KR101995363B1 - 무선충전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 연자성 금속 리본이 2 층 이상 적층되고, 상기 연자성 리본 층간에 절연층이 포함되어 있으며, 연자성 시트의 측면에 자기쉴드처리가 이루어져 폐자기회로가 형성되어 연자성 시트의 두께방향으로 자속 손실을 최소화하여 전력 전송효과를 높일 수 있는 무선전력전송 시스템의 전력 수신부 안테나용 연자성 시트에 관한 것이다. 또한, 무선전력전송 시스템에서 연자성 리본에 미세크랙과 슬릿을 형성함으로써 비저항을 증가시켜 주파수를 NFC(Near field communications) 대역까지 높이고, 연자성 리본의 교차 적층으로 자속방향에 맞추어 투자율을 효율적으로 사용하게 하여 전력 전송효율을 높일 수 있다.

Description

무선충전장치{WIRELESS CHARGING DEVICE}
본 발명의 실시예는 무선전력시스템의 전력 수신부 안테나용 연자성 시트에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.
전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 단순하게는 송신 안테나에 전기 에너지를 인가하면서 송신 안테나 주변에 발생되는 전자기 에너지를 수신 안테나로 받아서 전기에너지로 다시 변환시키는 원리이다. 송신 안테나와 수신 안테나는 가까운 거리에서 서로 어긋나지 않게 마주보고 있을 때, 가장 높은 전력송신율을 보이게 된다. 이 때, 연자성 소재가 사용되는 이유는 주변으로 방사되는 전자기 에너지를 수신 안테나 방향으로 집속시키기 위함이며, 그 결과 수신 안테나가 더 많은 에너지를 받을 수 있게 된다. 전력 수신부는 스마트폰 등에 포함되므로 얇은 두께가 요구되며 소형화 및 박형화를 위해, 시트 형태의 연자성 소재가 사용된다. 연자성 시트는 이면에 대한 실드재(shielding member)로서도 사용되고 있다. 충분한 실드 효과를 얻기 위해서는 투자율이 크고, 면적 및 두께가 클수록 보다 유효한 실드 효과를 얻을 수 있다.
이러한 연자성 시트로는 비정질 리본, 페라이트, 자성분말이 포함된 폴리머 시트등의 자성체를 사용하는 것이 일반적이다. 자기장 차폐 및 부가 기능 성능 향상을 위한 자기장 집속 효과는 자기 투자율이 높은 비정질 리본, 페라이트, 자성분말이 포함된 폴리머 시트 순으로 좋다.
전력 송신부의 센터에는 자기유도나 자기공진의 기능의 구현과는 무관하게 영구자석이 포함되어 있다. 영구자석이 설치된 이유는 송신 안테나와 수신 안테나의 위치를 최적의 위치로 교정하기 위함이다. 즉, 스마트폰을 전력 송신부가 설치된 송신 패드 위에 올려놓을 때, 최적의 위치로 맞추기 위하여 영구자석의 힘으로 스마트폰을 움직이게 되는 것이다. 이 때 스마트폰의 수신안테나의 센터에도 돌출된 형태의 연자성 코어가 포함되기도 한다. 송신안테나의 센터에 영구자석이 위치하게 되면 수신부의 연자성 시트가 영향을 받게 되어 투자율 저하 현상이 일어나게 된다.
