WO2015111903A1 - 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치 - Google Patents

무선 충전 기판 및 무선 충전 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2015111903A1
WO2015111903A1 PCT/KR2015/000596 KR2015000596W WO2015111903A1 WO 2015111903 A1 WO2015111903 A1 WO 2015111903A1 KR 2015000596 W KR2015000596 W KR 2015000596W WO 2015111903 A1 WO2015111903 A1 WO 2015111903A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wireless charging
shielding layer
substrate
pattern
coil pattern
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/000596
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
송지연
배석
현순영
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to US15/113,385 priority Critical patent/US10476316B2/en
Priority to CN201580011405.8A priority patent/CN106063386A/zh
Publication of WO2015111903A1 publication Critical patent/WO2015111903A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288—Shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/08—Magnetic details
    • H05K2201/083—Magnetic materials
    • H05K2201/086—Magnetic materials for inductive purposes, e.g. printed inductor with ferrite core

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a wireless charging substrate and a wireless charging device.
  • WPC Wireless Power Conversion
  • WPC's transmission standard uses a method to detect whether the receiver is located in the transmitter by sending a certain signal periodically from the transmitter to the receiver, and WPC can charge the battery through magnetic coupling without additional electrical contact. Applicable to battery charging.
  • the PMA Power Matters Alliance
  • transmission standard is equipped with a Hall sensor (Hall Sensor) in the transmission unit for transmitting power to sense the moment when the receiver is located in the transmission unit is characterized by low standby power consumption.
  • a magnetic field is formed by AC power energy generated in the primary coil, current is induced through the coil of the antenna, and voltage is generated by the inductance of the antenna. The voltage thus generated is used as power for data transmission or for charging the battery.
  • This voltage difference is most affected by the thickness of the shield of the receiver, and the thickness of the shield must be thick to form a voltage difference above a certain voltage. There was a problem that was difficult to embed in.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and through the configuration including the magnetic pattern in the space of the center of the coil pattern, to configure the thickness of the shielding layer thinner, but to further improve the wireless charging efficiency.
  • Wireless charging substrate for solving the above problems is a shielding layer; A coil pattern disposed on one surface of the shielding layer; And a magnetic pattern disposed in a space of a central portion of the coil pattern.
  • the magnetic pattern may be disposed on the same plane as the coil pattern.
  • the thickness of the magnetic pattern may be less than or equal to the thickness of the coil pattern.
  • the magnetic pattern may be an area of 2% to 40% or less compared to the area of one surface of the shielding layer.
  • the magnetic pattern may be composed of a specific permeability of 10 to 100,000.
  • the magnetic pattern may be composed of a magnetic flux density of 0.4 Tesla (T) to 2.5 Tesla (T).
  • the magnetic pattern may be an iron (Fe) -based non-oriented electrical steel sheet, an iron (Fe) -based oriented electrical steel sheet or a stainless steel sheet.
  • the shielding layer may be configured to a thickness of 1 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the shielding layer may be configured with a specific permeability of 10 to 1000.
  • the shielding layer may include an iron (Fe) -based magnetic material Can be.
  • the adhesive layer for attaching the coil pattern on the shielding layer may further include a.
  • Wireless charging device is a shielding layer, a coil pattern disposed on one surface of the shielding layer and a wireless charging substrate disposed on the same plane as the coil pattern; And a charge induction substrate disposed on one surface of the second shielding layer and the second shielding layer and including a second coil pattern for inducing alternating current to the coil pattern.
  • the charge inducing substrate may be disposed to face the wireless charging substrate.
  • the charge induction substrate may further include a Hall sensor for measuring a change in the voltage at the center of the second coil pattern.
  • the present invention through the configuration including the magnetic pattern in the space of the center of the coil pattern, it is possible to further improve the wireless charging efficiency while configuring a thinner thickness of the shielding layer, the thickness of the shielding layer of the wireless charging device Since it is not increased, the requirement for embedding the wireless charging substrate or the wireless charging device in the portable terminal can be satisfied.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a top view of a wireless charging substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining the improvement of the charging efficiency of the wireless charging substrate and the wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a wireless charging device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a top view of a wireless charging substrate according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless charging apparatus includes a charge induction substrate 200 and a wireless charge substrate 100.
