KR102036637B1 - A receiving coil of wireless power receiver including a coil unit for NFC and a coil unit for wireless power charging - Google Patents
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Abstract
본 명세서는, NFC용 코일부 및 무선 충전용 코일부를 구비하는 무선 전력 수신장치의 수신코일을 제공한다.
이를 위하여, 일 실시예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일은, 내직경이 Di이고, 외직경이 Do인 원형으로 권선된 무선 충전용 코일부 및 상기 무선 충전용 코일부의 외주를 둘러싸도록 권선되는 안테나용 코일부를 포함하되, 상기 무선 충전용 코일부 및 상기 안테나용 코일은 유연성 기판상에 형성되는 것일 수 있다.The present specification provides a reception coil of a wireless power receiver including a coil part for NFC and a coil part for wireless charging.
To this end, the receiving coil of the wireless power receiver according to an embodiment, the inner diameter is Di, the outer diameter is wound around the wireless coil coil for winding and the outer coil of the wireless charging coil wound in a circular winding Including an antenna coil unit, wherein the wireless charging coil unit and the antenna coil may be formed on a flexible substrate.
Description
본 명세서는 무선 전력 전송에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 NFC용 코일부 및 무선 충전용 코일부를 구비하는 무선 전력 수신장치의 수신코일에 관한 것이다.This disclosure relates to wireless power transfer. More specifically, the present invention relates to a reception coil of a wireless power receiver including a coil unit for NFC and a wireless charging coil unit.
전통적으로 무선 전력 수신장치들에게 유선으로 전기 에너지를 공급하는 방법 대신에, 최근에는 접촉 없이 무선으로 전기 에너지를 공급하는 방법이 사용된다. 무선으로 에너지를 수신하는 무선 전력 수신장치는 상기 수신된 무선 전력에 의하여 직접 구동되거나, 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 충전된 전력에 의하여 구동될 수 있다.Traditionally, instead of supplying electrical energy by wire to wireless power receivers, a method of supplying electrical energy wirelessly without contact is recently used. The wireless power receiver for receiving energy wirelessly may be directly driven by the received wireless power, or may be driven by the charged power by charging a battery using the received wireless power.
자기 유도 방식의 무선 전력 전송에 대한 기술을 다루는 무선 전력 협의체(Wireless Power Consortium)는 2010년 4월 12일에 무선 전력 전송에서의 호환성(interoperability)에 대한 "무선 전력 전송 시스템 설명서, 제1권, 저전력, 파트 1: 인터페이스 정의, 버젼 1.00 RC1(System Description Wireless Power Transfer, Volume 1, Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.00 Release Candidate 1)" 표준 문서를 공개하였다. 상기 무선 전력 협의체의 표준 문서는 자기 유도 방식에 의하여 하나의 무선 전력 전송장치로부터 하나의 무선 전력 수신장치로 전력을 전달하는 방식을 설명하고 있다.The Wireless Power Consortium, which discusses the technology of magnetic induction wireless power transfer, stated on April 12, 2010, the "Wireless Power Transfer System Manual,
무접점 무선 충전 방식은 기존의 유선을 통해 전력을 전송하고 전자기기의 전원으로 사용하는 방식에서 선을 제거하고 전자기적으로 에너지를 전달할 수 있는 획기적인 에너지 전달 개념이다. 자기유도 방식 무 접점 무선 충전은 전력전송 부에서 코일을 통해 자기장을 발생시키면 디바이스에서 근접한 위치에 코일을 위치시켜 자기장을 공유하면서 전력을 얻는 방식이다. 이미 전동칫솔이나 스마트폰용 충전 커버 등의 장치에 이미 실용화되고 있다.The contactless wireless charging method is a breakthrough energy transfer concept that can remove power and transfer energy electromagnetically in the way of transmitting power through a conventional wire and using it as a power source of an electronic device. Magnetic induction contactless wireless charging is a method of generating a magnetic field through the coil in the power transmission unit to obtain a power while sharing the magnetic field by placing the coil in close proximity to the device. It has already been put into practical use in devices such as electric toothbrushes and charging covers for smartphones.
최근 스마트폰과 태블릿 PC 등 전력 사용이 많아서 잦은 충전이 필요한 휴대용 기기에 다양한 무선 충전 장치가 개발되었다. 그러나, 무선 충전용 수신 코일 자체의 크기와 두께로 인해 휴대성이 핵심인 휴대용 기기에 적용하기 위해서는 지속적으로 무선전력 수신부의 크기와 두께를 낮추고자 하는 제품 개발자, 소비자의 요구가 많다.Recently, various wireless charging devices have been developed for portable devices that require frequent charging due to high power usage such as smartphones and tablet PCs. However, due to the size and thickness of the wireless charging receiver coil itself, there are many demands of product developers and consumers who want to continuously reduce the size and thickness of the wireless power receiver in order to apply to portable devices in which portability is essential.
본 명세서는 NFC용 코일부 및 무선 충전용 코일부를 구비하는 무선 전력 수신장치의 수신코일을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present specification is to provide a reception coil of a wireless power receiver having a coil unit for NFC and a wireless charging coil unit.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일은, 내직경이 Di이고, 외직경이 Do인 원형으로 권선된 무선 충전용 코일부 및 상기 무선 충전용 코일부의 외주를 둘러싸도록 권선되는 안테나용 코일부를 포함하되, 상기 무선 충전용 코일부 및 상기 안테나용 코일은 유연성 기판상에 형성되는 것일 수 있다.Receiving coil of a wireless power receiver according to an embodiment of the present disclosure for achieving the above objects, the inner diameter is Di, the outer diameter is a wireless charging coil unit wound in a circular coil and the wireless charging nose An antenna coil part wound around a portion of the outer circumference may be included, and the wireless charging coil part and the antenna coil may be formed on a flexible substrate.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 유연성 기판은, 유연 인쇄 회로기판(FPCB)인 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the flexible substrate may be a flexible printed circuit board (FPCB).
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 유연성 기판은, 필름형 또는 박형의 인쇄 회로 기판인 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the flexible substrate may be a film or thin printed circuit board.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 안테나용 코일부는, NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification) 안테나, FM(frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나 중 적어도 하나의 안테나의 기능을 수행하기 위한 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the coil unit for an antenna may include at least one antenna of a near field communication (NFC) antenna, a radio frequency identification (RFID) antenna, a frequency modulation (FM) antenna, and a digital multimedia broadcasting (DMB) antenna. It may be for performing a function.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 내직경 Di는, 18 mm ~ 22mm이고, 상기 외직경 Do는, 36.36 mm ~ 44.44 mm인 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the inner diameter Di may be 18 mm to 22 mm, and the outer diameter Do may be 36.36 mm to 44.44 mm.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 무선 충전용 코일부의 두께는, 0.18 mm ~ 0.22 mm인 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the wireless charging coil part may have a thickness of 0.18 mm to 0.22 mm.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 무선 충전용 코일부의 권선수는, 8 ~ 12인 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the number of turns of the coil part for wireless charging may be 8 to 12.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 무선 충전용 코일부는, 상기 유연성 기판의 상면에 형성되는 제 1 원형 권선 코일 및 상기 유연성 기판의 하면에 형성되는 제 2 원형 권선 코일을 포함하는 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the wireless charging coil unit may include a first circular winding coil formed on an upper surface of the flexible substrate and a second circular winding coil formed on a lower surface of the flexible substrate.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 안테나용 코일부는, 상기 유연성 기판의 하면에 형성되는 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the antenna coil part may be formed on a lower surface of the flexible substrate.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 무선 충전용 코일부는, 하면 전선층; 상기 하면 전선층 상에 형성되는 중간 절연층; 및 상기 중간 절연층 상에 형성되는 상면 전선층을 포함할 수 있다.As an example related to the present specification, the wireless charging coil unit may include a lower wire layer; An intermediate insulating layer formed on the bottom wire layer; And it may include a top wire layer formed on the intermediate insulating layer.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 하면 전선층 또는 상기 상면 전선층은, 구리로 이루어지는 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the lower wire layer or the upper wire layer may be formed of copper.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 중간 절연층은, 폴리이미드 필름(polyimide film)으로 이루어지는 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the intermediate insulating layer may be formed of a polyimide film.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 안테나용 코일부는, 상기 유연성 기판의 외주를 따라 권선되는 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the antenna coil part may be wound along an outer circumference of the flexible substrate.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 안테나용 코일부는, 장변의 길이가 Dil이고, 단변의 길이가 Diw인 직사각형 모양으로 권선되는 것일 수 있다.As an example related to the present specification, the antenna coil part may have a long length of Dil and a short side of which is wound in a rectangular shape of Diw.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 Dil은, 47.52 mm ~ 58.08 mm이고, 상기 Diw는, 41.94 mm ~ 51.26 mm인 것일 수 있다.As an example associated with the present specification, the Dil may be 47.52 mm to 58.08 mm, and the Diw may be 41.94 mm to 51.26 mm.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판 기술을 이용하여 NFC 안테나가 내장된 박막형 무선 충전 수신 코일을 제안함으로써, 기존의 무선 충전 수신 코일의 크기와 두께를 대폭 감소시킬 수 있는 이점이 있을 수 있다.According to one embodiment disclosed herein, by using a flexible printed circuit board technology to propose a thin-film wireless charging receiver coil with a built-in NFC antenna, there is an advantage that can significantly reduce the size and thickness of the existing wireless charging receiver coil There may be.
도 1는 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 전자 기기를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 각각 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 전자 기기에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 전자 기기에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 9는 도 2의 (a)에 도시된 구성 외에 추가적인 구성을 더 포함하는 무선 전력 전송장치를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 전자 기기(200)가 이동 단말기 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸다.
도 11은 본 명세서에 개시된 무선 전력 전달에 있어서 무선 전력 신호의 변조 및 복조를 통하여 무선 전력 전송장치와 전자 기기 사이에 패킷을 송수신하는 개념을 도시한다.
도 12는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 전력 제어 메시지를 구성하는 데이터 비트 및 바이트의 표시 방법을 도시한다.
도 13은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달방법에 사용되는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 도시한다.
도 14는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 동작 상태들을 도시한다.
도 15 내지 도 19는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)간의 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷들의 구조를 도시한다.
도 20은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일을 나타내는 예시도이다.
도 21은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수신 코일의 단면의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 22는 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 무선 충전용 수신 코일부의 크기, 두께 및 턴 수를 나타내는 도표이다.
도 23은 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 무선 충전용 수신 코일부의 특성치를 나타내는 도표이다.
도 24는 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 NFC코일부의 크기 및 턴 수를 나타내는 도표이다.
도 25는 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 NFC코일부의 특성치를 나타내는 도표이다.1 is an exemplary view conceptually illustrating a wireless power transmitter and an electronic device according to embodiments of the present disclosure.
2 (a) and 2 (b) are block diagrams illustrating the configurations of the
3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to an electronic device according to an inductive coupling method.
4 is a block diagram exemplarily illustrating a part of a configuration of an electromagnetic induction
FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to an inductive coupling scheme that may be employed in the embodiments disclosed herein.
6 illustrates a concept in which power is wirelessly transmitted from a wireless power transmitter to an electronic device according to a resonance coupling method.
FIG. 7 is a block diagram exemplarily illustrating a part of a configuration of a
FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power in accordance with a resonant coupling scheme employable in embodiments disclosed herein.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter further including an additional configuration in addition to the configuration illustrated in FIG. 2A.
10 illustrates a configuration when the
FIG. 11 illustrates a concept of transmitting and receiving a packet between a wireless power transmitter and an electronic device through modulation and demodulation of a wireless power signal in wireless power transmission disclosed herein.
12 illustrates a method of displaying data bits and bytes in which the
FIG. 13 illustrates a packet including a power control message used in a wireless power delivery method according to embodiments disclosed herein.
FIG. 14 illustrates operation states of the
15 to 19 illustrate a structure of packets including a power control message between the
20 is an exemplary view showing a receiving coil of a wireless power receiver according to an embodiment disclosed in the present specification.
21 is an exemplary view showing a configuration of a cross section of a receiving coil according to an embodiment disclosed in the present specification.
22 is a diagram showing the size, thickness and number of turns of the wireless charging receiver coil of the wireless charging receiver coil with a built-in thin film NFC coil.
Fig. 23 is a chart showing characteristic values of the receiving coil unit for wireless charging of the receiving coil for wireless charging with a built-in NFC coil.
24 is a chart showing the size and the number of turns of the NFC coil portion of the thin-film NFC coil-embedded wireless charging receiving coil.
25 is a chart showing the characteristic value of the NFC coil portion of the thin-film NFC coil-embedded wireless charging receiver coil.
본 명세서에 개시된 기술은 무선 전력 전송(contactless power transfer)에 적용된다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전력 전송 시스템 및 방법, 무선 충전회로 및 방법, 그 외 무선으로 전송되는 전력을 이용하는 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.The technology disclosed herein applies to wireless power transfer. However, the technology disclosed herein is not limited thereto, and may be applied to all power transmission systems and methods, wireless charging circuits and methods, and other methods and devices using wirelessly transmitted power to which the technical spirit of the technology may be applied. .
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is to be noted that the technical terms used herein are merely used to describe particular embodiments and are not intended to limit the spirit of the technology disclosed herein. In addition, the technical terms used herein should be construed as meanings generally understood by those skilled in the art to which the technology disclosed herein belongs, unless defined otherwise in this specification. It should not be interpreted in a comprehensive sense, or in an overly reduced sense. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the technology disclosed herein, it should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used herein should be interpreted as defined in the dictionary, or according to the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms used herein include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "unit" for the components used herein are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the technology disclosed herein, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the technology disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it is to be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the technology disclosed in this specification, and the spirit of the technology should not be construed as being limited by the accompanying drawings.
도 1 - 무선 전력 전송장치 및 전자 기기 개념도1-conceptual diagram of a wireless power transmitter and an electronic device
도 1은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 전자 기기를 개념적으로 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view conceptually illustrating a wireless power transmitter and an electronic device according to embodiments of the present disclosure.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)에게 필요한 전력을 무선으로 전달하는 전력 전달 장치일 수 있다.As can be seen with reference to FIG. 1, the
또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 전달함으로써 상기 전자 기기(200)의 배터리를 충전하는 무선 충전 장치일 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)로 구현되는 실시 예는 도 9를 참조하여 후술된다.In addition, the
그 밖에도, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 전자 기기(200)에게 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.In addition, the
상기 전자 기기(200)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기이다. 또한, 상기 전자 기기(200)는 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.The
한편, 본 명세서에서 설명되는 무선으로 전력을 수신하는 전자 기기는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 출력장치 등의 입출력장치를 비롯하여, 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.On the other hand, the electronic device for wirelessly receiving power described herein includes all portable electronic devices, such as input / output devices such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device for video or audio, and a mobile phone, a cellular phone, a smart phone ( Smart phone (PDA), Personal Digital Assistants (PDA), Portable Multimedia Player (PMP), tablets, or multimedia devices should be interpreted in a comprehensive sense.
상기 전자 기기(200)는, 후술되는 바와 같이, 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 태블릿) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다. 상기 전자 기기(200)가 이동단말기로 구현되는 실시 예는 도 10을 참조하여 후술된다.As described below, the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)로 상호간 접촉이 없이 무선으로 전력을 전달하기 위하여 하나 이상의 무선 전력 전달 방법을 이용할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정 주파수의 무선 전력 신호에 의하여 발생하는 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Electromagnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.The
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은, 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 하나의 코일에서 전자기 유도 현상에 의하여 생성되는 변화하는 자기장에 의하여 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.The wireless power transmission by the inductive coupling method is a technology for wirelessly transmitting power using a primary coil and a secondary coil, and a current is transmitted to the other coil side by a changing magnetic field generated by an electromagnetic induction phenomenon in one coil. It is said that power is delivered by being derived.
