KR102532879B1 - 무선 전력 송신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 무선 전력 송신 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 외부로부터 입력되는 입력 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 변환 회로와 상기 출력 교류 전원이 인가되는 제1 송전 코일이 형성된 제1 기판, 및 상기 제1 송전 코일과 병렬로 연결되는 제2 송전 코일이 형성되고, 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함한다.

Description

무선 전력 송신 장치{A wireless power transmitter}
본 출원은 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.
코일을 통하여 전력을 무선으로 송신하고, 무선으로 송신된 전력을 수신하는 무선 전력 전송 (Wireless power transfer) 기술은 스마트폰을 비롯한 다양한 통신 기기 및 여러 가지 가전 기기의 충전기 분야에 폭넓게 적용되고 있으며, 향후 전기 자동차 등에도 적용될 수 있는 등, 그 활용분야가 매우 넓은 기술이다. 무선 전력 전송 기술 분야에서는 송전 코일의 저항값을 낮추어 발열 등이 감소하게 하거나, 제조 원가를 줄이기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있다.
대한민국 공개특허공보 제 2014-0060866호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발열을 감소시키고, 제작 비용도 감소시킬 수 있는 무선 전력 송신 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 외부로부터 입력되는 입력 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 변환 회로와 상기 출력 교류 전원이 인가되는 제1 송전 코일이 형성된 제1 기판, 및 상기 제1 송전 코일과 병렬로 연결되는 제2 송전 코일이 형성되고, 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에 따르면, 송전 코일의 저항값을 감소시켜 발열 등을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작 비용도 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제1 기판부의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제1 기판부의 제1 송전 코일의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제2 기판부의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이며, 도 5는 도 1에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 제2 기판부의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 회로도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 EMI 인덕터의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구현예의 외관을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구현예의 내부 기판을 나타낸 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)는 제1 기판부(10) 및 제2 기판부(20)를 포함한다.
제1 기판부(10)는 외부로부터 입력된 입력 전원을 무선 전력 전송을 위한 출력 교류 전원으로 변환하는 전원 변환 회로와, 상기 출력 교류 전원이 인가되는 제1 송전 코일이 형성된 제1 기판을 포함한다. 즉, 제1 기판부(10)는 상기 전원 변환 회로와 상기 제1 송전 코일이 형성된 2층 인쇄 회로 기판(Prinded circuit board : PCB)일 수 있다. 제1 기판부(10)는 교류 전원을 입력받을 수 있으며, 이 경우, 상기 전원 변환 회로는 입력 교류 전원을 출력 직류 전원으로 변환하는 입력 회로와, 상기 출력 직류 전원을 상기 출력 교류 전원으로 변환하는 송전 회로를 포함할 수 있다. 제1 기판부(10)의 구체적인 구성에 관하여는 도 2 및 도 3을 참고하여 후술한다.
제2 기판부(20)는 상기 제1 송전 코일과 병렬로 연결된 제2 송전 코일이 형성된 제2 기판을 포함한다. 즉, 제2 기판부(20)는 제2 송전 코일이 형성된 2층 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다. 제2 기판부(20)의 구체적인 구성에 관하여는 도 4 및 도 5를 참고하여 후술한다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)의 제1 기판부(10)의 평면도를 개략적으로 나타낸 것으로서, 제1 기판부(10)는 제1 송전 코일(110), 전원 변환 회로(120), 입력 포트(130) 및 출력 포트(140)를 포함할 수 있다.
제1 송전 코일(110)은 다층 인쇄 회로 기판(Multilayer printed circuit board : MLB) 코일일 수 있으며, 출력 교류 전원이 인가되고, 전력을 무선으로 송신한다. 즉, 제1 송전 코일(110)의 양단으로 출력 교류 전원이 인가되면, 제1 송전 코일(110) 주변의 자기장이 변화하게 되며, 제1 송전 코일(110)과의 거리가 일정한 거리 이내에 위치한 수전 코일에 유도 기전력이 발생한다. 이러한 방식으로 전력이 무선으로 전송될 수 있다.
도 1에서 설명한 바와 같이, 제1 기판부(10)는 전원 변환 회로와 제1 송전 코일이 형성된 2층 인쇄 회로 기판일 수 있으며, 이 경우, 제1 송전 코일(110)은 2층 MLB 코일일 수 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 송전 코일(110)의 일단은 제1 단자(a1)과 연결되고, 타단은 제2 단자(a2)와 연결된다.
