KR20190027629A - Coil Assembly For Wireless Charging - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게 무선 충전용 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.The present invention relates to wireless charging technology, and more particularly, to a wireless charging coil assembly and a wireless power transmitter equipped with the same.
무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저, 고주파, 마이크로웨이브와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. The wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer) is a technology to transmit electric energy from the transmitter to the receiver wirelessly using the induction principle of the magnetic field. In the 1800s, electric motor or transformer And thereafter, a method of radiating electromagnetic waves such as radio waves, lasers, high frequencies, and microwaves to transfer electrical energy has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction.
현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.Up to the present, energy transmission using radio may be roughly classified into a magnetic induction method, an electromagnetic resonance method, and an RF transmission method using a short wavelength radio frequency.
자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.In the magnetic induction method, when two coils are adjacent to each other and a current is supplied to one coil, a magnetic flux generated at this time causes an electromotive force to the other coils. As a technology, . The magnetic induction method has the disadvantage that it can transmit power of up to several hundred kilowatts (kW) and the efficiency is high, but the maximum transmission distance is 1 centimeter (cm) or less, so it is usually adjacent to the charger or the floor.
자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The self-resonance method is characterized by using an electric field or a magnetic field instead of using electromagnetic waves or currents. The self-resonance method is advantageous in that it is safe to other electronic devices or human body since it is hardly influenced by the electromagnetic wave problem. On the other hand, it can be used only at a limited distance and space, and has a disadvantage that energy transfer efficiency is somewhat low.
단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Short wavelength wireless power transmission - simply, RF transmission - takes advantage of the fact that energy can be transmitted and received directly in radio wave form. This technology is a RF power transmission system using a rectenna. Rectena is a combination of an antenna and a rectifier, which means a device that converts RF power directly into direct current power. That is, the RF method is a technique of converting an AC radio wave into DC and using it. Recently, as the efficiency has improved, commercialization has been actively researched.
무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 차량, IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.Wireless power transmission technology can be used in various fields such as automobile, IT, railroad, home appliance industry as well as mobile.
무선 충전은 전력 전송 시 송신 코일인 1차 코일과 수신 코일인 2차 코일로 전력을 전송하는 동안 충전 표면의 온도가 상승할 수 있다. 이때, 기준치 이상의 고온이 감지된 경우, 무선 전력 송신 장치는 온도가 정상이 될 때까지 전력 전송을 중단하여야 한다. Wireless charging can increase the temperature of the charged surface during transmission of power to the primary coil, which is the transmit coil, and the secondary coil, which is the receive coil, during power transfer. At this time, when a temperature higher than a reference value is detected, the wireless power transmission apparatus should stop the power transmission until the temperature becomes normal.
과열은 무선 전력 송신 장치뿐만 아니라 무선 전력 수신 장치의 오동작 및 파손을 야기시킬 수 있으므로 정확한 온도 측정을 통해 과열을 차단하는 것이 중요하다. 또한, 과열 판단이 잘못된 경우, 불필요하게 충전이 중단될 수 있으며, 충전 시간이 길어지는 문제점도 있다.It is important to prevent overheating by accurate temperature measurement because overheating can cause malfunction and damage of wireless power receiving apparatus as well as wireless power transmitting apparatus. If the overheating determination is wrong, the charging may be stopped unnecessarily and the charging time may become longer.
따라서, 무선 전력 송신기 내부적으로 정확한 온도 측정이 이루어져야 한다.Therefore, accurate temperature measurements must be made internally within the wireless power transmitter.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 내구성이 강한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a durable coil assembly and a wireless power transmitter equipped with the same.
본 발명은 기판의 양면에 코일을 중첩되지 않게 배치함으로써 발열 특성이 개선된 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a coil assembly with improved heating characteristics by disposing coils on both sides of a substrate without overlap, and a wireless power transmitter equipped with the same.
