KR20190088955A - Receiving antennas and wireless power receiving apparatus comprising the same - Google Patents

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KR20190088955A
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Abstract

The present invention relates to a reception antenna to increase wireless power reception efficiency and a wireless power reception device including the same. According to one embodiment of the present invention, the reception antenna of a wireless power reception device wirelessly charging power comprises: a substrate; a first soft magnetic layer stacked on the substrate and made of a soft magnetic material; a first coil layer receiving electromagnetic energy irradiated from a wireless power transmission device, and wound in parallel to the soft magnetic layer; and a second coil layer electrically connected to the first coil layer and wound in parallel to the first coil layer wherein the directions of currents in the first and second coil layers are opposite to each other.

Description

수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치{RECEIVING ANTENNAS AND WIRELESS POWER RECEIVING APPARATUS COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a receiving antenna and a wireless power receiving apparatus including the receiving antenna.

본 발명은 무선 충전에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 충전을 위한 수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless charging, and more particularly, to a receiving antenna for wireless charging and a wireless power receiving device including the same.

무선 전력 송수신 기술은 전자기기에게 전력을 무선으로 공급하는 기술로, 휴대 단말의 배터리 충전뿐만 아니라, 가정용 전자제품에 대한 전력 공급, 전기자동차나 지하철에 대한 전력 공급 등에도 다양하게 적용될 수 있다.Wireless power transmission and reception technology is a technology for wirelessly supplying electric power to electronic devices. It can be applied not only to battery charging of portable terminals, but also to electric power supply for home electric appliances, electric power supply for electric vehicles and subways.

전력 송수신 효율을 높이기 위하여, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 에너지 손실을 최소화할 필요가 있다. 이를 위하여, 송신 안테나와 수신 안테나를 유효 거리 이내에서 상호 정렬시킬 수 있다. 또한, 송신 안테나와 수신 안테나 주변에 연자성 소재를 배치하여, 송신 안테나가 방사하는 전자기 에너지를 수신 안테나의 방향으로 집속시킬 수 있다.In order to increase the power transmission / reception efficiency, it is necessary to minimize the energy loss between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus. To this end, the transmit and receive antennas may be aligned within effective distances. Further, a soft magnetic material may be disposed around the transmission antenna and the reception antenna, so that the electromagnetic energy radiated by the transmission antenna can be focused in the direction of the reception antenna.

그런데, 수신 안테나 주변에 배치되는 연자성 소재는 두께가 얇아, 평면 방향으로 높은 투자율을 가진다. 수신 안테나용 연자성 소재의 자화값이 포화되면, 송신 안테나로부터 나온 전자기 에너지가 누설될 수 있다. 이에 따라, 송신 안테나와 수신 안테나 간의 전송 효율을 높이는 방법이 필요하다.However, the soft magnetic material disposed around the receiving antenna is thin and has a high permeability in the planar direction. When the magnetization value of the soft magnetic material for the reception antenna is saturated, electromagnetic energy from the transmission antenna may leak. Accordingly, a method for increasing the transmission efficiency between the transmission antenna and the reception antenna is needed.

한국 특허 공개 번호 제2013-0050633호(2013.05.16)Korean Patent Publication No. 2013-0050633 (May 31, 2013) 한국 특허 공개 번호 제2008-0012782호(2008.02.12)Korean Patent Publication No. 2008-0012782 (Feb. 12, 2008) 한국 특허 공개 번호 제2013-0048749호(2013.05.10)Korean Patent Publication No. 2013-0048749 (Feb. 미국 특허 공개 번호 제2012/0086281호(2012.04.12)U.S. Patent Application Publication No. 2012/0086281 (Apr. 12, 2012)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 전력 수신 장치의 무선 전력 수신 효율을 개선하기 위한 수신 안테나의 구조를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure of a receiving antenna for improving wireless power receiving efficiency of a wireless power receiving apparatus.

본 발명의 한 실시예에 따른 무선으로 전력을 충전하는 무선 전력 수신 장치의 수신 안테나는 기판, 상기 기판 상에 적층되며, 연자성 소재로 이루어진 제1 연자성층, 그리고 무선 전력 송신 장치로부터 방사되는 전자기 에너지를 수신하며, 상기 연자성층과 평행하게 감겨진 제1 코일층 및 상기 제1 코일층과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 코일층과 평행하게 감겨진 제2 코일층을 포함하며, 상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층의 전류 방향이 반대인 수신 코일을 포함한다.A receiving antenna of a wireless power receiving apparatus that wirelessly charges power according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a first soft magnetic layer stacked on the substrate and made of a soft magnetic material, And a second coil layer electrically connected to the first coil layer and wound in parallel with the first coil layer, the first coil layer being wound in parallel with the soft magnetic layer, And a receiving coil whose current direction is opposite to that of the coil layer and the second coil layer.

상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층 사이에 형성된 지지 필름을 더 포함하며, 상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층은 상기 지지 필름에 형성된 관통홀을 통하여 연결될 수 있다.And a support film formed between the first coil layer and the second coil layer. The first coil layer and the second coil layer may be connected to each other through a through hole formed in the support film.

상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층의 적어도 일부는 상기 제1 연자성층에 매립될 수 있다.At least a part of the first coil layer and the second coil layer may be embedded in the first soft magnetic layer.

상기 기판과 상기 제1 연자성층 사이에 형성된 제2 연자성층을 더 포함할 수 있다.And a second soft magnetic layer formed between the substrate and the first soft magnetic layer.

상기 제1 연자성층, 상기 제1 코일층 및 상기 제2 코일층의 적어도 일부는 상기 무선 전력 수신 장치의 케이스에 매립될 수 있다.At least a portion of the first soft magnetic layer, the first coil layer, and the second coil layer may be embedded in a case of the wireless power receiving apparatus.

상기 제1 코일층 및 상기 제2 코일층과 상기 연자성층 사이에는 PET(polyethylene terephthalate) 소재의 접착층이 더 포함될 수 있다.An adhesive layer of PET (polyethylene terephthalate) may be further included between the first coil layer and the second coil layer and the soft magnetic layer.

