KR102155780B1 - Receiving antennas and wireless power receiving apparatus comprising the same - Google Patents

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KR102155780B1
KR102155780B1 KR1020190159251A KR20190159251A KR102155780B1 KR 102155780 B1 KR102155780 B1 KR 102155780B1 KR 1020190159251 A KR1020190159251 A KR 1020190159251A KR 20190159251 A KR20190159251 A KR 20190159251A KR 102155780 B1 KR102155780 B1 KR 102155780B1
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김소연
노진미
배석
송지연
염재훈
이상원
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 무선으로 전력을 충전하는 무선 전력 수신 장치의 수신 안테나는 기판, 상기 기판 상에 적층되며, 연자성 소재를 포함하고, 소정의 패턴으로 크랙(crack)이 형성된 금속 리본인 연자성층, 그리고 상기 연자성층 상에 적층되며, 무선 전력 송신 장치로부터 방사되는 전자기 에너지를 수신하는 코일을 포함하며, 상기 소정의 패턴은, 제1 패턴, 그리고 상기 제1 패턴과 겹치지 않는 제2 패턴을 포함한다.The receiving antenna of the wireless power receiving apparatus for wirelessly charging power according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a metal ribbon stacked on the substrate, including a soft magnetic material, and having a crack formed in a predetermined pattern. A phosphorus soft magnetic layer, and a coil stacked on the soft magnetic layer and configured to receive electromagnetic energy radiated from a wireless power transmission device, wherein the predetermined pattern includes a first pattern and a second pattern that does not overlap the first pattern. Includes the pattern.

Description

수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치{RECEIVING ANTENNAS AND WIRELESS POWER RECEIVING APPARATUS COMPRISING THE SAME}A receiving antenna and a wireless power receiving device including the same TECHNICAL FIELD [RECEIVING ANTENNAS AND WIRELESS POWER RECEIVING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 무선 충전에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 충전을 위한 수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless charging, and more particularly, to a receiving antenna for wireless charging and a wireless power receiving apparatus including the same.
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 인한 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. 다만, 금속 리본은 고주파에서 자기 손실이 큰 문제가 있다.Wireless power transmission and reception technology is a technology that wirelessly supplies power to electronic devices. In order to increase power transmission/reception efficiency, it is necessary to minimize energy loss between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. To this end, by disposing a soft magnetic material around the transmitting antenna and the receiving antenna, electromagnetic energy radiated by the transmitting antenna may be focused in the direction of the receiving antenna. When the soft magnetic layer is a sheet containing a ferrite material, the magnetic permeability is good, but the thickness is limited due to high temperature firing and the limit of magnetic flux density. In addition, when the soft magnetic layer is a composite sheet including metal powder and polymer resin, there is a problem that the magnetic permeability is lowered. On the other hand, when the soft magnetic layer is a metal ribbon, high magnetic permeability and magnetic flux density can be obtained with a thin thickness. However, the metal ribbon has a problem of large magnetic loss at high frequencies.
한편, 무선 전력 수신 장치가 무선 전력 송수신(Wireless Power Conversion, WPC) 기능과 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 기능을 동시에 가지도록 구성되는 경우, 수신 안테나용 연자성 소재는 저주파뿐만 아니라 고주파에서도 낮은 손실 특성을 가질 필요가 있다.On the other hand, when the wireless power receiver is configured to have a wireless power conversion (WPC) function and a near field communication (NFC) function at the same time, the soft magnetic material for the reception antenna is not only at low frequency but also at high frequency. It needs to have low loss characteristics.
한국공개특허공보 제10-2013-0050633호(2013.05.16)Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0050633 (2013.05.16) 일본 공개특허공보 특개2004-303824호(2004.10.28)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-303824 (2004.10.28) 국제공개공보 WO2008/018413(2008.02.14)International Publication WO2008/018413 (2008.02.14)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자기 손실을 낮추고 전송 효율을 높이는 수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a receiving antenna that lowers magnetic loss and increases transmission efficiency, and a wireless power receiving apparatus including the same.
본 발명의 한 실시예에 따른 연자성 시트는 제 1 Fe계 금속 리본층; 및 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 상에 배치된 제 2 Fe계 금속 리본층;을 포함하고, 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면에 투자율을 조절하도록 크랙영역이 형성되고, 상기 크랙영역은, 제1 중심크랙, 및 상기 제1 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제1 방사크랙을 포함하는 제1 크랙패턴; 및 상기 제1 크랙패턴의 주변에 형성된 복수의 크랙패턴;을 포함하고, 상기 복수의 크랙패턴은, 상기 제1 중심크랙을 중심으로 제1 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제2 크랙패턴 및 제3 크랙패턴; 상기 제1 중심크랙을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제4 크랙패턴 및 제5 크랙패턴; 및 곡률을 포함하도록 형성된 복수의 주변크랙을 포함하고, 상기 제2 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제2 중심크랙 및 상기 제2 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제2 방사크랙을 포함하고, 상기 제3 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제3 중심크랙 및 상기 제3 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제3 방사크랙을 포함하고, 상기 제4 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제4 중심크랙 및 상기 제4 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제4 방사크랙을 포함하고, 상기 제5 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제5 중심크랙 및 상기 제5 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제5 방사크랙을 포함하고, 상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 내지 제5 중심크랙과 이격되고, 상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 중심크랙과 상기 제2 중심크랙 사이 및 상기 제1 중심크랙과 상기 제3 중심크랙 사이에 배치된다.A soft magnetic sheet according to an embodiment of the present invention includes a first Fe-based metal ribbon layer; And a second Fe-based metal ribbon layer disposed on the first Fe-based metal ribbon layer, wherein the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer have a magnetic permeability on at least one surface thereof. A crack region is formed to be adjusted, and the crack region includes: a first crack pattern including a first central crack and a plurality of first radiation cracks extending to radiate from the first central crack; And a plurality of crack patterns formed around the first crack pattern, wherein the plurality of crack patterns are disposed so as to be spaced apart at predetermined intervals along a first direction around the first central crack. A crack pattern and a third crack pattern; A fourth crack pattern and a fifth crack pattern respectively arranged to be spaced apart at predetermined intervals along a second direction crossing the first direction with respect to the first central crack; And a plurality of peripheral cracks formed to include a curvature, wherein the second crack pattern includes a second central crack spaced apart from the first central pattern and a plurality of second radiation cracks extending from the second central crack. And the third crack pattern includes a third central crack spaced apart from the first central pattern and a plurality of third radiation cracks extending to be radiated from the third central crack, and the fourth crack pattern 1 A fourth center crack spaced apart from the center pattern and a plurality of fourth radiation cracks extending to radiate from the fourth center crack, and the fifth crack pattern includes a fifth center crack spaced apart from the first center pattern, and And a plurality of fifth radial cracks extending to radiate from the fifth central crack, the plurality of peripheral cracks being spaced apart from the first to fifth central cracks, and the plurality of peripheral cracks being separated from the first central crack It is disposed between the second central crack and between the first central crack and the third central crack.
