KR20200077925A - 무선충전장치 - Google Patents

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KR20200077925A
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임성현
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

무선충전장치는 부재와 부재 아래에 배치되는 차폐재와, 부재 상에 배치되는 제1 코일과 제2 코일을 포함한다. 제1 코일과 제2 코일은 차폐재에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 제1 코일의 최고점과 제2 코일의 최고점은 동일 면 상에 위치할 수 있다.

Description

무선충전장치{Wireless charging device}
실시예는 무선충전장치에 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 “무선충전시스템”이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선충전시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선충전시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 새로운 구조를 갖는 무선충전장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 균일한 충전효율을 얻을 수 있는 무선충전장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 방열 특성이 우수한 무선충전장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 조립이 용이한 무선충전장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 고정성이 강화된 무선충전장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 무선충전장치는, 부재; 상기 부재 아래에 배치되는 차폐재; 상기 부재 상에 배치되는 제1 코일; 및 상기 부재 상에 배치되는 제2 코일;을 포함한다. 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 상기 차폐재에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 코일은 제1 최저점과 제1 최고점을 가지고, 상기 제2 코일은 상기 제1 최저점과 인접하는 제2 최저점과 상기 제1 최고점과 인접하는 제2 최고점을 가질 수 있다 상기 제1 코일의 상기 제1 최고점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최고점은 수평면 상에 위치할 수 있다.
실시예의 다른 측면에 따르면, 무선충전장치는, 차폐재; 상기 차폐재 상에 배치되는 제1 코일; 및 상기 차폐재 상에 배치되고 제2 코일;을 포함한다. 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 중공부와 상기 중공부를 둘러싸고 복수 턴으로 권선된 도선을 가질 수 있다. 상기 차폐재는, 서로 반대 면인 제1 면과 제2 면을 가지고, 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 제1 코일의 상기 도선의 형상에 대응하는 형상을 갖는 제1 홈부; 상기 제1 면 상에 배치되고 상기 제1 홈부의 일 외측에 인접하여 배치되고 상기 제2 코일의 제1 영역에 대응하는 형상을 갖는 제2 홈부;를 포함할 수 있다. 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 상기 차폐재의 상기 제1 면에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 코일은 제1 최저점과 제1 최고점을 가지고, 상기 제2 코일은 상기 제1 최저점과 인접하는 제2 최저점과 상기 제1 최고점과 인접하는 제2 최고점을 가질 수 있다. 상기 제1 코일의 상기 제1 최고점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최고점은 수평면 상에 위치할 수 있다.
실시예에 따른 무선충전장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 차폐재에 대해 제1 코일과 제2 코일이 경사지게 배치됨으로써, 제1 코일에 의한 무선충전효율과 제2 코일에 의한 무선충전효율이 동일하여, 제1 코일과 제2 코일 중 어느 코일을 이용하든지 동일한 무선충전효율이 달성되므로, 사용자의 신뢰성이 현저히 증가될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 부재에 코일부뿐만 아니라 차폐재도 수용되므로, 코일부와 차폐재를 수용하기 위한 별도의 추가 부재가 필요하지 않아 제품의 두께를 줄이고 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 부재에 제1 코일의 형상에 대응되는 형상을 갖는 제1 홈부가 구비되어, 제1 코일이 수용이 용이하고 조립 성능이 향상될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 부재에 제2 코일의 수용을 위한 제2 홈부와 돌출부가 구비되므로, 제2 코일의 수용이 용이하고 조립 성능이 향상되고 제2 코일의 지지 성능이 향상될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 코일이 부재의 제1 홈부에 안착되는 경우 돌출부의 둘레에 제1 코일이 배치되어, 제1 코일의 수평 이동이 돌출부에 의해 저지되므로, 제1 코일이 제1 홈부에 고정되지 않더라도 제1 코일의 고정성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 부재의 하측의 일부에 이격공간이 형성되도록 하여, 무선 충전시 코일부에서 발생된 열을 용이하게 방출할 수 있어 열에 의한 무선충전효율 저하와 같은 불량을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 부재의 일측에 배치된 고정부에 의해 제1 코일의 제1 연결단자 및 제2 연결단자 그리고 제2 코일의 제1 연결단자 및 제2 연결단자가 고정되므로, 이들 제1 연결단자와 제2 연결단자를 고정하기 위한 별도의 고정부가 필요하지 않아 비용이 절감되고 제품이 단순해질 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 코일의 제1 연결단자와 제2 연결단자 그리고 제2 코일의 제1 연결단자와 제2 연결단자를 고정부의 개구를 통해 부재의 아래로 배치되도록 하여 예컨대, 회로보드와의 체결이 용이해져, 조립성이 향상되고 구조적 결합 최적화가 가능하다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 고정부에 가이드홈이 지그재그 형상으로 형성되고 제1 돌기와 제2 돌기가 배치되어, 제1 코일의 1 연결단자와 제2 연결단자 그리고 제2 코일의 제1 연결단자와 제2 연결단자가 보다 단단히 고정되므로, 고정성이 현저히 향상될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 내지 제3 실시예의 부재를 직접 자성체 재질로 형성하여 차폐재로서 사용할 수 있으므로, 별도의 차폐재가 필요하지 않으므로 제품의 두께를 줄이고 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 무선충전시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 실시예에 따른 무선전력송신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 무선전력송신기와 연동되는 무선전력수신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 분해도이다.
도 6은 도 4의 A-B라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 상측을 도시한다.
도 8은 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 고정부를 도시한 확대도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 하측을 도시한다.
도 10은 코일부와 차폐재 사이의 배치 관계를 도시한다.
도 11은 실시예에 따른 무선충전장치의 자기장 분포를 보여준다.
도 12는 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 폭을 보여준다.
도 13은 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 두께를 보여준다.
도 14는 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서의 방열 효과를 보여준다.
도 15는 제2 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 사시도이다.
도 16은 제2 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 분해도이다.
도 17은 제2 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 상측을 도시한다.
도 18은 제3 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 사시도이다.
도 19는 제3 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 상측을 도시한다.
도 20은 제4 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 분해도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 무선전력 충전 시스템상에서 무선전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선전력송신기, 무선전력 송신 장치, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선전력전송 장치, 무선전력전송이기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선전력 송신 장치로부터 무선전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선전력 수신 장치, 무선전력수신기, 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, 스탠드(stand) 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다.
일 예로, 무선전력송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선전력송신기는 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 무선전력수신기가 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 무선전력수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
실시예에 따른 무선전력수신기는 적어도 하나의 무선전력전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선전력송신기로부터 동시에 무선전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선전력전송 방식은 전자기유도 방식, 전자기공진 방식, RF 무선전력전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기유도 방식을 지원하는 무선전력수신기는 무선충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 Air Fuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기유도 방식의 무선충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기공진 방식을 지원하는 무선전력수신기는 무선충전 기술 표준 기구인 Air Fuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선충전시스템을 구성하는 무선전력송신기와 무선전력수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스폭변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수변조 방식, 위상변조 방식, 진폭변조 방식, 진폭 및 위상변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선전력수신기는 수신코일을 통해 유도된 전류를 기 설정된 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선전력송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선전력수신기에 의해 전송되는 정보는 수신전력세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선전력송신기는 수신전력세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 무선충전시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 무선충전시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선전력송신기(10), 송출된 전력을 수신하는 무선전력수신기(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선전력송신기(10)과 무선전력수신기(20)은 무선전력전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선전력송신기(10)과 무선전력수신기(20)은 무선전력전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.
