KR20190001161A - 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치 - Google Patents

무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치

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KR20190001161A
KR20190001161A KR1020170080707A KR20170080707A KR20190001161A KR 20190001161 A KR20190001161 A KR 20190001161A KR 1020170080707 A KR1020170080707 A KR 1020170080707A KR 20170080707 A KR20170080707 A KR 20170080707A KR 20190001161 A KR20190001161 A KR 20190001161A
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coil
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임성현
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치는, 차폐재; 상기 차폐재 상에 배치되는 기판; 상기 차폐재와 상기 기판 사이에 배치되는 무선 충전 코일 모듈; 상기 기판 상면에 배치되는 무선 통신 코일; 및 상기 기판 하면에 배치되는 단자부를 포함하고, 상기 단자부는, 상기 무선 충전 코일 모듈과 연결되는 내측 패드, 상기 내측 패드와 연결되는 연결 패턴 및 상기 연결 패턴과 연결되는 외측 패드를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치 {WIRELESS CHARGER HAVING WIRELESS COMMUNICATION COIL}
본 발명은 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 단말은 전력을 저장하는 배터리와 배터리의 충전 및 방전을 위한 회로를 포함한다. 이러한 단말의 배터리가 충전되려면, 외부의 충전기로부터 전력을 공급받아야 한다.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템" 이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다.
또한, 휴대용 단말은 이동 통신 및 정보처리 기술의 발전으로 인하여 화상 통화뿐만 아니라, 컨텐츠 서비스와 같은 다양 한 무선 인터넷 서비스를 제공한다. 이러한 휴대용 단말은 전술한 서비스를 제공하고자 NFC(Near Field Communication) 기술을 적용하고 있다. NFC 기술은 13.56MHz의 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선 통신으로서, 10cm 이내의 가까운 거리에 있는 단말기들 사이에서 쌍방향으로 데이터를 전송하는 통신 기술을 의미한다.
아울러, 최근의 휴대용 단말은 사용자 편의성을 증대시키기 위하여 전술한 NFC 기능을 무선 통신 코일에 무선 충전 기능을 가진 무선 충전 코일을 동시에 제공하는 형태로 무선충전장치의 설계 기술이 발전하고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 무선 통신과 무선 충전이 가능한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 소형화된 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 구조가 단순한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 제조 공정이 간소화된 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 제조 비용이 작은 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 발열 효과가 우수한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 무선충전장치는, 차폐재; 상기 차폐재 상에 배치되는 기판; 상기 차폐재와 상기 기판 사이에 배치되는 무선 충전 코일 모듈; 상기 기판 상면에 배치되는 무선 통신 코일; 및 상기 기판 하면에 배치되는 단자부를 포함하고, 상기 단자부는, 상기 무선 충전 코일 모듈과 연결되는 내측 패드, 상기 내측 패드와 연결되는 연결 패턴 및 상기 연결 패턴과 연결되는 외측 패드를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 무선 충전 코일 모듈은 하나 이상의 무선 충전 코일을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 무선 충전 코일 모듈은 제1 내지 제3 무선 충전 코일을 포함하고, 상기 제1 무선 충전 코일은 제1-1 충전 코일 연결부 및 제1-2 충전 코일 연결부를 포함하고, 상기 제2 무선 충전 코일은 제2-1 충전 코일 연결부 및 제2-2 충전 코일 연결부를 포함하고, 상기 제3 무선 충전 코일은 제3-1 충전 코일 연결부 및 제3-2 충전 코일 연결부를 포함하고, 상기 내측 패드는 제1 내지 제6 내측 패드를 포함하고, 상기 제1 내측 패드는 상기 제2-1 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 내측 패드는 상기 제2-2 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 제3 내측 패드는 상기 제1-1 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 제4 내측 패드는 상기 제1-2 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 제5 내측 패드는 상기 제3-1 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 제6 내측 패드는 상기 제3-2 충전 코일 연결부와 전지적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 외측 패드는 제1 내지 제6 외측 패드를 포함하고, 상기 연결 패턴은 제1-1 내지 제1-6 연결 패턴을 포함하고, 상기 제1-1 연결 패턴은 제1 내측 패드와 제1 외측 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 제1-2 연결 패턴은 제2 내측 패드와 제2 외측 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 제1-3 연결 패턴은 제3 내측 패드와 제3 외측 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 제1-4 연결 패턴은 제4 내측 패드와 제4 외측 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 제1-5 연결 패턴은 제5 내측 패드와 제5 외측 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 제1-6 연결 패턴은 제6 내측 패드와 제6 외측 패드를 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 제1 내지 제6 연결핀을 더 포함하고, 상기 제1 연결핀은 상기 제1 외측 패드에 대응하여 배치되고, 상기 제2 연결핀은 상기 제2 외측 패드에 대응하여 배치되고, 상기 제3 연결핀은 상기 제3 외측 패드에 대응하여 배치되고, 상기 제4 연결핀은 상기 제4 외측 패드에 대응하여 배치되고, 상기 제5 연결핀은 상기 제5 외측 패드에 대응하여 배치되고, 상기 제6 연결핀은 상기 제6 외측 패드에 대응하여 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 제2-2 충전 코일 연결부는 상기 제2 무선 충전 코일의 내측에서부터 연장되어 상기 제1 무선 충전 코일의 외측의 일 부분을 감싸면서 배치되고, 상기 제3-1 충전 코일 연결부는 상기 제3 무선 충전 코일의 내측에서부터 연장되어 상기 제1 무선 충전 코일의 외측의 타 부분을 감싸면서 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 차폐재는 제1 내지 제3 방열홀을 포함하고, 상기 제1 방열홀은 상기 제1 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고, 상기 제2 방열홀은 상기 제2 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고, 상기 제3 방열홀은 상기 제3 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 무선 통신 코일은 제1 무선 통신 코일 패턴 및 제2 무선 통신 코일 패턴을 포함하고, 상기 제1 무선 통신 코일 패턴은 제1 비아홀을 통해 기판의 하면에 배치된 제2-1 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 무선 통신 코일 패턴은 제2 비아홀을 통해 기판의 하면에 배치된 제2-2 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제2-1 연결패턴은 제7 외측 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2-2 연결패턴은 제8 외측 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 제3 연결패턴은 일측에 배치되는 제3 비아홀을 통해 상기 제1 무선 통신 코일 패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제3 연결패턴은 타측에 배치되는 제4 비아홀을 통해 상기 제2 무선 통신 코일 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 제3 무선 통신 코일 패턴은 제5 비아홀을 통해 기판의 하면에 배치된 제3-1 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제3-1 연결패턴은 제9 외측 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 제1 내지 제3 온도센서를 더 포함하고, 상기 제1 온도센서는 상기 제1 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고, 상기 제2 온도센서는 상기 제2 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고, 상기 제3 온도센서는 상기 제3 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 제1 온도센서의 제1 전극단은 상기 제3-1 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 온도센서의 제2 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-2 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 온도센서의 제2 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-3 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제3 온도센서의 제2 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-4 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 온도센서의 제1 전극단과 상기 제3 온도센서의 제1 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-5 연결패턴과 전기적으로 연결되고, 상기 제3-5 연결패턴은 상기 제1 온도센서의 전극단과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 제3-2 연결패턴은 제10 외측 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 제3-3 연결패턴은 제11 외측 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 제3-4 연결패턴은 제12 외측 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 제1 내지 제6 연결핀을 지지하는 연결핀 서포터를 더 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 기판은 개구부를 더 포함하고, 상기 제1 무선 충전 코일은 상기 개구부에 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 무선충전장치는, 상기 차폐재의 하면에 배치되는 방열부재를 더 포함하고, 상기 방열부재는 상기 차폐재의 제1 내지 제3 방열홀과 대응하여 배치되는 상기 방열부재의 제1 내지 제3 방열홀을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치에 대한 효과에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 무선 통신과 무선 충전이 가능한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 소형화된 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 구조가 단순한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 제조 공정이 간소화된 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 제조 비용이 작은 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 발열 효과가 우수한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 상기 도 2에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선충전장치의 분해사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선충전장치의 측면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 무선충전장치의 하측 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 무선충전장치의 상측 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 무선충전장치의 기판의 하측 평면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선충전장치의 무선 충전 코일 모듈과 차폐제의 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 정면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 측면도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 분해사시도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 측면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 하측 평면도이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 상측 평면도이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 기판의 하측 평면도이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 무선 충전 코일 모듈과 차폐제의 사시도이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 정면도이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 측면도이다.
이하, 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤) "에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및 "전(앞) 또는 후(뒤) "는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
실시예에 따른 무선충전장치는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있는 거치대 형태로 제공될 수 있다.