상기 복수의 주변크랙은, 상기 제1 중심크랙과 상기 제4 중심크랙 사이 및 상기 제1 중심크랙과 상기 제5 중심크랙 사이에 더 배치될 수 있다.The plurality of peripheral cracks may be further disposed between the first central crack and the fourth central crack, and between the first central crack and the fifth central crack.
상기 제1 중심크랙을 중심으로 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 제3 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제6 크랙패턴 및 제7 크랙패턴을 더 포함하고, 상기 제6 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제6 중심크랙 및 상기 제6 중심크랙으로부터 방사되는 복수의 제6 방사크랙을 포함하고, 상기 제7 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제7 중심크랙 및 상기 제7 중심크랙으로부터 방사되는 복수의 제7 방사크랙을 포함할 수 있다.Further comprising a sixth crack pattern and a seventh crack pattern respectively disposed so as to be spaced apart at a predetermined interval along a third direction between the first direction and the second direction around the first central crack, the sixth The crack pattern includes a sixth center crack spaced apart from the first center pattern and a plurality of sixth radiation cracks radiated from the sixth center crack, and the seventh crack pattern is a seventh spaced apart from the first center pattern. It may include a central crack and a plurality of seventh radiation cracks radiated from the seventh central crack.
상기 복수의 주변크랙은, 상기 제1 중심크랙과 상기 제6 중심크랙 사이 및 상기 제1 중심크랙과 상기 제7 중심크랙 사이에 더 배치될 수 있다.The plurality of peripheral cracks may be further disposed between the first central crack and the sixth central crack, and between the first central crack and the seventh central crack.
상기 제1 중심크랙과 상기 제2 중심크랙 간의 거리 또는 상기 제1 중심크랙과 상기 제4 중심크랙 간의 거리는 상기 제1 중심크랙과 상기 제6 중심크랙간의 거리보다 클 수 있다.A distance between the first central crack and the second central crack or a distance between the first central crack and the fourth central crack may be greater than a distance between the first central crack and the sixth central crack.
상기 제1 내지 제5 방사크랙 중 적어도 하나는 서로 이웃하는 크랙패턴의 방사크랙 중 어느 하나와 연결될 수 있다.At least one of the first to fifth radiation cracks may be connected to any one of radiation cracks of a crack pattern adjacent to each other.
상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면과 높이가 상이할 수 있다.A portion of the crack region may have a different height from a surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면으로부터 돌출된 영역을 포함할 수 있다.A portion of the crack region may include a region protruding from at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면으로부터 함몰된 영역을 포함할 수 있다.A portion of the crack region may include a region recessed from the surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면으로부터 분할된 복수의 분할 리본을 포함할 수 있다.A portion of the crack region may include a plurality of divided ribbons divided from the surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층의 두께는 각각 0.01mm 내지 0.04mm일 수 있다.The thickness of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer may be 0.01mm to 0.04mm, respectively.
상기 복수의 주변크랙의 적어도 일부는 원형 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다.At least some of the plurality of peripheral cracks may have a circular or polygonal shape.
본 발명의 한 실시예에 따른 휴대단말은 기판; 상기 기판 상에 배치된 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 상에 배치된 제 2 Fe계 금속 리본층을 포함하는 연자성층; 상기 연자성층 상에 배치된 무선충전용 코일 및 상기 무선충전용 코일의 바깥을 둘러싸도록 배치된 NFC 코일; 상기 무선충전용 코일로부터 수신된 전자기 에너지를 전기에너지로 변환하는 수신 회로; 및 상기 수신 회로로부터 변환된 전기 에너지를 저장하는 배터리;를 포함하고, 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나는 투자율을 조절하도록 표면에 형성된 크랙영역을 포함하고, 상기 크랙영역은, 제1 중심크랙, 및 상기 제1 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제1 방사크랙을 포함하는 제1 크랙패턴; 및 상기 제1 크랙패턴의 주변에 형성된 복수의 크랙패턴;을 포함하고, 상기 복수의 크랙패턴은, 상기 제1 중심크랙을 중심으로 제1 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제2 크랙패턴 및 제3 크랙패턴; 상기 제1 중심크랙을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제4 크랙패턴 및 제5 크랙패턴; 및 곡률을 포함하도록 형성된 복수의 주변크랙;을 포함하고, 상기 제2 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제2 중심크랙 및 상기 제2 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제2 방사크랙을 포함하고, 상기 제3 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제3 중심크랙 및 상기 제3 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제3 방사크랙을 포함하고, 상기 제4 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제4 중심크랙 및 상기 제4 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제4 방사크랙을 포함하고, 상기 제5 크랙패턴은 상기 제1 중심패턴과 이격된 제5 중심크랙 및 상기 제5 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제5 방사크랙을 포함하고, 상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 내지 제5 중심크랙과 이격되고, 상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 중심크랙과 상기 제2 중심크랙 사이 및 상기 제1 중심크랙과 상기 제3 중심크랙 사이에 배치된다.A mobile terminal according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A soft magnetic layer including a first Fe-based metal ribbon layer disposed on the substrate and a second Fe-based metal ribbon layer disposed on the first Fe-based metal ribbon layer; A wireless charging coil disposed on the soft magnetic layer and an NFC coil disposed to surround the outside of the wireless charging coil; A receiving circuit for converting electromagnetic energy received from the wireless charging coil into electric energy; And a battery for storing the electric energy converted from the receiving circuit, wherein at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer includes a crack region formed on the surface to adjust the permeability. In addition, the crack area includes: a first crack pattern including a first central crack and a plurality of first radiation cracks extending to radiate from the first central crack; And a plurality of crack patterns formed around the first crack pattern, wherein the plurality of crack patterns are disposed so as to be spaced apart at predetermined intervals along a first direction around the first central crack. A crack pattern and a third crack pattern; A fourth crack pattern and a fifth crack pattern respectively arranged to be spaced apart at predetermined intervals along a second direction crossing the first direction with respect to the first central crack; And a plurality of peripheral cracks formed to include a curvature; wherein the second crack pattern includes a second central crack spaced apart from the first central pattern and a plurality of second radiation cracks extending to radiate from the second central crack Including, wherein the third crack pattern includes a third central crack spaced apart from the first central pattern and a plurality of third radiation cracks extending to radiate from the third central crack, and the fourth crack pattern is the A fourth center crack spaced apart from the first center pattern and a plurality of fourth radiation cracks extending to radiate from the fourth center crack, wherein the fifth crack pattern is a fifth center crack spaced apart from the first center pattern And a plurality of fifth radiation cracks extending to radiate from the fifth central crack, wherein the plurality of peripheral cracks are spaced apart from the first to fifth central cracks, and the plurality of peripheral cracks are the first central crack And the second central crack and between the first central crack and the third central crack.
