KR20190048600A

KR20190048600A - 무선충전장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20190048600A
Application number: KR1020170143685A
Authority: KR
Inventors: 임성현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-05-09

Abstract

본 실시 예는 무선충전장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 실시 예에 따른 무선충전장치는 복수번 권선되고, 상기 권선된 코일의 복수의 지점으로부터 각각 연장된 n개의 연장 코일 패턴을 포함하는 송신 코일; 무선전력 수신기의 수신 코일 크기를 감지하고, 상기 수신 코일에 기초하여 상기 전력 전송을 위한 송신 코일을 결정하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 송신 코일을 선택하기 위한 복수의 스위치;를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 연장 코일 패턴에 대응하게 각각 연결된다

Description

무선충전장치 및 그 동작 방법{Wireless Charging Apparatus and Method therefor}

본 실시 예는 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히 무선충전 장치 및 그 동작 방법에 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.

이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다.

한편, 다양한 기기에 무선충전 기능이 탑재되고, 기기의 크기 및 사용 용도에 따라 무선전력 수신기의 크기 또한 다양하게 구현될 수 있다. 특히, 무선전력 수신기의 수신 코일의 경우 송신 코일과의 결합 관계에 따라 충전 효율, 발열 충전 속도 등이 상이하게 나타날 수 있다.

즉, 무선전력 송신기와 무선전력 수신기의 코일은 상호 최적의 정렬 상태 또는 위치를 가짐에 따라 충전 효율 및 전력 손실을 최소화 할 수 있다. 그러나 이러한 조건들이 충족되지 않는 경우 충전 효율이 급격히 저감되거나, 전력 전송에 따른 손실이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 실시 예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로 본 실시 예의 목적은 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 실시 예의 다른 목적은 무선전력 송신기의 송신 코일을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 실시 예의 또 다른 목적은 무선전력 수신기에 적응적인 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 실시 예에 따른 또 다른 목적은 무선전력 송신기의 효율적인 전력 공급을 위한 무선충전장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 실시 예에 따른 또 다른 목적은 무선전력 송신기의 송신 코일의 선택에 따른 내부 발열을 저감하기 위한 무선충전 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 실시 예에 따른 무선충전장치는 복수번 권선되고, 상기 권선된 코일의 복수의 지점으로부터 각각 연장된 n개의 연장 코일 패턴을 포함하는 송신 코일; 무선전력 수신기의 수신 코일 크기를 감지하고, 상기 수신 코일에 기초하여 상기 전력 전송을 위한 송신 코일을 결정하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 송신 코일을 선택하기 위한 복수의 스위치;를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 연장 코일 패턴에 대응하게 각각 연결된다.

또한, 상기 송신 코일은 제1 기판에 배치되는 제1 코일패턴; 제2 기판에 배치되는 제2 코일 패턴;을 포함하고, 상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 비아를 통해 병렬 연결된다.

또한, 상기 송신 코일은 제1 기판에 배치되고, 상기 연장 코일 패턴은 제2 기판에 배치되고, 상기 연장 코일 패턴은 비아를 통해 상기 송신코일 각각의 지점과 연결된다.

또한, 상기 연장 코일 패턴 중 송신 코일의 내측단과 외측단으로부터 연장되는 연장 코일 패턴은 상기 제1 기판에 배치된다.

또한, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에는 각각 연장 코일 패턴에 대응하는 연결단자를 포함하고, 상기 연결 단자에 스위치부가 연결된다.

또한, 상기 제어부는 수신 코일에 전력 전송 시 상기 수신 코일의 크기에 따라 상기 복수의 스위치 중 두 개의 스위치를 온(ON)되도록 한다.

본 실시 예에 따른 무선충전 장치는 제1 기판에 배치되고, 복수번 권선된 송신 코일; 제2 기판에 배치되고, 송신 코일로부터 연장된 n개의 연장 코일 패턴; 상기 연장 코일 패턴에 대응하게 상기 연장 코일 패턴의 일단에 각각 연결되는 n개의 스위치; 무선전력 수신기의 수신 코일 크기를 감지하고, 상기 수신 코일에 대응하는 송신 코일을 결정하는 스위치 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 n개의 연장 코일 패턴은 상기 송신 코일의 복수의 지점으로부터 각각 연장되어 비아를 통해 연결되고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에는 각각 상기 연장 코일 패턴에 대응하는 연결단자를 포함하고, 상기 연장 코일 패턴과 상기 스위치는 상기 연결단자에 의해 연결된다.