본 발명은 기판의 양면에 코일을 중첩되지 않게 배치함으로써 코일간 간섭을 최소화시키고, 코일 별 정확한 온도 측정이 가능한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a coil assembly and a radio power transmitter equipped with the coil assembly capable of minimizing inter-coil interference by arranging coils on both sides of a substrate without overlapping, and capable of accurately measuring temperature by coil.
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.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명은 무선 충전용 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a wireless charging coil assembly and a wireless power transmission device equipped with it.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 장착되는 코일 어셈블리는 기판과 상기 기판의 일면에 배치되는 제1 코일과 상기 기판의 타면에 배치되는 제2 코일 및 제3 코일을 포함할 수 있다.A coil assembly mounted on a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention may include a substrate, a first coil disposed on one side of the substrate, and a second coil and a third coil disposed on the other side of the substrate .
여기서, 상기 제1 코일과 중첩되지 않게 상기 일면에 배치되는 근거리 무선 통신 안테나를 더 포함할 수 있다.The antenna may further include a short-range wireless communication antenna disposed on one side of the first coil so as not to overlap with the first coil.
또한, 상기 근거리 무선 통신 안테나는 상기 기판에 패턴 인쇄될 수 있다.The short-range wireless communication antenna may be pattern-printed on the substrate.
또한, 상기 코일 어셈블리는 상기 기판의 일측에 배치되는 단자를 더 포함하고, 상기 단자를 통해 상기 코일 어셈블리와 제어 회로 기판이 전기적으로 연결될 수 있다.The coil assembly may further include a terminal disposed on one side of the substrate, and the coil assembly and the control circuit board may be electrically connected through the terminal.
또한, 상기 코일 어셈블리는 상기 일면과 상기 타면에 배치된 코일 각각에 대응하여 상기 기판의 해당 면에 배치되는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.The coil assembly may further include a temperature sensor disposed on a corresponding surface of the substrate corresponding to each of the coils disposed on the one surface and the other surface.
여기서, 상기 온도 센서는 해당 코일의 내경 중앙에 배치될 수 있다.Here, the temperature sensor may be disposed at the center of the inner diameter of the coil.
또한, 상기 코일 어셈블리는 상기 타면과 상기 제어 회로 기판 사이에 배치되는 자성 차폐제를 더 포함할 수 있다.The coil assembly may further include a magnetic shielding member disposed between the other surface and the control circuit board.
또한, 상기 코일 어셈블리는 상기 기판의 상기 일면과 상기 타면을 관통하는 적어도 하나의 홀을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 홀을 통해 상기 제2코일과 상기 제3코일의 양단 및 상기 타면에 배치되는 상기 온도 센서가 상기 단자에 연결될 수 있다.The coil assembly may further include at least one hole penetrating the one surface and the other surface of the substrate, and the coil assembly may be disposed at both ends of the second coil and the third coil and on the other surface through the at least one hole. The temperature sensor may be connected to the terminal.
또한, 상기 제2 코일 및 상기 제3 코일은 서로 중첩되지 않게 상기 타면에 배치될 수 있다.Further, the second coil and the third coil may be disposed on the other surface without overlapping each other.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치는 코일 어셈블리 및 상기 코일 어셈블리와 전기적으로 연결된 제어 회로 기판을 포함하고, 상기 코일 어셈블리는 기판과 상기 기판의 일면에 배치되는 제1 코일과 상기 기판의 타면에 배치되는 제2 코일 및 제3 코일을 포함할 수 있다.A wireless power transmission apparatus for transmitting wireless power to a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention includes a coil assembly and a control circuit board electrically connected to the coil assembly, And may include a first coil disposed on one side of the substrate and a second coil and a third coil disposed on the other side of the substrate.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.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, And can be understood and understood.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the method and apparatus according to the present invention will be described as follows.
본 발명은 내구성이 강한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 장점이 있다.The present invention has the advantage of providing a durable coil assembly and a wireless power transmitter with it.
또한, 본 발명은 기판의 양면에 코일을 중첩되지 않게 배치함으로써 발열 특성이 개선된 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 장점이 있다.Further, the present invention has an advantage of providing a coil assembly and a wireless power transmitter equipped with the same with improved heating characteristics by disposing coils on both sides of a substrate without overlapping.