실시예에 따른 단말은 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 실시예에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기(이하, "디바이스"라 칭함.)라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 Air Fuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 Air Fuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
도 2는 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면 무선 전력 송신기(200)는 크게, 전력 변환부(210), 전력 전송부(220), 무선 충전 통신부(230), 제어부(240), 센싱부(250), 근거리 통신부(270), 무선 통신 송신 코일(280)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(200)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(210)는 전원부(260)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해, 전력 변환부(210)는 DC/DC 변환부(211), 증폭기(212)를 포함하여 구성될 수 있다.
DC/DC 변환부(211)는 전원부(260)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(240)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이때, 센싱부(250)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(240)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(250)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(240)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(240)는 센싱부(250)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(250)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(212)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(210)의 일측에는 전원부(250)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(212)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.
증폭기(212)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(240)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 무선 충전 통신부(230)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(212)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.
전력 전송부(220)는 증폭기(212)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(221)(또는 멀티플렉서), 무선 충전 코일 모듈(222)을 포함하여 구성될 수 있다. 무선 충전 코일 모듈(222)은 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다 또한, 전력 전송부(220)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
반송파 생성기는 다중화기(221)를 통해 전달 받은 증폭기(212)의 출력 DC 전력을 특정 주파수를 갖는 AC 전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 이상의 설명에서는 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(221)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(212) 이전단 또는 이후단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다.
실시예에 따른 제어부(240)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(200)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(240)는 다중화기(221)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(212) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.
제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(222)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(221)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(255)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(221)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(250)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(240)에 송출할 수 있으며, 제어부(240)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 다중화기(221)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(232)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(221)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(221)를 제어할 수도 있다.
변조부(231)는 제어부(240)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(221)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
복조부(232)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(240)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.
또한, 복조부(232)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(240)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(222)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(222)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(222)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.
또한, 무선 전력 송신기(200)는 근거리 통신부(270)를 포함할 수 있다. 근거리 통신부(270)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 NFC(Near Field Communication) 방식일 수 있다. NFC는 전파 식별(Radio Frequency IDentification; RFID) 기술 중의 하나로 13.56MHz의 주파수를 이용하여 10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 무선 통신 기술이다.
또한, 무선 전력 송신기(200)는 무선 전력 수신기와 근거리 양방향 통신할 경우 이용하는 신호를 송수신하는 무선 통신 코일(280)을 포함할 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 무선 전력 수신기(300)는 무선 충전 코일 모듈(310), 정류기(320), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 330), 부하(340), 센싱부(350), 무선 충전 통신부(360), 주제어부(370), 근거리 통신부(380), 무선 통신 코일(390)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 무선 충전 통신부(360)는 복조부(361) 및 변조부(362) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 무선 전력 수신기(300)는 근거리 통신부(380)를 포함할 수 있다. 근거리 통신부(380)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 NFC(Near Field Communication) 방식일 수 있다. NFC는 전파 식별(Radio Frequency IDentification; RFID) 기술 중의 하나로 13.56MHz의 주파수를 이용하여 10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 무선 통신 기술이다.
또한, 무선 전력 수신기(300)는 무선 전력 송신기와 근거리 양방향 통신할 경우 이용하는 신호를 송수신하는 무선 통신 코일(290)을 포함할 수 있다.
무선 충전 코일 모듈(310)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류부(320)에 전달할 수 있다. 정류기(320)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(330)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(330)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(340)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(340)에 전달할 수 있다. 또한 무선 충전 코일 모듈(310)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
센싱부(350)는 정류기(320) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(370)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(350)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(310)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(370)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(350)는 무선 전력 수신기(300)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(370)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 주제어부(370)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(362)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(362)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(310) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(370)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(362)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(361)는 수신 코일(310)과 정류기(320) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(320) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(370)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(370)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(362)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.
<일 실시예에 따른 무선충전장치>
도 4는 일 실시예에 따른 무선충전장치의 분해사시도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 무선충전장치의 측면도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 무선충전장치의 하측 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 기판(400)을 포함할 수 있다. 기판(400)은 무선 충전 코일 상에 배치될 수 있다. 또한, 기판(400)은 차폐재(700) 상에 배치될 수 있다. 또한, 기판(400)은 리지드할 수 있다. 리지드한 기판(400)은 상면에 배치되는 무선 통신 코일(500), 하면에 배치되는 무선 충전 코일, 차폐재(700) 등을 지지할 수 있다. 또한, 기판(400)의 면적은 상부에 배치되는 무선 통신 코일(500), 하부에 배치되는 무선 충전 코일 모듈, 차폐재, 방열부재의 면적 보다 클 수 있다. 또한, 기판(400)은 하면(400b)에 단자부를 포함할 수 있다. 단자부는 복수의 연결패턴, 복수의 내측 패드, 복수의 외측 패드, 복수의 비아홀을 포함할 수 있다. 복수의 연결패턴은 제1 연결패턴, 제2 연결패턴, 제3 연결패턴, 제4 연결패턴(440)을 포함할 수 있다. 제1 연결패턴은 제1-1 연결패턴 내지 제1-2 연결패턴(411 내지 412)을 포함할 수 있다. 제2 연결패턴은 제2-1 연결패턴 내지 제2-4 연결패턴(421 내지 424)를 포함할 수 있다. 제3 연결패턴은 제3-1 연결패턴 내지 제3-6 연결패턴(431 내지 436)를 포함할 수 있다. 복수의 내측 패드는 제1 내지 제6 내측 패드(IP1 내지 IP6)를 포함할 수 있다. 복수의 외측 패드는 제1 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)를 포함할 수 있다. 복수의 비아홀은 제1 내지 제5 비아홀(h1 내지 h5)을 포함할 수 있다. 복수의 연결패턴, 복수의 내측 패드, 복수의 외측 패드, 복수의 비아홀에 대한 자세한 설명은 도 8에서 후술한다.
일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선 통신 코일(500)을 포함할 수 있다. 무선 통신 코일(500)은 기판(400)의 상면에 배치될 수 있다. 무선 통신 코일(500)은 배치된 무선 통신 코일 패턴일 수 있다. 보다 구체적인 설명은 후술한다.
일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선 충전 코일 모듈을 포함할 수 있다. 무선 충전 코일 모듈은 하나 이상의 무선 충전 코일을 포함할 수 있다. 하나 이상의 무선 충전 코일은 무선 전력 송신기의 하나 이상의 송신 코일이거나 무선 전력 수신기의 하나 이상의 수신 코일일 수 있다. 또한, 예를 들어, 무선 충전 코일이 복수일 경우, 각각의 무선 충전 코일은 동일한 턴 수로 감겨있을 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 서로 다른 턴 수로 감겨 있을 수 있다. 또한, 복수의 무선 충전 코일은 동일한 인덕턴스를 구비할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 서로 다른 인덕턴스를 구비할 수 있다. 또한, 복수의 무선 충전 코일은 하나 이상의 층으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 무선 충전 코일은 제1 무선 충전 코일(610) 내지 제3 무선 충전 코일(630)을 포함할 수 있다. 제2 무선 충전 코일(620)과 제3 무선 충전 코일(630)은 동일한 층에 배치된 제1 층에 배치될 수 있다. 도 5를 참고하면, 제1 무선 충전 코일(610)은 제2 무선 충전 코일(620)과 제3 무선 충전 코일(630)의 상부에 배치된 제2 층에 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 무선 충전 코일을 서로 다른 층에 배치하여 무선 전력을 효율적으로 전달할 수 있도록 충전영역을 확장시킬 수 있다. 또한, 무선 충전 코일 모듈은 기판(400)의 하면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 무선 충전 코일 모듈이 복수의 무선 충전 코일 일 경우, 제1 무선 충전 코일(610)이 기판(400)의 하면에 배치될 수 있다. 제1 무선 충전 코일(610)의 상면과 기판(400) 사이에는 접착제 또는 접착부재(미도시)가 배치되어 제1 무선 충전 코일(610)과 기판(400)이 고정될 수 있다.
또한, 하나 이상의 무선 충전 코일은 교류신호가 입력 또는 출력되는 제1 및 제2 연결부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 연결부은 피복으로 코팅된 전선 또는 케이블일 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일이 복수인 경우, 제1 무선 충전 코일(610)은 제1-1 충전 코일 연결부(611) 및 제1-2 충전 코일 연결부(612)를 포함할 수 있다. 제1-1 충전 코일 연결부(611)는 제1 무선 충전 코일(610)의 외측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제1-2 충전 코일 연결부(612)는 제1 무선 충전 코일(610)의 내측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제2 무선 충전 코일(620)은 제2-1 충전 코일 연결부(621) 및 제2-2 충전 코일 연결부(622)를 포함할 수 있다. 제2-1 충전 코일 연결부(621)는 제2 무선 충전 코일(620)의 외측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제2-2 충전 코일 연결부(622)는 제2 무선 충전 코일(620)의 내측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제3 무선 충전 코일(630)은 제3-1 충전 코일 연결부(631) 및 제3-2 충전 코일 연결부(632)를 포함할 수 있다. 제3-1 충전 코일 연결부(631)는 제3 무선 충전 코일(630)의 내측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제3-2 충전 코일 연결부(632)는 제3 무선 충전 코일(630)의 외측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다.
