KR102549724B1 - 코일 장치 및 이를 포함하는 무선충전장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시 예는 코일 장치 및 이를 포함하는 무선충전 장치에 관한 것이다.
본 실시 예에 따른 코일장치는 중공부가 형성되도록 권선된 코일; 상기 코일이 배치되는 바닥부, 상기 중공부 형상에 대응하는 내경부 및 상기 코일의 외주 형상에 대응하는 외경부를 포함하는 차폐재; 상기 코일이 배치되는 바닥면으로부터 돌출된 상기 내경부의 높이는 상기 코일 높이의 0 내지 1.5배의 높이를 가지고, 상기 코일의 인덕턴스는 9.2uH 내지 12.26uH의 범위를 가진다.

Description

코일 장치 및 이를 포함하는 무선충전장치{A COIL APPARATUS AND WIRELESS POWER CHARGING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 실시 예는 무선충전에 관한 것으로 구체적으로 무선충전을 위한 코일 장치 및 이를 포함하는 무선충전장치에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 단말은 전력을 저장하는 배터리와 배터리의 충전 및 방전을 위한 회로를 포함한다. 이러한 단말의 배터리가 충전되려면, 외부의 충전기로부터 전력을 공급받아야 한다.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자 공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템"이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다.
한편, 무선 전력을 송신하기 위하여 무선 전력 송신기는 송신 코일을 구비하고, 무선 전력을 수신하기 위하여 무선 전력 수신기는 수신 코일을 구비한다. 이러한 송신기와 수신기의 코일은 일정한 길이에 코일이 임계 횟수로 권선되어 상기 코일이 권선되는 특정 영역에 한정하여 무선전력 송수신에 대한 높은 효율을 가지게 된다.
일반적으로 코일은 송신기 또는 수신기에 따라 임피던스 매칭회로에서 인덕턴스를 고정하고 주파수를 조절함으로써, 전력 송신 및 수신에 대한 효율을 제어할 수 있다. 이러한 경우 별도의 임피던스 매칭회로에 의한 제어구성이 요구되며 인덕턴스 매칭에 따른 발열 문제가 발생할 수 있다.
본 실시 예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로 본 실시 예의 목적은 코일장치 및 이를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.
또한 본 실시 예는 코일의 타입 별로 규격에 맞는 인덕턴스 값을 제어할 수 있도록 하는 코일장치 및 이를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.
또한 본 실시 예에서는 코일의 인덕턴스 매칭에 의한 발열을 저감하기 위한 코일장치 및 이를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.
또한 본 실시 예에서는 무선충전효율을 향상시키고, 장치 내에서 용이하게 코일의 성능 규격을 가변할 수 있는 코일장치 및 이를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.
본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 실시 예에 따른 코일장치는 중공부가 형성되도록 권선된 코일; 상기 코일이 배치되는 바닥부, 상기 중공부 형상에 대응하는 내경부 및 상기 코일의 외주 형상에 대응하는 외경부를 포함하는 차폐재; 상기 코일이 배치되는 바닥면으로부터 돌출된 상기 내경부의 높이는 상기 코일 높이의 0 내지 1.5배의 높이를 가지고, 상기 코일의 인덕턴스는 9.2uH 내지 12.26uH의 범위를 가진다.
또한 상기 내경부의 높이는 상기 코일의 인덕턴스에 대응하게 가변할 수 있다.
또한, 상기 내경부의 높이가 0이면 상기 내경부는 상기 바닥면의 상면과 동일하게 형성된다.
또한, 상기 내경부의 높이는 0 내지 3.3mm의 범위를 가진다.
또한, 상기 내경부의 폭은 상기 중공부의 폭에 대응한다.
또한, 상기 내경부의 폭은 상기 내경부의 높이가 높아질수록 감소한다.
또한, 상기 코일은 2-Layer로 형성된다.
또한, 상기 외경부는 상기 코일 높이에 대응하는 높이를 가진다.
또한, 상기 외경부는 상기 코일이 인출되도록 인출홈을 포함한다.
또한, 상기 차폐재는 페라이트로 형성된다.
