KR102124901B1 - 무선 전력 수신 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 무선으로 전력을 충전하는 무선 전력 수신 장치는 기판, 상기 기판 상에 적층되며, 소정의 지점으로부터 방사되는 3개 이상의 선을 포함하는 복수의 패턴이 형성되는 연자성층, 그리고 상기 연자성층 상에 적층되며, 무선 전력 송신 장치로부터 방사되는 전자기 에너지를 수신하는 코일을 포함한다.

Description

무선 전력 수신 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 전송 시스템{WIRELESS POWER RECEIVING APPARATUS AND WIRELESS POWER TRANSMITTING SYSTEM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 무선충전에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 전력 수신 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.

무선 전력 송수신 기술은 전자기기에게 전력을 무선으로 공급하는 기술이다. 전력 송수신 효율을 높이기 위하여, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 에너지 손실을 최소화할 필요가 있다. 이를 위하여, 송신 안테나와 수신 안테나 주변에 연자성 소재를 배치하여, 송신 안테나가 방사하는 전자기 에너지를 수신 안테나의 방향으로 집속시킬 수 있다. 연자성층이 페라이트 소재를 포함하는 시트인 경우, 투자율은 양호하나 고온 소성 및 자속 밀도의 한계로 인하여 두께의 제약이 있다. 또한, 연자성층이 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 컴포지트 형태의 시트인 경우, 투자율이 낮아지는 문제가 있다.

이에 반해, 연자성층이 금속 리본인 경우, 얇은 두께로 높은 투자율 및 자속 밀도를 얻을 수 있다. 따라서, 금속 리본을 연자성층에 적용하기 위한 기술이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 전력 수신 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 전송 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 자성시트는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되고 크랙 패턴이 형성된 연자성층;을 포함하고, 상기 크랙 패턴은, 제 1패턴; 및 상기 제 1패턴과 인접하여 배치되는 복수의 제 2패턴;을 포함하고, 상기 제 1패턴 및 상기 복수의 제 2패턴 각각은, 소정의 중심점; 상기 소정의 중심점과 이격되고, 상기 소정의 중심점의 적어도 일부를 둘러싸는 테두리부; 및 상기 소정의 중심점으로부터 방사된 복수의 방사선;을 포함하고, 상기 제 1패턴의 중심점 및 상기 복수의 제 2패턴의 중심점들은 서로 소정의 규칙으로 이격되고, 상기 제 1패턴의 테두리부의 일부는 단절 구간을 포함한다.
상기 복수의 방사선의 개수는 6개 이상일 수 있다.
상기 소정의 중심점과 상기 테두리부 사이에 상기 복수의 방사선이 배치될 수 있다.
상기 복수의 제 2패턴의 개수는 3개 내지 8개일 수 있다.
상기 제 1패턴의 테두리부는 복수의 테두리선을 포함할 수 있다.
상기 단절 구간은 상기 복수의 테두리선 중 어느 하나의 테두리선 및 상기 어느 하나의 테두리선과 이웃하는 테두리선이 서로 연결되지 않은 구간일 수 있다.
상기 제 1패턴은, 상기 복수의 방사선 중 제 1방사선 및 상기 제 1방사선과 이웃하는 제 2방사선 사이에 형성된 제 1영역; 상기 제 2방사선 및 상기 제 2방사선과 이웃하는 제 3방사선 사이에 형성된 제 2영역; 상기 제 3방사선 및 상기 제 3방사선과 이웃하는 제 4방사선 사이에 형성된 제 3영역; 상기 제 4방사선 및 상기 제 4방사선과 이웃하는 제 5방사선 사이에 형성된 제 4영역; 및 상기 제 5방사선 및 상기 제 5방사선과 이웃하는 제 6방사선 사이에 형성된 제 5영역;을 포함하고, 상기 복수의 테두리선은, 상기 제 1영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 1테두리선; 상기 제 2영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 2테두리선; 상기 제 3영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 3테두리선; 상기 제 4영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 4테두리선; 및 상기 제 5영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 5테두리선;을 포함하고, 상기 제 1 내지 제 5테두리선 중 적어도 하나는 이웃하는 다른 테두리선과 서로 연결된다.
상기 제 5영역과 상기 제 1영역 사이에 상기 제 1패턴의 상기 중심점으로부터 방사되는 복수 개의 방사선을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 지점 간의 거리는 50㎛ 내지 600㎛일 수 있다.
상기 연자성층의 두께는 0.01mm 내지 0.04mm일 수 있다.
상기 제1 패턴의 테두리부와 상기 복수의 제2 패턴의 테두리부 사이에 서로 이격된 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 제2 패턴 중 적어도 하나의 테두리부 중 일부는 적어도 하나의 단절 구간을 포함할 수 있다.
상기 제 1패턴의 테두리부 및 상기 복수의 제 2패턴의 테두리부들 중 적어도 하나는 원형 형상을 포함할 수 있다.
상기 제 1패턴의 테두리부 및 상기 복수의 제 2패턴의 테두리부들 중 적어도 하나는 곡률을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자성시트는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되고 크랙 패턴이 형성된 연자성층;을 포함하고, 상기 크랙 패턴은, 제 1패턴; 및 상기 제 1패턴과 이웃하여 배치되는 복수의 이웃 패턴;을 포함하고, 상기 제 1패턴 및 상기 복수의 이웃 패턴 각각은, 소정의 중심점; 상기 소정의 중심점과 이격되고, 상기 소정의 중심점의 적어도 일부를 둘러싸는 테두리부; 및 상기 소정의 중심점으로부터 방사된 복수의 방사선;을 포함하고, 상기 복수의 이웃 패턴은, 상기 제 1패턴을 중심으로 제1 방향을 따라 배치된 제 2패턴 및 제 3패턴; 상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 배치된 제 4패턴 및 제 5패턴; 그리고 상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이에 형성되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차된 제3 방향을 따라 배치된 제 6패턴 및 제7패턴;을 포함하고, 상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 2패턴의 중심점 사이의 거리 및 상기 제1패턴의 중심점과 상기 제 4패턴의 중심점 사이의 거리 각각은, 상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 6패턴의 중심점 사이의 거리보다 작고, 상기 제 1패턴과 상기 제 2패턴 사이의 거리 및 상기 제 1패턴과 상기 제 4패턴의 사이의 거리 각각은, 상기 제 1패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 제1 패턴의 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 점 간의 거리보다 작고, 상기 제 1패턴의 테두리부의 일부는 단절 구간을 포함한다.
상기 제 1패턴 내지 제 7패턴의 각 테두리부 중 적어도 하나는 원형 형상을 포함할 수 있다.
상기 제 1패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 제1 패턴의 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 점 간의 거리는 50㎛ 내지 600㎛일 수 있다.
상기 제 1패턴의 상기 복수의 방사선 중 적어도 하나는 상기 제 1패턴의 테두리부와 연결되지 않을 수 있다.
상기 제 1패턴의 상기 복수의 방사선의 개수는 6개 이상일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 무선전력수신장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되고 크랙 패턴이 형성된 연자성층; 및 상기 연자성층 상에 배치된 코일부;를 포함하고, 상기 연자성층의 크랙 패턴은, 제 1패턴; 및 상기 제 1패턴과 이웃하여 배치되는 복수의 이웃 패턴;을 포함하고, 상기 제 1패턴 및 상기 복수의 이웃 패턴 각각은, 소정의 중심점; 상기 소정의 중심점과 이격되고, 상기 소정의 중심점의 적어도 일부를 둘러싸는 테두리부; 및 상기 소정의 중심점으로부터 방사된 복수의 방사선;을 포함하고, 상기 복수의 이웃 패턴은, 상기 제 1패턴을 중심으로 제1 방향을 따라 배치된 제 2패턴 및 제 3패턴; 상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 배치된 제 4패턴 및 제 5패턴; 그리고 상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이에 형성되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차된 제3 방향을 따라 배치된 제 6패턴 및 제7패턴;을 포함하고, 상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 2패턴의 중심점 사이의 거리 및 상기 제1패턴의 중심점과 상기 제 4패턴의 중심점 사이의 거리 각각은, 상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 6패턴의 중심점 사이의 거리보다 작고, 상기 제 1패턴과 상기 제 2패턴 사이의 거리 및 상기 제 1패턴과 상기 제 4패턴의 사이의 거리 각각은, 상기 제 1패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 제1 패턴의 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 점 간의 거리보다 작고, 상기 제 1패턴의 테두리부의 일부는 단절 구간을 포함한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 충전에 사용되는 주파수 범위 내에서 실투자율이 높은 금속 리본을 얻을 수 있다. 이에 따라, 슬림하면서도 전력 전송 효율이 높은 무선 전력 전송 시스템을 얻을 수 있다.