일 예로, 무선전력송신기(10)과 무선전력수신기(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 송수신기(10, 20) 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식(half duplex) 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선전력수신기(20)이 무선전력송신기(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선전력송신기(10)이 무선전력수신기(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선전력수신기(20)과 무선전력송신기(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능하도록 설정된 통신을 말한다.
실시예에 따른 무선전력수신기(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
도 2는 실시예에 따른 무선전력송신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선전력송신기(200)는 크게, 전력변환부(210), 전력전송부(220), 무선충전 통신부(230), 제어부(240), 센싱부(250), 근거리통신부(270) 및 무선통신코일(280)을 포함하여 구성될 수 있다. 상술한 무선전력송신기(200)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그 보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력변환부(210)는 전원부(260)로부터 전원이 공급되면, 이를 기 설정된 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해, 전력변환부(210)는 DC/DC 변환부(211) 및 증폭기(212)를 포함하여 구성될 수 있다.
DC/DC 변환부(211)는 전원부(260)로부터 공급된 DC 전력을 제어부(240)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이때, 센싱부(250)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(240)에 제공할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 센싱부(250)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(250)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(212)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 센싱부(250)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선전력송신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(240)에 제공할 수도 있다. 보다 구체적으로, 센싱부(250)는 하나 이상의 온도 센서를 구비할 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 전력전송부(220)의 송신코일의 온도를 측정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 센싱부(250)에 의해 측정된 온도 값에 기반하여 적응적으로 전원부(250)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(212)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력변환부(210)의 일측에는 전원부(250)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(212)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 전력 차단 회로가 구비될 수도 있다. 다른 예로, 제어부(240)는 센싱부(250)에 의해 측정된 온도 값에 기반하여 전력전송부(220)에 제공되는 전력의 세기를 조절할 수 있다. 이에, 실시예에 따른 무선전력송신기(200)는 과열로 인해 내부 회로가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
증폭기(212)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(240)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 무선충전 통신부(230)를 통해 무선전력수신기(도 3의 300)의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(212)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.
전력전송부(220)는 증폭기(212)의 출력 전력이 송신코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(221)(또는 멀티플렉서), 무선충전코일모듈(222)을 포함하여 구성될 수 있다. 무선충전코일모듈(222)은 제1 내지 제n 송신코일-을 포함하여 구성될 수 있다 또한, 전력전송부(220)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 포함할 수도 있다.
반송파 생성기는 다중화기(221)를 통해 전달 받은 증폭기(212)의 출력 DC 전력을 특정 주파수를 갖는 AC 전력으로 변환하기 위한 특정 주파수를 생성할 수 있다. 이상의 설명에서는 반송파 생성기에 의해 생성된 교류 신호가 다중화기(221)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(212) 이전단 또는 이후단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다.
실시예에 따른 제어부(240)는 복수의 무선전력수신기가 연결된 경우, 송신코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선전력송신기(200)에 3개의 무선전력수신기-즉, 제1 내지 3 무선전력수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신코일-즉, 제1 내지 3 송신코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(240)는 다중화기(221)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선전력수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(212) 증폭률을 제어하여 무선전력수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.
제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신코일(222)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(221)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(255)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 다중화기(221)를 제어하여 해당 송신코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(255)는 핑 전송 단계 동안 기 설정된 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(240)에 송출할 수 있으며, 제어부(240)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 다중화기(221)를 제어하여 해당 송신코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(232)로부터 어느 송신코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 송신코일 식별자 및 해당 송신코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(221)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(221)를 제어할 수도 있다.
변조부(231)는 제어부(240)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(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, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
복조부(232)는 송신코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(240)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선전력전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선전력수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.
또한, 복조부(232)는 복조된 신호가 어느 송신코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신코일에 상응하는 송신코일 식별자를 제어부(240)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 무선전력송신기(200)는 무선전력전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선전력수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.
또한, 무선전력송신기(200)는 송신코일(222)을 이용하여 무선전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신코일(222)을 통해 무선전력수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선전력송신기(200)는 송신코일(222)-즉, 제1 내지 제n 송신코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선전력수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.
또한, 무선전력송신기(200)는 근거리통신부(270)를 포함할 수 있다. 근거리통신부(270)는 무선전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 NFC(Near Field Communication) 방식일 수 있다. NFC는 전파 식별(Radio Frequency IDentification; RFID) 기술 중의 하나로 13.56MHz의 주파수를 이용하여 10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 무선통신 기술이다.
또한, 무선전력송신기(200)는 무선전력수신기와 근거리 양방향 통신할 경우 이용하는 신호를 송수신하는 무선통신코일(280)을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 무선전력송신기와 연동되는 무선전력수신기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 무선전력수신기(300)는 무선충전코일모듈(310), 정류기(320), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 330), 부하(340), 센싱부(350), 무선충전 통신부(360), 주제어부(370), 근거리통신부(380), 무선통신코일(390)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 무선충전 통신부(360)는 복조부(361) 및 변조부(362) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 무선전력수신기(300)는 근거리통신부(380)를 포함할 수 있다. 근거리통신부(380)는 무선전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 NFC(Near Field Communication) 방식일 수 있다. NFC는 전파 식별(Radio Frequency IDentification; RFID) 기술 중의 하나로 13.56MHz의 주파수를 이용하여 10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 무선통신 기술이다.
또한, 무선전력수신기(300)는 무선전력송신기(200)와 근거리 양방향 통신할 경우 이용하는 신호를 송수신하는 무선통신코일(390)을 포함할 수 있다.
무선충전코일모듈(310)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류부(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 무선충전코일모듈(310)은 복수의 수신코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
센싱부(350)는 정류기(320) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(370)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(350)는 무선전력 수신에 따라 수신코일(310)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(370)에 전송할 수도 있다. 일 예로, 주제어부(370)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 기 설정된 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 패킷을 생성하여 변조부(362)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(362)에 의해 변조된 신호는 수신코일(310) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선전력송신기(200)에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(370)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(362)를 통해 무선전력송신기(200)에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(361)는 수신코일(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, 센싱부(350)는 무선전력수신기(300)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(370)에 제공할 수도 있다. 보다 구체적으로, 센싱부(350)는 하나 이상의 온도 센서를 구비할 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 충전 코일 모듈(310)의 수신코일의 온도를 측정할 수 있다. 일 예로, 주제어부(370)는 측정된 내부 온도가 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과열이 발생된 경우, 과열이 발생되었음을 알리는 패킷을 생성하여 변조부(362)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(362)에 의해 변조된 신호는 수신코일(310) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선전력송신기(200)에 전송될 수 있다.
(제1 실시예)
도 4는 제1 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 제1 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 분해도이며, 도 6은 도 4의 A-B라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 7은 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 상측을 도시하고, 도 8은 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 고정부를 도시한 확대도이며, 도 9는 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 하측을 도시한다.
무선충전장치는 도 1에 도시된 무선전력송신기(10)이나 도 2에 도시된 무선전력송신기(200)일 수 있다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 제1 실시예에 따른 무선충전장치(100A)는 부재(400)를 제공할 수 있다. 부재(400)는 절연성과 방열성이 우수한 플라스틱 재질을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에 따른 무선충전장치(100A)는 부재(400) 위에 배치되는 코일부(500)를 제공할 수 있다. 제1 실시예에 따른 무선충전장치(100A)는 부재(400) 아래에 배치되는 차폐재(600)를 제공할 수 있다. 구체적으로, 코일부(500)는 부재(400)의 제1 측(401) 상에 배치되고, 차폐재(600)는 부재(400)의 제2 측(402) 상에 배치될 수 있다. 제1 측(401)은 상측으로 지칭되고, 제2 측(402)은 하측으로 지칭될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
코일부(500)는 무선전력을 생성하여 수신측, 예컨대 무선전력수신기(도 1의 20, 도 3의 300)으로 전송할 수 있다. 코일부(500)는 예컨대, 전원부나 전원공급부로부터 제공된 전력을 이용하여 무선전력수신기에 전송할 무선전력을 생성할 수 있다.
