KR20140035196A - Coil and wireless power device and terminal - Google Patents

Coil and wireless power device and terminal Download PDF

Info

Publication number
KR20140035196A
KR20140035196A KR1020120101787A KR20120101787A KR20140035196A KR 20140035196 A KR20140035196 A KR 20140035196A KR 1020120101787 A KR1020120101787 A KR 1020120101787A KR 20120101787 A KR20120101787 A KR 20120101787A KR 20140035196 A KR20140035196 A KR 20140035196A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
thickness
wireless power
frequency
value
Prior art date
Application number
KR1020120101787A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101449123B1 (en
Inventor
김양현
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020120101787A priority Critical patent/KR101449123B1/en
Priority to PCT/KR2013/002406 priority patent/WO2013141653A1/en
Publication of KR20140035196A publication Critical patent/KR20140035196A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101449123B1 publication Critical patent/KR101449123B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F2005/006—Coils with conical spiral form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/027—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on formers for receiving several coils with perpendicular winding axes, e.g. for antennae or inductive power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

The present invention is a device for wirelessly transmitting or receiving electric power, which comprises a magnetic substrate and a coil directly arranged on the magnetic substrate, wherein the coil is formed in a spiral shape. According to an embodiment of the present invention, the power transmission efficiency can be maximized by optimizing the thickness of the coil for wireless power. [Reference numerals] (AA) Thickness (T)

Description

코일, 무선 전력 장치 및 단말기{COIL AND WIRELESS POWER DEVICE AND TERMINAL}COIL AND WIRELESS POWER DEVICE AND TERMINAL [0001]

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선전력 전송 전력 전송 효율을 향상시키기 위해 코일의 두께를 최적화시킨 것에 관한 기술이다.The present invention relates to wireless power transmission techniques. More particularly, it relates to optimizing the thickness of a coil to improve the power transmission efficiency of the wireless power transmission.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors and transformers using electromagnetic induction principles began to be used, and then radio waves and lasers were used to transmit the electric energy to the desired devices wirelessly. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction is a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. The electromagnetic induction method is rapidly commercialized mainly in small-sized devices, but there is a problem in that the transmission distance of electric power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission method using a wireless method includes a resonance method in addition to electromagnetic induction and a remote transmission technique using a short wavelength radio frequency.

무선으로 전력을 전송하는 경우, 코일의 Q값을 높여 전력 전송 효율을 높이고자 하는 노력이 다양하게 시도되고 있는 실정이나, 전력 전송 효율을 크게 향상시키는 데에는 어려움이 있었다.In the case of wirelessly transmitting power, various attempts have been made to improve the power transmission efficiency by increasing the Q value of the coil, but it has been difficult to improve the power transmission efficiency significantly.

본 발명은 무선 전력 전송에 이용되는 코일의 두께를 최적화하여 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for optimizing the thickness of a coil used for wireless power transmission to improve power transmission efficiency.

본 발명은 무선 전력 전송에 이용되는 코일의 두께를 최적화하여 Q값을 높이고, 코일에서 형성되는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method of increasing the Q value and increasing the intensity of a magnetic field formed in a coil by optimizing the thickness of a coil used for wireless power transmission.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선으로 전력을 송신 또는 수신하는 코일의 두께는 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.The thickness of a coil for transmitting or receiving power wirelessly according to an embodiment of the present invention is characterized by having a thickness of 0.1 mm to 0.15 mm.

상기 코일은 스파이럴 타입의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The coil is characterized by having a spiral type structure.

상기 무선 전력에 사용된 주파수는 120KHz 내지 170KHz 범위에 있는 것을 특징으로 한다.And the frequency used for the wireless power is in the range of 120 KHz to 170 KHz.

상기 코일은 전자기 유도를 이용하여 무선으로 전력을 송신 또는 수신하는 것을 특징으로 한다.The coil is characterized in that electric power is transmitted or received wirelessly using electromagnetic induction.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치는 두께가 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 갖는 코일 및 상기 코일의 일면에 배치된 자성 기판을 포함한다.A wireless power device according to an embodiment of the present invention includes a coil having a thickness ranging from 0.1 mm to 0.15 mm and a magnetic substrate disposed on one side of the coil.

상기 코일은 상기 자성 기판의 상에 직접 배치된 도전 패턴 또는 도전층 인 것을 특징으로 한다.And the coil is a conductive pattern or a conductive layer directly disposed on the magnetic substrate.

상기 자성 기판은 센더스트 타입의 자성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the magnetic substrate includes a magnetic substance of a sendust type.

상기 무선 전력 장치는 상기 코일의 상 측에 배치되어 상기 코일의 양단에 솔더에 의해 접속된 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The wireless power device may further include a connection portion disposed on the upper side of the coil and connected to both ends of the coil by solder.

상기 무선 전력 장치는 단말기에 내장될 수 있다.The wireless power device may be embedded in a terminal.

본 발명의 실시 예에 따르면, 코일의 두께를 최적화하여 Q값을 높이고, 방사되는 자기장의 세기를 증가시켜 전력 전송 효율을 크게 개선시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the power transmission efficiency by increasing the Q value and increasing the intensity of the magnetic field radiated by optimizing the thickness of the coil.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 평면도이다.
도 3은 도 2의 연결부(300)에 도시된 점선을 따라 A에서 A'으로 자른 경우, 무선 전력 장치(1000)의 단면도이다.
도 4 내지 도 8는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 제조 방법에 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일(230)의 구조를 보여주는 도면이다.
도 10은 코일(230)의 두께(T)가 0.07mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 11은 코일(230)의 두께(T)가 0.07mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 12는 코일(230)의 두께(T)가 0.09mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 13은 코일(230)의 두께(T)가 0.09mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 14는 코일(230)의 두께(T)가 0.1mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 15는 코일(230)의 두께(T)가 0.1mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 16은 코일(230)의 두께(T)가 0.14mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 17은 코일(230)의 두께(T)가 0.14mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 18은 코일(230)의 두께(T)가 0.15mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 19는 코일(230)의 두께(T)가 0.15mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 20은 코일(230)의 두께(T)가 0.16mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 21은 코일(230)의 두께(T)가 0.16mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 22는 코일(230)의 두께가 0.07mm 내지 0.16mm인 경우, 주파수에 따른 품질 지수(Q)의 관계를 보여주는 도면이다.
도 23 내지 도 28은 코일(230)의 두께가 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 갖는 경우, 전력 전송 효율이 최적화됨을 보여주기 위한 도면으로, 주파수에 따른 코일(230)의 두께 및 Q값의 관계를 보여준다.1 is a perspective view of a wireless power device 1000 in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a top view of a wireless power device 1000 in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the wireless power device 1000 when cut from A to A 'along the dashed line in the connection 300 of FIG.
4 to 8 are views for explaining a method of manufacturing the wireless power device 1000 according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a structure of a coil 230 according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH), and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.07 mm 11 is an H-field for showing a radiation pattern of a magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.07 mm.
12 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.09 mm And FIG. 13 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.09 mm.
14 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.1 mm 15 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.1 mm.
16 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.14 mm 17 is an H-field for showing a radiation pattern of a magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.14 mm.
18 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.15 mm And FIG. 19 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.15 mm.
20 shows the change of the resistance (unit: ohm), the magnetic inductance (unit: uH) and the quality index (Q) of the coil 230 according to the frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.16 mm And FIG. 21 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.16 mm.
22 is a view showing the relationship of the quality index (Q) according to frequency when the thickness of the coil 230 is 0.07 mm to 0.16 mm.
FIGS. 23 to 28 are diagrams showing that the power transmission efficiency is optimized when the thickness of the coil 230 is in the range of 0.1 mm to 0.15 mm. The relationship between the thickness of the coil 230 and the Q value Lt; / RTI >