송신부의 연자성 코어는 두께가 수mm정도로 두껍고 볼륨이 있으므로 영구자석에 인접한 일정부위의 투자율이 낮아지더라도 영향이 심각하지는 않지만, 두께가 0.1mm 내지 0.3mm정도로 얇은 연자성 시트는 평면방향으로 높은 투자율 특성을 보유하게 되므로 인접한 영구자석에 의하여 자화값이 포화되는 현상을 보이게 된다. 그 결과 송신 안테나와 수신 안테나에서의 전자기 에너지 누설을 막아줄 수 없게 되므로 전송효율이 낮아지게 된다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 1㎛ 내지 30㎛ 두께의 비투자율 10 내지 500,000 사이인 연자성 금속 리본이 2 층 이상 적층되고, 상기 연자성 리본 층간에 절연층이 포함되어 있으며, 상기 연자성 시트의 측면에 자기 쉴드 처리가 이루어져 폐자기회로가 형성된 무선전력전송 시스템의 전력 수신부 안테나용 연자성 시트를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 무선충전 장치는 복수의 자성 시트; 및 상기 복수의 자성 시트 상에 배치되는 무선충전 코일;을 포함하고, 상기 복수의 자성 시트는 최하층 자성 시트, 최상층 자성 시트 및 상기 최하층 자성 시트와 상기 최상층 자성 시트 사이의 중간층 자성 시트를 포함하고, 상기 무선충전 코일은 상기 최상층 자성 시트 상에 배치되고, 상기 최하층 자성 시트 및 상기 최상층 자성 시트 중 적어도 하나는, 상기 중간층 자성 시트의 최외측보다 외측으로 더 연장된 연장부; 및 크랙이 형성된 크랙 영역을 포함하며, 상기 연장부는 상기 중간층 자성 시트의 측면에 배치된다.
상기 복수의 자성 시트의 사용 가능한 주파수 범위는 1.8MHz 내지 600MHz 범위의 대역 중 적어도 일부를 포함하여 상기 복수의 자성 시트를 NFC용으로도 사용 가능하도록 상기 복수의 자성 시트 중 적어도 하나에 상기 크랙이 형성될 수 있다.
상기 중간층 자성 시트는 상기 최하층 자성 시트 상에 배치된 제 1 중간층 자성 시트 및 상기 제1 중간층 자성 시트 상에 배치된 제 2 중간층 자성 시트를 포함할 수 있다.
상기 연장부는 상기 최하층 자성 시트로부터 연장되어, 상기 제 1 중간층 자성 시트의 측면에 배치될 수 있다.
상기 최하층 자성 시트의 연장부는 상기 제 2 중간층 자성 시트의 측면에 배치될 수 있다.
상기 연장부는 상기 최하층 자성 시트로부터 연장되어, 상기 최상층 자성 시트와 접촉될 수 있다.
상기 연장부는 상기 최상층 자성 시트로부터 연장되어, 상기 제 2 중간층 자성 시트 측면에 배치될 수 있다.
상기 최상층 자성 시트의 연장부는 상기 제 1 중간층 자성 시트의 측면에 배치될 수 있다.
상기 연장부는 상기 최상층 자성 시트로부터 연장되어, 상기 최하층 자성 시트와 접촉될 수 있다.
상기 연장부는 상기 중간층 자성 시트의 측면의 적어도 일부에 배치될 수 있다.
상기 최상층 자성 시트와 상기 중간층 자성 시트 사이 및 상기 최하층 자성 시트와 상기 중간층 자성 시트 사이에 각각 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 자성 시트 각각은 Fe계 연자성 합금을 포함할 수 있다.
상기 최상층 자성 시트, 상기 중간층 자성 시트 및 상기 최하층 자성 시트 각각의 두께는 1㎛ 내지 30㎛일 수 있다.
상기 최상층 자성 시트, 상기 중간층 자성 시트 및 상기 최하층 자성 시트 각각의 두께는 15㎛ 내지 30㎛일 수 있다.
상기 절연층 각각의 두께는 1nm 내지 30㎛일 수 있다.
상기 절연층은 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐알코올계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리이미드계 수지 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 연장부는 상기 중간층 자성 시트의 외측으로 방사되는 누설자속을 감소시키도록 상기 중간층 자성 시트의 측면에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전 장치는 제1 자성 시트, 상기 제1 자성 시트 상에 배치된 제2 자성 시트, 그리고 상기 제2 자성 시트 상에 배치된 제3 자성 시트를 포함하는 복수의 자성 시트; 상기 제3 자성 시트 상에 배치되는 무선충전 코일을 포함하고, 상기 제1 자성 시트는 크랙이 형성된 크랙 영역을 포함하며, 상기 제2 자성 시트의 최외측보다 외측으로 더 연장되어 상기 제2 자성 시트의 측면에 배치된다.
상기 복수의 자성 시트의 사용가능한 주파수 범위가 1.8MHz 내지 600MHz 범위의 대역 중 적어도 일부를 포함하여 상기 복수의 자성 시트를 NFC 용으로도 사용 가능하도록 상기 복수의 자성 시트 중 적어도 하나에 상기 크랙이 형성될 수 있다.