또한 본 실시 예에 따른 무선충전장치는 중공부가 형성되도록 권선된 코일과 상기 코일이 배치되는 바닥부, 상기 중공부 형상에 대응하는 내경부 및 상기 코일의 외주 형상에 대응하는 외경부를 포함하는 차폐재를 포함하는 코일장치; 상기 코일장치의 내경부의 높이를 가변하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 코일장치의 내경부는 상기 코일 높이의 0 내지 1.5배의 높이를 가지도록 가변되고, 상기 코일 높이에 대응하게 상기 코일 인덕턴스는 9.2uH 내지 12.26uH의 범위를 가진다.
또한, 상기 내경부의 높이를 가변하는 모터부;를 더 포함한다.
또한, 상기 내경부의 높이는 상기 내경부의 폭과 대응하는 패드를 적층하여 가변할 수 있다.
또한, 상기 내경부의 높이가 가변되면 상기 내경부의 폭이 감소할 수 있다.
또한, 상기 코일은 2-Layer로 형성될 수 있다.
또한, 상기 외경부는 상기 코일 높이에 대응하는 높이를 가질 수 있다.
또한, 상기 차폐재는 페라이트로 형성될 수 있다.
또한, 상기 코일의 인덕턴스 가변에 대응하는 상기 내경부의 가변을 위한 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 코일장치 및 이를 포함하는 무선충전장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 실시 예는 코일장치 및 이를 포함하는 무선충전장치를 제공한다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치에 구성되는 코일의 규격화를 실형하고, 그에 따른 무선충전장치의 충전 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 코일의 다양화에 대응하는 인덕턴스값을 조절할 수 있도록 함으로써, 적용의 다양성을 증대 시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한 본 실시 예는 코일장치의 차폐재를 이용하여 인덕턴스를 제어할 수 있도록 함으로써, 공정 및 재료비 개선 효과를 가질 수 있다.
또한 본 실시 예는 인덕턴스의 miss matching을 개선하고 그에 따른 발열 저감 효과를 가질 수 있다.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예 의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 상기 도 2에 따른 무선전력 송신기와 연동되는 무선전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 실시 예에 따른 코일장치의 사시도이다.
도 5는 본 실시 예에 따른 코일장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 실시 예에 따른 코일장치의 측면 사시도이다.
도 7 내지 도 10은 본 실시 예에 따른 코일장치의 인덕턴스 값 제어를 위한 차폐재의 가변을 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 또 다른 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 또 다른 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 실시 예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤) "에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및 "전(앞) 또는 후(뒤) "는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A,B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결","결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요 소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다.
또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
실시 예에 따른 무선충전장치는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스탠드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다.
실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 Air Fuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 Air Fuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 무선 충전시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선전력 수신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선전력 수신단(20) 및 수신되 전력을 공급받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 무선전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드 통신을 수행할 수 있다. 다른 일 예로 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 무선전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외 통신을 수행할 수 있다.
일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다.
여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시 예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시 예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10)사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태정보를 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.
도 2는 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선전력 송신기(200)는 크게 전력 변환부(210), 전력 전송부(220), 무선충전 통신부(230), 제어부(240), 전류센서(250), 온도센서(260), 저장부(270), 팬(280), 타이머(290)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선전력 송신기(200)의 구성은 반드시 필수적이 구성이 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 전원부(100)는 공급 전력을 제공할 수 있다. 전원부(100)는 무선전력 송신기(2000에 내장된 배터리에 해당할 수 있고, 외부 전원일 수도 있다. 실시 예는 전원부(100)의 형태에 제한되지 않는다.
전력 변환부(210)는 전원부(260)로부터 전원이 공급되면 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해 전력 변환부(210)는 DC/DC변환부(211), 증폭기(212)를 포함하여 구성될 수 있다.
DC/DC변환부(211)는 전원부(260)로부터 공급된 DC전력을 제어부(240)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
증폭기(212)는 DC/DC변환된 전력의 세기를 제어부(240)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 무선충전 통신부9230)를 통해 무선전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는 전력 제어 신호를 수신할 수 있다. 또한, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(212)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.
