KR20190081484A

KR20190081484A - Wireless Pad Charger

Info

Publication number: KR20190081484A
Application number: KR1020170184058A
Authority: KR
Inventors: 김예령
Original assignee: 김예령
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09

Abstract

The present invention relates to a wireless charging device, comprising: a wireless charging pad in which one side of a body portion is formed to be concave such that a portable terminal can be seated thereon, a transmitting coil is embedded in the concave side, and an area where the portable terminal is in contact with the concave side is reduced; a wireless power transmitting unit which includes at least one power transmitter placed on the charging pad and interacting with the charging pad to transmit power for wirelessly charging a power supply, and at least one wireless power receiving unit which receives the power; a charging module which controls the power transmitted from the power transmitter to the wireless power receiving unit corresponding to the power transmitter based on a target voltage gain of the wireless power receiving unit corresponding to the power transmitter; and a distributing member which is provided in the charging pad to distribute heat generated in the charging module to the charging pad. The present invention can efficiently reduce heat generated from a driving circuit unit.

Description

Wireless Pad Charger {Wireless Pad Charger}

본 발명은 무선충전장치에 관한 것으로서, 특히 무선충전 시에 발생되는 발열을 용이하게 분산할 수 있는 무선충전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless charging device, and more particularly, to a wireless charging device capable of easily dissipating heat generated during wireless charging.

일반적으로 휴대용 전자 기기는 휴대 단말기, MP3 플레이어, 피엠피(Portable Multimedia Player: PMP), 전자책 등으로, 사용자가 휴대하면서 다양한 콘텐츠를 접할 수 있는 기기들을 일컫는다. 특히 휴대 단말기, 구체적으로 최근에 흔히 스마트 폰이라 불리워지는 휴대 단말기의 경우, 다양한 기능들이 집약되고 있다. 특히나, 휴대 단말기에는 출입자 인증용 보안카드, 교통카드, 신용카드 등의 결재나 사용자 인증의 위한 인접 자장통신(near field communication: NFC) 기능이 탑재되고 있다. 이러한 휴대용 단말기는 NFC 기능을 수행하기 위해별도의 안테나를 구비하는데, 이러한 NFC 기술은 국내공개특허 제2009-126323호(2009.12.08. 공개)등을 통해 개시되고 있다.Generally, portable electronic devices are portable terminals, MP3 players, portable multimedia players (PMPs), electronic books, and the like, which are devices that users can access various content while carrying. Particularly, in the case of a portable terminal, specifically, a portable terminal which is often called a smart phone in recent years, various functions have been concentrated. Particularly, portable terminals are equipped with a function of approving a security card, a traffic card, a credit card, or the like and a near field communication (NFC) function for user authentication. Such a portable terminal has a separate antenna for performing an NFC function. Such NFC technology is disclosed in, for example, Korean Patent Laid-Open No. 2009-126323 (published on December 12, 2009).

또한, 휴대용 전자 기기에는 전력을 공급하기 위해 착탈식 또는 내장형의 배터리를 구비하는데, 사용자는 배터리 잔량에 따라 배터리를 충전하여 사용하게 된다. 통상의 배터리 충전은 유선충전과 무선충전으로 구분할 수 있다. 일반적으로는 유선 충전이 많이 보급화되어 있으나, 최근에는 무선충전에 대한 다양한 기술들이 개발되고 있는 실정이다. 무선충전을 위한 기술은 자기장을 이용한 유도 결합(inductive coupling) 방식, 전기장을 이용한 용량 결합(capacitive coupling) 방식, 고주파 방사(radio frequency wave radiation) 방식 등이 있는데 무선충전 기술은 국내 공개특허 제2008-32519호(2008. 04. 15. 공개) 등을 통해 개시되어 있다.In addition, the portable electronic apparatus has a detachable or built-in battery for supplying electric power, and the user charges the battery according to the remaining amount of the battery. Normal battery charging can be classified into wired charging and wireless charging. Generally, wired charging is widely used. Recently, various technologies for wireless charging have been developed. Techniques for wireless charging include inductive coupling using a magnetic field, capacitive coupling using an electric field, and radio frequency wave radiation. The wireless charging technique is disclosed in Korean Patent Laid- 32519 (published on April 15, 2008).

