KR20160123932A - 무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기 - Google Patents

무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기 Download PDF

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KR20160123932A
KR20160123932A KR1020150084303A KR20150084303A KR20160123932A KR 20160123932 A KR20160123932 A KR 20160123932A KR 1020150084303 A KR1020150084303 A KR 1020150084303A KR 20150084303 A KR20150084303 A KR 20150084303A KR 20160123932 A KR20160123932 A KR 20160123932A
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정인화
성재석
김희욱
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삼성전기주식회사
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    • H02J17/00—
    • 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
    • H02J7/025—

Abstract

본 출원은 무선 전력 전송 기술이 적용되는 무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 스위치 없이 정류 회로에 연결된 복수개의 공진 회로를 포함하며, 무선으로 전송된 전력의 주파수에 따라 상기 복수개의 공진 회로 중 일부를 통해 전력을 수신한다.

Description

무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기{A wireless power receiving device, a coil module for the same, and an apparatus comprising the same}
본 출원은 무선 전력 전송 기술이 적용되는 무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기에 관한 것이다.
무선 전력 전송 (Wireless power transfer) 기술은 스마트폰을 비롯한 다양한 통신 기기 및 여러 가지 가전 기기의 충전기 분야에 폭넓게 적용되고 있으며, 향후 전기 자동차 등에도 적용될 수 있는 등, 그 활용분야가 매우 넓은 기술이다.
무선 전력 전송 기술은 다양한 방식으로 개발되고 있으며, 각 방식에 따라 서로 다른 주파수가 사용되고 있다. 예를 들면, WPC(Wireless Power Consortium) 표준에 따른 자기 유도 방식에서는 110kHz~205kHz의 주파수가 사용되고 있으며, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준에 다른 자기 공진 방식에서는 6.78MHz의 주파수가 사용되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0093667호
무선 전력 수신 장치의 범용성을 확보하기 위해서는, 무선 전력 수신 장치가 다양한 주파수의 전력을 수신할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선으로 전송된 다양한 주파수의 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선으로 전송된 다양한 주파수의 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신 장치를 위한 코일 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선으로 전송된 다양한 주파수의 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신 장치를 포함하는 기기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치는 스위치 없이 정류 회로에 연결된 복수개의 공진 회로를 포함하며, 무선으로 전송된 전력의 주파수에 따라 상기 복수개의 공진 회로 중 일부를 통해 전력을 수신한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기에 따르면, 스위치 및 스위치를 제어하기 위한 복잡한 제어장치 없이도 하나의 무선 충전 수신 장치를 이용하여 다양한 주파수를 가지는 전력들을 수신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 포함하는 기기 및 무선 전력 전송 장치를 포함하는 무선 전력 충전 시스템을 개략적으로 나타내는 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 개략적으로 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류기의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 나타낸 정류기의 일실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류기의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 7에 나타낸 정류기의 일실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 21 각각은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 포함하는 기기 및 이를 포함하는 무선 전력 충전 시스템을 개략적으로 나타내는 것으로서, 무선 전력 충전 시스템은 무선 전력 수신 장치(10) 및 배터리(20)를 포함하는 기기(1)와 무선 전력 송신 장치(2)를 포함한다.
무선 전력 송신 장치(2)는 전력을 무선으로 송신한다.
무선 전력 수신 장치(10)는 무선 전력 송신 장치(2)가 무선으로 송신한 전력(무선 전력)을 수신하고, 충전 전력을 출력한다. 무선 전력 수신 장치(10)는 기기(1)와 분리될 수 있는 장치일 수 있다. 또는, 무선 전력 수신 장치(10)의 구성요소 전부 또는 일부는 기기(1)의 케이스나 본체와 결합된 형태로 구현될 수도 있다. 무선 전력 수신 장치(10)의 구체적인 구성에 대하여는 후술한다.
배터리(20)는 무선 전력 수신 장치(10)가 출력한 충전 전력을 이용하여 에너지를 저장한다.
기기(1)는 배터리(20)에 저장된 에너지를 이용하여 다양한 동작을 수행한다. 예를 들면, 기기(1)는 배터리(20)로부터 전력을 공급받는 디스플레이 장치(미도시)를 포함하여 다양한 정보를 표시할 수도 있고, 배터리(20)로부터 전력을 공급받는 통신 모듈(미도시), 마이크(미도시), 및 스피커(미도시)를 포함하여 이동 통신 기능을 수행할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 개략적으로 나타내는 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(10)는 코일 영역(110)와 회로 영역(120)을 포함하는 기판 형태를 가진다.
코일 영역(110)에는 적어도 하나 이상의 수전 코일이 배치된다.
회로 영역(120)에는 복수개의 브리지를 포함하는 정류회로 등이 배치된다.
커패시터들은 코일 영역(110)에 배치될 수도 있고, 회로 영역(120)에 배치될 수도 있다. 커패시터들이 코일 영역(110)에 배치될 경우, 기판에 임베딩되는 형태로 구현될 수 있다.
기판은 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board), 연성 인쇄 회로 기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board), 기타 다양한 형태의 회로 기판일 수 있다.
도 2에서는 코일 영역(110)과 회로 영역(120)을 포함하는 기판 형태의 무선 전력 수신 장치(10)를 나타내었으나, 회로 영역(120)에 배치되는 회로들은 기기(도 1의 1) 내부의 다른 영역에 배치될 수 있다. 이 경우, 기판은 코일 영역(110) 만을 포함하는 코일 모듈일 수 있다. 또한, 상기 코일 모듈은 기기(도 1의 1)와 별개로 구현될 수도 있고, 기기(도 1의 1)의 케이스 등과 일체형으로 구현될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 포함하는 기기의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기기(1)는 무선 전력 수신 장치(10) 및 배터리(20)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(10)는 코일부(111) 및 정류부(121)를 포함하며, 정류부(121)는 정류기(122) 및 변환기(124)를 포함한다.
