KR20200000579U - 무선충전장치의 복사 냉각 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무선충전장치의 복사 냉각 구조를 개시한다. 상기 무선충전장치의 복사 냉각 구조는 케이스, 기판, 유도코일 및 열복사 코팅층을 포함한다. 케이스는 열복사 투과영역을 구비하고 또한 케이스에서 열복사 투과영역이 형성되는 부분은 비금속제다. 기판은 케이스 내에 수납 안치되고 기판의 일면에는 열복사 투과영역을 향해 배치되는 냉각면이 형성된다. 유도코일은 기판의 냉각면에 구비된다. 열복사 코팅층은 기판의 냉각면을 덮고 또한 유도코일을 덮는다. 유도코일 상에 도포된 열복사 코팅층에 의해 열복사 방식으로 유도코일 작업 시 생성되는 열을 제거하기 때문에 냉각수단을 설치함으로써 무선충전장치의 부피가 커지는 경우가 발생하지 않는다.

Description

무선충전장치의 복사 냉각 구조{Radiative cooling structure of wireless charging device}

본 고안은 무선충전장치의 냉각 구조에 관한 것으로, 특히 무선충전장치의 복사 냉각 구조에 관한 것이다.

현대인의 생활에 다양한 모바일 전자장치가 넘쳐 나며, 선재의 사용을 줄이기 위해서 모바일화는 필연적인 추세다. 종래의 모바일 전자장치는 거의 모두 데이터 무선 전송 기능을 지니고 데이터의 무선 전송 속도도 갈수록 높아지고 있다. 종래의 모바일 전자장치의 무선 충전기술은 점차 보급 중에 있으며, 종래의 무선충전장치에서 출력되는 전력이 높지 않지만 무선 충전 기술이 날이 갈수록 성숙하면서 무선충전장치가 출력할 수 있는 전력도 갈수록 증가하고 있다. 기존의 무선충전장치는 출력 전력이 낮아서 충전하는 동안에 발열량이 높지 않기에 대부분은 자연 대류 현상으로 냉각하면 충분하지만 무선충전장치가 출력할 수 있는 전력이 날이 갈수록 높아지면서 충전하는 동안에 발열량도 높아지기에 별도의 냉각 수단을 구비하는 것이 꼭 필요한 것이 되었다. 그러나 무선충전장치의 휴대성에 대한 수요가 늘면서 종래의 무선충전장치는 대부분 부피가 크지 않다. 종래의 강제 대류 냉각부재의 부피가 무선충전장치 자체의 부피보다 크기 때문에 무선충전장치의 냉각 수단으로 사용하기에 적합하지 않다. 그리고, 강제 대류 냉각부재는 통상적으로 제어기에다 팬이나 펌프 및 워터 블록을 사용하여 구현해야 하기에 비용이 많이 든다.

이에, 본 고안자는 상술한 종래기술에 대해 깊이 연구하고 학문적인 응용을 결합하여 상술한 문제점을 해결하기에 주력하였으며, 이 또한 본 고안자가 개선하고자 하는 목표가 되었다.

본 고안의 목적은 무선충전장치의 복사 냉각 구조를 제공하는 것이다.

본 고안은 무선충전장치의 복사 냉각 구조를 개시하며, 상기 무선충전장치의 복사 냉각 구조는 케이스, 기판, 유도코일 및 열복사 코팅층을 포함한다. 상기 케이스는 열복사 투과영역을 구비하고 또한 상기 케이스에서 열복사 투과영역이 형성되는 부분은 비금속제다. 기판은 케이스 내에 수납 안치되고 기판의 일면에는 열복사 투과영역을 향해 배치되는 냉각면이 형성된다. 유도코일은 기판의 냉각면에 구비된다. 열복사 코팅층은 기판의 냉각면을 덮고 또한 유도코일을 덮는다.