또한, 본 발명은 기판의 양면에 코일을 중첩되지 않게 배치함으로써 코일간 간섭을 최소화시키고, 정확한 온도 측정이 가능한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.The present invention also provides a coil assembly and a radio power transmitter equipped with the coil assembly, in which coils are not overlapped on both sides of a substrate to minimize inter-coil interference, and an accurate temperature measurement is possible.
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.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
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 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송을 위한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신 장치를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are views for explaining a coil assembly for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention and a wireless power transmission apparatus equipped with the same.
이하, 본 발명의 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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 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 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.In the description of the embodiments, an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, A wireless power transmission device, a wireless power transmitter, and the like are used in combination. Also, for the sake of convenience of explanation, it is to be understood that a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a wireless power receiving apparatus, a receiving terminal, a receiving side, a receiving apparatus, Etc. may be used in combination.
본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 바닥 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단에는 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 일 예로, 무선 파워 전송 수단은 WPC(Wireless Power Consortium), PMA(Power Matters Alliance) 등의 무선 충전 기술 표준 기구에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.The transmitter according to the present invention may be configured as a pad, a cradle, an access point (AP), a small base station, a stand, a ceiling, a floor, And may transmit wireless power to the power receiving device. To this end, the transmitter may comprise at least one radio power transmission means. Here, the radio power transmission means may be various non-electric power transmission standards based on an electromagnetic induction system in which a magnetic field is generated in a power transmitting terminal coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiving terminal coil under the influence of the magnetic field. For example, the wireless power transmission means may include an electromagnetic induction wireless charging technique as defined in a wireless charging technology standards organization such as Wireless Power Consortium (WPC), Power Matters Alliance (PMA), and the like.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium), PMA(Power Matters Alliance), Qi 등에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.Also, a receiver according to an embodiment of the present invention may include at least one wireless power receiving means and may receive wireless power from two or more transmitters at the same time. Here, the wireless power receiving means may include, but is not limited to, an electromagnetic induction wireless charging technique defined by Wireless Power Consortium (WPC), Power Matters Alliance (PMA), Qi and the like.
본 발명에 따른 무선 전력 수신기는 운송 장치의 일측에 장착될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다. A wireless power receiver according to the present invention may be mounted on one side of a transportation device, but is not limited thereto, and may be a device equipped with wireless power receiving means according to the present invention to charge a battery.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
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.Referring to FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless
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.For example, the wireless
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.For example, information exchanged between the wireless
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.The in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
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. For example, the unidirectional communication may be that the wireless
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. In the half duplex communication mode, bidirectional communication is possible between the wireless
본 발명의 일 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. The wireless
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.In particular, the wireless
또한, 전자 기기(30) 사용자는 액정 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다. Also, the user of the
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며. 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.For example, as shown in 200a, the wireless
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.At this time, the number of wireless power receiving apparatuses connectable to one wireless
다른 일 예로, 도면 부호 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.As another example, as shown in 200b, the wireless
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a sensing signal transmission procedure in a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩되도록 배치될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 서로 중첩되지 않게 배치되거나 하나의 송신 코일이 장착될 수도 있다. As an example, the wireless power transmitter may be equipped with three transmit
무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.The wireless power transmitter sequentially transmits predetermined sensing signals 117, 127 (e.g., digital ping) for sensing the presence of a wireless power receiver through each transmit coil in a predefined sequence.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차가 개시되면 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 소정 응답 신호-예를 들면, 감지 신호에 대응되는 수신 신호 세기 정보가 포함된 신호일 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해, 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116) 또는 신호 세기 패킷(Signal Strength Packet)이라 명함-가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차가 개시되면 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다. 3, the wireless power transmitter sequentially transmits the
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.As shown in FIG. 3, the reason why the wireless power transmitter performs the two detection signal transmission procedures is to more accurately identify to which transmission coil the reception coil of the wireless power receiver is well aligned.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다. If the
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송을 위한 코일 어셈블리 및 그것이 장착되는 무선 전력 송신 장치를 설명하기 위한 도면이다.4A and 4B are views for explaining a coil assembly for wireless power transmission and a wireless power transmission device in which the same are mounted, according to an embodiment of the present invention.