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은, 상기 무선 전력 전송장치(100)에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 상기 전자 기기(200)에서 전자기적 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 상기 전자 기기(200)로 전력이 전달되는 것을 말한다.In the wireless power transmission by the resonance coupling method, electromagnetic resonance occurs in the
이하에서는 본 명세서에 개시된 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)에 관한 실시 예들이 구체적으로 설명된다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 부가된 참조 부호는 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호가 사용된다.Hereinafter, embodiments of the
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the configuration of a
도 2A - 무선 전력 전송장치2A-Wireless Power Transmitter
도 2A를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전력 전달부(Power Transmission Unit)(110)를 포함하도록 구성된다. 상기 전력 전달부(110)는 전력 변환부(Power Conversion Unit)(111) 및 전력 송신 제어부(Power Transmission Control Unit)(112)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2A, the
상기 전력 변환부(111)는 송신측 전원 공급부(190)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 전자 기기(200)로 전달한다. 상기 전력 변환부(111)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 전력 변환부(111)는 각 전력 전달 방식에 따라 다른 형태의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 구성 요소를 포함할 수 있다. The
어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 변환부(111)는 유도 결합 방식에 따라 상기 전자 기기(200)의 2차 코일에 전류를 유도시키기 위하여 변화하는 자기장을 형성시키는 1차 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 변환부(111)는 공진 결합 방식에 따라 상기 전자 기기(200)에 공진 현상을 발생시키기 위하여 특정 공진 주파수를 가진 자기장을 형성시키는 코일(또는 안테나)를 포함하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the
또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 변환부(111)는 전술된 유도 결합 방식과 공진 결합 방식 중 하나 이상의 방법을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.In addition, in some embodiments, the
상기 전력 변환부(111)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4A, 도 4B 및 도 5를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7A, 도 7B 및 도 8을 참조하여 후술된다.For those following the inductive coupling method among the components included in the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 전달부(110)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 공급 장치(100)를 제어하는 다른 제어부(미도시)와 통합되도록 구현될 수 있다.The power
한편, 상기 무선 전력 신호가 도달할 수 있는 영역은 두 가지로 구분될 수 있다. 먼저, 활동 영역(active area)은 상기 전자 기기(200)로 전력을 전달하는 무선 전력 신호가 통과하는 영역을 말한다. 다음으로, 감지 영역(semi-active area)은 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 전자 기기(200)의 존재를 감지할 수 있는 관심 영역을 말한다. 여기서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치(placement)되거나 제거(removal)되었는지 여부에 대하여 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 변환부(111)에서 형성되는 무선 전력 신호를 이용하거나, 별도로 구비된 센서에 의하여 상기 전자 기기(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되었는지 여부를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 감지 영역에 존재하는 상기 전자 기기(200)로 인하여 상기 무선 전력 신호가 영향을 받아, 상기 전력 변환부(111)의 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력의 특성이 변화하는지 여부를 모니터링함으로써 상기 전자 기기(200)의 존재를 검출할 수 있다. 다만, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있다.On the other hand, the wireless power signal can reach the area can be divided into two. First, an active area refers to an area through which a wireless power signal for transmitting power to the
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)의 존재를 검출한 결과에 따라 상기 전자 기기(200)를 식별하는 과정을 수행하거나, 무선 전력 전송을 시작할 것인지 여부를 결정할 수 있다.The power
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성의 결정은 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 조건에 의하여 또는 상기 전자 기기(200) 측의 조건에 의하여 이루어질 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)의 장치 식별 정보를 기초로 상기 특성을 결정할 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)의 요구 전력 정보 또는 그 요구 전력에 대한 프로파일 정보를 기초로 상기 특성을 결정할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 수신된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 그 밖에 상기 전력 제어 메시지를 기초로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다. In addition, the power
예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 하나 이상을 포함하는 전력 제어 메시지에 따라 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.For example, the power
또한, 상기 전력 제어 메시지를 이용하는 그 밖의 다른 제어 동작으로서, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선 전력 전달과 관련된 일반적인 제어 동작을 상기 전력 제어 메시지를 기초로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 제어 메시지를 통하여 상기 전자 기기(200)와 관련된 청각적 또는 시각적으로 출력할 정보를 수신하거나, 기기간의 인증 등에 필요한 정보를 수신할 수도 있다.In addition, as another control operation using the power control message, the
어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)는 이와 같은 상기 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 신호를 통하여 수신할 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)는 사용자 데이터를 수신하는 방법을 통하여 상기 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다.In some embodiments, the power
상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 변환부(111)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(113)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 전자 기기(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하여 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 전력 변환부(111)가 무선 전력 신호를 이용하여 전력 제어 메시지를 수신하는 방법에 대하여 도 11A 내지 도 13을 참조하여 후술된다.In order to receive the power control message, the
그 밖에, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 수신함으로써 전력 제어 메시지를 획득할 수도 있다.In addition, the power
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100)은 복수의 전자기기에 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 전자기기에 의해 변조된 무선 전력 신호들이 충돌할 수 있다. 따라서 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 구성요소들은 상기 변조된 무선 전력 신호들의 충돌을 회피하기 위한 다양한 동작을 할 수 있다.According to one embodiment disclosed herein, the
일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환부(111)는 송신측 전원 공급부(190)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 무선 전력 신호를 복수의 전자 기기로 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 전자 기기는 두 개의 전자기기인 제 1 전자기기 및 제 2 전자기기일 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
또한, 상기 전력 변환부(111)는 전력 전송을 위한 무선 전력 신호를 형성하고, 상기 무선 전력 신호에 대응하는 제 1 응답신호 및 제 2 응답신호를 수신할 수 있다.In addition, the
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 제1 응답 신호 및 제2 응답 신호가 충돌하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 상기 제 1 응답 신호 및 상기 제 2 응답 신호가 충돌하는 경우 상기 전력 전송을 재설정할 수 있다.The power
상기 제 1 응답 신호 및 상기 제 2 응답 신호는 각각 제 1 장치 및 제 2 장치에 의하여 상기 무선 전력 신호가 변조되어 생성되는 것일 수 있다.The first response signal and the second response signal may be generated by modulating the wireless power signal by a first device and a second device, respectively.
또한 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 전력 전송의 재설정 결과, 서로 충돌되지 않도록 형성되는 제 1 응답신호 및 제 2 응답신호가 순차적으로 수신되도록 상기 전력 변환부(111)를 제어할 수 있다.In addition, the power
상기 순차적으로 수신하는 것은, 기결정된 응답 주기 내에서 제 1 시간 간격 후에 상기 제 1 응답신호를 수신하고, 제 2 시간 간격 후에 상기 제 2 응답신호를 수신하는 것일 수 있으며, 상기 제 1 시간 간격 및 상기 제 2 시간 간격은, 난수를 발생시켜 생성된 값을 근거로 결정되는 것일 수 있다.The sequentially receiving may include receiving the first response signal after a first time interval within a predetermined response period and receiving the second response signal after a second time interval, wherein the first time interval and The second time interval may be determined based on a value generated by generating a random number.
상기 기결정된 응답주기(Tping interval)는, 상기 제 1 응답신호 및 제 2 응답신호를 모두 포함할 수 있는 시간 이상으로 결정되고, 상기 전력 전송을 재설정한 후 결정되는 것일 수 있다. The predetermined response interval (Tping interval) may be determined to be longer than the time that can include both the first response signal and the second response signal, and may be determined after resetting the power transmission.
일 실시예에 따르면, 상기 충돌 발생 여부 판단은, 상기 제 1 응답신호 및 상기 제 2 응답신호가 미리 정해진 포맷을 이용하여 디코딩되는지 여부에 따라 이루어지는 것일 수 있으며, 상기 미리 정해진 포맷은 프리엠블, 헤더 및 메시지를 포함하고, 상기 제 1 응답신호 및 상기 제 2 응답신호의 충돌 여부의 판단은, 상기 프리엡블, 헤더 및 메시지 중 적어도 하나가 충돌로 인한 오류가 발생하여 상기 제 1 응답신호 및 상기 제 2 응답신호를 복원할 수 없는지 여부를 기준으로 판단하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the determination of whether a collision occurs may be performed according to whether the first response signal and the second response signal are decoded using a predetermined format, and the predetermined format is a preamble, a header. And a message, wherein the determination of whether the first response signal and the second response signal collide with each other comprises: an error due to a collision of at least one of the preamble, the header, and the message occurs. 2 may be determined based on whether the response signal cannot be restored.
또한 일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환부(111)는 상기 제 2 장치의 응답신호와 충돌되지 않는 상기 제 1 장치의 응답신호를 제 1 응답주기(Tping interval_1) 내에서 주기적으로 수신하고, 상기 전력 송신 제어부는, 상기 제 1 응답신호 및 상기 제 2 응답신호를 미리 정해진 포맷을 이용하여 디코딩하고, 상기 디코딩이 이루어지는지 여부를 기초로 상기 제 1 응답신호 및 상기 제 2 응답신호의 충돌 발생 여부를 판단하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 제 1 응답신호 및 제 2 응답신호는 제 2 응답주기(Tping interval_2) 내에서 주기적으로 수신되고, 상기 제 2 응답주기(Tping interval_2)는 상기 제 1 응답신호 및 제 2 응답신호를 모두 포함할 수 있는 시간 이상으로 결정되고, 상기 전력 전송을 재설정한 후 결정되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the
도 2B - 전자 기기2B-Electronic device
도 2B를 참조하면, 상기 전자 기기는(200)는 전원 공급부(290)를 포함하도록 구성된다. 상기 전원 공급부(290)는 상기 전자 기기(200)의 작동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 전원 공급부(290)는 전력 수신부(291) 및 전력 수신 제어부(292)를 포함하여 구성될 수 있다.2B, the
상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전달되는 전력을 수신한다.The
상기 전력 수신부(291)는 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위해 필요한 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이 경우 상기 전력 수신부(291)는 각 방식에 따라 필요한 서로 구성 요소들을 함께 포함할 수 있다.The
먼저, 상기 전력 수신부(291)는 진동하는 특성을 가진 자기장 또는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. First, the
예컨대, 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신부(291)가 유도 결합 방식에 따른 구성 요소로서 변화되는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신부(291)가 공진 결합 방식에 따른 구성 요소로서 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 코일 및 공진 형성 회로를 포함할 수 있다.For example, in some embodiments, the
다만, 어떤 실시 예들에서는 상기 전력 수신부(291)가 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이러한 경우 상기 전력 수신부(291)는 하나의 코일을 이용하여 수신하도록 구현되거나, 또는 각 전력 전달 방식에 따라 다르게 형성된 코일을 이용하여 수신하도록 구현될 수 있다.However, in some embodiments, the
상기 전력 수신부(291)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 실시 예들에 대하여는 도 4A 또는 도 4B를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 실시 예들에 대하여는 도 7A 또는 도 7B을 참조하여 후술된다.Embodiments according to the inductive coupling method among the components included in the
한편, 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 신호를 직류로 변환하기 위한 정류 회로(rectifier) 및 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 수신된 전력 신호에 의하여 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 방지하는 회로를 더 포함할 수 있다.The
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전원 공급부(290)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다.The power
구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 무선 전력 신호의 전달을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다.In detail, the power
어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 신호를 통하여 전송할 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 사용자 데이터를 통하여 전송하는 방법을 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다.In some embodiments, the power
상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 전자 기기(200)는 상기 전력 수신부(291)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(293)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는, 전술된 상기 무선 전력 전송장치(100)의 경우와 마찬가지로, 상기 무선 전력 신호를 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 송신장치(100)의 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조절하는 수단으로 사용될 수 있다. 이하, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측과 상기 전자 기기(200) 측의 각각의 변복조부(113 및 293)가 무선 전력 신호를 통한 전력 제어 메시지의 송수신을 위하여 사용되는 방법에 대하여 설명된다.In order to transmit the power control message, the
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 의하여 수신된다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하도록 상기 전자 기기(200) 측의 변복조부(293)를 제어한다. 예컨대, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)과 연결된 변복조부(293)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 상기 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 그에 따라 변하도록 변조 과정을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량의 변경은 상기 무선 전력 신호를 형성시키는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 가져온다. 이 때, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 변복조부(113)는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조(demodulation) 과정을 수행한다.The wireless power signal formed by the
즉, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 전달하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷(packet)을 생성하여 상기 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호를 변조하고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)의 복조 과정 수행 결과를 기초로 상기 패킷을 디코딩(decoding)함으로써, 상기 패킷에 포함되어 있는 상기 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 전력 제어 메시지를 획득하는 구체적인 방법에 대해서는 도 11A 내지 도 13을 참조하여 후술된다.That is, the power
그 밖에, 어떤 실시 예들에서, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전자 기기(200)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 전송함으로써 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수도 있다.In addition, in some embodiments, the power
그 밖에, 상기 전원 공급부(290)는 충전부(298) 및 배터리(299)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the
상기 전원 공급부(290)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 상기 전자 기기(200)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 전달된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 전달된 전력을 이용하여 상기 배터리(299)를 충전한 후 상기 배터리(299)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(298)를 제어할 수 있다.The
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 복수의 전자기기가 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 전자기기에 의해 변조된 무선 전력 신호들이 충돌할 수 있다. 따라서 상기 전자 기기(200)에 포함된 구성요소들은 상기 변조된 무선 전력 신호들의 충돌을 회피하기 위한 다양한 동작을 할 수 있다.According to one embodiment disclosed herein, a plurality of electronic devices may receive power from the
일 실시예에 따르면, 상기 전력 수신부(291)는 무선 전력 전송장치로부터 전력 전송을 위한 무선 전력 신호를 수신할 수 있다.According to an embodiment, the
이 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)가 상기 무선 전력 신호에 대응하는 제 3 응답신호를 제 1 응답주기(Tping interval_1) 내에서 제 1 시간으로 설정된 시간 간격 후에 전송하도록 제어할 수 있다.In this case, the power
또한 일 실시예에 따르면, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 변조된 무선 전력 신호들의 충돌로 인하여 상기 무선 전력 전송장치(100)의 전력 전송이 재설정되었는지 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 전력 전송이 재설정된 경우 상기 시간 간격을 제 2 시간으로 설정할 수 있다.Further, according to an embodiment, the power
또한 일 실시예에 따르면, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)가 상기 무선 전력 신호에 대응하는 제 4 응답신호를 제 2 응답주기(Tping interval_2) 내에서 상기 제 2 시간으로 설정된 시간간격 후에 전송하도록 제어할 수 있고, 상기 제 2 시간은, 난수를 발생시켜 생성된 값을 근거로 결정되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the power
이하에서, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 무선 전력 전송장치 및 전자 기기에 대하여 설명된다. Hereinafter, a wireless power transmitter and an electronic device applicable to the embodiments disclosed herein will be described.
먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하여 유도 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라, 상기 무선 전력 전송장치가 상기 전자 기기로 전력을 전달하는 방법이 개시된다.First, a method of transmitting power to the electronic device by the wireless power transmitter according to embodiments supporting the inductive coupling method with reference to FIGS. 3 to 5 is disclosed.
도 3 - 유도 결합 방식3-Inductive coupling scheme
도 3은 유도 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 무선 전력 전송장치로부터 전자 기기에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.3 illustrates a concept of wirelessly transferring power from a wireless power transmitter to an electronic device according to embodiments supporting an inductive coupling scheme.
