KR20150050024A

KR20150050024A - 무선 전력 중계 장치 및 이를 구비하는 케이스

Info

Publication number: KR20150050024A
Application number: KR1020130131338A
Authority: KR
Inventors: 강창수; 오순택; 이성욱; 임현근; 김시형; 성재석; 박철균; 장기원
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-08
Also published as: EP2869315A1; CN104600851B; CN104600851A; US20150115725A1; EP2869315B1

Abstract

본 발명은 무선 충전 시스템에서 무선 전력을 중계하여 충전 효율을 높일 수 있는 무선 전력 중계 장치 및 이를 구비하는 케이스에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치는, 기판; 상기 기판에 형성되는 코일; 및 적어도 하나의 전자 소자를 포함하여 구성되며, 상기 코일과 전기적으로 연결되는 회로부;를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 중계 장치 및 이를 구비하는 케이스{WIRELESS POWER RELAY APPARATUS AND CASE HAVING THE SAME}

본 발명은 무선 전력 중계 장치 및 이를 구비하는 케이스에 대한 것으로, 특히 무선 충전 시스템에서 무선 전력을 중계하여 충전 효율을 높일 수 있는 무선 전력 중계 장치 및 이를 구비하는 케이스에 관한 것이다.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오 파(radio wave)나 레이저(laser)와 같은 전자기파를 방사해서 전기 에너지를 전송하는 방법도 시도되었다.

최근, 휴대전화, 노트북 컴퓨터, PDA 등과 같은 휴대형 전자기기 등도 무선(비접촉식)으로 충전 모체와 전기적으로 결합되어 충전 모체의 에너지를 충전할 수 있는 방식이 개발되고 있다.

무선 충전 방법은 고주파로 동작하는 1차 회로를 충전 모체에 구성하고 2차 회로를 축전지측 즉, 휴대형 전자기기 내 또는 축전지 내에 구성함으로써, 충전 모체의 전류 즉, 에너지를 유도 결합에 의하여 휴대형 전자기기의 축전지에 제공하는 방식이다.

유도 결합을 이용한 무선 충전 방식은 이미 일부 응용분야(예: 전동 칫솔, 전기 면도기 등)에 이용되고 있다.

이러한 무선 충전 방법은 충전 모체와 휴대전화 등의 축전지측 간의 거리나 축전지가 배치된 위치 등에 따라 많은 충전 효율이 변하게 된다. 즉, 사용자가 휴대전화를 충전모체의 최적화된 위치에 배치하지 않는 경우, 충전 시간이 증가하게 된다는 단점이 있다.