도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.
도 2는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 송신부를 나타낸 블록도이다.
도 3은 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 수신부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 6은 금속 리본에 크랙을 형성하기 전과 형성한 후의 주파수 별 실투자율을 비교한 그래프이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 연자성층의 상면도를 나타낸다.
도 10 내지 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연자성층의 상면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연자성층의 상면도를 나타낸다.
도 13은 비교예 1에서 사용된 금속 리본을 나타낸다.
도 14는 실시예 1에서 사용된 금속 리본을 나타낸다.
도 15는 실시예 2에서 사용된 금속 리본을 나타낸다.
도 16은 실시예 3에서 사용된 금속 리본을 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 무선전력전송 시스템의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

실시예는 무선 전력 전송을 위하여 저주파(50kHz)부터 고주파(15MHz)까지의 다양한 종류의 주파수 대역을 선택적으로 사용하며, 시스템 제어를 위하여 데이터 및 제어신호를 교환할 수 있는 통신시스템의 지원이 필요하다.

실시예는 배터리를 사용하거나 필요로 하는 전자기기를 사용하는 휴대단말 산업, 스마트 시계 산업, 컴퓨터 및 노트북 산업, 가전기기 산업, 전기자동차 산업, 의료기기 산업, 로봇 산업 등 다양한 산업분야에 적용될 수 있다.

실시예는 기기를 제공한 하나 또는 복수개의 전송 코일을 사용하여 한 개 이상의 다수기기에 전력 전송이 가능한 시스템을 고려할 수 있다.

실시예에 따르면 스마트폰, 노트북 등 모바일 기기에서의 배터리 부족문제를 해결할 수 있고, 일 예로 테이블에 무선충전패드를 놓고 그 위에서 스마트폰, 노트북을 사용하면 자동으로 배터리가 충전되어 장시간 사용할 수 있게 된다. 또한 까페, 공항, 택시, 사무실, 식당 등 공공장소에 무선충전패드를 설치하면 모바일기기 제조사별로 상이한 충전단자에 상관없이 다양한 모바일기기를 충전하는 것이 가능하다. 또한 무선전력전송 기술이 청소기, 선풍기 등의 생활가전제품에 적용되면 전원케이블을 찾아 다닐 필요가 없게 되고 가정 내에서 복잡한 전선이 사라지면서 건물 내 배선이 줄고 공간활용 폭도 넓어질 수 있다. 또한 현재의 가정용 전원으로 전기자동차를 충전할 경우 많은 시간이 소요되지만 무선전력전송 기술을 통해서 고전력을 전송한다면 충전시간을 줄일 수 있게 되고 주차장 바닥에 무선충전시설을 설치하게 되면 전기자동차 주변에 전원케이블을 준비 해야 하는 불편함을 해소 할 수 있다.

실시예에서 사용되는 용어와 약어는 다음과 같다.

