KR102474510B1 - Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication, and wireless power transmission system including the same - Google Patents

Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication, and wireless power transmission system including the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 메인 회로와 연결되는, 제1 단자, 제2 단자, 제3 단자 및 제4 단자; 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결하는, 제1 코일 패턴; 및 상기 제3 단자와 상기 제4 단자를 연결하는, 제2 코일 패턴;을 구비하고, 상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 동일한 나선 중심을 기준으로 일정한 간격으로 유지되는 슬릿을 사이에 두고 동일한 방향으로 권취되는, 무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴 및 무선 전력 전송 시스템을 제공한다.The present invention is connected to the main circuit, a first terminal, a second terminal, a third terminal and a fourth terminal; a first coil pattern connecting the first terminal and the second terminal; and a second coil pattern connecting the third terminal and the fourth terminal, wherein the first coil pattern and the second coil pattern are provided with slits maintained at regular intervals based on the same spiral center. Provided are a composite coil pattern and a wireless power transmission system for wireless charging and short-distance communication that are wound in the same direction.

Description

무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴 및 이를 포함하는 무선 전력 전송 시스템{Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication, and wireless power transmission system including the same}Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication, and wireless power transmission system including the same}

본 발명의 실시예들은, 무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴 및 이를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a composite coil pattern for wireless charging and short-range communication and a wireless power transmission system including the same.

최근 스마트폰에 적용되는 무선 충전은 자기장을 송수신 할 수 있도록 코일(coil)형 안테나를 사용한다. 한편, 통신 목적의 NFC(Near Field Communication) 안테나와 전자결재 목적의 MST(Magnetic Secure Transmission) 안테나도 자기장을 이용하는 코일이기에 무선 충전 코일과 함께 한정된 면적 내에 복합적으로 설계가 필요하다.Recently, wireless charging applied to smartphones uses a coil type antenna to transmit and receive magnetic fields. On the other hand, NFC (Near Field Communication) antennas for communication and MST (Magnetic Secure Transmission) antennas for electronic payment are also coils that use magnetic fields, so they need to be designed together with wireless charging coils within a limited area.

한편, 한정된 면적 때문에 무선 충전 코일을 활용하여 MST 코일 역할도 할 수 있도록 설계하는 방안에 대한 관심이 증가하고 있다. 이 때, 두 코일의 설계 방식이 상이한 점이 설계에 이슈가 된다.On the other hand, because of the limited area, interest in a method of designing a wireless charging coil to also serve as an MST coil is increasing. At this time, the difference in the design method of the two coils becomes an issue in the design.

무선 충전 코일의 경우, 무선 전력을 수신하기 위해 유도된 전류가 손실 없이 회로로 전달되어야 하므로, 낮은 저항 특성이 확보될수록 성능이 개선된다. 반대로 MST 코일의 경우, 소정의 저항 값 이상을 확보하지 못하면 전류가 급격히 증가하여 회로 또는 코일이 내압을 견디지 못하고 손상될 수 있다.In the case of a wireless charging coil, since current induced to receive wireless power must be transferred to a circuit without loss, performance is improved as low resistance characteristics are secured. Conversely, in the case of the MST coil, if a predetermined resistance value or more is not secured, the current rapidly increases and the circuit or coil cannot withstand the withstand voltage and may be damaged.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 한정된 면적 내에서 하나의 코일을 이용하여 무선 충전과 MST의 서로 다른 기능을 모두 달성할 수 있도록 설계된 코일 패턴을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a coil pattern designed to achieve both different functions of wireless charging and MST using one coil within a limited area. .

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 관점에 따르면, 메인 회로와 연결되는, 제1 단자, 제2 단자, 제3 단자 및 제4 단자; 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결하는, 제1 코일 패턴; 및 상기 제3 단자와 상기 제4 단자를 연결하는, 제2 코일 패턴;을 구비하고, 상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 동일한 나선 중심을 기준으로 일정한 간격으로 유지되는 슬릿을 사이에 두고 동일한 방향으로 권취되는, 무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a first terminal, a second terminal, a third terminal and a fourth terminal connected to the main circuit; a first coil pattern connecting the first terminal and the second terminal; and a second coil pattern connecting the third terminal and the fourth terminal, wherein the first coil pattern and the second coil pattern are provided with slits maintained at regular intervals based on the same spiral center. It provides a composite coil pattern for wireless charging and short-distance communication, which is wound in the same direction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 단자와 상기 제3 단자는 전기적 스위치를 통해 서로 연결될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second terminal and the third terminal may be connected to each other through an electrical switch.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 코일 패턴이 무선 충전 모드인 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자는 무선 충전용 입력 단자이고, 상기 제2 단자 및 상기 제4 단자는 무선 충전용 출력 단자일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the composite coil pattern is in a wireless charging mode, the first terminal and the third terminal are input terminals for wireless charging, and the second terminal and the fourth terminal are for wireless charging. It may be an output terminal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 코일 패턴이 마그네틱 보안 전송 모드인 경우, 상기 제1 단자는 마그네틱 보안 전송용 입력 단자이고, 상기 제4 단자는 마그네틱 보안 전송용 출력 단자이고, 상기 제2 단자 및 상기 제3 단자를 서로 연결 될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the composite coil pattern is in a magnetic secure transmission mode, the first terminal is an input terminal for magnetic secure transmission, the fourth terminal is an output terminal for magnetic secure transmission, and the second terminal is an output terminal for magnetic secure transmission. A terminal and the third terminal may be connected to each other.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단자로 입력된 신호는 상기 제2 단자 및 상기 제3 단자를 순차적으로 거쳐, 상기 제4 단자를 통해 출력될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a signal input to the first terminal may sequentially pass through the second terminal and the third terminal and be output through the fourth terminal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 코일 패턴이 무선 충전 모드인 경우의 저항은 마그네틱 보안 전송 모드인 경우의 저항에 비해 1/2 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the resistance of the composite coil pattern in the case of the wireless charging mode may be 1/2 or less compared to the resistance in the case of the magnetic secure transmission mode.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 코일 패턴이 마그네틱 충전 모드인 경우의 길이는 무선 충전 모드인 경우의 길이에 비해 2배 이상일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the length of the composite coil pattern in the case of the magnetic charging mode may be twice or more than the length in the case of the wireless charging mode.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 동일한 곡률을 갖도록 권취될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first coil pattern and the second coil pattern may be wound to have the same curvature.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 서로 중첩하지 않을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first coil pattern and the second coil pattern may not overlap each other.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 메인 회로와 연결되는, 제1 단자, 제2 단자, 제3 단자 및 제4 단자; 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결하는, 제1 코일 패턴; 및 상기 제3 단자와 상기 제4 단자를 연결하는, 제2 코일 패턴;을 구비하고, 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자를 입력 단자로 하고, 상기 제2 단자 및 상기 제4 단자는 출력 단자로 하여, 제1 모드를 수행하고, 상기 제1 단자를 입력 단자로 하고, 상기 제4 단자를 출력 단자로 하되, 상기 제2 단자 및 상기 제3 단자는 상기 제1 단자와 상기 제4 단자 사이에서 상호 전기적으로 연결되어, 제2 모드를 수행하는, 무선 전력 전송 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a first terminal, a second terminal, a third terminal and a fourth terminal connected to the main circuit; a first coil pattern connecting the first terminal and the second terminal; and a second coil pattern connecting the third terminal and the fourth terminal, wherein the first terminal and the third terminal are input terminals, and the second terminal and the fourth terminal are output terminals. To perform the first mode, the first terminal is used as an input terminal, and the fourth terminal is used as an output terminal, but the second terminal and the third terminal are between the first terminal and the fourth terminal is electrically connected to each other to provide a wireless power transmission system that performs the second mode.

