KR102348415B1 - 무선전력 전송모듈 - Google Patents

Abstract

무선전력 전송모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선전력 전송모듈은 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제1평판형코일과, 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 상기 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제2평판형코일을 포함하는 안테나유닛; 및 상기 안테나유닛에서 발생하는 자기장을 차폐하는 차폐시트;를 포함하고, 상기 제1평판형코일의 패턴부와 상기 제2평판형코일의 패턴부는 상기 중심점에서 외측방향을 따라 교번적으로 배열되면서 서로 겹쳐지지 않도록 배치되며, 상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일 각각은 2층 이상의 다층으로 형성된 다층코일이다.

Description

무선전력 전송모듈{wireless power transfer module}

본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무선전력 전송모듈에 관한 것이다.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기에 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다.

이와 같이 무선전력 전송기술은 충전시 별도의 유선케이블을 사용할 필요가 없어 매우 편리하므로 다양한 전자기기에 적용하려는 시도가 계속해서 이루어지고 있다. 그러나, 이와 같은 무선전력 전송기술은 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈이 서로 정렬된 상태에서만 원활한 전력전송이 이루어진다.

즉, 무선전력 송신모듈에 포함된 송신용 안테나와 무선전력 수신모듈에 포함된 수신용 안테나의 중심점이 서로 일치한 상태에서 좋은 충전효율을 얻을 수 있으며, 수신용 안테나와 송신용 안테나의 중심이 편심되는 경우 충전효율이 떨어지는 문제가 있다. 특히, 수신용 안테나의 중심과 송신용 안테나의 중심 간의 편심거리가 증가할수록 충전효율이 급격하게 떨어지는 문제가 있다.

이에 따라, 사용자는 항상 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈을 정렬상태 또는 정렬상태와 동등한 수준의 상태로 정렬시켜야 하므로 사용상의 불편함이 존재하였다.

KR 10-1325551 B1

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 수신용 안테나의 중심과 송신용 안테나의 중심간의 편심거리가 증가하더라도 요구되는 충전효율을 만족할 수 있는 무선전력 전송모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 수신용 안테나와 송신용 안테나의 편심 방향과 상관없이 요구되는 충전효율을 만족할 수 있는 무선전력 전송모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제1평판형코일과, 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 상기 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제2평판형코일을 포함하는 안테나유닛; 및 상기 안테나유닛에서 발생하는 자기장을 차폐하는 차폐시트;를 포함하고, 상기 제1평판형코일의 패턴부와 상기 제2평판형코일의 패턴부는 상기 중심점에서 외측방향을 따라 교번적으로 배열되면서 서로 겹쳐지지 않도록 배치되며, 상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일 각각은 2층 이상의 다층으로 형성된 다층코일인 무선전력 전송모듈을 제공한다.

또한, 상기 제1평판형코일의 패턴부는 상기 제2평판형코일의 패턴부와 서로 밀착될 수 있다.

또한, 상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일은 각각의 평판형코일에서 발생하는 자기장이 보강될 수 있도록 각각의 패턴부를 따라 흐르는 전류의 흐름 방향이 서로 동일한 방향일 수 있다.
또한, 상기 중심점으로부터 외측 방향을 따라 교번적으로 배열되는 제1평판형코일의 패턴부 개수와 제2평판형코일의 패턴부 개수를 합한 전체개수는 상기 중심점을 기준으로 반경방향에 대하여 각도에 상관없이 동일한 개수일 수 있다.

삭제

또한, 상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일은 중심점이 서로 일치하도록 동일면에 배치되고, 상기 동일면은 상기 차폐시트의 일면일 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 평판형코일은 서로 동일한 형상일 수 있다.

또한, 상기 제1평판형코일의 패턴부 사이에 형성된 간격은 상기 제2평판형코일의 패턴부를 구성하는 도전성부재의 직경과 동일하거나 더 큰 크기를 가질 수 있다.

