KR20130039659A - 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈 - Google Patents

근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈 Download PDF

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KR20130039659A
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데이비드 유
오이시 타카히로
치엔 훙 린
셍-하오 로
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Abstract

본 발명이 제공하는 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈은, 평판형 제 1 유도판; 및 상기 제 1 유도판에 장착되되, 중심홀을 둘러싸는 평면형상의 제 1 와이어루프와 제 2 와이어루프를 포함하여 구성되며, 상기 제 2 와이어루프는 상기 제 1 와이어루프의 중심홀 내에 수용되어, 상기 제 1 와이어루프와 동심원을 형성하는 것으로, 2가지 다른 주파신호감지모듈을 하나로 통합하여 유도코일의 면적을 축소시킨다.

Description

근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈{Sensoring modules commonly used by Near Field Communication and Wireless charging}
본 발명은 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 휴대용 전자장치에 장착되는 무선충전(Wireless Charging, WLC)용 유도모듈과 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC)용 유도모듈이 일체화된 구조에 관한 것이다.
핸드폰, PDA(개인휴대단말기), 아이패드, 노트북컴퓨터 또는 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자장치들은 모두 전지를 사용하여 전기를 공급할 수 있게 함으로써, 전원이 없는 상태에서도 사용자가 이들 장치를 사용할 수 있게 하고 있다. 또한 이들 전자장치는 모두 유선의 전원공급장치를 구비하여 전지를 쉽게 충전하게 하거나 또는 도시 가정용 전기를 사용하여 전기를 공급하고 있다.
새로운 타입의 무선충전(WLC) 기술은 휴대용 전자장치가 전력선을 사용할 필요없이 전자유도작용(ELECTRO-MAGNETIC INDUCTION) 방식을 채택하여 직접 휴대용 전자장치에 전력을 전송하여 전지를 충전시킬 수 있도록 한다. 도 1은 무선 충전의 전송 구조를 보여주는 설명도인데, 이를 참조한다. 무선 충전의 전송 구조는 전력전송모듈(10) 및 전력수신모듈(20)을 포함하여 구성된다. 상기 전력전송모듈(10)은 전송단 와이어루프(11) 및 전송단 철심판(12)을 구비하고, 상기 전력수신모듈(20)은 이와 유사하게 수신단 와이어루프(21) 및 수신단 철심판(22)을 구비한다. 상기 전력수신모듈(20)이 상기 전력전송모듈(10)에 근접할 때, 전류가 상기 전력전송모듈(10)의 전송단 와이어루프(11)를 경유하면서 자장을 생성하고, 이를 통해 상기 전력수신모듈(20)의 수신단 와이어루프(21)가 상기 자장에 유도되어 전류를 생성하게 된다.
그 밖에 현재 휴대용 전자장치에 근거리무선통신(NFC) 방식을 채택하여 사용하는 기술이 상당한 주목을 받고 있는데, 근거리무선통신(NFC)은 휴대용 전자장치에서 비접촉식으로 점대점(Point to Point) 통신이 가능하도록 하여 편리하고, 빠르며 간편하게 통신할 수 있도록 한다.
근거리무선통신(NFC) 기술은 무선 주파수 식별(RFID) 기술과 관련이 되어 있다. 현재 근거리무선통신(NFC)은 대중교통시스템 중에 사용되는 교통카드 인식 분야에 응용될 수 있는데, 교통카드를 표찰구에 가까이 대었을 때 빠르게 통관시키되, 인식시간이 일반 비접촉식 칩카드에 비하여 훨씬 빨라서 대량 운송시스템에서 환영을 받고 있다.
당업계의 업자들은 근거리무선통신 칩을 휴대폰 등 휴대용 전자장치 내에 삽입시키고 있는데, 휴대용 전자장치가 무선충전(WLC) 및 근거리무선통신(NFC) 기능을 구비하는 것이 피할 수 없는 대세가 되고 있다.
그러나 현재 근거리무선통신(NFC)과 무선충전(WLC) 이들 두 종류의 회로는 완전히 서로 다른 것이기 때문에, 이들 각각은 독립적으로 장착되어 사용되고 있으며, 각자의 유도 모듈을 필요로 하고 서로 다른 신호를 수신하게 된다. 그러나 휴대용 전자장치의 경박단소(Light, thin, short and small)의 추세에 따라 내부공간이 작아지고 있어서, 이러한 두 종류의 회로를 동시에 장착하는 것을 어렵게 한다.