무선 전력 전송장치(100)의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110) 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 상기 전자 기기(200) 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.When the power transfer of the
이 방식에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기 유도에서의 1차 코일로 동작하는 전송 코일(Tx coil)(1111a)를 포함하도록 구성된다. 또한 상기 전자 기기(200)의 상기 전력 수신부(291)는 자기 유도에서의 2차 코일로 동작하는 수신 코일(Rx coil)(2911a)을 포함하도록 구성된다.According to this method, the
먼저 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 상기 전송 코일(1111a)과 상기 전자 기기(200) 측의 수신 코일이 근접하도록 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200)를 배치한다. 그 후 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 전송 코일(1111a)의 전류가 변화되도록 제어하면, 상기 전력 수신부(291)는 상기 수신 코일(2911a)에 유도된 기전력을 이용하여 상기 전자 기기(200)에 전원을 공급하도록 제어한다.First, the
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다.The efficiency of the wireless power transfer by the inductive coupling method has little influence on the frequency characteristics, but the alignment and distance between the
한편, 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달을 위하여 상기 무선 전력 전송장치(100)는 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)(미도시)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 전자 기기가 놓일 수 있으며, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 상기 전송 코일(1111a)가 장착될 수 있다. 그 경우, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 장착된 상기 전송 코일(1111a)과 상기 인터페이스 표면의 상부에 위치한 전자 기기(200)의 수신 코일(2911a) 사이의 수직 공간(vertical spacing)이 작게 형성됨으로써 상기 코일들 간의 거리는 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 충분히 작게 된다.Meanwhile, the
또한, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 상기 전자 기기(200)가 놓일 위치를 지시하는 배열 지시부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착된 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a) 사이의 배열이 적합하게 이루어질 수 있는 상기 전자 기기(200)의 위치를 지시한다. 어떤 실시 예들에서, 상기 배열 지시부는 단순한 표시(marks)일 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 배열 지시부가 상기 전자 기기(200)의 위치를 가이드하는 돌출 구조의 형태로 형성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 배열 지시부가 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착되는 자석과 같은 자성체의 형태로 형성되어, 상기 전자 기기(200) 내부에 장착된 다른 극의 자성체와의 상호간 인력에 의하여 상기 코일들이 적합한 배열을 이루도록 가이드할 수도 있다.In addition, an array indicating unit (not shown) indicating a position where the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 전자 기기(200)의 수신 코일(2911a)과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일을 포함하는 무선 전력 전송장치(100)에 관하여 도 5를 참조하여 후술된다.Meanwhile, the
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 전자 기기의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다. Hereinafter, the configuration of the wireless power transmitter and the electronic device of the inductive coupling method applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
도 4A 및 도 4B - 유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 전자 기기4A and 4B-Wireless power transmitter and electronic device of inductive coupling method
도 4A 및 도 4B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다. 도 4A를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명하고, 도 4B를 참조하여 상기 전자 기기(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명한다.4A and 4B are exemplary block diagrams illustrating some of the configurations of the electromagnetic induction
도 4A를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111a) 및 인버터(1112)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the
상기 전송 코일(1111a)는, 전술된 바와 같이, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성한다. 어떤 실시 예들에서, 상기 전송 코일(1111a)은 평판 나선형태(Planar Spiral type)로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 실시 예들에서는 상기 전송 코일(1111a)이 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.As described above, the transmitting
상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력(DC input)을 교류 파형(AC waveform)으로 변형시킨다. 상기 인버터(1112)에 의해 변형된 교류 전류는 상기 전송 코일(1111a) 및 커패시터(capacitor)(미도시)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동시킴으로써 자기장이 상기 전송 코일(1111a)에서 형성된다.The
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 위치 결정부(Positioning Unit)(1114)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. In addition, the
상기 위치 결정부(1114)는 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 이는, 전술된 바와 같이, 유도 결합 방식에 의한 전력 전달은 1차 및 2차 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다. 특히, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 전자 기기(200)가 상기 무선 전력 전송장치(100)의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.The
따라서, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전송 코일(1111a)과 및 상기 전자 기기(200)의 상기 수신 코일(2911a)의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일(1111a)을 이동시키거나, 상기 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a)의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일(1111a)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.Therefore, the
이를 위하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)의 위치를 감지하는 센서로 이루어진 위치 감지부(detection unit)(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 위치 감지 센서로부터 수신한 상기 전자 기기(200)의 위치 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.To this end, the
또한, 이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 통하여 상기 전자 기기(200)와의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.In addition, for this purpose, the power
만약, 상기 전력 변환부(111)가 복수의 전송 코일을 포함하도록 구성되었다면, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 복수의 전송 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다. 상기 복수의 전송 코일을 포함한 무선 전력 전송장치(100)의 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술된다.If the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 센싱부(1115)는 상기 전송 코일(1111a)에 흐르는 전류 또는 전압을 모니터링한다. 상기 전력 센싱부(1115)는 무선 전력 전송장치(100)의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)는, 도시되지 않았으나, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 스위칭부(미도시)를 제어하여 상기 전송 코일(1111a)로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.On the other hand, the
도 4B를 참조하면, 상기 전자 기기(200)의 상기 전원 공급부(290)는 수신 코일(Rx 코일)(2911a) 및 정류 회로(2913)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the
상기 전송 코일(1111a)로부터 형성된 자기장에 변화에 의하여 상기 수신 코일(2911a)에서 전류가 유도된다. 상기 수신 코일(2911a)의 구현 형태는, 상기 전송 코일(1111a)의 경우와 마찬가지로 실시 예들에 따라, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.The current is induced in the receiving
또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)를 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 상기 수신 코일(2911a)과 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, series and parallel capacitors may be connected to the receiving
상기 수신 코일(2911a)은 단일 코일 또는 복수의 코일 형태일 수 있다.The receiving
상기 정류 회로(2913)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification)를 수행한다. 상기 정류 회로(2913)는, 예컨대, 4개의 다이오드로 이루어진 브릿지(full bridge) 정류 회로, 또는 능동 소자(active components)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.The
그 밖에, 상기 정류 회로(2913)는 정류된 전류를 보다 평탄하고 안정적인 직류로 만들어 주는 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 정류 회로(2913)의 출력 전원은 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소들에게 공급된다. 또한, 상기 정류 회로(2913)은 출력되는 직류 전원을 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소(예컨대, 충전부(298)와 같은 회로)에 필요한 전원에 맞추기 위하여 적정한 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기 변복조부(293)는 상기 전력 수신부(291)과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 변복조부(293)의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부(291)에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다.The modulation and
한편, 상기 전원 공급부(290)는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 기기(200) 측의 전력 센싱부(2914)는 상기 정류 회로(2913)에 의하여 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 정류된 전원의 전압 및/또는 전류가 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 수신 제어부(292)는 적절한 전력을 전달하도록 상기 무선 전력 전송장치(100)에게 전력 제어 메시지를 송신한다.Meanwhile, the
도 5 - 하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치5-a wireless power transmitter comprising one or more transmitting coils
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to an inductive coupling scheme that may be employed in the embodiments disclosed herein.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)로 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 부분적으로 겹치는 1차 코일들의 배열(an array of partly overlapping primary coils)일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부에 의하여 활동 영역이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. The one or
상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 전자 기기(200)의 위치가 감지되면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)의 감지된 위치를 고려하여 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 상기 전자 기기(200)의 수신 코일(2911a)과 유도 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들이 연결될 수 있도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. When the position of the
이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 전자 기기(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 전송장치(100)에 구비된 상기 위치 감지부(미도시)에 의하여 상기 인터페이스 표면 상의 상기 전자 기기(200)의 위치를 획득할 수 있다. 또 다른 실시 예들에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 각각 이용하여 상기 인터페이스 표면 상의 물체로부터 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 전력 제어 메시지 또는 상기 물체의 식별 정보를 나타내는 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신된 결과를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 어느 코일의 위치와 근접한지를 판단함으로써 상기 전자 기기(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다.To this end, the power
한편, 상기 활동 영역은 상기 인터페이스 표면의 일부로서, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 전자 기기(200)에 무선으로 전력을 전달할 때 높은 효율의 자기장이 통과할 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 활동 영역을 통과하는 자기장을 형성시키는 단일 전송 코일 또는 하나 이상의 전송 코일들의 조합을 주요 셀(primary cell)로 지칭할 수 있다. 따라서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기(200)의 감지된 위치를 기초로 활동 영역을 결정하고, 상기 활동 영역에 대응되는 주요 셀의 연결을 수립하여 상기 전자 기기(200)의 수신 코일(2911a)와 상기 주요 셀에 속한 코일들이 유도 결합 관계에 놓일 수 있도록 상기 다중화기(1113)을 제어할 수 있다.Meanwhile, the active area may be a portion of the interface surface, and may mean a portion through which a high efficiency magnetic field may pass when the
한편, 상기 하나 이상의 전송코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 포함하도록 구성된 무선 전력 전송장치(100)의 인터페이스 표면 상에 하나 이상의 전자 기기(200)들이 배치된 경우, 상기 전력 송신 제어부(112)는 각 전자 기기의 위치에 대응되는 주요 셀에 속하는 코일들이 각각 유도 결합 관계에 놓이도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. 이로 인하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각각 다른 코일을 이용하여 무선 전력 신호를 형성함으로써 하나 이상의 전자 기기들에게 무선으로 전력을 전달할 수 있다. Meanwhile, when one or more
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기들에 대응되는 코일들에 대하여 각각 다른 특성을 가진 전원이 공급되도록 설정할 수 있다. 이 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전자 기기 별로 다른 전력 전달 방식, 효율, 특성 등을 설정하여 전력을 전달할 수 있다. 하나 이상의 전자 기기들을 위한 전력 전달에 대하여 도 28을 참조하여 후술된다.In addition, the power
한편, 상기 전력 변환부(111)는 연결된 코일들과 진동 회로(resonant circuit)를 형성하도록 임피던스를 조절하는 임피던스 매칭부(impedance matching unit)(미도시)를 더 포함할 수 있다.The
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 무선 전력 전송장치가 전력을 전달하는 방법이 개시된다.Hereinafter, a method of transmitting power by a wireless power transmitter according to embodiments supporting a resonance coupling method will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
도 6 - 공진 결합 방식Figure 6-Resonant coupling scheme
도 6은 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 무선 전력 전송장치로부터 전자 기기에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.6 illustrates a concept in which power is wirelessly transmitted from a wireless power transmitter to an electronic device according to embodiments supporting a resonance coupling scheme.
먼저, 공진(resonance)(또는 공명)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 공진(resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.First, the resonance (or resonance) will be briefly described as follows. Resonance refers to a phenomenon in which the vibration system receives a periodic external force having the same frequency as its natural frequency, and the amplitude increases markedly. Resonance is a phenomenon that occurs in all vibrations, including mechanical and electrical vibrations. In general, when a force capable of vibrating the vibration system from the outside, if the natural frequency of the vibration system and the frequency of the force applied from the outside is the same, the vibration is severe and the amplitude is also large.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터와 커패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다. In the same principle, when a plurality of vibrating bodies that are separated within a certain distance vibrate at the same frequency with each other, the plurality of vibrating bodies resonate with each other, in which case resistance between the plurality of vibrating bodies decreases. In electrical circuits, inductors and capacitors can be used to create resonant circuits.
무선 전력 전송장치(100)의 전력 전달이 공진 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110)에서 교류 전원에 의하여 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 상기 형성된 자기장에 의하여 상기 전자 기기(200)에서 공진 현상이 일어나는 경우 상기 전자 기기(200) 내에서는 상기 공진 현상에 의하여 전력이 발생된다.When the power transmission of the
전술한 바와 같이 복수의 진동체들이 전자기적으로 상호 공진하면 상기 복수의 진동체들 이외의 주변 물체들에 영향을 받지 않기 때문에 전력전송효율이 매우 높을 수 있다. 이렇게 전자기적으로 상호 공진하는 복수의 진동체들 사이에는 에너지 터널(tunnel)이 발생할 수 있다. 이를 에너지 커플링(coupling) 또는 에너지 꼬리(tail)이라고 하기도 한다.As described above, when the plurality of vibrators electromagnetically resonate with each other, power transmission efficiency may be very high because they are not affected by the peripheral objects other than the plurality of vibrators. An energy tunnel may occur between the plurality of vibrating bodies that electromagnetically resonate with each other. This is also called energy coupling or energy tail.
본 명세서에 개시된 공진 결합 방식은 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 사용할 수 있는데, 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 이용하여 전력을 전송하는 경우, 상기 전자기파의 단일파장내에 위치하는 영역에는 거의 자기장만이 영향을 끼지게 된다. 이를 자기적 결합(magnetic coupling) 또는 자기적 공진(magnetic resonance)라고 할 수 있다. 이러한 자기적 공진은 상기 낮은 주파수를 가지는 전자기파의 단일파장 내에 상기 무선 전력 전송장치(100)와 상기 전자 기기(200)가 위치할 때 발생될 수 있다. The resonance coupling method disclosed herein may use an electromagnetic wave having a low frequency. When transmitting power using an electromagnetic wave having a low frequency, only a magnetic field is affected to a region located within a single wavelength of the electromagnetic wave. do. This may be referred to as magnetic coupling or magnetic resonance. Such magnetic resonance may occur when the
이 경우, 공진 현상으로 인한 에너지 꼬리(energy tail)가 형성되어 전력 전송형태가 비방사성(non- radiative)을 띄게 된다. 이러한 이유로 전자기파를 이용하여 전송하여 전력을 전송함에 의해 흔히 발생될 수 있는 방사성(radiative)문제가 해결될 수 있다.In this case, an energy tail is formed due to the resonance, and thus the power transmission form is non-radiative. For this reason, the radioactive problem that can be commonly caused by transmitting power using electromagnetic waves can be solved.
상기 공진 결합 방식은 위에서 기술된 바와 같이 낮은 주파수를 가지는 전자기파를 이용하여 전력을 전달하는 방식일 수 있다. 그러므로 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전송 코일(1111b)은 원칙적으로 전력을 전달하기 위한 자기장 또는 전자기파를 형성할 수 있지만 이하에서 공진 결합 방식에 대해서는 자기장 공진(magnetic resonance)측면, 즉, 자기장에 의한 전력 전달의 측면에서 기술하기로 한다.The resonance coupling method may be a method of transmitting power using electromagnetic waves having a low frequency as described above. Therefore, the
공진 주파수는, 예를 들어, 다음 수학식 1과 같은 수식에 의하여 결정될 수 있다. The resonance frequency may be determined by, for example, the following equation (1).
여기서, 공진 주파수(f)는 회로 내의 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)에 의하여 결정된다. 코일을 사용하여 자기장을 형성하는 회로에 있어서 상기 인덕턴스는 상기 코일의 회전 수 등에 의하여 결정되고, 상기 커패시턴스는 상기 코일 사이의 간격, 면적 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수를 결정하기 위하여 상기 코일 외에 용량성 공진 형성 회로가 연결되도록 구성될 수도 있다.Here, the resonance frequency f is determined by the inductance L and the capacitance C in the circuit. In a circuit for forming a magnetic field using a coil, the inductance may be determined by the number of rotations of the coil, etc., and the capacitance may be determined by the distance, area, etc. between the coils. In order to determine the resonance frequency, a capacitive resonance forming circuit other than the coil may be connected.