전류센서(250)는 구동부(2210)에 입력되는 입력 전류를 측정할 수 있다. 전류센서92500는 측정된 입력 전류 값을 제어부(240)에 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 전류 센서(250)는 전력전송부(220)의 구동부(221)에 입력되는 입력 전류를 센싱하여 센싱된 전압을 제어부(240)에 제공할 수 있다. 입력 전류는 레일 전류(Ir)일 수 있다. 레일 전류(Ir)는 전력 변환부(210)에서 구동부(2210)로 흐르는 전류일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고, 레일 전류(Ir)는 구동부(221)가 전원부(110)를 통하여 전력 변환부(210)로부터 직접 전력을 공급 받는 경우 전원부(110)에서 구동부(221)로 흐르는 전류일 수 있다.
제어부(240)는 전류센서(250)에 의해 측정된 입력 전류 값에 기반하여 무선 전력 수신기의 충전 상태를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(240)는 입력 전류의 변화를 통하여 무선 전력 수신기의 충전 상태를 판단할 수 있다. 무선 전력 수신기의 충전 상태는 복수의 충전 상태를 포함할 수 있다. 복수의 무선 전력 수신기의 충전 상태는 제1 내지 제4 충전 상태를 포함할 수 있다. 또한, 입력전류는 제1 내지 제4 충전 상태에 따라 제1 내지 제6 전류가 흐를 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 수신기의 제1 충전 상태는 일반 충전 모드, 미디움 전력 충전 모드 또는 고속 충전 모드로 무선 충전이 진행될 수 있다.
즉, 무선 전력 수신기의 제1 충전 상태는 전력 전송 계약에 따라 무선 전력 수신기에 의한 충전 전력이 제한되지 않은 상태일 수 있다. 무선 전력 수신기의 제1 충전 상태에서 무선 전력 송신기의 입력 전류는 제1 전류가 흐를 수 있다.
무선 전력 수신기의 제2 충전 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 배터리 충전률 이하에서 소정의 온도에 도달하여 충전 전력이 제한되는 상태일 수 있다. 무선 전력 수신기의 제2 충전 상태에서 무선 전력 송신기의 입력 전류는 제2 전류가 흐를 수 있다.
무선 전력 수신기의 제3 충전 상태는 무선 전력 수신기가 소정의 배터리 충전률 이상에서 소정의 온도에 도달하여 무선 충전이 중단되는 상태일 수 있다. 무선 전력 수신기의 제3 충전 상태에서 무선 전력 송신기의 입력 전류는 제3 전류가 흐를 수 있다.
무선 전력 수신기의 제4 충전 상태는 무선 전력 수신기가 배터리 충전이 완충에 가까운 소정의 충전률에 도달하여 충전 전력을 단계적으로 조절하는 상태일 수 있다. 무선 전력 수신기의 제4 충전 상태에서 무선 전력 송신기의 입력 전류는 제4 내지 제6 전류 순서로 흐를 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 제어부(240)는 무선전력 송신기(200)의 송신 코일(222)의 인덕턴스를 가변하기 위한 차폐재의 가변을 제어할 수 있다. 제어부(240)는 저장부(270)에 저장되는 코일의 인덕턴스 값 및 차폐재의 제어값을 기초하여 차폐재를 구성하는 내경부의 넓이 또는 높이를 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 특히 본원발명에서는 모터부(미도시)와 같이 상기 차폐부의 높이 또는 폭의 가변을 제어할 수 있는 구동부를 포함할 수 있다. 따라서 제어부는 상기 구동부에 제어를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
온도센서(260)는 무선전력 송신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(240)에 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 온도센서(260)는 하나 이상의 온도센서를 구비할 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 전력 전송부(220)의 송신 코일(223)에 대응하여 배치하여 송신 코일(223)의 온도를 측정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 온도센서(260)에 의해 측정된 온도 값에 기반하여 적응적으로 전원부(100)로부터의 전원 공급을 차단하거나 증폭기(212)에전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해 전력 변환부(210)의 일측에는 전원부(100)로부터 공급되는 전원을 차단하거나 증폭기(212)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단회로가 더 구비될 수 있다. 다른 예로, 제어부(240)는 온도센서(260)에 의해 측정된 온도 값에 기반하여 전력 전송부(220)에 제공되는 전력의 세기를 조절할 수 있다.