본 실시 예에 따른 코일 어셈블리는 3개의 송신 코일을 포함하여 구성될 수 있다. The coil assembly according to the present embodiment may be configured to include three transmission coils.
도 4a 내지 후술할 4b에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에서 코일 어셈블리를 구성하는 송신 코일들은 근거리 무선 통신(NFC:Near Field Communication) 안테나가 패턴 인쇄된 기판의 양면에 배치될 수 있다. As shown in FIGS. 4A to 4B, the transmission coils constituting the coil assembly in this embodiment may be disposed on both sides of the substrate on which the near field communication (NFC) antenna is pattern-printed.
이하 설명의 편의를 위해, 기판의 양면에 배치되는 3개의 송신 코일들을 제1 코일, 제2 코일, 제3 코일이라 명하기로 한다. 본 실시 예에 따른 송신 코일은 피복된 리드 선을 원형으로 감아 기판에 부착될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 기판에 패턴 인쇄되거나 전도성 금속판을 코일 형태로 에칭하여 제조된 에칭 코일을 기판에 부착할 수도 있다. For convenience of explanation, three transmission coils disposed on both sides of the substrate will be referred to as a first coil, a second coil, and a third coil. The transmission coil according to the present embodiment may be attached to the substrate by winding the coated lead wire in a circular shape, but this is merely one embodiment, and another example may be a patterned printed on a substrate or a conductive metal plate The etched coil may be attached to the substrate.
이하, 도 4a를 참조하여, 코일 어셈블리(400)의 제1면(410)의 구성을 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the
코일 어셈블리(400)의 제1면(410)은 기판(411), 제1 코일(412), NFC 안테나(413), 제1 온도 센서(414), 단자(415) 및 복수의 홀(401 내지 406)들-이하 설명의 편의를 위해 제1홀(401), 제2홀(402), 제3홀(403), 제4홀(404), 제5홀(405) 및 제6홀(406)이라 명하기로 함-을 포함하여 구성될 수 있다. The
여기서, NFC 안테나(413)는 기판(411)에 패턴 인쇄되어 기판(411)과 일체형으로 제조될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하면, 다른 일 예로, NFC 안테나(413)가 별도의 접착 부재를 이용하여 기판(411)상에 부착될 수도 있다. Here, the
도면 번호 410은 코일 어셈블리(400)의 제1면(410)에 상응하는 평면도이고, 도면 번호 420은 제1면(410)을 점선 a1-a2로 잘랐을 때의 절단면을 보여주는 횡단면도이다.
도면 번호 420에 도시된 바와 같이, 제2층을 구성하는 제1코일(412) 및 NFC 안테나(413)는 기판(411)에 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 제1 온도 센서(414)는 제1코일(412)의 내경 중앙에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.As shown in the drawing 420, the
도면 번호 420을 참조하면, 제3층에는 제2코일(421) 및 제3코일(421)이 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 제2코일(421) 및 제3코일(425)의 내경 중앙에는 제2 온도 센서(424) 및 제3 온도 센서(425)가 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Referring to reference numeral 420, the
본 발명에 따른 코일 어셈블리(400)는 기판(411)의 양면에 코일을 분리 배치함으로써, 코일이 서로 직접적으로 중첩되지 않게 배치할 수 있으며, 이에 따라 송신 코일에 의해 발생되는 열이 충전 표면에서 고르게 분포시킬 수 있다. The
본 발명에 따른 코일 어셈블리(400)는 중첩된 코일 구조를 가지는 종래 제품들에 비해 발열 특성을 개선할 수 있다.The
본 발명에 따른 코일 어셈블리(400)는 제1층인 기판(411)의 양면에 제1코일(412), 제2코일(421) 및 제3코일(422)을 서로 중첩되지 않게 분리 배치함으로써, 각각의 코일에서 발생되는 열이 다른 코일에 영향을 주는 것을 최소화시킬 수 있다. 또한, 이를 통해, 코일 별 정확한 온도 측정이 가능한 장점이 있다. The