도 6을 참조하면, 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력이 전송되는 실시 예들의 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 자기장이 형성되는 전송 코일(Tx coil)(1111b) 및 상기 전송 코일(1111b)와 연결되고 특정한 진동 주파수를 결정하기 위한 공진 형성 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 공진 형성 회로(1116)는 용량성 회로(capacitors)를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 형성 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 상기 특정한 진동 주파수가 결정된다.Referring to FIG. 6, in the case of embodiments in which power is wirelessly transmitted according to a resonance coupling method, the
상기 공진 형성 회로(1116)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 변환부(111)가 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 전송 코일(1111b)과 병렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.The circuit elements of the
또한, 상기 전자 기기(200)의 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치(100)에서 형성된 자기장에 의하여 공진 현상이 일어날 수 있도록 구성된 공진 형성 회로(2912) 및 수신 코일(Rx coil)(2911b)을 포함한다. 즉, 상기 공진 형성 회로(2912)는 역시 용량성 회로를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 공진 형성 회로(2912)는 상기 수신 코일(2911b)의 인덕턴스와 상기 공진 형성 회로(2912)의 커패시턴스를 기초로 결정되는 공진 주파수가 상기 형성된 자기장의 공진 주파수와 동일하도록 구성된다.In addition, the
상기 공진 형성 회로(2912)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 수신부(291)가 상기 자기장에 의하여 공진이 일어날 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 수신 코일(2911b)과 직렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다. The circuit elements of the
상기 무선 전력 전송장치(100)에서의 상기 특정한 진동 주파수는 LTx, CTx를 가지고 상기 수학식 1을 이용하여 획득될 수 있다. 여기서, 상기 전자 기기(200)의 LRX 및 CRX를 상기 수학식 1에 대입한 결과가 상기 특정한 진동 주파수와 동일한 경우에 상기 전자 기기(200)에서는 공진이 일어난다.The specific vibration frequency in the
공진 결합에 의한 무선 전력 전송 방식을 지원하는 실시 예들에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200)가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 상기 기기간 에너지 전달이 없게 된다.According to embodiments supporting a wireless power transmission method by resonance coupling, when the
따라서, 상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향이 큰 반면, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200) 사이의 배열 및 거리에 따른 영향은 유도 결합 방식에 비해 상대적으로 작다.Therefore, the efficiency of the wireless power transfer by the resonance coupling method has a large influence on the frequency characteristic, while the arrangement and the distance between the
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 전자 기기의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.Hereinafter, the configuration of the wireless power transmitter and the electronic device of the resonance coupling method applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
도 7A 및 도 7B - 공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치7A and 7B-Wireless Power Transmitter of Resonant Coupling Method
도 7A 및 도 7B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.7A and 7B are exemplary block diagrams illustrating a part of the configuration of the
도 7A를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명된다.A configuration of the
상기 무선 전력 전송장치(100)의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111b), 인버터(1112) 및 공진 형성 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인버터(1112)는 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 형성 회로(1116)와 연결되도록 구성될 수 있다.The
상기 전송 코일(1111b)은 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하기 위한 전송 코일(1111a)과 별도로 장착될 수 있으나, 하나의 단일 코일을 이용하여 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식으로 전력을 전달할 수도 있다.The transmitting
상기 전송 코일(1111b)은, 전술된 바와 같이, 전력을 전달하기 위한 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 형성 회로(1116)는 교류 전원이 인가되면 진동이 발생할 수 있으며, 이 때 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 형성 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 진동 주파수가 결정될 수 있다. The transmitting
이를 위하여 상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력을 교류 파형으로 변형시키고, 상기 변형된 교류 전류가 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 형성 회로(1116)에 인가된다.To this end, the
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수 값을 변경시키기 위한 주파수 조절부(1117)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수는 수학식 1에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 구성하는 회로내의 인덕턴스 및 커패시턴스를 기초로 결정되므로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변경되도록 상기 주파수 조절부(1117)를 제어함으로써 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.In addition, the
어떤 실시 예들에서, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 공진 형성 회로(1116)에 포함된 커패시터 간의 거리를 조절하여 커패시턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 주파수 조절부(1117)가 상기 전송 코일(1111b)의 회전 수(number of turns) 또는 직경을 조절하여 인덕턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 주파수 조절부(1117)가 상기 커패시턴스 및/또는 인덕턴스를 결정하는 능동 소자들을 포함하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 동작에 대해서는 전술된 바와 동일하다.On the other hand, the
도 7B를 참조하여 상기 전자 기기(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명된다. 상기 전원 공급부(290)는, 전술된 바와 같이, 상기 수신 코일(Rx coil)(2911b) 및 공진 형성 회로(2912)를 포함하도록 구성될 수 있다.A configuration of the
그 외에도, 상기 전원 공급부(290)의 전력 수신부(291)는 공진 현상에 의하여 생성된 교류 전류를 직류로 변환시키는 정류 회로(2913)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 정류 회로(2913)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 전력 수신부(291)는 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(2914)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.In addition, the
도 8 - 하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치8-a wireless power transmitter including one or more transmitting coils
도 8은 공진 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.8 is a block diagram of a wireless power transmitter configured to have one or more transmitting coils receiving power according to embodiments supporting a resonance coupling scheme.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 및 각 전송 코일들과 연결된 공진 형성 회로(1116-1 내지 1116-n)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)은 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)의 일부가 서로 다른 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있으며, 이는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 형성 회로(1116-1 내지 1116-n)들이 어떠한 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 갖는지에 따라 결정된다.The one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have the same resonance frequency. In some embodiments, some of the one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have different resonance frequencies, which are the one or more transmitting coils 1111b-1 to 1111b-n. And the inductance and / or capacitance in which the resonance forming circuits 1116-1 to 1116-n respectively connected to each other are determined.
한편, 상기 하나 이상의 전송코일들(1111b-1 내지 1111b-n)을 포함하도록 구성된 무선 전력 전송장치(100)의 활동 영역 또는 감지 영역에 하나 이상의 전자 기기(200)들이 배치된 경우, 상기 전력 송신 제어부(112)는 전자 기기 별로 다른 공진 결합 관계에 놓이도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. 이로 인하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각각 다른 코일을 이용하여 무선 전력 신호를 형성함으로써 하나 이상의 전자 기기들에게 무선으로 전력을 전달할 수 있다. Meanwhile, when one or more
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전자 기기들에 대응되는 코일들에 대하여 각각 다른 특성을 가진 전원이 공급되도록 설정할 수 있다. 이 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전자 기기 별로 다른 전력 전달 방식, 공진 주파수, 효율, 특성 등을 설정하여 전력을 전달할 수 있다. 하나 이상의 전자 기기들을 위한 전력 전달에 대하여 도 28을 참조하여 후술된다.In addition, the power
이를 위하여, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 형성 회로(1116-1 내지 1116-n)들의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 변경시킬 수 있도록 구성될 수 있다.To this end, the
도 9 - 충전기로 구현된 무선 전력 전송장치Figure 9-Wireless power transmitter implemented as a charger
한편, 이하에서는 무선 충전기의 형태로 구현된 상기 무선 전력 전송장치의 예가 설명된다.Meanwhile, an example of the wireless power transmitter implemented in the form of a wireless charger will be described below.
도 9는 도 2A에 도시된 구성 외에 추가적인 구성을 더 포함하는 무선 전력 전송장치를 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram illustrating a wireless power transmitter further including an additional configuration in addition to the configuration illustrated in FIG. 2A.
도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 전술된 상기 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 중 하나 이상을 지원하는 전력 전달부(110) 및 전원 공급부(190)외에, 센서부(120), 통신부(130), 출력부(140), 메모리(150) 및 제어부(180)를 더 포함할 수 있다.As can be seen with reference to Figure 9, the
상기 제어부(180)는 상기 전력 변환부(110), 상기 센서부(120), 상기 통신부(130), 상기 출력부(140), 상기 메모리(150) 및 상기 전원 공급부(190)를 제어한다.The
상기 제어부(180)는 도 2A 또는 도 2B를 참조하여 설명된 상기 전력 변환부(110) 내의 전력 송신 제어부(112)와 별도의 모듈로 구현되거나 단일 모듈로 구현될 수 있다.The
상기 센서부(120)는 상기 전자 기기(200)의 위치를 감지하는 센서를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 센서부(120)가 감지한 위치 정보는 상기 전력 변환부(110)가 효율적으로 전력을 전달할 수 있도록 사용될 수 있다. The
예컨대, 유도 결합 방식을 지원하는 실시 예들에 따른 무선 전력 전달의 경우, 상기 센서부(120)는 위치 감지부(detection unit)로 동작할 수 있으며, 상기 센서부(120)가 감지한 위치 정보는 상기 전력 변환부(110) 내의 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전 시키기 위해 사용될 수 있다.For example, in the case of wireless power transfer according to embodiments supporting the inductive coupling method, the
또한, 예를 들어, 전술된 하나 이상의 전송 코일을 포함하여 이루어진 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)의 위치 정보를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 상기 전자 기기(200)의 수신 코일과 유도 결합 관계 또는 공진 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들을 결정할 수 있다.In addition, for example, the
한편, 상기 센서부(120)는 상기 전자 기기(200)가 충전이 가능한 영역으로 접근하는지 여부를 모니터링 하도록 구성될 수도 있다. 상기 센서부(120)의 접근 여부 감지 기능은 상기 전력 전달부(110) 내의 전력 송신 제어부(112)가 상기 전자 기기(200)의 접근 여부를 감지하는 기능과 별도로 또는 서로 결합되어 수행될 수 있다.Meanwhile, the
상기 통신부(130)는 상기 전자 기기(200)와 유무선 데이터 통신을 수행한다. 상기 통신부(130)는 BluetoothTM, 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band), Wireless USB, NFC(Near Field Communication), Wireless LAN 중 어느 하나 이상을 위한 전자 부품을 포함할 수 있다.The
상기 출력부(140)는 디스플레이부(141) 및 음향 출력부(142) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 디스플레이부(141)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이부(141)는 상기 제어부(180)의 제어에 따라 충전 상태를 표시할 수 있다.The
상기 메모리(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 인터넷(Internet)상에서 상기 메모리(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 상기 메모리(150)에는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 전술된 기능들을 수행하는 프로그램 또는 명령들이 저장될 수 있다. 상기 제어부(180)는 무선으로 전력을 전송하기 위하여 상기 메모리(150)에 저장된 프로그램 또는 명령들을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)에 포함된 다른 구성 요소들(예컨대, 제어부(180))이 상기 메모리(150)를 액세스하기 위해서 메모리 컨트롤러(미도시)를 이용할 수 있다.The
이상 개시된 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치의 구성은 무선 충전기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 도킹 스테이션(docking station), 단말기 크래들 장치(cradle device), 기타 전자 장치 등과 같은 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.The configuration of the wireless power transmitter according to the exemplary embodiment disclosed above may be applied to devices such as docking stations, terminal cradle devices, and other electronic devices, except when applicable only to the wireless charger. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be used.
도 10 - 이동단말기로 구현된 무선전력수신장치10-wireless power receiver implemented as a mobile terminal
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 전자 기기(200)가 이동 단말기 형태로 구현된 경우의 구성을 나타낸다.10 illustrates a configuration when the
상기 이동통신 단말기(200)는 도 2A, 도 2B, 도 4A, 도 4B, 도 7A 또는 도 7B에 도시된 전원 공급부(290)를 포함한다.The
그리고, 상기 단말기(200)는 무선 통신부(210), A/V(Audio/Video) 입력부(220), 사용자 입력부(230), 센싱부(240), 출력부(250), 메모리(260), 인터페이스부(270), 제어부(280)를 더 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 단말기가 구현될 수도 있다.The terminal 200 includes a
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in order.
무선 통신부(210)는 단말기(200)와 무선 통신 시스템 사이, 단말기(200)와 단말기(200)가 위치한 네트워크 사이, 또는 단말기(200)와 상기 무선 전력 전송장치(100) 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(210)는 방송 수신 모듈(211), 이동통신 모듈(212), 무선 인터넷 모듈(213), 근거리 통신 모듈(214) 및 위치정보 모듈(215) 등을 포함할 수 있다.The
방송 수신 모듈(211)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 센터로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.The
상기 방송 채널은 위성 채널 및 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 센터는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다. The broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel. The broadcast center may refer to a server that generates and transmits a broadcast signal and / or broadcast related information or a server that receives a previously generated broadcast signal and / or broadcast related information and transmits the same to a terminal. The broadcast signal may include not only a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, and a data broadcast signal, but also a broadcast signal having a data broadcast signal combined with a TV broadcast signal or a radio broadcast signal.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(212)에 의해 수신될 수 있다.The broadcast related information may mean information related to a broadcast channel, a broadcast program, or a broadcast service provider. The broadcast related information may also be provided through a mobile communication network. In this case, it may be received by the
상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.The broadcast related information may exist in various forms. For example, it may exist in the form of Electronic Program Guide (EPG) of Digital Multimedia Broadcasting (DMB) or Electronic Service Guide (ESG) of Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H).
상기 방송 수신 모듈(211)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(211)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.The
방송 수신 모듈(211)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(260)에 저장될 수 있다.The broadcast signal and / or broadcast related information received through the
이동통신 모듈(212)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. The
무선 인터넷 모듈(213)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 단말기(200)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The
근거리 통신 모듈(214)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 무선의 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth®), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee® 등이 이용될 수 있다. 한편, 유선의 근거리 통신으로는 USB(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 썬더볼트(ThunderboltTM) 등이 이용될 수 있다.The short
상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 상기 무선 전력 전송장치(100)와 데이터 통신 연결을 수립할 수 있다.The
상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 무선으로 전력을 전달하는 중에, 출력할 오디오 신호가 있는 경우, 상기 오디오 신호를 상기 근거리 통신 모듈을 통해 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 디스플레이할 정보가 있는 경우, 상기 정보를 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. 또는, 상기 수립된 데이터 통신을 통해, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 상기 무선 전력 전송장치(100)에 내장된 마이크를 통해 입력되는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 무선 인터넷 모듈(213) 또는 상기 근거리 통신 모듈(214)은 상기 이동 단말기(200)의 식별 정보(예컨대, 휴대폰인 경우 전화 번호, 또는 기기명)를 상기 수립된 데이터 통신을 통해 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. Through the established data communication, the
위치정보 모듈(215)은 단말의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.The
도 10을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(220)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(221)와 마이크(222) 등이 포함될 수 있다. 카메라(221)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(251)에 표시될 수 있다.Referring to FIG. 10, the A /
카메라(221)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(260)에 저장되거나 무선 통신부(210)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(221)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.The image frame processed by the
마이크(222)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(212)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(222)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.The
사용자 입력부(230)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(230)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. The
센싱부(240)는 근접센서(241), 압력센서(242), 및 모션 센서(243) 등을 포함할 수 있다. 상기 근접센서(241)는 이동 단말기(200)로 접근하는 물체나, 이동 단말기(200)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있도록 한다. 상기 근접센서(241)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. 상기 근접센서(241)는 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The
상기 압력센서(242)는 이동 단말기(200)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. 상기 압력센서(242)는 사용환경에 따라 이동 단말기(200)에서 압력의 검출이 필요한 부위에 설치될 수 있다. 만일, 압력센서(242)가 디스플레이부(251)에 설치되는 경우, 상기 압력센서(242)에서 출력되는 신호에 따라, 상기 디스플레이부(251)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 상기 압력센서(242)에서 출력되는 신호에 따라, 압력터치 입력시 상기 디스플레이부(251)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.The
상기 모션 센서(243)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 이동 단말기(200)의 위치나 움직임 등을 감지한다. 상기 모션 센서(243)에 사용될 수 있는 가속도 센서는 어느 한 방향의 가속도 변화에 대해서 이를 전기 신호로 바꾸어 주는 소자이다. 가속도 센서는 보통 2축이나 3축을 하나의 패키지에 실장하여 구성되며, 사용 환경에 따라서는 Z축 한 축만 필요한 경우도 있다. 따라서, 어떤 이유로 Z축 방향 대신 X축 또는 Y축 방향의 가속도 센서를 써야 할 경우에는 별도의 조각 기판을 사용하여 가속도 센서를 주 기판에 세워서 실장할 수도 있다. 또한, 상기 자이로 센서는 회전 운동을 하는 이동 단말기(200)의 각속도를 측정하는 센서로서, 각 기준 방향에 대한 회전된 각도를 감지할 수 있다. 예컨대, 상기 자이로 센서는 3개 방향의 축을 기준으로 한 각각의 회전 각도, 즉 방위각(azimuth), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 감지할 수 있다.The
출력부(250)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(251), 음향 출력 모듈(252), 알람부(253), 및 햅틱 모듈(254) 등이 포함될 수 있다.The
디스플레이부(251)는 단말기(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 단말가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 단말기(200)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다. The
디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparent OLED) 등이 있다. 디스플레이부(251)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(251)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.Some of these displays can be configured to be transparent or light transmissive so that they can be seen from the outside. This may be referred to as a transparent display. A representative example of the transparent display is TOLED (Transparent OLED). The rear structure of the
단말기(200)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(251)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 단말기(200)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다. According to an implementation form of the terminal 200, two or
디스플레이부(251)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(251)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.When the
터치 센서는 디스플레이부(251)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(251)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. The touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the
터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(280)로 전송한다. 이로써, 제어부(280)는 디스플레이부(251)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.If there is a touch input to the touch sensor, the corresponding signal (s) is sent to the touch controller. The touch controller processes the signal (s) and then transmits the corresponding data to the
상기 터치스크린에 의해 감싸지는 단말의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(241)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다. The
상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.Examples of the proximity sensor include a transmission photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, and an infrared proximity sensor. When the touch screen is capacitive, the touch screen is configured to detect the proximity of the pointer by the change of the electric field according to the proximity of the pointer. In this case, the touch screen (touch sensor) may be classified as a proximity sensor.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the act of allowing the pointer to be recognized without being in contact with the touch screen so that the pointer is located on the touch screen is referred to as a "proximity touch", and the touch The act of actually touching the pointer on the screen is called "contact touch." The position where the proximity touch is performed by the pointer on the touch screen refers to a position where the pointer is perpendicular to the touch screen when the pointer is in proximity proximity.