또한, 상기 안테나유닛은 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 상기 중심점을 중심으로 일방향으로 권선된 제3평판형코일을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1평판형코일의 패턴부, 제2평판형코일의 패턴부 및 제3평판형코일의 패턴부는 상기 중심점에서 외측방향을 따라 교번적으로 배열되면서 서로 겹쳐지지 않도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일은 2층 이상의 다층으로 형성된 평판형코일일 수 있다.

또한, 상기 차폐시트는 비정질 리본 시트, 페라이트 시트 및 폴리머 시트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수신용 안테나의 중심과 송신용 안테나의 중심간의 편심거리가 증가하더라도 요구되는 충전효율을 만족할 수 있음으로서 충전자유도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수신용 안테나와 송신용 안테나의 정렬시 편심거리가 동일한 경우 편심 방향과 상관없이 모든 방향에서 동등한 수준의 충전효율을 만족할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 나타낸 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈에 적용될 수 있는 코일간의 전기적 연결관계를 나타낸 도면으로서, 도 2a 및 도 2b는 두 개의 코일이 직렬연결된 경우를 나타낸 도면이고, 도 2c는 두 개의 코일이 병렬연결된 경우를 나타낸 도면,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈에 적용될 수 있는 평판형코일의 다양한 형상을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈의 평판형코일과 매칭되는 다른 안테나의 정렬관계를 개념적으로 설명하기 위하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 도면으로서, 중심점이 편심된 비정렬 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈의 평판형코일과 매칭되는 다른 안테나의 정렬관계(편심거리)에 따른 충전효율을 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈에 적용될 수 있는 다른 형태의 안테나유닛을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈에 적용될 수 있는 또 다른 형태의 안테나유닛을 나타낸 도면, 그리고,
도 8은 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈에 적용될 수 있는 또 다른 형태의 안테나유닛을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈(100)은 전원인가시 자기장을 발생시켜 전력을 무선으로 송출하거나 무선 전력을 수신하기 위한 것으로, 무선전력을 송출하기 위한 송신모듈로 구현될 수도 있고 무선전력 송신모듈로부터 송출된 무선 전력신호를 수신하기 위한 무선전력 수신모듈로 구현될 수 있다.

여기서, 상기 무선전력 수신모듈은 충전이 필요한 충전대상물에 내장될 수 있으며, 무선전력 수신모듈이 내장된 충전대상물이 무선전력 송신모듈의 상부측에 배치되는 경우 상기 무선전력 송신모듈로부터 송출된 무선전력을 이용함으로써 상기 충전대상물에 포함된 배터리를 충전할 수 있다.

더불어, 상기 충전대상물은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기일 수 있고, 자동차나 드론 등과 같은 이동체일 수도 있다. 그러나 상기 충전대상물을 이에 한정하는 것은 아니며 무선 전력 방식을 이용하여 배터리를 충전하거나 송출되는 무선전력을 구동전원으로 사용할 수 있는 것이라면 모두 적용될 수 있다.

이와 같은 무선전력 전송모듈(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 안테나유닛 및 차폐시트(120)를 포함한다.

상기 안테나유닛은 소정의 주파수 대역을 이용하여 무선 전력을 전송하기 위한 것으로, 일정길이를 갖는 도전성부재가 중심점(O1)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 복수 회 권선된 평판형코일(111,112)로 구성될 수 있다.

본 발명에서, 상기 평판형코일(111,112)은 코일몸체가 도 1에 도시된 바와 같이 원형의 형태일 수도 있고, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 정사각형 또는 직사각형과 같은 사각형상이거나 타원형일 수도 있다. 또한, 상기 도전성부재는 한 가닥으로 이루어질 수도 있고, 복수 개의 가닥이 길이방향을 따라 꼬인형태일 수도 있다. 그러나, 상기 코일몸체의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 무선전력 전송용 안테나로 사용될 수 있는 공지의 다양한 형상이 모두 적용될 수 있다. 더불어, 상기 안테나유닛은 회로기판의 적어도 일면에 동박 등과 같은 전도체를 루프 형태로 패터닝하거나 전도성 잉크를 사용하여 루프 형상의 금속 패턴으로 형성된 안테나패턴일 수도 있다.