코일부(111)는 서로 다른 주파수를 가지는 다양한 전력을 수신한다. 코일부(111)는 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로(L1, C1)와 상기 제1 공진 주파수보다 낮은 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로(L1, L2, C2)를 포함한다. 제1 공진 회로(L1, C1)는 제1 코일 섹션(L1) 및 제1 커패시터(C1)를 포함하고, 제2 공진 회로(L1, L2, C2)는 제1 코일 섹션(L1), 제2 코일 섹션(L2), 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다. 즉, 제1 공진 회로(L1, C1)와 제2 공진 회로(L1, L2, C2)는 제1 코일 섹션(L1)을 공유한다. 제1 코일 섹션(L1), 제1 커패시터(C1), 제2 코일 섹션(L2) 및 제2 커패시터(C2) 각각의 값은 제1 공진 회로(L1, C1)가 제1 공진 주파수를 가지고, 제2 공진 회로(L1, L2, C2)가 제2 공진 주파수를 가지도록 설정된다.
제1 공진 회로(L1, C1)는 제1 공진 주파수에 대응하는 제1 주파수를 가지는 무선 전력을 수신하며, 제2 공진 회로(L1, L2, C2)는 제2 공진 주파수에 대응하는 제2 주파수를 가지는 무선 전력을 수신한다. 즉, 제1 주파수를 가지는 무선 전력이 전송되면, 제1 공진 회로(L1, C1)를 통해 상기 무선 전력이 수신되고, 제2 주파수를 가지는 무선 전력이 전송되면, 제2 공진 회로(L1, L2, C2)를 통해 상기 무선 전력이 수신된다.
제1 공진 회로(L1, C1)와 제2 공진 회로(L1, L2, C2)는 정류부(121)와 스위치 없이 연결되어 있다. 즉, 제1 공진 회로(L1, C1)와 제2 공진 회로(L1, L2, C2)는 정류부(121)와 전기적으로 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L1)은 제3 노드(N3)와 중간 노드(Nc) 사이에 연결되며, 제1 커패시터(C1)는 중간 노드(Nc)와 제1 노드(N1) 사이에 연결되고, 제2 코일 섹션(L2)은 중간 노드(Nc)와 연결되며, 제2 커패시터(C2)는 제2 코일 섹션(L2)과 제2 노드(N2) 사이에 연결된다. 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)는 정류기(122)와 전기적으로 연결 상태가 유지된다.
도 3에 도시된 제1 코일 섹션(L1)과 제2 코일 섹션(L2)는 하나의 코일의 각 부분일 수도 있고, 서로 분리된 코일일 수도 있다.
정류부(121)는 코일부(111)에서 수신한 무선 전력을 정류하고, 정류한 무선 전력을 배터리(20)를 충전하기에 적합한 크기를 가지는 충전 전력으로 변환하여 출력한다.
정류기(122)는 코일부(111)에서 수신한 무선 전력을 정류한다. 제1 주파수를 가지는 무선 전력의 경우, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)를 통해 정류기(122)로 입력되며, 제2 주파수를 가지는 무선 전력의 경우, 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)를 통해 정류기(122)로 입력된다. 정류기(122)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)와 전기적으로 연결 상태를 유지하고 있으며, 제1 주파수를 가지는 무선 전력 또는 제2 주파수를 가지는 무선 전력을 정류하여 출력한다.
변환기(124)는 정류기(122)로부터 출력된 정류된 전력을 배터리(20)를 충전하기에 적합한 크기를 가지는 충전 전력으로 변환하여 출력한다. 변환기(124)는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)일 수 있다. 경우에 따라, 변환기(124)는 생략될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류기의 일실시예를 나타내는 도면으로서, 정류기(122-1)는 제1 브리지(122-11), 제2 브리지(122-12), 제3 브리지(122-13) 및 평활 커패시터(Cs1)를 포함한다.
제1 브리지(122-11)는 제1 다이오드(D11) 및 제2 다이오드(D12)를 포함하며, 제1 다이오드(D11)와 제2 다이오드(D12)가 연결된 노드와 제1 노드(N1)가 연결된다.
제2 브리지(122-12)는 제3 다이오드(D13) 및 제4 다이오드(D14)를 포함하며, 제3 다이오드(D13)와 제4 다이오드(D14)가 연결된 노드와 제2 노드(N2)가 연결된다.
제3 브리지(122-13)는 제5 다이오드(D15) 및 제6 다이오드(D16)를 포함하며, 제5 다이오드(D15)와 제6 다이오드(D16)가 연결된 노드와 제3 노드(N3)가 연결된다.
도 3에서 설명한 바와 같이, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)는 공진부(도 3의 111)의 제1 공진 회로 또는 제2 공진 회로의 일단과 연결된 노드이다. 구체적으로, 제1 노드(N1)는 제1 공진 회로의 제1 커패시터(C1)의 일단과 연결된 노드이고, 제2 노드(N2)는 제2 공진 회로의 제2 커패시터(C2)의 일단과 연결된 노드이고, 제3 노드(N3)는 제1 공진 회로와 제2 공진 회로가 공유하는 제1 코일 섹션(L1)의 일단과 연결된 노드이다.
제1 브리지(122-11), 제2 브리지(122-12), 및 제3 브리지(122-13)는 서로 병렬로 연결된다.
