KR20210119026A - 평판형 코일 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈 - Google Patents

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KR20210119026A
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Abstract

평판형 코일 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 평판형 코일은 일정길이를 갖는 도전성부재가 복수 회 권선된 것으로서, 시계방향 또는 반시계방향을 따라 복수 회 권선되는 코일몸체; 상기 코일몸체로부터 일정길이 연장되는 제1리드부; 상기 코일몸체로부터 상기 제1리드부와 다른 위치에서 일정길이 연장되는 제2리드부; 및 상기 코일몸체가 풀리는 것을 방지할 수 있도록 상기 코일몸체의 외측에서 상기 제1리드부 및 제2리드부를 통해 형성되는 풀림방지부;를 포함한다.

Description

평판형 코일 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈{Plate type coil and wireless power transfer module including the same}
본 발명은 평판형 코일 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈에 관한 것이다.
최근 출시된 휴대 단말기는 소모된 배터리를 무선 방식으로 충전할 수 있는 무선 충전 기능이 있다. 이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장되는 무선전력 수신모듈과, 상기 무선전력 수신모듈에 전력을 공급하는 무선전력 송신모듈에 의해 수행된다.
즉, 무선전력 송신모듈로부터 송출되는 무선전력 신호를 통해 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 이용하여 무선전력 수신모듈 측에 전력이 전달됨으로써 휴대 단말기에 내장된 배터리의 충전이 이루어진다.
이때, 상기 무선전력 신호는 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈에 각각 구비되는 무선전력 전송용 안테나를 통해 송,수신된다. 이러한 무선전력 전송용 안테나는 회로기판의 일면에 소정의 패턴으로 형성된 안테나패턴으로 구비될 수도 있고, 도전성부재가 복수 회 권선된 평판형 코일로 구비될 수도 있다.
일례로, 상기 무선전력 전송용 안테나가 평판형 코일로 구비되는 경우, 평판형 코일은 도전성부재가 복수 회 권선되어 코일몸체를 구성하고, 다른 전자부품과의 전기적인 연결을 위한 한 쌍의 리드부가 코일몸체로부터 연장된다.
그리고 상기 코일몸체는 접착제나 테이프를 이용하여 복수 회 권선된 도전성부재의 풀림을 방지한다.
그러나 코일몸체를 구성하는 도전성부재의 풀림을 방지하기 위하여 접착제나 테이프를 사용할 경우 접착제나 테이프의 두께만큼 전체두께가 증가될 수밖에 없고, 접착제나 테이프 사용으로 인한 생산단가가 높아지는 문제가 있다.
KR 10-2013-0119585 A
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 별도의 접착제나 테이프를 사용하지 않더라도 권선된 상태를 유지할 수 있는 평판형 코일 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일정길이를 갖는 도전성부재가 복수 회 권선된 것으로서, 시계방향 또는 반시계방향을 따라 복수 회 권선되는 코일몸체; 상기 코일몸체로부터 일정길이 연장되는 제1리드부; 상기 코일몸체로부터 상기 제1리드부와 다른 위치에서 일정길이 연장되는 제2리드부; 및 상기 코일몸체가 풀리는 것을 방지할 수 있도록 상기 코일몸체의 외측에서 상기 제1리드부 및 제2리드부를 통해 형성되는 풀림방지부;를 포함하는 평판형 코일을 제공한다.
또한, 상기 풀림방지부는 상기 제1리드부 및 제2리드부의 전체길이 중 일부의 길이가 서로 교차하도록 적어도 1회 이상 꼬여져 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1리드부 및 제2리드부 중 어느 하나의 리드부는 상기 코일몸체를 가로지르도록 상기 코일몸체로부터 연장되고, 다른 하나의 리드부는 상기 코일몸체와 중첩되지 않도록 상기 코일몸체로부터 연장될 수 있다.
또한, 상기 풀림방지부는 상기 제1리드부 및 제2리드부의 전체길이 중 일부길이에 대하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 무선전력을 송출하거나 수신하는 무선전력 전송용 안테나; 및 상기 무선전력 전송용 안테나의 일면에 배치되는 차폐시트;를 포함하고, 상기 무선전력 전송용 안테나는 상술한 평판형 코일인 무선전력 전송모듈을 제공한다.