또한, 상기 안테나유닛은 전자기 유도 현상에 기초한 유도결합 방식 또는 자기공진 방식을 통하여 전력을 송출할 수 있으며, 100~350kHz의 주파수 대역에서 자기유도 방식으로 작동하는 Qi 규격 또는 PMA 규격의 안테나일 수도 있고, 6.78MHz에서 자기공진방식으로 작동하는 A4WP 규격의 안테나일 수도 있으며, Qi 규격, PMA 규격 및 A4WP 규격 중 적어도 2개 이상이 서로 조합된 형태일 수도 있다.

이하에서는, 설명의 편의상 상기 안테나유닛이 평판형코일(111,112)로 구성되는 것으로 설명하기로 하며, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100)이 무선전력 송신모듈로 구현되는 것으로 설명하기로 한다.

이때, 본 발명에 적용되는 안테나유닛은 복수 개의 평판형코일(111,112)로 구성될 수 있으며, 상기 복수 개의 평판형코일(111,112)은 중심점(O1)이 서로 일치하도록 동일면 상에 배치될 수 있다.

일례로, 상기 복수 개의 평판형코일(111,112)은 상기 중심점(O1)을 중심으로 권선되는 제1평판형코일(111)과 제2평판형코일(112)을 포함할 수 있고, 상기 제1평판형코일(111)과 제2평판형코일(112)의 중심점(O1)은 서로 일치하도록 배치될 수 있다.

더불어, 상기 제1,2평판형코일(111,112)은 각각의 패턴부가 서로 이웃하는 패턴부와 서로 간격을 갖도록 일방향으로 형성될 수 있으며, 상기 제2평판형코일(112)은 각각의 패턴부가 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 형성된 간격에 위치하도록 상기 제1평판형코일(111)과 동일면 상에 배치될 수 있다.

이에 따라, 서로 동일면상에 배치되는 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)은 중심점에서 외측 방향을 따라 제2평판형코일(112)의 패턴부와 제1평판형코일(111)의 패턴부가 교번적으로 배열될 수 있다.

이때, 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 형성된 간격은 상기 제2평판형코일의 패턴부를 구성하는 도전성부재의 직경과 동일하거나 더 큰 크기를 가질 수 있다.

이에 따라, 서로 교번적으로 배열되는 제1평판형코일(111)의 패턴부와 제2평판형코일(112)의 패턴부는 서로 겹치지지 않을 수 있다. 일례로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 형성된 간격이 상기 제2평판형코일의 패턴부를 구성하는 도전성부재의 직경과 동일한 크기를 갖는 경우 교번적으로 배열되는 제1평판형코일(111)의 패턴부와 제2평판형코일(112)의 패턴부는 서로 밀착될 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 형성된 간격이 상기 제2평판형코일의 패턴부를 구성하는 도전성부재의 직경보다 더 큰 경우 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부와 교번적으로 배열되는 제2평판형코일(112)의 패턴부는 일측이 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부와 밀착되고 타측이 제1평판형코일(111)의 패턴부와 간격을 갖는 형태로 배치될 수도 있다.

더불어, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 형성된 간격이 상기 제2평판형코일의 패턴부를 구성하는 도전성부재의 직경보다 더 큰 경우 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부와 교번적으로 배열되는 제2평판형코일(112)의 패턴부는 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부와 밀착되지 않도록 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 배치될 수도 있다.

또한, 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)은 전원인가시 전류의 흐름방향이 동일한 방향이 되도록 권선방향이 동일한 방향일 수 있으며, 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)은 서로 직렬연결되거나 병렬연결될 수 있다.

구체적으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 양단부 중 내측에 위치하는 단부는 상기 제2평판형코일(112)의 패턴부 양단부 중 외측에 위치하는 단부와 연결되는 방식을 통하여 제1평판형코일(111)과 제2평판형코일(112)이 서로 직렬연결될 수 있다.

이와는 다르게, 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)은 도 2c에 도시된 바와 같이 제1평판형코일(111)의 패턴부의 양단부와 제2평판형코일(112)의 패턴부의 양단부가 각각 다른 부품(일례로, 회로기판)과 각각 연결되는 방식을 통하여 서로 병렬연결될 수도 있다.

