cover (or the battery cover) 103, the camera 121 ', the interface 170, the microphone 122, A battery 191, a battery mounting portion 104, a USIM card mounting portion 105, and a memory card mounting portion 106 are shown.

리어 케이스(102) 표면에는 배터리 장착부(104), USIM카드 장착부(105) 및 메모리카드 장착부(106)와 같은 외장부품이 실장될 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 일반적으로 리어 케이스(102)의 표면에 실장되는 외장부품은 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되고 다양해진 소비자의 요구를 충족시키기 위해 이동 단말기(100)의 기능을 확장할 수 있도록 하기 위함이다.The rear case 102 may have a space on which external components such as the battery loading unit 104, the USIM card loading unit 105, and the memory card loading unit 106 may be mounted. In general, the external component mounted on the surface of the rear case 102 is for expanding the function of the mobile terminal 100 in order to fulfill the diversified functions of the mobile terminal 100 .

안테나(200)는 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되면서 외부 장치 및 서버와 무선 통신을 할 필요성이 높아졌다. 예를 들면, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 방송정보를 수신하기 위한 안테나(200)나, Wibro, HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등 무선인터넷을 위한 안테나(200), 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 근거리 무선통신을 위한 안테나(200) 등이 필요하다.The antenna 200 is required to perform wireless communication with an external device and a server while diversifying functions of the mobile terminal 100. [ For example, an antenna 200 for receiving broadcast information such as an EPG (Electronic Program Guide) of a DMB (Digital Multimedia Broadcasting) or an ESG (Electronic Service Guide) of a Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H) An antenna 200 for wireless Internet such as HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA and LTE, a Bluetooth (Short Range Communication) technology, a Radio Frequency Identification (RFID) , Ultra Wideband (UWB), and an antenna 200 for ZigBee short-range wireless communication.

이러한 안테나(200)는 전파의 수신을 위해 넓은 면적에 형성하는 것이 바람직하고 다른 전자부품들의 영향을 받지 않기 위해 이동 단말기(100)의 표면 쪽에 위치함이 바람직하다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 일반적으로 전자부품이 실장 되지 않아 넓은 면적을 확보할 수 있는 후면커버(103)에 안테나(200)를 배치한다.It is preferable that the antenna 200 is formed on a large area for reception of radio waves and is located on the surface side of the mobile terminal 100 so as not to be influenced by other electronic components. Therefore, as shown in FIG. 3, the antenna 200 is disposed on the rear cover 103, which can secure a large area without mounting electronic components.

도 4는 선행기술문헌에 따른 안테나(200)가 이동 단말기(100)의 후면커버(103)에 부착된 것을 도시한 평면도이다.4 is a plan view showing that the antenna 200 according to the prior art document is attached to the rear cover 103 of the mobile terminal 100. FIG.

선행기술문헌의 안테나(200)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 연성기판(210), 2가지 종류의 패턴, 자성시트(230)를 주요구성으로 한다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the antenna 200 of the prior art document has a soft substrate 210, two types of patterns, and a magnetic sheet 230 as main components.

패턴은 크게 2가지 종류로 고주파용 패턴(220)과 저주파용 패턴(225)으로 구분된다. 즉, 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 것을 특징으로 하며, 고주파용 패턴(220)은 무선통신에 적합하고, 저주파용 패턴(225)은 주로 배터리의 무선충전에 적합하다.The patterns are roughly divided into a high frequency pattern 220 and a low frequency pattern 225 in two types. That is, different frequency bands are used. The high frequency pattern 220 is suitable for wireless communication, and the low frequency pattern 225 is mainly suitable for wireless charging of a battery.

이동 단말기(100)에 이용되는 무선충전기술은 전자기 유도 원리를 이용한다.The wireless charging technique used in the mobile terminal 100 utilizes the electromagnetic induction principle.

전자기 유도는 전류를 흘려 자기장을 형성하고, 그 위에 이동 단말기(100)를 놓으면 이동 단말기(100)에 장착된 저주파용 패턴, 즉 무선 충전용 코일(225)에 전류가 흘러 충전이 된다.The electromagnetic induction flows a current to form a magnetic field, and when the mobile terminal 100 is placed on the magnetic field, a current flows through the low frequency pattern mounted on the mobile terminal 100, that is, the wireless charging coil 225 to be charged.

전송하는 전력량에 따라 주파수가 달라질 수 있으나, 일반적으로 이동 단말기(100)와 같은 소형 가전제품에 이용되는 전력은 수백 ㎑이하로 비교적 낮은 주파수를 이용한다. Generally, the power used in a small household appliance such as the mobile terminal 100 uses a relatively low frequency of several hundreds kHz or less, although the frequency may vary depending on the amount of power to be transmitted.

무선통신은 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되면서, 전화통화를 위한 전파의 전송 이외에 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 등의 기능을 위해서도 안테나가 필요하다. 특히 무선통신 기술에 따라 이용하는 주파수는 다르며, 많은 양의 데이터를 전송하기 위해 무선 충전에 이용되는 주파수에 비해 상대적으로 고주파를 이용한다.As the functions of the mobile terminal 100 are diversified, an antenna is required for the functions of Near Field Communication (NFC) and Radio Frequency Identification (RFID) in addition to transmission of radio waves for telephone conversation. Particularly, the frequency used is different according to the wireless communication technology, and the high frequency is used relative to the frequency used for wireless charging to transmit a large amount of data.

선행기술문헌의 무선 통신용 안테나(200)가 이용되는 통신 방식의 예로 근거리 무선통신(NFC: Near Field Communication)을 들 수 있다. 근거리 무선통신은 전자태그(RFID)의 일종으로 약 13.56㎒ 주파수 대역을 이용하는 비접촉식 무선통신 모듈이다.An example of a communication method in which the wireless communication antenna 200 of the prior art document is used is Near Field Communication (NFC). The short-range wireless communication is a kind of RFID (non-contact wireless communication module) using a frequency band of about 13.56 MHz.