평활 커패시터(Cs1)는 제1 브리지(122-11), 제2 브리지(122-12), 및 제3 브리지(122-13)와 병렬로 연결되며, 제1 브리지(122-11) 및 제3 브리지(122-13) 또는 제2 브리지(122-12) 및 제3 브리지(122-13)를 통해 정류된 무선 전력을 평활하여 출력한다. 경우에 따라, 평활 커패시터(Cs1)는 생략될 수 있다.
도 5는 제1 주파수를 가지는 무선 전력이 수신되는 경우의, 도 3에 나타낸 정류기의 일실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 가지는 무선 전력이 수신되는 경우의, 도 3에 나타낸 정류기의 일 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 제1 주파수는 제1 공진 회로(L1, C1)의 공진 주파수(제1 공진 주파수,
Figure pat00001
)에 대응하는 주파수로서, 제1 공진 주파수와 동일한 값일 수 있고, 제2 주파수는 제2 공진 회로(L1, L2, C2)의 공진 주파수(제2 공진 주파수,
Figure pat00002
)에 대응하는 주파수로서 제2 공진 주파수와 동일한 값일 수 있다.
이하, 수신되는 무선 전력이 양의 값을 가지는 경우에는 제1 코일 섹션(L1) 및/또는 제2 코일 섹션(L2)에 흐르는 전류의 방향이 제3 노드(N3)에서 제1 노드(N1) 또는 제2 노드(N2)로 흐르고, 수신되는 무선 전력이 음의 값을 가지는 경우에는 제1 코일 섹션(L1) 및/또는 제2 코일 섹션(L2)에 흐르는 전류의 방향이 제1 노드(N1) 또는 제2 노드(N2)에서 제3 노드(N3)로 흐른다고 가정하고, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류부의 동작을 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하여 제1 주파수를 가지는 무선 전력이 수신되는 경우를 설명한다. 도 5에서, 점선은 무선 전력이 양의 값을 가지는 경우의 전류의 흐름을 나타내고, 일점 쇄선은 무선 전력이 음의 값을 가지는 경우의 전류의 흐름을 나타낸다.
제1 주파수를 가지는 무선 전력이 양의 값을 가지는 경우, 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로(L1, C1)와 연결된 제1 노드(N1)의 전압이 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로(L1, L2, C2)와 연결된 제2 노드(N2)의 전압보다 높다. 제1 노드(N1)의 전압이 상승함에 따라 제1 다이오드(D11)가 온되면, 제3 다이오드(D13)에는 역방향 전압이 걸리게 되어 제3 다이오드(D13)는 오프 상태를 유지한다. 또한, 제3 노드(N3)의 전압은 상대적으로 낮기 때문에 제6 다이오드(D16)가 온된다.
제1 주파수를 가지는 무선 전력이 음의 값을 가지는 경우, 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로(L1, C1)와 연결된 제1 노드(N1)의 전압이 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로(L1, L2, C2)와 연결된 제2 노드(N2)의 전압보다 낮다. 제1 노드(N1)의 전압이 낮아짐에 따라 제2 다이오드(D12)가 온되면, 제4 다이오드(D14)에는 역방향 전압이 걸리게 되어 제4 다이오드(D14)는 오프 상태를 유지한다. 또한, 제3 노드(N3)의 전압은 상대적으로 높기 때문에 제5 다이오드(D15)가 온된다.
즉, 제1 주파수를 가지는 무선 전력은 제1 노드(N1) 및 제3 노드(N3)를 통해 정류기(122-1)로 입력된다. 따라서, 정류기(122-1)의 제1 브리지(122-11) 및 제3 브리지(122-13)를 통해 수신된 무선 전력이 정류된다. 또한, 제2 브리지(122-12)를 구성하는 제3 다이오드(D13) 및 제4 다이오드(D14)는 오프 상태를 유지하므로, 제2 코일 섹션(L2) 및 제2 커패시터(C2)는 회로에 아무런 영향을 미치지 않는다. 즉, 공진부(111)는 제1 공진 주파수(
Figure pat00003
)를 가지는 하나의 공진 회로와 동일하게 동작한다.
다음으로, 도 6을 참조하여 제2 주파수를 가지는 무선 전력이 수신되는 경우를 설명한다. 도 6에서, 점선은 무선 전력이 양의 값을 가지는 경우의 전류의 흐름을 나타내고, 일점 쇄선은 무선 전력이 음의 값을 가지는 경우의 전류의 흐름을 나타낸다.
제2 주파수를 가지는 무선 전력이 양의 값을 가지는 경우, 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로(L1, L2, C2)와 연결된 제2 노드(N2)의 전압이 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로(L1, C1)와 연결된 제1 노드(N1)의 전압보다 높다. 제2 노드(N2)의 전압이 상승함에 따라 제3 다이오드(D13)가 온되면, 제1 다이오드(D11)에는 역방향 전압이 걸리게 되어 제1 다이오드(D11)는 오프 상태를 유지한다. 또한, 제3 노드(N3)의 전압은 상대적으로 낮기 때문에 제6 다이오드(D16)가 온된다.
제2 주파수를 가지는 무선 전력이 음의 값을 가지는 경우, 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로(L1, L2, C2)와 연결된 제2 노드(N2)의 전압이 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로(L1, C1)와 연결된 제1 노드(N1)의 전압보다 낮다. 제2 노드(N2)의 전압이 낮아짐에 따라 제4 다이오드(D14)가 온되면, 제2 다이오드(D12)에는 역방향 전압이 걸리게 되어 제2 다이오드(D12)는 오프 상태를 유지한다. 또한, 제3 노드(N3)의 전압은 상대적으로 높기 때문에 제5 다이오드(D15)가 온된다.