전력전송부(220)는 전력 변환부(210)로부터 출력되는 전력 신호를 무선전력 수신기로 전송하는 역할을 한다. 이를 위해 전력 전송부(220)는 구동부(221), 선택부(222) 및 하나 이상의 송신 코일(223)을 포함할 수 있다.
구동부(221)는 전력 변환부(210)로부터 출력되는 DC전력 신호에 특정 주파수를 갖는 교류(AC) 성분이 삽입된 AC전력 신호를 생성하여 송신코일(223)로 전송할 수 있다. 이때 송신 코일(223)에 포함된 복수의 송신 코일에 전달되는 AC전력 신호의 주파수는 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
선택부(222)는 특정 주파수를 갖는 AC전력 신호를 구동부(221)로부터 받아서 복수의 송신 코일 중에서 선택된 송신 코일로 AC전력 신호를 전달 할 수 있다. 여기서, 코일 선택부(222)는 제업(240)의 소정 제어 신호에 따라 제어부(240)에 의해 선택된 송신 코일로 AC전력 신호가 전달될 수 있도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 선택부(222)는 복수의 송신 코일(223)에 대응하여 LC공진회로를 연결하는 스위치(222)를 포함할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 선택부(222)는 송신 코일(223)이 하나의 송신 코일로 구성될 경우 전력 전송부(220)에서 제외될 수 있다.
송신 코일(223)은 적어도 하나의 송신 코일을 포함할 수 있으며, 선택부(222)로부터 수신된 AC 전력 신호를 해당 송신 코일을 통해 수신기로 송출할 수 있다. 송신 코일이 복수인 경우, 송신 코일(223)은 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 복수의 송신 코일 중에서 '해당하는 송신 코일'을 선택하기 위해, 선택부(222)는 스위치로 구현되거나 멀리플렉서(미도시)로 구현될 수 있다.
본 실시 예에 따른 송신 코일은 중공부가 형성되도록 권선되고, 상기 중공부에 대응하도록 차폐재의 내경부가 형성될 수 있다 이때 내경부는 제어부(240)의 제어에 의해 높이 또는 폭이 가변되고 그에 따라 상기 송신코일의 인덕턴스가 가변될 수 있다.
변조부(231)는 제어부(240)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 구동부(221)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 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.
복조부(232)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(240)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, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.
또한, 복조부(232)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(240)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(223)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(223)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(223)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.
저장부(270)는 무선전력 수신기의 충전 상태에 따른 무선전력 송신기의 입력 전류값, 충전 전력 세기, 충전 중단 여부, 충전 재시작을 위한 무선전력 송신기의 온도, 충전 재시작을 위한 충전 중단 후 시간 등을 저장할 수 있다. 특히 저장부(270)는 실시 예에 따라 송신 코일의 인덕턴스 가변을 위한 내경부의 가변 높이 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로 송신 코일에서 요구하는 인덕턴스값에 따라 차폐재의 내경부 높이 또는 폭을 가변할 수 있는 가변 값(높이, 폭)을 저장할 수 있다.
팬(280)은 모터에 의해 회전하여 과열된 무선 전력 송신기(200)를 냉각 시킬 수 있다. 팬(280)은 과열 정도가 심한 구성에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 팬(280)은 전력 전송부(220)에 대응하여 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 팬(280)은 전력 전송부(220)의 송신 코일(223)에 대응하여 배치될 수 있다.
도 3은 상기 도2에 따른 무선전력 송신기와 연동되는 무선전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 무선 전력 수신기(300)는 수신 코일(310), 정류기(320), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 330), 부하(340), 센싱부(350), 통신부(360), 주제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(360)는 복조부(361) 및 변조부(362) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 도 3의 예에 도시된 무선전력 수신기(300)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 일 실시 예에 따른 통신부(360)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.
수신 코일(310)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류부(320)에 전달할 수 있다. 정류기(320)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(330)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(330)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(340)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(340)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(310)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시 예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
특히 본 실시 예에 따른 수신 코일(310)은 중공부를 포함하도록 권선되고, 중공부에 대응하게 차폐재의 내경부가 형성되어, 상기 내경부의 가변에 의해 인덕턴스가 가변될 수 있다.