10㎝의 가까운 거리에서 단말기(100) 간의 데이터를 전송하는 기술로서, 통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴해 주목받는 차세대 근거리 통신기술이다. 데이터 읽기와 쓰기를 모두 이용할 수 있으며, 블루투스처럼 기기간에 설정이 필요 없어 최근 이동 단말기(100)에 근거리 무선통신 기능을 부가하고 있다.Is a technology for transmitting data between the terminals 100 at a distance of 10 cm, and is a next generation local area communication technology that is relatively focused on security because its communication distance is short and its price is low. Data reading and writing can both be used, and it is not necessary to set up between devices like Bluetooth, so that a near-field communication function is recently added to the mobile terminal 100.

무선충전을 위해서는 충전장치에 적치되는 이동 단말기(100)의 위치에 관계없이 충전이 잘 이루어지도록 이동 단말기(100)에 넓게 무선 충전용 코일(225)이 배치되는 것이 필요하다.It is necessary for the wireless charging coil 225 to be widely installed in the mobile terminal 100 so that charging can be performed irrespective of the position of the mobile terminal 100 mounted on the charging device.

또한, 근거리 무선통신의 경우도 통신을 위해 리더기에 근접시키기 때문에 안테나(225)의 위치에 따라 통신이 원활하게 이루어지지 않을 수 있기 때문에 도 4에 도시된 바와 같이 넓은 면적에 균일하게 고주파용 패턴(220)이 배치된다.In addition, in the case of the short-range wireless communication, the communication is not smoothly performed according to the position of the antenna 225 because it is close to the reader for communication. Therefore, as shown in FIG. 4, 220 are disposed.

즉, 무선충전이나 근거리 무선통신 모두 가까운 거리에서 이루어지는 것이므로, 원거리 통신을 위한 안테나에 비해 넓은 면적에 고르게 분포하여야 하며, 상술한 바와 같이 후면커버(103)에 배치된다.That is, since the wireless charging and the short-range wireless communication are both performed at a close distance, they must be evenly distributed over a large area compared with the antenna for long-distance communication and are disposed on the rear cover 103 as described above.

무선 충전용 코일(225)과 무선 통신용 안테나(225)가 같은 위치에 배치되면 서로 간섭이 일어날 수 있으므로, 외측의 제1 영역과 내측의 제2 영역으로 나누어 각각 배치할 수 있다.When the wireless charging coil 225 and the antenna for wireless communication 225 are disposed at the same position, interference may occur between them. Therefore, the wireless charging coil 225 and the wireless communication antenna 225 can be separately arranged in the first area and the second area.

도면상에는 제1 영역에 고주파용 패턴(220)이 제2 영역에 저주파용 패턴(225)이 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고 서로 위치가 바뀔 수도 있다. 상기 패턴들은 넓은 면적을 커버하기 위해 소용돌이 모양으로 형성된다.Although the high-frequency pattern 220 is shown in the first region and the low-frequency pattern 225 is shown in the second region, the positions of the low-frequency patterns 225 are not limited thereto. The patterns are formed in a vortex shape to cover a large area.

그런데, 선행기술문헌과 관련된 이동 단말기는 후면커버(103)가 메탈로 이루어질 경우 무선 충전용 코일(225)에 유도전류가 흐를 수가 없어 무선충전이 전혀 실현될 수 없는 문제점이 발생된다.However, in the mobile terminal related to the prior art document, when the back cover 103 is made of metal, an induction current can not flow through the wireless charging coil 225, and wireless charging can not be realized at all.

이러한 문제점은 최근 휴대단말기가 메탈로 변경되는 트랜드를 따라갈 수 없는 한계를 낳게 된다.
Such a problem has a limitation that the portable terminal can not keep up with the trend of changing to metal.

대한민국 공개특허 10-2013-0113222Korean Patent Publication No. 10-2013-0113222

본 발명의 목적은 무선송신 충전패드의 송신코일의 전류에 의한 자기장이 메탈로 이루어진 휴대단말기의 백커버의 유도홀 및 오픈홀을 통해 인입 및 인출되면서 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성토록 하여 배터리의 무선 충전효율을 보장할 수 있는 휴대단말기용 무선 충전모듈을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a portable electronic device and a method for controlling the same by forming an induction current by linking a receiving coil of a portable terminal with a magnetic field generated by a current of a transmission coil of a wireless transmission charging pad through an induction hole and an open hole of a back cover of a portable terminal, The present invention provides a wireless charging module for a portable terminal that can guarantee the wireless charging efficiency of the battery.

본 발명의 목적은 유도홀로부터 외곽에 이르기까지 오픈홀을 절곡시키면서 뚫어 그 길이가 길면 길수록 송신코일의 전류에 의해 발생된 자기장의 통로를 상대적으로 더 많이 확보되도록 하여 전방위로 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있는 휴대단말기용 무선 충전모듈을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a portable terminal which can bend an open hole while bending an open hole from an induction hole to an outer periphery thereof so as to secure a relatively long path of a magnetic field generated by a current of a transmission coil, The present invention provides a wireless charging module for a portable terminal which can generate an induction current and maximize the wireless charging efficiency of the battery.

본 발명의 목적은 메탈로 이루어진 백커버에 유도홀 및 오픈홀을 구비시키면서 수신코일 아래에 자성시트를 배치시켜 무선 충전효율을 보장할 수 있는 휴대단말기용 무선 충전모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a wireless charging module for a portable terminal capable of ensuring wireless charging efficiency by disposing a magnetic sheet below a receiving coil while providing an induction hole and an open hole in a back cover made of metal.