상기 복수의 주변크랙의 적어도 일부는 원형 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다.At least some of the plurality of peripheral cracks may have a circular or polygonal shape.
상기 연자성층과 인접하여 배치된 방열층을 더 포함할 수 있다.A heat dissipating layer disposed adjacent to the soft magnetic layer may be further included.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 수신 안테나의 전자기 에너지 집속 성능을 높일 수 있어, 무선 전력 송수신 효율을 최대화할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the electromagnetic energy focusing performance of the reception antenna in the wireless power receiving apparatus, thereby maximizing wireless power transmission/reception efficiency.
또한, 포화 자화가 높고, 저주파뿐만 아니라 고주파에서의 자기 손실도 최소화되어, NFC 성능과 WPC 성능을 동시에 보장하는 무선 전력 수신 장치를 얻을 수 있다.In addition, the saturation magnetization is high, and magnetic loss at high frequencies as well as low frequencies is minimized, so that a wireless power receiver that simultaneously guarantees NFC performance and WPC performance can be obtained.
또한, 얇은 두께에서도 요구되는 수준의 전자기 에너지 집속 효과를 얻을 수 있어, 슬림화 추세의 다양한 전자기기(예, TV, 휴대 단말, 노트북, 테블릿 PC 등) 기술에 적용이 가능하다.In addition, it is possible to obtain the required level of electromagnetic energy focusing effect even in a thin thickness, so it can be applied to various electronic devices (eg, TVs, portable terminals, notebooks, tablet PCs, etc.) technologies that are becoming slimmer.
그리고, 전자기 에너지 집속 성능이 우수하고, 재료의 가격이 저렴하므로, 전기자동차, 지하철, 전철 등의 대형 응용 분야에도 적용이 가능하다.And, since the electromagnetic energy focusing performance is excellent and the price of the material is low, it can be applied to large applications such as electric vehicles, subways, and trains.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 6은 본 발명의 실시예에 따른 연자성층의 상면도를 나타내며, 도 7 내지 9는 도 4 내지 6의 연자성층 각각에 대한 단면도를 나타낸다.
도 10 내지 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 가압 방식으로 금속 리본에 크랙을 형성하는 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 틀의 날의 형상을 예시한다.
도 14 내지 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 방식으로 금속 리본에 크랙을 형성하는 예를 나타낸다.
도 16 내지 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 롤링 방식으로 금속 리본에 크랙을 형성하는 예를 나타낸다.
1 is a block diagram showing a wireless power transmission/reception system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a part of a wireless power transmission device, and FIG. 3 is a diagram illustrating a part of a wireless power reception device.
4 to 6 are top views of a soft magnetic layer according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 9 are cross-sectional views of each of the soft magnetic layers of FIGS. 4 to 6.
10 to 12 show examples of forming a crack in a metal ribbon by a pressing method according to an embodiment of the present invention.
13 illustrates the shape of a blade of a frame according to an embodiment of the present invention.
14 to 15 show examples of forming a crack in a metal ribbon by a pressing method according to another embodiment of the present invention.
16 to 19 show examples of forming cracks in a metal ribbon by a rolling method according to an embodiment of the present invention.
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. The present invention is intended to illustrate and describe specific embodiments in the drawings, as various changes may be made and various embodiments may be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
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. Terms including ordinal numbers, such as second and first, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a second component may be referred to as a first component, and similarly, a first component may be referred to as a second component. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
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. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
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.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
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.Unless otherwise defined, all terms, including technical or scientific terms, used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same reference numerals are assigned to the same or corresponding components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a wireless power transmission/reception system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선 전력 송수신 시스템은 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다. 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 안테나에 전기 에너지를 인가하고, 송신 안테나는 전기 에너지를 전자기 에너지로 변환하여 주변으로 방사한다. 무선 전력 수신 장치(200)는 송신 안테나로부터 방사된 전자기 에너지를 수신 안테나를 이용하여 수신하고, 이를 전기 에너지로 변환하여 충전한다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission/reception system includes a wireless power transmission apparatus 100 and a wireless power reception apparatus 200. The apparatus 100 for transmitting power wirelessly applies electrical energy to a transmit antenna, and the transmit antenna converts the electrical energy into electromagnetic energy and radiates it to the surroundings. The wireless power receiving apparatus 200 receives electromagnetic energy radiated from a transmitting antenna using a receiving antenna, converts it into electric energy, and charges it.