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 평면도이고, 도 3은 도 2의 연결부(300)에 도시된 점선을 따라 A에서 A'으로 자른 경우, 무선 전력 장치(1000)의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a wireless power device 1000 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of a wireless power device 1000 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross- 300 cut along the dashed line from A to A '.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 무선 전력 장치(1000)는 자성 기판(100), 코일부(200), 연결부(300)를 포함할 수 있다. 1 to 3, the wireless power device 1000 may include a magnetic substrate 100, a coil portion 200, and a connection portion 300.

무선 전력 장치(1000)는 송신 측으로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 그러나, 이에 한정될 필요는 없고, 수신 측에 무선으로 전력을 송신할 수도 있다. 일 실시 예에서 무선 전력 장치(1000)는 전자기 유도를 이용해 무선으로 전력을 송신 또는 수신 할 수 있다. The wireless power device 1000 may receive power wirelessly from the transmitting side. However, the present invention is not limited to this, and power may be wirelessly transmitted to the receiving side. In one embodiment, the wireless power device 1000 can transmit or receive power wirelessly using electromagnetic induction.

자성 기판(100)은 송신 측으로부터 전달받는 자기장의 방향을 변경시킬 수 있다. The magnetic substrate 100 can change the direction of the magnetic field transmitted from the transmission side.

자성 기판(100)은 송신 측으로부터 전달받는 자기장의 방향을 변경시켜 외부에 누출될 수 있는 자기장의 양을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 차폐 효과를 가질 수 있다.The magnetic substrate 100 can change the direction of the magnetic field transmitted from the transmission side and reduce the amount of the magnetic field that can leak to the outside. Thereby, a shielding effect can be obtained.

자성 기판(100)은 송신 측으로부터 전달받는 자기장의 방향을 측방으로 변경시켜 코일부(200)에 자기장이 더 집중적으로 전달될 수 있도록 한다.The magnetic substrate 100 changes the direction of the magnetic field transmitted from the transmission side to the lateral direction so that the magnetic field can be transmitted more intensively to the coil portion 200. [

자성 기판(100)은 송신 측으로부터 전달받는 자기장 중 외부로 누출되는 자기장을 흡수하여 열로 방출시킬 수도 있다. 외부에 누출되는 자기장의 양이 감소되면, 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있는 상황이 방지될 수 있다.The magnetic substrate 100 may absorb a magnetic field leaking to the outside among the magnetic field transmitted from the transmission side and release it as heat. If the amount of the magnetic field leaking outside is reduced, a situation that may have harmful effects on the human body can be prevented.

도 3을 참고하면, 자성 기판(100)은 자성체(110) 및 지지체(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the magnetic substrate 100 may include a magnetic body 110 and a support 120.

자성체(110)는 입자 또는 세라믹의 형태를 포함할 수 있다.The magnetic body 110 may include a form of particles or ceramics.

지지체(120)는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.The support 120 may include a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

자성 기판(100)은 시트(Sheet) 형태로 구성될 수 있으며, 플렉서블(flexible)한 성질을 가질 수 있다.The magnetic substrate 100 may be formed in the form of a sheet, and may have a flexible property.

다시 도 1을 설명하면, 코일부(200)는 제1 연결단자(210), 제2 연결단자(220), 코일(230)을 포함할 수 있다. 코일(230)은 도전층 또는 도전 패턴을 형성할 수 있다.Referring again to FIG. 1, the coil part 200 may include a first connection terminal 210, a second connection terminal 220, and a coil 230. The coil 230 may form a conductive layer or a conductive pattern.

제1 연결단자(210)는 코일(230)의 일단에 제2 연결단자(220)는 코일(230)의 타단에 위치한다.The first connection terminal 210 is located at one end of the coil 230 and the second connection terminal 220 is located at the other end of the coil 230.

제1 연결단자(210) 및 제2 연결단자(220)는 연결부(300)와의 접속을 위해 필요한 단자이다.The first connection terminal 210 and the second connection terminal 220 are terminals necessary for connection with the connection unit 300.

코일(230)은 하나의 도선이 복수 번 권선된 코일 패턴을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서 코일 패턴은 평면 나선 구조일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 다양한 패턴을 형성할 수 있다.The coil 230 can form a coil pattern in which one conductor is wound a plurality of times. In one embodiment, the coil pattern may be a planar spiral structure, but it need not be limited thereto, and various patterns can be formed.

코일부(200)는 자성 기판(100)의 상면에 직접 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 코일부(200)와 자성 기판(100) 사이에는 접착층(미도시)이 더 배치될 수 있다.The coil portion 200 may be disposed directly on the upper surface of the magnetic substrate 100. In one embodiment, an adhesive layer (not shown) may be further disposed between the coil section 200 and the magnetic substrate 100.

코일부(200)는 도전체를 포함할 수 있다. 도전체는 금속 또는 합금이 이용될 수 있다. 일 실시 예에서 금속은 은 또는 구리가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.The coil portion 200 may include a conductor. The conductor may be a metal or an alloy. In one embodiment, the metal may be silver or copper, but is not limited thereto.

코일부(200)는 송신 측으로부터 무선으로 수신한 전력을 연결부(300)에 전달할 수 있다. 코일부(200)는 송신 측으로부터 전자기 유도를 이용하여 전력을 수신할 수 있다.The coil section 200 can transmit the power received from the transmitting end to the connection section 300. The coil portion 200 can receive power using electromagnetic induction from the transmitting side.