무선충전장치는 휴대용 전자 기기의 내측에 제공되는 무선충전부와, 휴대용 전자 기기가 놓여 무선충전부와의 무선송수신에 따라 배터리를 충전하는 외부 충전패드를 포함하는 구성이다.휴대용 전자 기기에는 휴대용 전자 기기에 전원을 제공하는 배터리(미도시)가 제공된다. 또한, 배터리의 일면으로 휴대용 전자 기기의 내측에는 NFC 기능과 무선충전 기능을 하나의 휴대용 전자 기기에 탑재하기 위해서는 대체로 루프 안테나 형태를 가지는 NFC용 안테나 소자와 무선충전부가 실장되고, NFC용 안테나 소자)와 무선충전부의 상단 일측에는 NFC용 안테나 소자와 무선충전부와 연결되는 구동회로부가 제공된다. 또한, NFC용 안테나 소자와 무선충전부가 각각이 작동할 때, NFC용 안테나 소자와 무선충전부 사이의 간섭이나 NFC용 안테나 소자, 무선충전부의 동작이 휴대용 전자 기기 내 의 다른 회로 장치들에 영향을 미치는 것을 차단하기 위하여, 차폐재를 사용한다.이러한 휴대용 전자 기기에는 휴대용 전자 기기와는 별도로 휴대용 전자 기기가 놓여 배터리를 충전하는 충전패드가 제공된다. 배터리를 충전하기 위해 휴대용 전자 기기가 충전패드에 놓이면, 무선충전부와 충전패드 사이의 무선 공진에 따라 배터리가 충전되는 것이다. 그러나, 휴대용 전자 기기가 충전패드에 놓여 배터리를 충전하는 동안 구동회로부에서는 고온의 열이 발생된다. 이러한 고온의 열을 분산시키기 위한 여러 가지 분산 장치들이 휴대용 전자 기기의 내측, 구체적으로 구동회로부에 근접하여 제공된다.The wireless charging device includes a wireless charging unit provided inside the portable electronic device and an external charging pad for charging the battery in accordance with the wireless transmission / reception of the portable electronic device with respect to the portable electronic device. A battery (not shown) for providing power is provided. In order to mount an NFC function and a wireless charging function inside a portable electronic device on one side of a battery in one portable electronic device, an NFC antenna element and a wireless charger unit having a loop antenna shape are mounted and an antenna element for NFC is mounted. And a driving circuit unit connected to the NFC antenna element and the wireless charger unit is provided at an upper end of the wireless charger unit. Further, when the NFC antenna element and the wireless charger are operated, the interference between the NFC antenna element and the wireless charger, and the operation of the NFC antenna element and the wireless charger affect the other circuit devices in the portable electronic device A shielding material is used to shield the portable electronic device. In addition to the portable electronic device, the portable electronic device is provided with a charging pad for charging the battery. When the portable electronic device is placed on the charging pad to charge the battery, the battery is charged according to the wireless resonance between the wireless charging portion and the charging pad. However, high temperature heat is generated in the driving circuit portion while the portable electronic device is placed on the charging pad to charge the battery. Various dispersing devices for dispersing such high-temperature heat are provided inside the portable electronic device, specifically, in proximity to the driving circuit portion.

그러나, 구동회로부에서 발생된 열은 휴대용 전자 기기의 내부로 분산되며, 특히 구동회로부를 중심으로 국소적인 부위로만 온도가 집중되는 핫스팟(hotspot) 영역이 발생되어 발열된다. 그러나, 구동회로부 주변부에는 휴대용 전자 기기의 통신을 위한 안테나나, 루프 안테나 또는 NFC용 안테나 소자 등의 내부모듈 등이 제공된다. 이에, 구동회로부에서 발생되는 고온의 열에 의해 내부모듈들의 성능이 저하되거나 손상이 발생된다. However, the heat generated in the driving circuit is dispersed inside the portable electronic device. In particular, a hotspot region in which the temperature is concentrated only in the local region is generated around the driving circuit portion to generate heat. However, an antenna for communication of portable electronic devices, an internal module such as a loop antenna or an NFC antenna element, and the like are provided in the peripheral portion of the drive circuit portion. Thus, the performance of the internal modules is deteriorated or damaged due to high-temperature heat generated in the driving circuit portion.

