KR102359780B1 - Shielding unit for a wireless power transmission module and a wireless power transmission module having the same - Google Patents
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Abstract
무선전력 전송모듈용 차폐유닛 및 이를 구비한 무선전력 전송모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선전력 전송모듈용 차폐유닛은, 소정의 주파수 대역에서 발생하는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 집속시키는 자기장 차폐시트; 상기 자기장 차폐시트의 일면에 부착되도록 적어도 일면에 접착층이 형성되는 판상의 지지부재; 상기 자기장 차폐시트에 관통형성되는 자성체 수용부; 상기 자성체 수용부에 배치되고 영구자석에서 발생하는 자기력선을 유도할 수 있도록 상기 자기장 차폐시트로부터 상기 자성체 수용부보다 상대적으로 작은 크기로 분리된 절개편으로 형성된 자성체; 및 서로 대면하는 자성체의 측면 및 자성체 수용부의 내면 사이에 형성되며, 상기 자성체의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성되는 간극;을 포함하고, 상기 자기장 차폐시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트로 이루어지고, 상기 자성체 수용부와 상기 자성체는 상기 자기장 차폐시트를 상기 자성체에 해당하는 면적만큼 타발하여 상기 자성체 수용부를 형성하고, 타발된 부분은 상기 자성체로 이용함으로써 동시에 형성되어, 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체는 동일한 두께 및 재질을 가지며, 상기 타발이 완료되면 상기 자성체 수용부에 상기 자성체가 상기 간극을 두고 삽입된 상태가 되도록 배치되고, 상기 자성체는 상기 자성체 수용부에 삽입된 상태에서 일면이 상기 지지부재에 부착됨으로써 상기 자성체 수용부의 내면과 일정간격 이격된 상기 간극을 유지할 수 있고, 상기 자성체의 중심점이 상기 영구자석의 중심점의 직상부에 위치하는 경우, 상기 영구자석과 대응되는 면적의 직상부 영역에 상기 자기장 차폐시트가 배치되지 않도록 상기 자성체 수용부는 상기 영구자석보다 큰 크기를 갖도록 형성되며, 상기 간극은 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체의 직접적인 접촉을 완전히 차단하여 상기 영구자석에서 발생된 직류자기장에 의해 상기 자기장 차폐시트가 자화되는 것을 방지하고, 상기 간극의 폭은 10㎛ 내지 1mm이고, 상기 타발 시 사용되는 칼날 또는 금형의 두께와 동일하다.A shielding unit for a wireless power transmission module and a wireless power transmission module having the same are provided. A shielding unit for a wireless power transmission module according to an exemplary embodiment of the present invention includes: a magnetic field shielding sheet that shields a magnetic field generated in a predetermined frequency band and focuses it in a required direction; a plate-shaped support member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof so as to be attached to one surface of the magnetic field shielding sheet; a magnetic body accommodating part penetratingly formed in the magnetic field shielding sheet; a magnetic material disposed in the magnetic material accommodating portion and formed as a cut piece separated from the magnetic field shielding sheet into a size relatively smaller than that of the magnetic material receiving portion so as to induce a magnetic force line generated from the permanent magnet; and a gap formed between the side surfaces of the magnetic material facing each other and the inner surface of the magnetic material receiving part, and formed entirely along the circumferential direction of the magnetic material; the magnetic field shielding sheet includes at least one of an amorphous alloy and a nano-crystalline alloy made of a ribbon sheet, wherein the magnetic body accommodating part and the magnetic body punch the magnetic field shielding sheet by an area corresponding to the magnetic body to form the magnetic body accommodating part, and the punched part is formed at the same time by using the magnetic body, The magnetic field shielding sheet and the magnetic material have the same thickness and material, and when the punching is completed, the magnetic material is inserted into the magnetic material receiving portion with the gap, and the magnetic material is inserted into the magnetic material receiving portion When one surface is attached to the support member to maintain the gap spaced apart from the inner surface of the magnetic body accommodating part by a predetermined distance, the center point of the magnetic body is located directly above the center point of the permanent magnet, corresponding to the permanent magnet The magnetic body accommodating part is formed to have a size larger than that of the permanent magnet so that the magnetic field shielding sheet is not disposed in the region directly above the area, and the gap completely blocks direct contact between the magnetic field shielding sheet and the magnetic body in the permanent magnet Prevents the magnetic field shielding sheet from being magnetized by the generated direct current magnetic field, the width of the gap is 10㎛ to 1mm, the same as the thickness of the blade or mold used for punching.
Description
본 발명은 휴대 단말기 등의 무선충전에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 영구자석이 채용된 무선전력 전송방식에 적용되는 무선전력 전송모듈용 차폐유닛 및 이를 구비한 무선전력 전송모듈에 관한 것이다.The present invention relates to wireless charging of a portable terminal, and more particularly, to a shielding unit for a wireless power transmission module applied to a wireless power transmission method employing a permanent magnet, and a wireless power transmission module having the same.
휴대 단말기에는 내장된 배터리를 무선으로 충전하기 위한 무선 충전 기능이 구비되고 있는데, 이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장되는 무선전력 수신모듈과, 상기 무선전력 수신모듈에 전력을 공급하는 무선전력 송신모듈에 의해 이루어진다.The portable terminal is equipped with a wireless charging function for wirelessly charging a built-in battery. Such wireless charging is performed by a wireless power receiving module built into the portable terminal and a wireless power transmitting module supplying power to the wireless power receiving module. made by
또한, 무선 충전은 자기 유도 방식과 자기 공진 방식으로 분류되기도 하며, 자기 유도 방식은 무선전력 송신모듈에 대한 무선전력 수신모듈의 접근을 감지하는 방식에 따라 PMA 방식과 Qi 방식으로 분류되기도 한다.In addition, wireless charging is sometimes classified into a magnetic induction method and a magnetic resonance method, and the magnetic induction method is also classified into a PMA method and a Qi method according to a method of detecting the approach of the wireless power receiving module to the wireless power transmitting module.
이중, PMA 무선충전 방식은 영구자석과 홀 센서를 이용하여 무선전력 수신모듈의 접근을 감지함으로써 무선전력 송신모듈의 동작을 제어하는 것으로, 이에 대한 개념이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.Among them, the PMA wireless charging method controls the operation of the wireless power transmission module by detecting the approach of the wireless power reception module using a permanent magnet and a Hall sensor, and the concept thereof is schematically illustrated in FIG. 1 .
도 1에 나타난 바와 같이, 무선전력 송신모듈(10)에는 영구자석(14)과 홀 센서(12)가 설치되어 있고, 무선전력 수신모듈(20)에는 차폐시트(24)의 대략 중앙부에 자성체(22)가 부착되어 있다.As shown in Fig. 1, the wireless
이에 따라, 무선전력 송신모듈(10)에 대한 무선전력 수신모듈(20)의 접근시 영구자석(14)으로부터 발생하는 자기력선의 경로가 상기 자성체(22)에 의해 바뀌면서 홀센서(12)에서의 전압값에 차이가 발생되고, 이 전압값의 차이가 일정 이상이 되면 무선전력 수신모듈(20)이 접근한 것으로 인지하여 무선전력 송신모듈(10)이 동작함으로써 무선 충전이 이루어지게 된다.Accordingly, when the wireless
이때, 상기 자성체(22)는 차폐시트(24)의 일면에 부착되기 때문에 영구자석에서 발생된 자기력선이 상기 자성체(22)로 유도된 후 차폐시트(24)에 의해 차단되어 외부로 통과하지 못하고 차폐시트(24)를 따라 흐르게 된다(도 1 화살표 참조).At this time, since the
이에 따라, 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈이 서로 근접한 경우 자기장 차폐시트는 자성체를 포함하는 일부 또는 전체가 상기 직류 자기장에 의한 자화가 발생하여 차폐시트로서의 성능을 떨어지거나 차폐시트로서의 기능을 수행하지 못하게 된다.Accordingly, when the wireless power transmitting module and the wireless power receiving module are close to each other, the magnetic field shielding sheet partially or entirely including the magnetic material is magnetized by the DC magnetic field, thereby reducing the performance as a shielding sheet or performing a function as a shielding sheet can't do it
특히, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 자성체와 근접한 자기장 차폐시트의 영역(A)은 영구자석에서 발생되는 직류 자기장에 의한 자화가 빈번하게 발생하게 된다.In particular, as shown in FIG. 1 , in the region A of the magnetic field shielding sheet close to the magnetic material, magnetization by the DC magnetic field generated by the permanent magnet frequently occurs.