근거리무선통신(NFC)과 무선충전(WLC) 2종류의 기술은 모두 근거리에서 전기 유도되어 신호를 전송할 수 있고, 이들은 모두 와이어루프 유도모듈을 사용해야만 한다. 상기 2종류의 유도모듈은 동시에 사용할 수 없는 것이기 때문에, 본 발명자는 근거리무선통신(NFC)과 무선충전(WLC)을 공동으로 사용할 수 있는 유도모듈을 설계하여 근거리무선통신(NFC)과 무선충전(WLC)의 신호를 수신할 수 있게 하되, 1조의 전환회로(Switching circuit)를 통해서 신호의 자동전환을 진행할 수 있게 하여 유도모듈을 공동으로 사용할 수 있는 목적을 달성할 수 있게 되었다.
본 발명의 목적은 서로 다른 주파수 신호를 구비한 무선충전(Wireless Charging, WLC)과 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC)이 일체화된, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈을 제공함으로써, 유도 와이어루프가 휴대용 전자장치에서 차지하는 면적을 축소시키고, 2가지 기능이 일체화된 휴대용 전자장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명이 제공하는 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈은, 평판형 제 1 유도판; 및 상기 제 1 유도판에 장착되되, 중심홀을 둘러싸는 평면형상의 제 1 와이어루프와 제 2 와이어루프를 포함하여 구성되며, 상기 제 2 와이어루프는 상기 제 1 와이어루프의 중심홀 내에 수용되어, 상기 제 1 와이어루프와 동심원을 형성한다.
도 1은 무선 충전의 전송 구조를 보여주는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈을 보여주는 설명도이다.
도 3은 도 2의 입체분해도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 보여주는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예를 보여주는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예를 보여주는 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 및 도면부호를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 상기 실시예가 본 발명의 권리범위를 제한하는데 사용되어서는 안 될 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈을 보여주는 설명도이고, 도 3은 도 2의 입체분해도인데, 이들을 참조한다. 본 발명의 유도모듈(30)은 적어도 제 1 유도판(31), 제 1 와이어루프(32) 및 제 2 와이어루프(33)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 1 유도판(31)은 평판형으로, 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 등으로 형성될 수 있다.
여기서 상기 제 1 와이어루프(32)는 중심홀을 둘러싸는 평면형상으로, 상기 제 1 유도판(31)에 장착되되 2개의 와이어출입단(321)을 구비한다. 상기 제 2 와이어루프(33) 역시 동일하게 중심홀을 둘러싸는 평면형상으로, 상기 제 1 유도판(31)에 장착되되 상기 제 1 와이어루프(32)의 중심홀 내에 수용되어, 상기 제 1 와이어루프(32)와 동심원을 형성하되 2개의 와이어출입단(331)을 구비한다. 상기 제 1 와이어루프(32)와 상기 제 2 와이어루프(33) 사이에는 간격이 존재하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 여기서 제 1 와이어루프(32)는 근거리무선통신(NFC) 유도 와이어루프가 되고, 상기 제 2 와이어루프(33)는 무선충전(WLC) 유도 와이어루프가 된다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 보여주는 설명도인데, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 와이어루프(32)는 상기 무선충전(WLC) 유도 와이어루프가 되고, 상기 제 2 와이어루프(33)는 상기 근거리무선통신(NFC) 유도 와이어루프가 된다.
상기 제 1 와이어루프(32)와 제 2 와이어루프(33)는 2조의 서로 다른 주파수 신호를 갖는 유도 와이어루프인데, 근거리무선통신 유도 와이어루프의 주파수가 비교적 높기 때문에, 상기 근거리무선통신 유도 와이어루프는 비교적 짧게 된다. 반면 무선충전 유도 와이어루프의 주파수는 비교적 낮기 때문에, 상기 무선충전 유도 와이어루프는 비교적 길게 된다. 상기 2조의 유도 와이어루프는 자동선택회로에 의해 유도 와이어루프의 유도 수신 주파수를 판단하여 전기적으로 연결된 2조의 유도 와이어루프 중 1조를 자동선택한다. 상기 자동선택회로는 본 발명의 특징적인 구성이 아니기 때문에 여기에서 자세하게 언급하지 않기로 한다.