또한, 상기 무선전력 전송모듈은 외부로부터 송출되는 무선전력을 수신하는 무선전력 수신모듈일 수 있다. 일례로, 상기 무선전력 수신모듈은 휴대단말기에 내장될 수 있다.
본 발명에 의하면, 안테나로서 사용될 수 있는 평판형 코일이 별도의 접착제나 테이프를 사용하지 않더라도 도전성부재가 권선된 상태를 유지할 수 있음으로써 전체두께가 증가하는 것을 방지하면서도 생산단가를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 측면도,
도 3은 도 1에서 코일몸체가 다른 형상으로 권선된 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 나타낸 도면, 그리고,
도 5는 도 4의 분리도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일(100,100')은 소정의 주파수 대역에서 자기장을 이용하여 소정의 기능을 수행하는 안테나로 사용될 수 있다.
일례로, 상기 평판형 코일(100,100')은 무선전력을 송출하거나 수신하기 위한 무선전력 전송용 안테나로 사용될 수도 있고, 무선 데이터 신호를 송,수신하는 NFC 안테나로 사용될 수도 있으며, 자기결제와 같은 MST 안테나로 사용될 수도 있다.
그러나 상기 평판형 코일(100,100')의 용도를 이에 한정하는 것은 아니며, 소정의 주파수 대역에서 자기장을 이용하여 소정의 기능을 수행하는 다양한 안테나로 사용될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일(100,100')은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 코일몸체(110), 제1리드부(120), 제2리드부(130) 및 풀림방지부(140)를 포함한다.
본 발명에서, 상기 평판형 코일(100,100')은 소정의 길이를 갖는 하나의 도전성부재를 통해 상기 코일몸체(110), 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)를 구성할 수 있다.
즉, 소정의 길이를 갖는 하나의 도전성부재는 시계방향 또는 반시계방향을 따라 복수 회 권선되어 코일몸체(110)를 구성하고, 코일몸체(110)를 구성하는 부분을 제외한 양단부를 포함하는 일부의 길이가 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)를 각각 구성할 수 있다.
여기서, 상기 도전성부재는 구리와 같은 도전성을 갖는 금속재질로 이루어질 수 있으며, 소정의 선경을 갖는 한 가닥의 와이어일 수도 있고 복수 개의 가닥이 길이방향을 따라 꼬인 리츠 와이어일 수도 있다.
또한, 상기 코일몸체(110)는 중앙부에 소정의 면적을 갖는 중공부(112)가 형성되도록 도전성부재가 복수회 권선될 수 있으며, 상기 코일몸체(110)를 구성하는 도전성부재는 일부가 서로 접촉되도록 권선될 수 있다.
더불어, 상기 코일몸체(110)는 전체적인 형상이 도 1에 도시된 바와 같이 사각형상으로 형성될 수도 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 타원형과 유사한 형상으로 형성될 수도 있다. 그러나 상기 코일몸체(110)의 전체형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 원형으로 형성될 수도 있고, 다각형상 및 원형이 조합된 형상으로 형성될 수도 있다.
이때, 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)는 일단부측이 다른 전자부품(일례로, 회로기판)과 물리적으로 연결됨으로써 상기 코일몸체(110)를 상기 전자부품과 전기적으로 연결하는 연결단자의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130) 중 어느 하나의 리드부는 상기 코일몸체(110)를 가로지르도록 상기 코일몸체(110)로부터 연장될 수 있고, 다른 하나의 리드부는 상기 코일몸체(110)와 중첩되지 않도록 상기 코일몸체(110)로부터 연장될 수 있다.