상기 제1 코일층 및 상기 제2 코일층은 동일한 형상을 가진 코일층이며, 상기 제2 코일층이 반전되어 상기 제1 코일층 상에 적층될 수 있다.The first coil layer and the second coil layer are coil layers having the same shape, and the second coil layer may be reversed and stacked on the first coil layer.

본 발명의 한 실시예에 따른 무선으로 전력을 충전하는 무선 전력 수신 장치는 기판, 상기 기판 상에 적층되며, 연자성 소재로 이루어진 제1 연자성층, 그리고 무선 전력 송신 장치로부터 방사되는 전자기 에너지를 수신하며, 상기 연자성층과 평행하게 감겨진 제1 코일층 및 상기 제1 코일층과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 코일층과 평행하게 감겨진 제2 코일층을 포함하며, 상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층의 전류 방향이 반대인 수신 코일, 상기 수신 코일과 연결되며, 상기 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환하는 회로부, 그리고 상기 전기 에너지를 저장하는 저장부를 포함한다.A wireless power receiving apparatus for wirelessly charging electric power according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a first soft magnetic layer stacked on the substrate and made of a soft magnetic material, A first coil layer wound in parallel with the soft magnetic layer and a second coil layer electrically connected to the first coil layer and wound in parallel with the first coil layer, A receiving coil connected to the receiving coil, for converting the electromagnetic energy to electric energy, and a storage unit for storing the electric energy.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 수신 안테나의 전자기 에너지 집속 성능을 높일 수 있어, 무선 전력 송수신 효율을 최대화할 수 있다. 특히, 수신 안테나의 두께를 줄이고 송신 안테나와 수신 안테나 간의 거리를 줄여 개선된 전력 전송 효율을 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the electromagnetic energy focusing performance of the receiving antenna can be enhanced in the wireless power receiving apparatus, and the wireless power transmitting / receiving efficiency can be maximized. Particularly, it is possible to reduce the thickness of the receiving antenna and reduce the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna, thereby obtaining improved power transmission efficiency.

이에 따라, 얇은 두께에서도 요구되는 수준의 전자기 에너지 집속 효과를 얻을 수 있어, 슬림화 추세의 다양한 전자기기(예, TV, 휴대 단말, 노트북, 테블릿 PC 등) 기술에 적용이 가능하다.As a result, it is possible to obtain a desired electromagnetic energy focusing effect even in a thin thickness, and it can be applied to a variety of electronic devices (for example, a TV, a portable terminal, a notebook PC, a tablet PC, etc.)

그리고, 전자기 에너지 집속 성능이 우수하고, 재료의 가격이 저렴하므로, 전기자동차, 지하철, 전철 등의 대형 응용 분야에도 적용이 가능하다.Further, since the electromagnetic energy focusing performance is excellent and the material cost is low, it can be applied to large-sized applications such as electric vehicles, subways, and electric trains.

또한, 무선 전력 송신 장치가 영구 자석을 포함하더라도, 영구 자석의 영향을 흡수하여, 높은 전력 전송 효율을 얻을 수 있다. 그리고, 무선 전력 송신 장치가 영구 자석을 포함하지 않는 경우에도 호환이 가능하다.Further, even if the wireless power transmission apparatus includes a permanent magnet, the influence of the permanent magnet can be absorbed, and high power transmission efficiency can be obtained. It is also compatible with the case where the wireless power transmission device does not include a permanent magnet.

또한, 제작 공정이 간단하며, 추가적인 비용 상승의 부담이 적다.Further, the manufacturing process is simple, and the burden of additional cost increase is small.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4는 연자성층의 두께에 따른 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 전력 전송 효율을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치의 일부 단면도이다.
도 6은 제1 코일층과 제2 코일층의 일 예이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 하나의 코일층을 연자성층에 매립한 예를 나타내고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 두 개의 코일층을 연자성층에 매립한 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라 연자성 소재의 시트가 합지된 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따라 수신 안테나가 휴대 단말의 후면 케이스에 매립된 예를 나타낸다.
1 is a block diagram illustrating a wireless power transceiver system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a part of a wireless power transmission apparatus, and FIG. 3 is a diagram showing a part of a wireless power reception apparatus.
4 shows the power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus according to the thickness of the soft magnetic layer.
5 is a partial cross-sectional view of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is an example of the first coil layer and the second coil layer.
FIG. 7 shows an example in which one coil layer is embedded in a soft magnetic layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows an example in which two coil layers are embedded in a soft magnetic layer according to another embodiment of the present invention.
Fig. 9 shows an example in which sheets of a soft magnetic material are laminated according to an embodiment of the present invention.
10 illustrates an example in which a receiving antenna is embedded in a rear case of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless power transceiver system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 전력 송수신 시스템은 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다. 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 안테나에 전기 에너지를 인가하고, 송신 안테나는 전기 에너지를 전자기 에너지로 변환하여 주변으로 방사한다. 무선 전력 수신 장치(200)는 송신 안테나로부터 방사된 전자기 에너지를 수신 안테나를 이용하여 수신하고, 이를 전기 에너지로 변환하여 충전한다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission / reception system includes a wireless power transmission apparatus 100 and a wireless power reception apparatus 200. The wireless power transmission apparatus 100 applies electrical energy to a transmission antenna, and the transmission antenna converts electrical energy into electromagnetic energy and radiates it to the surroundings. The wireless power receiving apparatus 200 receives electromagnetic energy radiated from a transmitting antenna using a receiving antenna and converts the received electromagnetic energy into electric energy to charge the antenna.

여기서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 예를 들면 송신 패드(pad)이다. 그리고, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등의 일부 구성일 수 있다. 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등은 무선 전력 수신 장치(200)만을 포함하거나, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 모두 포함하도록 설정될 수 있다.Here, the wireless power transmission apparatus 100 is, for example, a transmission pad. The wireless power receiving apparatus 200 may be a portable terminal to which wireless power transmission / reception technology is applied, a household / personal electronic product, a transportation means, and the like. A mobile terminal to which the wireless power transmission / reception technology is applied, a household / personal electronic product, a transportation means, etc. may include only the wireless power receiving apparatus 200 or may include both the wireless power transmitting apparatus 100 and the wireless power receiving apparatus 200 Can be set.