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 어셈블리(400)는 기판의 한 면에 접착 부재를 이용하여 코일들을 중첩하여 쌓지 않고, 기판의 양면에 직접 코일을 부착하거나 패턴 인쇄할 수 있으므로, 우수한 내구성을 가질 수 있다. In addition, since the
기판(411)의 일측-예를 들면, 기판(411)의 제1면(410)일 수 있음-에 코일들(412, 421, 422)의 양단, NFC 안테나의 양단, 온도 센서들(414 424, 425)을 전기적으로 연결하기 위한 단자(415)가 별도 또는 일체형으로 구비되어 장착될 수 있다.421, 422, both ends of the NFC antenna,
도면 번호 420을 참조하면, 제3층에 배치되는 제2코일(421) 및 제3코일(422)의 양단 및 제2 온도 센서(424) 및 제3 온도 센서(424)는 제1 내지 제6홀(401 내지 406)을 통해 단자(415)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
제4층에는 자성 차폐제(423)가 배치될 수 있다. 자성 차폐제(423) 하단인 제5층에는 무선 충전 장치의 전체적인 동작을 제어하는 제어 회로 기판(426)이 배치될 수 있으며, 자성 차폐제(423)는 코일에 의해 발생되는 전자기파가 제어 회로 기판(426)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 일 예로, 자성 차폐제(423)는 페라이트(ferrite) 계열일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.A
코일 어셈블리(400)와 제어 회로 기판(426)은 단자(415)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.The
여기서, 제어 회로 기판(426)은 외부 전원을 공급 받는 전원 단자, 외부 전원을 변환하여 무선 충전을 위한 전력 신호를 생성하는 각종 회로 소자 및 이를 제어하기 위한 마이크로 프로세서, 무선 전력 수신기와의 통신을 수행하는 변조 및 복조 회로, 무선 전력 송신 장치의 특정 위치에서의 온도, 전류, 전압, 정전 용량 중 적어도 하나의 센싱 정보를 수집하여 과열, 과전류, 과전압 등을 판단하는 각종 회로 소자 등을 포함하여 구성될 수 있다.Here, the
도 4b는 코일 어셈블리(400)의 제2면(430)의 구성을 설명하기로 한다. FIG. 4B illustrates the configuration of the
도면 번호 430은 코일 어셈블리(400)의 제2면(430)에 상응하는 평면도이고, 도면 번호 440은 제2면(430)을 점선 b1-b2로 잘랐을 때의 절단면을 보여주는 횡단면도이다.
코일 어셈블리(400)의 제2면(430)은 기판(411), 제2코일(421), 제3코일(422), 제2 온도 센서(424), 제3 온도 센서(425) 및 제1 내지 제6홀(401 내지 406)을 포함하여 구성될 수 있다.The
도면 번호 430을 참조하면, 제2코일(421) 및 제3코일(421)은 서로 중첩되지 않게 기판(411)에 배치될 수 있다. 제2코일(421) 및 제3코일(422)의 내경 중앙 일측에는 각각 제2 온도 센서(424) 및 제3 온도 센서(425)가 배치될 수 있다.Referring to reference numeral 430, the
제2코일(421)의 내경 일측에서 분기된 선로와 제2 온도 센서(424)로부터 분기된 선로는 각각 제2홀(402)과 제3홀(403)을 관통하여 코일 어셈블리(400)의 제1면(410)에 배치된 단자(415)에 연결될 수 있다.The line branched from one side of the inner diameter of the
유사하게, 제3코일(422)의 내경 일측에서 분기된 선로와 제3 온도 센서(425)로부터 분기된 선로는 각각 제6홀(406)과 제5홀(405)을 관통하여 코일 어셈블리(400)의 제1면(410)에 배치된 단자(415)에 연결될 수 있다.Similarly, the line branched from the inner diameter side of the
도면 번호 440을 참조하면, 코일 어셈블리(400)의 제4층에는 자성 차폐제(423)가 배치될 수 있다.Referring to reference numeral 440, a
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
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.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
기판;
상기 기판의 일면에 배치되는 제1 코일; 및
상기 기판의 타면에 배치되는 제2 코일 및 제3 코일
을 포함하는, 코일 어셈블리.A coil assembly mounted on a wireless power transmission device,
Board;
A first coil disposed on one surface of the substrate; And
A second coil and a third coil disposed on the other surface of the substrate,
. ≪ / RTI >
상기 제1 코일과 중첩되지 않게 상기 일면에 배치되는 근거리 무선 통신 안테나를 더 포함하는, 코일 어셈블리. The method according to claim 1,
And a short range wireless communication antenna disposed on the one side of the first coil so as not to overlap the first coil.