또한, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 무선충전장치의 일 측면의 동일한 방향으로 각 무선 충전 코일에서 연장되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 차폐재(700)의 일측에 배치된 케이블 출입부(710) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일이 복수인 경우, 제1 무선 충전 코일(610)의 제1-1 충전 코일 연결부(611)와 제1-2 충전 코일 연결부(612), 제2 무선 충전 코일(620)의 제2-1 충전 코일 연결부(621)와 제2-2 충전 코일 연결부(622) 및 제3 무선 충전 코일(630)의 제3-1 충전 코일 연결부(631)와 제3-2 충전 코일 연결부(632)는 각각이 차폐재(700)의 일측에 배치된 케이블 출입부(710) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.
또한, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 복수의 내측 연결패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 복수의 내측 연결패드 각각에 솔더링되어 연결될 수 있다. 또한, 각 제1 및 제2 연결선은 하나 이상의 무선 충전 코일이 배치된 순서대로 복수의 내측 연결패드와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이, 무선 충전 코일이 복수인 경우, 제2 무선 충전 코일(620), 제1 무선 충전 코일(610), 제3 무선 충전 코일(630) 순서로 배치될 수 있다. 제1 내측 패드(IP1)는 제2-1 충전 코일 연결부(621)가 연결될 수 있다. 제2 내측 패드(IP2)는 제2-2 충전 코일 연결부(622)가 연결될 수 있다. 제3 내측 패드(IP3)는 제1-1 충전 코일 연결부(611)가 연결될 수 있다. 제4 내측 패드(IP4)는 제1-2 충전 코일 연결부(612)가 연결될 수 있다. 제5 내측 패드(IP5)는 제3-1 충전 코일 연결부(631)가 연결될 수 있다. 제6 내측 패드(IP6)는 제3-2 충전 코일 연결부(632)가 연결될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 차폐재(700)를 포함할 수 있다. 차폐재(700)는 무선 충전 코일 모듈 하면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 무선 충전 코일이 복수일 경우, 차폐재(700)는 제2 무선 충전 코일(620)과 제3 무선 충전 코일(630)의 하면에 배치될 수 있다. 차폐재(700)의 상면과 제2 무선 충전 코일(620)과 제3 무선 충전 코일(630)의 하면 사이에는 접착제 또는 접착부재(미도시)가 배치되어 차폐재(700)와 제2 및 제3 무선 충전 코일(620, 630)이 고정될 수 있다. 차폐재(700)는 상부에 배치된 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 무선 전력을 충전 방향으로 가이드 할 수 있고, 하부에 배치되는 각종 회로들을 전자기장으로부터 보호할 수 있다. 또한, 차폐재(700)는 제1 내지 제3 방열홀(721 내지 723)을 포함할 수 있다. 차폐재(700)의 제1 내지 제3 방열홀(721 내지 723)은 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 열을 하부에 배치된 방열부재(800)로 전달하여 무선 충전 코일 모듈의 냉각을 도울 수 있다. 또한, 차폐재(700)는 케이블 출입부(710)를 포함할 수 있다. 차폐재(700)의 케이블 출입부(710)는 무선 충전 코일의 충전 코일 연결부가 기판(400)의 하면에 배치되는 내측 패드와의 연결시 충전 코일 연결부의 공간을 확보해 줄 수 있다. 이에 관한 설명은 도 9에서 후술한다.
일 실시예에 따른 무선충전장치는 방열부재(800)를 포함할 수 있다. 방열부재(800)는 차폐재(700)의 하면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 방열부재(800)의 상면과 차폐재(700)의 하면 사이에는 접착제 또는 접착부재(미도시)가 배치되어 방열부재(800)와 차폐재(700)가 고정 될 수 있다. 방열부재(800)는 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 열이 차폐재(700)를 통해 직접 전달되거나 차폐재(700)의 제1 내지 제3 방열홀(721 내지 732)을 통해 전달되면 무선충전장치의 외부로 열을 방출시킬 수 있다. 방열부재(800)는 열 전도율 또는 열 방사율이 높은 재질일 수 있다. 또한, 방열부재(800)는 제1 내지 제3 방열홀(821 내지 823)을 포함할 수 있다. 방열부재(800)의 제1 내지 제3 방열홀(821 내지 823)은 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 열을 외부로 전달하여 무선 충전 코일 모듈의 냉각을 도울 수 있다. 보다 구체적으로, 방열부재(800)의 제1 내지 제3 방열홀(821 내지 823)은 차폐재(700)의 제1 내지 제3 방열홀(721 내지 723)의 위치, 모양, 크기와 대응될 수 있다. 또한, 방열부재(800)의 케이블 출입부(810)는 무선 충전 코일의 충전 코일 연결부가 기판(400)의 하면에 배치되는 내측 패드와의 연결시 충전 코일 연결부의 공간을 확보해 줄 수 있다. 보다 구체적으로, 방열부재(800)의 케이블 출입부(810)는 차폐재(700)의 케이블 출입부(710)의 위치, 모양, 크기와 대응될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선 통신과 무선 충전이 가능하다. 또한, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 소형화가 가능하다. 또한, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 구조가 단순하다. 또한, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 제조 공정이 간소화된다. 또한, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 제조 비용이 작다. 또한, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 발열 효과가 우수한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
도 7은 일 실시예에 따른 무선충전장치의 상측 평면도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 무선충전장치의 기판의 하측 평면도이다.
도 7를 참조하면, 기판(400)의 상면(400a)은 무선 통신 코일(500)이 배치될 수 있다.
무선 통신 코일(500)은 복수의 무선 통신 코일 패턴일 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 무선 통신 코일 패턴은 제1 무선 통신 코일 패턴(510) 및 제2 무선 통신 코일 패턴(520)을 포함할 수 있다. 제1 무선 통신 코일 패턴(510)은 일측에서 시계 방향으로 연장되어 타측까지 배치될 수 있다. 제1 무선 통신 코일 패턴(510)은 일측에 제1 비아홀(h1)을 포함할 수 있다. 제1 비아홀(h1)은 제1 무선 통신 코일 패턴(510)과 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 제1-1 연결패턴(411)과 연결 시킬 수 있다. 또한, 제1 무선 통신 코일 패턴(510)은 타측에 제4 비아홀(h4)을 포함할 수 있다. 제4 비아홀(h4)는 제1 무선 통신 코일 패턴(510)과 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 제4 연결패턴(440)과 연결 시킬 수 있다. 제2 무선 통신 코일 패턴(520)의 일측은 제1 무선 통신 코일 패턴(510)의 일측에서 이격되어 배치될 수 있다. 제2 무선 통신 코일 패턴(520)은 일측에서 반시계 방향으로 1회 턴한 후 제1 무선 통신 코일 패턴(510)의 타측까지 연장될 수 있다. 즉, 제2 무선 통신 코일 패턴(530)의 타측은 제1 무선 통신 코일 패턴(510)의 타측과 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 무선 통신 코일 패턴(520)은 일측에 제2 비아홀(h2)을 포함할 수 있다. 제2 비아홀(h2)은 제2 무선 통신 코일 패턴(520)과 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 제1-2 연결패턴(412)과 연결 시킬 수 있다. 또한, 제2 무선 통신 코일 패턴(520)은 타측에 제5 비아홀(h5)을 포함할 수 있다. 제5 비아홀(h5)는 제2 무선 통신 코일 패턴(520)과 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 제4 연결패턴(440)과 연결 시킬 수 있다. 또한, 제2 무선 통신 코일 패턴(520)은 일측에서 1회 턴한 후 더 연장되며 제2 비아홀(h2)과 인접한 위치에 제3 비아홀(h3)을 포함할 수 있다. 제3 비아홀(h3)은 제2 무선 통신 코일 패턴(520)과 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 제2-1 연결패턴(421)과 연결 시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 8은 기판(400)의 하면(400b)을 보다 자세히 설명한다.
기판(400)의 하면(400b)은 최외곽의 일 영역에 제1 외측 패드 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)가 배치될 수 있다. 제1 외측 패드 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)는 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 외측 패드 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)는 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1, 3, 5, 7, 9 및 11 외측패드(OP1, OP3, OP5, OP7, OP9, OP11)은 제2, 4, 6, 8, 10 및 12 외측 패드(OP2, OP4, OP6, OP8, OP10, OP12) 보다 기판(400)의 내부 방향에 배치될 수 있다. 이에, 복수의 외측 패드가 배치되는 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고, 복수의 외측 패드를 일렬로 배치할 수 잇다.
