KR20190027676A - 무선 충전을 위한 코일 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 장착되는 코일 어셈블리는 코일 브라켓과 상기 코일 브라켓의 일면에 배치되는 코일과 상기 코일 브라켓(COIL BRAKET)과 상기 코일 사이에 배치되는 차폐재와 상기 차폐재상에 배치되어 온도를 측정하는 온도센서와 상가 코일의 양단 및 상기 온도 센서와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자를 포함하여 상기 코일 브라켓의 일측에 결합되는 PCB 커넥터를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 방열 특성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 제조 비용을 절감하는 것이 가능한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

무선 충전을 위한 코일 어셈블리{Coil Assembly For Wireless Charging}

본 발명은 무선 충전 기술에 관한 것으로서, 상세하게 무선 충전용 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 차량, IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.

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.

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.

따라서, 무선 전력 송신기 내부적으로 정확한 온도 측정이 이루어져야 한다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 내구성이 높고, 방열 특성이 우수한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.

본 발명은 방열 특성이 개선된 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.

본 발명은 코일 브라켓에 보울(BOWL)을 구성함으로써, 외부 충격에 대한 내구성이 우수한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.

본 발명은 코일 브라켓에 절삭홈을 구성함으로써, 차폐재의 접착력을 보강하고 제조가 용이한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 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.

본 발명은 무선 충전용 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치에 장착되는 코일 어셈블리는 코일 브라켓과 상기 코일 브라켓의 일면에 배치되는 코일과 상기 코일 브라켓(COIL BRAKET)과 상기 코일 사이에 배치되는 차폐재와 상기 차폐재상에 배치되어 온도를 측정하는 온도센서와 상가 코일의 양단 및 상기 온도 센서와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자를 포함하여 상기 코일 브라켓의 일측에 결합되는 PCB 커넥터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 절삭홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 돌기 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 타면은 복수의 보울(BOWL)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 각 모서리는 소성 가공을 통해 절곡된 체결부를 포함하고, 상기 체결부를 통해 상기 코일 어셈블리와 상기 무선 전력 송신 장치의 하우징에 직접 체결될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 하우징과 코일 어셈블리와 상기 코일 어셈블리와 전지적으로 연결되어 상기 하우징 내부에 장착되는 제어 회로 기판과 상기 코일 어셈블리 위에 배치되고 상기 하우징에 결속되는 상면 커버를 포함하고, 상기 코일 어셈블리는 코일 브라켓과 상기 코일 브라켓의 일면에 배치되는 코일과 상기 코일 브라켓과 상기 코일 사이에 배치되는 차폐재와 상기 차폐재상에 배치되어 온도를 측정하는 온도센서와 상가 코일의 양단 및 상기 온도 센서와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자를 포함하여 상기 코일 브라켓의 일측에 결합되는 PCB 커넥터를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 절삭홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 돌기 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 타면은 복수의 보울(BOWL)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 브라켓의 각 모서리는 소성 가공을 통해 절곡된 체결부를 포함하고, 상기 체결부를 통해 상기 코일 어셈블리가 상기 하우징에 직접 체결될 수 있다.

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.

본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 방열 특성이 및 내구성이 우수한 코일 어셈블리 및 그것이 장착된 무선 전력 송신기를 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 사출 가공 없이 코일 어셈블리를 구성함으로써, 무선 충전 송신 장치의 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

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 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 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 분해도이다.
도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 어셈블리의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 코일 어셈블리의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 커넥터의 단자 구조를 설명하기 위한 도면이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 1은 본 발명에 일 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.

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.

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.

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.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

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.

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.

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.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.

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.

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.

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.

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.

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.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구조를 설명하기 위한 분해도이다.

도 4를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(400)는 상면 커버(410), 코일 어셈블리(420), 제어 회로 기판(430) 및 하우징(440)을 포함하여 구성될 수 있다.

제어 회로 기판(430)과 코일 어셈블리(420)는 하우징(440) 내부에 적층되어 실장되고, 상면 커버(410)는 볼트 등의 체결 수단을 통해 하우징(440)에 결합될 수 있다.

코일 어셈블리(420)는 PCB(Printed Circuit Board) 커넥터가 구비되어 제어 회로 기판(430)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, PCB 커넥터는 코일 어셈블리(420)를 구성하는 송신 코일의 양단과, 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자가 구비될 수 있다.