무선전력전송 시스템 (Wireless Power Transfer System): 자기장 영역 내에서 무선 전력 전송을 제공하는 시스템

송신부(Wireless Power Transfer System-Charger): 자기장 영역 내에서 다수기기의 전력수신기에게 무선전력전송을 제공하며 시스템 전체를 관리하는 장치.

수신부(Wireless Power Transfer System-Deivce): 자기장 영역 내에서 전력송신기로부터 무선전력 전송을 제공받는 장치.

충전 영역(Charging Area): 자기장 영역 내에서 실제적인 무선 전력 전송이 이루어지는 지역이며, 응용 제품의 크기, 요구 전력, 동작주파수에 따라 변할 수 있다.

S 파라미터(Scattering parameter): S 파라미터는 주파수 분포상에서 입력전압대 출력전압의 비로 입력 포트 대 출력 포트의 비(Transmission; S21) 또는 각각의 입/출력 포트의 자체 반사값, 즉 자신의 입력에 의해 반사되어 돌아오는 출력의 값(Reflection; S11, S22).

품질 지수 Q(Quality factor): 공진에서 Q의 값은 주파수 선택의 품질을 의미하고 Q 값이 높을수록 공진 특성이 좋으며, Q 값은 공진기에서 저장되는 에너지와 손실되는 에너지의 비로 표현됨.

무선으로 전력을 전송하는 원리를 살펴보면, 무선 전력 전송 원리 중 하나로 자기 유도 방식이 있다.

자기 유도 방식은 소스 인덕터(Ls)와 부하 인덕터(Ll)를 서로 근접시켜 한쪽의 소스 인덕터(Ls)에 전류를 흘리면 발생한 자속을 매개로 부하 인덕터(Ll)에도 기전력이 발생하는 비접촉 에너지 전송기술이다.

도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.

도 1을 참조하면, 자기 유도 방식 등가회로에서 송신부는 전원을 공급하는 장치에 따른 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs), 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs) 그리고 수신부와의 자기적 결합을 위한 소스 코일(Ls)로 구현될 수 있고, 수신부는 수신부의 등가 저항인 부하 저항(Rl), 임피던스 매칭을 위한 부하 커패시터(Cl) 그리고 송신부와의 자기적 결합을 위한 부하 코일(Ll)로 구현될 수 있고, 소스 코일(Ls)과 부하 코일(Ll)의 자기적 결합 정도는 상호 인덕턴스(Msl)로 나타낼 수 있다.

도 1에서 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs)와 부하 커패시터(Cl)가 없는 오로지 코일로만 이루어진 자기 유도 등가회로로부터 입력전압 대 출력전압의 비(S21)를 구하여 이로부터 최대 전력 전송 조건을 찾으면 최대 전력 전송 조건은 이하 수학식 1을 충족한다.

수학식 1

Ls/Rs=Ll/Rl

상기 수학식 1에 따라 송신 코일(Ls)의 인덕턴스와 소스 저항(Rs)의 비와 부하 코일(Ll)의 인덕턴스와 부하 저항(Rl)의 비가 같을 때 최대 전력 전송이 가능하다. 인덕턴스만 존재하는 시스템에서는 리액턴스를 보상할 수 있는 커패시터가 존재하지 않기 때문에 최대 전력 전달이 이루이지는 지점에서 입/출력 포트의 자체 반사값(S11)은 0이 될 수 없고, 상호 인덕턴스(Msl) 값에 따라 전력 전달 효율이 크게 변화할 수 있다. 그리하여 임피던스 매칭을 위한 보상 커패시터로써 송신부에 소스 커패시터(Cs)가 부가될 수 있고, 수신부에 부하 커패시터(Cl)가 부가될 수 있다. 상기 보상 커패시터(Cs, Cl)는 예로 수신 코일(Ls) 및 부하 코일(Ll) 각각에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한 임피던스 매칭을 위하여 송신부 및 수신부 각각에는 보상 커패시터 뿐만 아니라 추가적인 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 소자가 더 부가될 수 있다.

이와 같은 무선 전력 전송 원리를 바탕으로 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전달하기 위한 무선전력전송 시스템을 살펴본다.

도 2는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 송신부를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 무선전력전송 시스템은 송신부(1000)와 상기 송신부(1000)로부터 무선으로 전력을 전송받는 수신부(2000)를 포함할 수 있고, 상기 송신부(1000)는 송신측 교류/직류 변환부(1100), 송신측 직류/교류 변환부(1200), 송신측 임피던스 매칭부(1300), 송신 코일부(1400) 그리고 송신측 통신 및 제어부(1500)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 송신부(1000)는 무선 전력 송신 장치와 혼용될 수 있다.

송신측 교류/직류 변환부(1100)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 외부로부터 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 전력 변환부로써, 상기 송신측 교류/직류 변환부(1100)는 서브 시스템으로 정류기(1110)와 송신측 직류/직류 변환부(1120)을 포함할 수 있다. 상기 정류기(1110)는 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 시스템으로써 이를 구현하는 실시예로 고주파수 동작 시 상대적으로 높은 효율을 가지는 다이오드 정류기, 원-칩(one-chip)화가 가능한 동기 정류기 또는 원가 및 공간 절약이 가능하고 및 데드 타임(Dead time)의 자유도가 높은 하이브리드 정류기가 될 수 있다. 또한 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 상기 정류기(1110)으로부터 제공되는 직류 신호의 레벨을 조절하는 것으로 이를 구현하는 예로 입력 신호의 레벨을 낮추는 벅 컨버터(Buck converter), 입력 신호의 레벨을 높이는 부스트 컨버터(Boost converter), 입력 신호의 레벨을 낮추거나 높일 수 있는 벅 부스트 컨버터(Buck Boost converter) 또는 축 컨버터(Cuk converter)가 될 수 있다. 또한 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)는 전력 변환 제어 기능을 하는 스위치소자와 전력 변환 매개 역할 또는 출력 전압 평활 기능을 하는 인덕터 및 커패시터, 전압 이득을 조절 또는 전기적인 분리 기능(절연 기능)을 하는 트랜스 등을 포함할 수 있으며, 입력되는 직류 신호에 포함된 리플 성분 또는 맥동 성분(직류 신호에 포함된 교류 성분)을 제거하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)의 출력 신호의 지령치와 실제 출력 치와의 오차는 피드백 방식을 통해 조절될 수 있고, 이는 상기 송신측 통신 및 제어부(1500)에 의하여 이루어 질 수 있다.