대한민국공개특허 제2013-0035873호

본 발명의 목적은 무선 충전 효율을 높일 수 있는 무선 전력 중계 장치 및 이를 구비하는 케이스를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치는, 기판; 상기 기판에 형성되는 코일; 및 적어도 하나의 전자 소자를 포함하여 구성되며, 상기 코일과 전기적으로 연결되는 회로부;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 코일은, 상기 기판의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 회로부는, 상기 기판의 일면에 배치되고, 상기 코일은 상기 기판을 관통하여 양단이 상기 전자 소자에 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 코일에 전기적으로 연결되는 임피던스 매칭 회로를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 임피던스 매칭 회로는, 다양한 임피던스 값이 설정되어 있는 임피던스 매칭부; 및 상기 코일에서 수신되는 무선 전력의 상태에 따라 상기 임피던스 매칭부에서 적합한 임피던스 값을 선택하는 제어부;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 임피던스 매칭 회로는, 상기 코일에서 수신된 무선 전력을 정류하여 정류된 전력을 상기 제어부로 공급하는 정류부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 임피던스 매칭 회로는, 상기 정류부에서 정류된 전류를 감지하여 무선 전력 전송 신호의 상태를 파악하여 제어부로 전송하는 검출부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 임피던스 매칭부는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 임피던스 매칭부의 임피던스 값을 선택하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치 결합 케이스는, 전자 기기의 케이스; 및 상기 케이스에 결합되는 무선전력 중계장치;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 무선전력 중계장치는, 상기 케이스의 내부에 매립될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 케이스는, 상기 전자 기기에 결합되는 본체 케이스; 및 상기 전자 기기의 전면을 덮는 덮개;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 무선전력 중계장치는, 상기 덮개의 일면에 부착될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 무선전력 중계장치는, 상기 본체 케이스의 바닥면에 부착될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 전자 기기는 휴대 단말기를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 무선전력 중계장치를 이용하는 경우, 휴대 단말기가 정확한 위치에 위치하지 않더라도 충전 효율을 최대로 높일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 무선전력 중계장치는 구동원이 필요 없는 임피던스 매칭 회로를 구비하므로, 여러 상황에 대응하여 최적의 충전 효율을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 무선전력 중계장치는 휴대 단말기의 케이스에 결합되어 일체로 형성된다. 따라서 항상 휴대 단말기와 함께 휴대할 수 있어 분실의 위험을 최소화할 수 있으며 필요할 때에 쉽게 이용할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치의 활용 예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 중계장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 무선전력 중계장치를 기능에 따라 구분하여 도시한 블록도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 케이스와 휴대 단말기를 개략적으로 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템의 등가 회로를 개략적으로 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 전력 소스(10)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치의 송신부(20)로 전달되고, 자기 공진 현상에 의해 송신부(20)와 공진을 이루는 무선전력 수신장치의 수신부(30)로 전달된다. 수신부(30)로 전달된 전력은 정류회로(40)를 거쳐 부하(50)로 전달된다. 부하(50)는 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치일 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 전력 소스(10)는 소정 주파수의 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스일 수 있다.

송신부(20)는 송신 코일(21)과 송신용 공진 코일(22)로 구성된다. 송신 코일(21)은 전력 소스(10)와 연결되며, 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 코일(21)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신용 공진 코일(22)에도 교류 전류가 유도된다. 송신용 공진 코일(22)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 송신부(20)와 공진 회로를 이루는 수신부(30)로 전달된다.

자기 공진에 의한 전력 전송은 임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로간에 전력이 전송되는 현상으로써, 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 먼 거리까지 높은 효율로 전력을 전달할 수 있다.

수신부(30)는 수신용 공진 코일(31)과 수신 코일(32)로 구성된다. 송신용 공진 코일(22)에 의해 송신된 전력은 수신용 공진 코일(31)에 의해 수신되어 수신용 공진 코일(31)에 교류 전류가 흐르게 된다. 수신용 공진 코일(31)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 코일(32)로 전달된다. 수신코일(32)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 통해 정류되어 부하(50)로 전달된다.

한편, 송신 코일(21)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다. 캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 가변 캐패시터를 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 또한 송신용 공진 코일(22), 수신용 공진 코일(31), 수신 코일(32), 및 후술되는 무선전력 중계장치(200)의 등가 회로도 이와 동일할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에서 따른 무선전력 전송 시스템(1)은 무선전력 송신장치인 무선 충전 장치(100), 무선전력 수신장치인 휴대 단말기(300), 그리고 무선 전력을 중계하는 무선전력 중계장치(200)를 포함할 수 있다.

무선 충전 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 송신 코일(21)과 송신용 공진 코일(22)을 포함할 수 있다. 송신 코일(21)은 AC전원(10)과 연결되며, 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 코일(21)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신용 공진 코일(22)에도 교류 전류가 유도된다. 송신용 공진 코일(22)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 무선전력 중계장치(200)로 전달될 수 있다.

즉, 무선 충전 장치(100)는 외부에 연결된 AC전원(10)으로부터 전력을 공급받고, 송신용 공진 코일(22)과 커플링되어 전달되는 전력을 자기 공진을 이용하여 비방사 방식으로 무선전력 중계장치(200)에 전달할 수 있다.

이러한 방식으로 무선 충전 장치(100)는 무선전력 중계장치(200)에 전력을 전달할 수 있고, 휴대 단말기(300)에 전달할 수도 있다.

무선 충전 장치(100)의 상면에는 무선전력 수신장치인 휴대 단말기(300)가 안착될 수 있다.