제1 실시예에서, 코일부(500)는 제1 코일(510)과 제2 코일(520)를 포함할 수 있지만, 3개 이상의 코일이 구비될 수도 있다. 제1 코일(510)은 중공부(511)와 중공부(511)를 둘러싸고 복수의 턴으로 권선된 도선(513)을 포함할 수 있다. 제2 코일(520)은 중공부(521)와 중공부(521)를 둘러싸는 복수의 턴으로 권선된 도선(523)을 포함할 수 있다. 복수의 턴으로 권선된 도선(513, 523)은 묶음이나 번들(bundle)로 지칭될 수 있다. 도선(513, 523)은 예컨대 리츠(Litz) 와이어일 수 있다. 이러한 리츠 와이어가 복수 턴으로 권선되이 번들을 구성할 수 있다. 번들에 포함되는 인접하는 리츠 와이어는 서로 이탈되지 않도록 접착될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 코일(510)은 도선(513)의 일측에 연결되는 제1 연결단자(515)와 도선(513)의 타측에 연결되는 제2 연결단자(516)를 포함할 수 있다. 도선(513)의 일측은 중공부(511)에 인접하여 위치되고, 도선(513)의 타측은 제1 코일(510)의 외측에 인접하여 위치될 수 있다. 제1 연결단자(515)는 복수의 턴으로 권선된 번들 상을 가로지르도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 제1 연결단자(515)의 길이는 복수의 턴으로 권선된 번들의 폭보다 클 수 있다. 제1 연결단자(515)가 번들 상을 가로질러 배치되고 제2 연결단자(516)는 제1 코일(510)의 외측과 동일 면 상에 배치되므로, 제1 연결단자(515)는 제2 연결단자(516)에 비해 높게 위치될 수 있다.
제2 코일(520)은 도선(523)의 일측에 연결되는 제1 연결단자(525)와 도선(523)의 타측에 연결되는 제2 연결단자(526)를 포함할 수 있다. 도선(523)의 일측은 중공부(521)에 인접하여 위치되고, 도선(523)의 타측은 제1 코일(510)의 외측에 인접하여 위치될 수 있다. 제1 연결단자(525)는 복수의 턴으로 권선된 번들 상을 가로지르도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 제1 연결단자(525)의 길이는 복수의 턴으로 권선된 번들의 폭보다 클 수 있다. 제1 연결단자(525)가 번들 상을 가로질러 배치되고 제2 연결단자(526)는 제1 코일(510)의 외측과 동일 면 상에 배치되므로, 제1 연결단자(525)는 제2 연결단자(526)에 비해 높게 위치될 수 있다.
제1 실시예에서, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)은 개별적으로 구동되어, 무선전력이 개별적으로 생성될 수 있다. 제1 실시예에서, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)이 함께 구동되어, 무선전력이 제1 코일(510)과 제2 코일(520)이 개별적으로 구동될 때에 비해 증가될 수 있다.
제1 실시예에서, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)의 도선(513, 523)은 휨 특성을 가지며, 또한 현재의 상태의 유지 특성을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 해당 도선(513, 523)이 특정 형상으로 휨을 준 경우, 해당 도선(513, 523)은 휨이 가해지기 전의 상태로 복원되지 않고 그 휨 상태로 유지될 수 있다.
제1 실시예에서, 제2 코일(520)의 일부는 제1 코일(510)의 일부와 수직으로 중첩될 수 있다. 제1 실시예에서, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)은 수평면(도 10의 411)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.
차폐재(600)는 코일부(500)의 아래에 배치되어, 코일부(500)의 자기장이 차폐재(600) 아래로 진행되지 않도록 차단할 수 있다. 차폐재(600)는 코일부(500)의 자기장을 다시 상부로 진행되도록 하여 자기장 세기를 증가시킬 수 있다.
차폐재(600)는 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 즉, 차폐재(600)는 표면 에컨대, 상면이 직선이 면을 가질 수 있다. 차폐재(600)의 하면은 직선인 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
차폐재(600)의 표면 예컨대, 상면은 수평면(도 10의 411)과 평행할 수 있다.
제1 실시예에서, 코일부(500)와 차폐재(600)는 부재(400)에 수용될 수 있다. 코일부(500)와 차폐재(600)가 부재(400)에 수용되더라도, 제1 실시예의 무선충전장치의 두께는 증가되지 않고 부재(400)의 두께로 한정될 수 있다. 예컨대, 코일부(500)의 최고점 또는 상면은 부재(400)의 상면(403)보다 낮게 위치될 수 있다. 예컨대, 차폐재(600)의 최저점 또는 하면은 부재(400)의 하면(404)과 동일하거나 높게 위치될 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 부재(400)에 코일부(500)뿐만 아니라 차폐재(600)도 수용되므로, 코일부(500)와 차폐재(600)를 수용하기 위한 별도의 추가 부재가 필요하지 않아 제품의 두께를 줄이고 비용을 절감할 수 있다.
부재(400)는 제1 측(401)과 제2 측(402)을 가질 수 있다. 제1 측(401)과 제2 측(402)은 서로 반대에 위치될 수 있다. 제1 측(401)은 상측으로 지칭되고, 제2 측(402)은 하측으로 지칭될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
부재(400)의 제1 측(401)은 제1 면을 가질 수 있다. 부재(400)의 제2 측(402)은 제2 면을 가질 수 있다. 제1 면은 상면(403)으로 지칭되고, 제2 면은 하면(404)으로 지칭될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에서, 부재(400)의 상면 상면(403)과 부재(400)의 하면(404)은 평행할 수 있다. 제1 실시예에서, 부재(400)는 위에서 보았을 때 사각 형상을 가질 수 있지만, 원 형상이나 다른 형상을 가질 수도 있다. 부재(400)는 서로 마주하는 제1 측부와 제2 측부와 서로 마주하는 제3 측부와 제4 측부를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 측(401)부와 제2 측부는 제1 축 방향, 즉 x축 방향을 따라 서로 마주하여 위치될 수 있다. 제3 측부와 제4 측부는 제2 축 방향, 즉 y축 방향을 따라 서로 마주하여 위치될 수 있다. 예컨대, 제1 측(401)부, 제2 측부, 제3 측부 및 제4 측부는 동일한 두께를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
부재(400)는 제1 홈부(421)을 포함할 수 있다. 제1 홈부(421)는 부재(400)의 제1 측(401)에 배치될 수 있다. 제1 홈부(421)는 부재(400)의 상면 상면(403) 상에 배치될 수 있다. 제1 홈부(421)는 제1 코일(510)의 복수의 도선(513)의 형상, 즉 번들에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 코일(510)의 도선(513)의 형상이 중심이 중공부(511)를 가지고 중공부(511)를 둘러싸는 폐루프 형상을 갖는 경우, 제1 홈부(421)는 해당 폐루프 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 제1 홈부(421)의 바닥면은 부재(400)의 상면(403)보다 낮게 위치될 수 있다. 제1 코일(510)이 제1 홈부(421)에 배치되는 경우, 제1 홈부(421)의 상측, 구체적으로 최고점은 부재(400)의 상면 상면(403)과 동일하거나 낮게 위치될 수 있다. 부재(400)의 제1 홈부(421)는 제1 코일(510)의 형상에 대응되는 형상을 가지므로, 제1 코일(510)이 수용이 용이하고 조립 성능이 향상될 수 있다.