고온의 열에 의해 NFC용 안테나 소자가 열화되거나, 무선충전의 효율이 저하되는 단점이 있으며, 충전 불량 등의 다양한 문제점이 발생하는 것이다. 또한, 구동회로부에서 발생된 열은 휴대용 전자 기기의 내부의 공간적인 제약으로 발열분산공간이 한정됨으로써, 고온의 열은 효율적으로분산되지 못함은 물론 고온의 열이 떨어지지 않는 열정체구간이 발생하게 된다. 구동회로부 측에 집중되어열에 의한 구동회로부의 성능이 저하되는 단점이 발생한다. 또한 발열되는 열을 분산시키기 위해, 구동회로부 상에 흑연(Graphite) 등의 재질을 사용하여 열을 분산시키키도 하지만, 휴대용 전자 기기 내측의 발열분산공간의 제약으로 발열분산이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 또한, 휴대용 전자 기기의 내부에는 다양한 내부모듈이 장착됨은 물론 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 소형화 등에 따른 한정적인 내부공간 때문에 분산하기 위한 공간을 확보하기 어려운 문제점이 있다.There is a disadvantage that the NFC antenna element is deteriorated due to high-temperature heat or the efficiency of wireless charging is lowered, and various problems such as poor charging occur. In addition, heat generated in the driving circuit unit is limited by the spatial limitation of the internal space of the portable electronic device, so that the heat dissipation space is not efficiently dispersed, and a heat stagnation period where high temperature heat is not generated is generated . There is a disadvantage that the performance of the drive circuit portion due to heat is concentrated on the side of the drive circuit portion. Further, in order to disperse the heat to be generated, a material such as graphite may be used to disperse the heat on the driving circuit portion. However, since the heat dissipation dispersion space inside the portable electronic device is limited, . In addition, various internal modules are installed inside the portable electronic device, and it is difficult to secure a space for dispersion due to the limited internal space due to the slimness and miniaturization of the portable electronic device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 몸체부 일면이 휴대용 단말기가 안착될 수 있도록 오목하게 형성되며, 오목하게 형성된 부분의 상기 송신 코일이 내장되며, 상기 오목하게 형성된 부분에 상기 휴대용 단말기가 닿는 면적을 줄인 무선충전패드;와 상기 충전패드에 놓여 상기 충전패드와 교류하여 무선으로 전원을 충전하는 전력을 전송하는 적어도 하나 이상의 전력전송기를 포함하는 무선전력 송신부 와 상기 전력을 수신하는 적어도 하나 이상의 무선전력 수신부를 포함하는 무선충전 시스템에 있어서, 상기 무선전력 송신부;그리고 상기 전력전송기에 대응되는 상기 무선전력 수신부의 목표전압이득에 기초하여, 상기 전력전송기로부터 상기 전력전송기에 대응되는 상기 무선전력 수신부에 전송되는 전력을 제어하는 충전모듈; 및 상기 충전패드에 제공되고, 상기 충전모듈에서 발생된 열을 상기 충전패드 측으로 분산하게 제공되는 분산부재;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 목적은 무선 패드 충전기를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a portable terminal which has a concave portion formed in a concave shape, A wireless power transmission unit that includes a wireless charging pad that reduces the contact area of the terminal and at least one power transmitter that is placed on the charging pad and communicates with the charging pad to transmit power to charge the power wirelessly, A wireless charging system comprising at least one wireless power receiver, the wireless charging system comprising: a wireless power transmitter configured to receive wireless power from the wireless transmitter based on a target voltage gain of the wireless power receiver corresponding to the wireless transmitter; A charge to control the power transmitted to the power receiver Module; And a dispersing member provided on the filling pad, the dispersing member being provided to disperse the heat generated from the filling module toward the filling pad, and an object of the present invention is to provide a wireless pad charger.

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 무선충전장치는; 무선충전장치에 있어서, 충전패드; 상기 충전패드에 놓여 상기 충전패드와 교류하여 무선으로 전원을 충전하는 충전모듈; 및 상기 충전패드에 제공되고, 상기 충전모듈에서 발생된 열을 휴대기기와 직접 접촉면적을 줄이는 측으로 분산하게 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless charging apparatus including: A wireless charging device, comprising: a charging pad; A charging module that is placed on the charging pad to exchange power with the charging pad to charge the power source wirelessly; And the charging pad is provided to distribute the heat generated from the charging module to the side where the direct contact area with the portable device is reduced.

바람직하게, 상기 충전모듈을 안착하여 충전하는 충전영역부가 상기 충전패드에 제공되고, 상기 분산부재는 상기 충전영역부 상에 제공되어, 상기 충전모듈에서 발생되는 열을 전달받아 상기 충전모듈에서 발생되는 열을 분산시킨다.Preferably, a filling area for seating and charging the filling module is provided in the filling pad, and the dispersing member is provided on the filling area to receive heat generated in the filling module, Disperse heat.

더 바람직하게, 상기 분산부재는 열전도성을 가지며, 전기적으로 절연된다.More preferably, the dispersing member has thermal conductivity and is electrically insulated.

더 바람직하게, 상기 분산부재는 열전도 플라스틱을 포함하여 이루어진다.More preferably, the dispersing member comprises a thermally conductive plastic.