연결부(300)는 제3 연결단자(310), 제4 연결단자(320), 인쇄회로기판(330)을 포함할 수 있다.The connection unit 300 may include a third connection terminal 310, a fourth connection terminal 320, and a printed circuit board 330.

제3 연결단자(310)는 제1 연결단자(210)와 접속될 수 있고, 제4 연결단자(320)는 제2 연결단자(220)와 접속될 수 있다.The third connection terminal 310 may be connected to the first connection terminal 210 and the fourth connection terminal 320 may be connected to the second connection terminal 220.

인쇄회로기판(330)은 배선층을 포함할 수 있고, 배선층은 후출할 수신회로 등이 배치될 수 있다.The printed circuit board 330 may include a wiring layer, and the wiring layer may be provided with a receiving circuit or the like for routing.

연결부(300)는 수신회로(미도시)와 코일부(200) 사이를 연결하여 코일부(200)로부터 전달받은 전력을 수신회로(미도시)를 통해 부하(미도시)로 전달할 수 있다. 수신회로는 교류전력을 직류전력으로 변환하는 정류회로 및 변환된 직류전력에서 리플 성분을 제거하여 부하에 전달하는 평활회로를 포함할 수 있다.The connection unit 300 may connect the receiving circuit (not shown) and the coil unit 200 to transmit the power received from the coil unit 200 to a load (not shown) through a receiving circuit (not shown). The receiving circuit may include a rectifying circuit for converting AC power into DC power and a smoothing circuit for removing the ripple component from the converted DC power and transferring the result to the load.

도 2 내지 도 3은 코일부(200)와 연결부(300)가 연결된 상태인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 상세한 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 to 3 are views for explaining the detailed configuration of the wireless power apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention when the coil part 200 and the connection unit 300 are connected.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 평면도이다.2 is a top view of a wireless power device 1000 in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2는 코일부(200)와 연결부(300)가 서로 접속되어 있는 상태를 보여준다.2 shows a state in which the coil part 200 and the connection part 300 are connected to each other.

일 실시 예에서 코일부(200)와 연결부(300) 간의 접속은 솔더에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로 코일부(200)의 제1 연결단자(210)와 연결부(300)의 제3 연결단자(310)는 제1 솔더(10)에 의해 연결될 수 있고, 코일부(200)의 제2 연결단자(220)와 연결부(300)의 제4 연결단자(320)는 제2 솔더(20)에 의해 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결단자(210)는 제1 솔더(10)의 비아홀을 통해 제3 연결단자(310)와 연결될 수 있고, 제2 연결단자(220)는 제2 솔더(20)의 비아홀을 통해 제4 연결단자(320)와 연결될 수 있다.In one embodiment, the connection between the coil part 200 and the connection part 300 can be made by solder. The first connection terminal 210 of the coil section 200 and the third connection terminal 310 of the connection section 300 may be connected by the first solder 10 and the second connection terminal 310 of the coil section 200 may be connected by the first solder 10, The terminal 220 and the fourth connection terminal 320 of the connection part 300 may be connected by the second solder 20. The first connection terminal 210 may be connected to the third connection terminal 310 via the via hole of the first solder 10 and the second connection terminal 220 may be connected to the via hole of the second solder 20 The second connection terminal 320 may be connected to the fourth connection terminal 320 through the second connection terminal 320.

도 2에 도시된 무선 전력 장치(1000)는 단말기 등과 같은 전자기기에 내장될 수 있다.The wireless power device 1000 shown in FIG. 2 may be embedded in an electronic device such as a terminal.

단말기는 셀룰러 폰, PCS(Personal Communication Servie) 폰, GSM 폰, CDMA-2000 폰, WCDMA 폰과 같은 통상적인 이동 전화기, PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants), 스마트폰, MBS(Mobile Broadcast System) 폰 일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 무선으로 전력을 수신할 수 있는 어떠한 장치든 상관없다.The terminal may be a conventional mobile phone such as a cellular phone, a Personal Communication Service (PCS) phone, a GSM phone, a CDMA-2000 phone, a WCDMA phone, a portable multimedia player (PMP), a personal digital assistant (PDA) Broadcast System) phone, but it is not limited thereto, and any device capable of receiving power wirelessly may be used.

도 2에서 연결부(300)에 도시된 점선을 따라 A에서 A'으로 자른 단면에 대한 설명은 도 3에서 한다.A cross section cut from A to A 'along a dotted line in the connection part 300 in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

도 3은 도 2의 연결부(300)에 도시된 점선을 따라 A에서 A'으로 자른 경우, 무선 전력 장치(1000)의 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the wireless power device 1000 when cut from A to A 'along the dashed line in the connection 300 of FIG.

도 3을 참고하면, 자성 기판(100) 상면에는 코일부(200)의 구성요소인 제1 연결단자(210), 제2 연결단자(220), 코일(230)이 배치되어 있다. Referring to FIG. 3, a first connection terminal 210, a second connection terminal 220, and a coil 230, which are components of the coil unit 200, are disposed on an upper surface of the magnetic substrate 100.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)는 자성 기판(100)의 상면에 코일부(200)가 직접 배치되어 있어, 기존의 FPCB 상에 코일 패턴을 형성한 경우와 달리 전체적인 두께를 크게 감소시킬 수 있다.The radio power apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention has the coil portion 200 directly disposed on the upper surface of the magnetic substrate 100 so that the overall thickness of the coil portion 200 is different from that of the coil pattern formed on the conventional FPCB Can be greatly reduced.

바람직하게 자성 기판(100)의 두께는 0.43mm이고, 코일부(200)의 두께는 바람직하게 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 가질 수 있다. Preferably, the thickness of the magnetic substrate 100 is 0.43 mm, and the thickness of the coil part 200 is preferably in the range of 0.1 mm to 0.15 mm.

즉, 코일부(200)를 도전체, 도전 패턴, 박막과 같은 형태로 구성함으로써 무선 전력 장치(1000)의 두께를 감소시킬 수 있다. 이는, 요즘 휴대용 단말기와 같이 슬림화를 요구하고 있는 전자기기에 적용한다면 휴대용 단말기의 전제 두께를 감소시키면서 송신 측으로부터 전력을 수신하는데 유용한 효과를 가져올 수 있다.That is, the thickness of the wireless power device 1000 can be reduced by constructing the coil portion 200 in the form of a conductor, a conductive pattern, or a thin film. If the present invention is applied to an electronic apparatus that requires a slimness such as a portable terminal, it can have a useful effect for receiving power from a transmitter while reducing the thickness of the portable terminal.