상기 제1 자성시트는 상기 제2 자성 시트의 측면의 적어도 일부에 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 1㎛ 내지 30㎛ 두께의 비투자율이 10 내지 500,000 사이인 연자성 금속 리본이 2 층 이상 적층되고, 상기 연자성 리본 층간에 절연층이 포함되어 있으며, 상기 연자성 시트의 측면에 자기 쉴드 처리가 이루어져 폐자기회로가 형성된 무선전력전송 시스템의 전력 수신부 안테나용 연자성 시트를 구현하고, 연자성 시트의 두께방향으로 자속 손실을 최소화하여 전력 전송효과를 높였다. 또한, 무선전력전송 시스템에서 연자성 리본에 미세크랙과 슬릿을 형성함으로써 비저항을 증가시켜 주파수를 100kHz 내지 200kHz에서 NFC(Near field communications) 대역 13.56MHz까지 높이고, 연자성 리본의 교차 적층으로 자속방향에 맞추어 투자율을 효율적으로 사용하게 하여 전력 전송효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 전력 수신부 안테나용 연자성 시트의 모식도이다.
도 2는 종래의 연자성 시트에서의 자속 분포를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 연자성 시트에서의 자속 분포를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 실시예에 따라 연자성 리본 표면에 마이크로 크랙이 형성된 사진이다.
도 5는 본 실시예에 따라 미세크랙을 형성하기 전과 후의 표면 깊이(Skin Depth)를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 실시예에 따라 연자성 리본에 슬릿이 형성된 모식도이다.
도 7은 본 실시예에 따라 자화용이축이 교차하여 직교하도록 적층한 연자성 시트의 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 전력 수신부 안테나용 연자성 시트의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 시트(100)는 연자성 금속 리본(10)이 2 층 이상 적층되어 있고, 연자성 리본(10) 층간에 절연층(20)이 포함되어 있다.
연자성 리본(10)은 무선전력전송에 성능과 가격 면에서 가장 적당한 Fe계 또는 Co계 비정질 합금 또는 나노결정립 합금으로 이루어진 박판의 리본을 사용할 수 있다. 상기 Fe계 비정질 합금은 예를 들어, Fe-Si-B, Fe-Si-Al, Fe-Hf-C, Fe-Cu-Nb-Si-B, 또는 Fe-Si-N 등을 들 수 있고, Co계 비정질 합금으로는 예를 들어, Co-Fe-Si-B, 또는 Co-Fe-Ni-Si-B 등을 들 수 있다. 상기 비정질 합금 리본은 나노 결정립 미세조직을 갖도록 질소 분위기에서 400-600℃에서 열처리가 이루어질 수 있으며, 분쇄 효율을 높이기 위해 결정화 온도 이하의 온도, 예를 들면 100-400℃의 대기분위기에서 열처리하여 비정질 합금 리본의 취성을 증가시키는 것도 가능하다.
연자성 금속 시트(100)의 총 두께는 적용되는 디바이스의 종류에 따라 적절히 조절되며 최근의 박형화와 경량화 경향에 따라 각각의 연자성 금속 리본(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 두께는 바람직하게는 1㎛ 내지 30㎛이다. 리본의 두께가 얇을수록 열처리 후 핸들링시에 약간의 충격에도 리본의 깨짐 현상이 발생할 수 있다. 비정질 연자성 리본의 경우 15㎛ 내지 30㎛ 영역에서 최적의 연자성 특성을 보이며, 비정질 형성능이 우수할 경우 두께가 증가할수록 연자성 특성이 향상되다가, 50㎛를 초과하게 되면 급격히 감소하는 현상을 나타낸다. 나노결정질 리본의 경우 10㎛ 내지 30㎛ 영역에서 최적의 연자성 특성을 보인다.