또한, 상기 제어부는 상기 수신 코일의 크기에 따라 두 개의 연장 코일 패턴에 연결된 스위치를 온(ON)한다.

또한, 본 실시 예에 따른 무선충전 방법은 무선전력 수신기의 수신 코일을 감지하는 단계; 상기 감지된 수신 코일의 크기에 따라 송신 코일을 결정하는 단계; 상기 결정된 송신 코일에 따라 상기 송신 코일의 복수의 지점으로부터 연장된 연장 코일 패턴과 연결된 스위치를 연결하는 단계; 상기 스위치가 연결된 연장 코일 패턴에 의해 상기 무선전력 수신기에 전력 전송을 실행한다.

또한, 상기 스위치를 연결하는 단계는 상기 수신 코일의 크기에 대응하게 결정된 연장 코일 패턴에 연결된 두 개의 스위치를 온(ON)하여 두 개의 연장 코일 패턴이 하나의 코일 패턴으로 연결된다.

또한 상기 수신 코일을 감지하는 단계는 상기 무선전력 수신기로부터 상기 수신 코일의 정보를 수신한다.

또한, 상기 수신 코일을 감지하는 단계는 상기 송신 코일에서 송신한 감지 신호에 대응하는 신호를 수신하여 감지한다.

또한 상기 감지 신호는 상기 스위치를 동작하여 상기 송신 코일의 연장 코일 패턴을 연결하여 연결된 연장 코일 패턴 각각에서 송신한다.

또한, 상기 각각의 연장 코일 패턴에서 송신한 감지 신호에 대응하는 수신 신호에 따라 송신 코일을 결정한다.

본 실시 예에 따른 무선충전 장치 및 그 방법에 대한 효과는 다음과 같다.

본 실시 예는 무선충전 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 실시 예는 무선전력 송신기에서 송신 코일의 다양화를 통한 전력 송신 효율을 증대시킬 수 잇다.

또한, 본 실시 예는 무선전력 송신기가 무선전력 수신기의 수신 코일을 감지하고 그에 따른 최적화된 송신 코일을 선택할 수 있도록 함으로써 송신 전력의 손실을 감소 시킬 수 있다.

또한, 본 실시 예에 따라 무선전력 송신기가 송신 코일과 수신 코일의 최적화에 따른 발열을 저감할 수 있다.

본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 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 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 상기 도 2에 따른 무선 전력 송신기의 전류센서의 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 코일부 분해 사시도이다.
도 5는 무선전력 송신기의 코일부의 구성도이다.
도 6은 실시 예에 따른 무선충전 동작 흐름도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 송신 코일 선택 동작 흐름도이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 송신 코일 선택 동작 흐름도이다.

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.

도 1은 실시 예에 따른 무선충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 무선충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선전력 송신단(10) 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.

일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 무선전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드 통신을 수행할 수 있다. 다른 일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 무선전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외 통신을 수행할 수 있다.

일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정ㅂ 및 제어 정보는 후술할 실시 예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.

상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시 예에서 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.

일 예로, 단방향 통신은 무선전력 수신단(20)이 무선전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선전력 송신단(10)이 무선전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.

반이중 통신 방식은 무선전력 수신단(20)과 무선전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.

실시 예에 따른 무선전력 수신단(20)은 전자기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용 프로그램을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량, 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 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면 무선전력 송신기(200)는 전력 변환부(210), 전력 전송부(220), 무선충전 통신부(230), 제어부(240), 전류센서(250), 온도센서(260), 저장부(270), 팬(280), 타이머(290)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선전력 송신기(200)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 전원부(100)는 공급 전력을 제공할 수 있다. 전원부(100)는 무선전력 송신기(200)에 내장된 배터리에 해당할 수 있고, 외부 전원일 수도 있다. 실시 예는 전원부(100)의 형태에 제한되지 않는다.

전력 변환부(210)는 전원부(100)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

이를 위해, 전력 변환부(210)는 DC/DC변환부(211), 증폭기(212), DC/AC변환부(213)를 포함하여 구성될 수 있다.

DC/DC변환부(211)는 전원부(100)로부터 공급된 DC전력을 제어부(240)의 제어 신호에 다라 특정 세기의 DC전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다,

증폭기(212)는 DC/DC변환된 전력의 세기를 제어부(240)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 무선 충전 통신부(230)를 통해 무선전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며 수신된 전력 수신 상태 정보 또는 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(212)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로 전력 수신 상태 정보는 전류기 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 요청 하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.