송신측 직류/교류 변환부(1200)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 송신측 교류/직류 변환부(1100)으로부터 출력되는 직류 신호를 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호의 주파수를 조절할 수 있는 시스템으로 이를 구현하는 예로 하프 브릿지 인버터(Half bridge inverter) 또는 풀 브릿지 인버터(Full bridge inverter)가 있다. 또한 상기 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 출력 신호의 주파수를 생성하는 오실레이터(Ocillator)와 출력 신호를 증폭하는 파워 증폭부를 포함할 수 있다.

송신측 임피던스 매칭부(1300)는 서로 다른 임피던스를 가진 지점에서 반사파를 최소화하여 신호의 흐름을 좋게 한다. 송신부(1000)와 수신부(2000)의 두 코일은 공간적으로 분리되어 있어 자기장의 누설이 많으므로 상기 송신부(1000)와 수신부(2000)의 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정하여 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 인덕터, 커패시터 그리고 저항 소자로 구성될 수 있고, 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 상기 인덕터의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스 그리고 저항의 저항 값을 가변하여 임피던스 매칭을 위한 임피던스 값을 조정할 수 있다. 그리고 자기 유도 방식의 무선전력전송 시스템이 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 직렬 공진 구조 또는 병렬 공진 구조를 가질 수 있고, 송신부(1000)와 수신부(2000) 사이의 유도 결합 계수를 증가시켜 에너지 손실을 최소화 할 수 있다.

송신측 코일(1400)은 복수개의 코일 또는 단수개의 코일로 구현될 수 있고, 송신측 코일(1400)이 복수개로 구비되는 경우 이들은 서로 이격되어 배치되거나 서로 중첩되어 배치될 수 있고, 이들이 중첩되어 배치되는 경우 중첩되는 면적은 자속 밀도의 편차를 고려하여 결정할 수 있다. 또한 송신측 코일(1400)을 제작할 때 내부 저항 및 방사 저항을 고려하여 제작할 수 있고, 이 때 저항 성분이 작으면 품질 지수(Quality factor)가 높아지고 전송 효율이 상승할 수 있다.

통신 및 제어부(1500)는 서브 시스템으로써 송신측 제어부(1510)와 송신측 통신부(1520)를 포함할 수 있다. 상기 송신측 제어부(1510)는 수신부(2000)의 전력 요구량, 현재 충전량 그리고 무선 전력 방식을 고려하여 상기 송신측 교류/직류 변환부(1100)의 출력 전압을 조절하는 역할을 할 수 있다. 그리고 최대 전력 전송 효율를 고려하여 상기 송신측 직류/교류 변환부(1200)를 구동하기 위한 주파수 및 스위칭 파형들을 생성하여 전송될 전력을 제어할 수 있다. 또한 수신부(2000)의 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 수신부(2000)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 한편 상기 송신측 제어부(1510)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤유닛(Micro Controller Unit) 또는 마이콤(Micom)이라고 지칭할 수 있다. 상기 송신측 통신부(1520)는 수신측 통신부(2620)와 통신을 수행할 수 있고, 통신 방식의 일 예로 블루투스 방식을 이용할 수 있다. 상기 송신측 통신부(1520)와 수신측 통신부(2620)는 서로간에 충전 상황 정보 및 충전 제어 명령 등의 송수신을 진행할 수 있다. 그리고 상기 충전 상황 정보로는 수신부(2000)의 개수, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 그리고 송신부(1000)의 전송 전력량 등을 포함할 수 있다. 또한 송신측 통신부(1520)는 수신부(2000)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있고, 상기 충전 기능 제어 신호는 수신부(2000)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.

한편 송신부(1000)는 송신측 통신부(1520)와 상이한 하드웨어로 구성되어 송신부(1000)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신될 수 도 있다. 그리고, 송신부(1000)와 송신측 통신부(1520)가 하나의 하드웨어로 구현되어, 송신부(1000)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다. 또한 상기 송신측 통신부(1520)는 상기 송신측 제어부(1510)와 별로로 구성될 수 있고, 상기 수신부(2000) 또한 수신측 통신부(2620)가 수신 장치의 제어부(2610)에 포함되거나 별도로 구성될 수 있다.

도 3은 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 수신부를 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선전력전송 시스템은 송신부(1000)와 상기 송신부(1000)로부터 무선으로 전력을 전송받는 수신부(2000)를 포함할 수 있고, 상기 수신부(2000)는 수신측 코일부(2100), 수신측 매칭부(2200), 수신측 교류/직류 변환부(2300), 수신측 직류/직류변환부(2400), 부하부(2500) 및 수신측 통신 및 제어부(2600)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 수신부(2000)는 무선 전력 수신 장치와 혼용될 수 있다.

수신측 코일부(2100)은 자기 유도 방식을 통해 전력을 수신할 수 있고, 유도 코일을 하나 또는 복수개로 구비할 수 있다. 그리고 수신측 코일부(2100)는 근거리 통신용 안테나(Near Field Communication)를 함께 구비할 수 있다. 그리고 상기 수신측 코일부(2100)은 송신측 코일부(1400)와 동일할 수 있고, 수신 안테나의 치수는 수신부(200)의 전기적 특성에 따라 달라질 수 있다.