이로 인해, 상기 직류 자기장에 의해 자화된 영역(A)과 대응되는 위치에 배치되는 안테나의 경우 성능이 떨어지거나 정상적인 작동이 불가능하여 전송 효율이 저하되는 문제가 있다.For this reason, in the case of an antenna disposed at a position corresponding to the region A magnetized by the DC magnetic field, there is a problem in that the performance is deteriorated or the normal operation is impossible, so that the transmission efficiency is lowered.
한편, Qi 방식 중 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈의 정렬을 위하여 무선전력 송신모듈에 영구자석을 채용하는 방식이 있다. 즉, 무선전력 송신모듈에 영구자석을 설치하고 무선전력 수신모듈에는 차폐시트의 대략 중앙부에 자성체가 부착된다. 이를 통해, 무선전력 송신모듈 측에 무선전력 수신모듈을 근접시키게 되면 상기 영구자석에서 발생되는 직류자기장을 통하여 영구자석과 자성체가 서로 정렬됨으로써 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈을 정렬하게 된다.On the other hand, among the Qi methods, there is a method in which a permanent magnet is employed in the wireless power transmission module to align the wireless power transmission module and the wireless power reception module. That is, a permanent magnet is installed in the wireless power transmitting module, and a magnetic material is attached to the approximately central portion of the shielding sheet to the wireless power receiving module. Through this, when the wireless power receiving module is brought close to the wireless power transmitting module, the permanent magnet and the magnetic body are aligned with each other through the DC magnetic field generated from the permanent magnet, thereby aligning the wireless power transmitting module and the wireless power receiving module.
이러한 방식에서도 상술한 PMA 방식과 마찬가지로 영구자석에서 발생되는 직류자기장에 의해 차폐시트의 일부 또는 전부가 자화됨으로써 차폐시트로서의 성능을 떨어지거나 차폐시트로서의 기능을 수행하지 못하게 됨에 따라 상기 직류 자기장에 의해 자화된 영역과 대응되는 위치에 배치되는 안테나의 경우 성능이 떨어지거나 정상적인 작동이 불가능하여 전송 효율이 저하되는 문제가 있다.In this method, as in the above-described PMA method, part or all of the shielding sheet is magnetized by the DC magnetic field generated from the permanent magnet, so that the performance as the shielding sheet is deteriorated or the function as the shielding sheet is not performed, so it is magnetized by the DC magnetic field. In the case of an antenna disposed in a position corresponding to the designated area, there is a problem in that the performance is deteriorated or the normal operation is impossible, so that the transmission efficiency is lowered.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 영구자석에서 발생하는 직류자기장을 유도하기 위한 자성체가 자기장 차폐시트와 접촉되지 않도록 배치되거나 접촉되는 면적을 최소화함으로써 영구자석에서 발생되는 직류자기장이 자기장 차폐시트 측으로 이동하는 것을 경감시켜 안테나의 전송효율을 높일 수 있는 무선전력 전송모듈용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and the magnetic material for inducing the DC magnetic field generated from the permanent magnet is disposed so as not to contact the magnetic field shielding sheet or by minimizing the contact area so that the DC magnetic field generated from the permanent magnet is An object of the present invention is to provide a shielding unit for a wireless power transmission module capable of increasing the transmission efficiency of an antenna by reducing movement to the magnetic shielding sheet side, and a wireless power transmission module including the same.
또한, 본 발명은 자성체의 일부 또는 전체두께가 자기장 차폐시트에 수용됨으로써 무선충전 방식에서 요구되는 조건 및 특성을 안정적으로 만족 또는 구현하면서도 박형화를 구현할 수 있는 무선전력 전송모듈용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈을 제공하는 데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a shielding unit for a wireless power transmission module that can achieve thinness while stably satisfying or realizing the conditions and characteristics required for a wireless charging method by receiving a part or the entire thickness of a magnetic material in a magnetic field shielding sheet, and a shielding unit including the same Another object is to provide a wireless power transmission module.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 주파수 대역에서 발생하는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 집속시키는 자기장 차폐시트; 상기 자기장 차폐시트의 일면에 부착되도록 적어도 일면에 접착층이 형성되는 판상의 지지부재; 상기 자기장 차폐시트에 관통형성되는 자성체 수용부; 상기 자성체 수용부에 배치되고 영구자석에서 발생하는 자기력선을 유도할 수 있도록 상기 자기장 차폐시트로부터 상기 자성체 수용부보다 상대적으로 작은 크기로 분리된 절개편으로 형성된 자성체; 및 서로 대면하는 자성체의 측면 및 자성체 수용부의 내면 사이에 형성되며, 상기 자성체의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성되는 간극;을 포함하고, 상기 자기장 차폐시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트로 이루어지고, 상기 자성체 수용부와 상기 자성체는 상기 자기장 차폐시트를 상기 자성체에 해당하는 면적만큼 타발하여 상기 자성체 수용부를 형성하고, 타발된 부분은 상기 자성체로 이용함으로써 동시에 형성되어, 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체는 동일한 두께 및 재질을 가지며, 상기 타발이 완료되면 상기 자성체 수용부에 상기 자성체가 상기 간극을 두고 삽입된 상태가 되도록 배치되고, 상기 자성체는 상기 자성체 수용부에 삽입된 상태에서 일면이 상기 지지부재에 부착됨으로써 상기 자성체 수용부의 내면과 일정간격 이격된 상기 간극을 유지할 수 있고, 상기 자성체의 중심점이 상기 영구자석의 중심점의 직상부에 위치하는 경우, 상기 영구자석과 대응되는 면적의 직상부 영역에 상기 자기장 차폐시트가 배치되지 않도록 상기 자성체 수용부는 상기 영구자석보다 큰 크기를 갖도록 형성되며, 상기 간극은 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체의 직접적인 접촉을 완전히 차단하여 상기 영구자석에서 발생된 직류자기장에 의해 상기 자기장 차폐시트가 자화되는 것을 방지하고, 상기 간극의 폭은 10㎛ 내지 1mm이고, 상기 타발 시 사용되는 칼날 또는 금형의 두께와 동일한 무선전력 전송모듈용 차폐유닛을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic field shielding sheet for focusing in a desired direction as well as shielding a magnetic field generated in a predetermined frequency band; a plate-shaped support member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof so as to be attached to one surface of the magnetic field shielding sheet; a magnetic body accommodating part penetratingly formed in the magnetic field shielding sheet; a magnetic material disposed in the magnetic material accommodating portion and formed as a cut piece separated from the magnetic field shielding sheet into a size relatively smaller than that of the magnetic material receiving portion so as to induce a magnetic force line generated from the permanent magnet; and a gap formed between the side surfaces of the magnetic material facing each other and the inner surface of the magnetic material receiving part, and formed entirely along the circumferential direction of the magnetic material; the magnetic field shielding sheet includes at least one of an amorphous alloy and a nano-crystalline alloy made of a ribbon sheet, wherein the magnetic body accommodating part and the magnetic body punch the magnetic field shielding sheet by an area corresponding to the magnetic body to form the magnetic body accommodating part, and the punched part is formed at the same time by using the magnetic body, The magnetic field shielding sheet and the magnetic material have the same thickness and material, and when the punching is completed, the magnetic material is inserted into the magnetic material receiving portion with the gap, and the magnetic material is inserted into the magnetic material receiving portion When one surface is attached to the support member to maintain the gap spaced apart from the inner surface of the magnetic body accommodating part by a predetermined distance, the center point of the magnetic body is located directly above the center point of the permanent magnet, corresponding to the permanent magnet The magnetic body accommodating part is formed to have a size larger than that of the permanent magnet so that the magnetic field shielding sheet is not disposed in the region directly above the area, and the gap completely blocks direct contact between the magnetic field shielding sheet and the magnetic body in the permanent magnet Prevents the magnetic field shielding sheet from being magnetized by the generated DC magnetic field, the width of the gap is 10㎛ to 1mm, and the same thickness as the blade or mold used for punching Provides a shielding unit for a wireless power transmission module .