기판(400)의 하면(400b)은 제1 외측 패드 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)가 배치된 영역 보다 기판(400)의 내측에 위치하는 제1 내지 제6 내측 패드(IP1 내지 IP6)가 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 내지 제6 내측 패드(IP1 내지 IP6)는 제2-1 연결패턴 내지 제2-4 연결패턴(421 내지 424)에 인접한 위치에서 일렬로 배치될 수 있다. 즉, 제1 내측 패드(IP1)는 제2-4 연결패턴(424)과 인접하게 배치되고, 제6 내측패턴(IP6)은 제2-4 연결패턴(424)과 가장 멀리 배치될 수 있다.
또한, 제7 외측 패드 내지 제12 외측 패드(OP7 내지 OP12)는 제1 내지 제6 내측 패드(IP1 내지 IP6)와 이격될 수 있다. 보다 구체적으로, 제7 외측 패드 내지 제12 외측 패드(OP7 내지 OP12)와 제1 내지 제6 내측 패드(IP1 내지 IP6)의 최소 이격거리는 2mm 내지 8mm일 수 있다. 상기 이격거리에 제한되는 것은 아니고 공정의 종류 또는 제품의 형상에 따라 변경될 수 있다.
제1-1 연결 패턴(411)은 제1 외측패드(OP1)에서 제1 비아홀(h1)까지 연장되어 배치되며 제1 외측패드(OP1)와 제1 비아홀(h1)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제1 외측패드(OP1)는 제1-1 연결 패턴(411) 및 제1 비아홀(h1)을 통해 기판(400)의 상면(400a)의 제1 무선 통신 코일 패턴(510)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1-2 연결 패턴(412)은 제2 외측패드(OP2)에서 제2 비아홀(h2)까지 연장되어 배치되며 제2 외측패드(OP2)와 제2 비아홀(h2)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제2 외측패드(OP2)는 제1-2 연결 패턴(412) 및 제2 비아홀(h2)을 통해 기판(400)의 상면(400a)의 제2 무선 통신 코일 패턴(520)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3-1 연결 패턴(431)은 제7 외측 패드(OP7)에서 제1 내측 패드(IP1)까지 연장되어 배치되며 제7 외측 패드(OP7)와 제1 내측 패드(IP1)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-2 연결 패턴(432)은 제8 외측 패드(OP8)에서 제2 내측 패드(IP2)까지 연장되어 배치되며 제8 외측 패드(OP8)와 제2 내측 패드(IP2)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-3 연결 패턴(433)은 제9 외측 패드(OP9)에서 제3 내측 패드(IP3)까지 연장되어 배치되며 제9 외측 패드(OP9)와 제3 내측 패드(IP3)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-4 연결 패턴(434)은 제10 외측 패드(OP10)에서 제4 내측 패드(IP4)까지 연장되어 배치되며 제10 외측 패드(OP10)와 제4 내측 패드(IP4)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-5 연결 패턴(435)은 제11 외측 패드(OP11)에서 제5 내측 패드(IP5)까지 연장되어 배치되며 제11 외측 패드(OP11)와 제5 내측 패드(IP5)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-6 연결 패턴(436)은 제12 외측 패드(OP12)에서 제6 내측 패드(IP6)까지 연장되어 배치되며 제12 외측 패드(OP12)와 제6 내측 패드(IP6)를 전기적으로 연결할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선충전장치는 하나 이상의 온도센서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 온도센서는 기판(400)의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 일 예로, 온도센서가 복수인 경우, 복수의 온도센서는 제1 내지 제3 온도센서(910 내지 930)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 온도센서(910 내지 930)은 제1 내지 제3 무선 충전 코일(610 내지 630; 점선)에 대응하여 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 제1 온도센서(910)는 제2 무선 충전 코일(620)의 내측에 대응하여 기판의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 제2 온도센서(920)는 제1 무선 충전 코일(610)의 내측에 대응하여 기판의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 제3 온도센서(930)는 제3 무선 충전 코일(630)의 내측에 대응하여 기판의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 온도센서(910 내지 930)은 각각 차폐재(700)의 제1 내지 제3 방열홀(721 내지 723)에 대응하여 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 온도센서(910)는 제1 방열홀(721)에 대응하여 기판의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 제2 온도센서(920)는 제2 방열홀(722)에 대응하여 기판의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 제3 온도센서(930)는 제3 방열홀(723)에 대응하여 기판의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 또한, 하나 이상의 온도센서는 각각 제1 및 제2 전극단을 포함할 수 있다. 일 예로, 온도센서가 복수인 경우, 제1 온도센서(910)는 제1 및 제2 전극단(910a, 910b)를 포함할 수 있다. 제2 온도센서(920)는 제1 및 제2 전극단(920a, 920b)를 포함할 수 있다. 제3 온도센서(930)는 제1 및 제2 전극단(930a, 930b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 온도센서 각각의 제1 전극단은 공통단자일 수 있다.
제2-1 연결 패턴(421)은 제3 외측 패드(OP3)에서 제1 온도센서(910)의 제1 전극단(910a)까지 연장되어 배치되며 제3 외측 패드(OP3)와 제1 온도센서(910)의 제1 전극단(910a)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 제2-1 연결 패턴(421)은 제3 비아홀(h3)이 배치될 수 있다. 즉, 제3 외측패드(OP3)는 제2-1 연결패턴(421) 및 제3 비아홀(h3)을 통해 기판(400)의 상면(400a)의 제2 무선 통신 코일 패턴(520)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2-2 연결 패턴(422)은 제4 외측 패드(OP4)에서 제1 온도센서(910)의 제2 전극단(910b)까지 연장되어 배치되며 제4 외측 패드(OP4)와 제1 온도센서(910)의 제2 전극단(910b)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2-3 연결 패턴(423)은 제5 외측 패드(OP5)에서 제2 온도센서(920)의 제2 전극단(920b)까지 연장되어 배치되며 제5 외측 패드(OP5)와 제2 온도센서(920)의 제2 전극단(920b)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2-4 연결 패턴(424)은 제6 외측 패드(OP6)에서 제3 온도센서(930)의 제2 전극단(930b)까지 연장되어 배치되며 제6 외측 패드(OP6)와 제3 온도센서(930)의 제2 전극단(930b)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2-5 연결 패턴(425)는 제1 온도센서(910)의 제1 전극단(910a)에서 제2 온도센서(920)의 제1 전극단(920a) 및 제3 온도센서(930)의 제1 전극단(930a)까지 연장되어 배치되며 제1 온도센서(910)의 제1 전극단(910a), 제2 온도센서(920)의 제1 전극단(920a) 및 제3 온도센서(930)의 제1 전극단(930a)를 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 제2-1 내지 제2-4 연결 패턴(421 내지 424)은 각각 제1 내지 제3 온도센서(910 내지 930)로 연장될 때 각각 동일한 방향으로 연장되다가 분기영역(A)에서 분기될 수 있다.
제4 연결 패턴(440)은 제4 비아홀(h4)에서 제5 비아홀(h5)까지 연장되어 배치되며 제4 비아홀(h4)과 제5 비아홀(h5)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 기판(400)의 상면(400a)에 배치된 제1 무선 통신 패턴(510)과 제2 무선 통신 패턴(520)은 제4 비아홀(h4), 제4 연결 패턴(440) 및 제5 비아홀(h5)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 무선 통신 코일(500)은 하나의 코일을 형성할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선충전장치의 무선 충전 코일 모듈과 차폐제의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 도 9는 차폐재(700)에 무선 충전 코일 모듈인 제1 내지 제3 무선 충전 코일(610 내지 630)이 배치된 모습니다.
제1 내지 제3 무선 충전 코일(610 내지 630)이 배치될 때, 제1 층에 배치된 제2 무선 충전 코일 및 제3 무선 충전 코일(620, 630)은 단축과 장축의 방향이 동일하게 배치될 수 있다. 제2 층에 배치된 제1 무선 충전 코일(610)은 제1 층에 배치된 제2 무선 충전 코일 및 제3 무선 충전 코일(620, 630)의 단축과 장축의 방향과 90도 방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.