한편, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송수신(Wireless Power Conversion, WPC) 기능과 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 기능을 동시에 가지는 모듈을 포함하도록 구성될 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(200)는 NFC 모듈을 포함하는 외부 장치(300)와 근거리 무선 통신을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the wireless power receiving apparatus 200 may be configured to include a module having both a wireless power conversion (WPC) function and a near field communication (NFC) function. At this time, the wireless power receiving apparatus 200 may perform short-range wireless communication with the external apparatus 300 including the NFC module.

도 2는 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a part of a wireless power transmission apparatus, and FIG. 3 is a diagram showing a part of a wireless power reception apparatus.

도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 회로(미도시), 연자성 코어(110), 송신 안테나(120) 및 영구 자석(130)을 포함한다.2, the wireless power transmission apparatus 100 includes a transmission circuit (not shown), a soft magnetic core 110, a transmission antenna 120, and a permanent magnet 130.

연자성 코어(110)는 수 mm 두께의 연자성 소재로 이루어질 수 있다. 그리고, 송신 안테나(120)는 송신 코일로 이루어지며, 영구 자석(130)은 송신 안테나(120)에 의하여 둘러싸일 수 있다.The soft magnetic core 110 may be made of a soft magnetic material having a thickness of several mm. The transmission antenna 120 may be a transmission coil, and the permanent magnet 130 may be surrounded by a transmission antenna 120.

도 3을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신 회로(미도시), 연자성층(210) 및 수신 코일(220)을 포함한다. 연자성층(210)은 기판(미도시) 상에 적층될 수 있다. 기판은 여러 겹의 고정 시트로 이루어질 수 있고, 연자성층(210)과 접합하여, 연자성층(210)을 고정시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless power receiving apparatus 200 includes a receiving circuit (not shown), a soft magnetic layer 210, and a receiving coil 220. The soft magnetic layer 210 may be laminated on a substrate (not shown). The substrate may be composed of multiple layers of fixed sheets and may be bonded to the soft magnetic layer 210 to fix the soft magnetic layer 210.

연자성층(210)은 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 안테나(120)로부터 방사되는 전자기 에너지를 집속한다.The soft magnetic layer 210 concentrates the electromagnetic energy radiated from the transmitting antenna 120 of the wireless power transmission apparatus 100.

연자성층(210)은 금속 재료 또는 페라이트(ferrite) 소재로 이루어질 수 있으며, 연자성층(210)은 소결체(pellet), 플레이트(plate), 리본, 호일(foil), 필름(film) 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 연자성층(210)은 Fe, Co, Ni 중 적어도 하나를 포함하는 단일 금속 또는 합금 분말 플레이크 및 고분자 수지를 포함하는 컴포지트 형태일 수 있다. 다른 예로, 연자성층(210)은 Fe, Co, Ni 중 적어도 하나를 포함하는 합금 리본, 적층 리본, 호일 또는 필름일 수 있다. 또 다른 예로, 연자성층(210)은 FeSiCr 플레이크를 90wt% 이상 포함하고, 고분자 수지를 10wt% 이하 포함하는 컴포지트일 수 있다. 또 다른 예로, 연자성층(210)은 Ni-Zn 계 페라이트를 포함하는 시트, 리본, 호일 또는 필름일 수 있다.The soft magnetic layer 210 may be formed of a metal material or a ferrite material and the soft magnetic layer 210 may be formed in various forms such as a sintered body (pellet), a plate, a ribbon, a foil, . ≪ / RTI > As an example, the soft magnetic layer 210 may be in the form of a composite comprising a single metal or alloy powder flake comprising at least one of Fe, Co, Ni and a polymeric resin. As another example, the soft magnetic layer 210 may be an alloy ribbon, laminated ribbon, foil or film comprising at least one of Fe, Co, and Ni. As another example, the soft magnetic layer 210 may be a composite containing 90 wt% or more of FeSiCr flakes and 10 wt% or less of the polymer resin. As another example, the soft magnetic layer 210 may be a sheet, ribbon, foil or film containing Ni-Zn ferrite.

연자성층(210) 상에는 수신 코일(220)이 적층된다. 수신 코일(220)은 연자성층(210) 상에서 연자성층(210)과 평행한 방향으로 감겨진 코일 면으로 이루어질 수 있다. 스마트폰에 적용되는 수신 안테나를 예로 들면, 외경 50mm 이내, 내경 20mm 이상의 나선형 코일(spiral coil)의 형태일 수 있다. 수신 회로는 수신 코일(220)을 통하여 수신된 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 변환한 전기 에너지를 배터리(미도시)에 충전한다. The receiving coil 220 is stacked on the soft magnetic layer 210. The receiving coil 220 may be a coiled surface wound in a direction parallel to the soft magnetic layer 210 on the soft magnetic layer 210. For example, a receiving antenna applied to a smart phone may be in the form of a spiral coil having an outer diameter of 50 mm or less and an inner diameter of 20 mm or more. The receiving circuit converts the electromagnetic energy received through the receiving coil 220 into electric energy, and charges the battery (not shown) with the converted electric energy.

도시되지 않았으나, 연자성층(210)과 수신 코일(220) 사이에는 방열층이 더 포함될 수 있다. 본 명세서에서, 연자성층(210)과 수신 코일(220)을 수신 안테나라고 지칭할 수 있다. Although not shown, a heat-radiating layer may be further included between the soft magnetic layer 210 and the receiving coil 220. In this specification, the soft magnetic layer 210 and the receive coil 220 may be referred to as receive antennas.

무선 전력 수신 장치(200)가 WPC 기능과 NFC 기능을 동시에 가지는 경우, 연자성층(210) 상에는 NFC 코일(230)이 더 적층될 수 있다. NFC 코일(230)은 수신 코일(220)의 바깥을 둘러싸도록 형성될 수 있다.When the wireless power receiving apparatus 200 has the WPC function and the NFC function at the same time, the NFC coil 230 may be further stacked on the soft magnetic layer 210. The NFC coil 230 may be formed so as to surround the outside of the receiving coil 220.

그리고, 수신 코일(220)과 NFC 코일(230) 각각은 단자(240)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.Each of the reception coil 220 and the NFC coil 230 may be electrically connected to each other through a terminal 240.