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또한, 상기 지지부재는 방열시트이거나 적어도 일면에 접착층이 형성된 접착부재일 수 있다.In addition, the support member may be a heat dissipation sheet or an adhesive member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof.
또한, 상기 지지부재는 금속재질로 이루어진 박판의 금속시트일 수 있고, 상기 금속시트는 관통형성되는 적어도 하나의 패턴을 포함할 수 있다.In addition, the support member may be a thin metal sheet made of a metal material, and the metal sheet may include at least one pattern through which the metal sheet is formed.
이때, 상기 패턴은 소정의 폭과 길이를 갖는 슬릿 및 소정의 면적을 갖는 관통공 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In this case, the pattern may include any one of a slit having a predetermined width and length and a through hole having a predetermined area.
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한편, 본 발명은 소정의 주파수 대역에서 작동하는 적어도 하나의 안테나; 상기 안테나에 유기되는 무선 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 집속시키는 자기장 차폐시트; 상기 자기장 차폐시트의 일면에 부착되도록 적어도 일면에 접착층이 형성되는 판상의 지지부재; 상기 자기장 차폐시트에 관통형성되는 자성체 수용부; 상기 자성체 수용부에 배치되고 영구자석에서 발생하는 자기력선을 유도할 수 있도록 상기 자기장 차폐시트로부터 상기 자성체 수용부보다 상대적으로 작은 크기로 분리된 절개편으로 형성된 자성체; 및 서로 대면하는 자성체의 측면 및 자성체 수용부의 내면 사이에 형성되며, 상기 자성체의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성되는 간극;을 포함하고, 상기 자기장 차폐시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트로 이루어지고, 상기 자성체 수용부와 상기 자성체는 상기 자기장 차폐시트를 상기 자성체에 해당하는 면적만큼 타발하여 상기 자성체 수용부를 형성하고, 타발된 부분은 상기 자성체로 이용함으로써 동시에 형성되어, 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체는 동일한 두께 및 재질을 가지며, 상기 타발이 완료되면 상기 자성체 수용부에 상기 자성체가 상기 간극을 두고 삽입된 상태가 되도록 배치되고, 상기 자성체는 상기 자성체 수용부에 삽입된 상태에서 일면이 상기 지지부재에 부착됨으로써 상기 자성체 수용부의 내면과 일정간격 이격된 상기 간극을 유지할 수 있고, 상기 자성체의 중심점이 상기 영구자석의 중심점의 직상부에 위치하는 경우, 상기 영구자석과 대응되는 면적의 직상부 영역에 상기 자기장 차폐시트가 배치되지 않도록 상기 자성체 수용부는 상기 영구자석보다 큰 크기를 갖도록 형성되며, 상기 간극은 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체의 직접적인 접촉을 완전히 차단하여 상기 영구자석에서 발생된 직류자기장에 의해 상기 자기장 차폐시트가 자화되는 것을 방지하고, 상기 간극의 폭은 10㎛ 내지 1mm이고, 상기 타발 시 사용되는 칼날 또는 금형의 두께와 동일한 무선전력 전송모듈을 제공한다.On the other hand, the present invention is at least one antenna operating in a predetermined frequency band; a magnetic field shielding sheet that shields the magnetic field generated by the radio signal induced in the antenna and focuses it in a required direction; a plate-shaped support member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof so as to be attached to one surface of the magnetic field shielding sheet; a magnetic body accommodating part penetratingly formed in the magnetic field shielding sheet; a magnetic material disposed in the magnetic material accommodating portion and formed as a cut piece separated from the magnetic field shielding sheet into a size relatively smaller than that of the magnetic material receiving portion so as to induce a magnetic force line generated from the permanent magnet; and a gap formed between the side surfaces of the magnetic material facing each other and the inner surface of the magnetic material receiving part, and formed entirely along the circumferential direction of the magnetic material; the magnetic field shielding sheet includes at least one of an amorphous alloy and a nano-crystalline alloy made of a ribbon sheet, wherein the magnetic body accommodating part and the magnetic body punch the magnetic field shielding sheet by an area corresponding to the magnetic body to form the magnetic body accommodating part, and the punched part is formed at the same time by using the magnetic body, The magnetic field shielding sheet and the magnetic material have the same thickness and material, and when the punching is completed, the magnetic material is inserted into the magnetic material receiving portion with the gap, and the magnetic material is inserted into the magnetic material receiving portion When one surface is attached to the support member to maintain the gap spaced apart from the inner surface of the magnetic body accommodating part by a predetermined distance, the center point of the magnetic body is located directly above the center point of the permanent magnet, corresponding to the permanent magnet The magnetic body accommodating part is formed to have a size larger than that of the permanent magnet so that the magnetic field shielding sheet is not disposed in the region directly above the area, and the gap completely blocks direct contact between the magnetic field shielding sheet and the magnetic body in the permanent magnet Prevents the magnetic field shielding sheet from being magnetized by the generated DC magnetic field, the width of the gap is 10㎛ to 1mm, and provides a wireless power transmission module equal to the thickness of the blade or mold used for punching.
또한, 상기 안테나 유닛은 무선전력 전송용 안테나, MST 안테나 및 NFC 안테나 중 적어도 2개의 안테나를 포함하는 콤보형일 수 있다.In addition, the antenna unit may be of a combo type including at least two antennas among an antenna for wireless power transmission, an MST antenna, and an NFC antenna.
한편, 본 발명은 상기와 같은 무선전력 전송모듈이 휴대 단말기 본체의 리어 케이스 또는 백커버에 설치되어 무선전력 수신모듈로 작동하는 무선 충전 가능한 휴대 단말기를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a portable terminal capable of wireless charging, in which the wireless power transmission module as described above is installed on the rear case or back cover of the portable terminal body and operates as a wireless power reception module.
본 발명에 의하면, 영구자석에서 발생된 직류자기장을 유도하여 외부로 방출시켜 자기장 차폐시트로 유입되는 직류자기장의 양을 경감시킴으로써 자기장 차폐시트의 자화를 방지하여 충전효율을 높일 수 있다.According to the present invention, by reducing the amount of the DC magnetic field flowing into the magnetic shielding sheet by inducing and emitting the DC magnetic field generated from the permanent magnet to the outside, the magnetization of the magnetic shielding sheet can be prevented and charging efficiency can be increased.