여기서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 예를 들면 송신 패드(pad)이다. 그리고, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등의 일부 구성일 수 있다. 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등은 무선 전력 수신 장치(200)만을 포함하거나, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 모두 포함하도록 설정될 수 있다.Here, the wireless power transmission device 100 is, for example, a transmission pad. In addition, the wireless power receiving apparatus 200 may be a part of a mobile terminal to which a wireless power transmission/reception technology is applied, a home/personal electronic product, and a transportation means. Portable terminals, home/personal electronic products, and transportation means to which wireless power transmission/reception technology is applied include only the wireless power receiving device 200, or include both the wireless power transmitting device 100 and the wireless power receiving device 200. Can be set.
한편, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송수신(Wireless Power Conversion, WPC) 기능과 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 기능을 동시에 가지는 모듈을 포함하도록 구성될 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(200)는 NFC 모듈을 포함하는 외부 장치(300)와 근거리 무선 통신을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the wireless power receiving apparatus 200 may be configured to include a module having a wireless power conversion (WPC) function and a near field communication (NFC) function at the same time. In this case, the wireless power receiving device 200 may perform short-range wireless communication with an external device 300 including an NFC module.
도 2는 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a part of a wireless power transmission device, and FIG. 3 is a diagram illustrating a part of a wireless power reception device.
도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 회로(미도시), 연자성 코어(110), 송신 코일(120) 및 영구 자석(130)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the wireless power transmission apparatus 100 includes a transmission circuit (not shown), a soft magnetic core 110, a transmission coil 120, and a permanent magnet 130.
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.The soft magnetic core 110 may be made of a soft magnetic material having a thickness of several mm. In addition, the permanent magnet 130 may be surrounded by the transmitting coil 120. Here, the permanent magnet 130 is not an essential configuration, and may be omitted according to specifications.
도 3을 참조하면, 무선 전력 송신 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.Referring to FIG. 3, the apparatus 200 for transmitting power wirelessly includes a receiving circuit (not shown), a soft magnetic layer 210 and a receiving coil 220. The soft magnetic layer 210 may be stacked on a substrate (not shown). The substrate may be formed of several layers of fixing sheets, and may be bonded to the soft magnetic layer 210 to fix the soft magnetic layer 210.
연자성층(210)은 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일(120)로부터 방사되는 전자기 에너지를 집속한다.The soft magnetic layer 210 focuses electromagnetic energy radiated from the transmission coil 120 of the wireless power transmission device 100.
연자성층(210)은 금속 재료 또는 페라이트(ferrite) 소재로 이루어질 수 있으며, 연자성층(210)은 소결체(pellet), 플레이트(plate), 리본, 호일(foil), 필름(film) 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 연자성층(210)은 Ni-Zn 계 또는 Mn-Zn 계 페라이트를 포함하는 시트, 리본, 호일 또는 필름일 수 있다. 다른 예로, 연자성층(210)은 Fe, Co, Ni 중 적어도 하나를 포함하는 단일 금속 또는 합금 분말 플레이크 및 고분자 수지를 포함하는 컴포지트 형태일 수 있다. 또 다른 예로, 연자성층(210)은 Fe, Co, Ni 중 적어도 하나를 포함하는 금속 리본, 합금 리본, 적층 리본, 호일 또는 필름일 수 있다. The soft magnetic layer 210 may be made of a metal material or a ferrite material, and the soft magnetic layer 210 is in various forms such as a sintered body (pellet), a plate, a ribbon, a foil, a film, etc. Can be implemented as For example, the soft magnetic layer 210 may be a sheet, ribbon, foil, or film including Ni-Zn-based or Mn-Zn-based ferrite. As another example, the soft magnetic layer 210 may be in a composite form including a single metal or alloy powder flake including at least one of Fe, Co, and Ni, and a polymer resin. As another example, the soft magnetic layer 210 may be a metal ribbon, an alloy ribbon, a laminated ribbon, a foil, or a film including at least one of Fe, Co, and Ni.
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. A receiving coil 220 is stacked on the soft magnetic layer 210. The receiving coil 220 may be wound on the soft magnetic layer 210 in a direction parallel to the soft magnetic layer 210. For example, a receiving antenna applied to a smartphone may be in the form of a spiral coil within an outer diameter of 50 mm and an inner diameter of 20 mm or more. The receiving circuit converts electromagnetic energy received through the receiving coil 220 into electrical energy, and charges the converted electrical energy into a battery (not shown).
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. Although not shown, a heat dissipation layer may be further included between the soft magnetic layer 210 and the receiving coil 220. In this specification, the substrate, the soft magnetic layer 210 and the receiving coil 220 may be referred to as a receiving antenna.
무선 전력 수신 장치(200)가 WPC 기능과 NFC 기능을 동시에 가지는 경우, 연자성층(210) 상에는 NFC 코일(230)이 더 적층될 수 있다. NFC 코일(230)은 수신 코일(220)의 바깥을 둘러싸도록 형성될 수 있다.When the wireless power receiving device 200 has the WPC function and the NFC function at the same time, the NFC coil 230 may be further stacked on the soft magnetic layer 210. The NFC coil 230 may be formed to surround the outside of the receiving coil 220.
그리고, 수신 코일(220)과 NFC 코일(230) 각각은 단자(240)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, each of the receiving coil 220 and the NFC coil 230 may be electrically connected through a terminal 240.
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 고주파에서 자기 손실이 큰 문제가 있다.When the soft magnetic layer 210 is a sheet containing ferrite, the magnetic permeability is good, but there is a limitation in thickness due to high temperature firing and limitations of magnetic flux density. In addition, when the soft magnetic layer 210 is a composite sheet including metal powder and a polymer resin, there is a problem in that the permeability is lowered due to the polymer resin. On the other hand, when the soft magnetic layer 210 is a metal ribbon, high magnetic permeability and magnetic flux density can be obtained with a thin thickness. However, the metal ribbon has a problem of large magnetic loss at high frequencies.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 연자성층(210)으로 금속 리본을 사용하되, 금속 리본에 크랙을 형성하여 와전류 손실을 줄이고자 한다.According to an embodiment of the present invention, a metal ribbon is used as the soft magnetic layer 210, but cracks are formed in the metal ribbon to reduce eddy current loss.