코일 어셈블리(420)의 세부 구성 및 PCB 커넥터 맵은 후술할 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

특히, 본 실시 예에 따른 코일 어셈블리(420)는 볼트 결합을 통해 하우징(440)에 직접 체결되므로, 코일에서 발생되는 열이 코일 브라켓을 통해 제어 회로 기판(430)에 전달되는 것을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시 예에 따른 코일 어셈블리(420)는 별도의 사출물 없이 코일 어셈블리(420)를 구현함으로써 재료비 및 가공비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

상세하게, 종래에는 플라스틱 사출물을 이용하여 코일을 위한 별도의 하우징을 구현하였으나, 이는 비용 및 공정 시간이 증가할 뿐만 아니라 무선 충전 시 코일에서 발생되는 열을 효과적으로 방열할 수 없는 문제점이 있었다.

도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코일 어셈블리의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 코일 어셈블리(420)는 코일 브라켓(COIL BRAKET, 401), 차폐재(402), 코일(403) 및 PCB 커넥터(404)를 포함하여 구성될 수 있다.

일 예로, 코일 브라켓(401)은 알루미늄 재질의 금속판을 가공하여 생산할 수 있으나, 코일 브라켓(401)의 재질은 특별히 한정되지 않는다.

코일 브라켓(401)의 제1면에는 차폐재(402)가 배치될 수 있다. 여기서, 차폐재(402)는 페라이트(FERRITE) 재질로 구성될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 차폐재(402)의 재질은 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 코일(403)은 복수일 수 있으며, 복수의 코일(403)은 차폐재(402)상에 적층되게 배치될 수 있다.

또한, 차폐재(403)의 일측에는 코일(403)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 배치될 수도 있다.

일 예로, 온도 센서의 개수는 차폐재(430)상에 배치되는 코일(403)의 개수에 상응하게 배치될 수 있다.

코일 브라켓(401)의 일측에는 코일(403)의 양단 및 온도 센서를 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자가 구비된 PCB 커넥터(404)가 구비될 수 있다.

일 실시 예에 따른 코일 브라켓(401)의 각각의 모서리에는 볼트를 체결하기 위한 홀이 구비된 체결부(405a, 405b, 405c, 405d)가 구비되고, 각각의 체결부(405a, 405b, 405c, 405d)는 소성 가공을 통해 절곡된 면을 가질 수 있다.

체결부(405a, 405b, 405c, 405d)는 볼트 결합을 통해 상술한 도 4의 하우징(440)에 직접 연결되며, 이를 통해 코일(403)에서 발생되는 열이 코일 브라켓(401)을 통해 제어 회로 기판(430)에 전달되는 것을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 실시 예에 따른 코일 어셈블리(420)는 코일(403)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하는 구조를 가진다.

상기 도 5에 따른 실시 예에서는 체결부(405a, 405b, 405c, 405d)가 소성 가공을 통해 절곡되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 다른 일 실시 예에 따른 체결부(705a, 705b, 705c, 705d)는 별도의 절곡된 면이 없이 평면 형태로 구성될 수 있다.

일 예로, 코일 브라켓(401)은 에지 커팅(EDGE CUTTING)을 통해 차폐재(402)가 배치될 위치를 용이하게 식별할 수 있을 뿐만 아니라, 차폐재(403)를 코일 브라켓(401)의 제1면에 안착시킴으로써 상대물의 접착력을 보강하는 것이 가능한 복수의 절삭홈(406)을 포함할 수 있다.

다른 일 예로, 코일 브라켓(401)은 소성 가공을 통해 차폐재(402)가 배치될 위치를 용이하게 식별할 수 있을 뿐만 아니라, 차폐재(403)를 코일 브라켓(401)의 제1면에 안착시킴으로써 상대물의 접착력을 보강하는 것이 가능한 복수의 돌기구조를 가지도록 구성될 수도 있다.

도 6을 참조하면, 코일 어셈블리(420)의 바닥면인 제2면에는 코일 브라켓(401)의 강도를 보강하기 위한 복수의 보울(BOWL) 구조가 구비될 수도 있다. 여기서, 보울 구조는 코일 브라켓(401)의 장축 및 단축으로 전달되는 힘을 분산시키는 효과가 있다.

코일 어셈블리(420)의 제2면의 일측에 배치되는 PCB 커넥터(404)는 코일 어셈블리(420)와 제어 회로 기판(430)을 전기적/물리적으로 연결하기 위한 복수의 단자 연결 핀(600)이 구비될 수 있다.