일례로, 상기 제1리드부(120)는 상기 코일몸체(110)의 중공부(112)를 규정하는 코일몸체(110)의 내측테두리로부터 상기 코일몸체(110)를 가로지르도록 일정길이 연장될 수 있고, 상기 제2리드부(130)는 상기 코일몸체(110)와 중첩되지 않도록 상기 코일몸체(110)의 외측테두리로부터 외측으로 일정길이 연장될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일(100,100')은 시계방향 또는 반시계방향을 따라 복수 회 권선되어 상기 코일몸체(110)를 구성하는 도전성부재가 풀리는 것을 방지하기 위한 풀림방지부(140)를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일(100,100')은 상기 풀림방지부(140)를 형성함으로써 별도의 접착제나 테이프를 사용하지 않더라도 상기 코일몸체(110)를 구성하는 도전성부재가 풀리는 것을 방지할 수 있다.
일례로, 상기 풀림방지부(140)는 상기 코일몸체(110)의 외측에 위치하도록 형성될 수 있으며, 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)를 통해 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 풀림방지부(140)는 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)의 전체길이 중 일부 길이를 이용하여 형성될 수 있다.
즉, 상기 풀림방지부(140)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)의 전체길이 중 일부의 길이가 서로 교차하도록 적어도 1회 이상 꼬여짐으로써 형성될 수 있다.
더불어, 상기 풀림방지부(140)는 상기 코일몸체(110)로부터 각각 연장되는 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)의 전체길이 중 상기 코일몸체(110)의 외측으로 연장된 부분에서 형성될 수 있으며, 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)의 자유단부를 포함하지 않도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)는 상기 풀림방지부(140)를 형성하면서도 자유단부 측이 다른 전자부품과 용이하게 연결될 수 있다.
이와 같은 풀림방지부(140)는 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)의 길이방향을 따라 서로 적어도 1회 이상 꼬인 상태로 형성됨으로써 상기 제1리드부(120) 및 제2리드부(130) 측에 외력이 작용하더라도 힘을 분산시킬 수 있다.
이를 통해, 상기 풀림방지부(140)는 상기 코일몸체(110)를 구성하는 도전성부재가 풀리는 것을 방지할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일(100,100')은 접착제나 테이프와 같은 별도의 부재를 사용하지 않더라도 상기 풀림방지부(140)를 통해 상기 코일몸체(110)를 구성하는 도전성부재가 풀리는 것을 방지할 수 있음으로써 접착제나 테이프의 사용시 발생할 수 있는 접착제나 테이프의 두께에 해당하는 만큼의 두께 증가를 방지하면서도 접착제나 테이프의 미사용에 따른 제품의 생산단가를 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 코일(100,100')은 상술한 바와 같이 소정의 주파수 대역에서 자기장을 이용하여 소정의 기능을 수행하는 안테나로 사용될 수 있다.
일례로, 상기 평판형 코일(100,100')은 소정의 주파수 대역에서 무선 전력을 수신하거나 송신하는 무선전력 전송용 안테나로 사용될 수 있으며, 무선 전력을 수신하거나 송신할 수 있는 무선전력 전송모듈(200)로 구현될 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 무선전력 전송모듈(200)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 무선전력 전송용 안테나(210) 및 차폐시트(220)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 무선전력 전송용 안테나(210)는 차폐시트(220)의 일면에 적어도 하나 이상 배치될 수 있으며, 일정길이를 갖는 도전성부재가 복수 회 권선되는 평판형 코일로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 무선전력 전송용 안테나(210)는 상술한 평판형 코일(100,100')로 구성될 수 있으며, 상기 평판형 코일(100,100')에 대한 구체적인 내용은 상술한 내용이 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 무선전력 전송용 안테나(210)는 무선 전력 신호를 전자기기 측으로 송출함으로써 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식 또는 자기 공진 방식을 이용하여 상기 전자기기의 배터리를 무선 방식으로 충전하는 송신 코일(Tx coil)의 역할을 수행할 수도 있고, 상기 전자기기에 내장되어 송신 코일로부터 송출되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 수신 코일(Rx coil)의 역할을 수행할 수도 있다.
즉, 상기 무선전력 전송모듈(200)은 상기 무선전력 전송용 안테나(210)가 송신 코일의 역할을 수행하는 경우 무선전력 송신모듈로 구현될 수 있고, 상기 무선전력 전송용 안테나(210)가 수신 코일의 역할을 수행하는 경우 무선전력 수신모듈로 구현될 수 있다.