도 4는 연자성층의 두께에 따른 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 전력 전송 효율을 나타낸다.4 shows the power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus according to the thickness of the soft magnetic layer.

도 4를 참조하면, 투자율이 50인 연자성층을 사용한 경우, 연자성층의 두께가 0.1mm가 될 때까지 전력 전송 효율이 급격히 증가하다가 0.2mm 이후에는 완만하게 증가하는 경향을 보인다. 즉, 연자성층의 두께가 0.2 내지 0.3mm가 되면 대부분의 자기장 차폐가 가능해진다. 한편, 25%에 달하는 소실분 에너지는 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 갭(약 5mm)을 통하여 옆으로 새는 것으로 추정된다.Referring to FIG. 4, in the case of using a soft magnetic layer having a permeability of 50, the power transmission efficiency sharply increases until the thickness of the soft magnetic layer becomes 0.1 mm, but gradually increases after 0.2 mm. That is, when the thickness of the soft magnetic layer is 0.2 to 0.3 mm, most of the magnetic field shielding becomes possible. On the other hand, the loss energy of 25% is estimated to leak sideways through the gap (about 5 mm) between the transmitting and receiving antennas.

무선 전력 송신 장치가 영구 자석을 포함하며, 송신 안테나와 수신 안테나 간의 이격 거리가 5mm이고, 수신 코일이 적층된 연자성층의 두께가 0.2mm인 경우, 투자율 50 내지 200의 범위에서 자기 유도 결합 계수는 0.75 내지 0.8의 값을 가진다. 즉, 전도성 손실과 회로의 손실을 감안할 경우, 6-70%의 전송 효율을 얻는 것이 일반적이다.In the case where the wireless power transmission apparatus includes a permanent magnet and the distance between the transmission antenna and the reception antenna is 5 mm and the thickness of the soft magnetic layer in which the reception coil is stacked is 0.2 mm, And has a value of 0.75 to 0.8. In other words, it is common to obtain a transmission efficiency of 6-70% considering the loss of conduction and the loss of circuit.

한편, 수학식 1은 자기 유도 결합 계수를 나타낸다.Equation (1) represents the magnetic inductance coupling coefficient.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, k는 자기 유도 결합 계수(inductive coupling coefficient)이고, LRx는 수신 안테나의 인덕턴스(inductance)이며, LTx는 송신 안테나의 인덕턴스이고, M은 송신 안테나와 수신 안테나 간의 상호 인덕턴스(mutual inductance)이다.Where L Rx is the inductance of the receiving antenna, L Tx is the inductance of the transmitting antenna, M is the mutual inductance between the transmitting antenna and the receiving antenna, k is the inductive coupling coefficient, L Rx is the inductance of the receiving antenna, to be.

LRx는 다시 수학식 2와 같이 나타낼 수 있고, LTx는 다시 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.L Rx can be expressed by Equation (2), and L Tx can be expressed by Equation (3) again.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, LRx-self는 수신 안테나의 자체 인덕턴스(self-inductanc)이고, LRx-mutual는 수신 안테나의 상호 인덕턴스이며, LTx-self는 송신 안테나의 자체 인덕턴스(self-inductanc)이고, LTx-mutual는 송신 안테나의 상호 인덕턴스이다.Where L Rx-self is the self-inductance of the receive antenna, L Rx-mutual is the mutual inductance of the receive antenna, L Tx-self is the self-inductance of the transmit antenna, L Tx- -mutual is the mutual inductance of the transmitting antenna.

수학식 1 내지 3을 참고하면, k를 증가시키기 위하여 수신 안테나와 송신 안테나의 인덕턴스를 감소시켜야 한다. LRx-self와 LTx-self는 도체의 길이에 따라 결정되는 전기적 특성이므로, 안테나의 턴수(turn number)에 따라 인덕턴스도 줄일 수 있으나, 이는 송신 안테나와 수신 안테나 간의 상호 인덕턴스에도 영향을 미치므로 효과적이지 않다. 또한, LTx-mutual를 줄여 k를 증가시킬 수도 있으나, 이는 송신 안테나의 자기장 약화를 초래한다. 이에 따라 LRx-mutual를 줄여 k를 증가시키는 방법을 고려할 수 있다.Referring to Equations 1 to 3, in order to increase k, the inductance of the reception antenna and the transmission antenna must be reduced. Since L Rx-self and L Tx-self are electrical characteristics determined by the length of the conductor, the inductance can be reduced according to the turn number of the antenna, but this also affects the mutual inductance between the transmitting antenna and the receiving antenna It is not effective. It is also possible to increase k by decreasing L Tx-mutual , but this leads to a magnetic field weakening of the transmitting antenna. Accordingly, a method of decreasing L Rx-mutual and increasing k can be considered.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 코일층 구조(coupled coil structure)를 이용하여 수신 안테나의 상호 인턱턴스, 즉 LRx-mutual를 줄이고, k, 즉 자기 유도 결합 계수를 증가시킴으로써 전력 전송 효율을 높이고자 한다.According to one embodiment of the present invention, a pair of coil coil structures is used to reduce the mutual inductance of the receive antenna, i.e., L Rx-mutual , and to increase k, i. E. We want to increase efficiency.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치의 일부 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 연자성층(210)의 일면에 수신 코일(220)이 형성된다. 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치의 관계를 나타내기 위하여 연자성층(210) 아래에 수신 코일(220)이 형성되는 것처럼 도시되어 있으나, 연자성층(210) 및 수신 코일(220)을 포함하는 수신 안테나 구조는 180도 반전될 수 있다. 도시되지 않았으나, 연자성층(210)과 수신 코일(220) 사이에는 연자성층(210)과 수신 코일(220)을 접착하기 위한 접착 시트가 더 포함될 수 있다. 이때, 수신 코일(220)은 적어도 2개의 코일층을 포함할 수 있다. 즉, 연자성층(210)의 평면 방향과 평행하게 감겨진 제1 코일층(222) 및 제1 코일층(222)의 평면 방향과 평행하게 감겨진 제2 코일층(224)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 코일층(222)과 제2 코일층(224) 사이에는 양 코일층을 지지하기 위한 지지 필름(510)이 더 적층될 수 있다. 지지 필름(510)은, 예를 들면 폴리이미드(PolyImide, PI) 소재로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 5, a receiving coil 220 is formed on one surface of the soft magnetic layer 210. The receiving coil 220 is illustrated as being formed below the soft magnetic layer 210 to show the relationship between the wireless power transmitting device and the wireless power receiving device. However, the receiving coil 220 may include a soft magnetic layer 210 and a receiving coil 220 The antenna structure can be inverted 180 degrees. Although not shown, an adhesive sheet may be further provided between the soft magnetic layer 210 and the receiving coil 220 to bond the soft magnetic layer 210 and the receiving coil 220 to each other. At this time, the receiving coil 220 may include at least two coil layers. The second coil layer 224 wound in parallel with the plane direction of the first coil layer 222 and the first coil layer 222 wound in parallel with the plane direction of the soft magnetic layer 210 . Between the first coil layer 222 and the second coil layer 224, a supporting film 510 for supporting both coil layers may be further laminated. The support film 510 may be made of, for example, polyimide (PI).