즉, 제2 주파수를 가지는 무선 전력은 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)를 통해 정류기(122-1)로 입력된다. 따라서, 정류기(122-1)의 제2 브리지(122-12) 및 제3 브리지(122-13)를 통해 수신된 무선 전력이 정류된다. 또한, 제1 브리지(122-11)를 구성하는 제1 다이오드(D11) 및 제2 다이오드(D12)는 오프 상태를 유지하므로, 제1 커패시터(C1)는 회로에 아무런 영향을 미치지 않는다. 즉, 공진부(111)는 제2 공진 주파수(
Figure pat00004
)를 가지는 하나의 공진 회로와 동일하게 동작한다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 실시예에 있어서, 제1 주파수는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수이고, 제2 주파수는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수일 수 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수(
Figure pat00005
)는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수이고, 제2 공진 주파수(
Figure pat00006
)는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수가 되도록 제1 코일 섹션(L1) 및 제2 코일 섹션(L2) 각각의 인덕턴스와, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 각각의 커패시턴스가 결정될 수 있다.
또는, 도 4 내지 도 6에 나타낸 실시예에 있어서, 제1 주파수는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수이고, 제2 주파수는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수일 수 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수(
Figure pat00007
)는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수이고, 제2 공진 주파수(
Figure pat00008
)는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수가 되도록 제1 코일 섹션(L1) 및 제2 코일 섹션(L2) 각각의 인덕턴스와, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 각각의 커패시턴스가 결정될 수 있다.
평활 커패시터(Cs1)의 커패시턴스는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스보다 충분히 큰 값을 가지도록 설정된다.
상기 WPC 표준 주파수는 110kHz 내지 205kHz이고, 상기 PMA 표준 주파수는 277kHz 내지 357kHz이고, 상기 A4WP 표준 주파수는 6.78MHz일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 정류기의 일실시예를 나타내는 도면으로서, 정류기(122-2)는 제1 브리지(122-21), 제2 브리지(122-22), 및 평활 커패시터(Cs2)를 포함한다.
제1 브리지(122-21)는 제1 다이오드(D21) 및 제2 다이오드(D22)를 포함하며, 제1 다이오드(D21)와 제2 다이오드(D22)가 연결된 노드와 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)가 연결된다.
제2 브리지(122-22)는 제3 다이오드(D23) 및 제4 다이오드(D24)를 포함하며, 제3 다이오드(D23)와 제4 다이오드(D24)가 연결된 노드와 제3 노드(N3)가 연결된다.
도 3에서 설명한 바와 같이, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)는 공진부(도 3의 111)의 제1 공진 회로 또는 제2 공진 회로의 일단과 연결된 노드이다. 구체적으로, 제1 노드(N1)는 제1 공진 회로의 제1 커패시터(C1)의 일단과 연결된 노드이고, 제2 노드(N2)는 제2 공진 회로의 제2 커패시터(C2)의 일단과 연결된 노드이고, 제3 노드(N3)는 제1 공진 회로와 제2 공진 회로가 공유하는 제1 코일 섹션(L1)의 일단과 연결된 노드이다.
제1 브리지(122-21)와 제2 브리지(122-22)는 서로 병렬로 연결된다.
평활 커패시터(Cs2)는 제1 브리지(122-21) 및 제2 브리지(122-22)와 병렬로 연결되며, 제1 브리지(122-21) 및 제2 브리지(122-22)를 통해 정류된 무선 전력을 평활하여 출력한다. 경우에 따라, 평활 커패시터(Cs2)는 생략될 수 있다.
제1 공진 주파수(
Figure pat00009
)가 제2 공진 주파수(
Figure pat00010
)의 5배 정도 된다면, 제1 공진 주파수에 대응하는 제1 주파수를 가지는 무선 전력을 송신하는 송전 코일과, 제2 공진 회로(도 3의 L1, L2, C2) 사이의 커플링 또는 간섭이 거의 없으며, 마찬가지로 제2 공진 주파수에 대응하는 제2 주파수를 가지는 무선 전력을 송신하는 송전 코일과 제 공진 회로(도 3의 L1, C1) 사이의 커필링 또는 간섭이 거의 없다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 있어서, 제1 공진 주파수(
Figure pat00011
)가 제2 공진 주파수(
Figure pat00012
)의 5배 이상이 되도록 제1 코일 섹션(L1) 및 제2 코일 섹션(L2) 각각의 인덕턴스와, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 각각의 커패시턴스가 결정된다. 또한, 제2 코일 섹션(L2)의 인덕턴스는 제1 코일 섹션(L1)의 인덕턴스의 4배 이상일 수 있다. 이 경우, 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스는 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스의 5배 이상일 수 있다.
일실시예에 있어서, 제1 공진 주파수(
Figure pat00013
)는 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 주파수이고, 제2 공진 주파수(
Figure pat00014
)는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 주파수 또는 PMA(Power Matters Alliance) 표준 주파수일 수 있다. WPC 표준 주파수는 110kHz 내지 205kHz이고, PMA 표준 주파수는 277kHz 내지 357kHz이고, A4WP 표준 주파수는 6.78MHz일 수 있다.
도 8은 제1 주파수(f1)를 가지는 무선 전력이 수신되는 경우의, 도 7에 나타낸 정류기의 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 제1 주파수(f1)는 제1 공진 주파수(
Figure pat00015
)에 대응하는 값으로서, 동일한 값일 수 있다.
제1 주파수(f1)에서, 제2 코일 섹션(L2)의 임피던스의 크기(
Figure pat00016
)는 제2 커패시터(C2)의 임피던스의 크기(
Figure pat00017
)보다 충분히 커서, 제2 코일 섹션(L2)과 제2 커패시터(C2)는 등가적으로 제2 코일 섹션(L2)만 존재하는 것과 동일하다.