또한, 자성체의 일부 또는 전체 두께가 자기장 차폐시트에 수용될 수 있으므로 무선전력 전송모듈의 전체 두께를 증가시킬 필요 없이 충분한 두께의 자성체를 사용할 수 있음으로써 무선전력 전송모듈, 특히 무선전력 수신모듈이 박형으로 설계되더라도 무선충전 방식에서 요구하는 모든 조건 및 특성을 만족할 수 있어 경박단소형화 된 휴대 단말기에 안정적이면서도 효율적인 적용이 가능하다.In addition, since a part or the entire thickness of the magnetic material can be accommodated in the magnetic shielding sheet, a magnetic material of sufficient thickness can be used without increasing the overall thickness of the wireless power transmission module, so that the wireless power transmission module, especially the wireless power receiving module, is thin. Even if it is designed as a wireless charging method, it can satisfy all the conditions and characteristics required by the wireless charging method, enabling stable and efficient application to light, thin, compact, and portable terminals.
도 1은 영구자석이 포함된 무선충전 방식의 충전 시스템에서 영구자석에서 발생되는 직류자기장의 이동경로를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈용 차폐유닛, 그리고 이를 구비한 무선전력 전송모듈을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 자성체와 자기장 차폐시트가 동일한 재질로 이루어진 경우를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송모듈용 차폐유닛, 그리고 이를 구비한 무선전력 전송모듈을 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 금속시트에 형성되는 다양한 패턴을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 채용한 무선충전 방식 충전 시스템에서 영구자석에서 발생되는 자기장이 자성체에 의해 유도되어 차폐시트의 포화가 방지되는 상태를 나타낸 개략도, 그리고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈이 휴대 단말기에 내장된 상태를 보인 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a movement path of a DC magnetic field generated from a permanent magnet in a wireless charging type charging system including a permanent magnet;
2 is a view schematically showing a shielding unit for a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention, and a wireless power transmission module having the same;
3 is a cross-sectional view schematically showing a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram schematically showing a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a case in which a magnetic material and a magnetic field shielding sheet are made of the same material;
5 is a view schematically showing a shielding unit for a wireless power transmission module according to another embodiment of the present invention, and a wireless power transmission module having the same;
6 is a cross-sectional view schematically showing a wireless power transmission module according to another embodiment of the present invention;
7A to 7D are views showing various patterns formed on the metal sheet of FIG. 5;
8 is a schematic diagram showing a state in which a magnetic field generated from a permanent magnet is induced by a magnetic material in a wireless charging method charging system employing a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention to prevent saturation of the shielding sheet, and;
9 is a schematic diagram showing a state in which a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention is embedded in a portable terminal.
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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are added to the same or similar elements throughout the specification.
도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)은 적어도 하나의 안테나(111,112,113), 차폐유닛(120) 및 자성체(130) 등을 포함한다.2 and 5, the wireless
여기서, 상기 무선전력 전송모듈(100,200)은 도 9에 나타낸 바와 같이 스마트폰 등과 같은 휴대 단말기(90)에 내장되어 배터리와 전기적으로 연결됨으로써 무선전력 송신모듈(10)로부터 공급되는 무선전력을 수신하여 상기 배터리를 충전하기 위한 무선전력 수신모듈일 수 있다. 이때, 상기 무선전력 전송모듈(100,200)은 상기 휴대 단말기(90) 본체의 내부에 내장될 수도 있고, 백커버(92) 또는 리어 케이스(94)의 일면에 부착되는 형태로 구비될 수도 있으며, 상기 백커버(92) 또는 리어 케이스(94)와 일체화될 수도 있다.Here, as shown in FIG. 9, the wireless
상기 안테나(111,112,113)는 소정의 주파수 대역에서 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기와 무선 신호를 송출하거나 수신하여 소정의 기능을 수행토록 하기 위한 것이다.The
이러한 안테나(111,112,113)는 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형 코일로 구성될 수 있으나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 도 2에 도시된 바와 같이 폴리이미드(PI)나 PET 등과 같은 합성수지로 이루어진 회로기판(114)의 적어도 일면에 동박 등과 같은 전도체를 패터닝하거나 전도성 잉크를 사용하여 루프 형상의 금속패턴으로 형성할 수도 있다.These
이하에서는 설명의 편의상 상기 안테나(111,112,113)가 상기 회로기판(114)에 루프 형상으로 패턴형성되는 것으로 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, it will be described that the
이때, 상기 안테나는 무선전력 신호를 수신하기 위한 수신 코일(Rx coil)의 역할을 수행하는 무선전력전송(Wireless Power Transfer)용 안테나(111)를 포함하며, 다른 기능을 수행하는 안테나가 같이 구성될 수 있다.At this time, the antenna includes an
즉, 상기 안테나는 무선전력 전송용 안테나(111) 만으로 구성될 수도 있고, 무선전력 전송용 안테나(111) 이외에 마그네틱 보안 결제(Magnetic Secure Transmission)를 위한 MST용 안테나(112) 및 근거리 무선 통신(Near Field Communication)을 위한 NFC용 안테나(113) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 콤보형으로 구성될 수도 있다.That is, the antenna may be configured only with the
상기 차폐유닛(120)은 상기 안테나(111,112,113)의 일면에 배치되어 상기 안테나(111,112,113)에 유기되는 무선 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 집속시키는 역할을 수행한다.The
이를 위해, 상기 차폐유닛(120)은 자기장 차폐시트(122) 및 자성체 수용부(124) 등을 포함한다.To this end, the
상기 자기장 차폐시트(122)는 소정 면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 집속시킬 수 있도록 자성을 갖는 재질로 이루어진다. The magnetic
이와 같은 자기장 차폐시트(122)는 공지의 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 자기장 차폐시트(122)는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트, 페라이트 시트 또는 폴리머 시트 등이 사용될 수 있다.Such a magnetic
여기서, 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.Here, the amorphous alloy may be a Fe-based or Co-based magnetic alloy may be used, and the ferrite sheet may be formed of a sintered ferrite sheet such as Mn-Zn ferrite or Ni-Zn ferrite.