더 바람직하게, 상기 열전도 플라스틱은 상기 충전모듈에서 발생되는 열을 전달받아 분산시킨다.More preferably, the thermally conductive plastic receives and disperses heat generated from the charging module.

더 바람직하게, 상기 열전도 플라스틱은 상기 충전영역부의 외측면에 열융착 또는 접착부재, 또는 후크 결합 중 적어도 하나를 통해 결합된다.More preferably, the thermally conductive plastic is bonded to the outer side surface of the filling region portion through at least one of a heat fusion bonding member, an adhesive member, and a hook coupling.

더 바람직하게, 상기 충전모듈의 일면에는 상기 충전모듈에 의해 전원을 공급받는 배터리와, 상기 충전모듈 및 상기 배터리를 커버하는 커버부가 구비되고, 상기 충전모듈에서 발생되는 열은 상기 커버부를 통해 상기 분산부재 측으로 분산된다.Preferably, the battery module further includes a battery, which is supplied with power by the charging module, and a cover unit that covers the charging module and the battery, and heat generated from the charging module is distributed through the cover, Member side.

더 바람직하게는, 상기 충전모듈은, 무선충전을 위한 무선수신공진부; 및 상기 무선수신공진부의 일측으로 상기무선수신공진부와 연결되는 구동회로부를 포함하고, 상기 충전모듈이 상기 충전패드에 놓여 상기 배터리를 충전하는 경우, 상기 구동회로부에서 발생되는 열은 상기 구동회로부와 대향하는 상기 커버부를 통해 상기 분산부재로 분산된다.More preferably, the charging module comprises: a wireless receiving unit for wireless charging; And a driving circuit unit connected to one end of the wireless receiving and resonating unit, wherein when the charging module is placed on the charging pad to charge the battery, heat generated in the driving circuit unit is transmitted to the driving circuit unit And is dispersed in the dispersing member through the cover portion facing each other.

상기와 같이 구성된 무선충전장치는 휴대용 전자 기기를 충전패드에 올려놓아 충전하는 동안 발생되는 열을 휴대용 전자 기기와 충전패드 접촉면을 줄여 열 발생을 줄임으로, 구동회로부에서 발생되는 열을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 구동회로부 상에서 발생되는 고온의 열을 휴대용 전자 기기의 내부가 아닌 외부로 발열됨으로써, 휴대용 전자 기기의 내측에 제공되는 통신을 위한 안테나나, 루프 안테나, 또는 NFC 안테나 소자 등의 내부 모듈이 열에 따른 손상으로부터 이를 방지할 수 있다.The wireless charging device configured as described above reduces the heat generated by charging the portable electronic device on the charging pad by reducing the contact surface between the portable electronic device and the charging pad, thereby effectively reducing the heat generated in the driving circuit portion There is an effect that can be. In addition, since the heat generated at the driving circuit portion is radiated outside the interior of the portable electronic device, an internal module such as an antenna for communication provided inside the portable electronic device, a loop antenna, or an NFC antenna element, It is possible to prevent this from being damaged.

또한, 구동회로부에서 발생되는 열이 외부로 분산되는 경우의 온도 저하량은 외부로 분산되는 경우의 온도 저하량보다 크게 됨으로써, 무선충전에 따른 온도의 국부포화영역의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다. Further, the temperature decrease amount in the case where the heat generated in the drive circuit portion is dispersed to the outside is larger than the temperature decrease amount in the case where the heat is dispersed to the outside, whereby the effect of preventing occurrence of the local saturated region of temperature due to wireless charging have.

도 1은 본 발명에 따른 무선 패드 충전기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 무선 패드 충전기의 주요부분을 도시한 도면, 및
도 3은 본 발명에 따른 무선 패드 충전기의 평면도를 도시한 도면을 각각 나타낸 것이다.
1 is a perspective view illustrating a wireless pad charger according to the present invention,
2 shows a main part of a wireless pad charger according to the invention, and
3 is a plan view of a wireless pad charger according to the present invention.

본 발명은, 휴대용 전자 기기의 무선충전 시에 발생하는 고온의 열을 효율적으로 분산시킬 수 있는 무선충전장치를 제공하고자 한다. 또한, 구동회로부에서 발생되는 열을 휴대용 전자 기기의 내측, 특히 구동회로부 주변부에 제공되는 안테나나,루프 안테나 또는 NFC용 안테나 소자 등의 내부 모듈에 영향을 제공하지 않는 부분으로 분산시킬 수 있도록 하는 무선충전장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of efficiently distributing high-temperature heat generated during wireless charging of a portable electronic device. In addition, it is possible to distribute the heat generated in the driving circuit portion to the inside of the portable electronic device, in particular, to a portion that does not affect an internal module such as an antenna provided in a peripheral portion of a driving circuit portion, an antenna element such as a loop antenna or an NFC Charging device.