코일부(200)의 상 측에는 연결부(300)가 직접 배치되어 있다. 코일부(200)의 상 측에 연결부(300)가 직접 배치됨에 따라 코일부(200)와 연결부(300)가 쉽게 접속될 수 있다.On the upper side of the coil part 200, a connection part 300 is directly disposed. The connection part 300 is directly disposed on the upper side of the coil part 200 so that the coil part 200 and the connection part 300 can be easily connected.

코일부(200)의 제1 연결단자(210)는 솔더(10)에 의해 연결부(300)의 제3 연결단자(310)와 접속된다.The first connection terminal 210 of the coil part 200 is connected to the third connection terminal 310 of the connection part 300 by the solder 10.

코일부(200)의 제2 연결단자(220)는 솔더(20)에 의해 연결부(300)의 제4 연결단자(320)와 접속된다.The second connection terminal 220 of the coil part 200 is connected to the fourth connection terminal 320 of the connection part 300 by the solder 20.

코일(230)의 폭(W)과 두께(T)는 소정의 값을 갖도록 설계될 수 있다. 코일(230)과 코일(230) 사이의 간격 또한, 소정의 거리 값을 갖도록 설계될 수 있다.The width W and the thickness T of the coil 230 may be designed to have predetermined values. The distance between the coil 230 and the coil 230 can also be designed to have a predetermined distance value.

도 4 내지 도 8는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치(1000)의 제조 방법에 설명하기 위한 도면이다.4 to 8 are views for explaining a method of manufacturing the wireless power device 1000 according to an embodiment of the present invention.

무선 전력 장치(1000)의 구성은 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 본질적으로 결합될 수 있다.The configuration of the wireless power device 1000 may be essentially combined with that described in FIGS. 1-3.

먼저, 도 4를 참고하면, 자성 기판(100)이 형성된다.First, referring to FIG. 4, a magnetic substrate 100 is formed.

다음으로 도 5를 참고하면, 자성 기판(100)의 상면에 직접 도전체(201)를 적층된다. 일 실시 예에서는 자성 기판(100)의 상면에 접착층이 적층된 후, 도전체(201)가 적층될 수도 있다.Next, referring to FIG. 5, the conductor 201 is directly stacked on the upper surface of the magnetic substrate 100. In one embodiment, the adhesive layer may be laminated on the upper surface of the magnetic substrate 100, and then the conductor 201 may be laminated.

일 실시 예에서 자성 기판(100)의 상면에 도전체(201)를 적층시키는 방법은 도전체(201)를 소정의 온도에서 가열하고, 그 후, 소정의 압력을 가하는 라미네이팅(laminating) 공정이 사용될 수 있다. 라미네이팅(laminating) 공정이란, 열과 압력을 이용하여 서로 다른 종류의 금속박, 종이 등을 접착시키는 공정을 의미한다.A method of laminating the conductor 201 on the upper surface of the magnetic substrate 100 in the embodiment is a method in which a laminating process for heating the conductor 201 at a predetermined temperature and then applying a predetermined pressure is used . The laminating process refers to a process of adhering different types of metal foil or paper using heat and pressure.

다음으로 도 6을 참고하면, 도전체(201)의 상 면에 마스크(500)가 적층된다. 마스크(500)는 제1 연결단자(210), 제2 연결단자(220), 코일(230)이 형성되어 있는 위치의 상 면에만 적층될 수 있다.Next, referring to FIG. 6, a mask 500 is stacked on the upper surface of the conductor 201. The mask 500 may be stacked only on the upper surface of the position where the first connection terminal 210, the second connection terminal 220 and the coil 230 are formed.

다음으로, 도 7을 참고하면, 도 6의 상태에서 에칭액에 담구면 마스크(500)가 위치하지 않은 홈 부분이 식각된다. 그러면, 도전체(201)는 일정한 도전 패턴을 형성하게 된다. Next, referring to FIG. 7, in the state of FIG. 6, the etchant is etched in the groove portion where the duck face mask 500 is not located. Then, the conductor 201 forms a constant conductive pattern.

그 후, 마스크(500)를 제거하면, 무선 전력 장치(1000)의 코일부(200)가 형성된다.Thereafter, when the mask 500 is removed, the coil portion 200 of the wireless power device 1000 is formed.

다음으로 도 8을 참고하면, 코일부(200)와 연결부(300)가 접속되도록 솔더링 작업을 거친다.Next, referring to FIG. 8, a soldering operation is performed so that the coil part 200 and the connection part 300 are connected.

즉, 코일부(200)의 제1 연결단자(210)와 연결부(300)의 제3 연결단자(310)를 솔더(10)에 의해 접속시키고, 코일부(200)의 제2 연결단자(200)와 연결부(300)의 제4 연결단자(320)를 솔더(20)에 의해 접속시킨다.That is, the first connection terminal 210 of the coil unit 200 and the third connection terminal 310 of the connection unit 300 are connected by the solder 10, and the second connection terminal 200 of the coil unit 200 is connected. ) And the fourth connecting terminal 320 of the connecting portion 300 by the solder (20).

상기와 같이 자성 기판(100) 상 면에 직접 코일부(200)를 배치시킴으로써, 무선 전력 장치(1000)의 전체 두께를 크게 감소시킬 수 있고, 라미네이팅과 에칭 과정만을 통해 무선 전력 장치(1000)를 제조할 수 있어 공정이 단순화되는 효과가 있다.The entire thickness of the wireless power device 1000 can be greatly reduced by disposing the coil portion 200 directly on the surface of the magnetic substrate 100 as described above and the wireless power device 1000 can be manufactured through only the laminating and etching processes. So that the manufacturing process can be simplified.

다음으로 도 9 내지 도 28을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치를 사용하여 실험한 시뮬레이션 결과에 대해 설명한다.Next, with reference to FIG. 9 to FIG. 28, a simulation result of an experiment using a wireless power device according to an embodiment of the present invention will be described.

시뮬레이션 결과들은 도 1에서 설명한 코일(230)만을 이용하여 얻어진 결과이다.The simulation results are obtained using only the coil 230 described in FIG.

즉, 이하의 시뮬레이션 결과들은 도 9에 도시된 바와 같이 코일(230)만을 사용하여, 얻어진 결과임을 전제한다. 도 9를 참조하면, 코일(230)의 두께(T)에 대해 도시되어 있다.That is, the following simulation results assume that only the coil 230 is used as shown in FIG. 9, and the result is obtained. Referring to FIG. 9, the thickness T of the coil 230 is shown.

또한, 도 9에서 사용한 코일(230)의 턴수는 14이며, 코일(230)의 지름은 38.5mm이고, 코일(230)의 도선 간격은 0.09mm이고, 사용 주파수는 120KHz에서 170KHz이다.The number of turns of the coil 230 used in FIG. 9 is 14, the diameter of the coil 230 is 38.5 mm, the distance of the coil 230 is 0.09 mm, and the frequency of use is 120 KHz to 170 KHz.