상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다. The proximity sensor detects a proximity touch and a proximity touch pattern (for example, a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, and a proximity touch movement state). Information corresponding to the sensed proximity touch operation and proximity touch pattern may be output on the touch screen.
음향 출력 모듈(252)은 호 신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(210)로부터 수신되거나 메모리(260)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(252)은 단말기(200)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호 신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(252)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.The
알람부(253)는 단말기(200)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(253)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(251)나 음성 출력 모듈(252)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(251,252)은 알람부(253)의 일부로 분류될 수도 있다.The
햅틱 모듈(haptic module)(254)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(254)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(254)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다. The
햅틱 모듈(254)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. In addition to the vibration, the
햅틱 모듈(254)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(254)은 단말기(200)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The
메모리(260)는 제어부(280)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(260)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.The
어떤 실시 예들에서는, 메모리(260)에 운영 체제(Operating System)(미도시), 무선통신부(210) 기능을 수행하는 모듈, 사용자 입력부(230)와 함께 동작하는 모듈, A/V 입력부(220)와 함께 동작하는 모듈, 출력부(250)와 함께 동작하는 모듈을 포함하는 소프트웨어 컴포넌트들이 저장될 수 있다. 상기 운영 체제(예를 들어, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS, Chrome, Symbian, iOS, Android, VxWorks 또는 기타 임베디드 운영체제)는 메모리 관리, 전력 관리 등과 같이 시스템 작업(tasks)들을 제어하기 위한 다양한 소프트웨어 컴포넌트들 및/또는 드라이버들을 포함할 수 있다.In some embodiments, an operating system (not shown) in the
또한, 상기 메모리(260)는 무선 전력 전송 또는 무선 충전과 관련된 설정 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 설정 프로그램은 상기 제어부(280)에 의하여 실행될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 메모리(260)는 어플리케이션 제공 서버(예: 앱스토어)로부터 다운로드한 무선 전력 전송(또는 무선 충전)과 관련된 어플리케이션(application)을 저장할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 관련 어플리케이션은 무선 전력 전송을 제어하기 위한 프로그램으로, 상기 전자 기기(200)는 해당 프로그램을 통해 상기 무선 전력 전송장치(100)로부터 무선으로 전력을 수신하거나 상기 무선 전력 전송장치(100)와 데이터 통신을 위한 연결을 수립할 수 있다.In addition, the
메모리(260)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 xD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 단말기(200)는 인터넷(Internet)상에서 상기 메모리(260)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.The
인터페이스부(270)는 단말기(200)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(270)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(200) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(200) 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(270)에 포함될 수 있다. The
식별 모듈은 단말기(200)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identity Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(200)와 연결될 수 있다. The identification module is a chip that stores various information for authenticating the use authority of the terminal 200, and includes a user identification module (UIM), a subscriber identity module (SIM), and a universal user authentication module (Universal). Subscriber Identity Module, USIM) and the like. A device equipped with an identification module (hereinafter referred to as an 'identification device') may be manufactured in the form of a smart card. Therefore, the identification device may be connected to the terminal 200 through a port.
상기 인터페이스부는 단말기(200)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 단말기(200)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 단말로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 단말가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.When the terminal 200 is connected to an external cradle, the interface unit may be a passage for supplying power from the cradle to the terminal 200, or various command signals input from the cradle by a user may be transmitted to the terminal. It can be a passage. Various command signals or power input from the cradle may be operated as signals for recognizing that the terminal is correctly mounted on the cradle.
제어부(controller, 280)는 통상적으로 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(280)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(281)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(281)은 제어부(280) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(280)와 별도로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 제어부(180)는 도 2A 또는 도 2B를 참조하여 설명된 상기 전원 공급부(290) 내의 전력 수신 제어부(292)와 별도의 모듈로 구현되거나 단일 모듈로 구현될 수 있다.The
상기 제어부(280)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.The
상기 제어부(280)는 사용자 입력 또는 내부 입력에 따라 유선 충전 또는 무선 충전을 수행한다. 여기서, 내부 입력은 단말기 내부의 2차코일에서 생성되는 유도 전류가 감지되었음을 알리는 신호이다.The
전술한 무선 충전이 이루어질 경우, 상기 제어부(280)가 각 구성 요소를 제어하는 동작에 관해서는 이하 도 14의 동작 상태를 참조하여 상세하게 설명된다. 전술된 바와 같이, 상기 전원 공급부(290) 내의 전력 수신 제어부(292)는 상기 제어부(280)에 포함되어 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 상기 전력 수신 제어부(292)에 의한 동작은 상기 제어부(280)가 수행하는 것으로 이해될 수 있다.When the above-described wireless charging is performed, an operation of the
전원 공급부(290)는 제어부(280)의 제어에 의해 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The
전원공급부(290)는 단말기(200)의 각 구성요소로 전원을 공급하는 배터리(299)를 구비하며, 상기 배터리(299)를 유선 또는 무선 충전하기 위한 충전부(298)를 포함할 수 있다.The
본 명세서는 무선으로 전력을 수신하는 장치로서 이동 단말을 예로서 개시하고 있으나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.Although the present disclosure discloses a mobile terminal as an apparatus for receiving power wirelessly as an example, except that the configuration according to the embodiments described herein is applicable only to the mobile terminal, it may be applied to a fixed terminal such as a digital TV or a desktop computer. It will be readily apparent to one skilled in the art that the present invention may be applied.
도 11A 및 도 11B - 11A and 11B- BackscatterBackscatter ModulationModulation
도 11A 및 도 11B은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달에 있어서 무선 전력 신호의 변조 및 복조를 통하여 무선 전력 전송장치와 전자 기기 사이에 패킷을 송수신하는 개념을 도시한다.11A and 11B illustrate a concept of transmitting and receiving a packet between a wireless power transmitter and an electronic device through modulation and demodulation of a wireless power signal in wireless power transfer according to embodiments disclosed herein.
도 11A를 참조하면, 상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성되는 상기 무선 전력 신호는 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field) 내에서 폐루프(closed-loop)를 형성하므로, 상기 전자 기기(200)가 상기 무선 전력 신호를 수신하는 중에 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하는 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)는 변조된 무선 전력 신호를 감지할 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 감지된 무선 전력 신호를 복조(demodulation)하고, 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 패킷을 디코딩(decoding)할 수 있다.Referring to FIG. 11A, the wireless power signal formed by the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)와 상기 전자 기기(200) 간의 통신에 사용되는 변조 방법은 진폭 변조(Amplitude Modulation)일 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기 진폭 변조 방식은 상기 전력 변환부(111)가 형성한 무선 전력 신호(10a)의 진폭을 상기 전자 기기(200) 측의 변복조부(293)가 변경시켜 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 변복조부(293)가 상기 변조된 무선 전력 신호(10b)의 진폭을 검출하는 백스캐터 변조(backscatter modulation) 방식일 수 있다. Meanwhile, a modulation method used for communication between the
구체적으로 도 11B를 더 참조하면, 상기 전자 기기(200) 측의 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)을 통하여 수신되는 무선 전력 신호(10a)를 상기 변복조부(293) 내의 부하 임피던스(Impedance)를 변경시킴으로써 변조한다. 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호(10a)를 변조한다.Specifically, referring to FIG. 11B, the power
그 후, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 송신 제어부(112)는 상기 변조된 무선 전력 신호(10b)를 포락선 검출(Envelop Detection) 과정을 통하여 복조하고, 상기 검출된 신호(10c)를 디지털 데이터(10d)로 디코딩(decoding)한다. 상기 복조 과정은 변조된 무선 전력 신호에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 또는 전압이 HI 상태(HI Phase) 및 LO 상태(Phase)로 두 가지 상태로 구분되는 것을 감지하고, 상기 상태들에 따라 구분되는 디지털 데이터를 기초로 상기 전자 기기(200)가 전송하고자 하는 패킷을 획득하는 것이다.Thereafter, the power
이하에서는, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 복조된 디지털 데이터로부터 상기 전자 기기(200)가 전송하고자 하는 전력 제어 메시지를 획득하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process of acquiring a power control message to be transmitted by the
도 12A 및 도 12B - 12A and 12B- BitBit 인코딩, Encoding, ByteByte FormatFormat
도 12A 및 도 12B는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 전력 제어 메시지를 구성하는 데이터 비트 및 바이트의 표시 방법을 도시한다.12A and 12B illustrate a method of displaying data bits and bytes in which the
도 12A를 참조하면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 포락선 검출된 신호로부터 클럭 신호(CLK)를 이용하여 인코딩된 비트를 검출한다. 상기 검출되는 인코딩된 비트는 상기 전자 기기(200) 측의 변조 과정에서 사용된 비트 인코딩 방법에 따라 인코딩 된 것이다. 어떤 실시 예들에서, 상기 비트 인코딩 방법은 NRZ(non-return to zero)일 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 비트 인코딩 방법이 2-위상(bi-phase) 인코딩일 수 있다.Referring to FIG. 12A, the power
예컨대, 어떤 실시 예들에서, 상기 검출되는 비트는 차동 2-위상(differential bi-phase; DBP) 인코딩된 것일 수 있다. 상기 DBP 인코딩에 의하면, 상기 전자 기기(200) 측의 전력 수신 제어부(292)는 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.For example, in some embodiments, the detected bit may be differential bi-phase (DBP) encoded. According to the DBP encoding, the power
한편, 상기 전력 송신 제어부(112)는 비트 인코딩 방법에 따라 검출된 비트열로부터 패킷을 구성하는 바이트 포맷(byte format)을 이용하여 바이트 단위의 데이터를 획득할 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 검출된 비트열은 도 12B에 도시된 바와 같은 11 비트 비동기 직렬 포맷(11-bit asynchronous serial format)을 이용하여 전송된 것일 수 있다. 즉, 바이트의 시작을 알리는 시작 비트(start bit)와 종료를 알리는 종료 비트(stop)를 포함하고, 시작 비트와 종료 비트 사이에 데이터 비트들(b0 내지 b7)을 포함할 수 있다. 또한, 데이터의 오류를 검사하기 위한 패러티 비트(parity bit)가 추가될 수 있다. 상기 바이트 단위의 데이터는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 구성한다.Meanwhile, the power
도 13 - 패킷 포맷Figure 13-Packet Format
도 13은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달방법에 사용되는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 도시한다.FIG. 13 illustrates a packet including a power control message used in a wireless power delivery method according to embodiments disclosed herein.
상기 패킷(500)은 프리앰블(preamble)(510), 헤더(header)(520), 메시지(message)(530) 및 체크섬(checksum)(540)을 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 프리앰블(510)은 상기 무선 전력 전송장치(100)가 수신되는 데이터와 동기화를 수행하고 상기 헤더(520)의 시작 비트를 정확히 검출하기 위해 사용된다. 상기 프리앰블(510)은 동일한 비트가 반복되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 프리앰블(510)은 상기 DBP 인코딩에 따른 데이터 비트 1이 11번 내지 25번 반복되도록 구성될 수 있다.The
상기 헤더(520)는 상기 패킷(500)의 타입을 지시하기 위해 사용된다. 상기 헤더(520)가 나타내는 값을 기초로 상기 메시지(530)의 크기 및 그 종류가 결정될 수 있다. 상기 헤더(520)는 일정한 크기를 가진 값이며, 상기 프리앰블(510)에 이어서 위치한다. 예컨대, 상기 헤더(520)는 한 바이트의 크기일 수 있다.The
상기 메시지(530)는 상기 헤더(520)를 기초로 결정되는 데이터를 포함하도록 구성된다. 상기 메시지(530)는 종류에 따라 정해진 크기를 갖는다.The
상기 체크섬(540)은 전력 제어 메시지가 전송되는 도중에 상기 헤더(520) 및 상기 메시지(530)에 발생할 수 있는 오류를 감지하기 위하여 사용된다. 동기화를 위한 상기 프리앰블(510) 및 오류 검사를 위한 상기 체크섬(540)을 제외한 상기 헤더(520) 및 상기 메시지(530)를 명령 패킷(command_packet)이라고 부를 수 있다.The
도 14 - 동작 상태(Figure 14-Operating state ( PhasesPhases ))
이하에서, 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 상기 전자 기기(200)의 동작 상태들에 대하여 설명된다.Hereinafter, operation states of the
도 14는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 동작 상태들을 도시한다. 또한, 도 15 내지 도 19는 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)간의 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷들의 구조를 도시한다.FIG. 14 illustrates operation states of the
도 14를 참조하면, 무선 전력 전송을 위한 상기 무선 전력 전송장치(100) 및 전자 기기(200)의 동작 상태는 선택 상태(Selection Phase) (610), 검출 상태(Ping Phase)(620), 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase)(630), 그리고 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)(640)로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 14, an operation state of the
상기 선택 상태(610)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 물체(object)들이 존재하는지 여부를 감지하고, 상기 검출 상태(620)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 상기 감지된 물체로 검출 신호를 보내고, 상기 전자 기기(200)는 상기 검출 신호에 대한 응답을 보낸다.In the
또한, 상기 식별 및 설정 상태(630)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 이전 상태들을 통하여 선택된 전자 기기(200)를 식별하고 전력 전달을 위한 설정 정보를 획득한다. 상기 전력 전송 상태(640)에서는 상기 무선 전력 전송장치(100)가, 상기 전자 기기(200)로부터 수신한 제어 메시지에 대응하여 전송하는 전력을 조절하면서, 상기 전자 기기(200)로 전력을 전송한다.In addition, in the identification and setting state 630, the
이하에서는, 상기 각 동작 상태를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each operation state will be described in detail.