도 3을 참조하여 보면, 상기 유도모듈(30)은 비전도성 접착층(35)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 제 1 유도판(31)과 상기 제1, 제2 와이어루프(32,33) 사이에 장착되어, 상기 제1, 제2 와이어루프(32,33)를 상기 제 1 유도판(31) 상에 접착시킨다. 바람직하게 상기 비전도성 접착층(35)은 양면 테이프 또는 접착제가 될 수 있다.
상기 유도모듈(30)은 제 2 유도판(34)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 제 1 유도판(31) 상에 장착되어, 제 2 와이어루프(32)의 중심홀 내에 위치한다. 상기 비전도성 접착층(35)은 상기 제 1 유도판(31)과 제 2 유도판(34) 사이에 장착되어, 상기 제 2 유도판(34)을 상기 제 1 유도판(31) 상에 장착시킨다. 바람직스럽게 상기 제 1 유도판(31)은 상기 제 2 유도판(34)과 일체로 성형되어 凸자 형상으로 제작될 수 있는데(도면에 미표시), 상기 凸자 형상의 돌출부는 상기 제 2 와이어루프의 중심홀 내부에 위치된다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예를 보여주는 설명도인데, 이를 참조한다. 여기서 상기 제 1 와이어루프(32)와 제 2 와이어루프(33) 사이는 서로 밀착되어 간격이 존재하지 않는다.
도 2의 제 1 실시예를 참조하여 보면, 상기 유도모듈(30)의 제 1 유도판(31)의 테두리부에는 각각 2조의 인출와이어 커넥터(36)가 장착되는데, 상기 인출와이어 커넥터(36) 각각에는 2개의 금속 커넥터단자(361)가 장착되어, 상기 제 1 와이어루프의 2개 와이어출입단(321)과 상기 제 2 와이어루프의 2개 와이어출입단(331)을 전기적으로 연결시킨다.
도 4의 제 2 실기예를 참조하여 보면, 상기 유도모듈(30)의 제 1 유도판(31)의 테두리부에는 1조의 인출와이어 커넥터(36)가 장착되는데, 상기 인출와이어 커넥터(36)에는 다수개의 금속 커넥터단자(361)가 장착되어, 상기 제 1 와이어루프 및/또는 제 2 와이어루프(32,33)의 와이어출입단을 전기적으로 연결시킨다. 또는 상기 인출와이어 커넥터(36)는 금속접촉편(37)이 될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 2 와이어루프(33)의 2개 와이어출입단(331)을 각각 상기 금속접촉편(37)에 전기적으로 연결시킨다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예를 보여주는 설명도인데, 이를 참조한다. 상기 인출와이어 커넥터(36)는 상기 제 1 유도판(31) 외부의 커넥터에 설치되는데, 상기 금속 커넥터단자(361)에 구비된 2개 금속 커넥터단자는 전기적으로 연결된 공용단자이다. 또는 상기 제 1 와이어루프(32) 중의 와이어출입단과 제 2 외이어루프(33) 중의 와이어출입단은 서로 전기적으로 연결되어 공용 와이어출입단을 형성하는데, 상기 인출와이어 커넥터(36) 상의 금속 커넥터단자(361)까지 전기적으로 연결된다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예를 보여주는 설명도인데, 이를 참조한다. 본 실시예에서, 상기 제 1 와이어루프(32)와 상기 제 2 와이어루프(33)는 동일한 1조의 와이어루프(38)에 의해 둘러싸여 형성되는데, 제 1 와이어출입단(381), 제 2 와이어출입단(382) 및 중간 전기탭 와이어출입단(383)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제 1 와이어출입단(381)과 상기 제 2 와이어출입단(382)은 무선충전(WLC) 유도 와이어루프가 되고, 상기 중간 전기탭 와이어출입단(383)과 상기 제 2 와이어출입단(382)은 상기 근거리무선통신(NFC) 유도 와이어루프가 된다.
전술한 실시예들은 본 발명의 기술적 특징을 설명하기 위하여 예로서 든 실시태양에 불과한 것으로, 청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위를 제한하기 위하여 사용되는 것이 아니다. 그러므로 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함은 물론이다.
10 : 전력전송모듈 11 : 전송단 와이어루프 12 : 전송단 철심판
20 : 전력수신모듈 21 : 수신단 와이어루프 22 : 수신단 철심판
30 : 유도모듈 31 : 제 1 유도판 32: 제 1 와이어루프
321 : 와이어출입단 33 : 제 2 와이어루프 331 : 와이어출입단
34 : 제 2 유도판 35 : 비전도성 접착층 36 : 인출와이어 커넥터
361 : 금속 커넥터단자 37 : 금속접촉편 38 : 와이어루프
381 : 제 1 와이어출입단 382 : 제 2 와이어출입단
383 : 중간 전기탭 와이어출입단