여기서, 제1 코일층(222)과 제2 코일층(224)은 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 코일층(222)의 한 단자와 제2 코일층(224)의 한 단자는 서로 연결될 수 있다. 예를 들면, 지지 필름(510)에 형성된 관통홀을 통하여 제1 코일층(222)의 한 단자와 제2 코일층(224)의 한 단자가 전기적으로 연결될 수 있다.Here, the first coil layer 222 and the second coil layer 224 may be electrically connected. That is, one terminal of the first coil layer 222 and one terminal of the second coil layer 224 may be connected to each other. For example, one terminal of the first coil layer 222 and one terminal of the second coil layer 224 may be electrically connected through a through hole formed in the support film 510.

이때, 제1 코일층(222)과 제2 코일층(224)은 전류 방향이 반대이다. 이에 따라, 인덕턴스가 상쇄되어, 수신 안테나의 상호 인턱턴스, 즉 LRx-mutual를 감소시키며, k, 즉 자기 유도 결합 계수를 증가시킬 수 있다. At this time, the first coil layer 222 and the second coil layer 224 have opposite current directions. Thus, the inductance can be canceled to reduce the mutual inductance of the receiving antenna, i.e., L Rx-mutual , and increase k, i.e., the magnetic inductive coupling coefficient.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 제1 코일층(222)과 제2 코일층(224)은 동일한 형상을 가지며, 서로 180도 반전되어 적층될 수 있다. 도 6은 제1 코일층과 제2 코일층의 한 예를 나타낸다. 도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 제1 코일층(222)과 제2 코일층(224)의 폭(W1, W2), 높이(H1, H2), 감긴 횟수 등은 동일하며, 동일한 코일층이 서로 반전되어 겹쳐질 수 있다. 즉, 제1 코일층(222) 상에는 제1 코일층(222)과 동일한 형상의 제2 코일층(224)이 반전되어, 제1 코일층(222)의 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 코일층(222)의 두 단자(222-1, 222-2) 중 하나는 제2 코일층(224)의 두 단자(224-1, 224-2) 중 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first coil layer 222 and the second coil layer 224 have the same shape, and may be stacked by reversing 180 degrees with each other. 6 shows an example of the first coil layer and the second coil layer. 6A and 6B, the widths W1 and W2, the heights H1 and H2, and the number of turns of the first coil layer 222 and the second coil layer 224 are the same And the same coil layers can be inverted and overlapped with each other. That is, the second coil layer 224 having the same shape as the first coil layer 222 may be formed on the first coil layer 222 to cover the entire first coil layer 222. One of the two terminals 222-1 and 222-2 of the first coil layer 222 may be electrically connected to one of the two terminals 224-1 and 224-2 of the second coil layer 224 have.

도시되지 않았으나, 연자성층(210) 상에는 수신 코일(220)을 둘러싸도록 NFC 코일(230)이 더 형성될 수도 있다. 이때, NFC 코일(230)도 수신 코일(220)과 마찬가지로 전기적으로 연결된 두 개의 코일층으로 이루어질 수 있다.Although not shown, an NFC coil 230 may be further formed on the soft magnetic layer 210 so as to surround the receiving coil 220. At this time, the NFC coil 230 may be formed of two coil layers electrically connected to each other like the receiving coil 220.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 코일층(222)과 제2 코일층(224)의 적어도 하나는 연자성층(210)에 매립될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one of the first coil layer 222 and the second coil layer 224 may be embedded in the soft magnetic layer 210.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 하나의 코일층을 연자성층에 매립한 예를 나타내고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 두 개의 코일층을 연자성층에 매립한 예를 나타낸다.FIG. 7 shows an example in which one coil layer is embedded in a soft magnetic layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows an example in which two coil layers are embedded in a soft magnetic layer according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 한 쌍의 코일층으로 이루어진 수신 안테나 구조에서 하나의 코일층(222) 또는 두 개의 코일층(222, 224)이 연자성층(210) 내에 매립된다. 코일층(222, 224)의 매립을 용이하게 하기 위하여, 연자성층(210)은 연자성 금속과 고분자 수지를 포함하는 컴포지트로 이루어질 수 있다.7 and 8, one coil layer 222 or two coil layers 222 and 224 are embedded in the soft magnetic layer 210 in the reception antenna structure including a pair of coil layers. In order to facilitate embedding of the coil layers 222 and 224, the soft magnetic layer 210 may be made of a composite including a soft magnetic metal and a polymer resin.

도시되지 않았으나, 코일층(222, 224)과 연자성층(210) 사이에는 PET(polyethylene terephthalate) 소재의 접착 시트가 더 포함될 수 있다. PET 소재의 접착 시트는 코일층(222, 224)과 연자성층(210) 사이를 절연할 수 있다.Although not shown, an adhesive sheet of PET (polyethylene terephthalate) may be further included between the coil layers 222 and 224 and the soft magnetic layer 210. The adhesive sheet of the PET material can insulate the coil layers 222 and 224 from the soft magnetic layer 210.