1) 선택 상태(Selection Phase)1) Selection Phase
상기 선택 상태(610)에 있는 무선 전력 전송장치(100)는 감지 영역 내에 존재하는 전자 기기(200)를 선택하기 위하여 검출 과정을 수행한다. 상기 감지 영역은, 전술된 바와 같이, 해당 영역 내의 물체가 상기 전력 변환부(111)의 전력의 특성에 영향을 미칠 수 있는 영역을 말한다. 상기 검출 상태(620)와 비교하여, 상기 선택 상태(610)에서 전자 기기(200)의 선택을 위한 검출 과정은 전력 제어 메시지를 이용하여 상기 전자 기기(200)로부터 응답을 수신하는 방식 대신에, 상기 무선 전력 전송장치(100) 측의 전력 변환부에서 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력량이 변화하는 것을 감지하여 일정 범위 내에 물체가 존재하는지 확인하는 과정이다. 상기 선택 상태(610)에서의 검출 과정은 후술될 검출 상태(620)에서 디지털 형식의 패킷을 이용하지 아니하고 무선 전력 신호를 이용하여 물체를 검출하는 점에서 아날로그 검출 과정(analog ping)으로 불릴 수 있다.The
상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내에 물체가 들어오고 나가는 것을 감지할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내에 있는 물체들 중에서 무선으로 전력을 전달할 수 있는 전자 기기(200)와 그 밖의 물체들(예를 들어, 열쇠, 동전 등)을 구분할 수 있다.The
전술된 바와 같이, 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력을 전송할 수 있는 거리가 다르므로 상기 선택 상태(610)에서 물체가 검출되는 감지 영역은 서로 다를 수 있다.As described above, since distances to which power can be wirelessly transmitted are different according to the inductive coupling method and the resonance coupling method, the sensing areas in which the object is detected in the
먼저, 유도 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 실시 예들의 경우, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 물체들의 배치 및 제거를 감지하기 위하여 인터페이스 표면(미도시)을 모니터링할 수 있다.First, in embodiments in which power is transmitted according to an inductive coupling method, the
또한, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 전자 기기(200)의 위치를 감지할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성된 무선 전력 전송장치(100)는 상기 선택 상태(610)에서 상기 검출 상태(620)로 진입하고, 상기 검출 상태(620)에서 각각의 코일을 이용하여 상기 물체로부터 검출 신호에 대한 응답이 전송되는지 여부를 확인하거나 또는 그 후 상기 식별 상태(630)로 진입하여 상기 물체로부터 식별 정보가 전송되는지 여부를 확인하는 방법을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 이와 같은 과정을 통하여 획득한 상기 감지된 전자 기기(200)의 위치에 기초하여 무선 전력 전송에 사용될 코일을 결정할 수 있다.In addition, the
또한, 공진 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 실시 예들의 경우, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 감지 영역 내의 물체로 인한 상기 전력 변환부의 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상이 변경되는 것을 감지함으로 써 상기 물체를 검출할 수 있다.In addition, in embodiments in which power is transmitted according to a resonance coupling method, the
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따른 검출 방법 중 적어도 하나의 방법에 의하여 물체를 검출할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 각 전력 전송 방식에 따른 물체 검출 과정을 수행하고, 이후에 다른 상태들(620, 630, 640)로 진행하기 위하여 무선 전력 전달을 위한 결합 방식 중에서 상기 물체를 검출한 방식을 선택할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치(100)는 물체를 검출하기 위하여 형성하는 무선 전력 신호와 이후 상태들(620, 630, 640)에서의 디지털 검출, 식별, 설정 및 전력 전송을 위하여 형성하는 무선 전력 신호는 그 주파수, 세기 등의 특성이 다를 수 있다. 이는 상기 무선 전력 전송장치(100)의 선택 상태(610)는 물체를 검출하기 위한 대기 상태(idle Phase)에 해당하여, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 대기 중의 소비 전력을 줄이거나, 또는 효율적인 물체 검출을 위하여 특화된 신호를 생성시킬 수 있도록 하기 위함이다.Meanwhile, the
2) 검출 상태(Ping Phase)2) Ping Phase
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 전력 제어 메시지를 통해 상기 감지 영역 내에 존재하는 전자 기기(200)를 검출하는 과정을 수행한다. 상기 선택 상태(610)에서 무선 전력 신호의 특성 등을 이용한 전자 기기(200)의 검출 과정과 비교하여, 상기 검출 상태(620)에서의 검출 과정은 디지털 검출 과정(digital ping)이라 불릴 수 있다.The
상기 검출 상태(620)에서 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)를 검출하기 위한 무선 전력 신호를 형성하고, 상기 전자 기기(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하고, 상기 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 디지털 데이터 형태의 전력 제어 메시지를 획득한다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지를 수신함으로써 전력 전송의 대상이 되는 상기 전자 기기(200)를 인지 할 수 있다.In the
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선 전력 전송장치(100)가 디지털 검출 과정을 수행하기 위하여 형성하는 검출 신호는 특정 동작 포인트(operating point)의 전력 신호를 일정한 시간 동안 인가함으로써 형성되는 무선 전력 신호일 수 있다. 상기 동작 포인트는 전송 코일(Tx coil)에 인가되는 전압의 주파수, 듀티 사이클(duty cycle) 및 진폭을 의미할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 인가함으로써 생성된 상기 검출 신호를 일정한 시간 동안 생성하고, 상기 전자 기기(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 것을 시도할 수 있다.The detection signal formed by the
한편, 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지는 상기 전자 기기(200)가 수신한 무선 전력 신호의 강도(strength)를 나타내는 메시지일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 기기(200)는 도 15에 도시된 바와 같은 상기 검출 신호에 대한 응답으로서 수신된 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지가 포함된 신호 강도 패킷(Signal Strength Packet)(5100)을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5100)은 신호 강도를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5120) 및 상기 전자 기기(200)가 수신한 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지(5130)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5130) 내의 전력 신호의 강도는 상기 무선 전력 전송장치(100)와 상기 전자 기기(200) 사이의 전력 전송을 위한 유도 결합 또는 공진 결합의 정도(degree of coupling)를 나타내는 값일 수 있다.Meanwhile, the power control message corresponding to the response to the detection signal may be a message indicating the strength of the wireless power signal received by the
상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 검출 신호에 대한 응답 메시지를 수신하여 상기 전자 기기(200)를 발견한 후에, 상기 디지털 검출 과정을 연장하여 식별 및 검출 상태(630)로 진입할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)를 발견한 후에 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 유지하여 상기 식별 및 검출 상태(630)에서 필요한 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다.After receiving the response message to the detection signal, the
다만, 상기 무선 전력 전송장치(100)가 전력을 전달할 수 있는 전자 기기(200)를 발견하지 못한 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)의 동작 상태는 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.However, when the
3) 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase)3) Identification and Configuration Phase
상기 식별 및 설정 상태(630)의 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)가 전송하는 식별 정보 및/또는 설정 정보를 수신하여 전력 전달이 효율적으로 이루어지도록 제어할 수 있다.The
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 전자 기기(200)는 자신의 식별 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전자 기기(200)는, 예컨대, 도 16A에 도시된 바와 같은 전자 기기(200)의 식별 정보를 나타내는 메시지가 포함된 식별 패킷(Identification Packet)(5200)을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5200)은 식별 정보를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5220) 및 상기 전자 기기의 식별 정보를 포함하는 메시지(5230)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5230)는 무선 전력 전송을 위한 규약의 버전을 나타내는 정보(2531 및 5232), 상기 전자 기기(200)의 제조 업체를 식별하는 정보(5233), 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234) 및 기본 장치 식별자(5235)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234)에 확장 장치 식별자가 존재하는 것으로 표시되는 경우, 도 16B에 도시된 바와 같은 확장 장치 식별자를 포함한 확장 식별 패킷(Extended Identification Packet)(5300)이 별도로 전송될 수 있다. 상기 패킷(5300)은 확장 장치 식별자를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5320) 및 확장 장치 식별자를 포함하는 메시지(5330)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 확장 장치 식별자가 사용되는 경우에, 상기 전자 기기(200)를 식별하기 위하여 상기 제조 업체의 식별 정보(5233), 상기 기본 장치 식별자(5235) 및 상기 확장 장치 식별자(5330)에 기초한 정보가 사용될 수 있다.In the identification and setting state 630, the
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 전자 기기(200)는 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전자 기기(200)는, 예컨대, 도 17에 도시된 바와 같은 설정 패킷(Configuration Packet)(5400)을 전송할 수 있다. 상기 패킷은 설정 패킷임을 알리는 헤더(5420) 및 상기 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 메시지(5430)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5430)는 전력 클래스(5431), 예상 최대 전력에 대한 정보(5432), 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류를 결정하는 방법을 나타내는 지시자(5433), 선택적인 설정 패킷들의 수(5434)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 지시자(5433)는 무선 전력 전송을 위한 규약에 명시된 대로 상기 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류가 결정될 것인지 여부를 나타내는 것일 수 있다.In the identification and setting state 630, the
한편, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따라 상기 전자 기기(200)는 자신의 요구 전력 정보 또는 그 프로파일 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 전송장치(100)로 전송할 수 있다. 어떤 실시 예들에서는 상기 전자 기기(200)의 요구 전력 정보 또는 그 프로파일 정보는 도 17에 도시된 바와 같은 설정 패킷(5400)에 포함되어 전송될 수 있다. 어떤 실시 예들에서는 상기 전자 기기(200)의 요구 전력 정보 또는 그 프로파일 정보는 별도의 설정을 위한 패킷에 포함되어 전송될 수 있다.Meanwhile, according to embodiments of the present disclosure, the
한편, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 상기 전자 기기(200)와 전력 충전에 사용되는 전력 전달 규약(power transfer contract)을 생성할 수 있다. 상기 전력 전달 규약은 상기 전력 전달 상태(640)에서의 전력 전달 특성을 결정하는 파라미터들의 한정 사항들(limits)을 포함할 수 있다.The
상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전달 상태(640)로 진입하기 전에 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료하고, 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다. 예컨대, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 무선으로 전력을 수신할 수 있는 다른 전자 기기를 찾기 위하여 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료할 수 있다.The
4) 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)4) Power Transfer Phase
상기 전력 전송 상태(640)에서의 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)로 전력을 전송한다. The
상기 무선 전력 전송장치(100)는 전력을 전송하는 도중에 상기 전자 기기(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신한 전력 제어 메시지에 대응하여 상기 전송 코일에 인가되는 전력의 특성을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 코일의 전력 특성을 조절하기 위해 사용되는 전력 제어 메시지는 도 18에 도시된 바와 같은 제어 오류 패킷(Control Error Packet)(5500)에 포함될 수 있다. 상기 패킷(5500)은 제어 오류 패킷임을 알리는 헤더(5520)와 제어 오류 값을 포함하는 메시지(5530)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 제어 오류 값에 따라 상기 전송 코일에 인가되는 전력을 조절할 수 있다. 즉, 상기 전송 코일에 인가되는 전류는 상기 제어 오류 값이 0인 경우에 유지되고, 음수(negative value)인 경우에 감소되고, 양수(positive value)인 경우에 증가하도록 조절될 수 있다.The
상기 전력 전송 상태(640)에서 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 생성된 전력 전달 규약(power transfer contract) 내의 파라미터들을 모니터링할 수 있다. 상기 파라미터들을 모니터링한 결과, 상기 전자 기기(200)와의 전력 전송이 상기 전력 전달 규약 내에 포함되어 있는 한정 사항들을 위반하게 되는 경우에는 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전송을 취소하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.In the power transfer state 640, the
상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전자 기기(200)로부터 전달된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 전송 상태(640)를 종료할 수 있다. The
어떤 실시 예들에서, 상기 전자 기기(200)가 전달된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 도중에 상기 배터리의 충전이 완료된 경우 상기 무선 전력 전송장치(100)로 무선 전력 전송을 중지할 것을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전송의 중지를 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다.In some embodiments, the power control requesting to stop the wireless power transfer to the
또한 어떤 실시 예들에서는, 상기 전자 기기(200)가 이미 생성된 전력 전달 규약을 갱신하기 위하여 재협상(renegotiation) 또는 재설정(reconfigure)을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전자 기기(200)는 현재 전송되는 전력량보다 많거나 적은 양의 전력이 필요한 경우에 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치(100)는 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 식별 및 설정 상태(630)로 되돌아 갈 수 있다.In addition, in some embodiments, the
이를 위하여, 상기 전자 기기(200)가 전송하는 메시지는, 예컨대, 도 19에 도시된 바와 같은 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)(5600)일 수 있다. 상기 패킷(5600)은 전력 전송 중단 패킷임을 알리는 헤더(5620) 및 중단의 이유를 나타내는 전력 전송 중단 코드를 포함하는 메시지(5630)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 전송 중단 코드는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 오류(Battery Failure), 재설정(Reconfigure), 무응답(No Response), 알려지지 않은 오류(Unknown) 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.To this end, the message transmitted by the
이하에서는 도 20 내지 25를 참조하여 안테나용 코일부 및 무선 충전용 코일부를 구비하는 무선 전력 수신장치의 수신코일에 대해 설명한다.Hereinafter, a reception coil of a wireless power receiver having an antenna coil unit and a wireless charging coil unit will be described with reference to FIGS. 20 to 25.
안테나용 For antenna 코일부Coil 및 무선 충전용 And wireless charging 코일부를Coil part 구비하는 무선 전력 수신장치의 수신코일 Receive coil of wireless power receiver provided
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일은, 내직경이 Di(Inner Diameter)이고, 외직경(Outer Diameter)이 Do인 원형으로 권선된 무선 충전용 코일부 및 상기 무선 충전용 코일부의 외주를 둘러싸도록 권선되는 안테나 용 코일부를 포함하되, 상기 무선 충전용 코일부 및 상기 안테나용 코일은 유연성 기판상에 형성되는 것일 수 있다.Receiving coil of the wireless power receiver according to an embodiment of the present disclosure, the inner diameter is Di (Inner Diameter), the outer diameter (Outer Diameter) of the coil coil for wireless charging wound in a circular shape and the wireless charging An antenna coil part wound to surround the outer circumference of the coil part, wherein the wireless charging coil part and the antenna coil may be formed on a flexible substrate.
여기서, 상기 유연성 기판은, 유연(또는 연성) 인쇄 회로기판 또는 연성 회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)인 것일 수 있다.The flexible substrate may be a flexible (or flexible) printed circuit board or a flexible printed circuit board (FPCB).
또한, 상기 유연성 기판은, 필름형 또는 박형의 인쇄 회로 기판인 것일 수 있다.In addition, the flexible substrate may be a film or thin printed circuit board.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나용 코일부는, NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification) 안테나, FM(frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나 중 적어도 하나의 안테나의 기능을 수행하기 위한 것일 수 있다.According to an embodiment, the coil unit for the antenna may perform at least one function of an antenna (Near Field Communication) antenna, a radio frequency identification (RFID) antenna, a frequency modulation (FM) antenna, and a digital multimedia broadcasting (DMB) antenna. It may be to perform.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 내직경 Di는, 18 mm ~ 22mm이고, 상기 외직경 Do는, 36.36 mm ~ 44.44 mm인 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the inner diameter Di may be 18 mm to 22 mm, and the outer diameter Do may be 36.36 mm to 44.44 mm.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부의 두께는, 0.18 mm ~ 0.22 mm인 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the thickness of the coil part for wireless charging may be 0.18 mm to 0.22 mm.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부의 권선수는, 8 ~ 12인 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the number of turns of the coil part for wireless charging may be 8 to 12.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부는, 상기 유연성 기판의 상면에 형성되는 제 1 원형 권선 코일 및 상기 유연성 기판의 하면에 형성되는 제 2 원형 권선 코일을 포함할 수 있다.The wireless charging coil unit may include a first circular winding coil formed on an upper surface of the flexible substrate and a second circular winding coil formed on a lower surface of the flexible substrate.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 안테나용 코일부는, 상기 유연성 기판의 하면에 형성되는 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the antenna coil part may be formed on a lower surface of the flexible substrate.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부는, 하면 전선층, 상기 하면 전선층 상에 형성되는 중간 절연층 및 상기 중간 절연층 상에 형성되는 상면 전선층을 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment, the wireless charging coil unit may include a lower wire layer, an intermediate insulating layer formed on the lower wire layer, and an upper wire layer formed on the intermediate insulating layer.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 하면 전선층 또는 상기 상면 전선층은, 구리로 이루어지는 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the bottom wire layer or the top wire layer may be made of copper.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 중간 절연층은, 폴리이미드 필름(polyimide film)으로 이루어지는 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the intermediate insulating layer may be formed of a polyimide film.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 안테나용 코일부는, 상기 유연성 기판의 외주를 따라 권선되는 것일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the antenna coil unit may be wound along an outer circumference of the flexible substrate.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 안테나용 코일부는, 장변의 길이가 Dil이고, 단변의 길이가 Diw인 직사각형 모양으로 권선되는 것일 수 있다.In addition, according to one embodiment, the antenna coil portion, the length of the long side is Dil, the short side may be a winding in a rectangular shape Diw.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 Dil은, 47.52 mm ~ 58.08 mm이고, 상기 Diw는, 41.94 mm ~ 51.26 mm인 것일 수 있다.According to an embodiment, the Dil may be 47.52 mm to 58.08 mm, and the Diw may be 41.94 mm to 51.26 mm.
본 명세서에 개시된 일 Work disclosed herein 실시예에Example 따른 수신 코일의 구조 According to the structure of the receiving coil
이하에서는 도 20을 참조하여, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 무 접점 전력 전송을 이용한 휴대용 전자기기 충전장치에서의 충전 수신 코일의 구성에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 20, the configuration of a charge receiving coil in a portable electronic device charging apparatus using contactless power transmission according to an embodiment disclosed herein will be described.
도 20은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일을 나타내는 예시도이다.20 is an exemplary view showing a receiving coil of a wireless power receiver according to an embodiment disclosed in the present specification.
도 20을 참조하면, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일은 내직경이 Di이고, 외직경이 Do인 원형으로 권선된 무선 충전용 코일부 및 상기 원형 권선 코일의 외주를 둘러싸도록 권선되는 안테나용 코일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 20, the receiving coil of the wireless power receiver according to the exemplary embodiment disclosed herein is a cordless charging coil part wound in a circular shape having an inner diameter of Di and an outer diameter of Do and an outer periphery of the circular winding coil. It may include a coil unit for the antenna wound to surround.