도 7 내지 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 코일 어셈블리의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

상세하게, 도 7 내지 8에 도시된 코일 어셈블리(700)의 코일 브라켓(701)은 평면 형태의 체결부(705)가 포함되도록 구성될 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 코일 어셈블리(700)의 바닥면인 제2면에는 코일 브라켓(701)의 강도를 보강하기 위한 복수의 보울(BOWL) 구조가 구비될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 커넥터의 단자 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 코일 어셈블리(900)는 코일 브라켓(901), 차폐재(902), 제1코일(903), 제2코일(904), 제3코일(905), 제1온도센서(906), 제2온도센서(907), 제3온도센서(908), PCB 커넥터(920)을 포함하여 구성될 수 있다.

PCB 커넥터(920)는 코일 브라켓(901)의 일측에 결합되어 일체형으로 제작될 수 있다.

제1코일(903)의 양단은 각각 PCB 커넥터(920)에 구비된 제1코일 단자(921, 922)에 연결되고, 제2코일(904)의 양단은 각각 PCB 커넥터(920)에 구비된 제2코일 단자(923, 924)에 연결되며, 제3코일(904)의 양단은 각각 PCB 커넥터(920)에 구비된 제3코일 단자(925, 926)에 연결될 수 있다.

PCB 커넥터(920)는 접지 연결을 위한 접지 단자(GND, 927)과, 제1 내지 제3 온도센서를 각각 연결하기 위한 제1 내지 제3 온도센서 단자(928. 929. 930)을 포함하여 구성될 수 있다.

이상의 실시 예에서는 PCB 커넥터(920)의 단자 구성이 코일 어셈블리(900)에 구비되는 코일의 개수가 3개인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, PCB 커넥터(920)에 구비되는 단자의 개수는 해당 코일 어셈블리에 구비되는 코일의 개수 및 온도 센서의 개수에 비례하여 결정될 수 있다.

코일 어셈블리(900)에 장착되는 온도 센서는 백금, 니켈 및 구리 중 적어도 하나로 구성된 와이어 코일 또는 침전된 필름을 포함하는 저항 소자로 구성된 저항 온도 센서(Resistance Temperature Detector)를 포함할 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 (10)

1. 무선 전력 송신 장치에 장착되는 코일 어셈블리에 있어서,
   코일 브라켓(COIL BRAKET);
   상기 코일 브라켓의 일면에 배치되는 코일;
   상기 코일 브라켓과 상기 코일 사이에 배치되는 차폐재;
   상기 차폐재상에 배치되어 온도를 측정하는 온도센서; 및
   상가 코일의 양단 및 상기 온도 센서와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자를 포함하여 상기 코일 브라켓의 일측에 결합되는 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD) 커넥터
   를 포함하는, 코일 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 절삭홈을 포함하는, 코일 어셈블리.
3. 제1항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 돌기 구조를 포함하는, 코일 어셈블리.
4. 제1항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 타면은 복수의 보울(BOWL)을 포함하는, 코일 어셈블리.
5. 제1항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 각 모서리는 소성 가공을 통해 절곡된 체결부를 포함하고, 상기 체결부를 통해 상기 코일 어셈블리와 상기 무선 전력 송신 장치의 하우징에 직접 체결되는, 코일 어셈블리.
6. 하우징;
   코일 어셈블리;
   상기 코일 어셈블리와 전지적으로 연결되어 상기 하우징 내부에 장착되는 제어 회로 기판; 및
   상기 코일 어셈블리 위에 배치되고 상기 하우징에 결속되는 상면 커버
   를 포함하고,
   상기 코일 어셈블리는
   코일 브라켓(COIL BRAKET);
   상기 코일 브라켓의 일면에 배치되는 코일;
   상기 코일 브라켓과 상기 코일 사이에 배치되는 차폐재;
   상기 차폐재상에 배치되어 온도를 측정하는 온도센서; 및
   상가 코일의 양단 및 상기 온도 센서와 전기적으로 연결하기 위한 복수의 단자를 포함하여 상기 코일 브라켓의 일측에 결합되는 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD) 커넥터
   를 포함하는, 무선 전력 송신 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 절삭홈을 포함하는, 무선 전력 송신 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 상기 일면은 상가 차폐재의 배치 위치를 식별하고, 상기 차폐재를 고정시키도록 구성된 복수의 돌기 구조를 포함하는, 무선 전력 송신 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 코일 브라켓의 타면은 복수의 보울(BOWL)을 포함하는, 무선 전력 송신 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 코일 브라켓의 각 모서리는 소성 가공을 통해 절곡된 체결부를
    포함하고, 상기 체결부를 통해 상기 코일 어셈블리가 상기 하우징에 직접 체결되는, 무선 전력 송신 장치.

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