또한, 코일(230)은 무선으로 전력을 수신하는 수신 장치에 포함될 수도 있고, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 송신 장치에도 포함될 수 있다. 이 경우, 코일(230)은 전자기 유도를 이용하여 전력을 송신 또는 수신 할 수 있다.Also, the coil 230 may be included in a receiving apparatus that receives power wirelessly, or may be included in a transmitting apparatus that can transmit power wirelessly. In this case, the coil 230 can transmit or receive power using electromagnetic induction.

또한, 도 9를 참조하면, 코일(230)은 스파이럴 타입의 구조를 갖는다. 그러나, 이에 한정될 필요는 없다. 도 1에서 도시된 코일(230)은 도 9에 도시된 코일(230)로 대체될 수 있다. Also, referring to FIG. 9, the coil 230 has a spiral type structure. However, the present invention is not limited thereto. The coil 230 shown in FIG. 1 may be replaced with the coil 230 shown in FIG.

도 10 내지 도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일(230)을 이용하여, 얻어진 결과인 코일(230)의 두께와 Q값의 관계, 코일(230)의 두께와 자기장의 방사 패턴을 설명하기 위한 도면이다.10 to 22 illustrate the relation between the thickness and the Q value of the coil 230, the thickness of the coil 230 and the radiation pattern of the magnetic field, which are obtained as a result using the coil 230 according to an embodiment of the present invention Fig.

도 23 내지 도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일(230)을 이용하여, 주파수에 따른 코일(230)의 두께 및 Q값의 관계를 설명하기 위한 도면이다.23 to 28 are diagrams for explaining the relationship between the thickness of the coil 230 and the Q value according to the frequency using the coil 230 according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 장치의 코일(230)은 그 두께가 0.1mm 에서 0.15mm의 범위를 갖는 경우, Q값이 커져 전력 전송 효율을 크게 향상될 수 있다. Q 값은 동작 주파수, 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. Q 값이 클수록 코일(230)이 축적할 수 있는 에너지의 양이 많아져 전력 전송 효율이 높아질 수 있다.When the thickness of the coil 230 of the wireless power device according to an embodiment of the present invention is in the range of 0.1 mm to 0.15 mm, the Q value becomes large and the power transmission efficiency can be greatly improved. The Q value may vary depending on the operating frequency, the shape of the coil, the dimensions, and the material. As the Q value increases, the amount of energy that the coil 230 can accumulate increases, so that the power transmission efficiency can be increased.

코일(230)의 인덕턴스, 저항 및 Q 값의 관계식은 다음의 [수학식 1]을 통해 표현될 수 있다.The relational expression of the inductance, resistance and Q value of the coil 230 can be expressed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Q=w*L/RQ = w * L / R

[수학식 1]에서 w는 전력 전송 시 사용되는 주파수이고, L은 코일(230)의 인덕턴스, R은 코일(230)의 저항을 나타낸다.In Equation (1), w is the frequency used for power transmission, L is the inductance of the coil 230, and R is the resistance of the coil 230.

[수학식 1]에서 확인할 수 있듯이, 코일(230)의 인덕턴스는 그 값이 증가할수록 Q값이 높아진다. Q값이 증가하면, 전력 전송 효율이 좋아질 수 있다. 코일(230)의 저항은 코일(230) 자체에서 발생하는 전력 손실량을 수치화한 것이며, 그 값이 작을수록 Q 값이 증가하고, 그 값이 클수록 Q 값이 감소한다.As can be seen in Equation 1, the inductance of the coil 230 is increased as the value increases. As the Q value increases, the power transmission efficiency can be improved. The resistance of the coil 230 is a numerical value of the amount of power loss generated in the coil 230 itself. As the value decreases, the Q value increases. As the value increases, the Q value decreases.

도 10은 코일(230)의 두께(T)가 0.07mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 11은 코일(230)의 두께(T)가 0.07mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.10 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.07 mm 11 is an H-field for showing a radiation pattern of a magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.07 mm.

도 12는 코일(230)의 두께(T)가 0.09mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 13은 코일(230)의 두께(T)가 0.09mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.12 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.09 mm And FIG. 13 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.09 mm.

도 14는 코일(230)의 두께(T)가 0.1mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 15는 코일(230)의 두께(T)가 0.1mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.14 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.1 mm 15 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.1 mm.

도 12와 도 14의 표를 비교하면, 각 주파수에서 품질 지수(Q)는 코일(230)의 두께가 0.1mm인 경우, 0.09mm에 비해 커짐을 확인할 수 있다. 구체적으로, 120KHz의 주파수에서, Q값은 11.17에서 11.66으로 0.49만큼 증가했고, 130KHz의 주파수에서, Q값은 11.39에서 11.93으로 0.54만큼 증가했고, 140KHz의 주파수에서, Q값은 11.79에서 12.17로 0.38만큼 증가했고, 150KHz의 주파수에서, Q값은 11.95에서 12.29로 0.34만큼 증가했고, 160KHz의 주파수에서, Q값은 12.08에서 12.38로 0.3만큼 증가했고, 170KHz의 주파수에서, Q값은 12.46에서 12.66으로 0.2만큼 증가한 것을 확인할 수 있다. Q값이 증가하면, 전력 전송 효율이 향상되므로, 코일(230)의 두께가 0.1mm인 경우, 코일(230)의 두께가 0.09mm인 경우에 비해 전력 전송 효율이 좋아짐을 확인할 수 있다.Comparing the table of FIG. 12 and FIG. 14, it can be seen that the quality index Q at each frequency is larger than 0.09 mm when the thickness of the coil 230 is 0.1 mm. Specifically, at a frequency of 120 KHz, the Q value increased by 0.49 from 11.17 to 11.66, and at a frequency of 130 KHz, the Q value increased by 0.54 from 11.39 to 11.93 and at a frequency of 140 KHz, the Q value decreased from 11.79 to 12.17 to 0.38 At a frequency of 150 KHz the Q value increased from 11.95 to 12.29 by 0.34 and at a frequency of 160 KHz the Q value increased by 0.3 from 12.08 to 12.38 and at a frequency of 170 KHz the Q value increased from 12.46 to 12.66 0.2. ≪ / RTI > When the Q value is increased, the power transmission efficiency is improved. Therefore, it can be confirmed that the power transmission efficiency is improved when the thickness of the coil 230 is 0.1 mm, as compared with the case where the thickness of the coil 230 is 0.09 mm.