수신측 매칭부(2200)는 송신기(1000)와 수신기(2000) 사이의 임피던스 매칭을 수행한다.

상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)는 수신측 코일부(2100)으로부터 출력되는 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다.

수신측 직류/직류변환부(2400)는 수신측 교류/직류 변환부(2300)에서 출력되는 직류 신호의 레벨을 부하부(2500)의 용량에 맞게 조정할 수 있다.

상기 부하부(2500)는 배터리, 디스플레이, 음성 출력 회로, 메인 프로세서 그리고 각종 센서들을 포함할 수 있다.

수신측 통신 및 제어부(2600)는 송신측 통신 및 제어부(1500)로부터 웨이크-업 전력에 의해 활성화 될 수 있고, 상기 송신측 통신 및 제어부(1500)와 통신을 수행하고, 수신부(2000)의 서브 시스템의 동작을 제어할 수 있다.

상기 수신부(2000)는 단수 또는 복수개로 구성되어 송신부(1000)로부터 동시에 에너지를 무선으로 전달 받을 수 있다. 즉 자기 유도 방식에서 서로 독립적인 수신측 코일부를 복수개 구비하여 하나의 송신부(1000)로부터 복수의 타켓 수신부(2000)가 전력을 공급받을 수 있다. 이때 상기 송신부(1000)의 송신측 매칭부(1300)는 복수개의 수신부(2000)들 사이의 임피던스 매칭을 적응적으로 수행할 수 있다.

또한 상기 수신부(2000)가 복수개로 구성된 경우 동일 종류의 시스템이거나 서로 다른 종류의 시스템이 될 수 있다.

한편 무선전력전송 시스템의 신호의 크기와 주파수 관계를 살펴보면, 자기 유도 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신부(1000)에서 송신측 교류/직류 변환부(1100)은 110V~220V의 60Hz의 교류 신호를 인가 받아 10V 내지 20V의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 직류 신호를 인가받아 125KHz의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신부(2000)의 수신측 교류/직류 변환부(2300)는 125KHz의 교류 신호를 입력 받아 10V 내지 20V의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 수신측 직류/직류변환부(2400)는 부하부(2500)에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 상기 부하부(2500)에 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다. 여기서, 무선 전력 송신 장치는 도 2의 송신부(1000)의 일부 구성일 수 있고, 무선 전력 수신 장치는 도 3의 수신부(2000)의 일부 구성일 수 있다.

도 4를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 회로(미도시), 연자성 코어(110), 송신 코일(120) 및 영구 자석(130)을 포함한다.

연자성 코어(110)는 수 mm 두께의 연자성 소재로 이루어질 수 있다. 그리고, 영구 자석(130)은 송신 코일(120)에 의하여 둘러싸일 수 있다. 여기서, 영구 자석(130)은 필수적인 구성이 아니며, 사양에 따라 생략될 수 있다.

도 5를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신 회로(미도시), 연자성층(210) 및 수신 코일(220)을 포함한다. 연자성층(210)은 기판(미도시) 상에 적층될 수 있다. 기판은 여러 겹의 고정 시트로 이루어질 수 있고, 연자성층(210)과 접합하여, 연자성층(210)을 고정시킬 수 있다.

연자성층(210)은 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일(120)로부터 방사되는 전자기 에너지를 집속한다.

연자성층(210) 상에는 수신 코일(220)이 적층된다. 수신 코일(220)은 연자성층(210) 상에서 연자성층(210)과 평행한 방향으로 감겨질 수 있다. 스마트폰에 적용되는 수신 안테나를 예로 들면, 외경 50mm 이내, 내경 20mm 이상의 나선형 코일(spiral coil)의 형태일 수 있다. 수신 회로는 수신 코일(220)을 통하여 수신된 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 변환한 전기 에너지를 배터리(미도시)에 충전한다.

도시되지 않았으나, 연자성층(210)과 수신 코일(220) 사이에는 방열층이 더 포함될 수 있다. 본 명세서에서, 기판, 연자성층(210) 및 수신 코일(220)을 수신 안테나라고 지칭할 수 있다.

한편, 무선 전력 수신 장치(200)가 WPC 기능과 NFC(Near Field Communication) 기능을 동시에 가지는 경우, 연자성층(210) 상에는 NFC 코일(230)이 더 적층될 수도 있다. NFC 코일(230)은 수신 코일(220)의 바깥을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

그리고, 수신 코일(220)과 NFC 코일(230) 각각은 단자(240)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.

연자성층(210)이 페라이트를 포함하는 시트인 경우, 투자율은 양호하나 고온 소성 및 자속 밀도의 한계로 인한 두께의 제약이 있다. 또한, 연자성층(210)이 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 컴포지트 형태의 시트인 경우, 고분자 수지로 인하여 투자율이 낮아지는 문제가 있다. 이에 반해, 연자성층(210)이 금속 리본인 경우, 얇은 두께로 높은 투자율 및 자속 밀도를 얻을 수 있다. 다만, 금속 리본은 무선 충전에 사용되는 주파수 영역에서 자기 손실이 큰 문제가 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 연자성층(210)으로 금속 리본을 사용하되, 금속 리본에 크랙을 형성하여 와전류 손실을 줄이고자 한다.

도 6은 금속 리본에 크랙을 형성하기 전과 형성한 후의 주파수 별 실투자율을 비교한 그래프이다. 여기서, 투자율과 투자율 손실 간의 차는 실투자율을 의미할 수 있다.

도 6을 참조하면, 무선 충전이 사용되는 주파수 영역, 예를 들면 약 150kHz 대역에서, 금속 리본에 크랙을 형성한 후의 실투자율이 크랙을 형성하기 전의 실투자율에 비하여 현저히 큰 것을 알 수 있다.