부재(400)는 제2 홈부(422)를 포함할 수 있다. 제2 홈부(422)는 부재(400)의 제1 측(401)에 배치될 수 있다. 제2 홈부(422)는 부재(400)의 상면(403) 상에 배치될 수 있다. 제2 홈부(422)는 제1 홈부(421)의 일 외측에 인접하여 배치될 수 있다. 제2 홈부(422)는 제2 코일(520)의 제1 영역(528)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 제2 홈부(422)의 바닥면은 부재(400)의 상면(403)보다 낮게 위치될 수 있다. 제2 홈부(422)의 바닥면은 제1 홈부(421)의 바닥면보다 낮게 위치될 수 있다.
부재(400)는 돌출부(423)을 포함할 수 있다. 돌출부(423)는 부재(400)의 제1 측(401)에 배치될 수 있다. 돌출부(423)는 부재(400)의 상면(403) 상에 배치될 수 있다. 돌출부(423)는 제1 홈부(421) 내에 배치될 수 있다. 제2 코일(520)은 돌출부(423) 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 돌출부(423)는 제2 코일(520)의 제2 영역(529)과 접할 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 중심축을 기준으로 제2 코일(520)의 제1 영역(528)은 제2 코일(520)의 중심축의 제1 측(401), 예컨대 오른쪽에 위치되고, 제2 코일(520)의 제2 영역(529)은 제2 코일(520)의 중심축의 제2 측, 예컨대 왼쪽에 위치될 수 있다. 부재(400)의 제2 홈부(422)와 돌출부(423)에 제2 코일(520)이 안착되므로, 제2 코일(520)의 수용이 용이하고 조립 성능이 향상될 수 있다. 아울러, 제2 홈부(422)와 더불어 돌출부(423)가 구비되어 제2 코일(520)이 지지 성능이 향상될 수 있다.
제2 코일(520)이 제1 코일(510) 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제2 코일(520)의 제2 영역(529)은 제1 코일(510)의 중공부(511)에 위치될 수 있다. 제2 코일(520)의 제3 영역, 즉 제1 영역(528)과 제2 영역(529)이 아닌 나머지 영역은 제1 코일(510)과 수직으로 중첩될 수 있다.
돌출부(423)는 제1 코일(510)의 중공부(511)에 위치될 수 있다. 돌출부(423)는 제1 코일(510)의 중공부(511)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 제1 코일(510)의 중공부(511)가 사각 형상을 갖는 경우, 돌출부(423)는 사각 형상을 가질 수 있다. 돌출부(423)의 사각 형상의 각 모서리는 라운드 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
돌출부(423)의 상면은 평평한 면을 가질 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 영역(529)은 돌출부(423)의 상면에 접촉될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 제2 영역(529)은 돌출부(423)의 상면에 면 접촉될 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 영역(529)의 하측은 돌출부(423)의 상면에 접촉될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 제2 영역(529)은 돌출부(423)의 상면에 면 접촉될 수 있다.
제1 코일(510)은 제1 홈부(421)에 안착될 수 있다. 제1 코일(510)의 하측은 제1 홈부(421)의 바닥면에 접촉될 수 있다. 제1 코일(510)이 제1 홈부(421)에 안착되는 경우, 제1 코일(510)의 중공부(511)에 돌출부(423)가 위치될 수 있다. 즉 제1 코일(510)의 도선(513)은 돌출부(423)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1 코일(510)의 도선(513)의 내측은 돌출부(423)의 측면과 이격되어 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 코일(510)이 제1 홈부(421)에 안착되는 경우, 제1 코일(510)의 제1 측(401)은 돌출부(423)의 상면과 같거나 낮게 위치될 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 제1 코일(510)이 부재(400)의 제1 홈부(421)에 안착되는 경우, 제1 코일(510)의 중공부(511)가 돌출부(423)에 위치되므로 즉, 돌출부(423)의 둘레에 제1 코일(510)이 배치되어 제1 코일(510)의 수평 이동이 돌출부(423)에 의해 저지되므로, 제1 코일(510)이 제1 홈부(421)에 고정되지 않더라도 제1 코일(510)의 고정성이 향상될 수 있다.
제2 코일(520)의 제1 영역(528)은 제2 홈부(422)에 안착되고, 제2 코일(520)의 제2 영역(529)은 돌출부(423)에 안착될 수 있다. 즉, 제2 코일(520)의 제1 영역(528)의 하측은 제2 홈부(422)의 바닥면에 접촉되고, 제2 코일(520)의 제2 영역(529)의 하측은 돌출부(423)의 상면에 접촉될 수 있다. 제2 코일(520)의 제1 영역(528)이 제2 홈부(422)에 안착되는 경우, 제2 코일(520)의 중공부(521)에 제1 코일(510)의 도선(513)의 일부 영역이 위치될 수 있다. 즉, 제1 코일(510)의 도선(513)의 일부 영역이 제2 코일(520)의 중공부(521)를 가로질러 배치될 수 있다. 제1 코일(510)의 도선(513)의 일부 영역이 제2 코일(520)의 중공부(521)를 통해 노출될 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 영역(529)이 돌출부(423)에 안착되는 경우, 제1 코일(510)의 중공부(521)에 제2 코일(520)의 도선(523)의 일부 영역이 위치될 수 있다. 즉, 제2 코일(520)의 도선(523)의 일부 영역이 제1 코일(510)의 중공부(511)를 가로질러 배치되고 돌출부(423)의 상면에 면접촉될 수 있다. 돌출부(423)의 사이즈는 제2 코일(520)의 복수의 도선(523), 즉 번들의 폭보다 크므로, 제2 코일(520)이 돌출부(423)에 배치되는 경우 돌출부(423)의 일부 영역이 노출될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 코일(510)은 예컨대, 접착제를 이용하여 제1 홈부(421)에 고정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 코일(520)은 예컨대, 접착제를 이용하여 제2 홈부(422)에 고정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에서, 제1 코일(510)은 차폐재(600)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 제1 실시예에서, 제2 코일(520)은 차폐재(600)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 차폐재(600)에 대한 제1 코일(510)의 제1 경사각은 θ1으로 정의하고, 차폐재(600)에 대한 제2 코일(520)의 제2 경사각은 θ2로 정의할 수 있다. 제1 경사각(θ1)은 제2 경사각(θ2)과 동일할 수 있다. 예컨대, 제1 경사각(θ1)과 제2 경사각(θ2)은 3° 내지 5°일 수 있다.
제1 코일(510)은 제1 최저점(505)과 제1 최고점(506)을 가질 수 있다. 제2 코일(520)은 제2 최저점(508)과 제2 최고점(509)를 가질 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 최저점(508)은 제1 코일(510)의 제1 최저점(505)과 인접하여 배치될 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 최고점(509)은 제1 코일(510)의 제1 최고점(506)과 인접하여 배치될 수 있다. 제1 코일(510)의 제1 최저점(505)은 제1 코일(510)의 전 영역 중에서 차폐재(600)에 가장 가까운 지점이고, 제1 코일(510)의 제1 최고점(506)은 제1 코일(510)의 전 영역 중에서 차폐재(600)에서 가장 먼 지점일 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 최저점(508)은 제2 코일(520)의 전 영역 중에서 차폐재(600)에 가장 가까운 지점이고, 제2 코일(520)의 제2 최고점(509)은 제2 코일(520)의 전 영역 중에서 차폐재(600)에서 가장 먼 지점일 수 있다.