본 고안에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조의 기판은 페라이트 판이다. 유도코일은 상기 기판 상에 인쇄된 인쇄회로일 수 있다. 유도코일은 감겨져서 배치되는 금속 도선을 포함할 수도 있다. 케이스는 비금속제다.케이스의 내측면에서 상기 열복사 투과영역에 대응되는 위치에 열복사층이 구비된다. 열복사층은 상기 케이스에 도포된 캐리어 및 상기 캐리어 내에 분산된 다수의 열복사 과립을 포함할 수 있다. 열복사층의 캐리어는 패드일 수 있고 또한 캐리어에는 다수의 열복사 과립이 분포 구비될 수 있다. 열복사 코팅층은 상기 기판에 도포된 캐리어 및 상기 캐리어 내에 분산된 다수의 열복사 과립을 포함한다. 열복사 과립은 그래핀 조각 또는 탄소 나노캡슐이다.

본 고안에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조에서, 케이스는 열복사 재료로 제작될 수 있다. 열복사 재료는 폴리케톤, 나이론 및 흑연의 혼합물 또는 열복사 성분이 함유된 플라스틱일 수 있다. 열복사 성분은 그래핀 또는 탄소 나노캡슐일 수 있다.

본 고안에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조에서, 기판에서 냉각면과 마주보는 타면에 열복사층이 구비된다. 케이스에서 기판의 냉각면과 마주보는 타면에 대응되는 부분에는 별도의 열복사층이 구비된다.

본 고안에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조는 유도코일 상에 도포된 열복사 코팅층에 의해 열복사 방식으로 유도코일 작업 시 생성되는 열을 제거할 수 있다. 그러므로 냉각수단을 설치하여 무선충전장치의 부피가 커지는 경우가 발생하지 않고 비용도 저렴하다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조의 입체 설명도
도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조의 입체 분해설명도
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조 중에서 기판 및 유도코일의 배치 설명도
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조 중에서 열복사 코팅층의 배치 설명도
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조의 단면도
도 6은 도 5에서 A영역의 국부 확대도
도 7 내지 도 9는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 변경된 기타 실시예의 설명도

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조는 케이스(100), 기판(200), 유도코일(300) 및 열복사 코팅층(400)을 포함한다.

케이스(100)는 열복사 투과영역(101)을 구비한다. 금속은 열 복사를 반사하는 특성이 있기에 케이스(100)에서 열복사 투과영역(101)이 형성된 부분은 비금속으로 제작된다. 바람직하게는, 본 실시예에서 케이스(100) 전체가 모두 비금속으로 제작됨으로써(예를 들어서 플라스틱) 열이 복사 방식으로 투과할 수 있다.

기판(200)은 상기 케이스(100) 내에 수납 안치된다. 바람직하게는, 본 실시예에서 기판(200)은 페라이트 판(Ferrite)이다. 기판(200)의 일면에 냉각면(201)이 형성되고 냉각면(201)은 열복사 투과영역(101)을 향하게 배치된다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 유도코일(300)은 기판(200)의 냉각면(201)에 부착 구비된다. 유도코일(300)은 상기 기판(200) 상에 인쇄된 인쇄회로일 수 있고, 유도코일(300)은 감겨져서 배치되고 기판(200)의 냉각면(201) 상에 부착된 금속 도선도 포함하며, 바람직하게는, 금속 도선은 나선형으로 감겨지고 평면으로 배치되나 본 고안은 금속 도선의 감김 형식을 한정하지 않는다.

열복사 코팅층(400)은 기판(200)의 냉각면(201)을 덮고 또한 유도코일(300)을 덮는다. 열복사 코팅층(400)은 기판(200)에 도포된 캐리어(410)(예를 들어서 실리콘, 고무, 수지 또는 페인트) 및 캐리어(410) 내에 분산된 다수의 열복사 과립(420)을 포함하고, 상기 열복사 과립(420)은 그래핀 조각 또는 탄소 나노캡슐이다.