더불어, 상기 무선전력 전송모듈이 무선전력 수신모듈로 구현되는 경우 상기 무선전력 수신모듈은 휴대폰과 같은 전자기기에 내장될 수 있다.
이와 같은 무선전력 전송용 안테나(210)는 상기 차폐시트(220)의 일면에 접착층을 매개로 고정될 수 있다.
더불어, 상기 무선전력 전송용 안테나(210)는 제1리드부(120) 및 제2리드부(130)의 단부가 납땜, 용접 등을 통하여 별도의 회로기판과 연결될 수 있다.
상기 차폐시트(220)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 무선전력 전송용 안테나(210)의 일면에 배치될 수 있다.
이와 같은 차폐시트(220)는 상기 무선전력 전송용 안테나(210)에서 발생되는 자기장을 차폐하여 자기장의 집속도를 높여줌으로써 소정의 주파수 대역에서 작동하는 상기 무선전력 전송용 안테나(210)의 성능을 높여줄 수 있다.
즉, 상기 차폐시트(220)는 100~350kHz의 주파수 대역에서 자기 유도 방식에 의한 무선 충전시, 또는 6.78MHz의 주파수에서 자기 공진 방식에 의한 무선 전력 전송시 자기장을 차폐함으로써 상기 무선전력 전송용 안테나(210)의 성능을 높여줄 수 있다.
이를 위해, 상기 차폐시트(220)는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 차폐시트(220)는 Mn-Zn 페라이트 시트, Ni-Zn 페라이트 시트, 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트, 폴리머 시트, 퍼몰로이 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 차폐시트(220)는 복수 개의 시트가 접착층을 매개로 다층으로 적층된 다층시트일 수 있으며, 전체적인 저항을 증가시켜 와전류의 발생을 억제하거나 유연성을 개선할 수 있도록 복수 개의 조각으로 분리 형성될 수 있다.
여기서, 상술한 차폐시트(220)의 종류를 위에 언급한 재질로 한정하는 것은 아니며, 자기장을 차폐하기 위하여 사용되는 공지의 차폐시트가 모두 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,100' : 평판형 코일 110 : 코일몸체
112 : 중공부 120 : 제1리드부
130 : 제2리드부 140 : 풀림방지부
200 : 무선전력 전송모듈 210 : 무선전력 전송용 안테나
220 : 차폐시트

Claims (7)

  1. 일정길이를 갖는 도전성부재가 복수 회 권선된 평판형 코일로서,
    시계방향 또는 반시계방향을 따라 복수 회 권선되는 코일몸체;
    상기 코일몸체로부터 일정길이 연장되는 제1리드부;
    상기 코일몸체로부터 상기 제1리드부와 다른 위치에서 일정길이 연장되는 제2리드부; 및
    상기 코일몸체가 풀리는 것을 방지할 수 있도록 상기 코일몸체의 외측에서 상기 제1리드부 및 제2리드부를 통해 형성되는 풀림방지부;를 포함하는 평판형 코일.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 풀림방지부는 상기 제1리드부 및 제2리드부의 전체길이 중 일부의 길이가 서로 교차하도록 적어도 1회 이상 꼬여져 형성되는 평판형 코일.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1리드부 및 제2리드부 중 어느 하나의 리드부는 상기 코일몸체를 가로지르도록 상기 코일몸체로부터 연장되고, 다른 하나의 리드부는 상기 코일몸체와 중첩되지 않도록 상기 코일몸체로부터 연장되는 평판형 코일.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 풀림방지부는 상기 제1리드부 및 제2리드부의 전체길이 중 일부길이에 대하여 형성되는 평판형 코일.
  5. 무선전력을 송출하거나 수신하는 무선전력 전송용 안테나; 및
    상기 무선전력 전송용 안테나의 일면에 배치되는 차폐시트;를 포함하고,
    상기 무선전력 전송용 안테나는 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 평판형 코일인 무선전력 전송모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 무선전력 전송모듈은 외부로부터 송출되는 무선전력을 수신하는 무선전력 수신모듈인 무선전력 전송모듈.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 무선전력 전송모듈은 휴대단말기에 내장되는 무선전력 수신모듈인 무선전력 전송모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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