제1 코일(510)의 제1 최저점(505)과 제2 코일(520)의 제2 최저점(508)은 제1 수평면(411) 상에 위치될 수 있다. 제1 코일(510)의 제1 최고점(506)과 제2 코일(520)의 제2 최고점(509)은 제2 수평면(412) 상에 위치될 수 있다. 제1 수평면(411)과 제2 수평면(412)은 서로 평행할 수 있다. 차폐재(600)로부터 제1 수평면(411)보다 제2 수평면(412)이 더 멀리 또는 더 높게 위치될 수 있다. 제1 수평면(411)과 제2 수평면(412)은 제1 코일(510)과 제2 코일(520)의 위치 관계를 설명하기 위한 가상의 면으로서 물리적인 부재가 아니므로, 실제 제품에 존재하지 않는다. 차폐재(600)의 상면은 제1 수평면(411) 및/또는 제2 수평면(412)과 평행할 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 제1 코일(510)의 제1 최저점(505)과 제2 코일(520)의 제2 최저점(508)은 제1 수평면(411) 상에 위치되거나 제1 코일(510)의 제1 최고점(506)과 제2 코일(520)의 제2 최고점(509)은 제2 수평면(412) 상에 위치됨으로써, 제1 코일과 제2 코일의 턴수(turn number)를 동일하게 하더라도 제1 코일의 인덕턴스값과 제2 코일의 인덕던스값이 동일하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 제1 코일의 자기장 세기와 제2 코일의 자기장 세기가 동일해져, 제1 코일과 제2 코일 중 어떤 코일을 선택하여 사용하더라도 동일한 무선충전효율을 얻을 수 있다.
제1 코일(510)의 제1 최저점(505)과 차폐재(600)의 상면 사이의 거리(H1)과 제2 코일(520)의 제2 최저점(508)과 차폐재(600)의 상면 사이의 거리(H3)은 동일할 수 있다. 제1 코일(510)의 제1 최고점(506)과 차폐재(600)의 상면 사이의 거리(H2)와 제2 코일(520)의 최고점과 차폐재(600)의 상면 사이의 거리(H4)는 동일할 수 있다.
제1 실시예에서, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)을 차폐재(600)에 대해 경사지게 배치함으로써, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)에서 균등한 무선전력이 생성되어 제1 코일(510)이나 제2 코일(520)이 선택적으로 사용되더라도 동일한 무선충전효율을 달성할 수 있다.
도 11a는 제1 코일과 제2 코일 모두 차폐재와 평행하게 배치되는 실시 예의 무선충전장치의 자기장 분포를 보여준다. 도 11b는 제1 실시예에 따른 무선충전장치의 자기장 분포를 보여주는 것으로서, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)이 차폐재(600)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 제2 코일(520)이 제1 코일(510) 상에 배치될 수 있다.
제1 코일과 제2 코일 모두 차폐재와 평행하게 배치되는 실시예에 따르면(도 11a), 제1 코일과 제2 코일 각각과 차폐재와의 거리가 상이하여 제1 코일의 자기장 세기와 제2 코일의 자기장 세기가 상이해진다.
즉, 도 11a에 도시한 바와 같이, 제1 코일과 제2 코일 모두 차폐재와 평행하게 배치되는 실시예의 경우에는 제1 코일의 중심에서의 자기장 세기와 제2 코일의 중심에서의 자기장 세기가 상이하다. 즉, 제1 코일의 중심에서의 자기장 세기가 제2 코일의 중심에서이 자기장 세기보다 작다. 예컨대, 제1 코일의 중심에서 자기장 세기와 제2 코일의 중심에서의 자기장 세기 간의 차이(d)가 43A/m이다. 따라서, 제1 코일과 제2 코일 모두 차폐재와 평행하게 배치되는 실시예에서는 제1 코일에 의한 무선충전효율이 제2 코일에 의한 무선충전효율보다 낮아져, 제1 코일과 제2 코일을 개별적으로 이용할 때 각 코일의 무선충전효율이 달라지므로, 사용자의 신뢰성이 낮아질 수 있다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 무선충전장치(100A)에서는 제1 코일(510)의 중심에서의 자기장 세기와 제2 코일(520)의 중심에서의 자기장 세기가 동일할 수 있다. 즉, 제1 코일(510)의 중심에서의 자기장 세기와 제2 코일(520)의 중심에서의 자기장 세기가 215A/m로 동일할 수 있다. 따라서, 제1 실시예에 따른 무선충전장치(100A)에서는 제1 코일(510)에 의한 무선충전효율과 제2 코일(520)에 의한 무선충전효율이 동일하여, 제1 코일(510)과 제2 코일(520) 중 어느 코일을 이용하든지 동일한 무선충전효율이 달성되므로, 사용자의 신뢰성이 현저히 증가될 수 있다.
한편, 제1 코일(510)과 제2 코일(520)이 차폐재(600)에 대해 경사지게 배치되므로, 부재(400)의 제1 홈부(421), 제2 홈부(422) 및 돌출부(423)는 차폐재(600)의 상면에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 경우, 차폐재(600)의 상면에 대해 제1 홈부(421), 제2 홈부(422), 돌출부(423), 제1 코일(510) 및 제2 코일(520) 각각의 경사각은 동일할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 9에 도시한 바와 같이, 부재(400)는 제3 홈부(425)를 포함할 수 있다. 제3 홈부(425)는 부재(400)의 하측 상에 배치될 수 있다. 제3 홈부(425)는 부재(400)의 하면(404) 상에 배치될 수 있다. 차폐재(600)는 부재(400)의 제3 홈부(425)에 안착될 수 있다. 차폐재(600)의 상면은 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)에 접촉될 수 있다. 제3 홈부(425)는 차폐재(600)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 차폐재(600)가 사각 형상을 갖는 경우, 제3 홈부(425) 또한 사각 형상을 가질 수 있다. 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)은 부재(400)의 하면(404)보다 높게 위치될 수 있다. 즉, 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)은 부재(400)의 하면(404)으로부터 내측으로 들어간 형상을 가질 수 있다. 차폐재(600)의 상면이 평평한 면을 갖는 경우, 제3 홈부(425)의 바닥면(425a) 또한 평평한 면을 가질 수 있다.
부재(400)는 제4 홈부(426)를 포함할 수 있다. 제4 홈부(426)는 제3 홈부(425)에 인접하여 배치될 수 있다. 제4 홈부(426)는 제3 홈부(425)에 배치될 수 있다. 즉, 제3 홈부(425)는 제4 홈부(426)를 둘러쌀 수 있다. 제3 홈부(425)는 제1 홈부(421)와 돌출부(423)와 수직으로 중첩될 수 있다. 제4 홈부(426)는 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)으로부터 내측으로 들어간 형상을 가질 수 있다.
제3 홈부(425)의 깊이와 제4 홈부(426)의 깊이는 상이할 수 있다. 제3 홈부(425)의 깊이는 부재(400)의 하면(404)과 제3 홈부(425)의 바닥면(425a) 사이의 거리(H11)이고, 제4 홈부(426)의 깊이는 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)과 제4 홈부(426)의 바닥면(426a) 사이의 거리(H22)일 수 있다. 제4 홈부(426)의 바닥면(426a)가 차폐재(600)의 상면에 대해 경사지게 배치되므로, 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)과 제4 홈부(426)의 바닥면(426a) 사이의 거리(H22)는 가변될 수 있다. 예컨대, 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)과 제4 홈부(426)의 바닥면(426a) 사이의 거리(H22)는 부재(400)의 중심에서 외측으로 갈수록 커질 수 있다.