무선 충전 코일의 충전 코일 연결부는 제1 내측 패드에 연장되어 연결될 때 차폐재(700)의 케이블 출입부(710)를 경유할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 무선 충전 코일(610)의 제1-1 충전 코일 연결부(611) 및 제1-2 충전 코일 연결부(612), 제2 무선 충전 코일(620)의 제2-1 충전 코일 연결부(621) 및 제2-2 충전 코일 연결부(622), 제3 무선 충전 코일(630)의 제3-1 충전 코일 연결부(631) 및 제 3-2 충전 코일 연결부(623)는 차폐재(600)의 케이블 출입부(712)로 연장된 후 기판(400)의 하면(400b)에 배치되는 제1 내지 제6 내측 패드(IP1 내지 IP6)으로 연장될 수 있다. 이에, 충전 코일 연결부와 내측 패드와의 솔더링 공정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 제2 무선 충전 코일(620) 및 제3 무선 충전 코일(630)의 내측에서 각각 연결된 충전 코일 연결부는 제1 무선 충전 코일(610)을 감싸도록 배치되며 기판(400)을 지지할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2-2 충전 코일 연결부(622)의 일 부분(622a)은 제2 무선 충전 코일(620)의 내측에서부터 연장되어 제2 무선 충전 코일(620)의 상측에 위치하고 제1 무선 충전 코일(610)의 외측 일부에 대응하여 배치될 수 있다. 제3-1 충전 코일 연결부(631)의 일 부분(631a)은 제3 무선 충전 코일(630)의 내측에서부터 연장되어 제3 무선 충전 코일(630)의 상측에 위치하고 제1 무선 충전 코일(610)의 외측 일부에 대응하여 배치될 수 있다. 제2-2 충전 코일 연결부(622)의 일 부분(622a) 및 제3-1 충전 코일 연결부(631)의 일 부분(631a)은 기판(400)의 하면(400b)과 접촉하여 기판(400)을 지지할 수 있다.
접착제 또는 접착 부재는 제1 무선 충전 코일(610)의 상면(610a)에 배치되어 제1 무선 충전 코일(610)과 기판(400)을 서로 고정시킬 수 있다.
차폐재(700)에 배치되는 제1 내지 제3 방열홀(721 내지 723)은 제1 내지 제3 무선 충전 코일(610 내지 630)에 대응하여 배치될 수 있다. 차폐재(700)의 제1 방열홀(721)은 제2 무선 충전 코일(620)의 내측에 배치되며 제1 무선 충전 코일(610)과 겹치지 않게 배치될 수 있다. 차폐재(700)의 제2 방열홀(722)는 제1 무선 충전 코일(610)의 내측에 배치되며 제2 무선 충전 코일(620)과 제3 무선 충전 코일(630)과 겹치지 않게 배치될 수 있다. 차폐재(700)의 제3 방열홀(731)은 제3 무선 충전 코일(630)의 내측에 배치되며 제1 무선 충전 코일(610)과 겹치지 않게 배치될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 정면도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 측면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 무선충전장치는 복수의 연결핀을 포함할 수 있다. 복수의 연결핀은 기판(400)의 하면(400b)에 배치된 복수의 외측 패드에 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 복수의 연결핀은 복수의 외측 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 연결핀은 외부의 장치와 연결하여 신호를 출력하거나 입력 받을 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 연결핀은 제1 내지 제12 연결핀(P1 내지 P12)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제12 연결핀(P1 내지 P12)은 순서대로 제1 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이, 제1 내지 제12 외측 패드(OP1 내지 OP12)가 서로 어긋나게 배치되면 제1 내지 제12 연결핀(P1 내지 P12)도 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 즉, 제1 외측 패드(OP1)가 제2 외측 패드(OP2)보다 기판(400)의 내측에 배치되기 때문에 제1 연결핀(P1)이 제2 연결핀(P2)보다 내측에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 연결핀(P1, P2)과 마찬가지로 제3 내지 제12 연결핀(P3 내지 P12)가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 무선충전장치는 연결핀 서포터(PS1)를 포함할 수 있다. 연결핀 서포터(PS1)는 복수의 연결핀이 기판(400)에 견고하게 고정될 수 있도록 하고 복수의 연결핀을 보호할 수 있다. 연결핀 서포터(PS1)는 복수의 연결핀에 대응하여 기판(400)의 하면(400b)에 배치될 수 있다. 또한, 연결핀 서포터(PS1)의 면적은 복수의 연결핀이 배치된 면적보다 클 수 있다.
<다른 실시예에 따른 무선충전장치>
도 12는 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 분해사시도이고, 도 13은 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 측면도이고, 도 14는 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 하측 평면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 기판(1400)을 포함할 수 있다. 기판(1400)은 무선 충전 코일 상에 배치될 수 있다. 또한, 기판(1400)은 무선 충전 코일이 삽입되어 배치되도록 내측에 개구부(1450)가 배치될 수 있다. 또한, 기판(1400)은 차폐재(1700) 상에 배치될 수 있다. 또한, 기판(1400)은 리지드할 수 있다. 리지드한 기판(1400)은 상면에 배치되는 무선 통신 코일(1500), 내측 및 하면에 배치되는 무선 충전 코일, 차폐재(1700) 등을 지지할 수 있다. 또한, 기판(1400)의 면적은 상부에 배치되는 무선 통신 코일(1500), 하부에 배치되는 무선 충전 코일 모듈, 차폐재, 방열부재의 면적 보다 클 수 있다. 또한, 기판(1400)은 하면(1400b)에 단자부를 포함할 수 있다. 단자부는 복수의 연결패턴, 복수의 내측 패드, 복수의 외측 패드, 복수의 비아홀을 포함할 수 있다. 복수의 연결패턴은 제1 연결패턴, 제2 연결패턴(1420), 제3 연결패턴, 제4 연결패턴(1440)을 포함할 수 있다. 제1 연결패턴은 제1-1 연결패턴 내지 제1-2 연결패턴(1411 내지 1412)을 포함할 수 있다. 제3 연결패턴은 제3-1 연결패턴 내지 제3-6 연결패턴(1431 내지 1436)를 포함할 수 있다. 복수의 내측 패드는 제1 내지 제6 내측 패드(IP11 내지 IP16)를 포함할 수 있다. 복수의 외측 패드는 제1 내지 제9 외측 패드(OP11 내지 OP19)를 포함할 수 있다. 복수의 비아홀은 제1 내지 제5 비아홀(h11 내지 h15)을 포함할 수 있다. 복수의 연결패턴, 복수의 내측 패드, 복수의 외측 패드, 복수의 비아홀에 대한 자세한 설명은 도 16에서 후술한다.
다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선 통신 코일(1500)을 포함할 수 있다. 무선 통신 코일(1500)은 기판(1400)의 상면에 배치될 수 있다. 무선 통신 코일(1500)은 배치된 무선 통신 코일 패턴일 수 있다. 보다 구체적인 설명은 후술한다.
다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선 충전 코일 모듈을 포함할 수 있다. 무선 충전 코일 모듈은 하나 이상의 무선 충전 코일을 포함할 수 있다. 하나 이상의 무선 충전 코일은 무선 전력 송신기의 하나 이상의 송신 코일이거나 무선 전력 수신기의 하나 이상의 수신 코일일 수 있다. 또한, 예를 들어, 무선 충전 코일이 복수일 경우, 각각의 무선 충전 코일은 동일한 턴 수로 감겨있을 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 서로 다른 턴 수로 감겨 있을 수 있다. 또한, 복수의 무선 충전 코일은 동일한 인덕턴스를 구비할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 서로 다른 인덕턴스를 구비할 수 있다. 또한, 복수의 무선 충전 코일은 하나 이상의 층으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 무선 충전 코일은 제1 무선 충전 코일(1610) 내지 제3 무선 충전 코일(1630)을 포함할 수 있다. 제2 무선 충전 코일(1620)과 제3 무선 충전 코일(1630)은 동일한 층에 배치된 제1 층에 배치될 수 있다. 도 13을 참고하면, 제1 무선 충전 코일(1610)은 제2 무선 충전 코일(1620)과 제3 무선 충전 코일(1630)의 상부에 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 무선 충전 코일을 서로 다른 층에 배치하여 무선 전력을 효율적으로 전달할 수 있도록 충전영역을 확장시킬 수 있다. 특히, 제1 무선 충전 코일(1610)은 기판(1400)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 13과 같이, 무선 충전 코일 모듈이 복수의 무선 충전 코일 일 경우, 제1 무선 충전 코일(1610)이 기판(1400)의 내측에 배치된 개구부(1450)에 삽입되어 배치될 수 있다. 이에, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 소형화가 가능하다. 제2 무선 충전 코일 및 제3 무선 충전 코일(1620, 1630)의 상면과 기판(1400) 사이에는 접착제 또는 접착부재(미도시)가 배치되어 제2 무선 충전 코일 및 제3 무선 충전 코일(1620, 1630)이 기판(1400)과 고정될 수 있다.