휴대 단말기(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 수신용 공진 코일(31)과 송신용 수신 코일(32)을 포함할 수 있다. 수신용 공진 코일(31)은 송신용 공진 코일(22)에 의해 송신된 전력을 수신하며, 수신용 공진 코일(31)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 코일(32)로 전달된다. 수신코일(32)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 통해 정류되어 휴대 단말기(300)의 배터리에 저장되거나, 휴대 단말기(300)를 구동하는 전력으로 이용된다.

무선전력 중계장치(200)는 무선 충전 장치(100)로부터 수신한 휴대 단말기(300)로 전송할 수 있다. 전송과정은 무선 충전 장치(100)와 무선 전력 중계 장치(200)간 전력 전달과정과 동일하다.

따라서 무선 전력 중계 장치(200)는 무선전력 송신장치로부터 전력을 수신하는 동시에 무선전력 수신장치에 전력을 전달하는 중계역할을 할 수 있다.

본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(200)는 휴대 단말기(300)의 주변에 배치되거나 휴대 단말기(300)와 무선 충전 장치(100) 사이에 개재될 수 있다. 또한, 휴대 단말기(300)의 케이스에 부착될 수 있다.

무선전력 중계장치(200)는 절연성의 기판(201), 기판(201)의 일면에 실장되거나 내부에 매립되어 무선 충전 장치(100)와 자기 공진하도록 구성된 코일(210), 및 회로부(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 회로부(220)는 적어도 하나의 전자 소자(212)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 무선전력 중계 장치(200)는 휴대가 용이한 카드(예컨대 신용 카드 등) 형태로 전체적인 외형이 형성될 수 있다.

기판(201)은 절연 기판으로, 예를 들어 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB), 세라믹 기판, 프리-몰딩(pre-molded) 기판, 또는 DBC(direct bonded copper) 기판이거나, 절연된 금속 기판(insulated metal substrate, IMS)이 이용될 수 있다.

특히, 본 실시예에 따른 기판(201)으로는 필름이나 박형의 인쇄 회로 기판 등 두께가 얇고 배선 패턴이 형성된 유연성 기판(Flexible PCB)이 이용될 수 있다.

코일(210)은 기판(201)의 적어도 일면에 배선 패턴의 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 코일(210)은 기판(201)이 형성하는 양면 또는 어느 한 면에 소용돌이 형상으로 형성되며, 그 양단은 회로부(220) 즉 전자 소자(212)와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 코일(210)은 기판(201)을 관통하며 양단이 회로부(220)에 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 기판(201)의 일면에 배선 패턴의 대부분이 형성되고 일부분은 기판(201)의 타면에 형성될 수 있다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 기판(201)에는 적어도 하나의 도전성 비아(202)가 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 코일(210)은 중심에 배치된 일단을 코일(210)의 외측으로 인출하기 위해, 코일(210)의 일부를 기판(201)의 타면에 형성한다. 이때, 코일(210)은 도전성 비아(202)를 통해 기판(201)의 타면으로 이동하여 코일(210)의 외측으로 연장된 후, 다시 도전성 비아(202)를 통해 기판(201)의 일면으로 이동할 수 있다.

그러나 본 실시예에 따른 코일(210)은 이러한 구성에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어 동일한 형상의 코일(210)을 기판(201)의 양면에 형성하고, 각 코일(210)은 양 단을 서로 전기적으로 연결하여 전체적으로 병렬 회로를 구성할 수 있다. 또한 중심의 한 단을 서로 연결하여 전체적으로 직렬 회로를 형성할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 코일(210)이 전체적으로 사각 형상의 소용돌이 형태로 형성되는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 원형이나 다각형 형상의 소용돌이 형태로 형성하는 등 다양한 응용이 가능하다.

또한 코일(210)의 상부에는 필요에 따라 코일(210)을 외부로부터 보호하기 위한 절연 보호층(예컨대, 수지 절연층, 도시되지 않음)이 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 코일(210)은 전술한 구성에 한정되지 않으며 기판(201) 내에 매립되는 형태로 형성될 수도 있다.