예컨대, 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)과 제4 홈부(426)의 바닥면(426a) 사이의 최소거리(H22_min)는 부재(400)의 하면(404)과 제3 홈부(425)의 바닥면(425a) 사이의 거리(H11)와 같거나 작을 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제3 홈부(425)의 바닥면(425a)과 제4 홈부(426)의 바닥면(426a) 사이의 최대거리(H22_max)는 부재(400)의 하면(404)과 제3 홈부(425)의 바닥면(425a) 사이의 거리(H11)와 같거나 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제4 홈부(426)의 바닥면(426a)은 차폐재(600)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제4 홈부(426)의 깊이는 y축 방향을 따라 달라질 수 있다. 부재(400)의 중심에서 부재(400)의 외측으로 갈수록 제4 홈부(426)의 깊이는 커질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
차폐재(600)가 제3 홈부(425)에 배치되는 경우, 차폐재(600)와 제4 홈부(426)에 의해 이격공간(700)이 형성될 수 있다. 이격공간(700)은 공기가 채워질 수 있다. 이격공간(700)은 코일부(500)에서 발생된 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
도 14는 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서의 방열 효과를 보여준다. 도 14a는 x축 방향과 z축 방향에서 보았을 때의 방열 효과를 보여주고, 도 14b는 x축 방향과 y축 방향에서 보았을 때의 방열 효과를 보여준다.
도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 코일부(500)에서 발생된 열이 이격공간(700)을 통해 효과적으로 방출됨을 알 수 있다. 특히, 이러한 이격공간(700)으로 인해 고속 충전(middle power) 진행시 코일부(500)에서 발생된 열이 효과적으로 개선될 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 부재(400)의 하측의 일부에 이격공간(700)이 형성되도록 하여, 고속 충전시 코일부(500)에서 발생된 열을 용이하게 방출할 수 있어 열에 의한 무선충전효율 저하와 같은 불량을 방지할 수 있다.
한편, 부재(400)는 고정부(420)를 포함할 수 있다. 고정부(420)는 부재(400)의 일측에 배치될 수 있다. 고정부(420)는 제1 홈부(421)와 제2 홈부(422)의 일측에 배치될 수 있다. 고정부(420)는 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515)와 제2 연결단자(516) 그리고 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)와 제2 연결단자(526)을 고정하고 특정 방향을 향하도록 가이드할 수 있다.
고정부(420)는 제1 가이드홈(427a 내지 427d)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 가이드홈은 제1-1 가이드홈(427a), 제1-2 가이드홈(427b), 제1-3 가이드홈(427c) 및 제1-4 가이드홈(427d)을 포함할 수 있다. 제1-1 가이드홈(427a)와 제1-2 가이드홈(427b)는 제1 홈부(421)의 일측에 배치될 수 있다. 제1-3 가이드홈(427c)와 제1-4 가이드홈(427d)는 제2 홈부(422)의 일측에 배치될 수 있다.
고정부(420)는 제2 가이드홈(428a 내지 428d)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 가이드홈(428a 내지 428d)은 제2-1 가이드홈(428a), 제2-2 가이드홈(428b), 제2-3 가이드홈(428c) 및 제2-4 가이드홈(428d)을 포함할 수 있다.
제1 가이드홈(427a 내지 427d)과 제2 가이드홈(428a 내지 428d)은 연결될 수 있다. 제1 가이드홈(427a 내지 427d)은 제1 방향, 즉 x축 방향을 따라 배치될 수 있다. 제2 가이드홈(428a 내지 428d)은 제1 방향과 상이한 제2 방향, 즉 z축 방향을 따라 배치될 수 있다. 제1 가이드홈(427a 내지 427d)과 제2 가이드홈(428a 내지 428d)은 부재(400)의 내부로 들어간 형상을 가질 수 있다. 제1 가이드홈(427a 내지 427d)의 폭은 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515) 또는 제2 연결단자(516) 또는 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525) 또는 제2 연결단자(526)이 폭과 동일하거나 클 수 있다. 제2 가이드홈(428a 내지 428d)의 폭은 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515) 또는 제2 연결단자(516) 또는 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525) 또는 제2 연결단자(526)이 폭과 동일하거나 클 수 있다.
예컨대, 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515)는 고정부(420)의 제1-1 가이드홈(427a)과 제2-1 가이드홈(428a)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 코일(510)의 제2 연결단자(516)는 고정부(420)의 제1-2 가이드홈(427b)과 제2-2 가이드홈(428b)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)는 고정부(420)의 제1-3 가이드홈(427c)과 제2-3 가이드홈(428c)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 제2 연결단자(526)는 고정부(420)의 제1-4 가이드홈(427d)과 제2-4 가이드홈(428d)에 배치될 수 있다.
고정부(420)는 돌기(429a 내지 429d)를 포함할 수 있다. 예컨대, 돌기(429a 내지 429d)는 제1 가이드홈(427a 내지 427d)의 제1 측(401) 일부에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 돌기(429a 내지 429d)는 제1 가이드홈(427a 내지 427d)의 양 내측벽 중 일 내측벽이 제1 측(401)이 일부에 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 돌기(429a 내지 429d)는 제2 가이드홈(428a 내지 428d)의 제1 측(401) 일부에 배치될 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 부재(400)의 일측에 배치된 고정부(420)에 의해 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515) 및 제2 연결단자(516) 및 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525) 및 제2 연결단자(526)가 고정되므로, 이들 제1 연결단자(515, 525)와 제2 연결단자(516, 526)를 고정하기 위한 별도의 고정부가 필요하지 않아 비용이 절감되고 제품이 단순해질 수 있다.
부재(400)는 돌출부(433a 내지 433d)를 포함할 수 있다. 돌출부(433a 내지 433d)는 부재(400)의 모서리 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 예컨대, 돌출부(433a 내지 433d)는 부재(400)의 모서리 영역에 인접하여 측 방향, x축 방향 및 -x축 방향으로 돌출될 수 있다. 부재(400)는 체결홀(435a 내지 435d)를 포함할 수 있다. 체결홀(435a 내지 435d)은 돌출부(433a 내지 433d)에 배치될 수 있다. 체결홈은 돌출부(433a 내지 433d)가 관통된 개구일 수 있다. 체결홀(435a 내지 435d)에 체결부재(미도시)가 삽입될 수 있다. 체결부재가 체결홀(435a 내지 435d)에 삽입된 후 다른 구성 요소, 케이스 및/브라켓 등에 체결되어, 부재(400)가 다른 구성 요소에 고정될 수 있다.
도 12는 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 폭을 보여주고, 도 13은 제1 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 두께를 보여준다.
도 12에 도시한 바와 같이, 부재(400)의 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)는 상이할 수 있다. 예컨대, 제1 폭(W1)은 60mm 내지 80mm이고, 제2 폭(W2)은 60mm 내지 90mm일 수 있다. y축 방향으로 인접하는 돌출부(433a 및 433b, 433c 및 433d) 사이의 거리(d1)은 55mm 내지 65mm이고, x축 방향으로 인접하는 돌출부(433a 및 433c, 433b 및 433d) 사이의 거리(d2)는 60mm 내지 80mm일 수 있다
도 13에 도시한 바와 같이, 부재(400)의 두께(T1)는 5mm 내지 10mm일 수 있다.
(제2 실시예)
도 15는 제2 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 사시도이고, 도 16은 제2 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 분해도이며, 도 17은 제2 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 상측을 도시한다.
제2 실시예는 고정부(420)를 제외하고 제1 실시예와 동일하다. 이하의 제2 실시예에 따른 설명에서 제1 실시예와 동일한 형상, 구조 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하의 제2 실시예에서 누락된 설명은 상술한 제1 실시예에 대한 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 제2 실시예에 따른 무선충전장치(100B)는 부재(400), 부재(400)의 제1 측(401) 상에 배치되는 코일부(500) 및 부재(400)의 제2 측(402) 상에 배치되는 차폐재(600)를 포함할 수 있다.