하나의 바람직한 예에서, 연자성 리본(10)은 15㎛ 내지 30㎛ 두께의 Fe계 또는 Co계 비정질 합금, 10㎛ 내지 25㎛ 두께의 Fe계 또는 Co계 나노결정질 합금, 및 1㎛ 내지 30㎛ 두께의 Fe, Ni, Co중 한가지 이상의 강자성 원소가 포함된 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
도 1에서는 연자성 리본(10)이 6개 적층(11, 12, 13, 14, 15, 16)되어 있지만, 적층 개수는 특별히 제한되지 않으며 연자성 금속의 종류나 무선전력전송 시스템의 방식 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, Fe계 비정질 합금은 나노결정립 합금보다 포화 자기장이 크므로 2 내지 8층을 적층하여 사용할 수 있으며, 3 내지 5층을 사용하는 것이 높은 투자율이 얻어져서 바람직하다. 또한, 나노결정립 합금으로 이루어진 연자성 리본을 사용하는 경우, 4 내지 12층을 적층하여 사용할 수 있으며, 7 내지 9층을 사용하는 것이 높은 투자율이 얻어져서 바람직하다.
또 다른 예에서, 무선 전력전송 장치에 송신 안테나와 수신 안테나의 위치를 최적의 위치로 교정하기 위해 송신부에 영구자석이 채용된 경우 영구자석에 의해 자기포화가 이루어지는 층수를 고려하여 적층되는 리본시트의 개수를 결정할 필요가 있다. 반면 무선 충전기의 송신장치에 영구자석을 채용하지 않은 경우는 영구자석을 채용한 경우와 비교하여 상대적으로 적은 수의 비정질 리본시트를 사용하는 것도 가능하다.
연자성 금속 리본(10)의 비투자율(Specific Permeability, μr은 10 내지 500,000일 수 있다.
연자성 리본들(11, 12, 13, 14, 15, 16) 사이에 삽입된 절연층(20)은 예를 들어, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌 또는 폴리염화비닐 등과 같은 열가소성수지, 또는 폴리비닐알코올계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리이미드계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 절연층의 두께는 1nm 내지 30㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 하나의 바람직한 예에서, 절연층(20)은 열전도도가 1W/mK 이상의 열전도성 복합 필름일 수 있다. 또한, 상기 절연층의 비투자율은 10 내지 200 사이인 연자성 복합 필름일 수 있다.
도 2는 종래 연자성 시트(1)에서 자속(M')분포를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 예에 따라 자기쉴드처리가 이루어진 연자성 시트(100)에서의 자속(M)분포를 나타낸 도면이다.
먼저 도 2에서 종래의 리본 적층 연자성 시트(1)는 측면에서 누설자속(M'l)이 발생하게 되어 전력전송 효율이 감소된다. 이에, 본 발명에서는 연자성 시트(1)의 측면에서 발생하는 누설자속(M'l)을 최소화하기 위하여 자기쉴드처리를 통해 폐자기회로를 형성한다.
상기 자기 쉴드처리의 구체적인 예로 도 3을 살펴보면, 복수 개의 연자성 리본이 적층된 연자성 시트(100)에서 최상층 리본(11)과 최하층 리본(16)을 두께 방향으로 상호 연결되도록 하여 와전류 손실을 효과적으로 감소시키고 전력전송효율이 증가된다. 도 3에서는 적층된 최상층(11)을 연장하여 최하층(16)과 접촉하도록 하였지만, 연자성 시트의 측면에 쉴드처리가 된다면 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 최하층을 연장하여 최상층과 연결하거나 최상층과 최하층을 둘 다 연장하여 측면 중간에서 접점이 이루어지게 할 수도 있으며, 또는 최상층과 최하층을 하나의 연결된 연자성 리본으로 형성할 수도 있다.
도 4는 본 실시예에서 연자성 리본의 길이방향으로 마이크로 크랙을 형성한 사진이다. 상기 마이크로 크랙을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 예를 들어, 연자성 시트를 350℃ 내지 450℃에서 1시간 전후로 열처리한 후 시트의 장축 방향으로 25도 이상 굽히면 표면에 마이크로 크랙이 형성된다.