또한 전술한 실시예에 따른 코일(210)은 기판(201) 상에 도전성이 우수한 금속 박막을 적층한 도체 패턴을 예로 들고 있으나, 도선을 소용돌이 형태로 감아 기판(201)에 부착하거나 기판(201) 내에 매립하는 등 다양한 응용이 가능하다.

회로부(220)는 적어도 하나의 전자 소자(212)를 포함할 수 있으며, 기판(201)에 실장되어 코일(210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 전자 소자(212)는 구체적으로 커패시터가 이용될 수 있으며, 필요에 따라 여러 다양한 전자 소자들이 조합되어 구비될 수 있다.

이러한 무선전력 중계장치(200)는 휴대 단말기(300)가 무선 충전 장치(100)로부터 전력을 원활하게 전달받기 어려운 위치에 있더라도 휴대 단말기(300)에 전력 전송 효율을 높일 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치의 활용 예를 개략적으로 도시한 사시도로, 도 4에 도시된 바와 같이 무선전력 수신장치인 휴대 단말기(300)가 무선전력 송신장치인 무선 충전 기기(100) 상에 제대로 놓이지 않고, 외부로 벗어난 위치에 배치된 경우, 실질적으로 전력 전송이 이루어지기 어렵다.

그러나, 이러한 상태에서 휴대 단말기(300)와 무선 충전 장치(100) 사이에 무선전력 중계장치(200)가 배치되는 경우, 무선 충전 기기(100)는 무선전력 중계장치(200)로 전력을 전송하게 된다. 그리고 무선전력 중계장치(200)는 수신한 전력을 다시 휴대 단말기(300)로 전달할 수 있다. 따라서 휴대 단말기(300)는 무선 충전 장치(100)로부터 정상적으로 받을 수 없었던 전력을 수신할 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(200)를 이용하는 경우, 휴대 단말기(300)가 정확한 위치에 위치하지 않더라도 충전 효율을 최대로 높일 수 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이 무선전력 중계장치(200)를 휴대 단말기(300)와 무선 충전 장치(100)의 사이에 배치하는 경우, 무선전력 중계장치(200)에 의해 무선 충전 장치(100)로부터 발생하는 전력을 최대한 휴대 단말기(300)로 집중시킬 수 있다. 따라서 전력이 누설되는 것을 최소화할 수 있으며 이에 무선 충전 효율을 높일 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우, 무선전력 수신장치로 휴대 단말기(300)를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 PDA, 휴대용 MP3플레이어, CD 플레이어 등 다양한 소형 전자기기에 적용 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 무선전력 중계장치(200)의 구조가 직사각의 카드 형태인 경우를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않으며 원형이나 타원형 다각형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

더하여, 본 실시예에서는 카드 형태로 무선전력 중계장치(200)가 형성되는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 보다 입체적인 형태로 구성하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 중계장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 무선전력 중계장치를 기능에 따라 구분하여 도시한 블록도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(400)는 회로부(220)가 임피던스 매칭 회로를 포함한다.

휴대 단말기, 무선 충전 장치, 그리고 무선전력 중계장치 사이에 거리나 위치가 변하게 되면, 상호 간에 임피던스의 차이가 생기게 되며, 이로 인해 무선 전력의 전송효율이 저하될 수 있다.

따라서 이를 최소화하기 위해, 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(400)는 임피던스 매칭 회로(220)를 포함한다. 여기서 임피던스 매칭 회로는 정류부(230), 검출부(240), 제어부(250), 및 임피던스 매칭부(270)를 포함할 수 있다.

정류부(230)는 정류 회로를 포함하며, 코일(210)을 통해 수신된 전송 신호를 직류로 정류한다. 이를 위해 정류부(230)는 정류 다이오드나 레귤레이터 등을 포함할 수 있다.

정류부(230)에 의해 획득된 전력은 제어부(250)와 검출부(240)로 공급되어 이들의 구동에 이용될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(400)는 코일(210)로 수신되는 무선 전력으로부터 전력을 획득하여 이용한다. 따라서 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(400)는 배터리와 같은 별도의 구동원을 구비할 필요가 없다.