부재(400)는 고정부(420)를 포함할 수 있다. 고정부(420)는 가이드홈(427a 내지 427d)를 포함할 수 있다. 고정부(420)는 개구(431a 내지 431d)를 포함할 수 있다.
가이드홈(427a 내지 427d)과 개구(431a 내지 431d)는 연결될 수 있다. 가이드홈(427a 내지 427d)은 제1 방향, 즉 x축 방향을 따라 배치될 수 있다. 개구(431a 내지 431d)는 제1 방향과 상이한 제2 방향, 즉 z축 방향을 따라 배치될 수 있다. 가이드홈(427a 내지 427d)은 부재(400)의 내부로 들어간 형상을 가질 수 있다. 개구(431a 내지 431d)는 부재(400)의 상면(403)과 하면(404)을 관통할 수 있다. 가이드홈(427a 내지 427d)의 폭은 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515) 또는 제2 연결단자(516) 또는 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525) 또는 제2 연결단자(526)이 폭과 동일하거나 클 수 있다. 개구(431a 내지 431d)의 직경은 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515) 또는 제2 연결단자(516) 또는 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525) 또는 제2 연결단자(526)이 폭과 동일하거나 클 수 있다.
예컨대, 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515)는 고정부(420)의 제1 가이드홈(427a)과 제1 개구(431a)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 코일(510)의 제2 연결단자(516)는 고정부(420)의 제2 가이드홈(427b)과 제2 개구(431b) 에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)는 고정부(420)의 제3 가이드홈(427c)과 제3 개구(431c)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코일(520)의 제2 연결단자(526)는 고정부(420)의 제4 가이드홈(427d)과 제4 개구(431d)에 배치될 수 있다.
제2 실시예에 의하면, 제1 코일(510)의 제1 연결단자(515)와 제2 연결단자(516)와 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)와 제2 연결단자(526)를 고정부(420)의 개구(431a 내지 431d)를 통해 부재(400)의 아래로 배치되도록 하여 예컨대, 회로보드와의 체결이 용이해져, 조립성이 향상되고 구조적 결합 최적화가 가능하다.
(제3 실시예)
도 18은 제3 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 사시도이고, 도 19는 제3 실시예에 따른 무선충전장치에서 부재의 상측을 도시한다.
제3 실시예는 고정부(420)를 제외하고 제1 실시예와 동일하다. 이하의 제3 실시예에 따른 설명에서 제1 실시예와 동일한 형상, 구조 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하의 제3 실시예에서 누락된 설명은 상술한 제1 실시예에 대한 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 제3 실시예에 따른 무선충전장치(100C)는 부재(400), 부재(400)의 제1 측(401) 상에 배치되는 코일부(500) 및 부재(400)의 제2 측(402) 상에 배치되는 차폐재(600)를 포함할 수 있다.
부재(400)는 고정부(420)를 포함할 수 있다. 고정부(420)는 가이드홈(427a 내지 427d)를 포함할 수 있다. 가이드홈(427a 내지 427d)은 위에서 보았을 때, 직선 상이 아닌 절곡된 형상을 가질 수 있다. 가이드홈(427a 내지 427d)은 예컨대, 지그재그 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 직선을 갖는 제1 영역, 제1 직선과 상이한 방향의 제2 직선을 갖는 제2 영역 및 제2 직선과 상이한 방향의 제2 직선을 갖는 제3 영역을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 직선과 제3 직선은 동일 방향을 향할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 코일(510)의 제1 연결단자(515)와 제2 연결단자(516) 그리고 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)와 제2 연결단자(526)는 가이드홈(427a 내지 427d)에 배치될 수 있다.
부재(400)는 제1 돌기(429a 내지 429d)와 제2 돌기(430a 내지 430d)를 포함할 있다. 제1 돌기(429a 내지 429d)는 가이드홈(427a 내지 427d)의 양 내측벽 중 제1 내측벽의 제1 측(401)에 배치되고, 제2 돌기(430a 내지 430d)는 가이드홈(427a 내지 427d)의 양 내측벽 중 제2 내측벽의 제1 측(401)에 배치될 수 있다. 제1 돌기(429a 내지 429d)와 제2 돌기(430a 내지 430d)는 동일 선상이 아닌 서로 상이한 선상에 위치될 수 있다. 예컨대, 서로 평행한 제1 및 제2 수평선 중에서 제1 돌기(429a 내지 429d)는 제1 수평선 상에 위치되고, 제2 돌기(430a 내지 430d)는 제2 수평선 상에 위치될 수 있다. 즉, 제1 돌기(429a 내지 429d)와 제2 돌기(430a 내지 430d)는 서로 어긋나게 위치될 수 있다.
제1 코일(510)의 제1 연결단자(515)는 고정부(420)의 제1 가이드홈(427a)에 배치되고, 제1-1 돌기(429a)와 제2-1 돌기(430a)에 의해 고정될 수 있다. 제1 코일(510)의 제2 연결단자(516)는 고정부(420)의 제2 가이드홈(427b)에 의해 배치되고, 제1-2 돌기(429b)와 제2-2 돌기(430b)에 의해 고정될 수 있다. 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)는 고정부(420)의 제3 가이드홈(427c)에 의해 배치되고, 제1-3 돌기(429c)와 제2-3 돌기(430c)에 의해 고정될 수 있다. 제2 코일(520)의 제2 연결단자(526)는 고정부(420)의 제4 가이드홈(427d)에 의해 배치되고, 제1-4 돌기(429d)와 제2-4 돌기(430d)에 의해 고정될 수 있다.
도면에는 제1 돌기(429a 내지 429d)와 제2 돌기(430a 내지 430d)만 도시되고 있지만, 제3 돌기나 제4 돌기도 추가적으로 배치될 수 있다.
제3 실시예에 의하면, 고정부(420)에 가이드홈(427a 내지 427d)이 지그재그 형상으로 형성되고 제1 돌기(429a 내지 429d)와 제2 돌기(430a 내지 430d)가 배치되어, 제1 코일(510)의 1 연결단자(515)와 제2 연결단자(516) 그리고 제2 코일(520)의 제1 연결단자(525)와 제2 연결단자(526)가 보다 단단히 고정되므로, 고정성이 현저히 향상될 수 있다.
(제4 실시예)
도 20은 제4 실시예에 따른 무선충전장치를 도시한 분해도이다.
제4 실시예는 부재(400)를 차폐재(600)로 사용한 것을 제외하고 제1 내지 제3 실시예와 동일하다. 이하의 제4 실시예에 따른 설명에서 제1 내지 제3 실시예와 동일한 형상, 구조 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하의 제4 실시예에서 누락된 설명은 상술한 제1 내지 제3 실시예에 대한 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
도 20을 참조하면, 제4 실시예에 따른 무선충전장치(100D)는 차폐재(600) 및 차폐재(600)의 일측 상에 배치되는 코일부(500)를 포함할 수 있다.
차폐재(600)의 형상이나 구조는 제1 내지 제3 실시예의 부재(400)와 유사하다. 제4 실시예의 차폐재(600)는 제1 내지 제3 실시예에서 상술된 부재(400)로부터 용이하게 이해될 수 있다.