상기 제2 단자와 상기 제3 단자는 전기적 스위치를 통해 서로 연결될 수 있다.The second terminal and the third terminal may be connected to each other through an electrical switch.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 모드는 무선 충전 모드이고, 상기 제2 모드는 근거리 통신 모드일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first mode may be a wireless charging mode, and the second mode may be a short-distance communication mode.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description of the invention.

이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.These general and specific aspects may be practiced using a system, method, computer program, or any combination of systems, methods, or computer programs.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 한정된 면적 내에서 하나의 코일을 이용하여 무선 충전과 MST의 서로 다른 기능을 모두 달성할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention made as described above, both different functions of wireless charging and MST can be achieved using one coil within a limited area. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 따른 무선전력송신기와 연동되는 무선전력수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴이 무선 충전 동작을 할 시, 이를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴이 마그네틱 보안 전송 동작을 할 시, 이를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a block diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 2;
4 is a plan view schematically illustrating a composite coil pattern according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating a composite coil pattern according to an embodiment of the present invention when performing a wireless charging operation.
6 is a diagram schematically illustrating a magnetic secure transmission operation performed by a composite coil pattern according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. .

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In this specification, terms such as first and second are used for the purpose of distinguishing one component from another component without limiting meaning.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In this specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In this specification, terms such as include or have mean that features or elements described in the specification exist, and do not preclude the possibility that one or more other features or elements may be added.

본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In this specification, when a part such as a film, region, component, etc. is said to be on or on another part, not only when it is directly above the other part, but also when another film, region, component, etc. is interposed therebetween. include

본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다. In this specification, when films, regions, components, etc. are connected, when films, regions, and components are directly connected, or/and other films, regions, and components are interposed between the films, regions, and components. Including cases of indirect connection. For example, when a film, region, component, etc. is electrically connected in this specification, when a film, region, component, etc. is directly electrically connected, and/or another film, region, component, etc. is interposed therebetween. This indicates an indirect electrical connection.

본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, "A 및 B 중 적어도 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.In this specification, "A and/or B" represents the case of A, B, or A and B. And, "at least one of A and B" represents the case of A, B, or A and B.

본 명세서에서 x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In this specification, the x-axis, y-axis, and z-axis are not limited to three axes on the Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including them. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

본 명세서에서 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다. In this specification, when an embodiment is otherwise embodied, a specific process sequence may be performed differently from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order reverse to the order described.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(1)은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신기(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신기(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자 기기(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system 1 includes a wireless power transmitter 10 that wirelessly transmits power, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device that receives the received power. (30) may be included.

일 예로, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)는 무선 전력 전송에 사용되는 동작주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)는 무선 전력 전송에 사용되는 동작주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.For example, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may perform in-band communication for exchanging information using the same frequency band as an operating frequency used for wireless power transmission. As another example, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 perform out-of-band communication for exchanging information using a separate frequency band different from an operating frequency used for wireless power transmission. can also be done

일 예로, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.For example, information exchanged between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may include control information as well as status information of each other. Here, status information and control information exchanged between the transmitting and receiving terminals will become more clear through the description of embodiments to be described later.

인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.In-band communication and out-of-band communication may provide two-way communication, but are not limited thereto, and in another embodiment, one-way communication or half-duplex communication may be provided.

일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신기(20)가 무선 전력 송신기(10)로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신기(10)가 무선 전력 수신기(20)로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.For example, one-way communication may be transmission of information only from the wireless power receiver 20 to the wireless power transmitter 10, but is not limited thereto, and the wireless power transmitter 10 transmits information to the wireless power receiver 20. It may be to transmit.

반이중 통신 방식은 무선 전력 수신기(20)와 무선 전력 송신기(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.The half-duplex communication method is characterized in that two-way communication is possible between the wireless power receiver 20 and the wireless power transmitter 10, but information can be transmitted only by one device at any one time.

실시예에 따른 무선 전력 수신기(20)는 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.The wireless power receiver 20 according to the embodiment may obtain various state information of the electronic device 30. For example, the status information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying an application being executed, CPU usage information, battery charge state information, battery output voltage/current information, etc., but is limited thereto. It is not, and information obtainable from the electronic device 30 and usable for wireless power control is sufficient.

일 실시예로, 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 무선 전력 송신기(10) 및 무선 전력 수신기(20)는 제1 모드로 활용될 수도 있고, 또는 제2 모드로 활용될 수도 있다. 예를 들어, 제1 모드는 무선 충전를 목적으로 하는 동작이고, 제2 모드는 근거리 통신이나 전자 결재를 목적으로 하는 동작일 수 있다.As an example, in a wireless power transmission system, the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may be used in a first mode or a second mode. For example, the first mode may be an operation for the purpose of wireless charging, and the second mode may be an operation for the purpose of short-distance communication or electronic payment.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 후술할 무선 충전(즉, 제1 모드)과 마그네틱 보안 전송(MST)(즉, 제2 모드)을 위한 복합 코일 패턴(300)을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 4 이하에서 자세히 설명한다.A wireless power transfer system according to an embodiment of the present invention may include a composite coil pattern 300 for wireless charging (ie, first mode) and magnetic secure transmission (MST) (ie, second mode), which will be described later. have. This will be described in detail below in FIG. 4 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 무선전력송신기(100)는 전력 변환부(110), 전력 전송부(120), 통신부(130), 제어부(140) 및 센싱부(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the wireless power transmitter 100 may include a power conversion unit 110, a power transmission unit 120, a communication unit 130, a control unit 140, and a sensing unit 150.