이와 같이, 코일층(222, 224)의 적어도 일부를 연자성층(210)에 매립하면, 수신 코일과 송신 코일 간의 거리가 줄어들고, 수신 안테나의 총 두께를 줄일 수 있다. 이에 따라, 수신 코일과 송신 코일 간의 갭(gap)으로 인하여 외곽으로 발생하는 누설 자속(leakage magnetic flux)을 줄일 수 있고, 수신 코일과 송신 코일 간의 상호 인덕턴스를 증가시키며, 결과적으로 자기 유도 결합 계수를 증가시켜 전력 전송 효율을 높일 수 있다.When at least a portion of the coil layers 222 and 224 are embedded in the soft magnetic layer 210, the distance between the receiving coil and the transmitting coil is reduced, and the total thickness of the receiving antenna can be reduced. Accordingly, it is possible to reduce the leakage magnetic flux generated in the outside due to the gap between the receiving coil and the transmitting coil, increase the mutual inductance between the receiving coil and the transmitting coil, So that the power transmission efficiency can be increased.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 연자성층(210)의 다른 면에 연자성 소재의 시트를 합지(lamination)하여 누설 자속을 최소화할 수도 있다.Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, a leakage magnetic flux can be minimized by laminating a sheet of soft magnetic material on the other surface of the soft magnetic layer 210.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라 연자성 소재의 시트가 합지된 예를 나타낸다.Fig. 9 shows an example in which sheets of a soft magnetic material are laminated according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참고하면, 연자성층(210) 내에 코일층(222, 224)이 매립된 구조에서, 연자성층(210)의 다른 면에 연자성 소재의 시트(212)가 더 합지된다. 본 명세서에서, 연자성층(210)은 제1 연자성층과 혼용될 수 있고, 연자성 소재의 시트(212)는 제2 연자성층과 혼용될 수 있다.9, in the structure in which the coil layers 222 and 224 are embedded in the soft magnetic layer 210, the soft magnetic material sheet 212 is further joined to the other surface of the soft magnetic layer 210. [ In this specification, the soft magnetic layer 210 can be mixed with the first soft magnetic layer, and the sheet 212 of soft magnetic material can be mixed with the second soft magnetic layer.

이에 따라, 코일층(222, 224)으로 인하여 연자성층(210) 외부로 누설되는 자속을 막을 수 있다.Accordingly, the magnetic flux leaking out of the soft magnetic layer 210 due to the coil layers 222 and 224 can be prevented.

도 9에서는 두 개의 코일층이 연자성층(210) 내에 매립된 예만을 도시하고 있으나, 한 개의 코일층이 연자성층(210) 내에 매립되거나, 두 개의 코일층 모두 매립되지 않고 연자성층(210) 상에 적층된 구조에서도 연자성 소재의 시트(212)를 더 합지할 수도 있다.Although only two coil layers are embedded in the soft magnetic layer 210 in FIG. 9, one coil layer is embedded in the soft magnetic layer 210 or the two coil layers are not embedded in the soft magnetic layer 210, The sheet 212 of soft magnetic material may be further laminated.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 연자성층 및 수신 코일을 포함하는 수신 안테나는 무선 전력 수신 장치의 케이스에 매립될 수도 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, the receiving antenna including the soft magnetic layer and the receiving coil may be embedded in the case of the wireless power receiving apparatus.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따라 수신 안테나가 휴대 단말의 후면 케이스에 매립된 예를 나타낸다.10 illustrates an example in which a receiving antenna is embedded in a rear case of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 두 개의 코일층(222, 224)이 연자성층(210) 내에 매립되고, 연자성 소재의 시트(212)가 합지된 구조에서, 코일층(222, 224), 연자성층(210) 및 연자성 소재의 시트(212)가 휴대 단말의 후면 케이스(900)에 매립된다. 이를 위하여, 휴대 단말의 후면 케이스(900)에 홈을 형성한 후, 홈과 수신 안테나 구조를 접착할 수 있다.10, in a structure in which two coil layers 222 and 224 are embedded in the soft magnetic layer 210 and the sheet 212 of soft magnetic material is joined together, the coil layers 222 and 224, the soft magnetic layer 210 and a sheet of soft magnetic material 212 are embedded in the rear case 900 of the portable terminal. For this purpose, a groove may be formed in the rear case 900 of the portable terminal, and then the groove and the reception antenna structure may be bonded.

이에 따라, 수신 코일(220)과 송신 코일(120) 간의 거리를 줄일 수 있고, 전송 전력 효율을 높일 수 있다.Accordingly, the distance between the reception coil 220 and the transmission coil 120 can be reduced, and the transmission power efficiency can be increased.

도 10에서, 두 개의 코일층(222, 224)이 연자성층(210) 내에 매립되고, 연자성 소재의 시트(212)가 합지된 구조를 예시하고 있으나, 한 개의 코일층이 연자성층(210) 내에 매립되거나, 두 개의 코일층 모두 매립되지 않고 연자성층(210) 상에 적층된 구조, 연자성 소재의 시트(212)를 포함하지 않는 구조에서도 케이스에 매립될 수 있다.10, two coil layers 222 and 224 are embedded in the soft magnetic layer 210 and the soft magnetic material sheet 212 is laminated. However, one coil layer is formed on the soft magnetic layer 210, Or a structure in which the two coil layers are not buried but is stacked on the soft magnetic layer 210 and the structure that does not include the sheet 212 of soft magnetic material can be embedded in the case.

표 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 전송 효율을 측정한 결과를 나타낸다.Table 1 shows the results of measuring the power transmission efficiency according to various embodiments of the present invention.