이와 같이 연자성 리본의 표면에 미세크랙을 형성한 이유는 리본의 비저항을 증가시켜 고주파 특성을 향상시키기 위해서이다. 예를 들어 FeSiB 비정질 리본의 비저항은 크랙을 생성시키면 120μΩ㎝ 내지 140μΩ㎝에서, 40mΩ㎝ 내지 60mΩ㎝로 400배 정도 증가하게 된다. 구체적으로 연자성 시트에 마이크로 크랙이 형성되면 인덕턴스(L) 값의 감소보다, 자기저항(R)의 감소가 더 크게 된다. 그 결과, 수신 안테나가 형성하는 공진회로의 품질계수(Q)가 증가하게 되어 전력전송 효율이 증가하게 된다. 또한, 마이크로 크랙에 의해 와전류에 의한 손실이 줄어들어 배터리의 발열문제도 방지된다.
도 5에는 미세크랙을 형성하기 전과 후의 표면 깊이(Skin Depth)를 나타낸 그래프가 나타나 있다. 도 5를 참조하면, 크랙이 형성되기 전의 30㎛ 두께의 리본은 1.8MHz까지 사용가능함을 알 수 있으며 크랙이 형성된 이후에는 600MHz까지 사용주파수 대역이 연장됨을 알 수 있다. 즉, 크랙킹 이후의 리본은 NFC대역에서 무리없이 사용할 수 있다.
한편, 발명의 일 실시예에 따른 도 6을 참조하면, 연자성 리본(10)에 길이방향으로 마이크로 크랙을 형성하면 크랙의 직각방향으로 비저항이 400배 정도 증가하게 된다. 하지만, 크랙 방향으로는 비저항의 증가가 크지 않으므로, 크랙 방향의 비저항을 증가시키기 위하여 미세크랙의 방향(리본의 길이방향)에 대해 직각방향으로 2㎜이상의 간격으로 슬릿(40)을 형성하는 가공을 실시한다. 상기 슬릿(40)의 간격이 2㎜보다 작을 때는 슬릿팅 공정에 의하여 제거된 리본의 부피비율이 커지므로 오히려 전체적인 투자율이 낮아지는 결과를 얻게 되어 전력전송효율이 감소하게 된다. 본 발명자들이 실험한 바에 따르면 상기 크랙의 직각방향으로 2㎜간격으로 슬릿을 형성한 리본적층 시트는 그렇지 않았을 때에 비교하여 와전류 손실을 효과적으로 감소시켜 0.2 내지 0.5%의 전력전송효율이 증가가 관찰되었다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연자성 적층 시트(100)를 개략적으로 도시하였다.
도 7을 참조하면, 무선전력전송 시스템에서 연자성 시트(100)는 상부에 수신 안테나 패턴(spiral coil, 30)이 형성되어 있고, 수신 안테나(30)는 공진회로를 형성하고 있으므로 연자성 시트(100)가 공진회로의 인덕턴스에 영향을 미치게 된다. 상부 수신 안테나 패턴(30)에 의해 유도되는 전압은 페러데이 법칙(Faraday's law)과 렌쯔 법칙(Lenz's law)에 의하여 결정되므로, 높은 전압 신호를 얻기 위해서는 수신 안테나와 쇄교하는 자속의 양이 많을수록 유리하다. 자속의 양은 수신 안테나 코일(30)에 포함된 연자성 재료의 양이 많을수록, 또는 연자성 재료의 투자율이 높을수록 크게 된다.
연자성 시트(100)에 의한 자기장은 X와 Y축으로 각각 발생하게 되는데 연자성 리본의 길이 방향으로 미세크랙이 형성되면 크랙이 형성된 길이방향으로 자화용이축이 형성되고 자화용이축으로는 투자율이 증가하게 되는 반면, 이에 직교하는 자화곤란축으로는 투자율이 감소하게 된다. 이에, 본 발명에서는 도 7에서와 같이 연자성 리본의 적층 시 자화용이축이 교차하도록 교대로 적층하여 자기장을 효과적으로 차단한다. 구체적으로 본 발명자들의 실험에 따르면 리본의 자화용이축을 교차하여 적층한 리본 적층 시트를 사용하였을 때 그렇지 않았을 때에 비교하여 0.5% 내지 1%의 전력전송효율이 증가가 관찰되었다.