이를 통해, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100)은 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)에 전원이 공급되는 경우 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)에서 발생되는 자기장이 서로 동일한 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 제1평판형코일(111)에서 발생되는 자기장과 제2평판형코일(112)에서 발생되는 자기장이 서로 보강됨으로써 자속밀도가 증가될 수 있다.

이로 인해, 상기 무선전력 수신모듈의 근접시 무선전력 수신모듈에 포함된 무선전력 수신용 안테나(10)와 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점이 서로 정렬되지 않더라도 보다 넓은 범위에서 요구되는 충전효율을 만족할 수 있다.

더욱 자세하게는, 상기 무선전력 수신용 안테나(10)의 중심점(O2)이 상기 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점(O1) 직상부에 위치하는 정렬상태에서는 단일의 평판형코일로 이루어진 종래의 경우에 비하여 동등 수준 이상의 충전효율을 만족시킬 수 있다.

더불어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 무선전력 수신용 안테나(10)의 중심점(O2)과 상기 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점(O1)이 서로 편심된 비정렬 상태의 경우에도 단일의 평판형코일을 사용하던 종래에 비하여 상기 무선전력 수신용 안테나(10)의 중심점(O2)과 상기 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점(O2) 사이의 편심거리가 증가하더라도 편심거리에 따른 충전효율의 편차가 줄어들 수 있으며, 요구되는 충전효율을 만족하는 편심거리를 더욱 증가시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100)은 상기 무선전력 수신용 안테나(10)의 중심점(O2)과 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점(O1)이 서로 편심되더라도 전류인가시 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)에서 발생되는 자기장이 동일한 방향으로 형성되어 보강됨으로써 커플링에 의한 코일간의 결합계수를 높여줄 수 있으므로 요구되는 충전효율을 만족하는 편심거리를 증가시킬 수 있다.

이는, 도 5에 도시된 그래프로부터 확인할 수 있다.

도 5에서 실시예 1은 제1평판형코일(111)과 제2평판형코일(112)이 서로 직렬연결된 경우의 편심거리간 충전효율이고, 실시예 2는 제1평판형코일(111)과 제2평판형코일(112)이 서로 병렬연결된 경우의 편심거리간 충전효율이며, 종래는 일반적인 단일의 평판형코일을 사용한 경우의 편심거리간 충전효율이다.

즉, 도 5에서 확인할 수 있듯이, 단일의 평판형코일로 이루어진 종래의 경우에는 편심거리가 10mm 이내일 때에만 충전이 이루어지나, 본 발명에 따른 실시예의 경우에는 편심거리가 15mm까지 증가되더라도 대략 60% 이상의 충전효율을 구현할 수 있으며, 중심점이 일치하는 정렬상태의 충전효율 대비 편심된 비정렬상태에서 편심거리별 충전효율의 감소량이 종래에 비하여 상대적으로 작은 것을 확인할 수 있다.

다시 말하면, 안테나유닛을 본 발명의 형태로 구현하는 경우 요구되는 충전효율을 만족하면서도 편심거리를 증가시킬 수 있으며, 중심점이 일치한 정렬상태의 충전효율 대비 증가되는 편심거리별 충전효율의 감소량을 줄일 수 있음으로써 충전자유도를 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100)은 중심점(O1)으로부터 반경방향을 따라 교번적으로 배열되는 제1평판형코일(111)의 패턴부 개수와 제2평판형코일(112)의 패턴부 개수를 합한 전체개수가 중심점(O1)을 기준으로 반경방향에 대하여 각도에 상관없이 항상 동일한 전체개수를 갖도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 중심점(O1)을 기준으로 반경방향에 대하여 각도에 상관없이 항상 균일한 양의 자속밀도를 구현할 수 있다.

이를 위해, 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부의 전체길이는 상기 제2평판형코일(112)의 패턴부의 전체길이와 대략 동일한 길이를 가질 수도 있고(도 2a 및 도 2c참조), 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112) 중 어느 하나의 패턴부의 전체길이는 다른 하나의 패턴부 전체길이보다 상대적으로 더 긴 길이를 가질 수도 있다(도 2b 참조).