본 명세서에서, 금속 리본은 아토마이저(Atomizer) 등이 기법을 통하여 매우 얇은 박(foil)으로 제조된 비결정질 또는 나노 결정질의 금속 또는 합금을 의미한다. 금속 리본의 두께는, 예를 들면 0.01mm 내지 0.04mm일 수 있다. 본 명세서에서, 금속 리본은 철(Fe)을 포함하는 금속 리본일 수 있다.

금속 리본을 무선 전력 수신 장치(200)의 연자성층(210)으로 사용할 경우, 금속 리본에 크랙(crack)을 형성시켜 와전류 손실을 줄이고, 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 금속 리본에 불균일한 크랙이 형성되는 경우, 전송 효율 향상 효과는 반감될 수 있으며, 연자성층의 성능이 불균일하여 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 없는 문제가 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 금속 리본에 균일한 패턴의 크랙을 형성하여 연자성층의 전송 효율을 향상시키며, 성능을 균일화시키고자 한다.

도 7 내지 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 연자성층의 상면도를 나타낸다.

도 7 내지 9를 참조하면, 연자성층(210)에는 소정의 지점(710)으로부터 방사되는 3개 이상의 선(720)을 포함하는 패턴(700)이 형성된다. 여기서, 패턴은 크랙으로 형성될 수 있다. 이때, 연자성층(210)에는 복수의 패턴(700)이 반복하여 형성될 수 있으며, 하나의 패턴(700)은 복수의 패턴, 예를 들어 3개 내지 8개의 패턴(700)에 의하여 둘러싸이도록 배치될 수 있다.

이와 같이, 연자성층(210)에 반복적인 패턴이 형성되는 경우, 와전류 손실을 줄이며, 균일하고 예측 가능한 전송 효율을 얻을 수 있다.

이때, 각 패턴(700)의 평균 직경은 50㎛ 내지 600㎛일 수 있다. 패턴(700)의 직경이 50㎛ 미만인 경우, 크랙 형성 시 금속 리본의 표면 상에 금속 입자가 과도하게 발생할 수 있다. 연자성층(210)의 표면에 금속 입자가 있는 경우, 회로 내로 금속 입자가 침투할 가능성이 있으므로, 회로 쇼트의 위험이 있다. 반면에, 패턴(700)의 직경이 600㎛를 초과하는 경우, 패턴(700) 간 거리가 커서 크랙 형성의 효과, 즉 실투자율 증가 효과가 떨어질 수 있다.

도 10 내지 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연자성층의 상면도이다.

도 10 내지 11을 참조하면, 연자성층(210)에는 소정의 지점(710)으로부터 방사되는 3개 이상의 선(720) 및 이를 둘러싸는 테두리(730)을 포함하는 패턴(700)이 형성된다. 여기서, 패턴은 크랙으로 형성될 수 있다. 여기서, 테두리(730)는 완전히 절단된 크랙이 아니며, 일부는 이어지고, 일부는 끊어진 크랙을 의미할 수 있다. 이때, 연자성층(210)에는 복수의 패턴(700)이 반복하여 형성될 수 있으며, 하나의 패턴(700)은 복수의 패턴, 예를 들어 3개 내지 8개의 패턴(700)에 의하여 둘러싸이도록 배치될 수 있다.

이와 같이, 연자성층(210)에 반복적인 패턴이 형성되는 경우, 와전류 손실을 줄이며, 균일하고 예측 가능한 전송 효율을 얻을 수 있다.

이때, 각 패턴(700)의 평균 직경은 50㎛ 내지 600㎛일 수 있다. 패턴(700)의 직경이 50㎛ 미만인 경우, 크랙 형성 시 금속 리본의 표면 상에 금속 입자가 발생할 수 있다. 연자성층(210)의 표면에 금속 입자가 과도하게 있는 경우, 회로 내로 금속 입자가 침투할 가능성이 있으므로, 회로 쇼트의 위험이 있다. 반면에, 패턴(700)의 직경이 600㎛를 초과하는 경우, 패턴(700) 간 거리가 커서 크랙 형성의 효과, 즉 실투자율 증가 효과가 떨어질 수 있다. 패턴(700)이 테두리(730)를 포함하는 경우, 크랙 형성의 효과가 더욱 높아지며, 패턴(700)간 경계가 명확하게 구분되어 반복적인 패턴 양상이 뚜렷해지므로, 품질의 균일도가 더욱 높아질 수 있다.

바람직하게는, 도 11과 같이, 패턴(700)은 소정의 지점(710)으로부터 방사되는 6개 이상의 선(720) 및 이를 둘러싸는 테두리(730)를 포함할 수도 있다. 테두리(730) 내에 방사되는 6개 이상의 선(720)이 형성될 경우, 크랙 형성의 효과가 극대화될 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연자성층의 상면도를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 연자성층(210)에는 소정의 지점(710)으로부터 방사되는 3개 이상의 선(720) 및 이를 2개 이상 둘러싸는 테두리(730)를 포함하는 패턴(700)이 형성된다. 여기서, 패턴은 크랙으로 형성될 수 있다. 이때, 연자성층(210)에는 복수의 패턴(700)이 반복하여 형성될 수 있으며, 하나의 패턴(700)은 복수의 패턴, 예를 들어 3개 내지 8개의 패턴(700)에 의하여 둘러싸이도록 배치될 수 있다.

이와 같이, 연자성층(210)에 반복적인 패턴이 형성되는 경우, 와전류 손실을 줄이며, 균일하고 예측 가능한 전송 효율을 얻을 수 있다.