도 13과 도 15에 도시된 자기장의 방사 패턴을 보여주는 H-Field를 비교하면, H-Field에서 색이 더 진할수록 자기장의 세기가 강한 것을 의미하므로, 코일(230)의 두께가 0.1mm인 경우, 코일(230)의 두께가 0.09mm인 경우에 비해 코일(230) 근처에서 형성되는 자기장의 세기가 더 강한 것을 확인할 수 있다. 코일(230)은 자기장에 의해 전력을 송수신하므로, 자기장의 세기가 강할수록 전력 전송 효율이 좋아진다. 따라서, 코일(230)의 두께가 0.1mm인 경우, 코일(230)의 두께가 0.09mm인 경우에 비해 전력 전송 효율이 좋아짐을 확인할 수 있다.When the H-field showing the radiation pattern of the magnetic field shown in FIG. 13 and FIG. 15 is compared, the intensity of the magnetic field is stronger as the color becomes wider in the H-field. It can be seen that the intensity of the magnetic field formed near the coil 230 is stronger than when the coil 230 has a thickness of 0.09 mm. Since the coil 230 transmits and receives electric power by a magnetic field, the higher the intensity of the magnetic field, the better the power transmission efficiency. Therefore, when the thickness of the coil 230 is 0.1 mm, the power transmission efficiency is improved as compared with the case where the thickness of the coil 230 is 0.09 mm.

즉, 코일(230)의 두께가 0.1mm를 기점으로 이보다 더 얇아지면, Q값이 작아지고, 자기장의 세기도 약해지므로, 전력 전송 효율이 저하됨을 알 수 있다.That is, when the thickness of the coil 230 is smaller than 0.1 mm, the Q value becomes smaller and the strength of the magnetic field becomes weaker, so that the power transmission efficiency is lowered.

도 16은 코일(230)의 두께(T)가 0.14mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 17은 코일(230)의 두께(T)가 0.14mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.16 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.14 mm 17 is an H-field for showing a radiation pattern of a magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.14 mm.

무선 전력 장치의 코일(230)의 두께가 0.14mm인 경우, 다른 실험자료에 비해 Q값이 가장 크고, 자기장 또한, 가장 강하게 형성된다. 구체적으로, 도 16을 참조하면, 120KHz의 주파수에서, Q값은 12.06이고, 130KHz의 주파수에서, Q값은 12.22고, 140KHz의 주파수에서, Q값은 12.35이고, 150KHz의 주파수에서, Q값은 12.46이고, 160KHz의 주파수에서, Q값은 12.58이고, 170KHz의 주파수에서, Q값은 12.66으로 코일(230)의 두께가 0.14mm인 경우, Q값이 가장 크다.When the thickness of the coil 230 of the wireless power device is 0.14 mm, the Q value is the largest and the magnetic field is also strongest in comparison with other experimental data. 16, at a frequency of 120 KHz, the Q value is 12.06. At a frequency of 130 KHz, the Q value is 12.22. At a frequency of 140 KHz, the Q value is 12.35. At a frequency of 150 KHz, 12.46, and at a frequency of 160 KHz, the Q value is 12.58, and at a frequency of 170 KHz, the Q value is 12.66 and the Q value is the largest when the coil 230 thickness is 0.14 mm.

또한, 도 17을 참조하면, 코일(230) 근처에서 자기장의 세기가 다른 두께에 대한 결과에 비해 가장 강하게 형성됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 17, it can be seen that the intensity of the magnetic field near the coil 230 is strongest compared to the results with respect to other thicknesses.

즉, 코일(230)의 두께가 0.14mm인 경우, Q값이 가장 크고, 방사되는 자기장의 세기가 가장 크므로, 전력 전송 효율이 가장 좋은 특성을 갖는다.That is, when the thickness of the coil 230 is 0.14 mm, the Q value is the largest and the intensity of the magnetic field to be radiated is greatest, so that the power transmission efficiency is the best.

도 18은 코일(230)의 두께(T)가 0.15mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 19는 코일(230)의 두께(T)가 0.15mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.18 is a graph showing changes in resistance (unit: ohm), magnetic inductance (unit: uH) and quality index (Q) of the coil 230 according to frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.15 mm And FIG. 19 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.15 mm.

도 20은 코일(230)의 두께(T)가 0.16mm인 경우, 주파수에 따른 코일(230)의 저항(단위: 옴), 자기 인덕턴스(단위: uH) 및 품질 지수(Q)의 변화를 보여주는 표이고, 도 21은 코일(230)의 두께(T)가 0.16mm인 경우, 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.20 shows the change of the resistance (unit: ohm), the magnetic inductance (unit: uH) and the quality index (Q) of the coil 230 according to the frequency when the thickness T of the coil 230 is 0.16 mm And FIG. 21 is an H-field for showing the radiation pattern of the magnetic field when the thickness T of the coil 230 is 0.16 mm.

도 18과 도 20의 표를 비교하면, 각 주파수에서 품질 지수(Q)는 코일(230)의 두께가 0.16mm인 경우, 0.15mm에 비해 작아짐을 확인할 수 있다. 구체적으로, 120KHz의 주파수에서, Q값은 12.01에서 11.52로 0.49만큼 감소했고, 130KHz의 주파수에서, Q값은 12.17에서 11.75로 0.52만큼 감소했고, 140KHz의 주파수에서, Q값은 12.30에서 11.98로 0.32만큼 감소했고, 150KHz의 주파수에서, Q값은 12.41에서 12.20로 0.21만큼 감소했고, 160KHz의 주파수에서, Q값은 12.50에서 12.28로 0.22만큼 감소했고, 170KHz의 주파수에서, Q값은 12.60에서 12.39로 0.21만큼 감소한 것을 확인할 수 있다. Q값이 감소하면, 전력 전송 효율이 저하되므로, 코일(230)의 두께가 0.16mm인 경우, 코일(230)의 두께가 0.16mm인 경우에 비해 전력 전송 효율이 저하됨을 확인할 수 있다.18 and 20, it can be seen that the quality index Q at each frequency is smaller than 0.15 mm when the thickness of the coil 230 is 0.16 mm. Specifically, at a frequency of 120 KHz, the Q value decreased by 0.49 from 12.01 to 11.52 and at a frequency of 130 KHz, the Q value decreased by 0.52 from 12.17 to 11.75, and at a frequency of 140 KHz, the Q value decreased from 0.30 At a frequency of 150 KHz the Q value decreased by 0.21 from 12.41 to 12.20 and at a frequency of 160 KHz the Q value decreased by 0.22 from 12.50 to 12.28 and at a frequency of 170 KHz the Q value decreased from 12.60 to 12.39 0.21. ≪ / RTI > When the Q value is decreased, the power transmission efficiency is lowered. Therefore, when the thickness of the coil 230 is 0.16 mm, the power transmission efficiency is lower than that when the thickness of the coil 230 is 0.16 mm.