이 경우, 상기 무선 충전용 코일 및 상기 안테나용 코일부는 유연성 기판상에 형성되는 것일 수 있다.In this case, the wireless charging coil and the antenna coil portion may be formed on a flexible substrate.
일 실시예에 따르면, 상기 유연성 기판은, 필름형 또는 박형의 인쇄 회로 기판인 것일 수 있다.According to one embodiment, the flexible substrate may be a film or thin printed circuit board.
도 20은, 상기 유연성 기판이 유연 인쇄 회로기판(FPCB)인 경우를 나타낸다.20 shows a case where the flexible substrate is a flexible printed circuit board (FPCB).
상기 유연 인쇄 회로기판(FPCB) 또는 연성 회로기판은 본 기술분야에 일반적으로 알려진 기술적 의미를 나타낼 수 있다.The flexible printed circuit board (FPCB) or the flexible circuit board may have a technical meaning generally known in the art.
일반적으로 유연 인쇄 회로기판(FPCB)는 유연하게 구부러지는 동박(구리막)을 입힌 회로 기판의 원판을 의미할 수 있다.In general, a flexible printed circuit board (FPCB) may refer to a disc of a circuit board coated with a copper foil (copper film) that is flexibly flexed.
FPCB 제작 기술은 감광 필름에 제작하고자 하는 패턴(pattern)을 인쇄하여 상기 인쇄된 패턴을 동판 위에 부착시킨 뒤, 동판을 화학 물질을 이용하여 에칭(etching) 하는 방법으로 패턴을 제작하는 기술일 수 있다.The FPCB manufacturing technique may be a technique of manufacturing a pattern by printing a pattern to be manufactured on a photosensitive film, attaching the printed pattern onto a copper plate, and etching the copper plate with a chemical substance. .
따라서, 알루미늄 판에 못으로 그림을 그리고 약한 산을 부어 만드는 동판화 제작 방법과 유사할 수 있다.Thus, it may be similar to the copper plate fabrication method, in which nails are painted on aluminum plates and poured with weak acids.
동박과 폴리이미드(PI) 필름을 접착제를 이용해 결합하는 3층(layer) 구조가 사용될 수 있으며 동박에 PI 필름을 직접 다이캐스팅하거나 고온으로 접착하는 계층 2 FCCL도 사용될 수 있다. 상기 계층 2 FCCL은 미세 패턴 형성이 쉽고 굴곡성이 뛰어나 휴대폰 폴더, LCD, PDP 모듈 등 디스플레이 제품에 많이 사용될 수 있다.A three-layer structure can be used to bond the copper foil and polyimide (PI) film with an adhesive, or a
도 20(a)는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수신 코일(RC100)의 상면을 나타내는 예시도이다.FIG. 20A is an exemplary diagram illustrating a top surface of a receiving coil RC100 according to an exemplary embodiment disclosed herein.
도 20(a)를 참조하면, 상기 수신 코일(RC100)의 상면에는 내직경이 Di이고, 외직경이 Do인 원형으로 권선된 제 1 원형 권선 코일(WC100)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 20A, a first circular winding coil WC100 wound in a circular shape having an inner diameter of Di and an outer diameter of Do may be formed on an upper surface of the receiving coil RC100.
상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)은 후술된 하면의 제 2 원형 권선 코일(WC200)과 함께 무선 충전용 코일부를 구성할 수 있다.The first circular winding coil WC100 may form a coil part for wireless charging together with the second circular winding coil WC200 of the lower surface described below.
상기 제 1 원형 권선 코일(WC100) 가닥의 끝단이 배치되는 위치에 도전성 비아(V100)가 형성될 수 있다.The conductive via V100 may be formed at a position where the end of the first circular winding coil WC100 strand is disposed.
또한, 상기 수신 코일(RC100)은 상기 수신 코일(RC100)과 무선 전력 수신장치(200)와의 접착을 위한 접착 테이프(JT100)를 더 포함할 수 있다.In addition, the receiving coil RC100 may further include an adhesive tape JT100 for bonding the receiving coil RC100 to the
상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)은 적어도 한 가닥의 전선(wire, W100)으로 권선될 수 있다.The first circular winding coil WC100 may be wound with at least one strand of wire W100.
일 실시예에 따르면, 상기 내직경 Di는, 18 mm ~ 22mm이고, 바람직하게는 20 mm일 수 있다.According to an embodiment, the inner diameter Di may be 18 mm to 22 mm, and preferably 20 mm.
또한, 상기 외직경 Do는, 36.36 mm ~ 44.44 mm이고, 바람직하게는 40.4 mm일 수 있다.In addition, the outer diameter Do is 36.36 mm to 44.44 mm, preferably 40.4 mm.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)의 턴(Turn) 수는 8 ~ 12일 수 있다. 바람직하게는 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)의 턴(Turn) 수는 9일 수 있다.In addition, according to an embodiment, the number of turns of the first circular winding coil WC100 may be 8 to 12. Preferably, the number of turns of the first circular winding coil WC100 may be 9.
도 20(b)를 참조하면, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수신 코일(RC100)의 하면을 나타내는 예시도이다.Referring to FIG. 20 (b), it is an exemplary view showing a bottom surface of the receiving coil RC100 according to an embodiment disclosed herein.
도 20(b)를 참조하면, 상기 수신 코일(RC100)의 하면에는 내직경이 Di'이고, 외직경이 Do'인 원형으로 권선된 제 2 원형 권선 코일(WC200)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 20B, a second circular winding coil WC200 wound in a circular shape having an inner diameter of Di ′ and an outer diameter of Do ′ may be formed on a bottom surface of the receiving coil RC100.
일 실시예에 따르면, 상기 Di 및 Di'는 동일한 값을 가질 수 있고, 상기 Do 및 Di'도 동일한 값을 가질 수 있다.According to one embodiment, Di and Di 'may have the same value, and Do and Di' may have the same value.
따라서, 상기 내직경 Di'는, 18 mm ~ 22mm이고, 바람직하게는 20 mm일 수 있다. 또한, 상기 외직경 Do'는, 36.36 mm ~ 44.44 mm이고, 바람직하게는 40.4 mm일 수 있다.Therefore, the inner diameter Di 'is 18 mm to 22 mm, preferably 20 mm. In addition, the outer diameter Do 'is 36.36 mm to 44.44 mm, preferably 40.4 mm.
또한, 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 턴(Turn) 수는 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)과 동일할 수 있다.In addition, the number of turns of the second circular winding coil WC200 may be the same as that of the first circular winding coil WC100.
따라서,이 경우, 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 턴(Turn) 수는 8 ~ 12일 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 턴(Turn) 수는 9일 수 있다.Therefore, in this case, the number of turns of the second circular winding coil WC200 may be 8 to 12. Preferably, the number of turns of the second circular winding coil WC200 may be 9.
그러나 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 턴(Turn) 수보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)의 턴 수가 10인 경우, 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 턴(Turn) 수는 20일 수 있다.However, according to another embodiment, it may be larger than the number of turns of the second circular winding coil WC200. For example, when the number of turns of the first circular winding coil WC100 is 10, the number of turns of the second circular winding coil WC200 may be 20.
상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)은 전술된 상면의 제 1 원형 권선 코일(WC100)과 함께 무선 충전용 코일부를 구성할 수 있다.The second circular winding coil WC200 may form a coil part for wireless charging together with the first circular winding coil WC100 on the upper surface.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부의 두께는, 0.18 mm ~ 0.22 mm인 것일 수 있다.According to an embodiment, the thickness of the wireless charging coil part may be 0.18 mm to 0.22 mm.
일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부의 두께는 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100) 및 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 두께를 합한 것일 수 일 수 있다.According to one embodiment, the thickness of the wireless charging coil unit may be the sum of the thickness of the first circular winding coil (WC100) and the second circular winding coil (WC200).
또한, 다른 일 실시예에 따르면, 상기 무선 충전용 코일부의 두께는 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100) 및 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200) 각각의 두께를 의미할 수 있다.In addition, according to another embodiment, the thickness of the wireless charging coil unit may mean the thickness of each of the first circular winding coil (WC100) and the second circular winding coil (WC200).
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 하부에는 하면 커버레이(coverlay)가 형성될 수 있다.According to one embodiment, a bottom coverlay may be formed below the second circular winding coil WC200.
일 실시예에 따르면, 상기 유연성 기판(예를 들어, FPCB)의 하면에는 상기 무선 충전용 코일부의 외주를 둘러싸도록 권선되는 안테나용 코일부(NC100)가 형성될 수 있다.According to an embodiment, an antenna coil part NC100 wound around the outer circumference of the wireless charging coil part may be formed on a bottom surface of the flexible substrate (eg, FPCB).
구체적으로는, 상기 안테나용 코일부(NC100)는, 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 외주를 둘러싸도록 권선되는 것일 수 있다.Specifically, the antenna coil unit NC100 may be wound to surround an outer circumference of the second circular winding coil WC200.
상기 안테나용 코일부(NC100)는 다양한 신호를 수신하는 안테나용 수신 코일 기능을 할 수 있다.The antenna coil unit NC100 may function as a receiver coil for receiving various signals.
예를 들어, 상기 안테나용 코일부(NC100)는, NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification) 안테나, FM(frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나 중 적어도 하나의 안테나의 기능을 수행하기 위한 것일 수 있다.For example, the antenna coil unit NC100 may include at least one antenna of a near field communication (NFC) antenna, a radio frequency identification (RFID) antenna, a frequency modulation (FM) antenna, and a digital multimedia broadcasting (DMB) antenna. It may be for performing a function.
도 20(b)는 상기 안테나용 코일부(NC100)가 NFC(Near field communication)용 안테나 기능을 수행하기 위한 경우를 나타낸다.FIG. 20B illustrates a case in which the antenna coil unit NC100 performs an antenna function for near field communication (NFC).
따라서, 도 20은 박막형 NFC 안테나 내장 무선 충전용 수신 코일의 형태를 나타내는 것이다.Accordingly, FIG. 20 illustrates a shape of a receiving coil for wireless charging with a thin film NFC antenna.
스마트폰에 적용이 확대되고 있는 NFC 안테나(혹은 태그)의 경우 무선 충전용 수신 코일과 제작 방식이 유사할 수 있다.NFC antennas (or tags), which are expanding in smartphone applications, may have a similar manufacturing method to a receiving coil for wireless charging.
또한 부품들이 매우 조밀하게 정렬된 스마트폰 내에 NFC 안테나와 무선충전용 수신 코일은 위치할 수 있는 공간은 매우 제한적이어서, 일반적으로 배터리와 함께 배치될 수 있다. 따라서, 무선 충전용 수신 코일과 NFC 안테나가 서로 간섭하지 않으면서 하나의 모듈로 제작하게 되면 각각의 기능을 포함한 폰 커버를 교체할 필요가 없이 하나의 스마트폰 커버를 장착한 상태로 두 가지 기능을 사용할 수 있는 장점이 있을 수 있다.In addition, the NFC antenna and the receiving coil for wireless charging are very limited in a smartphone where the parts are very tightly aligned, so they can usually be placed with the battery. Therefore, when the wireless charging receiver coil and the NFC antenna are manufactured as one module without interfering with each other, the two functions can be performed with one smartphone cover mounted without having to replace the phone cover including each function. There may be advantages to use.
그러나, 만약 단순하게 두 개의 코일(안테나)를 좌우 혹은 위아래로 배치하게 되면 NFC와 무선 충전 수신부의 효율이나 특성에 영향을 주게 되며, 개별적으로 사용하는 것보다 특성이나 효율성이 나빠질 우려가 있다. However, if the two coils (antennas) are simply placed up and down or up and down, the efficiency and characteristics of the NFC and the wireless charging receiver may be affected, and the characteristics or the efficiency may be worse than those used separately.
또한 근본적으로 두 가지 코일은 서로 다른 주파수 대역에서 동작하므로 작동 중 각각의 회로부에 대한 간섭 문제는 크게 고려하지 않아도 된다. 그러므로 두 가지 코일의 특성을 최대로 유지할 수 있는 형상을 고려하여 최적의 단일 모듈 개발이 중요할 수 있다.In addition, since the two coils operate in different frequency bands, the interference problem for each circuit part during operation is not a big consideration. Therefore, it may be important to develop an optimal single module in consideration of the shape that can maintain the maximum characteristics of the two coils.
따라서 본 명세서에 개시된 기술은 유연 인쇄 회로 기판 기술을 이용하여 NFC 안테나가 내장된 박막형 무선 충전 수신 코일을 제작함으로써, 기존의 무선 충전 수신 코일 두께를 대폭 감소시킨 형태의 수신 코일일 수 있다. Therefore, the technology disclosed in the present specification may be a receiving coil having a form of significantly reducing the thickness of a conventional wireless charging receiver coil by manufacturing a thin film type wireless charging receiver coil having an NFC antenna built therein using a flexible printed circuit board technology.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나용 코일부(또는 NFC용 코일부, NC100)는, 상기 유연성 기판의 외주를 따라 권선되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the antenna coil unit (or NFC coil unit NC100) may be wound along an outer circumference of the flexible substrate.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 안테나용 코일부(또는 NFC용 코일부, NC100)는, 장변의 길이가 Dil이고, 단변의 길이가 Diw인 직사각형 모양으로 권선되는 것일 수 있다(도 20(b)참조).Further, according to one embodiment, the antenna coil unit (or NFC coil unit, NC100), the length of the long side is Dil, the short side may be wound in a rectangular shape Diw (Fig. 20 (b )Reference).
일 실시예에 따르면, 상기 Dil은, 47.52 mm ~ 58.08 mm이고, 바람직하게는 52.8 mm일 수 있다.According to one embodiment, the Dil is 47.52 mm to 58.08 mm, preferably 52.8 mm.
또한, 상기 Diw는, 41.94 mm ~ 51.26 mm일 수 있고, 바람직하게는 46.6 mm일 수 있다.In addition, the Diw may be 41.94 mm to 51.26 mm, preferably 46.6 mm.
이하에서는 도 21을 참조하여, 상기 무선 충전 코일부를 이루는 박막형 NFC 안테나 내장 무선 충전용 수신 코일의 단명의 구조에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 21, the structure of the short life of the wireless charging receiver coil with a built-in thin film NFC antenna constituting the wireless charging coil unit will be described.
도 21은 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수신 코일의 단면의 구성을 나타내는 예시도이다.21 is an exemplary view showing a configuration of a cross section of a receiving coil according to an embodiment disclosed in the present specification.
도 21을 참조하면, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수신 코일은 아래서부터 순차적으로 하면 커버레이(coverlay, L100), 하면 전선층(L200), 중간 절연층(L300), 상면 전선층(L400) 및 상면 접착 테이프(tape)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 21, a receiving coil according to an exemplary embodiment of the present disclosure may sequentially cover a bottom coverlay (L100), a bottom wire layer (L200), an intermediate insulation layer (L300), and a top wire layer (L400). ) And a top adhesive tape.
이 중, 상기 무선 충전용 코일부(또는 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100) 및 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200) 각각)는, 하면 전선층(L200), 상기 하면 전선층 상에 형성되는 중간 절연층(L300) 및 상기 중간 절연층 상에 형성되는 상면 전선층(L400)을 포함할 수 있다.Among these, the wireless charging coil unit (or the first circular winding coil WC100 and the second circular winding coil WC200, respectively) is formed on the lower wire layer L200 and the intermediate wire layer. It may include an insulating layer (L300) and the upper wire layer (L400) formed on the intermediate insulating layer.
일 실시예에 따르면, 상기 하면 전선층(L200) 또는 상기 상면 전선층(L400)은, 구리로 이루어지는 것일 수 있다.According to one embodiment, the lower wire layer (L200) or the upper wire layer (L400) may be made of copper.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 중간 절연층은, 절연 필름(FILM)으로 이루어질 수 있다.In addition, according to one embodiment, the intermediate insulating layer may be made of an insulating film (FILM).