  • Each of the charging induction board 200 and the wireless charging board 100 includes coil patterns 110 and 210, and when power is supplied to the coil pattern 210 of the charging induction board 200, an AC current flows to the electromagnetic induction. AC current is also induced to the coil pattern 110 of the wireless charging substrate 100 that is physically spaced apart.
  • the battery (not shown) may be charged using the induced alternating current.
  • the charging induction board 200 may be composed of a transmission pad (pad), the wireless charging board 100 is a part of the mobile terminal, home / personal electronic products, transportation means, etc. to which the wireless power transmission and reception technology is applied.
  • the mobile terminal, home / personal electronics, transportation means, etc. to which the wireless power transmission and reception technology is applied may include only the wireless charging substrate 100, or alternatively, the charging induction substrate 200 and the wireless charging substrate 100 may be used.
  • the magnetic pattern 115 is included in the wireless charging substrate 100 side, and as the magnetic pattern 115 is included in the hall sensor 230 of the charging induction substrate 200.
  • the detected voltage difference may be greater than or equal to the reference voltage. In this case, the voltage difference detected by the hall sensor 230 refers to a difference between voltages when the wireless charging substrate 100 is positioned on the charging induction substrate 200 and when it is not positioned.
  • the Hall sensor 230 may be included in the charge induction substrate 200, and the distance w from the center of the shielding layer 220 of the charge induction substrate 200 may be 1.5 mm apart. As such, the Hall sensor 230 may be disposed close to the center of the second shielding layer 220 to accurately measure the change in voltage at the center of the charge induction substrate 200.
  • the charge induction substrate 200 may include a second shielding layer 220 and a second coil pattern 210 in the housing 250.
  • the wireless charging substrate 100 is accommodated in the housing 140, the wireless charging substrate includes a coil pattern 110 and a shielding layer 130, the coil pattern 110 by the adhesive layer 120 It may be attached to the shielding layer 130.
  • the magnetic pattern 115 is disposed on the wireless charging substrate 110 configured as described above.
  • a coil pattern 110 is disposed on one surface of the shielding layer 130, and the magnetic pattern 115 is coplanar with the coil pattern 110. It is disposed in the space of the center of the pattern 110.
  • the magnetic pattern 115 may have an area of 2% to 40% or less compared to an area of one surface of the shielding layer 130.
  • the magnetic pattern 115 is configured to have an area of 2% or less of an area of one surface of the shielding layer 130, a problem may occur in that a voltage difference detected by the hall sensor 230 is detected to be 120 mV or less, which is a reference voltage difference. .
  • the magnetic pattern 115 exceeds 40% of the area of one surface of the shielding layer 130, since the magnetic pattern 115 is configured to be too wide, the increase in voltage difference is insignificant compared to the increase in material cost, which is inefficient.
  • the thickness of the magnetic pattern 115 may be configured to be less than or equal to the thickness of the coil pattern 110, which is the magnetic pattern when the magnetic pattern 115 exceeds the thickness of the coil pattern 110. This is because the coil pattern 110 may be spaced apart from the housing 140 by the 115 so that a problem of inferior stability may occur.
  • the magnetic pattern 115 has a specific permeability of 10 to 100000, the specific permeability of the magnetic pattern 115 may be configured to be larger than 10 to 1000, the specific permeability of the shielding layer 130, and also the magnetic pattern 115 may be configured to have a magnetic flux density of 0.4 Tesla (T) to 2.5 Tesla (T).
  • the voltage difference can be further increased.
  • the magnetic pattern 115 may be a material having a high saturation magnetization value.
  • the magnetic pattern 115 may be formed using an electrical steel sheet or a stainless steel sheet.
  • the magnetic pattern 115 may be formed of an iron (Fe) non-oriented electrical steel sheet or an iron (Fe) oriented electrical steel sheet, and the electrical steel sheet is a crystal array in a direction in which magnetization of iron is likely to occur.
  • the soft magnetic material is adjusted and silicon (Si) is added to suppress the reduction of iron loss.
  • a stainless steel sheet which is a material having a high saturation magnetization value, may be used.
  • the shielding layer 130 of the wireless charging substrate 100 may include an iron (Fe) -based magnetic material and have a thickness of 1 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the thickness of the wireless charging substrate 100 may be configured to be 1 ⁇ m to 600 ⁇ m so that the wireless charging substrate may be more easily embedded in the portable terminal.