본 발명의 목적은 메탈 분위기로 변화되는 휴대단말기의 트랜드에 맞추어 백커버가 메탈로 이루어질 경우 유도홀 및 오픈홀을 가지도록 하여 무선송신 충전패드의 송신코일의 전류에 의한 자기장이 유도홀 및 오픈홀을 통해 전방위로 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있는 휴대단말기용 무선 충전모듈을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an antenna device and a method of manufacturing the same in which the magnetic field generated by the current of the transmission coil of the wireless transmission charging pad is guided through the induction hole and the open hole, The present invention provides a wireless charging module for a portable terminal, which can maximize the wireless charging efficiency of a battery by linking a receiving coil of the portable terminal in all directions through an antenna.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

무선송신 충전패드의 송신코일에 연동되는 수신코일을 통해 충전되는 배터리를 보호함과 동시에 메탈로 이루어진 백커버를 지닌 휴대단말기를 포함하는 휴대단말기용 무선 충전모듈에 있어서,A wireless charging module for a portable terminal including a portable terminal having a back cover made of metal to protect a battery charged through a reception coil interlocked with a transmission coil of a wireless transmission charging pad,

상기 백커버는 상기 휴대단말기에 내장된 상기 수신코일을 센터링 마주할 수 있도록 뚫려진 유도홀과,Wherein the back cover includes an induction hole pierced so as to face the reception coil built in the portable terminal,

상기 유도홀로부터 외곽에 이르기까지 뚫려진 오픈홀을 구비하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
And an open hole pierced from the guide hole to the outer periphery is provided as a basic feature of the technical construction.

본 발명은 무선송신 충전패드의 송신코일의 전류에 의한 자기장이 메탈로 이루어진 휴대단말기의 백커버의 유도홀 및 오픈홀을 통해 인입 및 인출되면서 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리의 무선 충전효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.A magnetic field generated by a current of a transmission coil of a wireless transmission charging pad is drawn and drawn through an induction hole and an open hole of a back cover of a portable terminal made of metal to link the reception coil of the portable terminal to form an induction current And the efficiency of wireless charging of the battery can be greatly improved.

본 발명은 유도홀로부터 외곽에 이르기까지 오픈홀을 절곡시키면서 뚫어 그 길이가 길면 길수록 송신코일의 전류에 의해 발생된 자기장의 통로를 상대적으로 더 많이 확보하여 전방위로 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.In the present invention, as the length of the open hole is increased by bending the open hole from the induction hole to the outer periphery, the passage of the magnetic field generated by the current of the transmission coil is secured relatively more and the receiving coil of the portable terminal is linked So that it is possible to maximize the wireless charging efficiency of the battery.

본 발명은 메탈로 이루어진 백커버에 유도홀 및 오픈홀을 구비시키면서 수신코일 아래에 자성시트를 배치시켜 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of maximizing the wireless charging efficiency by disposing the magnetic sheet under the receiving coil while providing the induction hole and the open hole in the back cover made of metal.

본 발명은 휴대단말기가 메탈 분위기로 변화되는 트랜드에 맞추어 백커버가 메탈로 이루어질 경우 유도홀 및 오픈홀을 가지도록 하여 무선송신 충전패드의 송신코일의 전류에 의한 자기장이 유도홀 및 오픈홀을 통해 전방위로 휴대단말기의 수신코일을 링크시켜 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, when the back cover is made of metal in accordance with a trend in which the portable terminal is changed to a metal atmosphere, it has an induction hole and an open hole so that a magnetic field due to the current of the transmission coil of the wireless transmission charging pad is transmitted through the induction hole and the open hole It is possible to link the receiving coil of the portable terminal in all directions to form an induction current and to maximize the wireless charging efficiency of the battery.

도 1은 선행기술문헌과 관련된 이동 단말기의 블록 구성도.
도 2는 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면 사시도.
도 3은 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면후면커버를 분리하여 리어 케이스의 표면을 도시한 후면 사시도.
도 4는 선행기술문헌에 따른 안테나가 이동 단말기의 후면커버에 부착된 것을 도시한 평면도.
도 5a는 본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도.
도 5b는 본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 송신코일 및 수신코일을 나타내는 원리도.
도 6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도.
도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 평면 및 이면을 함께 나타내는 개념도.
도 7a는 본 발명의 제2실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도.
도 7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 평면 및 이면 개념도.
도 8a는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도.
도 8b는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 평면 개념도.
도 9a는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 자성시트, 수신코일 및 백커버를 나타내는 평면도 및 측면도.
도 9b는 본 발명의 제4실시예에 따른 휴대단말기용 백커버가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 자성시트, 수신코일 및 백커버를 나타내는 평면도 및 측면도.
도 10a는 본 발명의 제3실시예에 따라 백커버가 메탈로 이루어지면서 유도홀 및 오픈홀이 있는 경우와 종래 기술에 따라 백커버가 합성수지나 플라스틱으로 이루어진 경우의 수신코일 및 송신코일 상호간 2.8㎜에서 삽입손실을 나타내는 그래프로.
도 10b는 본 발명의 제3실시예에 따라 백커버가 메탈로 이루어지면서 유도홀 및 오픈홀이 있는 경우와 본 발명의 제1실시예에 따라 백커버가 메탈로 이루어지면서 유도홀 및 오픈홀이 모두 없는 경우의 수신코일 및 송신코일 상호간 2.8㎜에서 삽입손실을 나타내는 그래프.
도 10c는 본 발명의 제1실시예에 따라 백커버가 메탈로 이루어지면서 유도홀 및 오픈홀이 모두 없는 경우와 본 발명의 제2실시예에 따라 백커버가 메탈로 이루어지면서 유도홀만 있는 경우의 수신코일 및 송신코일 상호간 2.8㎜에서 삽입손실을 나타내는 그래프.1 is a block diagram of a mobile terminal related to the prior art document.
2 is a rear perspective view of a mobile terminal according to the prior art document.
3 is a rear perspective view showing a surface of a rear case separated from a rear rear cover of a mobile terminal according to the prior art document.
4 is a plan view showing an antenna according to a prior art document attached to a back cover of a mobile terminal;
FIG. 5A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal according to the present invention; FIG.
FIG. 5B is a principle view showing a transmitting coil and a receiving coil for explaining a wireless charging module for a portable terminal according to the present invention; FIG.
FIG. 6A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover for a portable terminal according to the first embodiment of the present invention is a metal; FIG.
FIG. 6B is a conceptual diagram illustrating a wireless charging module for a portable terminal in a case where the back cover for a portable terminal according to the first embodiment of the present invention is a metal, both on a plane and on a back side.
FIG. 7A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover for a portable terminal according to the second embodiment of the present invention is a metal; FIG.
FIG. 7B is a plan view and a back view illustrating a wireless charging module for a portable terminal when the back cover for a portable terminal according to the second embodiment of the present invention is metal; FIG.
8A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover for a portable terminal according to the third embodiment of the present invention is a metal.
FIG. 8B is a plan view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover for a portable terminal according to the third embodiment of the present invention is a metal; FIG.
FIG. 9A is a plan view and a side view showing a magnetic sheet, a reception coil, and a back cover for explaining a wireless charging module for a portable terminal in a case where a back cover for a portable terminal according to a third embodiment of the present invention is a metal.
FIG. 9B is a plan view and a side view of a magnetic sheet, a reception coil, and a back cover for explaining a wireless charging module for a portable terminal in a case where a back cover for a portable terminal according to a fourth embodiment of the present invention is a metal.
FIG. 10A is a sectional view showing a case where a back cover is made of metal and has an induction hole and an open hole according to a third embodiment of the present invention, and a case where the back cover is made of synthetic resin or plastic according to the prior art, As a graph representing the insertion loss.
FIG. 10B is a side view of the back cover according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10B is a side view of the back cover according to the first embodiment of the present invention. A graph showing the insertion loss at a distance of 2.8 mm between the receiving coil and the transmitting coil in the absence of both.
FIG. 10C shows a case in which the back cover is made of metal and the guide hole and the open hole are not all formed according to the first embodiment of the present invention, and the back cover is made of metal according to the second embodiment of the present invention, And the insertion loss at 2.8 mm between the transmission coil and the transmission coil.