본 명세서에서, 금속 리본은 아토마이저(Atomizer) 등이 기법을 통하여 매우 얇은 박(foil)으로 제조된 비결정질 또는 결정질의 금속 또는 합금을 의미한다. 금속 리본의 두께는, 예를 들면 0.01mm 내지 0.04mm일 수 있다.In the present specification, the metal ribbon refers to an amorphous or crystalline metal or alloy manufactured into a very thin foil through a technique such as an atomizer. The thickness of the metal ribbon may be, for example, 0.01mm to 0.04mm.
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.When the metal ribbon is used as the soft magnetic layer 210 of the wireless power receiver 200, cracks are formed in the metal ribbon to reduce eddy current loss and improve transmission efficiency. However, when non-uniform cracks are formed in the metal ribbon, the effect of improving the transmission efficiency may be halved, and there is a problem that reliable results cannot be obtained due to non-uniform performance of the soft magnetic layer.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 금속 리본에 균일한 패턴의 크랙을 형성하여 연자성층의 전송 효율을 향상시키며, 성능을 균일화시키고자 한다.According to an embodiment of the present invention, a crack of a uniform pattern is formed on a metal ribbon to improve transmission efficiency of a soft magnetic layer and to uniformize performance.
도 4 내지 6은 본 발명의 실시예에 따른 연자성층의 상면도를 나타내며, 도 7 내지 9는 도 4 내지 6의 연자성층 각각에 대한 단면도를 나타낸다.4 to 6 are top views of a soft magnetic layer according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 9 are cross-sectional views of each of the soft magnetic layers of FIGS. 4 to 6.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 연자성층(210)에는 소정의 패턴으로 크랙(crack)이 형성되어 있다. 예를 들어, 소정의 패턴은 균일하게 형성된 제1 패턴(212) 및 제1 패턴(212)과 겹치지 않으며 균일하게 형성된 제2 패턴(214)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 to 6, cracks are formed in a predetermined pattern in the soft magnetic layer 210. For example, the predetermined pattern may include a uniformly formed first pattern 212 and a uniformly formed second pattern 214 without overlapping with the first pattern 212.
도 4를 참고하면, 제1 패턴(212)은 격자 형상이며, 제2 패턴(214)은 격자 형상 내에 형성된 원형 형상일 수 있다.Referring to FIG. 4, the first pattern 212 may have a grid shape, and the second pattern 214 may have a circular shape formed in the grid shape.
도 5를 참고하면, 제1 패턴(212)은 격자 형상이며, 제2 패턴은(214)은 격자 형상 내에 형성된 링 형상일 수 있다.Referring to FIG. 5, the first pattern 212 may have a lattice shape, and the second pattern 214 may have a ring shape formed in the lattice shape.
도 6을 참고하면, 제1 패턴(212)은 격자 형상이며, 제2 패턴(214)는 다각형 형상일 수 있다.Referring to FIG. 6, the first pattern 212 may have a grid shape, and the second pattern 214 may have a polygonal shape.
도 7 내지 도 9를 참고하면, 제1 패턴(212)과 제2 패턴(214)은 연자성층(210)을 기준으로 상하 방향으로 구별될 수 있다. 즉, 제1 패턴(212)은 연자성층(210)의 평면(216)을 기준으로 아래 방향에 형성되며, 제2 패턴(214)은 연자성층(210)의 평면(216)을 기준으로 위 방향에 형성될 수 있다.7 to 9, the first pattern 212 and the second pattern 214 may be distinguished in the vertical direction based on the soft magnetic layer 210. That is, the first pattern 212 is formed in a downward direction with respect to the plane 216 of the soft magnetic layer 210, and the second pattern 214 is in an upward direction with respect to the plane 216 of the soft magnetic layer 210 Can be formed in
제1 패턴(212)과 제2 패턴(214)이 연자성층(210)을 기준으로 상하 방향으로 구별되는 경우, 기판(200)과 연자성층(210) 사이에는 연자성층(210)을 지지하는 지지대(미도시)가 더 포함될 수 있다. 지지대는 접착 성능을 가지는 소재를 포함할 수 있다.When the first pattern 212 and the second pattern 214 are separated in the vertical direction based on the soft magnetic layer 210, a support for supporting the soft magnetic layer 210 between the substrate 200 and the soft magnetic layer 210 (Not shown) may be further included. The support may include a material having adhesive properties.
도 4 내지 9의 제1 패턴(212)과 제2 패턴(214)의 형상 및 위치는 예시에 지나지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. The shapes and positions of the first pattern 212 and the second pattern 214 of FIGS. 4 to 9 are only examples, and may be variously modified.
이와 같이, 무선 전력 수신 장치의 연자성층으로 사용되는 금속 리본에 균일한 패턴을 형성함으로써, 와전류 손실을 줄이며, 균일하고 예측 가능한 전송 효율을 얻을 수 있다.As described above, by forming a uniform pattern on the metal ribbon used as the soft magnetic layer of the wireless power receiver, eddy current loss can be reduced and uniform and predictable transmission efficiency can be obtained.
본 발명의 실시예에 따르면, 금속 리본에 균일한 패턴의 크랙을 형성하기 위하여 가압 방식 또는 롤링 방식을 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a pressing method or a rolling method may be used to form cracks in a uniform pattern on the metal ribbon.
도 10 내지 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 가압 방식으로 금속 리본에 크랙을 형성하는 예를 나타낸다.10 to 12 show examples of forming a crack in a metal ribbon by a pressing method according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, 가공 전의 금속 리본(1000)을 상부 틀(1010)과 하부 틀(1020) 사이에 적층한 후 가압하면, 금속 리본(1000)에는 상부 틀(1010)의 패턴 및 하부 틀(1020)의 패턴에 따른 크랙이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10, when the metal ribbon 1000 before processing is stacked between the upper frame 1010 and the lower frame 1020 and then pressed, the pattern of the upper frame 1010 and the lower frame ( Cracks according to the pattern of 1020) may be formed.