Claims (18)

  1. 평판형 제 1 유도판;
    상기 제 1 유도판에 장착되되, 중심홀을 둘러싸는 평면형상으로 2개의 와이어출입단을 구비한 제 1 와이어루프; 및
    상기 제 1 유도판에 장착되되, 중심홀을 둘러싸는 평면형상으로 2개의 와이어출입단을 구비하고, 상기 제 1 와이어루프의 중심홀 내에 수용되어, 상기 제 1 와이어루프와 동심원을 형성하는 제 2 와이어루프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 제 2 유도판을 더 포함하여 구성되되, 상기 제 2 유도판은 상기 제 1 유도판 상에 장착되어 상기 제 2 와이어루프의 중심홀 내에 위치하는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 비전도성 접착층을 더 포함하여 구성되되, 상기 비전도성 접착층은 상기 제 1 유도판과 상기 제1, 제2 와이어루프 사이에 장착되어 상기 제1, 제2 와이어루프를 상기 제 1 유도판 상에 접착시키는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  4. 청구항 2에 있어서, 비전도성 접착층을 더 포함하여 구성되되, 상기 비전도성 접착층은 상기 제 1 유도판과 상기 제 2 유도판 사이에 장착되어 상기 제 2 유도판을 상기 제 1 유도판 상에 접착시키는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 비전도성 접착층은 양면 테이프 또는 접착제가 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 유도판은 일체로 성형되는 凸자 형상으로 형성되되, 상기 凸자 형상의 돌출부는 상기 제 2 와이어루프의 중심홀 내부에 위치하는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1, 제 2 와이어루프 사이에는 간격이 존재하게 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1, 제 2 와이어루프 사이는 서로 밀착되어 간격이 존재하지 않게 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  9. 청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 인출와이어 커넥터를 더 포함하여 구성되되, 상기 인출와이어 커넥터에는 다수개의 금속 커넥터단자가 장착되어, 각각 상기 제 1 와이어루프 및/또는 제 2 와이어루프의 와이어출입단을 전기적으로 연결시키는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 인출와이어 커넥터의 금속 커넥터단자 중 2개의 금속 커넥터단자는 공용단자가 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 와이어루프 중의 와이어출입단과 제 2 외이어루프 중의 와이어출입단은 서로 전기적으로 연결되어 공용 와이어출입단을 형성하는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 인출와이어 커넥터는 상기 제 1 유도판의 테두리부에 연결되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 인출와이어 커넥터는 상기 제 1 유도판의 외부에 설치되는 커넥터가 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  14. 청구항 9에 있어서, 상기 인출와이어 커넥터는 2조로 형성되되, 각각 상기 제 1 유도판의 테두리부에 설치되고, 상기 인출와이어 커넥터 각각에는 2개의 금속 커넥터단자가 장착되고, 상기 제 1 와이어루프의 2개 와이어출입단과 상기 제 2 와이어루프의 2개 와이어출입단을 전기적으로 연결시키는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 와이어루프는 근거리무선통신(NFC) 유도 와이어루프가 되고, 상기 제 2 와이어루프는 무선충전(WLC) 유도 와이어루프가 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 와이어루프는 무선충전(WLC) 유도 와이어루프가 되고, 상기 제 2 와이어루프는 근거리무선통신(NFC) 유도 와이어루프가 되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 와이어루프의 제 3 및 제 4 와이어출입단은 각각 금속접촉편에 전기적으로 연결되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
  18. 청구항 1에 있어서, 제 1 와이어루프와 제 2 와이어루프는 1조의 와이어루프에 의해 둘러싸여 형성되는데, 제 1 와이어출입단, 제 2 와이어출입단 및 중간 전기탭 와이어출입단을 포함하여 구성되는, 근거리무선통신과 무선충전 겸용의 유도모듈.
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