도 19와 도 21에 도시된 자기장의 방사 패턴을 보여주는 H-Field를 비교하면, H-Field에서 색이 더 진할수록 자기장의 세기가 강한 것을 의미하므로, 코일(230)의 두께가 0.16mm인 경우, 코일(230)의 두께가 0.15mm인 경우에 비해 코일(230) 근처에서 형성되는 자기장의 세기가 더 약한 것을 확인할 수 있다. 코일(230)은 자기장에 의해 전력을 송수신하므로, 자기장의 세기가 약할수록 전력 전송 효율은 저하된다. 따라서, 코일(230)의 두께가 0.16mm인 경우, 코일(230)의 두께가 0.15mm인 경우에 비해 전력 전송 효율이 나빠짐을 확인할 수 있다.When the H-field showing the radiation pattern of the magnetic field shown in FIG. 19 and FIG. 21 is compared, the stronger the intensity of the magnetic field in the H-field is, the stronger the intensity is, It can be seen that the intensity of the magnetic field formed near the coil 230 is weaker than when the coil 230 has a thickness of 0.15 mm. Since the coil 230 transmits and receives power by a magnetic field, the power transmission efficiency is lowered as the magnetic field strength is weaker. Therefore, when the thickness of the coil 230 is 0.16 mm, it is confirmed that the power transmission efficiency is worse than the case where the thickness of the coil 230 is 0.15 mm.

즉, 코일(230)의 두께가 0.15mm를 기점으로 이보다 더 두꺼워지면, Q값이 작아지고, 자기장의 세기도 약해지므로, 전력 전송 효율이 저하됨을 알 수 있다.That is, when the thickness of the coil 230 becomes 0.15 mm, the Q value becomes smaller and the strength of the magnetic field becomes weaker.

이와 같이, 코일(230)의 두께가 0.1mm를 기점으로 두께가 이보다 얇아지면, 전력 전송 효율이 저하되고, 0.15mm를 기점으로 두께가 이보다 두꺼워지면, 전력 전송 효율이 저하된다. 따라서, 코일(230)의 두께가 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 갖는 경우, 전력 전송 효율이 최적화된다. 특히, 코일(230)의 두께가 0.14mm인 경우, 전력 전송 효율이 가장 높아진다.As described above, when the thickness of the coil 230 is 0.1 mm, if the thickness is smaller than this, the power transmission efficiency is lowered. If the thickness becomes larger than 0.15 mm, the power transmission efficiency is lowered. Therefore, when the thickness of the coil 230 is in the range of 0.1 mm to 0.15 mm, the power transmission efficiency is optimized. Particularly, when the thickness of the coil 230 is 0.14 mm, the power transmission efficiency is the highest.

도 22는 코일(230)의 두께가 0.07mm 내지 0.16mm인 경우, 주파수에 따른 품질 지수(Q)의 관계를 보여주는 도면이다. 이 경우, 코일(230)의 두께만 다르고, 코일(230) 턴수, 코일(230)의 지름, 코일(230)의 도선 간격은 모두 동일하고, 각 수치는 위에서 설명한 것과 같다.22 is a view showing the relationship of the quality index (Q) according to frequency when the thickness of the coil 230 is 0.07 mm to 0.16 mm. In this case, only the thickness of the coil 230 is different, the number of turns of the coil 230, the diameter of the coil 230, and the distance between the conductors of the coil 230 are all the same.

도 22를 참조하면, 코일(230)의 두께가 0.1mm 내지 0.15mm의 범위에서 Q값이 상기 범위 이외의 Q값보다 큰 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 22, it can be seen that the Q value is larger than the Q value in the range of 0.1 mm to 0.15 mm in the thickness of the coil 230.

도 23 내지 도 28은 코일(230)의 두께가 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 갖는 경우, 전력 전송 효율이 최적화됨을 보여주기 위한 도면으로, 주파수에 따른 코일(230)의 두께 및 Q값의 관계를 보여준다.FIGS. 23 to 28 are diagrams showing that the power transmission efficiency is optimized when the thickness of the coil 230 is in the range of 0.1 mm to 0.15 mm. The relationship between the thickness of the coil 230 and the Q value Lt; / RTI >

도 23 내지 도 28의 그래프는 도 10, 12, 14, 16, 18, 20의 표에 나타난 데이터를 기준으로 만들어졌다.The graphs of FIGS. 23 to 28 are based on the data shown in the tables of FIGS. 10, 12, 14, 16, 18 and 20.

도 23은 무선 전력 전송에 사용하는 주파수가 120KHz인 경우로, 코일(230)의 두께가 0.1mm를 기점으로 Q값의 증가 폭이 커지고, 코일(230)의 두께가 0.14mm일 때, Q값이 최대가 되며, 0.15mm를 기점으로 Q값의 감소 폭이 커짐을 확인할 수 있다.23 shows a case where the frequency used for wireless power transmission is 120 KHz and when the thickness of the coil 230 increases from 0.1 mm to the increase of the Q value and the thickness of the coil 230 is 0.14 mm, And the decrease width of the Q value increases from 0.15 mm.

도 24에 도시된 무선 전력 전송에 사용하는 주파수가 130KHz인 경우, 도 25에 도시된 무선 전력 전송에 사용하는 주파수가 140KHz인 경우, 도 26에 도시된 무선 전력 전송에 사용하는 주파수가 150KHz인 경우, 도 27에 도시된 무선 전력 전송에 사용하는 주파수가 160KHz인 경우, 도 28에 도시된 무선 전력 전송에 사용하는 주파수가 170KHz인 경우, 또한, 도 23과 같은 Q값의 경향을 나타내고 있다. When the frequency used for the wireless power transmission shown in FIG. 24 is 130 KHz, the frequency used for the wireless power transmission shown in FIG. 25 is 140 KHz, and the frequency used for the wireless power transmission shown in FIG. 26 is 150 KHz , The frequency used for the radio power transmission shown in Fig. 27 is 160 KHz, the frequency used for the radio power transmission shown in Fig. 28 is 170 KHz, and also the tendency of the Q value as shown in Fig.