전원 변환 회로(120)는 외부로부터 입력되는 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 도 1에서 상술한 바와 같이, 외부로부터 입력되는 전원은 교류일 수 있으며, 이 경우, 전원 변환 회로(120)는 입력 교류 전원을 출력 직류 전원으로 변환하여 출력하는 입력 회로와, 출력 직류 전원을 출력 교류 전원으로 변환하는 송전 회로를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 출력 교류 전원은 제1 단자(a1)와 제2 단자(a2)로 인가된다.
입력 포트(130)는 외부로부터 입력되는 전원을 인가받을 수 있다. 상술한 바와 같이 외부로부터 입력되는 전원은 교류(예를 들면, 상용 교류 전원)일 수 있다.
출력 포트(140)는 출력 직류 전원을 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전원 변환 회로(120)는 입력 교류 전원을 출력 직류 전원으로 변환하여 출력하는 입력 회로를 포함할 수 있으며, 출력 포트(140)는 입력 회로로부터 출력되는 출력 직류 전원이 출력되는 포트일 수 있다. 출력 포트(140)는 USB(Universal Serial Bus) 포트일 수 있으며, 생략될 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)의 제1 기판부(10)의 제1 송전 코일(110)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 송전 코일(110)은 2층 인쇄 회로 기판(114)의 일면에 형성된 제1 코일 패턴(111) 및 2층 인쇄 회로 기판(114)의 타면에 형성된 제2 코일 패턴(112)을 포함할 수 있다. 제1 코일 패턴(111)과 제2 코일 패턴(112)은 복수개의 비아(113)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 제1 코일 패턴(111)의 바깥쪽 끝단이 제1 단자(도 2의 a1)와 연결되고, 제2 코일 패턴(112)의 안쪽 끝단이 제2 단자(도 2의 a2)와 연결될 수 있다. 이를 위해, 2층 인쇄 회로 기판(114)의 일면에는 제1 코일 패턴(111)의 바깥쪽 끝단과 제1 단자(도 2의 a1)를 연결하는 인입선이 형성되고, 2층 인쇄 회로 기판(114)의 타면에는 제2 코일 패턴(112)의 안쪽 끝단과 제2 단자(도 2의 a2)를 연결하는 인입선이 형성될 수 있다.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)의 제2 기판부(20)의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이며, 도 5는 도 1에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(1)의 제2 기판부(20)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 기판부(20)는 제1 송전 코일(도 2의 110)과 병렬로 연결된 제2 송전 코일이 형성된 인쇄 회로 기판일 수 있다. 여기서, 제2 송전 코일은 2층 MLB(Multilayer printed circuit board) 코일일 수 있다. 구체적으로, 제2 기판부(20)는 2층 인쇄 회로 기판(24)과, 2층 인쇄 회로 기판(24)의 일면에 형성된 제3 코일 패턴(21)과 2층 인쇄 회로 기판(24)의 타면에 형성된 제4 코일 패턴(22)을 포함할 수 있다. 제3 코일 패턴(21)과 제4 코일 패턴(22)은 복수개의 비아들(23)을 통해 연결될 수 있다.
제2 송전 코일의 일단은 제3 단자(b1)와 연결되고, 제2 송전 코일의 타단은 제4 단자(b2)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 제3 코일 패턴(21)의 바깥쪽 끝단이 제3 단자(도 4의 b1)와 연결되고, 제4 코일 패턴(22)의 안쪽 끝단이 제4 단자(도 4의 b2)와 연결될 수 있다. 이를 위해, 인쇄 회로 기판(24)의 일면에는 제3 코일 패턴(21)의 바깥쪽 끝단과 제3 단자(도 4의 b1)를 연결하는 인입선이 형성되고, 인쇄 회로 기판(24)의 타면에는 제4 코일 패턴(22)의 안쪽 끝단과 제4 단자(도 4의 b2)를 연결하는 인입선이 형성될 수 있다.
제1 단자(도 2의 a1)와 제3 단자(b1)는 전기적으로 서로 연결될 수 있고, 제2 단자(도 2의 a2)와 제4 단자(b2)는 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 송전 코일은 2층 MLB 코일인 제1 송전 코일과 2층 MLB 코일인 제2 송전 코일이 적층되어 서로 병렬로 연결됨으로써 형성되는 4층 MLB 코일일 수 있다. 따라서, 송전 코일의 저항값이 작아지게 된다. 또한, 제2 기판부(도 1 내지 도 5의 20)는 송전 코일만이 형성된다. 따라서, 본 발명의 무선 전력 송신 장치는 송전 코일이 형성되는 부분만 4층 인쇄 회로 기판 형태를 가지며, 나머지 부분은 2층 인쇄 회로 기판을 이용하여 구현될 수 있다. 따라서, 제조 원가를 감소시킬 수 있다.