또한, 하나 이상의 무선 충전 코일은 교류신호가 입력 또는 출력되는 제1 및 제2 연결부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 연결부은 피복으로 코팅된 전선 또는 케이블일 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일이 복수인 경우, 제1 무선 충전 코일(1610)은 제1-1 충전 코일 연결부(1611) 및 제1-2 충전 코일 연결부(1612)를 포함할 수 있다. 제1-1 충전 코일 연결부(1611)는 제1 무선 충전 코일(1610)의 외측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제1-2 충전 코일 연결부(1612)는 제1 무선 충전 코일(1610)의 내측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제2 무선 충전 코일(1620)은 제2-1 충전 코일 연결부(1621) 및 제2-2 충전 코일 연결부(1622)를 포함할 수 있다. 제2-1 충전 코일 연결부(1621)는 제2 무선 충전 코일(1620)의 외측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제2-2 충전 코일 연결부(1622)는 제2 무선 충전 코일(1620)의 내측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제3 무선 충전 코일(1630)은 제3-1 충전 코일 연결부(1631) 및 제3-2 충전 코일 연결부(1632)를 포함할 수 있다. 제3-1 충전 코일 연결부(1631)는 제3 무선 충전 코일(1630)의 내측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다. 제3-2 충전 코일 연결부(1632)는 제3 무선 충전 코일(1630)의 외측에 배치된 코일선에서 연장될 수 있다.
또한, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 무선충전장치의 일 측면의 동일한 방향으로 각 무선 충전 코일에서 연장되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 차폐재(1700)의 일측에 배치된 케이블 출입부(1710) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 무선 충전 코일이 복수인 경우, 제1 무선 충전 코일(1610)의 제1-1 충전 코일 연결부(1611)와 제1-2 충전 코일 연결부(1612), 제2 무선 충전 코일(1620)의 제2-1 충전 코일 연결부(1621)와 제2-2 충전 코일 연결부(1622) 및 제3 무선 충전 코일(1630)의 제3-1 충전 코일 연결부(1631)와 제3-2 충전 코일 연결부(1632)는 각각이 차폐재(1700)의 일측에 배치된 케이블 출입부(1710) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.
또한, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 복수의 내측 연결패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 하나 이상의 무선 충전 코일의 각 제1 및 제2 연결선은 복수의 내측 연결패드 각각에 솔더링되어 연결될 수 있다. 또한, 각 제1 및 제2 연결선은 하나 이상의 무선 충전 코일이 배치된 순서대로 복수의 내측 연결패드와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 14와 같이, 무선 충전 코일이 복수인 경우, 제2 무선 충전 코일(1620), 제1 무선 충전 코일(1610), 제3 무선 충전 코일(1630) 순서로 배치될 수 있다. 제1 내측 패드(IP11)는 제2-1 충전 코일 연결부(1621)가 연결될 수 있다. 제2 내측 패드(IP12)는 제2-2 충전 코일 연결부(1622)가 연결될 수 있다. 제3 내측 패드(IP13)는 제1-1 충전 코일 연결부(1611)가 연결될 수 있다. 제4 내측 패드(IP14)는 제1-2 충전 코일 연결부(1612)가 연결될 수 있다. 제5 내측 패드(IP15)는 제3-1 충전 코일 연결부(1631)가 연결될 수 있다. 제6 내측 패드(IP16)는 제3-2 충전 코일 연결부(1632)가 연결될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 차폐재(1700)를 포함할 수 있다. 차폐재(1700)는 무선 충전 코일 모듈 하면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 13과 같이, 무선 충전 코일이 복수일 경우, 차폐재(1700)는 제2 무선 충전 코일(1620)과 제3 무선 충전 코일(1630)의 하면에 배치될 수 있다. 차폐재(1700)의 상면과 제2 무선 충전 코일(1620)과 제3 무선 충전 코일(1630)의 하면 사이에는 접착제 또는 접착부재(미도시)가 배치되어 차폐재(1700)와 제2 및 제3 무선 충전 코일(1620, 1630)이 고정될 수 있다. 차폐재(1700)는 상부에 배치된 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 무선 전력을 충전 방향으로 가이드 할 수 있고, 하부에 배치되는 각종 회로들을 전자기장으로부터 보호할 수 있다. 또한, 차폐재(1700)는 제1 내지 제3 방열홀(1721 내지 1723)을 포함할 수 있다. 차폐재(1700)의 제1 내지 제3 방열홀(1721 내지 1723)은 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 열을 하부에 배치된 방열부재(1800)로 전달하여 무선 충전 코일 모듈의 냉각을 도울 수 있다. 또한, 차폐재(1700)는 케이블 출입부(1710)를 포함할 수 있다. 차폐재(1700)의 케이블 출입부(1710)는 무선 충전 코일의 충전 코일 연결부가 기판(1400)의 하면에 배치되는 내측 패드와의 연결시 충전 코일 연결부의 공간을 확보해 줄 수 있다. 이에 관한 설명은 도 17에서 후술한다.
다른 실시예에 따른 무선충전장치는 방열부재(1800)를 포함할 수 있다. 방열부재(1800)는 차폐재(1700)의 하면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 13와 같이, 방열부재(1800)의 상면과 차폐재(1700)의 하면 사이에는 접착제 또는 접착부재(미도시)가 배치되어 방열부재(1800)와 차폐재(1700)가 고정 될 수 있다. 방열부재(1800)는 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 열이 차폐재(1700)를 통해 직접 전달되거나 차폐재(1700)의 제1 내지 제3 방열홀(1721 내지 1732)을 통해 전달되면 무선충전장치의 외부로 열을 방출시킬 수 있다. 방열부재(1800)는 열 전도율 또는 열 방사율이 높은 재질일 수 있다. 또한, 방열부재(1800)는 제1 내지 제3 방열홀(1821 내지 1823)을 포함할 수 있다. 방열부재(1800)의 제1 내지 제3 방열홀(1821 내지 1823)은 무선 충전 코일 모듈에서 발생된 열을 외부로 전달하여 무선 충전 코일 모듈의 냉각을 도울 수 있다. 보다 구체적으로, 방열부재(1800)의 제1 내지 제3 방열홀(1821 내지 1823)은 차폐재(1700)의 제1 내지 제3 방열홀(1721 내지 1723)의 위치, 모양, 크기와 대응될 수 있다. 또한, 방열부재(1800)의 케이블 출입부(1810)는 무선 충전 코일의 충전 코일 연결부가 기판(1400)의 하면에 배치되는 내측 패드와의 연결시 충전 코일 연결부의 공간을 확보해 줄 수 있다. 보다 구체적으로, 방열부재(1800)의 케이블 출입부(1810)는 차폐재(1700)의 케이블 출입부(1710)의 위치, 모양, 크기와 대응될 수 있다.
따라서, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선 통신과 무선 충전이 가하능다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 소형화가 가능하다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 구조가 단순하다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 제조 공정이 간소화된다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 무선충전코일모듈을 고정 또는 수납하기 위한 별도의 구성이 필요 없으므로 제조 비용이 작다. 또한, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 발열 효과가 우수한 무선 통신 코일을 구비한 무선충전장치를 제공하는 것이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 상측 평면도이고, 도 16은 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 기판의 하측 평면도이다.
도 15를 참조하면, 기판(1400)의 상면(1400a)은 무선 통신 코일(1500)이 배치될 수 있다.
무선 통신 코일(1500)은 복수의 무선 통신 코일 패턴일 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 무선 통신 코일 패턴은 제1 무선 통신 코일 패턴(1510) 및 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)을 포함할 수 있다. 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)은 일측에서 시계 방향으로 연장되어 타측까지 배치될 수 있다. 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)은 일측에 제1 비아홀(h11)을 포함할 수 있다. 제1 비아홀(h11)은 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)과 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 제1-1 연결패턴(1411)과 연결 시킬 수 있다. 또한, 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)은 타측에 제4 비아홀(h14)을 포함할 수 있다. 제4 비아홀(h14)는 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)과 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 제4 연결패턴(1440)과 연결 시킬 수 있다. 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)의 일측은 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)의 일측에서 이격되어 배치될 수 있다. 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)은 일측에서 반시계 방향으로 1회 턴한 후 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)의 타측까지 연장될 수 있다. 즉, 제2 무선 통신 코일 패턴(1530)의 타측은 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)의 타측과 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)은 일측에 제2 비아홀(h12)을 포함할 수 있다. 제2 비아홀(h12)은 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)과 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 제1-2 연결패턴(1412)과 연결 시킬 수 있다. 또한, 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)은 타측에 제5 비아홀(h15)을 포함할 수 있다. 제5 비아홀(h15)는 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)과 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 제4 연결패턴(1440)과 연결 시킬 수 있다. 또한, 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)은 일측에서 1회 턴한 후 더 연장되며 제2 비아홀(h12)과 인접한 위치에 제3 비아홀(h13)을 포함할 수 있다. 제3 비아홀(h13)은 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)과 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 제2-1 연결패턴(1421)과 연결 시킬 수 있다.
기판(1400)에 배치된 개구부(1450)는 제1 무선 충전 코일(1610)의 외측과 대응하여 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 개구부(1450)는 제1 무선 충전 코일(1610)의 외측과 동일한 위치, 형상 및 크기일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 개구부(145)는 제1 무선 충전 코일(1610)의 외측 크기보다 클 수 있다. 이에, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 제1 무선 충전 코일(1610)에서 발생되는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
도 16을 참조하면, 도 16은 기판(1400)의 하면(1400b)을 보다 자세히 설명한다.