도 2에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(110)는 전원부(160)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(110)는 전원부(160)로부터 공급된 전력을 무선 송신용 전력으로 변환할 수 있다.As shown in FIG. 2 , when power is supplied from the power supply unit 160 , the power conversion unit 110 may perform a function of converting it into power of a predetermined intensity. To this end, the power conversion unit 110 may convert power supplied from the power supply unit 160 into power for wireless transmission.

전력 전송부(120)는 다중화기(121)(또는 멀티플렉서), 송신 코일(122)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(120)는 전력 전송을 위한 특정 동작주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 전송부(120)는 전력 변환부(110)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(121)와 복수의 송신 코일(122)(즉, 제1 내지 제n 송신 코일)을 포함하여 구성될 수 있다.The power transmitter 120 may include a multiplexer 121 (or multiplexer) and a transmission coil 122 . In addition, the power transmitter 120 may further include a carrier generator (not shown) for generating a specific operating frequency for power transmission. As shown in FIG. 2, the power transmission unit 120 includes a multiplexer 121 and a plurality of transmission coils 122 (ie, a multiplexer 121 for controlling transmission of the output power of the power conversion unit 110 to the transmission coil). 1st to nth transmitting coils).

제어부(140)는 복수의 무선전력수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선전력송신기(100)에 3개의 무선전력수신기(즉, 제1 내지 3 무선전력수신기)가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일(즉, 제1 내지 3 송신 코일)을 통해 식별된 경우, 제어부(140)는 다중화기(121)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선전력수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기 증폭률을 제어하여 무선전력수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.When a plurality of wireless power receivers are connected, the controller 140 may transmit power through time division multiplexing for each transmission coil. For example, when three wireless power receivers (ie, first to third wireless power receivers) in the wireless power transmitter 100 are identified through three different transmission coils (ie, first to third transmission coils), respectively. , The control unit 140 can control the multiplexer 121 so that power can be transmitted through a specific transmission coil in a specific time slot. The amount of power transmitted to the corresponding wireless power receiver may be controlled according to the length of the time slot allocated to each transmitting coil, but this is only one embodiment, and another example is an amplifier for a time slot allocated to each transmitting coil. The transmission power of each wireless power receiver may be controlled by controlling the amplification factor.

제어부(140)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(122)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(121)를 제어할 수 있다.The control unit 140 may control the multiplexer 121 so that detection signals are sequentially transmitted through the first through n-th transmission coils 122 during the first detection signal transmission procedure.

또한, 제어부(140)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(132)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(140)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(121)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(140)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(121)를 제어할 수도 있다.In addition, the control unit 140 provides a predetermined transmission coil identifier and a corresponding transmission coil for identifying through which transmission coil the signal strength indicator was received from the demodulation unit 132 during the first detection signal transmission procedure. It is possible to receive the signal strength indicator received through. Subsequently, in the second detection signal transmission procedure, the control unit 140 controls the multiplexer 121 so that the detection signal is transmitted only through the transmission coil(s) having received the signal strength indicator during the first detection signal transmission procedure. You may. As another example, the control unit 140 transmits the second detection signal to the transmission coil having the signal strength indicator having the largest value when there are a plurality of transmission coils receiving the signal strength indicator during the first detection signal transmission procedure. In the procedure, a transmission coil to transmit a detection signal first is determined, and the multiplexer 121 may be controlled according to a result of the determination.

변조부(131)는 제어부(140)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(121)에 전달할 수 있다. 여기서, 제 어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The modulator 131 may modulate the control signal generated by the controller 140 and transmit the modulated signal to the multiplexer 121 . Here, the modulation methods for modulating the control signal include a frequency shift keying (FSK) modulation method, a Manchester coding modulation method, a phase shift keying (PSK) modulation method, a pulse width modulation method, and a differential modulation method. A differential bi-phase modulation scheme may be included, but is not limited thereto.

복조부(132)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(140)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선전력수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.When a signal received through the transmission coil is detected, the demodulator 132 may demodulate and transmit the detected signal to the control unit 140 . Here, the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for power control during wireless power transmission, an end of charge (EOC) indicator, an overvoltage/overcurrent/overheat indicator, etc. , but is not limited thereto, and may include various state information for identifying the state of the wireless power receiver.

또한, 복조부(132)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(140)에 제공할 수도 있다.In addition, the demodulation unit 132 may identify from which transmission coil the demodulated signal is received, and may provide the control unit 140 with a predetermined transmission coil identifier corresponding to the identified transmission coil.

일 예로, 무선전력송신기(100)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선전력수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.For example, the wireless power transmitter 100 may obtain a signal strength indicator through in-band communication that communicates with the wireless power receiver using the same frequency used for wireless power transmission.

또한, 무선전력송신기(100)는 송신 코일(122)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(122)을 통해 무선전력수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선전력송신기(100)는 송신 코일(122)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선전력수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.In addition, the wireless power transmitter 100 can transmit wireless power using the transmission coil 122 and exchange various information with the wireless power receiver through the transmission coil 122. As another example, the wireless power transmitter 100 further includes separate coils corresponding to the transmission coils 122 - that is, the first to nth transmission coils, respectively, and uses the provided separate coils to transmit wireless power. It should be noted that in-band communication may be performed with the receiver.

이상 도 2의 설명에서는 무선전력송신기(100)와 무선전력수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.In the above description of FIG. 2, the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver perform in-band communication as an example, but this is only one embodiment, and the frequency band used for wireless power signal transmission and Short-distance two-way communication may be performed through different frequency bands. For example, short-distance two-way communication may be any one of low power Bluetooth communication, RFID communication, UWB communication, and ZigBee communication.