도 11은 상부 틀(1010) 및 하부 틀(1020) 중 하나의 패턴이 격자 형상이며, 나머지 패턴이 원형 형상인 예를 나타내며, 도 12는 상부 틀(1010)과 하부 틀(1020)이 서로 겹치지 않는 선형인 예를 나타낸다.FIG. 11 shows an example in which one of the upper frame 1010 and the lower frame 1020 is in a grid shape and the other pattern is in a circular shape, and FIG. 12 shows an example in which the upper frame 1010 and the lower frame 1020 do not overlap It shows a linear example.
이때, 상부 틀(1010)과 하부 틀(1020)의 날의 모양은 도 13에 예시된 바와 같이 원형(a), 삼각형(b), 사각형(c), 사다리꼴(d) 등의 다양한 형상일 수 있다. 날의 모양에 따라 형성되는 크랙의 모양 등이 달라질 수 있다.At this time, the shapes of the blades of the upper frame 1010 and the lower frame 1020 may be various shapes such as a circle (a), a triangle (b), a square (c), and a trapezoid (d), as illustrated in FIG. 13. have. The shape of the crack formed may vary depending on the shape of the blade.
도 10 내지 12의 가압 공정은 25 내지 200℃ 10 내지 3000Pa 조건 하에서 10분 이하로 행해질 수 있다.The pressing process of FIGS. 10 to 12 may be performed in 10 minutes or less under the conditions of 25 to 200°C and 10 to 3000Pa.
도 14 내지 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 방식으로 금속 리본에 크랙을 형성하는 예를 나타낸다.14 to 15 show examples of forming a crack in a metal ribbon by a pressing method according to another embodiment of the present invention.
도 14 내지 15를 참고하면, 가공 전의 금속 리본(1400)을 하부 틀(1410) 상에 적층한 후, 중간 틀(1420)과 상부 틀(1430)을 이용하여 가압하면, 금속 리본(1400)에는 하부 틀(1410), 중간 틀(1420) 및 상부 틀(1430)의 패턴에 따른 크랙이 형성될 수 있다.14 to 15, the metal ribbon 1400 before processing is stacked on the lower frame 1410 and then pressed using the middle frame 1420 and the upper frame 1430, the metal ribbon 1400 Cracks according to the patterns of the lower frame 1410, the middle frame 1420, and the upper frame 1430 may be formed.
도 14 내지 15의 가압 공정은 25 내지 200℃ 10 내지 3000Pa 조건 하에서 10분 이하로 행해질 수 있다.The pressing process of FIGS. 14 to 15 may be performed in 10 minutes or less under the conditions of 25 to 200°C and 10 to 3000Pa.
도 10 내지 15와 같은 가압 방식에서, 단층의 금속 리본 또는 다층의 금속 리본을 적층하여 크랙을 형성할 수 있다.In the pressing method as shown in FIGS. 10 to 15, cracks may be formed by laminating a single-layer metal ribbon or a multi-layer metal ribbon.
도 16 내지 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 롤링 방식으로 금속 리본에 크랙을 형성하는 예를 나타낸다.16 to 19 show examples of forming cracks in a metal ribbon by a rolling method according to an embodiment of the present invention.
도 16 내지 19를 참고하면, 가공 전의 금속 리본을 두 개의 롤러 또는 롤러와 틀 사이에 적층한 후 롤링(rolling)하면 롤러 및 틀의 패턴에 따른 크랙이 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 16 to 19, when the metal ribbon before processing is stacked between two rollers or between a roller and a frame and then rolled, cracks according to the pattern of the roller and the frame may be formed.
도 16은 평평한 틀(1610) 위에 가공 전의 금속 리본(1600)을 적층하고 패턴을 가진 롤러(1620)를 이용하여 롤링하는 예를 나타낸다.16 shows an example in which a metal ribbon 1600 before processing is stacked on a flat frame 1610 and rolled using a roller 1620 having a pattern.
도 17은 패턴을 가진 틀(1710) 위에 가공 전의 금속 리본(1700)을 적층하고 패턴을 가진 롤러(1720)를 이용하여 롤링하는 예를 나타낸다.FIG. 17 shows an example in which a metal ribbon 1700 before processing is stacked on a frame 1710 having a pattern and then rolled using a roller 1720 having a pattern.
도 18은 패턴을 가진 틀(1810) 위에 가공 전의 금속 리본(1800)을 적층하고 평평한 롤러(1820)를 이용하여 롤링하는 예를 나타낸다.18 shows an example in which a metal ribbon 1800 before processing is stacked on a frame 1810 having a pattern and rolled using a flat roller 1820.
도 19는 패턴을 가진 하부 틀(1910)과 패턴을 가진 상부 틀(1920) 사이에 가공 전의 금속 리본(1900)을 두고 롤링하는 예를 나타낸다.19 shows an example in which a metal ribbon 1900 before processing is placed between the lower frame 1910 having the pattern and the upper frame 1920 having the pattern and rolled.
도 16 내지 19의 롤링 공정은 25 내지 200℃ 10 내지 3000Pa 조건 하에서 10분 이하로 행해질 수 있다.The rolling process of FIGS. 16 to 19 may be performed in 10 minutes or less under the conditions of 25 to 200°C and 10 to 3000Pa.
이와 같이, 무선 전력 수신 장치의 연자성층으로 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.In this way, by using a metal ribbon in which a crack is formed as a soft magnetic layer of the wireless power receiver, the permeability and saturation magnetism can be increased, and eddy current loss can be reduced. In addition, by forming cracks in a uniform pattern on the metal ribbon, transmission efficiency can be increased, and uniform and predictable performance can be obtained.
표 1은 크랙이 형성되지 않은 금속 리본을 연자성층으로 사용한 경우와 도 10 내지 19와 같은 가압 방식 또는 롤링 방식으로 소정의 패턴의 크랙이 형성된 금속 리본을 연자성층으로 사용한 경우의 전송 효율의 성능을 비교한 표이다.Table 1 shows the performance of transmission efficiency when a metal ribbon in which cracks are not formed is used as a soft magnetic layer and a metal ribbon in which a predetermined pattern of cracks is formed by a pressing method or rolling method as shown in Figs. This is a comparison table.