제4 실시예의 차폐재(600)의 하면에는 제1 내지 제3 실시예의 부재(400)의 제3 홈부(425)와 제4 홈부(426)가 구비되지 않을 수 있다. 즉, 제4 실시예의 차폐재(600)는 그 자체로 차폐 성능을 가지므로 별도의 차폐재가 필요하지 않기 때문에, 제1 내지 제3 실시예에서 부재(400)에 차폐재(600)가 삽입되기 위한 제3 홈부가 구비되지 않을 수 있다. 제4 실시예의 차폐재(600)의 하면은 예컨대, 평평한 평면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제4 실시예의 차폐재(600)는 자성체 재질을 포함할 수 있다. 차폐재(600)는 예컨대, 페라이트 재질을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 차폐재(600)의 형상이나 구조는 샌더스트 공법을 이용하여 형성될 수 있다.
미 설명 도면 부호 601은 제1 측을 나타내고, 602는 제2 측을 나타내고, 603은 상면을 나타낼 수 있다. 621은 제1 홈부를 나타내고, 622는 제2 홈부를 나타내고, 623은 돌출부를 나타내고, 620은 고정부를 나타낼 수 있다.
제4 실시예에 의하면, 제1 내지 제3 실시예의 부재(400)로서 직접 자성체 재질로 이루어진 차폐재(600)가 사용될 수 있으므로, 별도의 차폐재가 필요하지 않으므로 제품의 두께를 줄이고 비용을 절감할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
100A, 100B, 100C, 100D: 무선충전장치
400: 부재
401, 601: 제1 측
402, 602: 제2 측
403, 603: 상면
404: 하면
411, 412: 수평면
420, 620: 고정부
421, 422, 425, 426, 621, 622: 홈부
423, 623: 돌출부
427a 내지 427d, 428a 내지 428d: 가이드홈
429a 내지 429d, 430a 내지 430d: 돌기
431a 내지 431d: 개구
433a 내지 433d: 돌출부
435a 내지 435d: 체결홀
500: 코일부
505, 508: 최저점
506, 509: 최고점
510, 520: 코일
511, 521: 중공부
513, 523: 도선
515, 525: 제1 연결단자
516, 526: 제2 연결단자
528: 제1 영역
529: 제2 영역
600: 차폐재
700: 이격공간
H1, H2, H3, H4, H11, H22: 거리
θ: 경사각
W1, W2: 폭
T1: 두께
d1, d2: 돌출부 간 거리

Claims (23)

  1. 부재;
    상기 부재 아래에 배치되는 차폐재;
    상기 부재 상에 배치되는 제1 코일; 및
    상기 부재 상에 배치되는 제2 코일;을 포함하고,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 상기 차폐재에 대해 경사지게 배치되고,
    상기 제1 코일은 제1 최저점과 제1 최고점을 가지고,
    상기 제2 코일은 상기 제1 최저점과 인접하는 제2 최저점과 상기 제1 최고점과 인접하는 제2 최고점을 가지고,
    상기 제1 코일의 상기 제1 최고점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최고점은 제1 수평면 상에 위치하는 무선충전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일의 상기 제1 최고점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최고점은 상기 차폐재의 상면으로부터 동일 거리인 무선충전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일의 상기 제1 최저점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최저점은 제2 수평면 상에 위치하는 무선충전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일의 상기 제1 최저점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최저점은 상기 차폐재의 상면으로부터 동일 거리인 무선충전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차폐재에 대한 상기 제1 코일의 경사각과 상기 제2 코일의 경사각은 3° 내지 5°인 무선충전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수평면과 상기 제2 수평면은 상기 차폐재의 상면과 평행한 무선충전장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 중공부와 상기 중공부를 둘러싸고 복수 턴으로 권선된 도선을 가지고,
    상기 부재는,
    서로 반대측에 위치된 제1 면과 제2 면을 가지고,
    상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 제1 코일의 상기 도선의 형상에 대응하는 형상을 갖는 제1 홈부;
    상기 제1 면 상에 배치되고 상기 제1 홈부의 일 외측에 인접하여 배치되고 상기 제2 코일의 제1 영역에 대응하는 형상을 갖는 제2 홈부;를 포함하는 무선충전장치
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부재는,
    상기 제1 홈부 내에 배치되어 상기 제2 코일의 제2 영역과 접하는 돌출부;를 포함하는 무선충전장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 코일의 상기 제1 영역은 상기 제2 홈부에 접촉하고,
    상기 제2 코일의 상기 제2 영역은 상기 돌출부에 접촉하는 무선충전장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 부재는,
    상기 제2 면 상에 배치되고, 상기 차폐재의 형상에 대응되는 형상을 갖는 제3 홈부;를 포함하는 무선충전장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부재는,
    상기 제2 면 상에 상기 제3 홈부에 인접하여 배치되며, 상기 제3 홈부의 제1 바닥면의 제1 깊이보다 더 깊은 제2 깊이의 제2 바닥면을 갖는 제4 홈부;를 포함하는 무선충전장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4 홈부의 상기 제2 바닥면은 경사지게 배치되는 무선충전장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 차폐재는 상기 제3 홈부의 상기 제1바닥면에 접촉되는 무선충전장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제4 홈부와 상기 차폐재에 의해 형성된 이격공간;을 포함하는 무선충전장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 상기 중공부에 인접한 상기 도선의 내측에 연결되는 제1 연결단자와 상기 도선의 외측에 연결되는 제2 연결단자를 포함하는 무선충전장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 부재는,
    상기 제1 연결단자와 상기 제2 연결단자를 고정하기 위해 일측에 구비된 고정부;을 포함하는 무선충전장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 제1 연결단자와 상기 제2 연결단자를 가이드하는 적어도 하나 이상의 가이드홈;을 포함하는 무선충전장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 가이드홈 내에 배치되는 적어도 하나 이상의 돌기;를 포함하는 무선충전장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 가이드홈은 지그재그 형상을 갖는 무선충전장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 가이드홈 내에 배치되는 상기 제1 연결단자와 상기 제2 연결단자는 서로 상이한 높이를 갖는 무선충전장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 가이드홈은 서로 상이한 방향에서 연결되는 제1 가이드홈과 제2 가이드홈을 포함하는 무선충전장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 가이드홈과 상이한 방향으로 연결되는 개구;를 포함하는 무선충전장치.
  23. 차폐재;
    상기 차폐재 상에 배치되는 제1 코일; 및
    상기 차폐재 상에 배치되고 제2 코일;을 포함하고,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 중공부와 상기 중공부를 둘러싸고 복수 턴으로 권선된 도선을 가지고,
    상기 차폐재는,
    서로 반대 면인 제1 면과 제2 면을 가지고,
    상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 제1 코일의 상기 도선의 형상에 대응하는 형상을 갖는 제1 홈부;
    상기 제1 면 상에 배치되고 상기 제1 홈부의 일 외측에 인접하여 배치되고 상기 제2 코일의 제1 영역에 대응하는 형상을 갖는 제2 홈부;를 포함하고,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 상기 차폐재의 상기 제1 면에 대해 경사지게 배치되고,
    상기 제1 코일은 제1 최저점과 제1 최고점을 가지고,
    상기 제2 코일은 상기 제1 최저점과 인접하는 제2 최저점과 상기 제1 최고점과 인접하는 제2 최고점을 가지고,
    상기 제1 코일의 상기 제1 최고점과 상기 제2 코일의 상기 제2 최고점은 수평면 상에 위치하는 무선충전장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102252463B1 (ko) * 2020-12-15 2021-05-14 주식회사 리플렉스 고전압 승압장치용 2차 권선 및 이를 포함하는 고전압 승압장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102252463B1 (ko) * 2020-12-15 2021-05-14 주식회사 리플렉스 고전압 승압장치용 2차 권선 및 이를 포함하는 고전압 승압장치

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