  • FIG 3 is a view for explaining the improvement of the charging efficiency of the wireless charging substrate and the wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis represents the width of the magnetic pattern
  • the vertical axis represents the voltage difference
  • the voltage difference refers to a difference between voltage values detected by the hall sensor and a difference between a voltage when the receiver is located on the transmitter and when the receiver is not located. That is, the larger the voltage difference, the higher the charging efficiency.
  • the voltage difference detected by the Hall sensor of the related art 310 is less than 70 mV when there is no magnetic pattern.
  • the voltage difference detected by the Hall sensor of the present invention gradually increases with the magnitude of the width of the magnetic pattern.
  • the width of the magnetic pattern increases, the area of the magnetic pattern occupied on the shielding layer increases to increase the voltage difference.
  • the width of the magnetic pattern is 0.9 mm or more, the voltage detected by the hall sensor 230 is increased. It can be seen that the difference is more than the reference voltage 120mV.
  • the width of the magnetic pattern is 0.9 mm or the area occupied by the magnetic pattern on the shielding layer is 2%, a voltage difference of 120 mV may occur, and the width of the magnetic pattern is 1.5 mm. Or when the magnetic pattern occupies 8% or more on the shielding layer, a voltage difference of 200 mV may occur.
  • the present invention through the configuration including the magnetic pattern in the space of the center of the coil pattern, it is possible to further improve the wireless charging efficiency while configuring the thickness of the shielding layer thinner, and further, according to the present invention Since the thickness of the shielding layer of the wireless charging device is not increased, the requirement for embedding the wireless charging substrate or the wireless charging device in the portable terminal can be satisfied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치에 관한 것으로， 본 발명에 따른 무선 충전 기판은 차폐층; 상기 차폐층의 일면에 배치되는 코일 패턴; 및 상기 코일 패턴의 중심부의 공간에 배치되는 자성 패턴;을 포함하며， 무선 충전 장치는 상기 무선 충전 기판과 제 2차폐층 및 상기 제 2차폐층의 일면에 배치되어 상기 코일 패턴에 교류 전류를 유도하는 제 2코일 패턴;을 포함한다.

Description

무선 충전 기판 및 무선 충전 장치
본 발명의 실시예는 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치에 관한 것이다.
WPC(Wireless Power Conversion)는 무선 충전 기술로서 근거리에서 전기적 접촉 없이 자기 결합을 이용하여 배터리를 충전하는 비접촉식 충전 기술이다.
WPC의 송신 규격은 송신부에서 수신부로 일정한 신호를 주기적으로 보내어 수신부가 송신부에 위치하여 있는지를 감지하는 방식을 사용하며, WPC는 별도의 전기적 접촉 없이 자기 결합을 통해 배터리를 충전할 수 있어 다양한 분야의 배터리 충전에 적용이 가능하다.
한편, PMA(Power Matters Alliance) 방식의 송신 규격은 전력을 송신하는 송신부에 홀 센서(Hall Sensor)를 장착하여 수신부가 송신부에 위치하는 순간 감지하므로 대기 전력의 소모가 적은 특징이 있다.
이와 같은 WPC 방식 또는 PMA 방식에서는 1차 코일에서 발생한 교류 전력 에너지에 의해 자기장이 형성되어 안테나의 코일을 관통하여 전류가 유기되고, 안테나의 인덕턴스에 의해 전압이 발생한다. 이와 같이 발생한 전압은 데이터 전송을 위한 전력으로 사용되거나 배터리의 충전에 사용된다.
그러나, PMA 방식에서는 송신부의 홀 센서에서 수신부를 감지하려면, 송신부에 수신부가 위치해 있을 때와 위치하지 않을 때 일정 가우스(gauss) 이상의 차이 또는 일정 전압 이상의 전압 차이가 발생하여야 한다.