도 3은 도 2에 따른 무선전력송신기와 연동되는 무선전력수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram for explaining the structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter according to FIG. 2;

도 3을 참조하면, 무선전력수신기(200)는 수신코일(210), 정류기(220), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 230), 부하(240), 통신부(260), 주제어부(270)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(260)는 복조부(261) 및 변조부(262) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless power receiver 200 includes a receiving coil 210, a rectifier 220, a DC/DC converter 230, a load 240, a communication unit 260, a main control unit ( 270). Here, the communication unit 260 may include at least one of a demodulation unit 261 and a modulation unit 262 .

도 3의 예에 도시된 무선전력수신기(200)는 인밴드 통신을 통해 무선전력송신기와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 통신부(260)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.Although the wireless power receiver 200 shown in the example of FIG. 3 is shown as capable of exchanging information with the wireless power transmitter through in-band communication, this is only one embodiment, and a communication unit according to another embodiment. 260 may provide short-range two-way communication through a frequency band different from a frequency band used for wireless power signal transmission.

수신코일(210)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(220)에 전달할 수 있다. 정류기(220)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(230)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(230)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(240)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(240)에 전달할 수 있다. 또한 수신코일(210)은 복수의 수신코일(미도시)(즉, 제1 내지 제n 수신코일)을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신코일 (미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.AC power received through the receiving coil 210 may be delivered to the rectifier 220 . The rectifier 220 may convert AC power into DC power and transmit it to the DC/DC converter 230 . The DC/DC converter 230 may convert the intensity of the DC power output from the rectifier into a specific intensity required by the load 240 and then transfer the intensity to the load 240 . In addition, the receiving coil 210 may include a plurality of receiving coils (not shown) (ie, first to nth receiving coils). According to one embodiment, the frequency of AC power delivered to each receiving coil (not shown) may be different from each other, and another embodiment is a predetermined frequency controller equipped with a function of adjusting the LC resonance characteristics differently for each receiving coil Resonant frequencies for each receiving coil may be differently set using

센싱부(250)는 정류기(220) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(270)에 제공할 수 있다. 또는, 센싱부(250)는 무선 전력 수신에 따라 수신코일(210)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(270)에 전송할 수도 있다.The sensing unit 250 may measure the intensity of DC power output from the rectifier 220 and provide it to the main control unit 270 . Alternatively, the sensing unit 250 may measure the intensity of current applied to the receiving coil 210 according to wireless power reception and transmit the measurement result to the main controller 270 .

일 예로, 센싱부(250)는 무선전력수신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(270)에 제공 할 수도 있다.For example, the sensing unit 250 may measure the internal temperature of the wireless power receiver 200 and provide the measured temperature value to the main control unit 270 .

일 예로, 주제어부(270)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(262)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(262)에 의해 변조된 신호는 수신코일(210) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선전력송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(270)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(262)를 통해 무선전력송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일예로, 복조부(261)는 수신코일(210)과 정류기(220) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(220) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(270)에 제공할 수 있다. 주제어부(270)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(262)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.For example, the main control unit 270 may determine whether an overvoltage occurs by comparing the measured intensity of the output DC power of the rectifier with a predetermined reference value. As a result of the determination, when an overvoltage occurs, a predetermined packet notifying that an overvoltage has occurred may be generated and transmitted to the modulator 262 . Here, the signal modulated by the modulator 262 may be transmitted to the wireless power transmitter through the receiving coil 210 or a separate coil (not shown). In addition, the main control unit 270 may determine that the detection signal is received when the intensity of the DC power output from the rectifier is greater than or equal to a predetermined reference value, and when the detection signal is received, the signal strength indicator corresponding to the detection signal is displayed by the modulator 262 ), it can be controlled so that it can be transmitted to the wireless power transmitter. As another example, the demodulation unit 261 demodulates the AC power signal between the receiving coil 210 and the rectifier 220 or the DC power signal output from the rectifier 220 to identify whether or not the detection signal is received, and then controls the identification result. may be provided to unit 270 . The main controller 270 may control the signal strength indicator corresponding to the detection signal to be transmitted through the modulator 262 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴을 개략적으로 도시한 평면도이다.4 is a plan view schematically illustrating a composite coil pattern according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 복합 코일 패턴(300)은 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the complex coil pattern 300 may include a first coil pattern 310 and a second coil pattern 320 .

복합 코일 패턴(300)은 기재(350) 상에 제공될 수 있다. 기재(350)는 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 형성하기 위한 기판으로 작용할 수 있다. 또한, 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 보호하고 지지할 수 있다. 기재(350)는 두께가 얇고 유연한(flexible) 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 기재(350)는 PI(polyimide)나 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있다. 경우에 따라, 기재(350)의 하부에는 정전기를 방지하고 전자기장을 차폐하는 차폐재 및/또는 방열재가 배치될 수도 있다.The composite coil pattern 300 may be provided on the substrate 350 . The substrate 350 may serve as a substrate for forming the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 . In addition, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may be protected and supported. The substrate 350 may be formed of a thin and flexible material. Specifically, the substrate 350 may be polyimide (PI) or polyethylene terephthalate (PET). In some cases, a shielding material and/or a heat dissipating material that prevents static electricity and shields electromagnetic fields may be disposed under the substrate 350 .

제1 코일 패턴(310)은 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2)를 연결할 수 있다. 제1 코일 패턴(310)은 양 끝단에 위치한 일단(311), 타단(312)과 이들을 연결하는 제1 코일부(313)를 구비할 수 있다.The first coil pattern 310 may connect the first terminal T1 and the second terminal T2. The first coil pattern 310 may include one end 311 and the other end 312 located at both ends and a first coil unit 313 connecting them.

제1 코일 패턴(310)의 일단(311)은 제1 단자(T1)와 연결될 수 있고, 제1 코일 패턴(310)의 타단(312)은 제2 단자(T2)와 연결될 수 있다. 제1 코일부(313)는 복수 회 권선된 패턴 라인일 수 있다. 일 실시예로, 제1 코일 패턴(310)은 무선 충전용 코일일 수 있다.One end 311 of the first coil pattern 310 may be connected to the first terminal T1, and the other end 312 of the first coil pattern 310 may be connected to the second terminal T2. The first coil unit 313 may be a pattern line wound multiple times. In one embodiment, the first coil pattern 310 may be a coil for wireless charging.

제2 코일 패턴(320)은 제3 단자(T3)와 제4 단자(T4)를 연결할 수 있다. 제2 코일 패턴(320)은 양 끝단에 위치한 일단(321), 타단(322)과 이들을 연결하는 제2 코일부(323)를 구비할 수 있다.The second coil pattern 320 may connect the third terminal T3 and the fourth terminal T4. The second coil pattern 320 may include one end 321 and the other end 322 located at both ends and a second coil unit 323 connecting them.