전류센서(250)는 구동부(221)에 입력되는 입력 전류를 측정할 수 있다. 전류센서(250)는 측정된 입력 전류 값을 제어부(240)에 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 전류센서(250)는 전력 전송부(220)의 구동부(221)에 입력되는 입력 전류를 센싱하여 센싱된 센싱 전압을 제어부(240)에 제공할 수 있다.

제어부(240)는 전류센서(250)에 의해 측정된 입력 전류 값에 기반하여 무선전력수신기의 충전 상태를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(240)는 입력 전류의 변화를 통하여 무선전력 수신기의 충전 상태를 판단할 수 있다. 무선전력 수신기의 충전 상태는 복수의 충전상태를 포함할 수 있다. 복수의 무선전력 수신기의 충전 상태는 제1 내지 제4 충전상태를 포함할 수 있다. 또한 입력 전류는 제1 내지 제4 충전 상태에 따라 제1 내지 제6 전류가 흐를 수 있다. 보다 구체적으로 무선전력 수신기의 제1 충전 상태는 일반 충전 모드, 미디움 전력 충전 모드 또는 고속 충전 모드로 무선 충전이 진행 될 수 있다. 즉, 무선전력 수신기의 제1 충전 상태는 전력 전송 계약에 따라 무선전력 수신기에 의한 충전 전력이 제한되지 않은 상태일 수 있다.

온도센서(260)는 무선 전력 송신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(240)에 제공할 수도 있다. 보다 구체적으로, 온도센서(260)는 하나 이상의 온도 센서를 구비할 수 있다.

전력 전송부(220)는 전력 변환부(210)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 구동부(221), 제1 선택부(222), 하나 이상의 송신 코일(223) 및 제2 선택부(224)를 포함할 수 있다.

구동부(221)는 전력 변환부(210)로부터 출력되는 DC전력 신호에 특정 주파수를 갖는 교류(AC)성분이 삽입된 AC전력 신호를 생성하여 송신 코일(@23)로 전송할 수 있다. 이때 송신 코일(223)에 포함된 복수의 송신 코일에 전달되는 AC전력 신호의 주파수는 동일하거나 서로 상이할 수 있다.

제1 선택부(222)는 특정 주파수를 갖는 AC전력 신호를 구동부(221)로부터 받아서 복수의 송신 코일중에서 선택된 송신 코일로 AC전력 신호를 전달할 수 있다. 여기서, 제1 선택부(222)는 제어부(240)의 소정 제어 신호에 따라 제어부(240)에 의해 선택된 송신 코일로 AC전력 신호가 전달될 수 있도록 제어할 수 있다. 상기 제1 선택부(222)는 복수의 송신 코일(223)에 대응하여 스위치를 포함할 수 있다. 이에 제한되지 않으며, 제1 선택부(222)는 송신 코일(223)이 하나의 송신 코일로 구성될 경우 전력 전송부(220)에서 제외될 수 있다.

송신 코일(223)은 적어도 하나의 송신 코일을 포함할 수 있으며, 제1 선택부(222)로부터 수신된 AC전력 신호를 해당 송신 코일을 통해 수신기로 송출할 수 있다. 송신 코일이 복수인 경우 송신 코일은 제1 내지 제n 송신 코일을 포함할 수 있다. 복수의 송신 코일 중에서 해당하는 송신 코일을 선택하기 위한 제1 선택부(222)는 스위치로 구현되거나 멀티플렉서(미도시)로 구현될 수 있다.

본 실시 예에서는 송신 코일(223)아 하나의 송신 코일로 복수의 층(2Layer)로 형성되는 구조를 예를 들어 설명한다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 복수의 송신 코일이 복수의 층으로 형성되는 구조를 가질 수 있다.

또한 본 실시 예에서 송신 코일(223)은 복수의 지점(point)를 가지며, 상기 지점으로부터 연장된 코일 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 송신 코일(223)은 복수의 지점으로부터 연장된 코일 패턴을 형성할 수 있으며, 상기 연장된 코일 패턴의 일단은 제2 선택부(224)와 연결될 수 있다.

제2 선택부(224)는 송신 코일(223)의 복수 지점으로부터 연장된 연장 코일 패턴의 일단과 각각 연결될 수 있다. 상기 선택부(224)는 상기 연장 코일 패턴이 일단에 각각 스위치(SW)를 연결할 수 있다. 제2 선택부(224)는 제어부(240)의 제어에 기초하여 무선전력 수신기의 수신 코일에 대응하는 송신 코일을 선정하기 위한 스위칭 동작을 할 수 있다.