상기 근거리 무선 통신 안테나는 상기 기판에 패턴 인쇄되는, 코일 어셈블리3. The method of claim 2,
Wherein the short-range wireless communication antenna comprises a coil assembly
상기 기판의 일측에 배치되는 단자를 더 포함하고, 상기 단자를 통해 상기 코일 어셈블리와 제어 회로 기판이 전기적으로 연결되는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
Further comprising a terminal disposed on one side of the substrate, wherein the coil assembly and the control circuit board are electrically connected through the terminal.
상기 일면과 상기 타면에 배치된 코일 각각에 대응하여 상기 기판의 해당 면에 배치되는 온도 센서를 더 포함하는, 코일 어셈블리.5. The method of claim 4,
And a temperature sensor disposed on a corresponding surface of the substrate corresponding to each of the coils disposed on the one surface and the other surface.
상기 온도 센서는 해당 코일의 내경 중앙에 배치되는, 코일 어셈블리.6. The method of claim 5,
Wherein the temperature sensor is disposed in the center of the inner diameter of the coil.
상기 타면과 상기 제어 회로 기판 사이에 배치되는 자성 차폐제를 더 포함하는, 코일 어셈블리.5. The method of claim 4,
And a magnetic shielding member disposed between the other surface and the control circuit board.
상기 기판의 상기 일면과 상기 타면을 관통하는 적어도 하나의 홀을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 홀을 통해 상기 제2코일과 상기 제3코일의 양단 및 상기 타면에 배치되는 상기 온도 센서가 상기 단자에 연결되는, 코일 어셈블리. 6. The method of claim 5,
Wherein at least one hole penetrating through the one surface and the other surface of the substrate is provided, and the temperature sensor disposed at both ends of the second coil and the third coil and the other surface through the at least one hole, To the coil assembly.
상기 제2 코일 및 상기 제3 코일은 서로 중첩되지 않게 상기 타면에 배치되는, 코일 어셈블리.The method according to claim 1,
And the second coil and the third coil are disposed on the other surface without overlapping each other.
코일 어셈블리; 및
상기 코일 어셈블리와 전기적으로 연결된 제어 회로 기판
을 포함하고,
상기 코일 어셈블리는
기판;
상기 기판의 일면에 배치되는 제1 코일; 및
상기 기판의 타면에 배치되는 제2 코일 및 제3 코일
을 포함하는, 무선 전력 송신 장치.A wireless power transmission apparatus for transmitting wireless power to a wireless power receiving apparatus,
Coil assembly; And
A control circuit board electrically connected to the coil assembly,
/ RTI >
The coil assembly
Board;
A first coil disposed on one surface of the substrate; And
A second coil and a third coil disposed on the other surface of the substrate,
And a radio frequency generator.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170114634A KR20190027629A (en) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | Coil Assembly For Wireless Charging |
Publications (1)
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---|---|
KR20190027629A true KR20190027629A (en) | 2019-03-15 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020170114634A KR20190027629A (en) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | Coil Assembly For Wireless Charging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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-
2017
- 2017-09-07 KR KR1020170114634A patent/KR20190027629A/en unknown
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