No.No. 구조rescue 전송효율Transmission efficiency 연자성층 두께Soft magnetic layer thickness 수신코일 두께Receive coil thickness 기타Other 매립 두께Landfill thickness 총 두께Total thickness 비교예 1Comparative Example 1 1층 수신 코일1 layer receiving coil 61%61% 0.3mm0.3mm 0.1mm*10.1mm * 1 지지필름(20㎛)접착시트(30㎛)Support film (20 탆) Adhesive sheet (30 탆) -- 0.45mm0.45mm 실시예 1Example 1 2층 수신 코일2-layer receiving coil 65%65% 0.3mm0.3mm 0.1mm*20.1mm * 2 지지필름(20㎛)접착시트(30㎛)Support film (20 탆) Adhesive sheet (30 탆) -- 0.55mm0.55mm 실시예 2Example 2 실시예 1+1층 매립Example 1 + 1 layer of landfill 65.6%65.6% 0.3mm0.3mm 0.1mm*20.1mm * 2 지지필름(20㎛)접착시트(30㎛)Support film (20 탆) Adhesive sheet (30 탆) 0.1mm0.1mm 0.45mm0.45mm 실시예 3Example 3 실시예 1+2층 매립Example 1 + 2-layer landfill 66.9%66.9% 0.3mm0.3mm 0.1mm*20.1mm * 2 접착시트(60㎛)Adhesive sheet (60 탆) 0.2mm0.2mm 0.36mm0.36mm 실시예 4Example 4 실시예 3+시트 추가Example 3+ Addition of sheet 68.2%68.2% 0.35mm0.35mm 0.1mm*20.1mm * 2 접착시트(60㎛)Adhesive sheet (60 탆) 0.2mm0.2mm 0.41mm0.41mm 실시예 5Example 5 실시예 4+케이스에 매립Example 4 < RTI ID = 0.0 > 68.2%68.2% 0.35mm0.35mm 0.1mm*20.1mm * 2 접착시트(60㎛)Adhesive sheet (60 탆) 0.41mm0.41mm --

표 1을 참조하면, 비교예 1에서 투자율이 50이고, 0.3mm 두께의 FeSiCr계 연자성 금속-고분자 수지의 컴포지트로 이루어진 연자성층 상에 0.1mm 두께의 단층의 코일이 적층되고, 지지필름으로 20㎛ 두께의 폴리이미드 필름을 포함하는 일반적인 수신 안테나 구조를 사용하였다. 실시예 1에서, 다른 조건은 비교예 1과 동일하되, 연자성층 상에 0.1mm 두께의 2층의 코일이 적층되고, 양 코일층 사이에 지지필름이 포함되는 수신 안테나 구조를 사용하였다.Referring to Table 1, a single layer coil having a thickness of 0.1 mm is laminated on a soft magnetic layer made of a composite of a FeSiCr soft magnetic metal-polymer resin having a magnetic permeability of 50 and a thickness of 0.3 mm in Comparative Example 1, A general receiving antenna structure including a polyimide film having a thickness of 탆 was used. In Example 1, a different receiving antenna structure was used as in Comparative Example 1 except that a two-layer coil having a thickness of 0.1 mm was laminated on the soft magnetic layer and a supporting film was included between both coil layers.

실시예 2에서, 다른 조건은 실시예 1과 동일하되, 하나의 코일층이 연자성층 내에 매립되는 수신 안테나 구조를 사용하였다. 이때, 150℃, 100kgf/cm2 조건에서 핫 프레스(hot press) 공정을 이용하여 코일을 매립하였다.In Embodiment 2, the other conditions are the same as those in Embodiment 1, and a reception antenna structure in which one coil layer is embedded in the soft magnetic layer is used. At this time, the coil was buried in a hot press process under the conditions of 150 DEG C and 100 kgf / cm < 2 & gt ;.

실시예 3에서, 다른 조건은 실시예 1과 동일하되, 양 코일층이 모두 연자성층 내에 매립되며, 양 코일층 사이에 지지필름 대신 0.1mm 두께의 Cu 호일을 스탬핑(stamping)한 수신 안테나 구조를 사용하였다. 이때, 150℃, 100kgf/cm2 조건에서 핫 프레스(hot press) 공정을 이용하여 코일을 매립하였다.In Example 3, the other conditions are the same as in Example 1 except that both coil layers are embedded in the soft magnetic layer, and a receiving antenna structure in which a 0.1 mm thick Cu foil is stamped between the both coil layers instead of the supporting film Respectively. At this time, the coil was buried in a hot press process under the conditions of 150 DEG C and 100 kgf / cm < 2 & gt ;.

실시예 4에서, 다른 조건은 실시예 3과 동일하되, 50 두께의 연자성 시트를 더 합지한 수신 안테나 구조를 사용하였다. In Example 4, the other condition was the same as that in Example 3, except that a receiving antenna structure in which a soft magnetic sheet having a thickness of 50 was further joined was used.

실시예 5에서, 다른 조건은 실시예 4와 동일하되, PC 베이스의 수지로 이루어진 케이스에 80℃, 10kgf/cm2 조건에서 핫 블록(hot block) 공정으로 수신 안테나 구조를 매립하였다.In Example 5, other conditions were the same as in Example 4 except that the receiving antenna structure was embedded in a hot-block process at 80 DEG C and 10 kgf / cm < 2 >

비교예 1과 실시예 1을 비교하면, 전력 전송 효율이 4% 증가함을 알 수 있다. 또한, 비교예 1과 실시예 2 및 3을 비교하면, 총 두께를 그대로 유지하거나 줄이면서, 전송 전력 효율을 4% 이상 높일 수 있음을 알 수 있다. Comparing Comparative Example 1 with Example 1, it can be seen that the power transmission efficiency is increased by 4%. Comparing the comparative example 1 with the example 2 and the comparative example 3, it can be seen that the transmission power efficiency can be increased by 4% or more while keeping the total thickness as it is or reducing it.

또한, 실시예 3과 실시예 4를 비교하면, 연자성 시트의 추가 합지에 의하여 누설 자속을 방지하여 전력 전송 효율을 최대화시킬 수 있음을 알 수 있다.In comparison between Example 3 and Example 4, it can be seen that leakage flux can be prevented by the additional lamination of the soft magnetic sheet, and the power transmission efficiency can be maximized.