센싱부(350)는 정류기(320) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(370)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(350)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(310)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(370)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(350)는 무선 전력 수신기(300)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(370)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 주제어부(370)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(362)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(362)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(310) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(370)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(362)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(361)는 수신 코일(310)과 정류기(320) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(320) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(370)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(370)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(362)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한 주제어부(370)는 수신 코일(310)의 인덕턴스 가변을 위하여 상기 수신 코일(310)이 배치되고, 상기 수신코일(310)의 중공부에 대응하게 배치되는 차폐재의 내경부를 가변하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 특히 무선전력 수신기는 모터부(미도시)와 같이 내경부의 규격을 가변할 수 있는 구동부를 포함할 수 있다. 따라서 주제어부(370)는 상기 모터부의 동작 신호를 생성하여 상기 내경부의 폭 또는 높이를 가변하기 위한 제어를 할 수 있다. 이때 주제어부(370)는 저장부(미도시)에 저장되는 수신코일(310)의 인덕턴스 및 그에 대응하는 내경부의 가변 정보를 기초하여 상기 구동부의 동작을 제어할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 실시 예에 따라 무선전력 송신기 및 무선전력 수신기를 포함하는 무선충전장치 내에 배치되는 코일 장치의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 실시 예에 따른 코일장치의 사시도이고, 도 5는 본 실시 예에 따른 코일장치의 분해 사시도이고, 도 6은 본 실시 예에 따른 코일장치의 측면 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 코일장치(400)는 코일(440), 상기 코일(440)이 배치되는 차폐재(40)을 포함한다. 구체적으로, 코일(440)은 중공부(442)가 형성되도록 N회 권선되어 형성될 수 있다. 바람직하게 코일(440)은 6.5회 권선되어 2-Layer로 형성될 수 있다. 또한 상기 코일(440)의 중공부(442) 지름(di)은 20.5mm 내지 21.5mm로 형성될 수 있고, 코일(400)의 지름(do)은 39mm 내지 43mm으로 형성될 수 있다. 그러나 상기한 코일(440)의 규격은 제한적이지 않으며, 실시 형태 또는 표준 규격에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
상기 코일(440)이 수용되게 배치되는 차폐재(40)는 상기 코일(440)이 배치되는 바닥부(410), 상기 코일(440)의 중공부(442) 형상에 대응하는 내경부(430) 및 상기 코일(440)의 외주 형상에 대응하는 외경부(420)를 포함한다.
구체적으로, 차폐재(40)는 코일(440)이 배치되는 바닥부(410)를 형성하고, 상기 바닥부(410)는 코일(440) 권선된 형상으로 형성될 수 있다.
차폐재(40)는 상기 바닥부(410)의 외곽 영역을 둘러싸도록 외경부(420)가 형성될 수 있다. 상기 외경부(420)는 상기 바닥부(410)로부터 연장되어 코일(440)의 외곽영역을 커버하는 높이로 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 외경부(420)는 코일(440)의 외곽 영역에 접촉되지 않도록 임계거리로 이격되어 상기 바닥부(410)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한 외경부(420)는 일측으로 상기 권선된 코일(440)의 일측이 인출될 수 있도록 인출홈(422)을 형성할 수 있다.
차폐재(40)는 상기 코일(440)의 중공부(442)에 대응하는 위치에 형성되는 내경부(430)를 포함한다. 구체적으로 상기 내경부(430)는 코일(440)이 배치되는 바닥면(410)으로부터 돌출되어, 상기 코일(440)의 중공부(442)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 내경부(430)는 코일(440)의 높이(Hc)에 대응하게 0 내지 1.5배의 높이(HI)를 가지도록 형성될 수 있다. 즉 내경부(430)는 무선충전 효율에 따라 코일(440)의 인덕턴스를 가변하기 위하여 높이가 가변될 수 있다.