검출부(240)는 무선 전력의 전송 신호 파형의 변화를 검출한다. 예컨대, 검출부(240)는 정류부(230)에서 정류된 전송 신호를 수신하여 모니터할 수 있다. 그리고 결과를 제어부(250)로 전송한다.

제어부(250)는 검출부(240)의 검출 결과에 근거하여, 최적인 임피던스 값이 되도록 임피던스 매칭부(270)를 제어한다. 이는 스위치부(260)를 제어함에 따라 수행될 수 있다.

임피던스 매칭부(270)는 커패시터나 레지스터 등의 소자들을 통해 미리 설정된 다양한 임피던스 값들 가질 수 있다. 그리고 스위치부(260)의 스위칭에 따라 최적의 임피던스 값으로 코일(210)에 연결되어 임피던스 매칭을 완성한다.

즉, 제어부(250)는 검출부(240)를 통해 얻은 정보를 토대로 스위치부(260)를 스위칭하여 적합한 임피던스 값을 설정하고, 이를 통해 무선전력 중계장치(400)의 임피던스를 매칭한다. 따라서 현재 상태에 대해 전송 효율을 최적화할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(400)는 무선 충전 장치(도 2의 100)로부터 무선 전력을 수신하는 과정에서 검출부(240)가 지속적으로 무선 전력 전송 신호의 파형을 감시한다.

여기서 임피던스의 차이가 발생하게 되면, 무선전력 중계장치(400)에 수신되는 무선 전력 전송 신호의 파형이 변화한다. 따라서, 검출부(240)는 전송 신호의 파형 변화를 검출하여 제어부(250)로 전송한다.

이에 제어부(250)는 검출부(240)의 출력에 근거하여 스위치부(260)를 제어하여 최적의 임피던스 값으로 임피던스 매칭을 수행한다.

한편, 본 실시예에서는 임피던스 매칭 회로가 무선 전력 중계 장치에만 구비되는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 무선 전력 중계 장치와 무선전력 수신장치 사이의 임피던스를 매칭하기 위해, 무선전력 수신 장치 내에도 임피던스 매칭 회로가 구비될 수 있다. 또한 필요에 따라 무선전력 송신장치에도 구비될 수 있다.

이러한 임피던스 매칭 회로는 능동 소자들과 수동 소자들을 포함하는 다수의 전자 소자들로 구현될 수 있다. 또한 이러한 전자 소자들은 본 실시예와 같이 기판(201) 상에 실장되거나, 적어도 하나가 기판(201) 내에 매립되는 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 무선전력 중계장치(400)의 기판(201)은 일면이나 내부에 배선 패턴이 형성된 회로 기판(201)일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선전력 중계장치는 휴대 단말기의 케이스에 일체로 결합될 수 있다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 케이스와 휴대 단말기를 개략적으로 도시한 도면이다.

먼저 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 케이스(500)는 덮개(520)를 구비하는 플립 케이스(flip case) 또는 다이어리 케이스(diary case)가 이용될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 케이스(500)는 휴대 단말기(300)가 결합되는 본체 케이스(510)와, 휴대단말기(300)의 전면을 덮으며 보호하는 덮개(520), 그리고 덮개(520)의 일면에 부착되는 무선전력 중계장치(200)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 케이스(500)는, 도 8에 도시된 바와 같이 충전 시에 덮개(520)를 휴대 단말기(300)의 반대면으로 접은 후 무선 충전 기기(100) 상에 안착시키는 경우 자연스럽게 휴대 단말기(300)와 무선 충전 장치(100) 사이에 무선전력 중계장치(200)가 위치하게 된다. 따라서 자연스럽게 상호 간의 무선 충전 효율을 높일 수 있다.

또한 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 케이스(500)는 덮개가 없는 보호 케이스일 수 있다. 이러한 경우, 무선전력 중계장치(200)는 케이스(500) 내부의 바닥면에 부착될 수 있다. 또한 도시되어 있지 않지만 케이스(500)의 뒷면(바닥면의 반대면)에 부착하는 것도 가능하다.