또한, 실시예 3과 실시예 5를 비교하면, 전력 전송 효율을 최대화시키면서도 수신 안테나를 위한 별도의 두께를 요구하지 않아, 얇은 두께의 무선 전력 수신 장치를 구현할 수 있음을 알 수 있다.In addition, comparing Embodiment 3 and Embodiment 5, it can be seen that a thin thickness wireless power receiving apparatus can be realized because a separate thickness is not required for a receiving antenna while maximizing power transmission efficiency.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

200: 무선 전력 수신 장치
210: 연자성층
220: 수신 코일
230: NFC 코일
222: 제1 코일층
224: 제2 코일층
510: 지지 필름
200: Wireless power receiving device
210: soft magnetic layer
220: Receive coil
230: NFC coil
222: first coil layer
224: second coil layer
510: Support film

Claims (15)

제1 연자성층 및 제2 연자성층을 포함하는 복수의 연자성층;
상기 복수의 연자성층과 제1 면이 마주하도록 배치된 접착층;
상기 접착층의 상기 제1 면과 반대면인 상기 접착층의 제2 면 상에 배치된 코일부;
상기 복수의 연자성층과 인접하여 배치된 방열층;을 포함하고
상기 복수의 연자성층은 Fe를 포함하고,
상기 코일부는,
상기 접착층의 상기 제2 면과 접촉하는 제1 코일층 및 상기 제1 코일층 상에 배치된 제2 코일층을 포함하는 무선전력수신코일; 및
상기 접착층의 상기 제2 면과 접촉하는 제3 코일층 및 상기 제3 코일층 상에 배치된 제4 코일층을 포함하는 NFC코일;을 포함하고,
상기 제3 코일층 및 상기 제4 코일층은 서로 전기적으로 연결되어 상기 제1 코일층 및 상기 제2 코일층의 측면을 둘러싸고,
상기 제1 코일층은 상기 무선충전수신코일의 내측 영역에 형성된 제1 연결부를 포함하고,
상기 제2 코일층은 상기 무선충전수신코일의 내측 영역에 형성된 제2 연결부를 포함하고,
상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 서로 전기적으로 연결되고,
상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층 사이에 지지필름이 배치된 무선전력수신 및 통신 장치.
A plurality of soft magnetic layers including a first soft magnetic layer and a second soft magnetic layer;
An adhesive layer disposed so as to face the first soft magnetic layer and the first surface;
A coil portion disposed on a second side of the adhesive layer that is opposite to the first side of the adhesive layer;
And a heat dissipation layer disposed adjacent to the plurality of soft magnetic layers
Wherein the plurality of soft magnetic layers include Fe,
Wherein the coil portion includes:
A wireless power receiving coil including a first coil layer contacting the second surface of the adhesive layer and a second coil layer disposed on the first coil layer; And
A third coil layer in contact with the second surface of the adhesive layer, and a fourth coil layer disposed on the third coil layer,
The third coil layer and the fourth coil layer are electrically connected to each other to surround the side surfaces of the first coil layer and the second coil layer,
Wherein the first coil layer includes a first connection portion formed in an inner region of the wireless charging receiving coil,
And the second coil layer includes a second connection portion formed in an inner region of the wireless charging receiving coil,
Wherein the first connection portion and the second connection portion are electrically connected to each other,
And a support film disposed between the first coil layer and the second coil layer.
제1 항에 있어서,
상기 지지필름은 제1 관통홀 및 제2 관통홀을 포함하고, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부는 상기 제1 관통홀을 통하여 전기적으로 연결된 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the support film includes a first through hole and a second through hole, and the first connection portion and the second connection portion are electrically connected through the first through hole.
제2 항에 있어서,
상기 제1 코일층은 상기 무선충전수신코일의 외측 영역에 형성된 제3 연결부를 포함하고,
상기 제2 코일층은 상기 무선충전수신코일의 외측 영역에 형성된 제4 연결부를 포함하고,
상기 제3 연결부와 상기 제4 연결부는 서로 전기적으로 연결된 무선전력수신 및 통신 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first coil layer includes a third connection portion formed in an outer region of the wireless rechargeable receiving coil,
And the second coil layer includes a fourth connection portion formed in an outer region of the wireless charging receiving coil,
And the third connection part and the fourth connection part are electrically connected to each other.
제3 항에 있어서,
상기 제3 연결부 및 상기 제4 연결부는 상기 제2 관통홀을 통하여 전기적으로 연결된 무선전력수신 및 통신 장치.
The method of claim 3,
And the third connection portion and the fourth connection portion are electrically connected through the second through hole.
제4 항에 있어서,
상기 제3 코일층과 상기 제4 코일층 사이에 상기 지지필름이 배치된 무선전력수신 및 통신 장치.
5. The method of claim 4,
And the support film is disposed between the third coil layer and the fourth coil layer.
제4 항에 있어서,
상기 제1 코일층과 상기 제2 코일층의 턴수는 동일한 무선전력수신 및 통신 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the number of turns of the first coil layer and the number of turns of the second coil layer are the same.
제6 항에 있어서,
상기 제3 코일층과 상기 제4 코일층의 턴수는 동일한 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the third coil layer and the fourth coil layer have the same number of turns.
제7 항에 있어서,
상기 제1 코일층의 턴수는 상기 제3 코일층의 턴수보다 많은 무선전력수신 및 통신 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the number of turns of the first coil layer is greater than the number of turns of the third coil layer.
제1 항에 있어서,
상기 제2 연자성층은 상기 제1 연자성층과 상기 접착층 사이에 배치된 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 1,
And the second soft magnetic layer is disposed between the first soft magnetic layer and the adhesive layer.
제9 항에 있어서,
상기 방열층은 상기 제2 연자성층과 상기 코일부 사이에 배치된 무선전력수신 및 통신 장치.
10. The method of claim 9,
And the heat dissipation layer is disposed between the second soft magnetic layer and the coil part.
제1 항에 있어서,
상기 무선전력수신코일의 내경은 20mm 이상이고 외경은 50mm 이하인 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the wireless power receiving coil has an inner diameter of 20 mm or more and an outer diameter of 50 mm or less.
제1 항에 있어서,
상기 접착층은 폴리이미드를 포함하는 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the adhesive layer comprises polyimide.
제4 항에 있어서,
상기 제1 연결부, 제2 연결부, 제3 연결부 및 제4 연결부는 상기 NFC 코일의 내측에 형성된 무선전력수신 및 통신 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the first connection part, the second connection part, the third connection part and the fourth connection part are formed inside the NFC coil.
제1 항에 있어서,
상기 제1 코일층의 전류의 방향은 상기 제2 코일층의 전류의 방향과 반대인 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein a direction of a current of the first coil layer is opposite to a direction of a current of the second coil layer.
제1 항에 있어서,
상기 제1 코일층 및 상기 제3 코일층은 동일 평면 상에 배치된 무선전력수신 및 통신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first coil layer and the third coil layer are coplanar.
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