제2 코일 패턴(320)의 일단(321)은 제3 단자(T3)와 연결되고, 제2 코일 패턴(320)의 타단(322)은 제4 단자(T4)와 연결될 수 있다. 제2 코일 패턴(320)은 제1 코일 패턴(310)과 유사하게, 복수 회 권선된 패턴 라인일 수 있다. 일 실시예로, 제2 코일 패턴(320)은 근거리 무선 통신을 위한 코일일 수 있다. 예컨대, 근거리 무선 통신은 마그네틱 보안 전송(MST: Magnetic Secure Transmission), NFC(Near Field Communication)일 수 있다. 여기서, MST에서의 동작주파수는 예컨대, 3.24MHz이고, NFC에서의 동작주파수는 예컨대, 13.56MHz일 수 있다. 상술한 근거리 무선 통신은 각각 NFC, RFID 통신, 블루투스 통신, UWB(Ultra Wideband) 통신, MST 통신, 애플페이 통신, 구글페이 통신 중 어느 하나에 대응될 수도 있다.One end 321 of the second coil pattern 320 may be connected to the third terminal T3, and the other end 322 of the second coil pattern 320 may be connected to the fourth terminal T4. Similar to the first coil pattern 310 , the second coil pattern 320 may be a pattern line wound multiple times. In one embodiment, the second coil pattern 320 may be a coil for short-range wireless communication. For example, the short-range wireless communication may be Magnetic Secure Transmission (MST) or Near Field Communication (NFC). Here, the operating frequency in MST may be, for example, 3.24 MHz, and the operating frequency in NFC may be, for example, 13.56 MHz. The aforementioned short-distance wireless communication may correspond to any one of NFC, RFID communication, Bluetooth communication, UWB (Ultra Wideband) communication, MST communication, Apple Pay communication, and Google Pay communication, respectively.

본 실시예에서, 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 일정한 간격으로 유지되는 슬릿(SL)을 사이에 두고 동일한 방향으로 권취될 수 있다. 동일한 방향으로 권취된 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 평면 상에서 서로 교번하여 배치될 수 있으며, 동일한 형상의 나선 패턴을 형성할 수 있다. 복합 코일 패턴(300)에 있어서, 예컨대 n 번째 턴은 제1 코일 패턴(310)이고, n+1번째 턴은 제2 코일 패턴(320)일 수 있다. 도 5에서는 제1 코일 패턴(310)의 폭과 제2 코일 패턴(320)의 폭이 동일한 것을 도시하나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may be wound in the same direction with the slits SL maintained at regular intervals therebetween. The first coil patterns 310 and the second coil patterns 320 wound in the same direction may be alternately disposed on a plane and may form a spiral pattern having the same shape. In the composite coil pattern 300 , for example, the n-th turn may be the first coil pattern 310 and the n+1-th turn may be the second coil pattern 320 . Although FIG. 5 shows that the width of the first coil pattern 310 and the width of the second coil pattern 320 are the same, the present invention is not necessarily limited thereto.

제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 동일한 곡률을 갖도록 권취될 수 있고, 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 서로 중첩하지 않을 수 있다. 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 동일한 나선 중심을 기준으로 권취될 수 있다.The first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may be wound to have the same curvature, and the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may not overlap each other. The first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may be wound around the same spiral center.

본 실시예에서, 제1 단자(T1)는 입력 단자로 활용되고, 제4 단자(T4)는 출력 단자로 활용될 수 있다. 특히, 제2 단자(T2) 및 제3 단자(T3)는 복합 코일 패턴(300)의 동작에 따라, 입력 단자로 활용될 수도 있고, 출력 단자로 활용될 수도 있다. 또는, 제2 단자(T2) 및 제3 단자(T3)는 제1 코일 패턴(310)과 2 코일 패턴(320)을 전기적으로 연결하는 연결 부분의 기능을 할 수도 있다. 이때, 제2 단자(T2)를 통해 출력된 신호는 제3 단자(T3)로 다시 입력될 수 있다.In this embodiment, the first terminal T1 may be used as an input terminal, and the fourth terminal T4 may be used as an output terminal. In particular, the second terminal T2 and the third terminal T3 may be used as input terminals or output terminals according to the operation of the composite coil pattern 300 . Alternatively, the second terminal T2 and the third terminal T3 may function as a connecting portion electrically connecting the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 . At this time, the signal output through the second terminal T2 may be input again to the third terminal T3.

상술한 것과 같은 동작을 위해, 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)는 전기적 스위치(330)를 통해 연결될 수 있다. 복합 코일 패턴(300)이 제1 모드인 경우, 전기적 스위치(330)를 통해 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)는 서로 전기적으로 단절되어, 각각 입력 단자와 출력 단자로 기능할 수 있다. For the same operation as described above, the second terminal T2 and the third terminal T3 may be connected through the electrical switch 330 . When the composite coil pattern 300 is in the first mode, the second terminal T2 and the third terminal T3 are electrically disconnected from each other through the electrical switch 330 to function as an input terminal and an output terminal, respectively. have.

다른 실시예로, 복합 코일 패턴(300)이 제2 모드인 경우, 전기적 스위치(330)를 통해 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)는 서로 전기적으로 연결되어, 신호 전달의 채널로 기능할 수 있다. 전기적 스위치(330)는 예컨대, 트랜지스터를 포함하는 회로일 수도 있고, 별도의 모듈로 형성된 부재일 수도 있다. 전기적 스위치(330)는 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)를 모드에 따라 전기적으로 연결하거나, 단절할 수 있으면 족하고, 그 구성에 대해서는 제한되지 않는다.In another embodiment, when the composite coil pattern 300 is in the second mode, the second terminal T2 and the third terminal T3 are electrically connected to each other through the electrical switch 330 to serve as a signal transmission channel. can function The electrical switch 330 may be, for example, a circuit including a transistor or a member formed as a separate module. The electrical switch 330 suffices as long as it can electrically connect or disconnect the second terminal T2 and the third terminal T3 according to the mode, and the configuration is not limited.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴이 무선 충전 동작을 할 시, 이를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴이 마그네틱 보안 전송 동작을 할 시, 이를 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically showing the composite coil pattern according to an embodiment of the present invention when performing a wireless charging operation, and FIG. 6 is a composite coil pattern according to an embodiment of the present invention performs a magnetic secure transmission operation. When done, it is a drawing schematically showing this.