구체적으로 내경부(430)의 높이(HI) 가변에 대응하게 가변하는 코일(440)의 인덕턴스는 9.2uH 내지 12.26uH일 수 있다. 즉, 내경부(430)의 높이(HI)가 코일(440)의 높이(Hc)에 0 내지 1.5배로 증가할 때, 상기 가변되는 내경부(430)의 높이(HI)에 대응하게 코일(440)의 인덕턴스는 9.2uH 내지 12.26uH로 증가할 수 있다. 이때 내경부(430)의 높이(HI)가 코일(440)의 높이(Hc)에 0배인 경우는 상기 내경부(430)가 형성되지 않은 때이다. 즉, 상기 내경부(430)의 상면이 바닥부(410)의 상면과 일 평면상에 배치되는 경우이다.
이하 도 7 내지 도 10을 참조하여 차폐재(40)의 내경부(430) 높이에 따른 코일(440) 인덕턴스 가변에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7 내지 도 10은 본 실시 예에 따른 코일장치의 인덕턴스 값 제어를 위한 차폐재의 가변을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 도 7내지 도 10은 차폐재의 내경부 높이((Hi)가 코일 높이(Hc)의 0 내지 1.5배로 가변될 때 상기 내경부 높이(Hi)에 대응하는 인덕턴스의 가변을 나타낸다.
하기 [표 1]은 차폐재의 내경부 높이에 따른 인덕턴스 및 저항 값의 관계를 나타낸다. 본 실시 예에서는 단선 코일의 높이가 1.1mm이고, 상기 단선 코일이 2-Layer로 적층된 코일로써, 코일의 높이(Hc)는 2.2mm이고, 내경부의 높이(Hi)를 0mm 내지 3.3mm인 경우로 예를 들어 설명한다.
도면 내경부 높이(H1)
(mm)		 100KHz
인덕턴스(L)(uH) 저항(R)(Ω)
도 7 0 9.20 0.033
도 8 1.3 10.35 0.034
도 9 2.3 11.08 0.032
도 10 3.3 12.26 0.031
구체적으로 도 7은 차폐재의 내경부 높이가 코일 높이((Hc)의 0배, 즉 0mm인 경우를 나타낸 예시도이다.
차폐재는 바닥부(710)에 코일(740)이 배치되고, 상기 바닥부(710)로부터 연장되어 상기 코일(740) 높이에 대응하게 외경부(720)가 형성된다. 도 7 예시도(b)에 도시된 바와 같이 코일(740)의 중공부(742)에는 내경부가 형성되지 않는다. 이때는 내경부 높이(Hi)가 0mm이며, 상기 내경부 높이가 형성되지 않음에 따라 코일(740)의 인덕턴스는 9.2uH일 수 있다.
또한 도 8은 차폐재의 내경부 높이가 코일보다 낮은 경우로 상기 내경부의 높이가 1.3mm인 경우를 나타낸 예시도이다.
차폐재는 바닥부(810)에 코일(840)이 배치되고, 상기 바닥부(810)로부터 연장되어 상기 코일(840) 높이에 대응하게 외경부(820)가 형성된다. 도 8(b)에 도시된 바와 같이 코일(840)의 중공부(842)에는 내경부(830)가 형성된다. 상기 내경부(830)는 차폐재의 바닥부(810)로부터 연장되어 차폐재의 상부로 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 내경부(830)의 높이(Hi)는 1.3mm로써, 코일(840)의 높이(Hc) 2.2mm보다 낮게 형성될 수 있다. 이때 내경부(830)의 높이(Hi)에 따른 코일(840)의 인덕턴스는 10.35uH일 수 있다.
또한 도 9는 차폐재의 내경부 높이가 코일과 유사한 경우로 상기 내경부의 높이가 2.3인 경우를 나타낸 예시도이다.
차폐재는 바닥부(910)에 코일(940)이 배치되고, 상기 바닥부(910)로부터 연장되어 상기 코일(940) 높이에 대응하게 외경부(920)가 형성된다. 도 9(b)에 도시된 바와 같이 코일(940)의 중공부(942)에는 내경부(930)가 형성된다. 상기 내경부(930)는 차폐재의 바닥부(910)로부터 연장되어 차폐재의 상부로 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 내경부(930)의 높이(Hi)는 2.3mm로써, 코일(940)의 높이(Hc) 2.2mm와 유사하게 형성될 수 있다. 이때 내경부(930) 높이(Hi)에 따른 코일(940)의 인덕턴스는 11.08uH일 수 있다.