또한, 제1 주파수(f1)일 때, 제1 커패시터(C1)의 임피던스의 크기(
Figure pat00018
)는 제1 코일 섹션(L1)의 임피던스의 크기(
Figure pat00019
)와 동일하며, 따라서, 제2 코일 섹션(L2)의 임피던스의 크기(
Figure pat00020
)는 제1 커패시터(C1)의 임피던스의 크기(
Figure pat00021
)보다 충분히 크므로, 제1 코일 섹션(L2)는 회로적으로 오픈된 것과 동일하다.
따라서, 무선 전력이 제1 공진 주파수(
Figure pat00022
)에 대응하는 제1 주파수(f1)를 가지는 경우, 코일부(111)는 제1 코일 섹션(L1)과 제1 커패시터(C1) 만이 존재하는 것과 동일한 상태가 된다. 즉, 제1 주파수(f1)를 가지는 무선 전력은 제1 노드(N1) 및 제3 노드(N3)를 통해 정류기(122-2)로 전달되고, 정류기(122-2)는 제1 주파수(f1)를 가지는 무선 전력을 정류한다.
도 9는 제2 주파수(f2)를 가지는 무선 전력이 수신되는 경우의, 도 7에 나타낸 정류기의 일실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 제2 주파수(f2)는 제2 공진 주파수(
Figure pat00023
)에 대응하는 값으로서, 동일한 값일 수 있다.
제2 주파수(f2)에서, 제1 커패시터(C1)의 임피던스의 크기(
Figure pat00024
)는 제1 코일 섹션(L1)의 임피던스의 크기(
Figure pat00025
)보다 충분히 크다. 또한, 제1 코일 섹션(L1), 제2 코일 섹션(L2)과 제2 커패시터(C2)의 결합 임피던스의 크기(
Figure pat00026
)는 매우 작은 값을 가진다.
따라서, 무선 전력이 제2 주파수(f2)를 가지는 경우, 제1 커패시터(C1)는 오픈된 것과 동일한 상태로서 회로에 아무런 영향을 미치지 못하는 것으로 볼 수 있고, 코일부(111)는 제1 코일 섹션(L1), 제2 코일 섹션(L2), 및 제2 커패시터(C2) 만이 존재하는 것과 동일한 상태가 된다. 즉, 제2 주파수(f2)를 가지는 무선 전력은 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)를 통해 정류기(122-2)로 전달되고, 정류기(122-2)는 제2 주파수(f2)를 가지는 무선 전력을 정류한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이고, 도 11은 도 10에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부의 단면을 나타낸 것으로서, 코일부(110-1)는 제1 코일 섹션(L11), 제2 코일 섹션(L21), 제1 커패시터(C11), 및 제2 커패시터(C21)를 포함한다.
제1 코일 섹션(L11)은 기판의 일면에 형성된 하나의 코일의 내측부이고, 제2 코일 섹션(L21)은 상기 하나의 코일의 외측부이다.
제1 커패시터(C11) 및 제2 커패시터(C21)는 상기 기판에 임베딩되는 형태로 구현된다.
제1 코일 섹션(L11)의 내측 단자는 제3 노드(N3)와 연결되며, 제3 노드(N3)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L11)의 외측 단자와 제2 코일 섹션(L21)의 내측 단자는 동일한 단자이고, 이 단자와 제1 노드(N1) 사이에 비아(via)를 통해 제1 커패시터(C11)가 연결된다. 제1 노드(N1)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L21)의 외측 단자와 제2 노드(N2) 사이에 비아(via)를 통해 제2 커패시터(C21)가 연결되고, 제2 노드(N2)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L21)의 인덕턴스는 제1 코일 섹션(L11)의 인덕턴스보다 크다. 이를 위해, 제1 코일 섹션(L11)의 선폭과 제2 코일 섹션(L21)의 선폭, 제1 코일 섹션(L11)의 기판의 재질과 제2 코일 섹션(L21)의 기판의 재질, 및 제1 코일 섹션(L11)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질과 제2 코일 섹션(L21)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질 중 적어도 하나 이상은 상이하다.
구체적으로, 제2 코일 섹션(L21)의 선폭은 제1 코일 섹션(L11)의 선폭보다 넓다. 또는, 제2 코일 섹션(L21)의 기판의 투자율은 제1 코일 섹션(L11)의 기판의 투자율보다 크다. 또는 제2 코일 섹션(L21)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 투자율은 제1 코일 섹션(L11)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 투자율보다 크다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이고, 도 13은 도 12에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부의 단면을 나타낸 것으로서, 코일부(110-2)는 제1 코일 섹션(L12), 제2 코일 섹션(L22), 제1 커패시터(C12), 및 제2 커패시터(C22)를 포함한다.
제1 코일 섹션(L12)은 기판의 일면에 형성된 하나의 코일의 외측부이고, 제2 코일 섹션(L22)은 상기 하나의 코일의 내측부이다.
제1 커패시터(C12) 및 제2 커패시터(C22)는 상기 기판에 임베딩되는 형태로 구현된다.
제1 코일 섹션(L12)의 외측 단자는 제3 노드(N3)와 연결되며, 제3 노드(N3)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L12)의 내측 단자와 제2 코일 섹션(L22)의 외측 단자는 동일한 단자이고, 이 단자와 제1 노드(N1) 사이에 비아(via)를 통해 제1 커패시터(C12)가 연결된다. 제1 노드(N1)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L22)의 내측 단자와 제2 노드(N2) 사이에 비아(via)를 통해 제2 커패시터(C22)가 연결되고, 제2 노드(N2)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L12) 및 제2 코일 섹션(L22)의 인덕턴스, 선폭, 기판의 재질, 및 제1 코일 섹션(L12) 또는 제2 코일 섹션(L22)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질 등은 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 동일하다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이고, 도 15은 도 14에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부의 단면을 나타낸 것으로서, 코일부(110-3)는 제1 코일 섹션(L13), 제2 코일 섹션(L23), 제1 커패시터(C13), 및 제2 커패시터(C23)를 포함한다.