제2 선택부(224)는 연장 코일 패턴을 연결하는 복수의 스위치와 상기 스위치의 동작을 제어하는 스위치 제어부를 포함할 수 있다. 상기 스위치 제어부는 제어부의 제어에 기초하여 수신 코일의 정보를 취득하고 상기 정보에 대응하는 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 상기 스위치의 동작은 제어부의 제어에 따라 동작될 수 있으며, 그에 따른 스위치 제어부는 제2 선택부(224)에서 제외될 수 있다.

변조부(231)는 제어부(240)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 구동부(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 신호는 신호 세기 지시자, 무선전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charging)지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 무선전력 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 수 있다.

특히 복조부(232)는 무선전력 수신기로부터 수신되는 수신 코일의 정보를 수신하여 제어부(240)에 전송할 수 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(223)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(223)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 즉, 무선전력 송신기(200)는 송신 코일(223)을 통해 무선전력 수신기의 수신 코일 정보를 수신할 수 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(223)-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.

저장부(270)는 무선전력 수신기의 충전 상태에 따른 무선전력 송신기의 입력 전류 값, 충전 전력 세기, 충전 주단 여부, 충전 재시작을 위한 무선전력 송신기의 온도, 충전 재시작을 위한 충전 중단 후 시간 등을 저장할 수 있다. 특히 저장부(270)는 무선전력 수신기로부터 수신 또는 감지되는 수신 코일의 크기 정보 또는 전력 정보에 대응하는 송신 코일의 선택 정보를 저장할 수 있다. 즉, 저장부(270)는 제어부(240)에서 감지된 결과에 기초하여 수신 코일의 크기에 대응하는 송신 코일의 선택을 위한 스위칭 제어 정보를 저장할 수 있다.

도 3은 상기 도 2에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선전력 수신기(300)는 수신 코일(310), 정류기(320), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 330), 부하(340), 센싱부(350), 통신부(360), 주제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(360)는 복조부(361) 및 변조부(362) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 무선전력 수신기(300)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(200)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 일 실시 예에 따른 통신부(360)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다. 또한 통신부(360)는 무선전력 송신기에 수신 코일(310)에 대한 정보를 전달할 수 있다. 즉, 통신부(360)는 주제어부(370)의 제어에 따라 수신 코일(310)의 규격 정보를 전송할 수 있다.

수신 코일(310)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(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 수신 코일(310)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시 예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.

부하(340)는 배터리 또는 배터리를 포함하는 단말기일 수 있다.

센싱부(350)는 전류 센서를 포함하여 무선전력 수신기에 따라 수신 코일(310)에 인가되는 츙전 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(370)에 전송할 수도 있다.

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.

또한, 주제어부(370)는 배터리 충전률, 배터리 온도 중 적어도 하나에 기반한 충전 상태에 따라 무선 전력 송신기(200)의 충전 전력 제어 또는 무선 충전 중단을 요청할 수 있다. 또한 주제어부(370)는 무선전력 송신기에 수신 코일(310)의 정보를 전달 할 수 있다. 즉, 주제어부(370)는 전력 전송 동작 시 전력을 수신할 수신 코일(360)의 크기 정보를 포함하는 규격 정보를 전달할 수 있다.

이하 도 4 및 도 5에서는 본 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 코일 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 코일부 분해 사시도이고, 도 5는 무선전력 송신기의 코일부의 구성도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 코일부는 복수의 기판(410,420,430)에 각각 코일(421,431) 및 상기 코일로부터 연장되는 연장 코일 패턴(E1 내지 E12)를 포함한다.

송신 코일(421, 431)은 각각 제1 기판(430)과 제2 기판(420)에 배치되고, 상기 각각의 기판(430, 420)에 배치되는 송신 코일은 비아(미도시)를 통하여 병렬 연결될 수 있다.

제1 기판 내지 제3 기판(430, 420, 410)에는 각각 단자부를 포함할 수 있다. 단자부는 각 기판(430, 420, 410)의 일측에 배치될 수 있다. 단자부는 복수의 연결단자(OP)로 구성될 수 있다. 복수의 연결단자(OP)들 각각은 송신 코일로부터 연장되는 연장 코일 패턴(E1 내지 E12)가 각각 연결될 수 있다. 또한 각 기판(430,420,410)에 배치되는 연결단자(OP)들은 상호 연결되거나 접촉되게 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 연결단자(OP)들은 각각의 연결단자(OP)들에 형성되는 핀 홀(PH)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 기판(430)에는 제1 송신 코일(431)이 배치되고, 상기 제1 송신 코일(431)의 내측 단 및 외측단에는 각각 제1 및 제7 코일 연장 패턴(E1, E7)을 형성할 수 있다. 즉, 제1 및 제7 코일 연장 패턴(E1, E7)은 송신 코일이 권선되는 시작점 및 끝지점으로부터 연장될 수 있다.