또한 도 10은 차폐재의 내경부 높이가 코일보다 높은 경우로 상기 내경부의 높이가 3.3인 경우를 나타낸 예시도이다.
차폐재는 바닥부(1010)에 코일(1040)이 배치되고, 상기 바닥부(1010)로부터 연장되어 상기 코일(1040) 높이에 대응하게 외경부(1020)가 형성된다. 도 10(b)에 도시된 바와 같이 코일(1040)의 중공부(1042)에는 내경부(1030)가 형성된다. 상기 내경부(103)는 차폐재의 바닥부(1010)로부터 연장되어 차폐재의 상부로 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 내경부(1030)의 높이(Hi)는 3.3mm로써, 코일(1040)의 높이(Hc) 2.2mm보다 높게 형성될 수 있다. 이때 내경부(930) 높이(Hi)에 따른 코일(940)의 인덕턴스는 12.26uH일 수 있다.
상기한 바와 같이 차폐재에 형성되어, 상기 코일의 중공부에 삽입되게 형성되는 내경부는 코일의 높이에 대응하게 0 내지 1.5배의 높이로 형성되고, 상기 내경부의 높이에 대응하게 코일의 인덕턴스는 가변될 수 있다. 본 실시 예에서는 코일의 높이와 상기 코일 높이에 따른 내경부의 높이를 정의하여 설명하였다. 그러나 이러한 규격은 한정되지 않으며, 내경부를 갖는 차폐재에서 상기 내경부가 코일의 높이에 대응하여 가변되도록 함으로써, 코일의 인덕턴스를 가변할 수 있는 규격으로 정의될 수 있다.
이하 도 11 내지 도 14를 참조하여 본 실시 예에 따라 내경부가 가변되는 다양한 실시 형태를 상세하게 설명한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11을 참조하면, 도 11의 내경부(1110)는 상기 내경부(1110)의 높이 가변을 위하여 모터와 같은 구동부(미도시)에 의한 구동에 의해 동작하는 경우를 설명한다.
구체적으로 도 11 (a) 예시도는 내경부(1110) 높이가 0mm인 경우의 예로써, 차페재의 바닥부 상면과 동일하게 내경부의 상면이 형성될 수 있다.
한편, 도 11(b) 예시도는 내경부(1120)가 (a) 예시도와 비교하여 소정 높이로 상승한 경우로써, 구동부의 구동에 의해 내경부의 높이가 상승될 수 있다. 상기 내경부가 상승하는 높이는 코일의 가변하고자 하는 인덕턴스에 대응하게 기 설정된 높이로 가변될 수 있다.
또한 도 11(c) 예시도는 (b) 예시도의 내경부(1120)의 높이에 부가하여 상부로 소정 높이가 증가한 경우이다. 이때 상승한 내경부(1130)는 코일의 인덕턴스에 대응하여 기 설정된 높이로 증가할 수 있다. 특히 내경부의 높이는 상승하되, 상기 내경부의 폭은 동일하거나, 증가 또는 감소할 수 있다. 도 11(c)예시도에서는 내경부의 높이가 증가할수록 폭은 감소하는 경우를 예를 들어 도시하였다.
한편 도 12에서는 내경부의 높이를 가변하기 위한 다른 실시 예를 설명한다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 12를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 내경부 가변은 내경부의 폭과 동일한 패드를 적층하여 가변하는 경우이다. 상기 패드는 내경부와 동일한 물질로써, 코일의 인덕턴스에 따라 내경부의 높이를 가변하고자 하는 경우 상기 내경부의 높이에 따라 패드가 적층될 수 있다.
구체적으로 (a) 예시도는 내경부(1210) 높이가 0mm인 경우의 예로써, 차폐재의 바닥부 상면과 동일하게 내경부의 상면이 형성될 수 있다.
한편 도 12(b) 예시도는 내경부(1220)가 (a) 예시도와 비교하여 소정 높이로 상승한 경우로써, 내경부(1220)에 대응하는 폭의 패드가 적층되는 구조를 나타낸다. 상기 내경부(1220)의 높이는 코일이 가변하고자 하는 인덕턴스에 대응하게 기 설정된 높이로 적층될 수 있다.