그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 무선전력 중계장치가 외부로 노출되지 않도록 무선전력 중계장치를 본체 케이스나 덮개의 바닥면의 내부에 매립도록 구성할 수도 있다. 또한 케이스에 삽입 포켓을 마련하고, 무선전력 중계장치를 삽입 포켓에 끼워 넣어 케이스에 결합 미 분리가 용이하도록 구성하는 등 다양한 응용이 가능하다.

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.

예를 들어 전술한 실시예들에서는 휴대 단말기에 이용되는 무선전력 중계장치를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 전력을 충전하여 이용할 수 있는 모든 전자 장치와, 전력을 송수신할 수 있는 모든 전력 송수신 장치에 폭넓게 적용될 수 있다.

10 : 전력 소스
20 : 송신부
21 : 송신 코일
22 : 송신용 공진 코일
30 : 수신부
31 : 수신용 공진 코일
32 : 수신 코일
40 : 정류회로
50 : 부하
100 : 무선전력 송신장치, 무선 충전 장치
200, 400 : 무선전력 중계장치
201 : 기판
210 : 코일
212: 전자 소자
220: 회로부
230: 정류부
240: 검출부
250: 제어부
260: 스위치부
300: 휴대 단말기
500: 케이스

Claims

기판;
상기 기판에 형성되는 코일; 및
적어도 하나의 전자 소자를 포함하여 구성되며, 상기 코일과 전기적으로 연결되는 회로부;
를 포함하는 무선전력 중계장치.
제1항에 있어서, 상기 코일은,
상기 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 무선전력 중계장치.
제1항에 있어서, 상기 회로부는,
상기 기판의 일면에 배치되고, 상기 코일은 상기 기판을 관통하여 양단이 상기 전자 소자에 전기적으로 연결되는 무선전력 중계장치.
제1항에 있어서,
상기 코일에 전기적으로 연결되는 임피던스 매칭 회로를 더 포함하는 무선전력 중계장치.
제4항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로는,
다양한 임피던스 값이 설정되어 있는 임피던스 매칭부; 및
상기 코일에서 수신되는 무선 전력의 상태에 따라 상기 임피던스 매칭부에서 적합한 임피던스 값을 선택하는 제어부;
를 포함하는 무선전력 중계장치.
제5항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로는,
상기 코일에서 수신된 무선 전력을 정류하여 정류된 전력을 상기 제어부로 공급하는 정류부를 더 포함하는 무선전력 중계장치.
제6항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로는,
상기 정류부에서 정류된 전류를 감지하여 무선 전력 전송 신호의 상태를 파악하여 제어부로 전송하는 검출부를 더 포함하는 무선전력 중계장치.
제7항에 있어서, 상기 임피던스 매칭부는,
상기 제어부의 제어에 따라 상기 임피던스 매칭부의 임피던스 값을 선택하는 스위칭부를 포함하는 무선전력 중계장치.
전자 기기의 케이스; 및
상기 케이스에 결합되는 무선전력 중계장치;
를 포함하는 무선전력 중계장치 결합 케이스
제9항에 있어서, 상기 무선전력 중계장치는,
상기 케이스의 내부에 매립되는 무선전력 중계장치 결합 케이스
제9항에 있어서, 상기 케이스는,
상기 전자 기기에 결합되는 본체 케이스; 및
상기 전자 기기의 전면을 덮는 덮개;
를 포함하는 무선전력 중계장치 결합 케이스.
제11항에 있어서, 상기 무선전력 중계장치는,
상기 덮개의 일면에 부착되는 무선전력 중계장치 결합 케이스.
제11항에 있어서, 상기 무선전력 중계장치는,
상기 본체 케이스의 바닥면에 부착되는 무선전력 중계장치 결합 케이스.
제9항에 있어서, 상기 전자 기기는,
휴대 단말기를 포함하는 무선전력 중계장치 결합 케이스.