따라서 제1 코일 패턴(E1)과 제7 코일 연결 패턴(E7)은 제1 기판(430)의 연결단자(OP1c, OP7c)에 연결될 수 있다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 상기 제1 코일 연결 패턴(E1)과 제7 코일 연장 패턴(E7)은 비아(미도시)를 통하여 제3 기판(410)에 다른 코일 연장 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)와 함께 배치될 수 있다.

제2 기판(420)에는 제2 송신 코일(421)이 배치되고 상기 기판(420)의 외측에는 연결 단자(OP1b 내지 OP12b)가 배치될 수 있다. 상기 제2 기판(420)에 배치되는 제2 송신 코일(421)은 상기 제1 기판(430)에 배치되는 제1 송신 코일(431)과 비아(미도시)를 통하여 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 연결 단자(OP1b 내지 OP12b)는 제1 기판(430)의 연결단자(OP1c 내지 OP12c)와 중첩되는 영역에서 연결 또는 접촉되게 배치될 수 있다.

코일 연장 패턴은 제1 코일로부터 연장될 수 있다. 또는 코일 연장 패턴은 제2 코일로부터 연장되도록 할 수 있다. 또는 코일 연장 패턴 중 일부의 코일 연장 패턴은 제1 코일, 다른 일부의 코일 연장 패턴은 제2 코일로부터 연장되도록 할 수 있다.

제3 기판(410)에는 제1 송신 코일(431) 또는 제2 송신 코일(421)로부터 연장된 복수의 코일 연장 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)가 배치될 수 있다. 또한 제3 기판(410)의 일측에는 제1 기판(430) 및 제2 기판(420)에 배치되는 연결단자(OP)와 대응하는 위치에 복수의 연결 단자(OPa)를 배치할 수 있다.

복수의 코일 연장 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)은 송신 코일의 임의 지점들로부터 분기되어 연장되고, 상기 송신 코일로부터 연장된 코일 연장 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)은 각각의 연결 단자(OP2a, OP3a, OP4a, OP5a, OP6a, OP8a, OP9a, OP10a, OP11a, OP12a)에 연결될 수 있다. 상기 송신 코일의 임의 지점들로부터 분기되어 연장되는 연장 코일 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)은 송신 코일이 배치되는 기판에 형성된 비아(미도시)를 통하여 송신 코일이 배치되지 않은 기판에 배치될 수 있다. 즉, 제2 기판(420)에 배치되는 제2 송신 코일(421)로부터 분기되어 연장된 코일 연장 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)은 제2 기판(420)의 비아(미도시)를 통하여 연결될 수 있다.

도 5는 도 4의 분해 사시도에서 도시한 코일부가 일체로 형성되어 스위치부와 연결되는 구조를 나타낸 예시도이다.

도 5에서는 도 4에서 도시한 제1 기판 내지 제3 기판(430, 420, 410)이 상부에서 하부로 적층되어 배치된 코일에 대한 상면도로써, 제1 코일, 제2 코일 및 코일 연장 패턴은 각각 상이한 층에 배치되어 결합될 수 있다.

본 실시 예에서는 송신 코일이 권선된 형태 및 그에 따른 코일 연장 패턴을 12 개로 정의하여 설명하였다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 송신 코일의 형태는 다양하게 구현될 수 있으며, 코일 연장 패턴은 상기 송신 코일 및 설계 형태에 따라 그 개수를 한정하지 않는다.

도 5를 참조하면, 송신 코일(620)은 송신 코일의 내측 일단(EP1)과 타측 일단(EP7) 및 복수개의 분기점(EP2, EP3, EP4, EP5, EP6, EP8, EP9, EP10, EP11, EP12)을 가지며, 상기 분기점으로부터 연장되는 코일 연장 패턴(E1 내지 E12)를 형성할 수 있다. 코일 연장 패턴(E1 내지 E12)은 송신 코일의 내측 일단(EP1)과 타측 일단(EP7) 및 분기점(EP2, EP3, EP4, EP5, EP6, EP8, EP9, EP10, EP11, EP12)에 각각 접촉 패드를 형성하여 연결될 수 있다.