도 3 내지 도 5에서는 송전 코일이 4층 MLB 코일인 경우를 예시하고 있으나, 필요에 따라 송전 코일은 도 4 및 도 5에 나타낸 제2 기판부와 유사하게 형성된 추가적인 기판부를 더 포함함으로써, 5층 이상의 MLB 코일로 형성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 회로도를 개략적으로 나타낸 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 입력 회로(121), 송전 회로(122), 및 송전 코일(200)을 포함할 수 있다.
입력 회로(121)는 외부로부터 입력되는 입력 교류 전원(Vin)을 출력 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 입력 회로(121)는 정류부(1211) 및 변환부(1212)를 포함할 수 있다.
정류부(1211)는 입력 교류 전원(Vin)을 정류하여 입력 직류 전원을 출력할 수 있다.
변환부(1212)는 입력 직류 전원을 승압 또는 감압하여 출력 직류 전원을 출력할 수 있다. 변환부(1212)는 입력 직류 전원이 출력되는 제1 노드(N1)와 제1 접지(G1) 사이에 연결된 제1 커패시터(C1), 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결되는 제1 다이오드(D1), 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결되는 제2 커패시터(C2), 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결되는 저항(R), 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이에 연결되는 제2 다이오드(D2), 제3 노드(N3)와 제1 접지(G1) 사이에 연결되는 제1 스위칭 소자(S1), 및 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 연결된 1차 코일과 상기 1차 코일과 자기적으로 결합된 2차 코일을 포함하는 트랜스포머(T), 트랜스포머(T)의 2차 코일의 일단과 출력 직류 전원이 출력되는 직류 출력 노드(N4) 사이에 연결되는 제3 다이오드(D3), 및 직류 출력 노드(N4)와 제2 접지(G2) 사이에 연결된 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 출력 직류 전원은 출력 포트(도 2의 140)를 통해 출력될 수 있다. 즉, 출력 포트(도 2의 140)는 직류 출력 노드(N4)와 연결된 단자와 제2 접지(G2)에 연결된 단자를 포함할 수 있다. 제1 접지(G1)와 제2 접지(G2)는 전기적으로 분리될 수 있다.
송전 회로(122)는 출력 직류 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 송전 회로(122)는 도 6에 도시된 바와 같이 직류 출력 노드(N4)와 교류 출력 노드(N5) 사이에 연결되는 제2 스위칭 소자(S2)와 교류 출력 노드(N5)와 제2 접지(G2) 사이에 연결되는 제3 스위칭 소자(S3)를 포함하는 하프 브릿지 인버터를 포함할 수 있다. 도 6에는 송전 회로(122)가 하프 브릿지 인버터인 경우를 예시하고 있으나, 풀 브릿지 인버터 기타 다양한 회로가 송전 회로로 사용될 수 있다.
송전 코일(200)은 출력 교류 전원을 인가받고, 전력을 무선으로 송신한다. 송전 코일(200)은 MLB 코일일 수 있다. 구체적으로, 송전 코일(200)은 도1 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 제1 기판에 형성된 2층 MLB(Multilayer printed circuit board) 코일인 제1 송전 코일과, 제1 송전 코일과 병렬로 연결되고, 제2 기판에 형성된 2층 MLB 코일인 제2 송전 코일을 포함하는 4층 MLB 코일일 수 있다. 이 경우, 입력 회로(121) 및 송전 회로(122)는 제1 기판에 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송전 코일(200)과 송전 회로 사이에 배치되는 공진 커패시터(Cr)를 추가적으로 포함할 수도 있다.
도 7의 (a) 및 (b) 각각은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 EMI(electro magnetic interference) 인덕터의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 EMI 인덕터는 복수개의 인덕터들(L1, L2, L3)을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 인덕터들(L1, L2, L3)은 직렬 형태로 연결될 수 있다. 구체적으로, 인덕터(L1)는 노드(N6)와 노드(N7) 사이에 연결되고, 인덕터(L2)는 노드(N7)와 노드(N8) 사이에 연결되고, 인덕터(L3)는 노드(N8)과 노드(N9) 사이에 연결될 수 있다. 노드(N6)로는 도 6 등에서 설명한 출력 교류 전원이 인가될 수 있으며, 노드(N9)는 송전 코일(도 6의 200)의 일단과 연결될 수 있다. 인덕터들(L1, L2, L3)은 제1 기판부(도 2의 10)에 구비될 수 있다. 구체적으로, 인덕터들(L1, L2, L3)은 제1 기판부의 인쇄 회로 기판(도 3의 114)에 형성되도, 제1 단자(도 2의 a1) 또는 제2 단자(도 2의 a2)와 가까운 영역에 형성될 수 있다.