더불어, 상기 자기장 차폐시트(122)는 플레이크 처리되어 복수 개로 분리형성될 수 있으며, 다층구조로 이루어질 수도 있다.In addition, the magnetic
또한, 상기 자기장 차폐시트(122)는 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개의 안테나(111,112,113)가 구비되는 경우 해당 안테나의 성능을 향상시킬 수 있도록 이종의 재질로 이루어진 차폐시트가 사용될 수 있으며, 이종의 차폐시트는 적층형태로 구성될 수도 있고 어느 하나가 다른 하나의 내측에 수용되는 액자형으로 구성될 수도 있다.In addition, when the magnetic
이와 같은 자기장 차폐시트(122)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 차폐시트로 사용되는 재료는 통상적으로 사용되는 공지의 재료가 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.Since such a magnetic
한편, 본 발명에 따른 차폐유닛(120)은 상기 자기장 차폐시트(122)에 자성체(130)를 수용하기 위한 자성체 수용부(124)가 관통형성된다.On the other hand, in the
여기서, 상기 자성체(130)는 무선전력 전송모듈(100,200)이 영구자석(14)을 포함하는 무선전력 송신모듈(10)에 접근할 때 상기 무선전력 송신모듈(10)의 영구자석에서 발생하는 자기력선의 경로를 변경시켜줌으로써 상기 무선전력 송신모듈(10)의 동작 개시 조건을 만족하는 홀센서(12)에서의 전압값 변화를 유도하기 위한 어트랙터로서의 역할을 수행할 수 있다.Here, the
더불어, 상기 자성체(130)는 무선전력 수신모듈 및 무선전력 송신모듈의 근접시 무선전력 송신모듈에 구비되는 영구자석과의 상호 작용을 통하여 무선전력 수신모듈 및 무선전력 송신모듈의 정렬을 위한 정렬수단으로서의 역할을 수행할 수도 있다.In addition, the
이와 같은 자성체(130)는 상기 자성체 수용부(124)에 삽입배치되며 상기 영구자석에서 발생되는 자기력선을 유도하여 자속의 경로를 변경할 수 있도록 무선전력 송신모듈과의 정렬시 상기 무선전력 송신모듈에 구비되는 영구자석과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.Such a
일례로, 상기 자성체(130)는 상기 안테나의 중앙부 공간부와 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 상기 자기장 차폐시트(122)와 동일한 두께를 가질 수도 있고 상기 자기장 차폐시트(122)보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수도 있다.For example, the
또한, 상기 자성체(130)는 상기 영구자석에서 발생되는 직류자기장을 유도할 수 있도록 자성을 갖는 재질로 이루어진다. 일례로, 상기 자성체(130)는 실리콘 스틸(FeSi), 비정질 합금 및 나노결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 박판의 리본시트가 사용될 수 있으며, 페라이트, 퍼멀로이, 폴리머로 이루어질 수도 있다. In addition, the
더불어, 상기 자성체(130)는 단층의 비정질 리본시트로 구성될 수도 있고, 2층 이상의 비정질 리본시트가 다층으로 적층될 수도 있으며, 플레이크 처리되어 다수의 조각으로 분리형성될 수도 있다. In addition, the
이때, 상기 자성체 수용부(124)는 내부에 수용되는 자성체(130)보다 상대적으로 더 큰 크기를 갖도록 형성되며, 상기 자성체(130)는 상기 자성체 수용부(124)에 삽입된 상태에서 서로 대면하는 자성체(130)의 측면과 자성체 수용부(124)의 내면 사이에 소정의 간극(126)이 형성되도록 배치될 수 있다.At this time, the magnetic
여기서, 서로 대면하는 자성체(130)의 측면과 자성체 수용부(124) 사이에 형성되는 간극(126)은 상기 자성체(130)의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수 있다.Here, the
일례로, 상기 자성체 수용부(124)보다 상대적으로 작은 크기를 갖도록 구비되는 자성체(130)는 상기 자성체 수용부(124)의 내면과 대면하는 모든 측면이 상기 자성체 수용부(124)의 내면과 직접 접촉되지 않도록 배치될 수도 있고, 상기 자성체 수용부(124)의 내면과 대면하는 측면 중 일부는 상기 자성체 수용부(124)의 내면과 접촉되고 나머지 측면은 접촉되지 않도록 배치될 수 있다.For example, in the
다시 말하면, 상기 자성체 수용부(124)에 삽입 배치되는 자성체(130)는 상기 자성체 수용부(124)의 내면과 대면하는 전체측면 중 적어도 일부가 상기 자성체 수용부(124)의 내면과 직접 접촉되지 않도록 배치된다.In other words, in the
더불어, 서로 대면하는 자성체(130)의 측면과 자성체 수용부(124) 사이에 형성되는 간극(126)이 상기 자성체(130)의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성되는 경우 상기 간극(126)은 10㎛~5mm일 수 있다.In addition, when the
이에 따라, 상기 자성체(130)는 상기 자기장 차폐시트(122)와 물리적으로 분리됨과 아울러 자기장 차폐시트(122)와 직접 접촉하는 것을 완전히 차단하거나 접촉되는 면적을 최소화되며, 상기 자성체(130)의 측면을 제외한 상부면과 하부면은 자기장 차폐시트(122)가 배치되지 않게 된다.Accordingly, the
이를 통해, 상기 자성체(130)가 영구자석(14)의 수직 상부 또는 수직 상부와 근접한 위치에 놓이도록 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)이 상기 무선전력 송신모듈(10) 측으로 접근하는 경우 상기 영구자석(14)에서 발생된 직류자기장은 자속의 경로가 자성체(130) 측으로 유도된 후 외부로 방출된다. 더불어, 상기 영구자석에서 발생된 직류자기장이 자기장 차폐시트 측으로 직접 유입되더라도 유입되는 자속의 양이 경감되거나 최소화될 수 있게 된다.Through this, the wireless
이로 인해, 상기 자성체(130) 주위 영역의 자기장 차폐시트(122)는 영구자석에서 발생되는 직류자기장에 의해 자화되는 것을 방지할 수 있게 된다.For this reason, it is possible to prevent the magnetic
이는, 상기 자성체(130)가 자기장 차폐시트(122)와 물리적으로 분리되고 간극(126)을 통해 서로 직접적으로 접촉되는 것을 완전히 차단하거나 접촉되는 면적을 최소화함으로써 상기 자성체(130) 측으로 유도된 직류자기장이 자성체(130)의 횡방향을 따라 이동되어 자기장 차폐시트(122) 측으로 직접 이동하는 것을 차단하거나 최소화할 수 있기 때문이다.This is because the
즉, 상기 자성체와 근접한 일부영역이 영구자석에서 발생하는 직류자기장에 의해 자화되어 차폐시트로서의 성능이 저하되던 종래와는 달리, 본 발명에서는 자성체와 근접한 영역에서도 목적하는 차폐성능과 유사한 성능을 발휘할 수 있게 됨으로써 자성체에 근접하게 위치한 안테나의 성능저하를 방지하여 목적하는 전송효율을 얻을 수 있게 된다.In other words, unlike the prior art in which some areas close to the magnetic material were magnetized by the DC magnetic field generated by the permanent magnet and the performance as a shielding sheet was deteriorated, in the present invention, performance similar to the desired shielding performance can be exhibited even in an area close to the magnetic material. Therefore, it is possible to obtain the desired transmission efficiency by preventing the deterioration of the performance of the antenna located close to the magnetic material.
한편, 본 발명에 따른 자성체 수용부(124) 및 자성체(130)는 서로 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 서로 동일한 두께를 갖도록 구비될 수 있다(도 4 참조). 일례로, 상기 자성체 수용부(124) 및 자성체(130)는 소정의 면적을 갖는 자기장 차폐시트를 자성체(130)에 해당하는 면적만큼 타발하여 상기 자성체 수용부(124)를 구성하고 타발된 부분을 자성체(130)로 사용할 수도 있다.Meanwhile, the magnetic
이에 따라, 타발공정에 의해 타발된 부분을 자성체(130)로 사용함으로써 재료의 손실이 발생하지 않으므로 원가절감을 도모할 수 있게 된다.Accordingly, since the material is not lost by using the part punched out by the punching process as the
더불어, 타발공정을 통해 자성체 수용부(124) 및 자성체(130)를 동시에 형성하는 경우 상기 자성체(130) 및 자성체 수용부(124) 사이에는 타발시 사용되는 칼날 또는 금형에 의하여 상기 칼날 또는 금형의 두께에 해당하는 간극도 동시에 형성될 수 있게 된다.In addition, when the magnetic
이에 더하여, 타발이 완료되면 별다른 작업을 수행할 필요없이 상기 자성체 수용부(124)에 자성체(130)가 소정의 간극을 두고 삽입된 상태가 되므로 자성체 수용부(124)에 자성체(130)를 삽입하기 위한 추가작업이 불필요하게 된다.In addition, when the punching is completed, the
이에 대한 구체적인 예로써, 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트로 이루어진 자기장 차폐시트를 소정의 면적만큼 타발하여 자성체 수용부를 형성하고 타발된 부분을 영구자석에서 발생하는 자기력선을 유도하기 위한 자성체로 활용함으로써 자기장 차폐시트 및 자성체가 동일한 재질 및 동일한 두께를 가질 수 있다.As a specific example of this, a magnetic field shielding sheet made of a ribbon sheet containing at least one of an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy is punched out by a predetermined area to form a magnetic body receiving part, and the punched part is used to induce a magnetic force line generated from a permanent magnet. By using a magnetic material for the above, the magnetic field shielding sheet and the magnetic material may have the same material and the same thickness.