본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, I can understand it well.

스마트 폰, 테블릿 PC, 노트북 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 휴대단말기(200)는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리(20)로 구동되며, 이러한 배터리(20)를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하게 된다.The portable terminal 200 such as a smart phone, a tablet PC, a notebook computer, or a PDA (personal digital assistant) is driven by a rechargable battery 20 in nature. To charge the battery 20, .

최근 무선 충전 또는 무접점 충전기술이 개발되어 많은 전자기기에 활용되고 있고, 이러한 무선 충전기술은 무선전력 송수신을 이용한 것으로서 예를 들어 휴대단말기(200)를 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고 단지 무선송신 충전패드(100)에 근접시키기만 하면 자동으로 배터리(20)가 충전이 될 수 있도록 되어 있다.Recently, a wireless charging or a non-contact charging technique has been developed and used in many electronic devices. Such a wireless charging technique uses wireless power transmission and reception. For example, The battery 20 can be charged automatically only when it is brought close to the charging pad 100.

무선 충전기술에는 크게 송신코일(TX) 및 수신코일(RX)을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation)방식이 있다.The wireless charging technology mainly includes an electromagnetic induction method using a transmission coil TX and a reception coil RX, a resonance method using resonance, a RF / Micro Wave Radiation ) Method.

현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.Currently, electromagnetic induction is the main method. However, in recent years, experiments have been successfully conducted to transmit electric power wirelessly from a distance of several tens of meters using microwaves at home and abroad. In the near future, The world seems to be opened.

전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)과 휴대단말기(200)의 수신코일(RX) 상호간의 전력을 전송하는 방식으로 송신코일(TX)에서 자기장을 발생시키고 수신코일(RX)에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어난 장점을 지닌다.A method of transmitting power by electromagnetic induction is a method of transmitting power between a transmission coil TX of a wireless transmission charging pad 100 and a reception coil RX of a portable terminal 200 to generate a magnetic field in a transmission coil TX And a current is induced in the receiving coil RX in accordance with the change of the magnetic field to generate energy. This phenomenon is referred to as a magnetic induction phenomenon, and the power transmission method using the same has advantages of energy transmission efficiency.

전자기 유도방식은 가장 실용화가 많이 이루어져 있는 방식으로 다양한 기기에 응용되고 있으며, 이러한 응용기술 중 휴대단말기용 무선 충전모듈이라 할 수 있는 WPT(Wireless Power Transfer)는 전자기 유도원리, 즉 유도자계 원리에 따라 무선송신 충전패드(100)에 전류를 흘려 자기장을 형성하고 그 위에 휴대단말기(200)를 놓아 저주파 대역, 즉 100∼200㎑ 주파수 대역 또는 6MHz 주파수 대역에서 배터리(20)를 충전할 수 있도록 설계된 것이다.The electromagnetic induction method is applied to various devices in a way that the most practical use is done. Among these application technologies, WPT (Wireless Power Transfer), which is a wireless charging module for a portable terminal, It is designed to charge the battery 20 in a low frequency band, that is, a frequency band of 100 to 200 kHz or a frequency band of 6 MHz by placing a magnetic field by flowing a current to the wireless transmission charging pad 100 and placing the portable terminal 200 thereon .

도 5a는 본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 송신코일(TX) 및 수신코일(RX)을 나타내는 원리도이다.FIG. 5A is a schematic side view illustrating a wireless charging module for a portable terminal according to the present invention. FIG. 5B is a diagram illustrating a wireless charging module for a portable terminal according to an embodiment of the present invention. The transmission coil TX and the reception coil RX Fig.

본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈은 예를 들어 스마트 폰과 같은 휴대단말기(200)를 무선송신 충전패드(100) 위에 접촉시킨 상태에서 무선송신 충전패드(100)에 전원을 공급하여 그 송신코일(TX)에 전류를 흐르게 하면 자기장을 발생하고, 이 자기장은 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)로 하여금 유도전류를 만들 수 있도록 하여 배터리(20)를 충전케 한다. 이때, 휴대단말기(200)의 백커버(10)는 통상의 것과 마찬가지로 플라스틱이나 합성수지로 이루어진 경우이다.The wireless charging module for a portable terminal according to the present invention supplies power to the wireless transmission charging pad 100 while the portable terminal 200 such as a smart phone is brought into contact with the wireless transmission charging pad 100, When a current is passed through the coil TX, a magnetic field is generated. This magnetic field causes the receiving coil RX of the portable terminal 200 to generate an induced current to charge the battery 20. At this time, the back cover 10 of the portable terminal 200 is made of plastic or synthetic resin as in the usual case.