본 발명은 이와 같이 연자성 리본 표면의 와전류 영향을 최소화하고 영구자석에 의한 자화값 포화 현상을 방지하면서 높은 투자율을 나타내고 전자기 에너지 누설을 최소화한 무선전력송신 시스템의 수신 안테나용 연자성 시트를 제공한다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100: 전력 수신부 안테나용 연자성 시트
10: 연자성 리본
20: 절연층
30: 전력 수신부 안테나 패턴
40: 슬릿

Claims (20)

  1. 복수의 연자성층; 및
    상기 복수의 연자성층 상에 배치되는 수신안테나 코일;을 포함하고,
    상기 복수의 연자성층은
    최하층 연자성층, 최상층 연자성층 및 상기 최하층 연자성층과 상기 최상층 연자성층 사이의 중간층 연자성층을 포함하고,
    상기 수신안테나 코일은 상기 최상층 연자성층 상에 배치되고,
    상기 최하층 연자성층 및 상기 최상층 연자성층 중 적어도 하나는,
    상기 중간층 연자성층의 최외측보다 외측으로 더 연장된 연장부; 및
    크랙이 형성된 크랙 영역을 포함하며,
    상기 연장부는 상기 중간층 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 연자성층의 사용 가능한 주파수 범위는 1.8MHz 내지 600MHz 범위의 대역 중 적어도 일부를 포함하여 상기 복수의 연자성층을 NFC용으로도 사용 가능하도록 상기 복수의 연자성층 중 적어도 하나에 상기 크랙이 형성된 무선충전 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중간층 연자성층은
    상기 최하층 연자성층 상에 배치된 제 1 중간층 연자성층 및 상기 제1 중간층 연자성층 상에 배치된 제 2 중간층 연자성층을 포함하는 무선충전 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 최하층 연자성층으로부터 연장되어, 상기 제 1 중간층 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 최하층 연자성층의 연장부는 상기 제 2 중간층 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 최하층 연자성층으로부터 연장되어, 상기 최상층 연자성층과 접촉된 무선충전 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 최상층 연자성층으로부터 연장되어, 상기 제 2 중간층 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 최상층 연자성층의 연장부는 상기 제 1 중간층 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 최상층 연자성층으로부터 연장되어, 상기 최하층 연자성층과 접촉된 무선충전 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 중간층 연자성층의 측면의 적어도 일부에 배치된 무선충전 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 최상층 연자성층과 상기 중간층 연자성층 사이 및 상기 최하층 연자성층과 상기 중간층 연자성층 사이에 각각 배치된 절연층을 더 포함하는 무선충전 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 연자성층 각각은 Fe계 연자성 합금을 포함하는 무선충전 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 최상층 연자성층, 상기 중간층 연자성층 및 상기 최하층 연자성층 각각의 두께는 1㎛ 내지 30㎛인 무선충전 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 최상층 연자성층, 상기 중간층 연자성층 및 상기 최하층 연자성층 각각의 두께는 15㎛ 내지 30㎛인 무선충전 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 절연층 각각의 두께는 1nm 내지 30㎛인 무선충전 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 절연층은 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐알코올계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리이미드계 수지 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 무선충전 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 중간층 연자성층의 외측으로 방사되는 누설자속을 감소시키도록 상기 중간층 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  18. 제1 연자성층,
    상기 제1 연자성층 상에 배치된 제2 연자성층, 그리고
    상기 제2 연자성층 상에 배치된 제3 연자성층을 포함하는 복수의 연자성층;
    상기 제3 연자성층 상에 배치되는 수신안테나 코일을 포함하고,
    상기 제1 연자성층은 크랙이 형성된 크랙 영역을 포함하며, 상기 제2 연자성층의 최외측보다 외측으로 더 연장되어 상기 제2 연자성층의 측면에 배치된 무선충전 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 복수의 연자성층의 사용가능한 주파수 범위가 1.8MHz 내지 600MHz 범위의 대역 중 적어도 일부를 포함하여 상기 복수의 연자성층을 NFC 용으로도 사용 가능하도록 상기 복수의 연자성층 중 적어도 하나에 상기 크랙이 형성된 무선충전 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제1 연자성층은 상기 제2 연자성층의 측면의 적어도 일부에 배치된 무선충전 장치.
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WO2013069270A1 (ja) * 2011-11-08 2013-05-16 株式会社 東芝 非接触受電装置用磁性シートとそれを用いた非接触受電装置、電子機器、並びに非接触充電装置

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