기판(1400)의 하면(1400b)은 기판의 상면(1400a)과 마찬가지로 개구부(1450)가 배치될 수 있다.
기판(1400)의 하면(1400b)는 최외곽의 일 영역에 제1 외측 패드 내지 제9 외측 패드(OP11 내지 OP19)가 배치될 수 있다. 제1 외측 패드 내지 제9 외측 패드(OP11 내지 OP19)는 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 외측 패드 내지 제9 외측 패드(OP1 내지 OP9)는 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1, 3, 4, 6, 및 8 외측패드(OP11, OP13, OP14, OP16, OP18)은 제2, 5, 7 및 9 외측 패드(OP12, OP15, OP17, OP19) 보다 기판(1400)의 내부 방향에 배치될 수 있다. 이에, 복수의 외측 패드가 배치되는 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고, 복수의 외측 패드를 일렬로 배치할 수 잇다.
기판(1400)의 하면(1400b)은 제1 외측 패드 내지 제9 외측 패드(OP11 내지 OP19)가 배치된 영역 보다 기판(1400)의 내측에 위치하는 제1 내지 제6 내측 패드(IP11 내지 IP16)가 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 내지 제6 내측 패드(IP11 내지 IP16)는 제2-1 연결패턴 내지 제2-4 연결패턴(1421 내지 1424)에 인접한 위치에서 일렬로 배치될 수 있다. 즉, 제1 내측 패드(IP11)는 제2-1 연결패턴(1421)과 인접하게 배치되고, 제6 내측패턴(IP16)은 제2-1 연결패턴(1421)과 가장 멀리 배치될 수 있다.
또한, 제4 외측 패드 내지 제9 외측 패드(OP14 내지 OP19)는 제1 내지 제6 내측 패드(IP11 내지 IP16)와 이격될 수 있다. 보다 구체적으로, 제4 외측 패드 내지 제9 외측 패드(OP14 내지 OP19)와 제1 내지 제6 내측 패드(IP11 내지 IP16)의 최소 이격거리는 2mm 내지 8mm일 수 있다. 상기 이격거리에 제한되는 것은 아니고 공정의 종류 또는 제품의 형상에 따라 변경될 수 있다.
제1-1 연결 패턴(1411)은 제1 외측패드(OP11)에서 제1 비아홀(h11)까지 연장되어 배치되며 제1 외측패드(OP11)와 제1 비아홀(h11)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제1 외측패드(OP11)는 제1-1 연결 패턴(1411) 및 제1 비아홀(h11)을 통해 기판(1400)의 상면(1400a)의 제1 무선 통신 코일 패턴(1510)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1-2 연결 패턴(1412)은 제2 외측패드(OP12)에서 제2 비아홀(h12)까지 연장되어 배치되며 제2 외측패드(OP12)와 제2 비아홀(h12)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제2 외측패드(OP12)는 제1-2 연결 패턴(1412) 및 제2 비아홀(h12)을 통해 기판(1400)의 상면(1400a)의 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2-1 연결 패턴(1421)은 제3 외측 패드(OP13)에서 제3 비아홀(h3)까지 연장되어 배치되며 제3 외측패드(OP13)와 제3 비아홀(h13)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제3 외측패드(OP13)는 제2-1 연결패턴(1421) 및 제3 비아홀(h13)을 통해 기판(1400)의 상면(1400a)의 제2 무선 통신 코일 패턴(1520)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3-1 연결 패턴(1431)은 제4 외측 패드(OP14)에서 제1 내측 패드(IP11)까지 연장되어 배치되며 제4 외측 패드(OP14)와 제1 내측 패드(IP11)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-2 연결 패턴(1432)은 제5 외측 패드(OP15)에서 제2 내측 패드(IP12)까지 연장되어 배치되며 제5 외측 패드(OP15)와 제2 내측 패드(IP12)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-3 연결 패턴(1433)은 제6 외측 패드(OP16)에서 제3 내측 패드(IP13)까지 연장되어 배치되며 제6 외측 패드(OP16)와 제3 내측 패드(IP13)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-4 연결 패턴(1434)은 제7 외측 패드(OP17)에서 제4 내측 패드(IP14)까지 연장되어 배치되며 제7 외측 패드(OP17)와 제4 내측 패드(IP14)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-5 연결 패턴(1435)은 제8 외측 패드(OP18)에서 제5 내측 패드(IP15)까지 연장되어 배치되며 제8 외측 패드(OP18)와 제5 내측 패드(IP15)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3-6 연결 패턴(1436)은 제9 외측 패드(OP19)에서 제6 내측 패드(IP16)까지 연장되어 배치되며 제9 외측 패드(OP19)와 제6 내측 패드(IP16)를 전기적으로 연결할 수 있다.
제4 연결 패턴(1440)은 제4 비아홀(h14)에서 제5 비아홀(h15)까지 연장되어 배치되며 제4 비아홀(h14)과 제5 비아홀(h15)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 기판(1400)의 상면(1400a)에 배치된 제1 무선 통신 패턴(1510)과 제2 무선 통신 패턴(1520)은 제4 비아홀(h14), 제4 연결 패턴(1440) 및 제5 비아홀(h15)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 무선 통신 코일(1500)은 하나의 코일을 형성할 수 있다.
도 17은 다른 실시예에 따른 무선충전장치의 무선 충전 코일 모듈과 차폐제의 사시도이다.
도 17을 참조하면, 도 17은 차폐재(1700)에 무선 충전 코일 모듈인 제1 내지 제3 무선 충전 코일(1610 내지 1630)이 배치된 모습니다.
제1 내지 제3 무선 충전 코일(1610 내지 1630)이 배치될 때, 제1 층에 배치된 제2 무선 충전 코일 및 제3 무선 충전 코일(1620, 1630)은 단축과 장축의 방향이 동일하게 배치될 수 있다. 제2 층에 배치된 제1 무선 충전 코일(1610)은 제1 층에 배치된 제2 무선 충전 코일 및 제3 무선 충전 코일(1620, 1630)의 단축과 장축의 방향과 90도 방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.
무선 충전 코일의 충전 코일 연결부는 제1 내측 패드에 연장되어 연결될 때 차폐재(1700)의 케이블 출입부(1710)를 경유할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 무선 충전 코일(1610)의 제1-1 충전 코일 연결부(1611) 및 제1-2 충전 코일 연결부(612), 제2 무선 충전 코일(1620)의 제2-1 충전 코일 연결부(1621) 및 제2-2 충전 코일 연결부(622), 제3 무선 충전 코일(1630)의 제3-1 충전 코일 연결부(1631) 및 제 3-2 충전 코일 연결부(1623)는 차폐재(1700)의 케이블 출입부(712)로 연장된 후 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치되는 제1 내지 제6 내측 패드(IP11 내지 IP16)으로 연장될 수 있다. 이에, 충전 코일 연결부와 내측 패드와의 솔더링 공정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 제2 무선 충전 코일(1620) 및 제3 무선 충전 코일(1630)의 내측에서 각각 연결된 충전 코일 연결부는 제1 무선 충전 코일(1610)을 감싸도록 배치되며 기판(1400)을 지지할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2-2 충전 코일 연결부(1622)의 일 부분(1622a)은 제2 무선 충전 코일(1620)의 내측에서부터 연장되어 제2 무선 충전 코일(1620)의 상측에 위치하고 제1 무선 충전 코일(1610)의 외측 일부에 대응하여 배치될 수 있다. 제3-1 충전 코일 연결부(1631)의 일 부분(1631a)은 제3 무선 충전 코일(1630)의 내측에서부터 연장되어 제3 무선 충전 코일(1630)의 상측에 위치하고 제1 무선 충전 코일(1610)의 외측 일부에 대응하여 배치될 수 있다. 제2-2 충전 코일 연결부(1622)의 일 부분(1622a) 및 제3-1 충전 코일 연결부(1631)의 일 부분(1631a)은 기판(1400)의 하면(1400b)과 접촉하여 기판(1400)을 지지할 수 있다.
접착제 또는 접착 부재는 제2 무선 충전 코일(1620)의 상면(1620a) 및 제3 무선 충전 코일(1630)의 상면(1630a)에 배치되어 제2 무선 충전 코일(1620)과 기판(1400)을 또는 제3 무선 충전 코일(1630)과 기판(1400) 서로 고정시킬 수 있다.