절연 FILM 은 절연성이 좋으며, TG가 높아 고온에서도 치수 변형이 적고, 내열성이 우수하여야 함과 동시에 유연성도 우수해야 할 수 있다. 또한, 내약품성이나 내습성도 우수해야 하는데, 이러한 조건에 적합한 것으로 POLYIMIDE와 PET FILM이 사용될 수 있다.Insulation FILM has good insulation, high TG, low dimensional deformation at high temperature, excellent heat resistance and flexibility. In addition, the chemical resistance and moisture resistance should also be excellent, POLYIMIDE and PET FILM can be used as suitable for these conditions.
따라서, 상기 중간 절연층은 폴리이미드 필름(polyimide film) 또는 PET FILM으로 이루어지는 것일 수 있다.Therefore, the intermediate insulation layer may be made of a polyimide film or PET FILM.
이하에서는 도 22 및 도 25를 참조하여 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 수신 코일의 설계치 및 특성에 대해 설명한다.Hereinafter, design values and characteristics of a receiving coil according to an exemplary embodiment disclosed herein will be described with reference to FIGS. 22 and 25.
본 명세서에 개시된 일 Work disclosed herein 실시예에Example 따른 수신 According to receive 코일의 설계치Coil design value 및 특성 And properties
도 22는 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 무선 충전용 수신 코일부의 크기, 두께 및 턴 수를 나타내는 도표이다.22 is a diagram showing the size, thickness and number of turns of the wireless charging receiver coil of the wireless charging receiver coil with a built-in thin film type NFC coil.
도 23은 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 무선 충전용 수신 코일부의 특성치를 나타내는 도표이다.Fig. 23 is a chart showing characteristic values of the receiving coil unit for wireless charging of the receiving coil for wireless charging with a built-in NFC coil.
도 24는 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 NFC코일부의 크기 및 턴 수를 나타내는 도표이다.24 is a chart showing the size and the number of turns of the NFC coil portion of the thin-film NFC coil-embedded wireless charging receiving coil.
도 25는 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 NFC코일부의 특성치를 나타내는 도표이다.25 is a chart showing the characteristic value of the NFC coil portion of the thin-film NFC coil-embedded wireless charging receiver coil.
도 22 내지 도 25를 참조하면, 본 명세서에 개시된 기술의 목적은 유연 인쇄 회로 기판 기술(FPCB)을 이용하여 무선 충전용 수신 코일의 물리적 크기 및 두께를 감소시키는 데 있을 수 있다.With reference to FIGS. 22-25, the purpose of the techniques disclosed herein may be to reduce the physical size and thickness of a receiving coil for wireless charging using flexible printed circuit board technology (FPCB).
본 명세서에 개시된 기술의 또 다른 목적은 무선충전 코일에 NFC 안테나용 코일부를 내장하여 사용자가 각각의 제품을 대응하는 커버를 교체하지 않고 하나의 모듈로 두 가지 기능을 모두 사용하는 데 있을 수 있다.Still another object of the technology disclosed herein may be to embed the coil part for the NFC antenna in the wireless charging coil so that the user can use both functions in one module without replacing the corresponding cover for each product. .
이를 위해서, 도 22 내지 도 25에 따른 특징 (형상 및 수치적 제한)을 갖는 수신 코일을 제안한다.To this end, we propose a receiving coil with the features (shape and numerical limitation) according to FIGS. 22 to 25.
박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 무선 충전용 수신 코일부는 도 20에 도시된 형상과 도 21에 도시된 것과 같은 구조를 가지며, 이때의 설계치는 도 22에 따를 수 있다.The wireless charging receiver coil of the wireless charging receiver coil with a built-in thin film type NFC coil may have a shape as shown in FIG. 20 and a structure as illustrated in FIG. 21, and the design value thereof may be in accordance with FIG. 22.
여기서, 설계 마진을 고려하여 내직경 Di는, 18 mm ~ 22mm이고, 외직경 Do는, 36.36 mm ~ 44.44 mm인 것일 수 있다.Here, in consideration of the design margin, the inner diameter Di may be 18 mm to 22 mm, and the outer diameter Do may be 36.36 mm to 44.44 mm.
또한, 상기 무선 충전용 코일부(수신 코일부)의 두께(Dc)는, 0.18 mm ~ 0.22 mm인 것일 수 있다.In addition, the thickness Dc of the wireless charging coil part (receive coil part) may be 0.18 mm to 0.22 mm.
또한, 상기 무선 충전용 코일부(수신 코일부)의 권선수(N)는, 8 ~ 12인 것일 수 있다.In addition, the number of turns N of the wireless charging coil part (receive coil part) may be 8 to 12.
또한, 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 무선 충전용 수신 코일부의 특성치는 도 23과 같다.In addition, the characteristic values of the wireless charging receiver coil of the wireless charging receiver coil with a built-in thin film NFC coil are shown in FIG. 23.
여기서, 설계 마진을 고려하여 셀프 인덕턴스 Ls는, 15.3 uH ~ 18.7 uH일 수 있다.Here, in consideration of the design margin, the self inductance Ls may be 15.3 uH to 18.7 uH.
또한, 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 NFC 코일부는 도 20에 도시된 형상과 도 21에 도시된 것과 같은 구조를 가지며, 이때의 설계치는 도 24에 따를 수 있다.In addition, the NFC coil portion of the thin-film NFC coil-embedded wireless charging receiver coil has a shape as shown in FIG. 20 and a structure as shown in FIG. 21, and a design value at this time may be according to FIG. 24.
여기서, 설계 마진을 고려하여 상기 Dil은, 47.52 mm ~ 58.08 mm이고, 상기 Diw는, 41.94 mm ~ 51.26 mm인 것일 수 있다.Here, in consideration of design margin, the Dil may be 47.52 mm to 58.08 mm, and the Diw may be 41.94 mm to 51.26 mm.
또한, 박막형 NFC 코일 내장 무선 충전용 수신 코일의 NFC 코일부의 특성치(인덕턴스 LNFC)는 도 25와 같을 수 있다.In addition, the characteristic value (inductance LNFC) of the NFC coil unit of the thin film NFC coil-embedded wireless charging receiver coil may be the same as that of FIG. 25.
전술한 도 22 내지 도 25에 따른 수신 코일의 특징 (형상 및 수치적 제한)들은 무선 전력 전송 시의 전송 효율 개선 및 무선 전력 수신장치의 크기 감소 효과를 모두 고려한 것일 수 있다.The above-described characteristics (shape and numerical limitations) of the receiving coils according to FIGS. 22 to 25 may be considered in consideration of both the transmission efficiency improvement and the size reduction effect of the wireless power receiver during wireless power transmission.
전술한 바와 같이 본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판 기술을 이용하여 NFC 안테나가 내장된 박막형 무선 충전 수신 코일을 제안함으로써, 기존의 무선 충전 수신 코일의 크기와 두께를 대폭 감소시켜 수신 장치의 크기를 줄여주는 효과를 볼 수 있다.As described above, according to the technology disclosed in the present specification, by using a flexible printed circuit board technology, a thin film type wireless charging receiver coil with an NFC antenna is proposed, thereby greatly reducing the size and thickness of a conventional wireless charging receiver coil, thereby receiving a device. You can see the effect of reducing the size of.
이상 개시된 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 무선 전력 수신장치의 수신 코일은 무선 충전기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 도킹 스테이션(docking station), 단말기 크래들 장치(cradle device), 기타 전자 장치 등과 같은 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.The receiving coil of the wireless power receiver according to the exemplary embodiment disclosed above may be applied to a device such as a docking station, a cradle device, and other electronic devices, except when applicable only to a wireless charger. It will be readily apparent to one skilled in the art that the present invention may be applied.
본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and the present invention may be modified, changed, or improved in various forms within the scope of the spirit and claims of the present invention.
100 : 무선 전력 전송장치 200: 무선 전력 수신장치
RC100 : 수신 코일 WC100: 제 1 원형 권선 코일
WC200: 제 2 원형 권선 코일 NC100: 안테나용 코일부100: wireless power transmitter 200: wireless power receiver
RC100: Receive Coil WC100: First Circular Winding Coil
WC200: 2nd circular winding coil NC100: Antenna coil part
Claims (15)
내직경이 Di이고, 외직경이 Do인 원형으로 권선된 무선 충전용 코일부; 및
상기 무선 충전용 코일부의 외주를 둘러싸도록 권선되는 안테나용 코일부를 포함하되,
상기 무선 충전용 코일부 및 상기 안테나용 코일은 유연성 기판상에 형성되고,
상기 무선 충전용 코일부는,
상기 유연성 기판의 상면에 형성되는 제 1 원형 권선 코일(WC100); 및
상기 유연성 기판의 하면에 형성되는 제 2 원형 권선 코일(WC200)을 포함하고,
상기 안테나용 코일부는,
상기 유연성 기판의 하면에서 상기 무선 충전용 코일부 중 상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 외주를 둘러싸도록, 장변의 길이가 Dil이고, 단변의 길이가 Diw인 직사각형 모양으로 권선되어 형성되고,
상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)은 상기 제 1 원형 권선 코일(WC100)과 무선 전력 수신장치와의 접착을 위한 접착 테이프(JT100)를 포함하고,
상기 제 2 원형 권선 코일(WC200)의 하부에는 커버레이(L100)가 형성되고,
상기 수신 코일은,
상기 커버레이(L100);
하면 전선층(L200);
상기 하면 전선층 상에 형성되는 중간 절연층(L300);
상기 중간 절연층 상에 형성되는 상면 전선층(L400); 및
상기 접착 테이프를 더 포함하고,
상기 수신 코일은 상기 무선 충전용 코일부와 상기 안테나용 코일부가 하나의 스마트폰 커버가 장착된 상태에서 무선 충전 기능 및 안테나 기능을 사용하도록 구성되는 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.In the receiving coil of the wireless power receiver,
A cordless charging coil part wound in a circular shape having an inner diameter of Di and an outer diameter of Do; And
It includes a coil unit for the antenna wound to surround the outer circumference of the wireless charging coil unit,
The wireless charging coil unit and the antenna coil are formed on a flexible substrate,
The wireless charging coil unit,
A first circular winding coil (WC100) formed on an upper surface of the flexible substrate; And
A second circular winding coil (WC200) formed on the lower surface of the flexible substrate,
The coil unit for the antenna,
On the lower surface of the flexible substrate is formed to be wound in a rectangular shape with a long side length of Dil and a short side length of Diw, so as to surround the outer circumference of the second circular winding coil (WC200) of the coil for wireless charging,
The first circular winding coil WC100 includes an adhesive tape JT100 for bonding the first circular winding coil WC100 to a wireless power receiver.
A coverlay L100 is formed below the second circular winding coil WC200,
The receiving coil is,
The coverlay (L100);
Bottom wire layer L200;
An intermediate insulating layer (L300) formed on the bottom wire layer;
An upper wire layer (L400) formed on the intermediate insulating layer; And
Further comprising the adhesive tape,
The receiving coil is configured to use the wireless charging function and the antenna function of the wireless charging coil unit and the antenna coil unit in a state where one smartphone cover is mounted.
유연 인쇄 회로기판(FPCB)인 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the flexible substrate,
A receiving coil of a wireless power receiver, which is a flexible printed circuit board (FPCB).
필름형 또는 박형의 인쇄 회로 기판인 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the flexible substrate,
A receiving coil of a wireless power receiver, which is a film or thin printed circuit board.
NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification)
안테나, FM(frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나 중 적어도 하나의 안테나의 기능을 수행하기 위한 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일. The method of claim 1, wherein the antenna coil unit,
NFC (Near field communication) antenna, Radio Frequency Identification (RFID)
A reception coil of a wireless power receiver for performing a function of at least one of an antenna, a frequency modulation (FM) antenna, and a digital multimedia broadcasting (DMB) antenna.
18 mm ~ 22mm이고,
상기 외직경 Do는,
36.36 mm ~ 44.44 mm인 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the inner diameter Di,
18 mm to 22 mm,
The outer diameter Do,
A receiving coil of a wireless power receiver, 36.36 mm to 44.44 mm.
0.18 mm ~ 0.22 mm인 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The thickness of the coil unit for wireless charging,
A receiving coil of a wireless power receiver, which is 0.18 mm to 0.22 mm.
8 ~ 12인 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The number of turns of the coil unit for wireless charging,
8 to 12 receiving coil of the wireless power receiver.
상기 유연성 기판의 하면에 형성되는 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the antenna coil unit,
The receiving coil of the wireless power receiver is formed on the lower surface of the flexible substrate.
구리로 이루어지는 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the bottom wire layer or the top wire layer,
Receiving coil of a wireless power receiver which is made of copper.
폴리이미드 필름(polyimide film)으로 이루어지는 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the intermediate insulating layer,
Receiving coil of a wireless power receiver comprising a polyimide film (polyimide film).
상기 유연성 기판의 외주를 따라 권선되는 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the antenna coil unit,
A receiving coil of a wireless power receiver that is wound along the outer periphery of the flexible substrate.
47.52 mm ~ 58.08 mm이고,
상기 Diw는,
41.94 mm ~ 51.26 mm인 것인 무선 전력 수신장치의 수신 코일.The method of claim 1, wherein the Dil,
47.52 mm to 58.08 mm,
Diw is,
A receiving coil of a wireless power receiver, which is 41.94 mm to 51.26 mm.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102449497B1 (en) | 2021-06-22 | 2022-10-11 | 주식회사 노바랩스 | Wireless Earphones and Charging Case with Antenna for Charging and Communication |
KR20230105109A (en) | 2022-01-03 | 2023-07-11 | 한솔테크닉스(주) | Antenna unit for portable electronic devices |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150145856A (en) | 2014-06-19 | 2015-12-31 | 강하니 | Method of Controlling chair by NFC network |
KR102128935B1 (en) * | 2015-06-30 | 2020-07-02 | 전자부품연구원 | Array antenna for mutiple wireless power transfer and wireless power transmission device using the same |
KR102350491B1 (en) | 2015-11-18 | 2022-01-14 | 삼성전자주식회사 | Electronic apparatus and operating method thereof |
KR102527794B1 (en) | 2016-02-04 | 2023-05-03 | 삼성전자주식회사 | Electronic device comprising coil |
FR3061993B1 (en) * | 2017-01-17 | 2019-09-13 | Continental Automotive France | METHOD FOR CHARGING A BATTERY BY NEAR-FIELD COMMUNICATION |
KR20190065744A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-12 | 엘지이노텍 주식회사 | Coil For Wireless Charging |
WO2019138565A1 (en) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | 凸版印刷株式会社 | Electronic apparatus |
KR20190087733A (en) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 엘지이노텍 주식회사 | Wireless Charging Coil With High Quality Factor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009284657A (en) | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic device, and method of connecting electronic circuit board |
US20100295652A1 (en) * | 2005-11-30 | 2010-11-25 | Ryutaro Mori | Coil device |
WO2012039045A1 (en) | 2010-09-22 | 2012-03-29 | パイオニア株式会社 | Contactless power transmission coil |
JP5013019B1 (en) * | 2011-12-07 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | Non-contact charging module and portable terminal equipped with the same |
-
2012
- 2012-11-13 KR KR1020120128353A patent/KR102036637B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100295652A1 (en) * | 2005-11-30 | 2010-11-25 | Ryutaro Mori | Coil device |
JP2009284657A (en) | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic device, and method of connecting electronic circuit board |
WO2012039045A1 (en) | 2010-09-22 | 2012-03-29 | パイオニア株式会社 | Contactless power transmission coil |
JP5013019B1 (en) * | 2011-12-07 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | Non-contact charging module and portable terminal equipped with the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102449497B1 (en) | 2021-06-22 | 2022-10-11 | 주식회사 노바랩스 | Wireless Earphones and Charging Case with Antenna for Charging and Communication |
KR20230105109A (en) | 2022-01-03 | 2023-07-11 | 한솔테크닉스(주) | Antenna unit for portable electronic devices |
Also Published As
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---|---|
KR20140061131A (en) | 2014-05-21 |
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