더불어, 중심점(O1)에 대하여 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부의 외측 단부 및 제2평판형코일(112)의 패턴부의 외측 단부와, 제1평판형코일(111)의 패턴부의 내측 단부 및 제2평판형코일(112)의 패턴부의 내측 단부가 서로 동일한 반지름 상에 위치할 수도 있고, 서로 다른 반지름 상에 위치할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100)은 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112) 이외에 적어도 하나의 다른 평판형코일(113)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 다른 평판형코일은 상기 제2평판형코일(112)과 동일한 방식으로 형성될 수 있고, 상기 제1평판형코일(111)과의 관계에서 상기 제2평판형코일(112)과 동일한 방식으로 배열될 수 있으며, 상기 다른 평판형코일의 전체개수는 설계조건에 따라 적절한 개수가 사용될 수 있다.

일례로, 도 6에 도시된 바와 같이 제2평판형코일(112)과 동일한 방식으로 형성되는 제3평판형코일(113)을 포함할 수 있으며, 상기 제3평판형코일(113)은 각각의 패턴부가 상기 제2평판형코일(112)의 패턴부와 마찬가지로 상기 제1평판형코일(111)의 패턴부 사이에 형성된 간격에 위치하도록 상기 제1평판형코일(111)과 동일면 상에 배치될 수 있다.

이에 따라, 서로 동일면상에 배치되는 제1평판형코일(111), 제2평판형코일(112) 및 제3평판형코일(113)은 중심점에서 외측 방향을 따라 제3평판형코일(113)의 패턴부, 제2평판형코일(112)의 패턴부 및 제1평판형코일(111)의 패턴부의 순서대로 교번적으로 배열된 형태일 수 있으며, 상기 제1평판형코일(111), 제2평판형코일(112) 및 제3평판형코일(113)은 전원인가시 전류의 흐름방향이 서로 동일한 방향을 이루도록 배치될 수 있다.

이를 통해, 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 제1평판형코일(111), 제2평판형코일(112) 및 제3평판형코일(113)에 전원이 공급되는 경우 상기 제1평판형코일(111), 제2평판형코일(112) 및 제3평판형코일(113)에서 발생되는 자기장은 서로 동일한 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 제1평판형코일(111), 제2평판형코일(112) 및 제3평판형코일(113)에서 발생되는 자기장은 서로 보강됨으로써 자속밀도를 더욱 증가시킬 수 있다.

다른 예로써, 본 발명에 적용될 수 있는 안테나유닛은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1평판형코일(111) 및 제2평판형코일(112)이 2층 이상의 다층으로 형성된 평판형코일로 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명의 안테나유닛에 적용되는 복수 개의 평판형코일(111,112)은 코일몸체가 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 적용되는 복수 개의 평판형코일은 중심점이 서로 일치하도록 배치됨과 더불어 코일몸체가 서로 동일한 형상을 가짐으로써 무선전력 수신용 안테나(10)의 중심점이 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점과 편심된 경우 편심방향과 상관없이 편심거리가 동일하다면 동일 또는 유사한 결합계수를 구현할 수 있다.

이로 인해, 상기 무선전력 수신용 안테나(10)의 편심방향이 다르더라도 편심거리가 동일한 경우 서로 동일하거나 동등한 수준의 충전효율을 구현할 수 있다.

다시 말하면, 무선전력 수신용 안테나(10)의 중심점이 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점(O1)과 편심된 경우 편심방향과 상관없이 편심거리가 동일하다면 무선전력 수신용 안테나(10)와 커플링된 제1,2평판형코일(111,112)간의 결합계수는 항상 동등한 크기를 가질 수 있다. 이로 인해, 무선전력 수신용 안테나(10)와 제1,2평판형코일(111,112)의 중심점 간의 편심방향에 상관없이 요구되는 충전효율을 만족할 수 있음으로써 설계자유도를 확보함은 물론 충전자유도를 확보할 수 있다.