각각의 코일 연장 패턴(E1 내지 E12)은 상기 코일 연장 패턴(E1 내지 E12)에 대응하는 연결단자(OP1 내지 OP12)에 연결될 수 있다. 연결단자(OP1 내지 OP12)는 코일 연장 패턴(E1 내지 E12)의 타단에 접촉될 수 있다.

연결단자(OP1 내지 OP12)는 각각에 스위치(630)를 연결할 수 있다.

스위치(630)는 연결단자(OP1 내지 OP12)각각에 코일 연장 패턴(E1 내지 E12)에 대응하게 복수개(SW1 내지 SW12)로 구성될 수 있다. 상기 스위치들은 상기 스위치를 구동하기 위한 스위치 제어부(640)와 연결될 수 있다. 그러나, 상기 스위치 제어부(640)는 제어부가 그 기능을 대신할 수 있다.

코일 연장 패턴(E1 내지 E12)에 대응하게 구성되는 스위치(SW1 내지 SW12)는 제어부에서 감지된 무선전력 수신기의 수신 코일 크기에 대응하게 송신 코일을 선택 시 동작할 수 있다.

구체적으로, 스위치(SW1 내지 SW12)는 제어부에서 감지된 무선전력 수신기의 수신 코일에 따라서 결정된 송신 코일의 크기에 따라 선택적으로 온/오프될 수 있다.

예를 들어, 무선전력 수신기의 수신 코일이 송신 코일(620)의 크기에 대응되는 것으로 감지되면 제1 코일 연장 패턴(E1) 및 제7 코일 연장 패턴(E7)에 각각 연결된 스위치(SW1, SW7)를 온(ON)하여 송신 코일(620)의 모든 영역을 통하여 신호가 입출력되도록 할 수 있다.

즉, 수신 코일이 송신 코일(620)의 크기에 대응되는 경우 송신 코일(620)의 전체 영역을 이용하여 신호의 입출력이 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 송신 코일(620)의 내측 일단(EP1) 및 외측 일단(EP7)으로부터 각각 연장된 제1 코일 연장 패턴(E1)과 제7 코일 연장 패턴, E7)을 연결하도록, 상기 제1 스위치(SW1)와 제7 스위치(SW7)를 ON되도록 할 수 있다.

또는 무선전력 수신기의 수신 코일 크기에 따라서, 송신 코일(620)로 사용하고자 하는 영역(길이)만큼의 송신 코일을 선택하기 위하여 복수의 코일 연장 패턴(E1 내지 E12) 중 두 개의 코일 연장 패턴에 연결된 스위치를 ON하여 하나의 송신 코일로 연결되도록 할 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 수신 코일의 크기에 따라 제2 스위치(SW2)와 제11 스위치(SW11)를 온(ON)하게 되는 경우 해당 스위치에 연결되는 제2 코일 연장 패턴(E2) 및 제11 코일 연장 패턴(E11)이 연결되어, 하나의 송신 코일로 동작할 수 있다. 따라서, 제2 코일 연장 패턴(E2)으로부터 제11 코일 연장 패턴(E11)에 이르는 길이에 한정하여 송신 코일로 동작하도록 할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 무선전력 수신기의 수신 코일의 크기를 감지하고, 상기 감지된 수신 코일의 크기에 따라 송신 코일을 결정할 수 있다. 이는 송신 코일로부터 연장된 복수의 코일 연장 패턴을 스위치의 온/오프 동작으로 연결하여 수신 코일에 대응하는 송신 코일로 가변하여 동작하도록 할 수 있다.

적층 PCB 코일은 복수의 코일 간의 영향으로 전류의 밀도가 불균일 해지는 근접효과가 발생하는 문제가 있다. 적층 PCB 코일이 근접효과가 발생하면 코일의 저항 값이 커지게 되어 무선 충전 효율이 감소하고 발열현상이 발생하는 문제가 있다.