도 6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도이고[설명상의 편의를 위하여 백커버(10)를 경계로 송신코일(TX)을 위에 배치하고 수신코일(RX)을 아래에 배치함], 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 평면 및 이면을 함께 나타내는 개념도이다.6A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover 10 for the portable terminal 200 according to the first embodiment of the present invention is a metal. 6 shows the back cover 10 for the portable terminal 200 according to the first embodiment of the present invention. In this case, And FIG. 8 is a conceptual diagram showing a plane and a back side together for explaining a wireless charging module for a portable terminal in case of a metal.

도 6a에 도시된 바와 같이 휴대단말기(200)의 백커버(10)가 메탈로 이루어질 경우 무선송신 충전패드(100)에 전원을 공급하여 그 송신코일(TX)에 전류를 흐르게 하면 자기장을 발생하지만, 이 자기장은 메탈로 이루어진 백커버(10)를 투과하지 못하기 때문에 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)이 유도전류를 만들지 못하여 배터리(20)의 충전을 실현할 수 없게 된다.6A, when the back cover 10 of the portable terminal 200 is made of metal, when a current is supplied to the wireless transmission charging pad 100 and the transmission coil TX thereof, a magnetic field is generated , The magnetic field can not transmit the back cover 10 made of metal, so that the receiving coil RX of the portable terminal 200 can not generate the induction current, and the charging of the battery 20 can not be realized.

도 6b의 백커버(10)의 표면에 표시된 점선화살표는 송신코일(TX)에 흐르는 전류에 따른 자기장에 의해 유도된 백커버(10)의 표면 전류밀도를 나타내는 것인데, 송신코일(TX)의 전류방향과 반대되는 전류(Eddy Current)가 발생될 경우 자계를 약화시켜 결국 백커버(10)의 이면에 나타난 바와 같이 수신코일(RX)로의 유도전류를 전혀 만들지 못하여 결국 배터리(20)의 충전을 실현할 수 없게 된다.6B indicates the surface current density of the back cover 10 induced by the magnetic field in accordance with the current flowing in the transmission coil TX. The dotted arrows on the surface of the back cover 10 of FIG. (Eddy Current) is generated, the magnetic field is weakened and eventually the induction current to the receiving coil RX can not be generated as shown on the back surface of the back cover 10, so that the charging of the battery 20 is realized Can not.

도 7a는 본 발명의 제2실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도이고[설명상의 편의를 위하여 백커버(10)를 경계로 송신코일(TX)을 위에 배치하고 수신코일(RX)을 아래에 배치함], 도 7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 평면 및 이면 개념도이다. 7A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover 10 for the portable terminal 200 according to the second embodiment of the present invention is a metal. 7 shows the back cover 10 for the portable terminal 200 according to the second embodiment of the present invention. The back cover 10 is disposed on the front surface of the back cover 10, FIG. 2 is a plan view and a back view illustrating a wireless charging module for a portable terminal in a case of a metal.

도 7a에 도시된 바와 같이 휴대단말기(200)의 백커버(10)가 메탈로 이루어짐과 동시에 유도홀(11)을 지닌 상태에서 무선송신 충전패드(100)에 전원을 공급하여 그 송신코일(TX)에 전류를 흐르게 하면 자기장을 발생하는데, 이 자기장은 메탈로 이루어진 백커버(10)를 투과하지 못하는 대신 유도홀(11)을 통해 극히 일부가 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크(Link)시켜 유도전류를 형성케 함으로써 배터리(20)를 미량(5％ 내외)으로 충전할 수 있게 된다.7A, when the back cover 10 of the portable terminal 200 is made of metal and power is supplied to the wireless transmission charging pad 100 in a state having the induction hole 11, the transmission coil TX The magnetic field can not pass through the back cover 10 made of metal but a small part of the magnetic field can be transmitted through the induction hole 11 to the receiving coil RX of the portable terminal 200 The battery 20 can be charged in a very small amount (about 5%) by forming an induction current.

도 7b의 백커버(10)의 표면에 표시된 점선화살표는 송신코일(TX)에 흐르는 전류에 따른 자기장에 의해 유도된 백커버(10)의 표면 전류밀도를 나타내는 것인데, 송신코일(TX)의 전류방향과 반대되는 전류를 발생시키면서 자계를 약화시키는 대신 유도홀(11)을 통한 극히 일부의 자기장만이 백커버(10)의 이면에 나타난 바와 같이 유도되어 수신코일(RX)로의 유도전류를 미량(5％ 내외)으로 링크시켜 결국 배터리(20)의 충전을 원활하게 실현치 못하는 됨을 확인할 수 있다.7B indicates the surface current density of the back cover 10 induced by the magnetic field in accordance with the current flowing in the transmission coil TX. The dotted line arrow on the surface of the back cover 10 of FIG. Only a very small part of the magnetic field through the induction hole 11 is induced as shown on the back surface of the back cover 10 so that the induction current to the receiving coil RX is very small 5%), and as a result, the battery 20 can not be smoothly charged.

도 8a는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 측면 개념도이고[설명상의 편의를 위하여 백커버(10)를 경계로 송신코일(TX)을 위에 배치하고 수신코일(RX)을 아래에 배치함], 도 8b는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 평면 개념도이다. 8A is a side elevational view for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover 10 for a portable terminal 200 according to the third embodiment of the present invention is a metal. 8 shows a back cover 10 for a portable terminal 200 according to a third embodiment of the present invention. The back cover 10 is disposed on the front surface of the back cover 10, FIG. 2 is a plan view for explaining a wireless charging module for a portable terminal in case of a metal.

도 8a에 도시된 바와 같이 휴대단말기(200)의 백커버(10)가 메탈로 이루어짐과 동시에 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 지닌 상태에서 무선송신 충전패드(100)에 전원을 공급하여 그 송신코일(TX)에 전류를 흐르게 하면 자기장을 발생하는데, 이 자기장은 메탈로 이루어진 백커버(10)를 투과하지 못하는 대신 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 통해 전방위로 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시켜 유도전류를 형성케 함으로써 배터리(20)를 충분히 충전할 수 있도록 한다.The back cover 10 of the portable terminal 200 is made of metal and power is supplied to the wireless transmission charging pad 100 with the guide hole 11 and the open hole 12 as shown in FIG. A magnetic field is generated when the current flows through the transmission coil TX and the magnetic field is transmitted through the induction hole 11 and the open hole 12, (RX) of the battery 200 to generate an induction current so that the battery 20 can be sufficiently charged.