또한, 노드들(N6, N7, N8, N9) 중 일부는 전기적으로 연결되고, 일부는 전기적으로 단절되도록 함으로써 EMI 인덕터의 인덕턴스를 조정할 수 있다. 이를 위하여, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 노드들(N6, N7, N8, N9) 각각의 사이를 연결하는 도선을 형성하되, EMI 인덕터의 인덕턴스를 조정하기 위해 상기 도선들 중 일부를 절단할 수 있도록 상기 도선을 형성할 수도 있고, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노드들(N6, N7, N8, N9) 각각과 연결된 도선들을 형성하고, 각 도선의 끝단을 연결할 수 있도록 각 도선들의 끝단에 단자를 형성할 수도 있다.
도시하지는 않았지만, 노드들(N6, N7, N8, N9) 각각의 사이에 스위칭 소자를 배치할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구현예의 외관을 나타낸 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송전 코일(310), 전원 변환 회로(320), 입력 포트(330), 및 직류 출력 포트(340)을 포함할 수 있다.
송전 코일(310)과 전원 변환 회로(320) 각각은 도 8에 도시된 영역에 배치될 수 있다. 또한, 입력 포트(330)와 직류 출력 포트(340)는 도 8에 도시된 것과 유사하게 형성될 수 있다.
송전 코일(310)은 도 1 내지 도 5에서 설명한 것과 같이 2개의 기판이 적층되어 구현된 4층 MLB 코일 형태를 가질 수 있다. 전원 변환 회로(320)는 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이, 상기 2개의 기판 중 어느 하나의 기판에 형성될 수 있다.
전원 변환 회로(320)는 입력 포트(330)로 입력되는 입력 교류 전원을 출력 직류 전원으로 변환하고, 출력 직류 전원을 출력 교류 전원으로 변환할 수 있다. 출력 직류 전원은 직류 출력 포트(340)를 통해 출력될 수 있다. 출력 교류 전원은 송전 코일(310)에 인가된다.
송전 코일(310)은 출력 교류 전원을 인가받고, 전력을 무선으로 송신한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구현예의 내부 기판을 나타낸 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송전 코일(311), 입력 회로(321), 송전 회로(322), 입력 포트(331), 및 출력 포트(341)를 포함할 수 있다.
송전 코일(311)은 도 1 내지 도 5에서 설명한 것과 같이 2개의 기판이 적층되어 구현된 4층 MLB 코일 형태를 가질 수 있다. 입력 회로(321) 및 송전 회로(322)는 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이, 상기 2개의 기판 중 어느 하나의 기판에 형성될 수 있다.
입력 회로(321)는 입력 포트(330)로 입력되는 입력 교류 전원을 출력 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 출력 직류 전원은 직류 출력 포트(341)를 통해 출력될 수 있다. 또한, 송전 회로(322)는 출력 직류 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 출력 교류 전원은 송전 코일(311)에 인가된다.