TypeType 금속 리본(크랙 없음)Metal ribbon (no cracks) 금속 리본(크랙 있음)Metal ribbon (with cracks)
A1A1 48.89%48.89% 56~58%56~58%
A11A11 64.24%64.24% 65~69%65-69%
표 1을 참고하면, 무선 전력 송신 장치에 영구 자석이 포함되는 A1 유형 및 영구 자석이 포함되지 않는 A11 유형 모두, 균일한 패턴의 크랙이 형성된 금속 리본을 연자성층으로 이용하는 경우 전송 효율이 우수함을 알 수 있다.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.Referring to Table 1, it is known that transmission efficiency is excellent when a metal ribbon with a crack formed in a uniform pattern is used as a soft magnetic layer for both the A1 type with permanent magnet and the A11 type without permanent magnet in the wireless power transmitter. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. It will be appreciated that it can be modified and changed.
200: 무선 전력 수신 장치
210: 연자성층
220: 수신 안테나
230: NFC 코일
200: wireless power receiving device
210: soft magnetic layer
220: receiving antenna
230: NFC coil

Claims (15)

  1. 제 1 Fe계 금속 리본층; 및
    상기 제 1 Fe계 금속 리본층 상에 배치된 제 2 Fe계 금속 리본층;을 포함하고,
    상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면에 투자율을 조절하도록 크랙영역이 형성되고,
    상기 크랙영역은,
    제1 중심크랙, 및 상기 제1 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제1 방사크랙을 포함하는 제1 크랙패턴; 및
    상기 제1 크랙패턴의 주변에 형성된 복수의 크랙패턴;을 포함하고,
    상기 복수의 크랙패턴은,
    상기 제1 중심크랙을 중심으로 제1 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제2 크랙패턴 및 제3 크랙패턴;
    상기 제1 중심크랙을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제4 크랙패턴 및 제5 크랙패턴; 및
    곡률을 포함하도록 형성된 복수의 주변크랙을 포함하고,
    상기 제2 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제2 중심크랙 및 상기 제2 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제2 방사크랙을 포함하고,
    상기 제3 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제3 중심크랙 및 상기 제3 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제3 방사크랙을 포함하고,
    상기 제4 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제4 중심크랙 및 상기 제4 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제4 방사크랙을 포함하고,
    상기 제5 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제5 중심크랙 및 상기 제5 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제5 방사크랙을 포함하고,
    상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 내지 제5 중심크랙과 이격되고,
    상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 중심크랙과 상기 제2 중심크랙 사이 및
    상기 제1 중심크랙과 상기 제3 중심크랙 사이에 배치된 연자성 시트.
    A first Fe-based metal ribbon layer; And
    Including; a second Fe-based metal ribbon layer disposed on the first Fe-based metal ribbon layer,
    A crack region is formed on at least one surface of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer to adjust the permeability,
    The crack area,
    A first crack pattern including a first central crack and a plurality of first radiation cracks extending to radiate from the first central crack; And
    Including; a plurality of crack patterns formed around the first crack pattern,
    The plurality of crack patterns,
    A second crack pattern and a third crack pattern respectively disposed to be spaced apart at predetermined intervals along a first direction around the first central crack;
    A fourth crack pattern and a fifth crack pattern respectively arranged to be spaced apart at predetermined intervals along a second direction crossing the first direction with respect to the first central crack; And
    Includes a plurality of peripheral cracks formed to include curvature,
    The second crack pattern includes a second central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of second radiation cracks extending to radiate from the second central crack,
    The third crack pattern includes a third central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of third radiation cracks extending to radiate from the third central crack,
    The fourth crack pattern includes a fourth central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of fourth radiation cracks extending to radiate from the fourth central crack,
    The fifth crack pattern includes a fifth central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of fifth radiation cracks extending to be radiated from the fifth central crack,
    The plurality of peripheral cracks are spaced apart from the first to fifth central cracks,
    The plurality of peripheral cracks are between the first central crack and the second central crack, and
    A soft magnetic sheet disposed between the first central crack and the third central crack.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 주변크랙은,
    상기 제1 중심크랙과 상기 제4 중심크랙 사이 및
    상기 제1 중심크랙과 상기 제5 중심크랙 사이에 더 배치된 연자성 시트.
    The method of claim 1,
    The plurality of peripheral cracks,
    Between the first central crack and the fourth central crack, and
    A soft magnetic sheet further disposed between the first central crack and the fifth central crack.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 중심크랙을 중심으로 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 제3 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제6 크랙패턴 및 제7 크랙패턴을 더 포함하고,
    상기 제6 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제6 중심크랙 및 상기 제6 중심크랙으로부터 방사되는 복수의 제6 방사크랙을 포함하고,
    상기 제7 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제7 중심크랙 및 상기 제7 중심크랙으로부터 방사되는 복수의 제7 방사크랙을 포함하는 연자성 시트.
    The method of claim 2,
    Further comprising a sixth crack pattern and a seventh crack pattern respectively disposed so as to be spaced apart at a predetermined interval along a third direction between the first direction and the second direction around the first central crack,
    The sixth crack pattern includes a sixth central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of sixth radial cracks radiated from the sixth central crack,
    The seventh crack pattern is a soft magnetic sheet comprising a seventh central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of seventh radiation cracks radiated from the seventh central crack.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 주변크랙은,
    상기 제1 중심크랙과 상기 제6 중심크랙 사이 및
    상기 제1 중심크랙과 상기 제7 중심크랙 사이에 더 배치된 연자성 시트.
    The method of claim 3,
    The plurality of peripheral cracks,
    Between the first central crack and the sixth central crack, and
    A soft magnetic sheet further disposed between the first central crack and the seventh central crack.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 중심크랙과 상기 제2 중심크랙 간의 거리 또는 상기 제1 중심크랙과 상기 제4 중심크랙간의 거리는 상기 제1 중심크랙과 상기 제6 중심크랙 간의 거리보다 큰 연자성 시트.