이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈은 제3실시예와 같이 무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)에 연동되는 수신코일(RX)을 통해 충전되는 배터리(20)를 보호함과 동시에 메탈로 이루어진 백커버(10)를 지닌 휴대단말기(200)를 포함하고, 백커버(10)는 휴대단말기(200)에 내장된 수신코일(RX)을 센터링 마주할 수 있도록 뚫려진 유도홀(11)과, 이 유도홀(11)로부터 외곽에 이르기까지 뚫려진 오픈홀(12)을 핵심 구성으로 포함하며, 이때 오픈홀(12)은 유도홀(11)로부터 외곽에 이르기까지 직선형으로 뚫려질 수 있다.Accordingly, the wireless charging module for a portable terminal according to the preferred embodiment of the present invention includes a battery (not shown) that is charged through a reception coil RX interlocked with a transmission coil TX of a wireless transmission charging pad 100 And the back cover 10 includes a receiving coil RX built in the portable terminal 200 so as to face the center of the receiving coil RX, And an open hole 12 pierced from the induction hole 11 to an outer periphery of the induction hole 11. The open hole 12 extends from the induction hole 11 to the outside It can be drilled straight.

도 8b의 화살표 1(a1)은 백커버(10)의 표면에 표시된 것으로 송신코일(TX)에 흐르는 전류에 따른 자기장에 의해 유도되어 백커버(10)의 표면 전류밀도 및 전류방향[송신코일(TX)을 바라보는 백커버(10) 표면에 흐르는 전류방향]을 나타내고, 화살표 2(a2)는 송신코일(TX)에 마주보는 백커버(10)의 표면에 유도된 전류가 오픈홀(12)을 통해 수신코일(RX)이 마주보는 백커버(10)의 이면으로 흐르는 전류방향을 나타내고, 화살표 3(a3)은 오픈홀(12)을 경유하여 넘어오는 전류가 수신코일(RX)이 바라보는 백커버(10)의 이면에 흐르는 전류방향을 나타내고, 인입점 I(I)는 송신코일(TX)에 흐르는 전류가 수신코일(RX)이 마주보는 백커버(10)의 이면으로 들어가는 전류를 나타내고, 인출점 O(O)는 백커버(10)의 수신코일(RX)에 흐르는 전류가 송신코일(TX)이 마주보는 백커버(10)의 표면으로 나오는 전류를 나타내는데, 총체적으로 보면 무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)에 전류를 흐르게 하면 자기장이 발생하고, 이 자기장은 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 통해 전방위로 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시켜 강한 유도전류를 형성케 함으로써 배터리(20)의 무선 충전효율을 보장할 수 있게 되는 것이다.Arrow 1 (a1) in FIG. 8B indicates the surface current density of the back cover 10 and current direction (transmission coil The current flowing through the surface of the back cover 10 facing the transmission coil TX is indicated by arrow 2 (a2) The current flowing through the open hole 12 indicates the direction of the current flowing to the back surface of the back cover 10 facing the receiving coil RX through the receiving coil RX, The current flowing in the transmission coil TX indicates the current flowing into the back surface of the back cover 10 facing the reception coil RX , The drawing point O (O) is a point at which the current flowing in the receiving coil RX of the back cover 10 reaches the surface of the back cover 10 facing the transmitting coil TX Generally speaking, when a current is supplied to the transmission coil TX of the wireless transmission charging pad 100, a magnetic field is generated. The magnetic field is transmitted through the induction hole 11 and the open hole 12 in all directions It is possible to guarantee the wireless charging efficiency of the battery 20 by linking the reception coil RX of the terminal 200 to form a strong induction current.

도 9a는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 자성시트(30), 수신코일(RX) 및 백커버(10)를 나타내는 평면도 및 측면도이고, 도 9b는 본 발명의 제4실시예에 따른 휴대단말기(200)용 백커버(10)가 메탈인 경우의 휴대단말기용 무선 충전모듈을 설명하기 위한 자성시트(30), 수신코일(RX) 및 백커버(10)를 나타내는 평면도 및 측면도이다.9A is a perspective view of a magnetic sheet 30, a receiving coil RX, and a magnetic circuit for explaining a wireless charging module for a portable terminal when the back cover 10 for the portable terminal 200 according to the third embodiment of the present invention is a metal; 9B is a plan view and a side view showing the back cover 10 according to the fourth embodiment of the present invention. A magnetic sheet 30, a receiving coil RX, and a back cover 10, respectively.

휴대단말기(200)에서 배터리(20)의 무선충전 구현하는 수신코일(RX)은 대부분의 경우에 금속[배터리(20)] 가까이 또는 위 나아가 다수의 전자부품 근처에 설치된다. 이때 금속이나 전자부품은 수신코일(RX)이 유도전류를 받는 것을 방해하게 되는데, 즉 수신코일(RX)이 금속 가까이 설치되어 있으면 많은 현상들이 일어나는데, 금속은 수신코일(루프패턴; RX)의 인덕턴스(Inductance)를 감소시키기 때문이고, 이에 따라 Q지수(Q-factor)를 떨어뜨려 자기유도를 변하게 하며, 더 나아가 자기장이 금속 내에서 와전류(Eddy Current)까지 유도하게 된다.The receiving coil RX for wirelessly charging the battery 20 in the portable terminal 200 is installed in the vicinity of the metal (battery 20) or in the vicinity of many electronic parts in most cases. At this time, a metal or an electronic part prevents the receiving coil RX from receiving the induction current. That is, when the receiving coil RX is installed near the metal, many phenomena occur. The metal is inductance of the receiving coil (loop pattern RX) Thereby decreasing the inductance, thereby lowering the Q-factor to change the magnetic induction and further inducing the magnetic field to the eddy current in the metal.

와전류는 렌즈법칙(Lenz's Law)에 따라 반대 방향의 자기장을 생성하고, 이것은 근거리 무선충전 시스템에서 큰 문제가 되고 있다.Eddy currents generate magnetic fields in opposite directions according to the Lenz's Law, which is a major problem in short-range wireless charging systems.