제1 코일 섹션(L13)은 기판의 제1면에 형성된 하나의 코일이고, 제2 코일 섹션(L23)은 상기 기판의 제1면에 대향하는 제2면에 형성된 하나의 코일이다.
제1 커패시터(C13) 및 제2 커패시터(C23)는 상기 기판에 임베딩되는 형태로 구현된다.
제1 코일 섹션(L13)의 외측 단자는 제3 노드(N3)와 연결되며, 제3 노드(N3)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L13)의 내측 단자와 제2 코일 섹션(L23)의 내측 단자는 비아(via) 및 기판의 제2면에 형성된 도선을 통해 연결되고, 제2 코일 섹션(L23)의 내측 단자와 제1 노드(N1) 사이에 비아(via)를 통해 제1 커패시터(C13)가 연결된다. 제1 노드(N1)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L23)의 외측 단자와 제2 노드(N2) 사이에 비아(via)를 통해 제2 커패시터(C23)가 연결되고, 제2 노드(N2)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L13) 및 제2 코일 섹션(L23)의 인덕턴스, 선폭, 기판의 재질, 및 제1 코일 섹션(L13) 또는 제2 코일 섹션(L23)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질 등은 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 동일하다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이고, 도 17은 도 16에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부의 단면을 나타낸 것으로서, 코일부(110-4)는 제1 코일 섹션(L14), 제2 코일 섹션(L24), 제1 커패시터(C14), 및 제2 커패시터(C24)를 포함한다.
제1 코일 섹션(L14)은 기판의 제1면에 형성된 하나의 코일이고, 제2 코일 섹션(L24)은 상기 기판의 제1면에 대향하는 제2면에 형성된 하나의 코일이다.
제1 커패시터(C14) 및 제2 커패시터(C24)는 상기 기판에 임베딩되는 형태로 구현된다.
제1 코일 섹션(L14)의 내측 단자는 제3 노드(N3)와 연결되며, 제3 노드(N3)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L14)의 외측 단자와 제2 코일 섹션(L23)의 내측 단자는 비아(via) 및 기판의 제2면에 형성된 도선을 통해 연결되고, 제2 코일 섹션(L24)의 내측 단자와 제1 노드(N1) 사이에 비아(via)를 통해 제1 커패시터(C14)가 연결된다. 제1 노드(N1)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L24)의 외측 단자와 제2 노드(N2) 사이에 비아(via)를 통해 제2 커패시터(C24)가 연결되고, 제2 노드(N2)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L14) 및 제2 코일 섹션(L24)의 인덕턴스, 선폭, 기판의 재질, 및 제1 코일 섹션(L14) 또는 제2 코일 섹션(L24)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질 등은 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 동일하다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이고, 도 19는 도 18에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부의 단면을 나타낸 것으로서, 코일부(110-5)는 제1 코일 섹션(L15), 제2 코일 섹션(L25), 제1 커패시터(C15), 및 제2 커패시터(C25)를 포함한다.
제1 코일 섹션(L15)은 기판의 제1면에 형성된 하나의 코일이고, 제2 코일 섹션(L25)은 상기 기판의 상기 제1면에 형성된 하나의 코일이다.
제1 커패시터(C15) 및 제2 커패시터(C25)는 상기 기판에 임베딩되는 형태로 구현된다.
제1 코일 섹션(L15)의 내측 단자는 제3 노드(N3)와 연결되며, 제3 노드(N3)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L15)의 외측 단자는 두 개의 비아와 기판의 제1면 및 제1면과 대향하는 제2면에 형성된 도선 등을 통해 제2 코일 섹션(L25)의 외측 단자와 연결된다. 또한, 제1 코일 섹션(L15)의 외측 단자와 제1 노드(N1) 사이에 비아(via)를 통해 제1 커패시터(C15)가 연결된다. 제1 노드(N1)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L25)의 외측 단자와 제2 노드(N2) 사이에 비아(via)를 통해 제2 커패시터(C25)가 연결되고, 제2 노드(N2)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L15) 및 제2 코일 섹션(L25)의 인덕턴스, 선폭, 기판의 재질, 및 제1 코일 섹션(L15) 또는 제2 코일 섹션(L25)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질 등은 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 동일하다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부를 나타낸 것이고, 도 21은 도 20에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부의 단면을 나타낸 것으로서, 코일부(110-6)는 제1 코일 섹션(L16), 제2 코일 섹션(L26), 제1 커패시터(C16), 및 제2 커패시터(C26)를 포함한다.
제1 코일 섹션(L16)은 기판의 제1면에 형성된 하나의 코일이고, 제2 코일 섹션(L26)은 상기 기판의 상기 제1면에 형성된 하나의 코일이다.
제1 커패시터(C16) 및 제2 커패시터(C26)는 상기 기판에 임베딩되는 형태로 구현된다.
제1 코일 섹션(L16)의 내측 단자는 제3 노드(N3)와 연결되며, 제3 노드(N3)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L16)의 외측 단자와 제2 코일 섹션(L26)의 외측 단자는 기판의 제1면에 형성된 도선을 통해 연결된다. 또한, 제1 코일 섹션(L16)의 외측 단자와 제1 노드(N1) 사이에 비아(via)를 통해 제1 커패시터(C16)가 연결된다. 제1 노드(N1)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제2 코일 섹션(L26)의 내측 단자와 제2 노드(N2) 사이에 비아(via)를 통해 제2 커패시터(C26)가 연결되고, 제2 노드(N2)는 정류부(도 3의 121)와 연결 상태가 유지된다.