즉, 코일(230)의 두께가 0.1mm 내지 0.15mm 인 경우, 다른 두께 범위에 비해 Q값이 크며, 전력 전송 효율이 좋음을 확인할 수 있다. 특히, 코일(230)의 두께가 0.14mm인 경우, Q값이 가장 커, 전력 전송 효율이 가장 좋음을 확인할 수 있다.That is, when the thickness of the coil 230 is 0.1 mm to 0.15 mm, the Q value is larger than other thickness ranges, and the power transmission efficiency is good. Particularly, when the thickness of the coil 230 is 0.14 mm, it is confirmed that the Q value is the largest and the power transmission efficiency is the best.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

10: 제1 솔더
20: 제2 솔더
100: 자성 기판
110: 자성체
120: 지지체
130: 수용영역
140: 패턴 홈
200: 코일부
201: 도전체
210: 제1 연결단자
220: 제2 연결단자
230: 코일
300: 연결부
310: 제3 연결단자
320: 제4 연결단자
330: 인쇄회로기판
500: 마스크
1000: 무선 전력 장치10: First solder
20: second solder
100: magnetic substrate
110: magnetic substance
120: Support
130: reception area
140: pattern home
200: coil part
201: conductor
210: first connection terminal
220: second connection terminal
230: Coil
300: connection
310: Third connection terminal
320: fourth connection terminal
330: printed circuit board
500: mask
1000: Wireless power device

Claims (9)

무선으로 전력을 송신 또는 수신하는 코일로서,
상기 코일의 두께는 0.1mm 내지 0.15mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는
코일.A coil for transmitting or receiving power wirelessly,
The thickness of the coil is characterized in that it has a range of 0.1mm to 0.15mm
coil. 제1항에 있어서,
상기 코일은 스파이럴 타입의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는
코일.The method of claim 1,
The coil has a spiral type structure
coil. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력에 사용된 주파수는 120KHz 내지 170KHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는
코일.The method of claim 1,
The frequency used for the wireless power is characterized in that in the range of 120KHz to 170KHz
coil. 제1항에 있어서,
상기 코일은 전자기 유도를 이용하여 무선으로 전력을 송신 또는 수신하는 것을 특징으로 하는
코일.The method of claim 1,
The coil is characterized in that for transmitting or receiving power wirelessly using electromagnetic induction
coil. 제1항에 기재된 코일; 및
상기 코일의 일면에 배치된 자성 기판을 포함하는
무선 전력 장치.The coil of claim 1; And
It includes a magnetic substrate disposed on one side of the coil
Wireless power device. 제5항에 있어서,
상기 코일은 상기 자성 기판의 상에 직접 배치된 도전 패턴 또는 도전층 인 것을 특징으로 하는
무선 전력 장치.6. The method of claim 5,
The coil may be a conductive pattern or a conductive layer disposed directly on the magnetic substrate.
Wireless power device. 제5항에 있어서,
상기 자성 기판은 센더스트 타입의 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는
무선 전력 장치.6. The method of claim 5,
The magnetic substrate is characterized in that it comprises a magnetic material of the senddust type
Wireless power device. 제5항에 있어서,
상기 코일의 상 측에 배치되어,
상기 코일의 양단에 솔더에 의해 접속된 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
무선 전력 장치.6. The method of claim 5,
Disposed on an upper side of the coil,
And connecting parts connected by solder to both ends of the coil.
Wireless power device. 상기 제5항의 무선 전력 장치가 내장된 단말기.A terminal incorporating the wireless power device of claim 5.
KR1020120101787A 2012-03-23 2012-09-13 Coil and wireless power device and terminal KR101449123B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120101787A KR101449123B1 (en) 2012-09-13 2012-09-13 Coil and wireless power device and terminal
PCT/KR2013/002406 WO2013141653A1 (en) 2012-03-23 2013-03-22 Wireless power apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120101787A KR101449123B1 (en) 2012-09-13 2012-09-13 Coil and wireless power device and terminal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140035196A true KR20140035196A (en) 2014-03-21
KR101449123B1 KR101449123B1 (en) 2014-10-08

Family

ID=50645289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120101787A KR101449123B1 (en) 2012-03-23 2012-09-13 Coil and wireless power device and terminal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101449123B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11664850B2 (en) 2018-08-31 2023-05-30 3M Innovative Properties Company Coil and method of making same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102394983B1 (en) 2016-02-05 2022-05-09 주식회사 위츠 Coil module and apparatus for recieving power wirelessly using the same
KR20180101822A (en) 2017-03-06 2018-09-14 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Wireless charging system including boost converter and transmission coil structure
US11962367B2 (en) 2020-02-28 2024-04-16 3M Innovative Properties Company Antenna for transfer of information or energy

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003173921A (en) * 2001-12-07 2003-06-20 Kawasaki Steel Corp Planar magnetic element for non-contact charger
JP5231993B2 (en) * 2006-03-24 2013-07-10 株式会社東芝 Power receiving device for non-contact charger
US8922160B2 (en) * 2007-08-21 2014-12-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-contact type power receiving apparatus, electronic equipment and charging system using the power receiving apparatus
KR101179398B1 (en) * 2011-04-27 2012-09-04 삼성전기주식회사 Contactless power transmission device and electronic device having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11664850B2 (en) 2018-08-31 2023-05-30 3M Innovative Properties Company Coil and method of making same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101449123B1 (en) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210265109A1 (en) Wireless Charging Coil
US10673141B2 (en) Antenna assembly and method for manufacturing same
US9496082B2 (en) Coil substrate for wireless charging and electric device using the same
EP2750145B1 (en) Coil for cordless charging and cordless charging apparatus using the same
KR101179398B1 (en) Contactless power transmission device and electronic device having the same
KR101417388B1 (en) Wireless power receiver and method of manufacturing the same
KR102433115B1 (en) Coil assembly
KR101814229B1 (en) Wireless power receiver
US20120274148A1 (en) Contactless power transmission device and electronic device having the same
CN204424454U (en) Coil device and antenna assembly
US10186875B2 (en) Coil type unit for wireless power transmission, wireless power transmission device, electronic device and manufacturing method of coil type unit for wireless power transmission
KR101449123B1 (en) Coil and wireless power device and terminal
US11876305B2 (en) Electronic apparatus
KR101449254B1 (en) Antenna assembly and manufacturing method thereof
KR101470131B1 (en) Antenna assembly and manufacturing method thereof
KR20150065428A (en) Apparatus for transmitting wireless power
KR20180017629A (en) Coil assembly
KR101294581B1 (en) Apparatus for delivering wireless power and terminal
KR101305790B1 (en) Apparatus for transmitting wireless power and apparatus for receiving wireless power
CN212849958U (en) Wireless charging coil and wireless charging device
KR20140018523A (en) Wireless power transmitter, wireless power receiver, wireless power device and method for manufacturing thereof
KR20180128539A (en) wireless power transmission module
KR101439012B1 (en) Antenna assembly and manufacturing method thereof
CN115881407A (en) Coil module for ultra-thin wireless power transmission and application
KR20170035519A (en) The Wireless Charger that have the battery mounting space

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170905

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180910

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190916

Year of fee payment: 6