한편, 상기 자성체 수용부(124)는 상기 무선전력 송신모듈(10)에 구비되는 영구자석(14)보다 상대적으로 더 큰 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 일례로, 상기 자성체 수용부(124)는 상기 영구자석(14)의 단면적보다 상대적으로 넓은 단면적을 갖도록 구비될 수 있다.Meanwhile, the magnetic
이는, 자성체(130)의 중심점이 영구자석(14)의 중심점의 직상부에 위치하도록 무선전력 전송모듈(100,200)과 무선전력 송신모듈(10)이 배치되는 경우 상기 영구자석(14)과 대응되는 면적의 직상부 영역에 자기장 차폐시트(122)가 배치되지 않도록 하기 위함이다. 이를 통해, 상기 영구자석(14)의 직상부 측에는 자성체(130) 또는 자성체(130)와 자성체 수용부(124) 사이에 형성된 간극(126)이 배치됨으로써 상기 영구자석(14)에서 발생된 직류 자기장이 상기 자기장 차폐시트(122)로 직접 유도되는 것을 최소화하거나 방지할 수 있게 되므로 안테나의 성능저하를 방지하여 전송효율을 높일 수 있게 된다.This corresponds to the
이는, 하기의 표 1에서 확인할 수 있다.This can be confirmed in Table 1 below.
즉, 비교예는 종래의 방식과 동일하게 자성체를 차폐시트의 일면에 부착한 경우의 충전효율이고, 실시예 1은 자성체 수용부(124)를 직경 19mm로 형성하고 자성체 수용부의 내면 및 자성체의 측부 사이의 간격이 1mm인 경우의 충전효율이며, 실시예 2는 자성체 수용부(124)를 직경 17mm로 형성하고 자성체 수용부의 내면 및 자성체의 측부 사이의 간격이 1mm인 경우의 충전효율이다.That is, the comparative example is the charging efficiency when a magnetic material is attached to one surface of the shielding sheet in the same way as in the conventional method, and in Example 1, the magnetic
여기서, 비교예, 실시예 1 및 실시예2의 경우 자성체 수용부의 크기 및 형성유무를 제외하고, 무선전력 전송용 안테나 및 자기장 차폐시트는 동일한 조건에서 측정하였다.Here, in the case of Comparative Examples, Examples 1 and 2, except for the size and presence or absence of the magnetic body accommodating part, the antenna for wireless power transmission and the magnetic field shielding sheet were measured under the same conditions.
(비교예)Charging efficiency when a magnetic material is attached to one side of the shielding sheet
(Comparative example)
(실시예1)Charging efficiency when a magnetic material is placed in a magnetic material receiving part with a diameter of 19mm
(Example 1)
(실시예2)Charging efficiency when a magnetic material is placed in a magnetic material receiving part with a diameter of 17 mm
(Example 2)
for positioning
위의 표 1에서 확인할 수 있듯이, 통상적인 무선충전시 사용되는 1A의 전류를 인가하였을 때 실시예 1 및 실시예 2의 경우에는 자성체의 역할과 상관없이 무선충전방식에서 요구하는 60%이상의 충전효율을 모두 만족하고 있다. 그러나, 비교예의 경우에는 어트랙터로서 사용되는 경우에는 충전효율이 60%를 만족하지 못하며, 위치 정렬용으로 사용되는 경우에도 실시예 1 및 실시예 2에 비하여 충전효율이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)은 상기 자성체(130)가 자기장 차폐시트(122)에 관통형성되는 자성체 수용부(124)에 삽입되어 자성체(130)의 일부 또는 전체두께가 수용됨으로써 무선전력 전송모듈(100,200)에 자성체(130)가 포함되더라도 무선전력 전송모듈(100,200)을 박형화로 구현할 수 있으며, 무선전력 전송모듈(100,200)의 전체두께가 박형화되더라도 충분한 두께를 갖는 자성체(130)를 사용할 수 있게 된다.As can be seen in Table 1 above, when a current of 1A used for conventional wireless charging is applied, in the case of Examples 1 and 2, the charging efficiency of 60% or more required by the wireless charging method regardless of the role of the magnetic material are all satisfied with However, in the case of the comparative example, it can be seen that the charging efficiency does not satisfy 60% when used as an attractor, and the charging efficiency is lower than that of Examples 1 and 2 even when used for position alignment. On the other hand, in the wireless
다시 말하면, 상기 무선전력 전송모듈(100,200)의 전체두께가 제한되더라도 자성체 수용부(124)를 통해 자성체(130)의 전체두께 중 적어도 일부의 두께를 수용함으로써 요구되는 무선전력 전송모듈의 두께를 만족하면서도 무선충전 방식에서 요구되는 모든 조건 및 특성을 안정적으로 만족 또는 구현할 수 있게 된다.In other words, even if the overall thickness of the wireless
본 발명에 따른 차폐유닛(120)은 상기 자기장 차폐시트(122)의 일면에 별도의 지지부재(140,240)를 포함할 수 있다.The
이때, 상기 지지부재(140,240)는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 자성체 수용부(124)를 완전히 덮을 수 있도록 상기 자성체 수용부(124)보다 상대적으로 넓은 면적을 갖도록 구비된다. 여기서, 상기 지지부재(140,240)는 상기 자기장 차폐시트(122)와 동일한 면적을 갖도록 구비될 수도 있고, 상기 자기장 차폐시트(122)보다 상대적으로 좁은 단면적을 갖도록 구비될 수도 있다.In this case, the
이에 따라, 상기 자성체(130)는 상기 자성체 수용부(124)에 삽입된 상태에서 일면이 상기 지지부재(140,240)에 부착됨으로써 자성체 수용부(124)의 내면과 일정간격 이격된 간극(126)을 유지할 수 있게 된다.Accordingly, the
이때, 상기 지지부재(140)는 열원에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 방열시트일 수 있고, 적어도 일면에 접착층이 형성된 접착부재일 수도 있으며, 외부 환경으로부터 상기 자기장 차폐시트(122)를 보호하기 위한 보호필름일 수도 있다.At this time, the
일례로, 상기 지지부재(140)는 열전도도가 우수한 흑연과 같은 재질로 이루어지는 방열시트일 수 있고, 공지의 양면테이프 또는 단면테이프일 수 있으며, PET 등과 같은 불소 수지계 보호필름일 수 있다.For example, the
또한, 상기 지지부재(240)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 일면에 접착층을 매개로 상기 자기장 차폐시트(122)에 부착되는 박판의 금속시트일 수 있다. 즉, 상기 지지부재(240)가 열전도성을 갖는 금속재질로 이루어진 박판의 금속시트로 구현됨으로써 열원으로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 방열기능과 더불어 상기 자기장 차폐시트(122)를 보호하는 보호기능을 동시에 수행할 수도 있다.In addition, the
일례로, 상기 금속시트는 열전도도가 200W/m·K 이상의 금속박판으로 이루어질 수 있으며, 알루미늄박 또는 동박일 수 있다.For example, the metal sheet may be formed of a metal thin plate having a thermal conductivity of 200 W/m·K or more, and may be an aluminum foil or a copper foil.