제1 코일 섹션(L16) 및 제2 코일 섹션(L26)의 인덕턴스, 선폭, 기판의 재질, 및 제1 코일 섹션(L16) 또는 제2 코일 섹션(L26)의 윗면 및/또는 아랫면을 덮는 자성체 또는 몰딩재의 재질 등은 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 동일하다.
도 10 내지 도 21에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 코일부들 각각은 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 또한, 도 10 내지 도 21에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 있어서, 커패시터들은 생략될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1 : 기기 2 : 무선 전력 송신 장치
10 : 무선 전력 수신 장치 20 : 배터리
110 : 코일 영역 120 : 회로 영역
111 : 코일부 121 : 정류부
122, 122-1, 122-2 : 정류기 124 : 변환기
122-11, 122-21 : 제1 브리지 122-12, 122-22 : 제2 브리지
122-23 : 제3 브리지 N1 : 제1 노드
N2 : 제2 노드 N3 : 제3 노드
L1, L11, L12, L13, L14, L15, L16 : 제1 코일 섹션
L2, L21, L22, L23, L24, L25, L26 : 제2 코일 섹션
C1, C11, C12, C13, C14, C15, C16 : 제1 커패시터
C2, C21, C22, C23, C24, C25, C26 : 제2 커패시터

Claims (34)

  1. 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로;
    상기 제1 공진 주파수보다 낮은 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로; 및
    상기 제1 공진 회로 및 상기 제2 공진 회로와 스위치 없이 연결되고, 상기 제1 공진 회로 또는 상기 제2 공진 회로를 통해 수신한 전력을 정류하는 정류부를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정류부는
    제1 브리지, 제2 브리지, 및 제3 브리지를 포함하고,
    상기 제1 브리지 및 상기 제3 브리지는 상기 제1 공진 회로를 통해 수신한 전력을 정류하고,
    상기 제2 브리지 및 상기 제3 브리지는 상기 제2 공진 회로를 통해 수신한 전력을 정류하는 무선 전력 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공진 주파수는 상기 제2 공진 주파수의 5배 이상인 무선 전력 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공진 회로는 제1 코일 섹션 및 제1 커패시터를 포함하고,
    상기 제2 공진 회로는 상기 제1 코일 섹션, 제2 코일 섹션 및 제2 커패시터를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 정류부는
    상기 제1 커패시터와 스위치 없이 연결된 제1 브리지;
    상기 제2 커패시터와 스위치 없이 연결된 제2 브리지; 및
    상기 제1 코일 섹션과 스위치 없이 연결된 제3 브리지를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 코일 섹션의 인덕턴스는 상기 제1 코일 섹션의 인덕턴스의 4배 이상인 무선 전력 수신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 커패시터의 커패시턴스는 상기 제1 커패시터의 커패시턴스의 5배 이상인 무선 전력 수신 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 정류부는
    상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터와 스위치 없이 연결된 제1 브리지; 및
    상기 제1 코일 섹션과 스위치 없이 연결된 제2 브리지를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 무선 전력 수신 장치는
    하나의 수전 코일을 포함하고,
    상기 제1 코일 섹션 및 상기 제2 코일 섹션 각각은 상기 수전 코일의 일부인 무선 전력 수신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 커패시터는 상기 수전 코일의 일단과 연결되고, 상기 정류부는 상기 수전 코일의 타단과 연결되고, 상기 제1 커패시터는 상기 수전 코일의 상기 일단과 상기 타단 사이에 위치하는 중간단과 연결되는 무선 전력 수신 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 제1 코일 섹션은 기판의 제1면에 위치하는 제1 코일이고, 상기 제2 코일 섹션은 상기 기판의 상기 제1면과 대향하는 제2면에 위치하는 제2 코일인 무선 전력 수신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 코일의 일단과 상기 제2 코일의 일단이 서로 연결되고,
    상기 제1 커패시터는 상기 제1 코일의 일단과 연결되고,
    상기 제2 커패시터는 상기 제2 코일의 타단과 연결되고,
    상기 제1 코일의 타단은 상기 정류부와 연결되는 무선 전력 수신 장치.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 제1 코일 섹션은 기판의 제1면에 위치하는 제1 코일이고, 상기 제2 코일 섹션은 상기 기판의 상기 제1면에 상기 제1 코일과 이격되어 위치하는 제2 코일인 무선 전력 수신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 코일의 일단과 상기 제2 코일의 일단이 서로 연결되고,
    상기 제1 커패시터는 상기 제1 코일의 일단과 연결되고,
    상기 제2 커패시터는 상기 제2 코일의 타단과 연결되고,
    상기 제1 코일의 타단은 상기 정류부와 연결되는 무선 전력 수신 장치.