이때, 각 패턴(700)의 평균 직경은 50㎛ 내지 600㎛일 수 있다. 패턴(700)의 직경이 50㎛ 미만인 경우, 크랙 형성 시 금속 리본의 표면 상에 금속 입자가 발생할 수 있다. 연자성층(210)의 표면에 금속 입자가 있는 경우, 회로 내로 금속 입자가 침투할 가능성이 있으므로, 회로 쇼트의 위험이 있다. 반면에, 패턴(700)의 직경이 600㎛를 초과하는 경우, 패턴(700) 간 거리가 커서 크랙 형성의 효과, 즉 실투자율 증가 효과가 떨어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 금속 리본에 균일한 패턴의 크랙을 형성하기 위하여 패턴 형상으로 돌출된 우레탄 소재의 롤러를 이용하여 가압할 수 있다. 우레탄 소재의 롤러는 금속 소재의 롤러에 비하여 크랙의 패턴을 균일하게 형성할 수 있으며, 금속 리본의 표면에 금속 입자가 남아있는 현상을 최소화할 수 있다. 이때, 가압 공정은 25 내지 200℃, 10 내지 3000Pa 조건 하에서 10분 이하로 행해질 수 있다.

이와 같이, 무선 전력 수신 장치의 연자성층으로 반복적인 패턴의 크랙이 형성된 금속 리본을 사용함으로써 투자율 및 포화 자기를 높이며, 와전류 손실을 줄일 수 있다. 또한, 금속 리본에 균일한 패턴의 크랙을 형성함으로써 전송 효율을 높일 수 있으며, 균일하고 예측 가능한 성능을 얻을 수 있다.

표 1은 크랙이 랜덤하게 형성된 금속 리본을 연자성층으로 사용한 경우와 크랙이 반복적인 패턴으로 형성된 금속 리본을 연자성층으로 사용한 경우의 무선 전력 전송 시스템의 전송 효율의 성능을 비교한 표이다. 여기서, 금속 리본은 Fe를 포함하는 나노 결정질 금속 리본이다. 도 13은 비교예 1에서 사용된 랜덤 형상의 크랙이 형성된 금속 리본을 나타내고, 도 14는 실시예 1에서 사용된 십자 형상의 크랙이 반복적으로 형성된 금속 리본을 나타내며, 도 15는 실시예 2에서 사용된 테두리에 둘러싸인 십자 형상의 크랙이 반복적으로 형성된 금속 리본을 나타내며, 도 16은 실시예 3에서 사용된 테두리에 둘러싸인 별 형상(소정의 지점으로부터 방사된 선이 8개)의 크랙이 반복적으로 형성된 금속 리본을 나타낸다.

No.	패턴 형상	전송효율(@3W)	전송효율(@5w)	금속 입자
비교예 1	랜덤 형상	68%	69.9%	O
실시예 1	십자 형상	68%	70.1%	X
실시예 2	테두리에 둘러싸인 십자 형상	68.2%	69.9%	X
실시예 3	테두리에 둘러싸인 별 형상	69.9%	71.7%	X

표 1 및 도 13 내지 16을 참조하면, 랜덤한 형상으로 크랙이 형성된 금속 리본에 비하여, 규칙적으로 반복되는 패턴으로 크랙이 형성된 금속 리본의 전송 효율이 더 높음을 알 수 있다. 특히, 실시예 3과 같이, 패턴이 소정의 지점으로부터 방사되는 6개 이상의 선 및 이를 둘러싸는 테두리를 포함하는 경우, 즉 테두리에 의하여 둘러싸인 별 형상인 경우 가장 높은 전송 효율을 가짐을 알 수 있다. 표 1에서 나타난 바와 같이, 반복되는 패턴의 크랙 형성 효과는 높은 전력에서 더욱 유리할 수 있다. 이는 전류량의 증가에 따라 자기장의 세기도 증가하게 되며, 자기장의 세가가 증가할수록 수신부의 금속 리본도 자기장의 영향을 많이 받기 때문이다.상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1100 송신측 교류/직류 변환부
1110 정류기
1120 송신측 직류/직류 변환부
1200 송신측 직류/교류 변환부
1300 송신측 임피던스 매칭부
1400 송신 코일부
1500 송신측 통신 및 제어부
1510 송신측 제어부
1520 송신측 통신부
2000 수신부
2100 수신측 코일부
2200 수신측 임피던스 매칭부
2300 수신측 교류/직류 변환부
2400 수신측 직류/직류 변환부
2500 부하부
2600 수신측 통신 및 제어부
2610 수신측 제어부
2620 수신측 통신부
100 무선 전력 송신 장치
200 무선 전력 수신 장치
700 패턴

Claims (21)