차폐재(1700)에 배치되는 제1 내지 제3 방열홀(1721 내지 1723)은 제1 내지 제3 무선 충전 코일(1610 내지 1630)에 대응하여 배치될 수 있다. 차폐재(1700)의 제1 방열홀(1721)은 제2 무선 충전 코일(1620)의 내측에 배치되며 제1 무선 충전 코일(1610)과 겹치지 않게 배치될 수 있다. 차폐재(1700)의 제2 방열홀(1722)는 제1 무선 충전 코일(1610)의 내측에 배치되며 제2 무선 충전 코일(1620)과 제3 무선 충전 코일(1630)과 겹치지 않게 배치될 수 있다. 차폐재(1700)의 제3 방열홀(1731)은 제3 무선 충전 코일(1630)의 내측에 배치되며 제1 무선 충전 코일(1610)과 겹치지 않게 배치될 수 있다.
도 18은 다른 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 정면도이고, 도 19는 다른 실시예에 따른 연결핀과 연결핀 서포터를 설명하기 위한 무선충전장치의 측면도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선충전장치는 복수의 연결핀을 포함할 수 있다. 복수의 연결핀은 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치된 복수의 외측 패드에 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 복수의 연결핀은 복수의 외측 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 연결핀은 외부의 장치와 연결하여 신호를 출력하거나 입력 받을 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 연결핀은 제1 내지 제9 연결핀(P11 내지 P19)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제9 연결핀(P11 내지 P19)은 순서대로 제1 내지 제9 외측 패드(OP11 내지 OP19)에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 19와 같이, 제1 내지 제9 외측 패드(OP11 내지 OP19)가 서로 어긋나게 배치되면 제1 내지 제9 연결핀(P11 내지 P19)도 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 즉, 제1 외측 패드(OP11)가 제2 외측 패드(OP12)보다 기판(1400)의 내측에 배치되기 때문에 제1 연결핀(P11)이 제2 연결핀(P12)보다 내측에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 연결핀(P11, P12)과 마찬가지로 제3 내지 제9 연결핀(P13 내지 P19)가 배치될 수 있다.
다른 실시예에 따른 무선충전장치는 연결핀 서포터(PS10)를 포함할 수 있다. 연결핀 서포터(PS10)는 복수의 연결핀이 기판(1400)에 견고하게 고정될 수 있도록 하고 복수의 연결핀을 보호할 수 있다. 연결핀 서포터(PS10)는 복수의 연결핀에 대응하여 기판(1400)의 하면(1400b)에 배치될 수 있다. 또한, 연결핀 서포터(PS10)의 면적은 복수의 연결핀이 배치된 면적보다 클 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 차폐재;
    상기 차폐재 상에 배치되는 기판;
    상기 차폐재와 상기 기판 사이에 배치되는 무선 충전 코일 모듈;
    상기 기판 상면에 배치되는 무선 통신 코일; 및
    상기 기판 하면에 배치되는 단자부를 포함하고,
    상기 단자부는,
    상기 무선 충전 코일 모듈과 연결되는 내측 패드,
    상기 내측 패드와 연결되는 연결 패턴 및
    상기 연결 패턴과 연결되는 외측 패드를 포함하는 무선충전장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    무선 충전 코일 모듈은 하나 이상의 무선 충전 코일을 포함하는 무선충전장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    무선 충전 코일 모듈은 제1 내지 제3 무선 충전 코일을 포함하고,
    상기 제1 무선 충전 코일은 제1-1 충전 코일 연결부 및 제1-2 충전 코일 연결부를 포함하고,
    상기 제2 무선 충전 코일은 제2-1 충전 코일 연결부 및 제2-2 충전 코일 연결부를 포함하고,
    상기 제3 무선 충전 코일은 제3-1 충전 코일 연결부 및 제3-2 충전 코일 연결부를 포함하고,
    상기 내측 패드는 제1 내지 제6 내측 패드를 포함하고,
    상기 제1 내측 패드는 상기 제2-1 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 내측 패드는 상기 제2-2 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고,
    상기 제3 내측 패드는 상기 제1-1 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고,
    상기 제4 내측 패드는 상기 제1-2 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고,
    상기 제5 내측 패드는 상기 제3-1 충전 코일 연결부와 전기적으로 연결되고,
    상기 제6 내측 패드는 상기 제3-2 충전 코일 연결부와 전지적으로 연결되는 무선충전장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 외측 패드는 제1 내지 제6 외측 패드를 포함하고,
    상기 연결 패턴은 제1-1 내지 제1-6 연결 패턴을 포함하고,
    상기 제1-1 연결 패턴은 제1 내측 패드와 제1 외측 패드를 전기적으로 연결하고,
    상기 제1-2 연결 패턴은 제2 내측 패드와 제2 외측 패드를 전기적으로 연결하고,
    상기 제1-3 연결 패턴은 제3 내측 패드와 제3 외측 패드를 전기적으로 연결하고,
    상기 제1-4 연결 패턴은 제4 내측 패드와 제4 외측 패드를 전기적으로 연결하고,
    상기 제1-5 연결 패턴은 제5 내측 패드와 제5 외측 패드를 전기적으로 연결하고,
    상기 제1-6 연결 패턴은 제6 내측 패드와 제6 외측 패드를 전기적으로 연결하는 무선충전장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    제1 내지 제6 연결핀을 더 포함하고,
    상기 제1 연결핀은 상기 제1 외측 패드에 대응하여 배치되고,
    상기 제2 연결핀은 상기 제2 외측 패드에 대응하여 배치되고,
    상기 제3 연결핀은 상기 제3 외측 패드에 대응하여 배치되고,
    상기 제4 연결핀은 상기 제4 외측 패드에 대응하여 배치되고,
    상기 제5 연결핀은 상기 제5 외측 패드에 대응하여 배치되고,
    상기 제6 연결핀은 상기 제6 외측 패드에 대응하여 배치되는 무선충전장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제2-2 충전 코일 연결부는 상기 제2 무선 충전 코일의 내측에서부터 연장되어 상기 제1 무선 충전 코일의 외측의 일 부분을 감싸면서 배치되고,
    상기 제3-1 충전 코일 연결부는 상기 제3 무선 충전 코일의 내측에서부터 연장되어 상기 제1 무선 충전 코일의 외측의 타 부분을 감싸면서 배치되는 무선충전장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 차폐재는 제1 내지 제3 방열홀을 포함하고,
    상기 제1 방열홀은 상기 제1 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고,
    상기 제2 방열홀은 상기 제2 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고,
    상기 제3 방열홀은 상기 제3 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되는 무선충전장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 무선 통신 코일은 제1 무선 통신 코일 패턴 및 제2 무선 통신 코일 패턴을 포함하고,
    상기 제1 무선 통신 코일 패턴은 제1 비아홀을 통해 기판의 하면에 배치된 제2-1 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 무선 통신 코일 패턴은 제2 비아홀을 통해 기판의 하면에 배치된 제2-2 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제2-1 연결패턴은 제7 외측 패드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2-2 연결패턴은 제8 외측 패드와 전기적으로 연결되는 무선충전장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    제3 연결패턴은 일측에 배치되는 제3 비아홀을 통해 상기 제1 무선 통신 코일 패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제3 연결패턴은 타측에 배치되는 제4 비아홀을 통해 상기 제2 무선 통신 코일 패턴과 전기적으로 연결되는 무선충전장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 무선 통신 코일 패턴은 제5 비아홀을 통해 기판의 하면에 배치된 제3-1 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제3-1 연결패턴은 제9 외측 패드와 전기적으로 연결되는 무선충전장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    제1 내지 제3 온도센서를 더 포함하고,
    상기 제1 온도센서는 상기 제1 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고,
    상기 제2 온도센서는 상기 제2 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되고,
    상기 제3 온도센서는 상기 제3 무선 충전 코일의 내측에 대응하여 배치되는 무선충전장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 온도센서의 제1 전극단은 상기 제3-1 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 온도센서의 제2 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-2 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 온도센서의 제2 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-3 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제3 온도센서의 제2 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-4 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 온도센서의 제1 전극단과 상기 제3 온도센서의 제1 전극단은 기판의 하면에 배치된 제3-5 연결패턴과 전기적으로 연결되고,
    상기 제3-5 연결패턴은 상기 제1 온도센서의 전극단과 전기적으로 연결되는 무선충전장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제3-2 연결패턴은 제10 외측 패드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제3-3 연결패턴은 제11 외측 패드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제3-4 연결패턴은 제12 외측 패드와 전기적으로 연결되는 무선충전장치.
  14. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제6 연결핀을 지지하는 연결핀 서포터를 더 포함하는 무선충전장치.
  15. 제3 항에 있어서,
    상기 기판은 개구부를 더 포함하고,
    상기 제1 무선 충전 코일은 상기 개구부에 배치되는 무선충전장치.
  16. 제7 항에 있어서,
    상기 차폐재의 하면에 배치되는 방열부재를 더 포함하고,
    상기 방열부재는 상기 차폐재의 제1 내지 제3 방열홀과 대응하여 배치되는 상기 방열부재의 제1 내지 제3 방열홀을 포함하는 무선충전장치.
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