유도코일(300)은 별도로 전원 또는 부하(예를 들어서 전지 또는 전자장치 내의 각 기능 모듈)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 유도코일(300)이 전원에 전기적으로 연결될 경우 통전된 유도코일(300)은 자기장을 생성할 수 있다. 유도코일(300)이 부하에 전기적으로 연결될 경우 통전되지 않은 유도코일(300)이 장(field)에 넣어질 때 자기장에 유도되어 그 안에서 전류를 생성하여 전기를 부하에 공급할 수 있다. 따라서, 전원과 부하 사이에 한 쌍의 유도코일(300)을 배치함으로써 전원을 무선 방식으로 부하에 전기를 공급할 수 있다.

전기를 공급할 때 전류가 유도코일(300)을 통과하면서 생성된 열은 열복사 코팅층(400)에 흡수되어 복사 발산하며, 복사 발산된 열은 케이스(100)의 열복사 투과영역(101)을 투과하여 케이스(100)로부터 배출된다.

도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 선택적으로, 케이스(100)의 내측면에서 열복사 투과영역(101)에 대응되는 위치에 열복사층(500)을 선택적으로 추가 구비할 수 있다. 특히, 케이스(100)의 일부분만 비금속으로 제작되어 열복사 투과영역(101)을 구성할 경우 열복사가 금속제인 부분을 투과할 수 없기에 열복사층(500)을 추가 구비하여 열복사의 전달을 보조한다. 열복사층(500)은 케이스(100)에 도포된 캐리어(510)(예를 들어서 실리콘, 고무, 수지 또는 페인트) 및 캐리어(510) 내에 분산된 다수의 열복사 과립(520)을 포함하되, 본 고안은 이에 국한되지 않으며, 예를 들어서 열복사층(500)의 캐리어(510)는 케이스(100)의 내측면에 부착된 패드일 수 있고 또한 캐리어(510) 내부 또는 캐리어(510)의 표면에 다수의 열복사 과립(520)을 분포 구비할 수 있고 열복사 과립(520)은 그래핀 조각 또는 탄소 나노캡슐일 수 있다. 열복사층(500)은 열복사 코팅층(400)에서 복사 발산하는 열을 흡수할 수 있고 또한 외부에 복사하여 케이스(100)로부터 배출할 수 있다.

도 7을 참조하면, 전체가 비금속제인 케이스(100)에 열복사층(500)을 배치하려면, 케이스(100) 전체가 모두 비금속으로 제작되기 때문에 모두 열복사 투과영역(101)으로 사용될 수 있어서 바람직하게는, 열복사층(500)도 케이스(100)의 내측면을 전부 도포할 수 있다.

도 8을 참조하면, 케이스(100) 전체가 모두 비금속을 제작된 경우 열복사층(500)을 구비하지 않을 수 있다. 비금속제 케이스(100)는 열복사 재료를 선택하여 제작할 수 있으며, 예를 들자면, 개질된 폴리케톤( Polyketone); 나이론 및 흑연의 혼합물; 또는 열복사 성분(그래핀, 탄소 나노캡슐)이 구비된 플라스틱으로 제작될 수 있다. 따라서, 케이스(100) 자체의 열복사 재료로 유도코일에서 발산하는 열복사를 흡수하고 나서 케이스에 의해 외부로 열복사하여 발산시킬 수 있다. 일반적인 플라스틱은 열복사가 투과할 수만 있는 것에 비해, 상술한 열복사 재료로 제작된 케이스(100)는 열복사를 흡수하여 냉각 효율을 높인다.