1. 기판; 및
   상기 기판 상에 배치되고 크랙 패턴이 형성된 연자성층;을 포함하고,
   상기 크랙 패턴은,
   제 1패턴; 및
   상기 제 1패턴과 인접하여 배치되는 복수의 제 2패턴;을 포함하고,
   상기 제 1패턴 및 상기 복수의 제 2패턴 각각은,
   소정의 중심점;
   상기 소정의 중심점과 이격되고, 상기 소정의 중심점의 적어도 일부를 둘러싸는 테두리부; 및
   상기 소정의 중심점으로부터 방사된 복수의 방사선;을 포함하고,
   상기 제 1패턴의 중심점 및 상기 복수의 제 2패턴의 중심점들은 서로 소정의 규칙으로 이격되고,
   상기 제 1패턴의 테두리부의 일부는 단절 구간을 포함하는 자성시트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 방사선의 개수는 6개 이상인 자성시트.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 소정의 중심점과 상기 테두리부 사이에 상기 복수의 방사선이 배치된 자성시트.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 복수의 제 2패턴의 개수는 3개 내지 8개인 자성시트.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제 1패턴의 테두리부는 복수의 테두리선을 포함하는 자성시트.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 단절 구간은 상기 복수의 테두리선 중 어느 하나의 테두리선 및 상기 어느 하나의 테두리선과 이웃하는 테두리선이 서로 연결되지 않은 구간인 자성시트.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 제 1패턴은,
   상기 복수의 방사선 중 제 1방사선 및 상기 제 1방사선과 이웃하는 제 2방사선 사이에 형성된 제 1영역;
   상기 제 2방사선 및 상기 제 2방사선과 이웃하는 제 3방사선 사이에 형성된 제 2영역;
   상기 제 3방사선 및 상기 제 3방사선과 이웃하는 제 4방사선 사이에 형성된 제 3영역;
   상기 제 4방사선 및 상기 제 4방사선과 이웃하는 제 5방사선 사이에 형성된 제 4영역; 및
   상기 제 5방사선 및 상기 제 5방사선과 이웃하는 제 6방사선 사이에 형성된 제 5영역;을 포함하고,
   상기 복수의 테두리선은,
   상기 제 1영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 1테두리선;
   상기 제 2영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 2테두리선;
   상기 제 3영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 3테두리선;
   상기 제 4영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 4테두리선; 및
   상기 제 5영역의 적어도 일부를 둘러싸는 제 5테두리선;을 포함하고,
   상기 제 1 내지 제 5테두리선 중 적어도 하나는 이웃하는 다른 테두리선과 서로 연결된 자성시트.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제 5영역과 상기 제 1영역 사이에 상기 제 1패턴의 상기 중심점으로부터 방사되는 복수 개의 방사선을 더 포함하는 자성시트.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 지점 간의 거리는 50㎛ 내지 600㎛인 자성시트.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 연자성층의 두께는 0.01mm 내지 0.04mm인 자성시트.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 패턴의 테두리부와 상기 복수의 제2 패턴의 테두리부 사이에 서로 이격된 영역을 포함하는 자성시트.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 패턴 중 적어도 하나의 테두리부 중 일부는 적어도 하나의 단절 구간을 포함하는 자성시트.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1패턴의 테두리부 및 상기 복수의 제 2패턴의 테두리부들 중 적어도 하나는 원형 형상을 포함하는 자성시트.
14. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1패턴의 테두리부 및 상기 복수의 제 2패턴의 테두리부들 중 적어도 하나는 곡률을 포함하는 자성시트.
15. 기판; 및
    상기 기판 상에 배치되고 크랙 패턴이 형성된 연자성층;을 포함하고,
    상기 크랙 패턴은,
    제 1패턴; 및
    상기 제 1패턴과 이웃하여 배치되는 복수의 이웃 패턴;을 포함하고,
    상기 제 1패턴 및 상기 복수의 이웃 패턴 각각은,
    소정의 중심점;
    상기 소정의 중심점과 이격되고, 상기 소정의 중심점의 적어도 일부를 둘러싸는 테두리부; 및
    상기 소정의 중심점으로부터 방사된 복수의 방사선;을 포함하고,
    상기 복수의 이웃 패턴은,
    상기 제 1패턴을 중심으로 제1 방향을 따라 배치된 제 2패턴 및 제 3패턴;
    상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 배치된
    제 4패턴 및 제 5패턴; 그리고
    상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이에 형성되고,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차된 제3 방향을 따라 배치된 제 6패턴 및 제7패턴;을 포함하고,
    상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 2패턴의 중심점 사이의 거리 및 상기 제1패턴의 중심점과 상기 제 4패턴의 중심점 사이의 거리 각각은,
    상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 6패턴의 중심점 사이의 거리보다 작고,
    상기 제 1패턴과 상기 제 2패턴 사이의 거리 및 상기 제 1패턴과 상기 제 4패턴의 사이의 거리 각각은,
    상기 제 1패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 제1 패턴의 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 점 간의 거리보다 작고,
    상기 제 1패턴의 테두리부의 일부는 단절 구간을 포함하는 자성시트.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1패턴 내지 제 7패턴의 각 테두리부 중 적어도 하나는 원형 형상을 포함하는 자성시트.
17. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 제1 패턴의 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 점 간의 거리는 50㎛ 내지 600㎛인 자성시트.
18. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1패턴의 상기 복수의 방사선 중 적어도 하나는 상기 제 1패턴의 테두리부와 연결되지 않은 자성시트.
19. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1패턴의 상기 복수의 방사선의 개수는 6개 이상인 자성시트.
20. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 크랙 패턴이 형성된 연자성층; 및
    상기 연자성층 상에 배치된 코일부;를 포함하고,
    상기 연자성층의 크랙 패턴은,
    제 1패턴; 및
    상기 제 1패턴과 이웃하여 배치되는 복수의 이웃 패턴;을 포함하고,
    상기 제 1패턴 및 상기 복수의 이웃 패턴 각각은,
    소정의 중심점;
    상기 소정의 중심점과 이격되고, 상기 소정의 중심점의 적어도 일부를 둘러싸는 테두리부; 및
    상기 소정의 중심점으로부터 방사된 복수의 방사선;을 포함하고,
    상기 복수의 이웃 패턴은,
    상기 제 1패턴을 중심으로 제1 방향을 따라 배치된 제 2패턴 및 제 3패턴;
    상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 배치된
    제 4패턴 및 제 5패턴; 그리고
    상기 제 1패턴을 중심으로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이에 형성되고,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차된 제3 방향을 따라 배치된 제 6패턴 및 제7패턴;을 포함하고,
    상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 2패턴의 중심점 사이의 거리 및 상기 제1패턴의 중심점과 상기 제 4패턴의 중심점 사이의 거리 각각은,
    상기 제 1패턴의 중심점과 상기 제 6패턴의 중심점 사이의 거리보다 작고,
    상기 제 1패턴과 상기 제 2패턴 사이의 거리 및 상기 제 1패턴과 상기 제 4패턴의 사이의 거리 각각은,
    상기 제 1패턴의 중심점을 지나는 가상의 직선과 접하는 상기 제1 패턴의 상기 테두리부의 서로 마주하는 소정의 두 점 간의 거리보다 작고,
    상기 제 1패턴의 테두리부의 일부는 단절 구간을 포함하는 무선전력수신장치.
21. 삭제

Images