이때, 상기 지지부재(240)가 박판의 금속시트로 구비되는 경우 상기 지지부재(240)는 관통형성되는 적어도 하나의 패턴(142,144)을 포함할 수 있다(도 7a 내지 도 7d 참조). 이와 같은 패턴(142,144)은 상기 지지부재(240)의 전체적인 저항을 높여줌으로써 무선전력을 이용한 무선충전시 와전류의 발생을 억제하여 충전효율을 높일 수 있게 된다.In this case, when the
이와 같은 패턴(142,144)은 상기 금속시트에 전체적으로 구비될 수도 있고 부분적으로 구비될 수도 있으며, 일정한 패턴을 갖도록 형성될 수도 있고 랜덤한 형태로 형성될 수도 있다.
더불어, 상기 패턴은 소정의 길이를 갖는 슬릿(142)의 형태로 구비될 수도 있고, 관통공(144)의 형태로 구비될 수도 있으며, 슬릿(142)과 관통공(144)이 혼합된 형태로 구비될 수도 있다.In addition, the pattern may be provided in the form of a
여기서, 상기 슬릿은 상기 금속시트의 테두리로부터 내측으로 일정길이 연장된 절개부의 형태로 구비될 수도 있고 금속시트의 내부를 관통하는 관통구의 형태로 구비될 수도 있으며, 절개부와 관통구가 조합된 형태로 구비될 수도 있다.Here, the slit may be provided in the form of a cutout extending inwardly by a predetermined length from the edge of the metal sheet, or may be provided in the form of a through hole penetrating the inside of the metal sheet, in a form in which the cutout and the through hole are combined. may be provided as
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)은 도 9에 도시된 바와 같이 휴대 단말기(90)의 리어 케이스(94) 또는 백커버(92)의 내측에 설치될 수 있다.The above-described wireless
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)은 도 8에 도시된 바와 같이, 영구자석이 채용된 무선전력 송신모듈(10) 및 무선전력 수신모듈을 포함하는 무선충전 방식 충전 시스템(1)에 적용될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8, the wireless
일례로, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)은 영구자석이 채용된 무선충전 방식 충전 시스템(1)에서 무선전력 수신모듈일 수 있다.For example, the wireless
상기 무선전력 송신모듈(10)은 상기 무선전력 수신모듈이 접근하면 동작하여 전력을 무선으로 상기 무선전력 수신모듈로 공급하며, 무선전력 수신모듈은 상기와 같이 공급되는 전력으로 휴대 단말기의 내장 배터리를 충전한다.The wireless
도 8에서 참조부호 14는 무선전력 수신모듈의 접근을 감지하기 위한 장치를 구성하는 홀센서 및 영구자석이며, 부호 16은 송신용 무선전력전송 안테나이다.In FIG. 8,
여기서, 상기 홀센서는 상기 영구자석이 채용된 무선충전 방식 충전 시스템(1)이 Qi 방식으로 작동하는 경우 생략될 수 있다. 더불어, 상기 영구자석이 채용된 무선충전 방식 충전 시스템(1)이 Qi 방식으로 작동하는 경우 상기 영구자석은 상기 자성체(130)와의 상호 작용을 통하여 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈을 정렬하기 위한 정렬용으로 사용된다.Here, the Hall sensor may be omitted when the wireless charging method charging system 1 employing the permanent magnet operates in the Qi method. In addition, when the wireless charging method charging system 1 employing the permanent magnet operates in the Qi method, the permanent magnet aligns the wireless power transmission module and the wireless power reception module through interaction with the
한편, 본 발명에 따른 무선전력 전송모듈(100,200)은 무선전력 송신모듈에 영구자석이 채용되는 PMA 방식 및 Qi 방식에 적용되는 것으로 예시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 무선전력 송신모듈에 영구자석이 채용되는 형태라면 다른 무선충전 방식에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다.Meanwhile, the wireless
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.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , changes, deletions, additions, etc. may easily suggest other embodiments, but this will also fall within the scope of the present invention.
100,200 : 무선전력 전송모듈 111 : 무선전력 전송용 안테나
112 : MST용 안테나 113 : NFC용 안테나
114 : 회로기판 120 : 차폐유닛
122 : 자기장 차폐시트 124 : 자성체 수용부
126 : 간극 130 : 자성체
140,240 : 지지부재 142,144 : 패턴100,200: wireless power transmission module 111: wireless power transmission antenna
112: antenna for MST 113: antenna for NFC
114: circuit board 120: shielding unit
122: magnetic shielding sheet 124: magnetic body receiving part
126: gap 130: magnetic material
140,240: support member 142,144: pattern
Claims (18)
상기 자기장 차폐시트의 일면에 부착되도록 적어도 일면에 접착층이 형성되는 판상의 지지부재;
상기 자기장 차폐시트에 관통형성되는 자성체 수용부;
상기 자성체 수용부에 배치되고 영구자석에서 발생하는 자기력선을 유도할 수 있도록 상기 자기장 차폐시트로부터 상기 자성체 수용부보다 상대적으로 작은 크기로 분리된 절개편으로 형성된 자성체; 및
서로 대면하는 자성체의 측면 및 자성체 수용부의 내면 사이에 형성되며, 상기 자성체의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성되는 간극;을 포함하고,
상기 자기장 차폐시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트로 이루어지고,
상기 자성체 수용부와 상기 자성체는 상기 자기장 차폐시트를 상기 자성체에 해당하는 면적만큼 타발하여 상기 자성체 수용부를 형성하고, 타발된 부분은 상기 자성체로 이용함으로써 동시에 형성되어, 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체는 동일한 두께 및 재질을 가지며, 상기 타발이 완료되면 상기 자성체 수용부에 상기 자성체가 상기 간극을 두고 삽입된 상태가 되도록 배치되고,
상기 자성체는 상기 자성체 수용부에 삽입된 상태에서 일면이 상기 지지부재에 부착됨으로써 상기 자성체 수용부의 내면과 일정간격 이격된 상기 간극을 유지할 수 있고,
상기 자성체의 중심점이 상기 영구자석의 중심점의 직상부에 위치하는 경우, 상기 영구자석과 대응되는 면적의 직상부 영역에 상기 자기장 차폐시트가 배치되지 않도록 상기 자성체 수용부는 상기 영구자석보다 큰 크기를 갖도록 형성되며,
상기 간극은 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체의 직접적인 접촉을 완전히 차단하여 상기 영구자석에서 발생된 직류자기장에 의해 상기 자기장 차폐시트가 자화되는 것을 방지하고,
상기 간극의 폭은 10㎛ 내지 1mm이고, 상기 타발 시 사용되는 칼날 또는 금형의 두께와 동일한 무선전력 전송모듈용 차폐유닛.A magnetic field shielding sheet that shields the magnetic field generated in a predetermined frequency band and focuses it in a required direction;
a plate-shaped support member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof so as to be attached to one surface of the magnetic field shielding sheet;
a magnetic body accommodating part penetratingly formed in the magnetic field shielding sheet;
a magnetic material disposed in the magnetic material accommodating portion and formed as a cut piece separated from the magnetic field shielding sheet into a size relatively smaller than that of the magnetic material receiving portion so as to induce a magnetic force line generated from the permanent magnet; and
A gap is formed between the side surfaces of the magnetic body facing each other and the inner surface of the magnetic body accommodating part, and is formed as a whole along the circumferential direction of the magnetic body;
The magnetic field shielding sheet is made of a ribbon sheet comprising at least one of an amorphous alloy and a nano-crystalline alloy,
The magnetic body accommodating part and the magnetic body are formed at the same time by punching the magnetic field shielding sheet by an area corresponding to the magnetic body to form the magnetic body receiving part, and the punched part is formed at the same time by using the magnetic body, the magnetic field shielding sheet and the magnetic body It has the same thickness and material, and when the punching is completed, the magnetic material is placed in the magnetic material receiving portion with the gap in the inserted state,
One side of the magnetic body is attached to the support member in a state of being inserted into the magnetic body accommodating part, thereby maintaining the gap spaced apart from the inner surface of the magnetic body accommodating part by a predetermined distance,
When the center point of the magnetic material is located directly above the center point of the permanent magnet, the magnetic material receiving portion has a size larger than that of the permanent magnet so that the magnetic field shielding sheet is not disposed in an area directly above the area corresponding to the permanent magnet. is formed,
The gap completely blocks direct contact between the magnetic field shielding sheet and the magnetic material to prevent the magnetic field shielding sheet from being magnetized by the DC magnetic field generated from the permanent magnet,
The width of the gap is 10㎛ to 1mm, the shielding unit for the wireless power transmission module equal to the thickness of the blade or mold used for punching.