실시 예는 제1 및 제7 코일 연장 패턴(E1, E7)은 제1 기판(430)에 배치되고, 다른 코일 연장 패턴(E2, E3, E4, E5, E6, E8, E9, E10, E11, E12)은 제3 기판(410)에 배치될 수 있다. 따라서 코일 연장 패턴이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 홀수 번의 코일 연장 패턴(E1, E3, E5, E7, E9, E11)은 제1 기판(430)에 형성되고 짝수 번의 코일 연장 패턴은(E2, E4, E6, E8, E10)은 제3기판(410)에 번갈아가면서 형성될 수 있다. 따라서 코일 연장 패턴이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 홀수 번의 코일 연장 패턴(E1, E3, E5, E7, E9, E11)은 제3 기판(410)에 형성되고 짝수 번의 코일 연장 패턴은(E2, E4, E6, E8, E10)은 제1기판(430)에 번갈아가면서 형성될 수 있다. 따라서 코일 연장 패턴이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 코일 연장 패턴이 기판(430, 420, 410)에 서로 오버랩되지 않도록 일부분이 나누어서 형성될 수 있다. 따라서 코일 연장 패턴이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 제1 송신 코일(431)은 제1 기판(430)상에 짝수 턴만 형성되고, 제2 송신 코일은(421)은 제 2기판(420)에 홀수턴만 형성될 수 있다. 이때 제1 송신 코일(431)과 제2 송신 코일(421)은 비아(미도시)를 통하여 연결될 수 있다. 따라서 송신 코일이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 제1 송신 코일(431)은 제3 기판(410)상에 짝수 턴만 형성되고, 제2 송신 코일은(421)은 제 2기판(420)에 홀수턴만 형성될 수 있다. 이때 제1 송신 코일(431)과 제2 송신 코일(421)은 비아(미도시)를 통하여 연결될 수 있다. 따라서 송신 코일이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

실시 예는 송신 코일이 기판(430, 420, 410)에 서로 오버랩되지 않도록 일부분 나누어서 형성되고 비아(미도시)를 통하여 연결될 수 있다. 따라서 송신 코일이 서로 상이한 층에 배치되어 근접 효과를 막을 수 있는 효과가 있다.

이하 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 실시 예에 따라 무선전력 송신기의 무선충전 동작을 상세하게 설명한다.

도 6은 실시 예에 따른 무선충전 동작 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선전력 송신기는 무선으로 전력 전송을 실행하기 위한 무선충전 모드로 동작할 수 있다.(S610)

무선전력 송신기는 무선 충전 모드 동작에 따라 무선전력 송신기에 거치 또는 인접한 무선전력 수신기를 인식할 수 있다.(S620)

무선전력 송신기는 상기 인식된 무선전력 수신기의 수신 코일 정보를 감지할 수 있다.(S630)

무선전력 송신기는 상기 감지된 무선전력 수신기의 수신 코일 정보에 기초하여 송신 코일을 선정할 수 있다.(S640)

무선전력 송신기는 상기 선정된 송신 코일을 이용하여 무선전력 수신기에 전력 전송을 실행할 수 있다.(S650)

도 7 및 도 8은 상기의 수신 코일 정보 감지 및 그에 따른 송신 코일을 선택하기 위한 실시 예들의 동작 흐름도이다.

이하 도 7 및 도 8을 참조하여 송신 코일 선택 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

도 7은 일 실시 예에 따른 송신 코일 선택 동작 흐름도이다.

도 7을 참조하면 무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신 코일 정보를 수신할 수 있다. 일 예로, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기에 수신 코일 정보를 요청할 수 있다.(S710) 또는 무선전력 송신기가 무선전력 수신기에 수신 코일 정보를 요청 하지 않아도, 무선전력 수신기는 무선충전 정보 또는 그 외의 식별 정보 전송 시 수신 코일을 정보를 포함하여 전송할 수 있다.

무선전력 송신기는 무선전력 수신기로부터 수신한 수신 코일의 정보를 획득하고(S720) 상기 정보에 기초하여 수신 코일의 크기를 감지할 수 있다.

무선전력 송신기는 상기 감지된 수신 코일의 크기에 대응하는 송신 코일을 선정할 수 있다.(S730)

즉, 무선전력 송신기는 도 5에 도시된 바와 같이 수신 코일의 크기에 따라 제1 스위치 내지 제12 스위치(SW12) 중 두 개의 스위치를 ON하여 하나의 코일로 연결되도록 할 수 있다.(S740)

한편, 도 8은 다른 실시 예에 따른 송신 코일 선택 동작 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 무선전력 송신기는 무선전력 수신기의 수신 코일을 감지하기 위하여 제1 스위치 내지 제12 스위치를 조합하여 조합된 스위치에 의해 연결된 코일로 감지 신호를 전송할 수 있다.(S810) 상기 감지 신호는 조합된 스위치에 의해 연결된 코일의 순서로 순차적으로 전송할 수 있다.

무선전력 송신기는 송신된 감지 신호에 따라 수신 코일의 신호 세기를 감지할 수 잇다.(S820)

무선전력 송신기는 송신된 감지 신호에 따라 수신된 신호 세기를 감지하고 상기 감지된 신호 세기 중 우선 순위의 신호 세기가 감지된 코일로 송신 코일을 선정할 수 있다.(S830)

따라서 선정된 송신 코일에 대한 코일 연장 패턴과 연결된 스위치를 온하여 송신 코일을 구성할 수 잇다.