예를 들어, 수신코일(RX)을 금속[배터리(20)] 표면 가까이에 놓으면 수신코일(RX)의 성능은 급격히 감소한다. 왜냐하면 자기장이나 전기장 바로 밑에 존재하는 금속의 그라운드 면이 이들 전자기장의 세기, 즉 신호의 세기를 크게 감소시키고, 따라서 수신코일(RX)의 충전효율을 방해하기 때문이다.For example, when the receiving coil RX is placed near the surface of the metal (the battery 20), the performance of the receiving coil RX sharply decreases. This is because the ground plane of the metal directly under the magnetic field or the electric field greatly reduces the intensity of the electromagnetic field, that is, the intensity of the signal, and thus hinders the charging efficiency of the receiving coil RX.

이러한 커뮤니케이션의 저하나 실패를 막기 위한 가장 단순하고 쉬운 해결책은 수신코일(RX)과 금속 표면 사이에 공간을 두는 것이다.The simplest and easiest solution to avoid this failure or failure is to place a space between the receive coil (RX) and the metal surface.

자기장에 의해 금속 내 와류전류가 발생하고, 이에 따라 반대방향의 자기장이 생성되는 것을 막기 위한 좀 더 효과적인 방법은 높은 저항가 및 높은 투자율을 지닌 물질을 이용해서 자기장을 금속으로부터 멀리 벗어나도록 하는 것이다. 즉, 높은 투자율을 갖는 자성시트(Magnet Sheet; 30)를 수신코일(RX)과 금속 사이에 설치하는 것이 필요한 것이다.A more effective way to prevent eddy currents in the metal from being generated by the magnetic field and thus to create a magnetic field in the opposite direction is to use a material with a high resistivity and a high permeability to move the magnetic field away from the metal. That is, it is necessary to provide a magnetic sheet (magnet sheet) 30 having a high magnetic permeability between the receiving coil RX and the metal.

이 자성시트(30)는 자기장을 집중시키고, 수신코일(RX)과 금속 사이의 유효거리를 크게 하는 작용을 하게 된다.The magnetic sheet 30 acts to concentrate the magnetic field and increase the effective distance between the receiving coil RX and the metal.

더욱 구체적으로, 자성시트(30)를 수신코일(RX)과 금속 사이에 놓으면 자기장을 유도해서 금속의 와전류를 유도하지 않게 한다. 즉, 자기장은 자성시트(30) 안에 전달되고 자성시트(30)의 높은 저항은 와전류의 생성을 막는다. 결과적으로 반대방향의 자기장은 생성되지 않고 수신코일(RX)의 유도전류를 방해하지 않게 되는 것이다.More specifically, placing the magnetic sheet 30 between the receiving coil RX and the metal induces a magnetic field so as not to induce an eddy current of the metal. That is, the magnetic field is transmitted in the magnetic sheet 30 and the high resistance of the magnetic sheet 30 prevents the generation of eddy currents. As a result, a magnetic field in the opposite direction is not generated and does not interfere with the induced current of the receiving coil RX.

이에 따라 본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈은 수신코일(RX) 아래에 자성시트(30)를 더 배치시키는 것이 바람직하게 된다.Accordingly, it is preferable that the magnetic recharging module for a portable terminal according to the present invention further dispose the magnetic sheet 30 under the receiving coil RX.

한편, 오픈홀(12)은 도 9b에 나타난 바와 같이 유도홀(11)로부터 외곽에 이르기까지 절곡되면서 뚫려질 수 있고, 이러한 유도홀(11)은 길이가 길면 길수록 송신코일(TX)의 전류에 의해 발생된 자기장의 통로를 상대적으로 더 많이 확보하여 전방위로 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시켜 유도전류를 형성케 함으로써 배터리(20)를 더욱 효율적으로 충전할 수 있도록 하여 바람직하고, 본 발명에서는 이러한 오픈홀(12)의 형상에는 크게 제한되지 않는 것으로 한다[유도홀(11)의 형상 또한 제한되지 않는 것은 물론이다].9B, the induction hole 11 can be pierced while being bent from the induction hole 11 to the outer periphery thereof. The induction hole 11 has a longer length, The battery 20 can be more efficiently charged by forming the induction current by linking the reception coil RX of the portable terminal 200 in all directions by securing relatively more paths of the magnetic field generated by the battery . However, the present invention is not limited to this shape of the open hole 12 (the shape of the induction hole 11 is not limited to this, of course).

이와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 휴대단말기용 무선 충전모듈은 무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)에 전류가 흐를 경우 발생되는 자기장이 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 통해 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시키면서 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리(20)를 충전시킬 수 있도록 하는 것이다.The wireless charging module for a portable terminal according to the present invention has a structure in which a magnetic field generated when a current flows through the transmission coil TX of the wireless transmission charging pad 100 is transmitted through the induction hole 11 and the open hole 12 (RX) of the portable terminal (200) to form an induction current and to charge the battery (20).

도 10a는 본 발명의 제3실시예에 따라 백커버(10)가 메탈로 이루어지면서 유도홀(11) 및 오픈홀(12)이 있는 경우와 종래 기술에 따라 백커버(10)가 합성수지나 플라스틱으로 이루어진 경우의 수신코일(RX) 및 송신코일(TX) 상호간 2.8㎜에서 삽입손실을 나타내는 그래프로서 WPT(Wireless Power Transfer)의 저주파 대역에서 삽입손실 약 -5dB로서 동일하게 양호함을 확인할 수 있다.10A shows a case where the back cover 10 is made of metal and has the guide hole 11 and the open hole 12 and the case where the back cover 10 is made of synthetic resin or plastic It can be confirmed that the insertion loss is about -5dB in the low frequency band of WPT (Wireless Power Transfer), which is the same as the insertion loss at 2.8mm between the receiving coil RX and the transmitting coil TX.