  15. 제1 코일 섹션;
    일단이 상기 제1 코일 섹션의 일단과 연결된 제2 코일 섹션;
    일단이 상기 제1 코일 섹션의 상기 일단과 연결된 제1 커패시터;
    일단이 상기 제2 코일 섹션의 타단과 연결된 제2 커패시터; 및
    상기 제1 코일 섹션의 타단, 상기 제1 커패시터의 타단, 및 상기 제2 커패시터의 타단과 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 정류부를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 정류부는
    상기 제1 커패시터의 타단과 연결된 제1 브리지;
    상기 제2 커패시터의 타단과 연결된 제2 브리지; 및
    상기 제1 코일 섹션의 타단과 연결된 제3 브리지를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 코일 섹션 및 상기 제1 커패시터에 의해 결정되는 제1 공진 주파수는 상기 제1 코일 섹션, 상기 제2 코일 섹션, 및 상기 제2 커패시터에 의해 결정되는 제2 공진 주파수의 5배 이상인 무선 전력 수신 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 코일 섹션의 인덕턴스는 상기 제1 코일 섹션의 인덕턴스의 4배 이상인 무선 전력 수신 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 커패시터의 커패시턴스는 상기 제1 커패시터의 커패시턴스의 5배 이상인 무선 전력 수신 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 정류부는
    상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터와 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 제1 브리지; 및
    상기 제1 코일 섹션과 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 제2 브리지를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  21. 각각 기판 위에 형성된 도전 패턴을 포함하는 제1 코일 섹션 및 제2 코일 섹션을 포함하고,
    상기 제1 코일 섹션의 도선 패턴의 폭과 상기 제2 코일 섹션의 도선 패턴의 폭, 상기 제1 코일 섹션의 기판의 유전율과 상기 제2 코일 섹션의 기판의 유전율, 및 상기 제1 코일 섹션의 상부 또는 하부에 배치된 자성체 또는 몰딩재의 유전율과 상기 제2 코일 섹션의 상부 또는 하부에 배치된 자성체 또는 몰딩재의 유전율 중 적어도 하나는 서로 상이한 코일 모듈.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제2 코일 섹션의 도선 패턴의 폭은 상기 제1 코일 섹션의 도선 패턴의 폭보다 넓은 코일 모듈.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제2 코일 섹션의 기판의 유전율은 상기 제1 코일 섹션의 기판의 유전율보다 큰 코일 모듈.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제2 코일 섹션의 상부 또는 하부에 배치된 자성체 또는 몰딩재의 유전율은 상기 제1 코일 섹션의 상부 또는 하부에 배치된 자성체 또는 몰딩재의 유전율보다 큰 코일 모듈.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 코일 모듈은 하나의 수전 코일을 포함하고,
    상기 제1 코일 섹션 및 상기 제2 코일 섹션 각각은 상기 수전 코일의 일부인 코일 모듈.
  26. 제25항에 있어서, 상기 코일 모듈은
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 수전 코일의 일단과 타단 사이에 위치하는 중간단과 연결된 제1 커패시터; 및
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 수전 코일의 상기 일단과 제2 커패시터를 더 포함하는 코일 모듈.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 제1 코일 섹션은 상기 기판의 제1 면에 형성된 제1 코일이고, 상기 제2 코일 섹션은 상기 기판의 상기 제1면에 대향하는 제2면에 형성된 제2 코일이고, 상기 제1 코일의 내측 단자와 상기 제2 코일의 외측 단자는 서로 연결된 코일 모듈.
  28. 제27항에 있어서, 상기 코일 모듈은
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 제2 코일의 내측 단자와 연결된 제1 커패시터; 및
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 제2 코일의 외측 단자와 연결된 제2 커패시터를 더 포함하는 코일 모듈.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 제1 코일 섹션은 상기 기판의 제1 면에 형성된 제1 코일이고, 상기 제2 코일 섹션은 상기 기판의 상기 제1면에 상기 제1 코일과 이격되어 형성된 제2 코일이고, 상기 제1 코일의 외측 단자와 상기 제2 코일의 내측 단자는 서로 연결된 코일 모듈.
  30. 제29항에 있어서, 상기 코일 모듈은
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 제1 코일의 외측 단자와 연결된 제1 커패시터; 및
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 제2 코일의 외측 단자와 연결된 제2 커패시터를 더 포함하는 코일 모듈.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 기판의 제1 면에 형성된 제1 코일이고, 상기 제2 코일 섹션은 상기 기판의 상기 제1면에 상기 제1 코일과 이격되어 형성된 제2 코일이고, 상기 제1 코일의 외측 단자와 상기 제2 코일의 외측 단자는 서로 연결된 코일 모듈.
  32. 제31항에 있어서, 상기 코일 모듈은
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 제1 코일 섹션의 외측 단자와 연결된 제1 커패시터; 및
    상기 기판에 임베딩되고, 상기 제2 코일 섹션의 내측 단자와 연결된 제2 커패시터를 더 포함하는 코일 모듈.
  33. 제1 공진 주파수를 가지는 제1 공진 회로, 상기 제1 공진 주파수보다 낮은 제2 공진 주파수를 가지는 제2 공진 회로, 및 상기 제1 공진 회로 및 상기 제2 공진 회로와 스위치 없이 연결되고, 상기 제1 공진 회로 또는 상기 제2 공진 회로를 통해 수신한 전력을 정류하여 충전 전력을 출력하는 정류부를 포함하는 무선 전력 수신 장치; 및
    상기 충전 전력에 의해 충전되는 충전지를 포함하는 기기.
  34. 제1 코일 섹션, 일단이 상기 제1 코일 섹션의 일단과 연결된 제2 코일 섹션, 일단이 상기 제1 코일 섹션의 상기 일단과 연결된 제1 커패시터, 일단이 상기 제2 코일 섹션의 타단과 연결된 제2 커패시터, 및 상기 제1 코일 섹션의 타단, 상기 제1 커패시터의 타단, 및 상기 제2 커패시터의 타단과 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 정류부를 포함하는 무선 전력 수신 장치; 및
    상기 정류부로부터 출력된 충전 전력에 의해 충전되는 충전지를 포함하는 기기.
KR1020150084303A 2015-04-16 2015-06-15 무선 전력 수신 장치, 이 장치를 위한 코일 모듈, 및 이 장치를 포함하는 기기 KR20160123932A (ko)

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