    The method of claim 4,
    A soft magnetic sheet in which a distance between the first central crack and the second central crack or a distance between the first central crack and the fourth central crack is greater than a distance between the first central crack and the sixth central crack.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 방사크랙 중 적어도 하나는 서로 이웃하는 크랙패턴의 방사크랙 중 어느 하나와 연결된 연자성 시트.
    The method of claim 1,
    At least one of the first to fifth radiation cracks is a soft magnetic sheet connected to any one of radiation cracks of a crack pattern adjacent to each other.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면과 높이가 상이한 연자성 시트.
    The method of claim 4,
    A portion of the crack region is a soft magnetic sheet having a different height from a surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면으로부터 돌출된 영역을 포함하는 연자성 시트.
    The method of claim 7,
    A portion of the crack region is a soft magnetic sheet including a region protruding from a surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면으로부터 함몰된 영역을 포함하는 연자성 시트.
    The method of claim 7,
    A portion of the crack region is a soft magnetic sheet including a region recessed from the surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 크랙영역의 일부는 상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나의 표면으로부터 분할된 복수의 분할 리본을 포함하는 연자성 시트.
    The method of claim 7,
    A portion of the crack region is a soft magnetic sheet including a plurality of divided ribbons divided from the surface of at least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층의 두께는 각각 0.01mm 내지 0.04mm인 연자성 시트.
    The method of claim 1,
    Each of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer has a thickness of 0.01mm to 0.04mm.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 주변크랙의 적어도 일부는 원형 또는 다각형 형상을 포함하는 연자성 시트.
    The method of claim 1,
    At least a portion of the plurality of peripheral cracks is a soft magnetic sheet including a circular or polygonal shape.
  13. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제 1 Fe계 금속 리본층 및
    상기 제 1 Fe계 금속 리본층 상에 배치된 제 2 Fe계 금속 리본층을 포함하는 연자성층;
    상기 연자성층 상에 배치된 무선충전용 코일 및 상기 무선충전용 코일의 바깥을 둘러싸도록 배치된 NFC 코일;
    상기 무선충전용 코일로부터 수신된 전자기 에너지를 전기에너지로 변환하는 수신 회로; 및
    상기 수신 회로로부터 변환된 전기 에너지를 저장하는 배터리;를 포함하고,
    상기 제 1 Fe계 금속 리본층 및 상기 제 2 Fe계 금속 리본층 중 적어도 하나는 투자율을 조절하도록 표면에 형성된 크랙영역을 포함하고,
    상기 크랙영역은,
    제1 중심크랙, 및 상기 제1 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제1 방사크랙을 포함하는 제1 크랙패턴; 및
    상기 제1 크랙패턴의 주변에 형성된 복수의 크랙패턴;을 포함하고,
    상기 복수의 크랙패턴은,
    상기 제1 중심크랙을 중심으로 제1 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제2 크랙패턴 및 제3 크랙패턴;
    상기 제1 중심크랙을 중심으로 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 각각 배치된 제4 크랙패턴 및 제5 크랙패턴; 및
    곡률을 포함하도록 형성된 복수의 주변크랙;을 포함하고,
    상기 제2 크랙패턴은 상기 제1 중심크랙과 이격된 제2 중심크랙 및 상기 제2 중심크랙으로부터 방사되도록 연장된 복수의 제2 방사크랙을 포함하고,
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    상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 내지 제5 중심크랙과 이격되고,
    상기 복수의 주변크랙은 상기 제1 중심크랙과 상기 제2 중심크랙 사이 및
    상기 제1 중심크랙과 상기 제3 중심크랙 사이에 배치된 휴대단말.
    Board;
    A first Fe-based metal ribbon layer disposed on the substrate, and
    A soft magnetic layer including a second Fe-based metal ribbon layer disposed on the first Fe-based metal ribbon layer;
    A wireless charging coil disposed on the soft magnetic layer and an NFC coil disposed to surround the outside of the wireless charging coil;
    A receiving circuit for converting electromagnetic energy received from the wireless charging coil into electric energy; And
    Including; a battery for storing the electric energy converted from the receiving circuit,
    At least one of the first Fe-based metal ribbon layer and the second Fe-based metal ribbon layer includes a crack region formed on the surface to adjust the permeability,
    The crack area,
    A first crack pattern including a first central crack and a plurality of first radiation cracks extending to radiate from the first central crack; And
    Including; a plurality of crack patterns formed around the first crack pattern,
    The plurality of crack patterns,
    A second crack pattern and a third crack pattern respectively disposed to be spaced apart at predetermined intervals along a first direction around the first central crack;
    A fourth crack pattern and a fifth crack pattern respectively arranged to be spaced apart at predetermined intervals along a second direction crossing the first direction with respect to the first central crack; And
    Includes; a plurality of peripheral cracks formed to include a curvature,
    The second crack pattern includes a second central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of second radiation cracks extending to radiate from the second central crack,
    The third crack pattern includes a third central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of third radiation cracks extending to radiate from the third central crack,
    The fourth crack pattern includes a fourth central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of fourth radiation cracks extending to radiate from the fourth central crack,
    The fifth crack pattern includes a fifth central crack spaced apart from the first central crack and a plurality of fifth radiation cracks extending to be radiated from the fifth central crack,
    The plurality of peripheral cracks are spaced apart from the first to fifth central cracks,
    The plurality of peripheral cracks are between the first central crack and the second central crack, and
    A portable terminal disposed between the first central crack and the third central crack.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 주변크랙의 적어도 일부는 원형 또는 다각형 형상을 포함하는 휴대단말.
    The method of claim 13,
    At least a portion of the plurality of peripheral cracks has a circular or polygonal shape.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 연자성층과 인접하여 배치된 방열층을 더 포함하는 휴대단말.
    The method of claim 13,
    A mobile terminal further comprising a heat dissipation layer disposed adjacent to the soft magnetic layer.
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