또한, 휴대용 전자 기기의 배터리를 충전하는 경우, 무선충전에 따른 핫스팟 구역의 온도를 저하시킬 수 있는무선충전장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of lowering the temperature of a hot spot area due to wireless charging when charging a battery of a portable electronic device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 패드 충전기는 상기 몸체부 일면이 휴대용 단말기가 안착될 수 있도록 오목하게 형성되며, 오목하게 형성된 부분의 상기 송신 코일이 내장되며, 상기 오목하게 형성된 부분에 상기 휴대용 단말기가 닿는 면적을 줄인 무선충전패드;와 상기 충전패드에 놓여 상기 충전패드와 교류하여 무선으로 전원을 충전하는 전력을 전송하는 적어도 하나 이상의 전력전송기를 포함하는 무선전력 송신부 와 상기 전력을 수신하는 적어도 하나 이상의 무선전력 수신부를 포함하는 무선충전 시스템에 있어서, 상기 무선전력 송신부;그리고 상기 전력전송기에 대응되는 상기 무선전력 수신부의 목표전압이득에 기초하여, 상기 전력전송기로부터 상기 전력전송기에 대응되는 상기 무선전력 수신부에 전송되는 전력을 제어하는 충전모듈; 및 상기 충전패드에 제공되고, 상기 충전모듈에서 발생된 열을 상기 충전패드 측으로 분산하게 제공되는 분산부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless pad charger including a body portion having a concave portion formed in a concave shape to receive a portable terminal, A wireless power transmission unit that includes a wireless charging pad that reduces an area of the portable terminal contacting the portable terminal and at least one power transmitter that is placed on the charging pad and communicates with the charging pad to transmit power to charge the power wirelessly, A wireless power transmission unit for wirelessly transmitting power from the power transmitter to the power transmitter based on a target voltage gain of the wireless power receiver corresponding to the power transmitter; The power transmitted to the wireless power receiving unit Charging module that controls; And a dispersing member provided on the filling pad and provided to disperse the heat generated in the filling module toward the filling pad.

또한 상기 충전모듈을 안착하여 충전하는 충전영역부가 상기 충전패드에 제공되고, 상기 분산부재는 상기 충전영역부 상에 제공되어, 상기 충전모듈에서 발생되는 열을 전달받아 상기 충전모듈에서 발생되는 열을 분산시키는 역할을 한다.A charging area for receiving and charging the charging module is provided on the charging pad, and the dispersing member is provided on the charging area to receive heat generated in the charging module, And to disperse.

상기 분산부재는 열전도 플라스틱을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선충전장치이며 상기 열전도 플라스틱은 상기 충전모듈에서 발생되는 열을 전달받아 분산시키는 것을 특징으로 하는 무선충전장이다.Wherein the dispersing member comprises a thermally conductive plastic, and the thermally conductive plastic is a wireless rechargeable battery in which heat generated from the recharging module is transferred and dispersed.

(1)은 무선 패드 충전기 자체를 충전하는 USB 모듈이다.
(2)는 무선 패드 충전기의 베터리 양을 표시해 주는 제품상판이다. (1) is a USB module that charges the wireless pad charger itself.
(2) is a product top plate that displays the battery charge of the wireless pad charger.

Claims

In a wireless charging device,
A wireless charging pad having a surface of the body part recessed to allow the portable terminal to be seated therein and having the recessed portion of the transmission coil incorporated therein and having an area in which the portable terminal contacts the concave portion;
And at least one power transmitter for transmitting power for charging the power source wirelessly by interposing with the charging pad placed on the charging pad, and at least one wireless power receiver for receiving the power, The wireless power transmission unit;
A charging module that controls power transmitted from the power transmitter to the wireless power receiver corresponding to the power transmitter based on a target voltage gain of the wireless power receiver corresponding to the power transmitter; And
And a dispersing member provided on the filling pad, the dispersing member being provided to disperse heat generated in the filling module toward the filling pad.

The method according to claim 1,
Wherein a charging area for receiving and charging the charging module is provided on the charging pad and the dispersing member is provided on the charging area to receive heat generated from the charging module to disperse heat generated in the charging module To the wireless communication device.

3. The method of claim 2,
Wherein the jetting member is thermally conductive and electrically insulated.

The method of claim 3,
Wherein the dispersing member comprises a thermally conductive plastic.

5. The method of claim 4,
Wherein the thermally conductive plastic receives and disperses heat generated in the charging module.