도 9를 참조하면, 기판(200) 상에서 냉각면(201)과 마주보는 타면에도 열복사층(600)을 선택적으로 추가 구비할 수 있고, 이러한 복사층(600)은 유도코일(300) 작업 시 생성되는 열의 발산을 보조할 수 있다. 그리고, 케이스(100)에서 상술한 기판(200)의 타면에 대응되는 부분에서도 열복사층(500)을 선택적으로 구비함으로써 상술한 기판(200) 상의 열복사층(600)에서 발산하는 열을 흡수하고 또한 케이스(100) 바깥측으로 발산할 수 있다. 여기서. 열복사층(500, 600)은 케이스(100)나 기판(200) 상에 도포하여 구비될 수 있다. 열복사층(500, 600)은 패드 형식일 수도 있으며 케이스(100)나 기판(200) 상에 부착 고정된다.

본 고안에 따른 무선충전장치의 복사 냉각 구조는 유도코일(300) 작업 시 생성되는 열을 유도코일(300) 상에 도포된 열복사 코팅층(400)에 의해 열복사 방식으로 제거할 수 있다. 그러므로 냉각수단을 설치하여 무선충전장치의 부피가 커지는 경우가 발생하지 않고 또한 열복사 코팅층(400)의 배치 비용도 매우 저렴하다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 본 고안의 바람직한 실시예만 설명하였으나 본 고안의 특허범위를 이에 한정하는 것이 아니며, 본 고안의 특허 사상을 응용한 동등한 변경은 모두 본 고안의 특허 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

100 : 케이스 101 : 열복사 투과영역
200 : 기판 210 : 냉각면
300 : 유도코일 400 : 열복사 코팅층
410 : 캐리어 420 : 열복사 과립
500, 600 : 열복사층 510 : 캐리어
520 : 열복사 과립

Claims (15)

1. 무선충전장치의 복사 냉각 구조에 있어서,
   열복사 투과영역을 구비하고 상기 열복사 투과영역이 형성되는 부분이 비금속제인 케이스;
   상기 케이스 내에 수납 안치되고 일면에는 상기 열복사 투과영역을 향해 배치된 냉각면이 형성된 기판;
   상기 기판의 상기 냉각면에 구비된 유도코일; 및
   기판의 상기 냉각면을 덮고 또한 상기 유도코일을 덮는 열복사 코팅층;을 포함하는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판이 페라이트 판인 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유도코일은 상기 기판 상에 인쇄된 인쇄회로인 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유도코일은 감겨져서 배치되는 금속 도선을 포함하는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 비금속제인 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
6. 제1항에 있어서,
   상기 케이스의 내측면에서 상기 열복사 투과영역에 대응되는 위치에 열복사층이 구비되는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
7. 제6항에 있어서,
   상기 열복사층은 상기 케이스에 도포된 캐리어 및 상기 캐리어 내에 분산된 다수의 열복사 과립을 포함하는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
8. 제6항에 있어서,
   상기 열복사층은 상기 케이스에 구비된 캐리어를 포함하고, 상기 캐리어는 패드고, 상기 캐리어에 다수의 열복사 과립이 분포되어 있는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
9. 제1항에 있어서,
   상기 열복사 코팅층은 상기 기판에 도포된 캐리어 및 상기 캐리어 내에 분산된 다수의 열복사 과립을 포함하는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
10. 제7항 내지 제9항 중 임의 한 항에 있어서,
    상기 열복사 과립이 그래핀 조각 또는 탄소 나노캡슐인 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
11. 제1항에 있어서,
    상기 케이스가 열복사 재료로 제작되는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
12. 제11항에 있어서,
    상기 열복사 재료는 폴리케톤, 나이론 및 흑연의 혼합물 또는 열복사 성분이 함유된 플라스틱인 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
13. 제12항에 있어서,
    상기 열복사 성분은 그래핀이나 탄소 나노캡슐인 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
14. 제1항에 있어서,
    상기 기판에서 상기 냉각면과 마주보는 타면에 열복사층이 구비되는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
15. 제14항에 있어서,
    상기 케이스에서 상기 기판의 상기 냉각면과 마주보는 타면에 대응되는 부분에 별도의 열복사층이 구비되는 무선충전장치의 복사 냉각 구조.
    

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