도 5는 복합 코일 패턴(300)이 무선 충전 동작에 활용되는 경우를 도시한다. 무선 충전 동작의 경우, 낮은 저항 특성을 확보할수록 성능이 개선되는 특성이 있다. 따라서, 무선 충전 모드에서는 복합 코일 패턴(300)의 저항을 낮추는 것이 요구된다.5 illustrates a case in which the composite coil pattern 300 is utilized for a wireless charging operation. In the case of a wireless charging operation, there is a characteristic in which performance is improved as low resistance characteristics are secured. Therefore, it is required to lower the resistance of the composite coil pattern 300 in the wireless charging mode.

도 5를 참조하면, 복합 코일 패턴(300)을 통해 무선 충전 동작 시에는, 제1 코일 패턴(310)에 연결된 제1 단자(T1) 및 제2 코일 패턴(320)에 연결된 제3 단자(T3)를 입력 단자로, 제1 코일 패턴(310)에 연결된 제2 단자(T2) 및 제2 코일 패턴(320)에 연결된 제4 단자(T4)를 출력 단자로 사용할 수 있다.Referring to FIG. 5 , during a wireless charging operation through the composite coil pattern 300, a first terminal T1 connected to the first coil pattern 310 and a third terminal T3 connected to the second coil pattern 320 ) as an input terminal, and the second terminal T2 connected to the first coil pattern 310 and the fourth terminal T4 connected to the second coil pattern 320 may be used as output terminals.

복합 코일 패턴(300)에 있어서, 상술한 바와 같이 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)의 이중으로 사용함으로써, 복합 코일 패턴(300)의 저항을 낮출 수 있다. 다시 말해, 무선 충전 동작 시에는 제1 단자(T1) 및 제3 단자(T3)에 동시에 입력 단자로 활용하고, 제2 단자(T2) 및 제4 단자(T4)를 통해 동시에 출력 단자로 활용함으로써 낮은 저항 특성을 확보할 수 있어 무선 충전 동작 시 개선된 성능을 구현할 수 있다.In the composite coil pattern 300, by using the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 as described above, the resistance of the composite coil pattern 300 can be reduced. In other words, during the wireless charging operation, the first terminal T1 and the third terminal T3 are simultaneously used as input terminals, and the second terminal T2 and the fourth terminal T4 are simultaneously used as output terminals. Low resistance characteristics can be secured, so improved performance can be realized during wireless charging operation.

도 5와 같은 복합 코일 패턴(300)이 무선 충전 동작에 활용될 경우, 전술한 전기적 스위치(330)는 오프(off) 되어 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)를 전기적으로 분리할 수 있다. 이를 통해, 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 서로 병렬로 연결되는 효과를 나타낼 수 있다.When the composite coil pattern 300 as shown in FIG. 5 is used for a wireless charging operation, the aforementioned electrical switch 330 is turned off to electrically separate the second terminal T2 and the third terminal T3. can Through this, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may exhibit an effect of being connected in parallel with each other.

한편, 도 6은 복합 코일 패턴(300)이 마그네틱 보안 전송 동작에 활용되는 경우를 도시한다. 마그네틱 보안 전송 동작의 경우, 일정 이상의 저항값을 확보하지 못할 경우 전류가 급격히 증가하여 회로 또는 코일이 인가되는 전력을 견디지 못해 손상되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 마그네틱 보안 전송 모드에서는 복합 코일 패턴(300)의 저항을 일정 이상으로 높이는 것이 요구된다.Meanwhile, FIG. 6 shows a case in which the composite coil pattern 300 is utilized for a magnetic secure transmission operation. In the case of a magnetic secure transmission operation, if a resistance value higher than a certain level is not secured, a current rapidly increases, causing damage to a circuit or coil because it cannot withstand the applied power. Therefore, in the magnetic secure transmission mode, it is required to increase the resistance of the complex coil pattern 300 to a certain level or more.

도 6을 참조하면, 복합 코일 패턴(300)을 통해 마그네틱 보안 전송 동작 시에는, 제1 코일 패턴(310)에 연결된 제1 단자(T1)를 입력 단자로, 제2 코일 패턴(320)에 연결된 제4 단자(T4)를 출력 단자로 사용할 수 있다. 제2 단자(T2) 및 제3 단자(T3)는 제1 코일 패턴(310)의 타단(312)과 제2 코일 패턴(320)의 일단(321)을 전기적으로 연결하는 부분으로 기능할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the magnetic secure transmission operation through the composite coil pattern 300, the first terminal T1 connected to the first coil pattern 310 is used as an input terminal, and the second coil pattern 320 is connected to the second coil pattern 320. The fourth terminal T4 may be used as an output terminal. The second terminal T2 and the third terminal T3 may function as a part electrically connecting the other end 312 of the first coil pattern 310 and the one end 321 of the second coil pattern 320. .

전술한 것과 같이, 제2 단자(T2) 및 제3 단자(T3)는 전기적 스위치(330)를 통해 서로 연결될 수 있는데, 도 6과 같이 마그네틱 보안 전송 동작 시에는, 전기적 스위치(330)가 온(on)되어 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)를 서로 연결하고, 이는 제1 코일 패턴(310)의 타단(312)과 제2 코일 패턴(320)의 일단(321)을 서로 연결하는 역할을 할 수 있다. 이를 통해 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)은 서로 직렬로 연결되는 효과를 나타낼 수 있다.As described above, the second terminal T2 and the third terminal T3 may be connected to each other through the electrical switch 330. During the magnetic secure transmission operation as shown in FIG. 6, the electrical switch 330 is turned on ( on) to connect the second terminal T2 and the third terminal T3 to each other, which connects the other end 312 of the first coil pattern 310 and one end 321 of the second coil pattern 320 to each other. can play a role in Through this, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may exhibit an effect of being connected in series with each other.