상기 지지부재는 방열시트이거나 적어도 일면에 접착층이 형성된 접착부재인 무선전력 전송모듈용 차폐유닛.The method of claim 1,
The support member is a heat dissipation sheet or an adhesive member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof, a shielding unit for a wireless power transmission module.
상기 지지부재는 금속재질로 이루어진 박판의 금속시트인 무선전력 전송모듈용 차폐유닛.The method of claim 1,
The support member is a shielding unit for a wireless power transmission module which is a thin metal sheet made of a metal material.
상기 금속시트는 관통형성되는 적어도 하나의 패턴을 포함하는 무선전력 전송모듈용 차폐유닛.5. The method of claim 4,
The metal sheet is a shielding unit for a wireless power transmission module including at least one pattern that is formed through.
상기 패턴은 소정의 폭과 길이를 갖는 슬릿 및 소정의 면적을 갖는 관통공 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무선전력 전송모듈용 차폐유닛.6. The method of claim 5,
The pattern is a shielding unit for a wireless power transmission module comprising at least one of a slit having a predetermined width and length and a through hole having a predetermined area.
상기 안테나에 유기되는 무선 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 집속시키는 자기장 차폐시트;
상기 자기장 차폐시트의 일면에 부착되도록 적어도 일면에 접착층이 형성되는 판상의 지지부재;
상기 자기장 차폐시트에 관통형성되는 자성체 수용부;
상기 자성체 수용부에 배치되고 영구자석에서 발생하는 자기력선을 유도할 수 있도록 상기 자기장 차폐시트로부터 상기 자성체 수용부보다 상대적으로 작은 크기로 분리된 절개편으로 형성된 자성체; 및
서로 대면하는 자성체의 측면 및 자성체 수용부의 내면 사이에 형성되며, 상기 자성체의 둘레방향을 따라 전체적으로 형성되는 간극;을 포함하고,
상기 자기장 차폐시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트로 이루어지고,
상기 자성체 수용부와 상기 자성체는 상기 자기장 차폐시트를 상기 자성체에 해당하는 면적만큼 타발하여 상기 자성체 수용부를 형성하고, 타발된 부분은 상기 자성체로 이용함으로써 동시에 형성되어, 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체는 동일한 두께 및 재질을 가지며, 상기 타발이 완료되면 상기 자성체 수용부에 상기 자성체가 상기 간극을 두고 삽입된 상태가 되도록 배치되고,
상기 자성체는 상기 자성체 수용부에 삽입된 상태에서 일면이 상기 지지부재에 부착됨으로써 상기 자성체 수용부의 내면과 일정간격 이격된 상기 간극을 유지할 수 있고,
상기 자성체의 중심점이 상기 영구자석의 중심점의 직상부에 위치하는 경우, 상기 영구자석과 대응되는 면적의 직상부 영역에 상기 자기장 차폐시트가 배치되지 않도록 상기 자성체 수용부는 상기 영구자석보다 큰 크기를 갖도록 형성되며,
상기 간극은 상기 자기장 차폐시트와 상기 자성체의 직접적인 접촉을 완전히 차단하여 상기 영구자석에서 발생된 직류자기장에 의해 상기 자기장 차폐시트가 자화되는 것을 방지하고,
상기 간극의 폭은 10㎛ 내지 1mm이고, 상기 타발 시 사용되는 칼날 또는 금형의 두께와 동일한 무선전력 전송모듈.at least one antenna operating in a predetermined frequency band;
a magnetic field shielding sheet that shields the magnetic field generated by the radio signal induced in the antenna and focuses it in a required direction;
a plate-shaped support member having an adhesive layer formed on at least one surface thereof so as to be attached to one surface of the magnetic field shielding sheet;
a magnetic body accommodating part penetratingly formed in the magnetic field shielding sheet;
a magnetic material disposed in the magnetic material accommodating portion and formed as a cut piece separated from the magnetic field shielding sheet into a size relatively smaller than that of the magnetic material receiving portion so as to induce a magnetic force line generated from the permanent magnet; and
A gap is formed between the side surfaces of the magnetic body facing each other and the inner surface of the magnetic body accommodating part, and is formed as a whole along the circumferential direction of the magnetic body;
The magnetic field shielding sheet is made of a ribbon sheet comprising at least one of an amorphous alloy and a nano-crystalline alloy,
The magnetic body accommodating part and the magnetic body are formed at the same time by punching the magnetic field shielding sheet by an area corresponding to the magnetic body to form the magnetic body receiving part, and the punched part is formed at the same time by using the magnetic body, the magnetic field shielding sheet and the magnetic body It has the same thickness and material, and when the punching is completed, the magnetic material is placed in the magnetic material receiving portion with the gap in the inserted state,
One side of the magnetic body is attached to the support member in a state of being inserted into the magnetic body accommodating part, thereby maintaining the gap spaced apart from the inner surface of the magnetic body accommodating part by a predetermined distance,
When the center point of the magnetic material is located directly above the center point of the permanent magnet, the magnetic material receiving portion has a size larger than that of the permanent magnet so that the magnetic field shielding sheet is not disposed in an area directly above the area corresponding to the permanent magnet. is formed,
The gap completely blocks direct contact between the magnetic field shielding sheet and the magnetic material to prevent the magnetic field shielding sheet from being magnetized by the DC magnetic field generated from the permanent magnet,
The width of the gap is 10㎛ to 1mm, the same as the thickness of the blade or mold used for punching the wireless power transmission module.
상기 안테나는 무선전력 전송용 안테나, MST 안테나 및 NFC 안테나 중 적어도 2개의 안테나를 포함하는 콤보형인 무선전력 전송모듈.10. The method of claim 9,
The antenna is a combo-type wireless power transmission module including at least two antennas among an antenna for wireless power transmission, an MST antenna, and an NFC antenna.
상기 지지부재는 방열시트이거나 상기 지지부재는 적어도 일면에 접착층이 형성된 접착부재인 무선전력 전송모듈.10. The method of claim 9,
The support member is a heat dissipation sheet or the support member is an adhesive member having an adhesive layer formed on at least one surface of the wireless power transmission module.
상기 지지부재는 금속재질로 이루어진 박판의 금속시트인 무선전력 전송모듈.10. The method of claim 9,
The support member is a wireless power transmission module that is a thin metal sheet made of a metal material.
상기 금속시트는 관통형성되는 적어도 하나의 패턴을 포함하는 무선전력 전송모듈.14. The method of claim 13,
The metal sheet is a wireless power transmission module including at least one pattern formed through.
상기 패턴은 소정의 폭과 길이를 갖는 슬릿 및 소정의 면적을 갖는 관통공 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무선전력 전송모듈.15. The method of claim 14,
The pattern is a wireless power transmission module including at least one of a slit having a predetermined width and length and a through hole having a predetermined area.
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