또한 도 12(c) 예시도는 (b) 예시도의 내경부(1220)의 높이에 부가하여 상부로 소정 높이가 증가한 경우이다. 이때 상승한 내경부(1230)는 코일의 인덕턴스에 대응하여 기 설정된 높이로 증가할 수 있다. 특히 다른 실시 예에서는 내경부의 높이가 상승 시 동일한 내경부의 폭으로 높이만 가변하는 경우를 설명한다. 그러나, 이는 한정되지 않으며, 폭이 상이고 높이를 가지는 패드가 적층되어 내경부로 형성될 수 있다.
또한 도 12에서는 내경부의 중공부가 공심이 되도록 형성된 경우를 설명하였으나, 도 13에서는 내경부의 중공부가 공심이 없이 원통형으로 형성된 경우를 도시하고 있다.
구체적으로 도 13은 또 다른 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 13을 참조하면, (a) 예시도는 내경부(1310) 높이가 0mm인 경우의 예로써, 차폐재의 바닥부 상면과 동일하게 내경부의 상면이 형성될 수 있다.
한편, (b) (c) 예시도에서는 내경부(1320, 1330)가 원통형으로 적층되어 내경부의 높이가 가변되는 경우를 도시하였다.
상기 도 11 내지 도 13에서는 내경부가 원통형을 가지는 형상으로 높이가 가변되는 경우를 설명하였다 그러나 이는 한정되지 않으며 도 14에서와 같이 다양한 형상의 내경부가 형성될 수 있다.
도 14는 또 다른 실시 예에 따른 차폐재의 내경부 가변 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 14를 참조하면, 또 다른 실시 에에서는 차폐재의 내경부가 상술한 원통형상이 아닌 원뿔 형상과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있음을 설명한다.
구체적으로 (a) 예시도는 내경부(1410) 높이가 0mm인 경우의 예로써, 차폐재의 바닥부 상면과 동일하게 내경부의 상면이 형성될 수 있다.
한편 도 14(b), (c)예시도에서는 내경부의 높이를 가변 시 원뿔 형상과 같이 내경부(1420, 1430)의 높이는 증가하면서도 폭은 감소하는 형상을 가질 수 있다.
이와 같이 본 실시 예는 중공부를 형성하게 권선된 코일의 중공부 영역에 대응하게 내경부를 형성하고, 상기 내경부의 높이를 가변하여 코일의 인턱턴스가 가변되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 무선 전력 송수신 시 요구되는 규격을 용이하게 가변할 수 있도록 하는 효과를 가질 수 있다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 하우징; 및
    상기 하우징 상에 배치된 코일을 포함하고,
    상기 하우징은,
    홀을 포함하는 평판부;
    상기 홀에 대응하는 내벽; 및
    상기 평판부의 가장자리에 대응하는 외벽을 포함하고,
    상기 코일은 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 배치되고,
    상기 평판부의 상면으로부터 상기 내벽의 높이는 상기 코일 높이의 0.5 내지 1.5배의 높이를 가지며,
    상기 코일과 상기 외벽 사이의 거리는 상기 코일과 상기 내벽 사이의 거리보다 큰 무선충전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일은 2층 나선형을 갖는 무선충전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 페라이트 실드를 포함하고,
    상기 평판부는 디스크 형상을 가지며,
    상기 홀은 평판부의 중앙에 위치되고,
    상기 내벽은 중공 원통형을 가지며,
    상기 외벽은 중공 원통형을 갖는 무선충전장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 외벽은 상기 코일의 일부가 배치되는 리세스를 포함하는 무선충전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 코일은 제1 코일층 및 상기 제1 코일층 상에 제2 코일층을 포함하고,
    상기 제1 코일층은 상기 제2 코일층에 연결되는 무선충전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 코일층의 일부 및 상기 제2 코일층의 일부는 상기 리세스 내에 배치되고, 상기 리세스를 통해 외부로 연장되는 무선충전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외벽의 높이 및 상기 내벽의 높이는 각각 제1 코일층 및 제2 코일층의 높이의 합과 같거나 큰 무선충전장치.
  8. 삭제
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