구체적으로, 전류는 제1 코일 패턴(310)의 일단(311)에 연결된 제1 단자(T1)로 입력되고, 제1 코일 패턴(310)의 나선 패턴을 거쳐 제1 코일 패턴(310)의 타단(312)에 연결된 제2 단자(T2)로 전달된다. 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3)는 전기적으로 연결되며, 전류는 제2 단자(T2)를 거쳐 제3 단자(T3)로 전달된다. 제3 단자(T3)로 전달된 전류는 제2 코일 패턴(320)의 나선 패턴을 거쳐 제2 코일 패턴(320)의 타단(322)에 연결된 제4 단자(T4)를 통해 출력된다. Specifically, the current is input to the first terminal T1 connected to one end 311 of the first coil pattern 310 and passes through the spiral pattern of the first coil pattern 310 to the other end of the first coil pattern 310. It is transferred to the second terminal (T2) connected to (312). The second terminal T2 and the third terminal T3 are electrically connected, and current is transferred to the third terminal T3 via the second terminal T2. The current transferred to the third terminal T3 is output through the spiral pattern of the second coil pattern 320 and through the fourth terminal T4 connected to the other end 322 of the second coil pattern 320 .

비교예로서, 제1 코일 패턴과 제2 코일 패턴을 각각 별개의 기능, 즉 제1 코일 패턴을 무선 충전용 코일로만 사용하고, 제2 코일 패턴을 MST용 코일로만 사용하는 경우를 가정한다. 이러한 코일 패턴에서는, MST 동작 시에 무선 충전용 코일 부분과 MST용 코일 부분이 동시에 각각 자기장을 발생하기 때문에, 자기장이 상쇄되는 영역이 발생하게 된다. 예를 들면, 무선 충전용 코일 영역과 MST용 코일 영역 사이에, 무선 충전용 코일에 의해 발생한 제1 자기장과 MST용 코일에 의해 발생한 제2 자기장이 서로 상쇄되는 영역이 발생한다. 예를 들어 신용카드 결제 시 POS 단말기의 마그네틱 리더기가 결재 정보를 잘 인식하지 못하는 영역이 발생할 수 있다.As a comparative example, it is assumed that the first coil pattern and the second coil pattern have separate functions, that is, the first coil pattern is used only as a coil for wireless charging and the second coil pattern is used only as a coil for MST. In this coil pattern, since the coil part for wireless charging and the coil part for MST generate magnetic fields at the same time during the MST operation, a region in which the magnetic field is offset is generated. For example, a region in which the first magnetic field generated by the wireless charging coil and the second magnetic field generated by the MST coil cancel each other occurs between the coil region for wireless charging and the coil region for MST. For example, when paying by credit card, there may be an area where the magnetic reader of the POS terminal does not recognize the payment information well.

또한, MST용 코일을 무선 충전용 코일과 서로 분리된 형태의 나선 패턴으로 형성함으로 인해 나선 패턴 내부에 빈 공간이 필연적으로 발생하게 되므로, 한정된 면적 내에서 최대 길이의 라인 확보에 비효율적인 단점이 존재한다. 다시 말하면, 전체 코일 패턴이 차지하는 공간을 줄이는 것이 유리한데, MST 동작 시에 필요한 저항 값을 확보하기 위한 MST용 코일을 구비함으로 인해, MST용 코일 내부의 빈 공간만큼 공간이 낭비되는 단점이 존재한다.In addition, since the coil for MST is formed in a spiral pattern separated from the coil for wireless charging, an empty space is inevitably generated inside the spiral pattern, so there is a disadvantage in that it is inefficient to secure a line with the maximum length within a limited area. do. In other words, it is advantageous to reduce the space occupied by the entire coil pattern, but there is a disadvantage in that space is wasted as much as the empty space inside the coil for MST due to the provision of a coil for MST to secure the resistance value required for MST operation. .

본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴(300)에서는, 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 서로 교번하여 권취되도록 하고, 제2 단자(T2)와 제3 단자(T3) 사이를 전기적 스위치(330)로 연결함으로써, 동작 모드 별로 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 병렬 연결 또는 직렬 연결로 활용할 수 있다. In the composite coil pattern 300 according to an embodiment of the present invention, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 are alternately wound, and the second terminal T2 and the third terminal ( By connecting between T3 with the electric switch 330, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may be connected in parallel or in series for each operation mode.

따라서, 복합 코일 패턴(300)이 무선 충전 모드인 경우의 저항은 마그네틱 보안 전송 모드인 경우의 저항에 비해 1/2 이하일 수 있다. 또한, 복합 코일 패턴(300)이 마그네틱 충전 모드인 경우의 길이는 무선 충전 모드인 경우의 길이에 비해 2배 이상일 수 있다.Accordingly, the resistance of the composite coil pattern 300 in the wireless charging mode may be 1/2 or less than the resistance in the case of the magnetic secure transmission mode. In addition, the length of the composite coil pattern 300 in the case of the magnetic charging mode may be twice or more than the length in the case of the wireless charging mode.

무선 충전 동작 시, 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 동시에 무선 충전 모드로 활용할 수 있어 저항을 낮추고 무선 충전 모드에서의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 마그네틱 보안 전송 동작 시, 제1 코일 패턴(310)에 연결된 제1 단자(T1)를 입력 단자로 활용하고, 제2 코일 패턴(320)에 연결된 제4 단자(T4)를 출력 단자로 활용하면서, 제2 단자(T2) 및 제3 단자(T3)의 연결을 통해 제1 코일 패턴(310)의 타단(312)과 제2 코일 패턴(320)의 일단(321)을 서로 연결하여 저항을 높여 마그네틱 보안 전송 모드에서의 성능을 향상시킬 수 있다.During the wireless charging operation, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 may be simultaneously utilized in the wireless charging mode, thereby reducing resistance and improving performance in the wireless charging mode. In addition, during the magnetic security transmission operation, the first terminal T1 connected to the first coil pattern 310 is used as an input terminal, and the fourth terminal T4 connected to the second coil pattern 320 is used as an output terminal. While doing so, the other end 312 of the first coil pattern 310 and the one end 321 of the second coil pattern 320 are connected to each other through the connection of the second terminal T2 and the third terminal T3 to increase resistance. can improve performance in magnetic secure transmission mode.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코일 패턴(300)은 제1 코일 패턴(310)과 제2 코일 패턴(320)을 서로 이격된 형태의 별개의 코일이 아닌, 동일한 나선 중심을 기준으로 권선된 형상을 가짐에 따라, 복합 코일 패턴(300)이 형성되는 면적을 줄일 수 있으며, 또는 한정된 영역에서 주변 면적을 활용할 수 있어 코일의 턴수를 증가시켜 복합 코일 패턴(300)의 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, in the composite coil pattern 300 according to an embodiment of the present invention, the first coil pattern 310 and the second coil pattern 320 are not separate coils spaced apart from each other, but based on the same spiral center. As it has a wound shape, the area where the composite coil pattern 300 is formed can be reduced, or the peripheral area can be utilized in a limited area, so the number of turns of the coil can be increased to improve the performance of the composite coil pattern 300. can