송전 코일(311)은 출력 교류 전원을 인가받고, 전력을 무선으로 송신한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1 : 무선 전력 송신 장치 10 : 제1 기판부
20 : 제2 기판부 110 : 제1 송전 코일
120, 320 : 전원 변환 회로 121, 321 : 입력 회로
122, 322 : 송전 회로 130, 330, 331 : 입력 포트
140, 340, 341 : 출력 포트 200, 310, 311 : 송전 코일

Claims (15)

  1. 외부로부터 입력되는 입력 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 변환 회로와 상기 출력 교류 전원이 인가되는 제1 송전 코일이 형성된 제1 기판; 및
    상기 제1 송전 코일과 병렬로 연결되는 제2 송전 코일이 형성되고, 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판은
    상기 전원 변환 회로의 출력단과 상기 제1 송전 코일의 일단 사이에 직렬로 연결된 형태로 형성되는 복수개의 이엠아이(EMI) 인덕터들을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 송전 코일과 상기 제2 송전 코일은 2층 MLB(Multilayer printed circuit board) 코일인 무선 전력 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 제1 송전 코일의 일단과 연결된 제1 단자와 상기 제1 송전 코일의 타단과 연결된 제2 단자를 더 포함하고,
    상기 제2 기판은 상기 제2 송전 코일의 일단과 연결된 제3 단자와 상기 제2 송전 코일의 타단과 연결된 제 4 단자를 더 포함하고,
    상기 제1 단자와 상기 제3 단자가 전기적으로 서로 연결되고, 상기 제2 단자와 상기 제4 단자가 전기적으로 서로 연결되는 무선 전력 송신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전원 변환 회로는
    상기 입력 전원을 출력 직류 전원으로 변환하는 입력 회로; 및
    상기 출력 직류 전원을 상기 출력 교류 전원으로 변환하는 송전 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 입력 회로는
    상기 입력 전원을 정류하여 입력 직류 전원을 출력하는 정류부; 및
    상기 입력 직류 전원을 상기 출력 직류 전원으로 변환하여 출력하는 변환부를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 변환부는
    상기 정류부로부터 상기 입력 직류 전원이 출력되는 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되는 1차 코일과 상기 1차 코일과 자기적으로 결합되어 상기 출력 직류 전원을 출력하는 2차 코일을 포함하는 트랜스포머; 및
    상기 제2 노드와 제1 접지 사이에 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
    상기 제1 기판에 배치되며, 상기 출력 직류 전원을 출력하는 출력 포트를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 송전 회로는
    상기 출력 직류 전원을 입력하고, 스위칭 동작을 수행하여 상기 출력 직류 전원을 상기 출력 교류 전원으로 변환하는 하프 브릿지 인버터 또는 풀 브릿지 인버터를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 복수개의 이엠아이 인덕터들 각각의 사이에 배치되는 노드, 상기 전원 변환 회로의 출력단, 및 상기 제1 송전 코일의 일단 중 적어도 일부의 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 도선을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 복수개의 이엠아이 인덕터들 각각의 사이에 배치되는 노드, 상기 전원 변환 회로의 출력단, 및 상기 제1 송전 코일의 일단 각각과 연결되고, 도선이 연결될 수 있도록 형성되는 복수개의 단자들을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  12. 제1 기판에 형성되며, 외부로부터 입력되는 입력 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력하는 전원 변환 회로; 및
    상기 제1 기판에 형성된 제1 코일 패턴과, 상기 제1 기판의 일면에 적층된 제2 기판에 형성되고 상기 제1 코일 패턴과 전기적으로 연결된 제2 코일 패턴들을 포함하고, 상기 출력 교류 전원이 인가되는 송전 코일;및
    상기 전원 변환 회로의 출력단과 상기 제1 코일 패턴의 일단 사이에 직렬로 연결된 형태로 형성되는 복수개의 이엠아이(EMI) 인덕터들을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 2층 인쇄 회로 기판인 무선 전력 송신 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전원 변환 회로는
    상기 입력 전원을 출력 직류 전원으로 변환하는 입력 회로; 및
    상기 출력 직류 전원을 상기 출력 교류 전원으로 변환하는 송전 회로를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
    상기 제1 기판에 배치되며, 상기 출력 직류 전원을 출력하는 출력 포트를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10784044B2 (en) 2018-04-30 2020-09-22 Integrated Device Technology, Inc. Optimization of transmit and transmit/receive (TRX) coils for wireless transfer of power
AU2019101615B4 (en) 2019-01-11 2020-06-04 Apple Inc. Wireless power system
US11133696B2 (en) 2019-01-11 2021-09-28 Apple Inc. Wireless power system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008205215A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Seiko Epson Corp 積層コイルユニット並びにそれを用いた電子機器及び充電器
KR101179398B1 (ko) * 2011-04-27 2012-09-04 삼성전기주식회사 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10163028A (ja) * 1996-11-26 1998-06-19 Murata Mfg Co Ltd 積層コイル装置
KR101414779B1 (ko) * 2010-10-20 2014-07-03 한국전자통신연구원 무선 전력 전송 장치
KR102008810B1 (ko) 2012-11-12 2019-08-08 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치 및 방법
KR20150026874A (ko) * 2013-08-30 2015-03-11 삼성전기주식회사 전원 공급 장치
CN203827167U (zh) * 2014-03-13 2014-09-10 昂宝电子（上海）有限公司 一种新型输出电压电流可变式开关电源电路
CN105576847B (zh) * 2014-11-01 2018-05-11 松下知识产权经营株式会社 送电装置、搭载有送电装置的车辆以及无线电力传输系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008205215A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Seiko Epson Corp 積層コイルユニット並びにそれを用いた電子機器及び充電器
KR101179398B1 (ko) * 2011-04-27 2012-09-04 삼성전기주식회사 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기

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