본 실시 예는 본 실시 예 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 실시 예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 실시 예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 예의 범위에 포함된다.

Claims

복수번 권선되고, 상기 권선된 코일의 복수의 지점으로부터 각각 연장된 n개의 연장 코일 패턴을 포함하는 송신 코일;
무선전력 수신기의 수신 코일 크기를 감지하고, 상기 수신 코일에 기초하여 상기 전력 전송을 위한 송신 코일을 결정하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 기초하여 상기 송신 코일을 선택하기 위한 복수의 스위치;를 포함하고,
상기 복수의 스위치는 상기 연장 코일 패턴에 대응하게 각각 연결되는 무선충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 송신 코일은
제1 기판에 배치되는 제1 코일패턴;
제2 기판에 배치되는 제2 코일 패턴;을 포함하고,
상기 제1 코일 패턴과 상기 제2 코일 패턴은 비아를 통해 병렬 연결되는 무선충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 송신 코일은 제1 기판에 배치되고,
상기 연장 코일 패턴은 제2 기판에 배치되고,
상기 연장 코일 패턴은 비아를 통해 상기 송신코일 각각의 지점과 연결되는 무선충전 장치.
제3항에 있어서,
상기 연장 코일 패턴 중 송신 코일의 내측단과 외측단으로부터 연장되는 연장 코일 패턴은 상기 제1 기판에 배치되는 무선충전 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판에는 각각 연장 코일 패턴에 대응하는 연결단자를 포함하고,
상기 연결 단자에 스위치부가 연결되는 무선충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
수신 코일에 전력 전송 시 상기 수신 코일의 크기에 따라 상기 복수의 스위치 중 두 개의 스위치를 온(ON)되도록 하는 무선충전 장치.
제1 기판에 배치되고, 복수번 권선된 송신 코일;
제2 기판에 배치되고, 송신 코일로부터 연장된 n개의 연장 코일 패턴;
상기 연장 코일 패턴에 대응하게 상기 연장 코일 패턴의 일단에 각각 연결되는 n개의 스위치;
무선전력 수신기의 수신 코일 크기를 감지하고, 상기 수신 코일에 대응하는 송신 코일을 결정하는 스위치 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 n개의 연장 코일 패턴은 상기 송신 코일의 복수의 지점으로부터 각각 연장되어 비아를 통해 연결되고,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에는 각각 상기 연장 코일 패턴에 대응하는 연결단자를 포함하고,
상기 연장 코일 패턴과 상기 스위치는 상기 연결단자에 의해 연결되는 무선충전 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 수신 코일의 크기에 따라 두 개의 연장 코일 패턴에 연결된 스위치를 온(ON)하는 무선충전 장치.
무선전력 수신기의 수신 코일을 감지하는 단계;
상기 감지된 수신 코일의 크기에 따라 송신 코일을 결정하는 단계;
상기 결정된 송신 코일에 따라 상기 송신 코일의 복수의 지점으로부터 연장된 연장 코일 패턴과 연결된 스위치를 연결하는 단계;
상기 스위치가 연결된 연장 코일 패턴에 의해 상기 무선전력 수신기에 전력 전송을 실행하는 무선충전 방법.
제9항에 있어서,
상기 스위치를 연결하는 단계는
상기 수신 코일의 크기에 대응하게 결정된 연장 코일 패턴에 연결된 두 개의 스위치를 온(ON)하여 두 개의 연장 코일 패턴이 하나의 코일 패턴으로 연결되는 무선충전 방법.
제9항에 있어서,
상기 수신 코일을 감지하는 단계는
상기 무선전력 수신기로부터 상기 수신 코일의 정보를 수신하는 무선충전 방법.
제9항에 있어서,
상기 수신 코일을 감지하는 단계는
상기 송신 코일에서 송신한 감지 신호에 대응하는 신호를 수신하여 감지하는 무선충전 방법.
제12항에 있어서,
상기 감지 신호는
상기 스위치를 동작하여 상기 송신 코일의 연장 코일 패턴을 연결하여 연결된 연장 코일 패턴 각각에서 송신하는 무선충전 방법.
제13항에 있어서,
상기 각각의 연장 코일 패턴에서 송신한 감지 신호에 대응하는 수신 신호에 따라 송신 코일을 결정하는 무선충전 방법.