도 10b는 본 발명의 제3실시예에 따라 백커버(10)가 메탈로 이루어지면서 유도홀(11) 및 오픈홀(12)이 있는 경우와 본 발명의 제1실시예에 따라 백커버(10)가 메탈로 이루어지면서 유도홀(11) 및 오픈홀(12)이 모두 없는 경우의 수신코일(RX) 및 송신코일(TX) 상호간 2.8㎜에서 삽입손실을 나타내는 그래프로서, WPT의 저주파 대역에서에서 본 발명의 제3실시예의 삽입손실은 -10dB로서 양호하나 본 발명의 제2실시예의 삽입손실은 -60∼-50dB로서 현저하게 떨어짐을 확인할 수 있다.10B shows a case where the back cover 10 is made of metal and has the guide hole 11 and the open hole 12 according to the third embodiment of the present invention and the back cover 10 Is a graph showing insertion loss at a distance of 2.8 mm between the receiving coil RX and the transmitting coil TX in the case where both the induction hole 11 and the open hole 12 are made of metal, The insertion loss of the third embodiment of the present invention is as good as -10 dB, but the insertion loss of the second embodiment of the present invention is -60 to -50 dB.

도 10c는 본 발명의 제1실시예에 따라 백커버(10)가 메탈로 이루어지면서 유도홀(11) 및 오픈홀(12)이 모두 없는 경우와 본 발명의 제2실시예에 따라 백커버(10)가 메탈로 이루어지면서 유도홀(11)만 있는 경우의 수신코일(RX) 및 송신코일(TX) 상호간 2.8㎜에서 삽입손실을 나타내는 그래프로서, WPT의 저주파 대역에서 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예의 삽입손실이 -52dB로서 현저하게 떨어짐을 확인할 수 있다.10C shows a case where the back cover 10 is made of a metal and both the guide hole 11 and the open hole 12 are not present according to the first embodiment of the present invention, 10 is a graph showing insertion loss at a distance of 2.8 mm between the reception coil RX and the transmission coil TX in the case where only the induction hole 11 is made of metal, And the insertion loss of the second embodiment is remarkably decreased as -52 dB.

결국, 휴대단말기(200)가 메탈 분위기로 변화되는 트랜드에 맞추어 백커버(10)가 메탈로 이루어질 경우 본 발명의 제3실시예에서처럼 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 가지도록 하고, 이에 따라 무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)의 전류에 의한 자기장이 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 통해 전방위로 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시켜 유도전류를 형성케 함으로써 배터리(20)의 무선 충전효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
If the back cover 10 is made of metal in accordance with the trend of the portable terminal 200 changing to the metal atmosphere, the guide hole 11 and the open hole 12 are provided as in the third embodiment of the present invention, The magnetic field generated by the current of the transmission coil TX of the wireless transmission charging pad 100 is linked to the reception coil RX of the portable terminal 200 in all directions via the induction hole 11 and the open hole 12 Thereby forming the induction current, thereby maximizing the wireless charging efficiency of the battery 20. [

본 발명은 스마트 폰, 테블릿 PC, 노트북, PDA 및 각종 가전제품 등에 쓰여지는 휴대단말기 분야에 이용될 수 있다.
The present invention can be applied to portable terminals used in smart phones, tablet PCs, notebook computers, PDAs, and various home appliances.

100 : 무선송신 충전패드 TX : 송신코일
200 : 휴대단말기 RX : 수신코일
10 : 백커버 11 : 유도홀
12 : 오픈홀 20 : 배터리
30 : 자성시트 a1 : 화살표 1
a2 : 화살표 2 a3 : 화살표 3
I : 인입점 I O : 인출점 O100: Radio transmission charging pad TX: Transmission coil
200: portable terminal RX: receiving coil
10: back cover 11: guide hole
12: Open Hole 20: Battery
30: magnetic sheet a1: arrow 1
a2: arrow 2 a3: arrow 3
I: In point IO: In point O

Claims (5)

무선송신 충전패드(100)의 송신코일(TX)에 연동되는 수신코일(RX)을 통해 충전되는 배터리(20)를 보호함과 동시에 메탈로 이루어진 백커버(10)를 지닌 휴대단말기(200)를 포함하는 휴대단말기용 무선 충전모듈에 있어서,
상기 백커버(10)는 상기 휴대단말기(200)에 내장된 상기 수신코일(RX)을 센터링 마주할 수 있도록 뚫려진 유도홀(11)과, 상기 유도홀(11)로부터 외곽에 이르기까지 뚫려진 오픈홀(12)을 구비하고,
상기 무선송신 충전패드(100)의 상기 송신코일(TX)에 전류가 흐를 경우 발생되는 자기장이 상기 유도홀(11) 및 오픈홀(12)을 통해 상기 휴대단말기(200)의 수신코일(RX)을 링크시키면서 유도전류를 형성케 하여 상기 배터리(20)를 충전시키는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 무선 충전모듈.The mobile terminal 200 having the back cover 10 made of metal while protecting the battery 20 charged through the reception coil RX interlocked with the transmission coil TX of the wireless transmission charging pad 100 A wireless charging module for a portable terminal, comprising:
The back cover 10 includes an induction hole 11 pierced so as to face the reception coil RX built in the portable terminal 200 so as to face the center of the induction hole 11, And an open hole (12)
A magnetic field generated when a current flows in the transmission coil TX of the wireless transmission charging pad 100 is transmitted to the reception coil RX of the portable terminal 200 through the induction hole 11 and the open hole 12. [ So as to charge the battery (20) by forming an induction current. 제1항에 있어서,
상기 오픈홀(12)은 상기 유도홀(11)로부터 외곽에 이르기까지 직선형으로 뚫려진 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 무선 충전모듈.The method according to claim 1,
Wherein the open hole (12) is perforated in a straight line from the guide hole (11) to the outer periphery. 제1항에 있어서,
상기 오픈홀(12)은 상기 유도홀(11)로부터 외곽에 이르기까지 절곡되면서 뚫려진 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 무선 충전모듈.The method according to claim 1,
Wherein the open hole (12) is perforated while being bent from the guide hole (11) to the outer periphery. 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신코일(RX) 및 배터리(20) 사이에 자성시트(30)가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 무선 충전모듈.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a magnetic sheet (30) is further disposed between the receiving coil (RX) and the battery (20).
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