상기 차폐시트(120)는 소정 면적을 갖는 판상의 부재로 이루어질 수 있으며, 상기 안테나유닛의 일면에 배치될 수 있다. 이와 같은 차폐시트(120)는 상기 안테나유닛에 유기되는 무선신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 자기장의 집속도를 높여줄 수 있도록 자성을 갖는 재질로 이루어짐으로써 소정의 주파수 대역에서 작동하는 안테나유닛의 성능을 높여줄 수 있다.

일례로, 상기 차폐시트(120)는 비정질 리본시트, 페라이트 시트 또는 폴리머 시트 등이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 비정질 리본시트는 비정질 합금 및 나노결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트일 수 있고, 상기 비정질 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금이 사용될 수 있으며, 상기 페라이트 시트는 Mn-Zn 페라이트 또는 Ni-Zn 페라이트와 같은 소결 페라이트 시트로 이루어질 수 있다. 더불어, 상기 차폐시트(120)는 전체적인 저항을 높여 와전류의 발생을 억제하거나 유연성을 높일 수 있도록 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성될 수 있으며, 상기 복수 개의 미세조각은 비정형으로 이루어질 수 있다.

더하여, 상기 차폐시트(120)는 복수 개의 자성시트가 접착층을 매개로 다층으로 적층된 형태일 수 있고, 서로 다른 이종의 자성시트가 적층된 하이브리드 형태일 수도 있다. 또한, 상기 복수 개의 자성시트는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리된 형태일 수 있으며, 서로 이웃하는 미세 조각들은 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연될 수도 있다.

이와 같은 차폐시트(120)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 통상적으로 차폐시트로 사용되는 공지의 재료가 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

한편, 상기 안테나유닛의 전체사이즈, 일례로, 패턴부가 교번적으로 배열된 제1평판형코일(111)과 제2평판형코일(112)을 포함하는 전체외경은 상기 무선전력 수신용 안테나(10)의 전체외경과 동일하거나 더 큰 크기를 가질 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100 : 무선전력 전송모듈
111,112,113 : 평판형코일
120 : 차폐시트

Claims (11)

1. 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제1평판형코일과, 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 상기 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제2평판형코일을 포함하는 안테나유닛; 및
   상기 안테나유닛에서 발생하는 자기장을 차폐하는 차폐시트;를 포함하고,
   상기 제1평판형코일의 패턴부와 상기 제2평판형코일의 패턴부는 상기 중심점에서 외측방향을 따라 교번적으로 배열되면서 서로 겹쳐지지 않도록 배치되며,
   상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일 각각은 2층 이상의 다층으로 형성된 다층코일인 무선전력 전송모듈.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1평판형코일의 패턴부는 상기 제2평판형코일의 패턴부와 서로 밀착되는 무선전력 전송모듈.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일은 각각의 평판형코일에서 발생하는 자기장이 보강될 수 있도록 각각의 패턴부를 따라 흐르는 전류의 흐름 방향이 서로 동일한 방향인 무선전력 전송모듈.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 중심점으로부터 외측 방향을 따라 교번적으로 배열되는 제1평판형코일의 패턴부 개수와 제2평판형코일의 패턴부 개수를 합한 전체개수는 상기 중심점을 기준으로 반경방향에 대하여 각도에 상관없이 동일한 개수인 무선전력 전송모듈.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1평판형코일 및 제2평판형코일은 중심점이 서로 일치하도록 동일면에 배치되고, 상기 동일면은 상기 차폐시트의 일면인 무선전력 전송모듈.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1평판형코일의 패턴부 사이에 형성된 간격은 상기 제2평판형코일의 패턴부를 구성하는 도전성부재의 직경보다 더 큰 크기를 갖는 무선전력 전송모듈.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 안테나유닛은 서로 이웃하는 패턴부 사이에 간격이 형성되도록 도전성부재가 상기 중심점을 중심으로 일방향으로 복수 회 권선된 제3평판형코일을 더 포함하고,
   상기 제1평판형코일의 패턴부, 제2평판형코일의 패턴부 및 제3평판형코일의 패턴부는 상기 중심점에서 외측방향을 따라 교번적으로 배열되면서 서로 겹쳐지지 않도록 배치되는 무선전력 전송모듈.
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