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 무선 전력 전송 시스템
10, 100: 무선 전력 송신기
20, 200: 무선 전력 수신기
30: 전자 기기
300: 복합 코일 패턴
310: 제1 코일 패턴
320: 제2 코일 패턴
330: 전기적 스위치
T1: 제1 단자
T2: 제2 단자
T3: 제3 단자
T4: 제4 단자1: wireless power transmission system
10, 100: wireless power transmitter
20, 200: wireless power receiver
30: electronic device
300: composite coil pattern
310: first coil pattern
320: second coil pattern
330: electrical switch
T1: first terminal
T2: second terminal
T3: third terminal
T4: fourth terminal

Claims (12)

메인 회로와 연결되는, 제1 단자, 제2 단자, 제3 단자 및 제4 단자;
상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결하는, 제1 코일 패턴; 및
상기 제3 단자와 상기 제4 단자를 연결하는, 제2 코일 패턴;을 구비하고,
상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 동일한 나선 중심을 기준으로 일정한 간격으로 유지되는 슬릿을 사이에 두고 동일한 방향으로 권취되고,
상기 복합 코일 패턴이 무선 충전 모드인 경우,
상기 제1 단자 및 상기 제3 단자는 무선 충전용 입력 단자이고,
상기 제2 단자 및 상기 제4 단자는 무선 충전용 출력 단자인,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.a first terminal, a second terminal, a third terminal and a fourth terminal connected to the main circuit;
a first coil pattern connecting the first terminal and the second terminal; and
A second coil pattern connecting the third terminal and the fourth terminal;
The first coil pattern and the second coil pattern are wound in the same direction with slits maintained at regular intervals based on the same spiral center,
When the composite coil pattern is in a wireless charging mode,
The first terminal and the third terminal are input terminals for wireless charging,
The second terminal and the fourth terminal are output terminals for wireless charging,
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 제1항에 있어서,
상기 제2 단자와 상기 제3 단자는 전기적 스위치를 통해 서로 연결되는,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 1,
The second terminal and the third terminal are connected to each other through an electrical switch,
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복합 코일 패턴이 마그네틱 보안 전송 모드인 경우,
상기 제1 단자는 마그네틱 보안 전송용 입력 단자이고,
상기 제4 단자는 마그네틱 보안 전송용 출력 단자이고,
상기 제2 단자 및 상기 제3 단자를 서로 연결 되는,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 1,
When the composite coil pattern is in the magnetic secure transmission mode,
The first terminal is an input terminal for magnetic secure transmission,
The fourth terminal is an output terminal for magnetic secure transmission,
The second terminal and the third terminal are connected to each other,
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 제4항에 있어서,
상기 제1 단자로 입력된 신호는 상기 제2 단자 및 상기 제3 단자를 순차적으로 거쳐, 상기 제4 단자를 통해 출력되는,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 4,
The signal input to the first terminal sequentially passes through the second terminal and the third terminal and is output through the fourth terminal.
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 제1항에 있어서,
상기 복합 코일 패턴이 무선 충전 모드인 경우의 저항은 마그네틱 보안 전송 모드인 경우의 저항에 비해 1/2 이하인,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 1,
The resistance of the composite coil pattern in the wireless charging mode is 1/2 or less compared to the resistance in the magnetic secure transmission mode.
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 제1항에 있어서,
상기 복합 코일 패턴이 마그네틱 충전 모드인 경우의 길이는 무선 충전 모드인 경우의 길이에 비해 2배 이상인,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 1,
The length of the composite coil pattern in the case of the magnetic charging mode is more than twice that of the length in the case of the wireless charging mode,
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 제1항에 있어서,
상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 동일한 곡률을 갖도록 권취된, 무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 1,
The first coil pattern and the second coil pattern are wound to have the same curvature, a composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 제1항에 있어서,
상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 서로 중첩하지 않는,
무선 충전과 근거리 통신을 위한 복합 코일 패턴.According to claim 1,
The first coil pattern and the second coil pattern do not overlap each other,
Composite coil pattern for wireless charging and short-range communication. 메인 회로와 연결되는, 제1 단자, 제2 단자, 제3 단자 및 제4 단자;
상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 연결하는, 제1 코일 패턴; 및
상기 제3 단자와 상기 제4 단자를 연결하는, 제2 코일 패턴;을 구비하는 복합 코일 패턴을 포함하고,
상기 복합 코일 패턴은,
상기 제1 단자 및 상기 제3 단자를 입력 단자로 하고, 상기 제2 단자 및 상기 제4 단자는 출력 단자로 하여, 제1 모드를 수행하고,
상기 제1 단자를 입력 단자로 하고, 상기 제4 단자를 출력 단자로 하되, 상기 제2 단자 및 상기 제3 단자는 상기 제1 단자와 상기 제4 단자 사이에서 상호 전기적으로 연결되어, 제2 모드를 수행하는, 무선 전력 전송 시스템.a first terminal, a second terminal, a third terminal and a fourth terminal connected to the main circuit;
a first coil pattern connecting the first terminal and the second terminal; and
A composite coil pattern including a second coil pattern connecting the third terminal and the fourth terminal,
The composite coil pattern,
The first mode is performed using the first terminal and the third terminal as input terminals and the second terminal and the fourth terminal as output terminals,
The first terminal is used as an input terminal, the fourth terminal is used as an output terminal, and the second terminal and the third terminal are electrically connected to each other between the first terminal and the fourth terminal. To perform, a wireless power transmission system. 제10항에 있어서,
상기 제2 단자와 상기 제3 단자는 전기적 스위치를 통해 서로 연결되는, 무선 전력 전송 시스템.According to claim 10,
Wherein the second terminal and the third terminal are connected to each other through an electrical switch. 제10항에 있어서,
상기 제1 모드는 무선 충전 모드이고, 상기 제2 모드는 근거리 통신 모드인, 무선 전력 전송 시스템.According to claim 10,
The first mode is a wireless charging mode, and the second mode is a short-distance communication mode.
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