이와 같은 전압차는 수신부의 차폐제의 두께에 가장 큰 영향을 받으며, 전압차를 일정 전압 이상 형성하기 위해서는 차폐제의 두께를 두껍게 구성해야 하므로 재료 비용이 상승할 뿐만 아니라, 차폐제의 두께로 인하여 수신부를 휴대 단말에 내장하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 코일 패턴의 중심부의 공간에 자성 패턴을 포함하는 구성을 통해, 차폐층의 두께를 보다 얇게 구성하면서도 무선 충전 효율을 보다 향상시키고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 무선 충전 기판은 차폐층; 상기 차폐층의 일면에 배치되는 코일 패턴; 및 상기 코일 패턴의 중심부의 공간에 배치되는 자성 패턴;을 포함한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 자성 패턴은 상기 코일 패턴과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 자성 패턴의 두께는 상기 코일 패턴의 두께 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 자성 패턴은 상기 차폐층의 일면의 면적에 비교하여 2% 내지 40% 이하의 면적일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 자성 패턴은 10 내지 100000의 비투자율로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 자성 패턴은 0.4 테슬라(T) 내지 2.5 테슬라(T)의 자속 밀도로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 자성 패턴은 철(Fe)계 무방향성 전기 강판, 철(Fe)계 방향성 전기 강판 또는 스테인리스 강판일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 차폐층은 1 ㎛ 내지 600 ㎛의 두께로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 차폐층은 10 내지 1000의 비투자율로 구성될 수 있다.본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 차폐층은 철(Fe)계 자성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 코일 패턴을 상기 차폐층 상에 부착하는 접착층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치는 차폐층, 상기 차폐층의 일면에 배치되는 코일 패턴 및 상기 코일 패턴과 동일 평면 상에 배치되는 무선 충전 기판; 및 제2 차폐층 및 상기 제2 차폐층의 일면에 배치되어 상기 코일 패턴에 교류 전류를 유도하는 제2 코일 패턴을 포함하는 충전 유도 기판;을 포함한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 충전 유도 기판은 상기 무선 충전 기판에 대향하여 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 충전 유도 기판은 상기 제2 코일 패턴의 중심부에서의 전압의 변화를 측정하는 홀 센서;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 코일 패턴의 중심부의 공간에 자성 패턴을 포함하는 구성을 통해, 차폐층의 두께를 보다 얇게 구성하면서도 무선 충전 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 무선 충전 장치의 차폐층의 두께를 증가시키지 않으므로, 무선 충전 기판 또는 무선 충전 장치를 휴대 단말에 내장시키기 위한 요건을 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 기판의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 기판과 무선 충전 장치의 충전 효율의 향상을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 기판의 상면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치 및 무선 충전 기판을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치는 충전 유도 기판(200) 및 무선 충전 기판(100)을 포함한다.
충전 유도 기판(200) 및 무선 충전 기판(100)은 각각 코일 패턴(110, 210)을 포함하며, 충전 유도 기판(200)의 코일 패턴(210)에 전력이 공급되어 교류 전류가 흐르면 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 무선 충전 기판(100)의 코일 패턴(110)에도 교류 전류가 유도된다.
무선 충전 기판(100) 측에서는 상기 유도된 교류 전류를 이용하여 배터리(미도시)에 충전이 이루어질 수 있다.
한편, 상기 충전 유도 기판(200)은 송신 패드(pad)로 구성될 수 있으며, 무선 충전 기판(100)은 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등의 일부 구성으로 구성될 수 있으며, 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등은 무선 충전 기판(100)만을 포함하거나, 또 달리 충전 유도 기판(200)과 무선 충전 기판(100)를 모두 포함하도록 구성될 수 있다.자성 패턴(115)은 무선 충전 기판(100) 측에 포함되며, 상기 자성 패턴(115)이 포함됨에 따라서 충전 유도 기판(200)의 홀 센서(230)에서 감지되는 전압차가 기준 전압 이상이 되도록 할 수 있다. 이때, 상기 홀 센서(230)에서 감지되는 전압차는 무선 충전 기판(100)가 충전 유도 기판(200) 상에 위치할 때와 위치하지 않을 때의 전압의 차이를 말한다.
상기 홀 센서(230)는 충전 유도 기판(200) 측에 포함되며, 상기 충전 유도 기판(200)의 차폐층(220)의 중심부로부터의 간격(w)이 1.5mm 이격될 수 있다. 이와 같이 홀 센서(230)를 제2 차폐층(220)의 중심부와 가깝게 배치하여 충전 유도 기판(200)의 중심부에서의 전압의 변화를 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 충전 유도 기판(200)은 하우징(250) 내에 제2 차폐층(220) 및 제2 코일 패턴(210)을 포함할 수 있다.
또한, 무선 충전 기판(100)은 하우징(140) 내에 수납되며, 상기 무선 충전 기판은 코일 패턴(110) 및 차폐층(130)을 포함하고, 상기 코일 패턴(110)은 접착층(120)에 의해 상기 차폐층(130)에 부착될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 무선 충전 기판(110)에는 자성 패턴(115)이 배치된다.
보다 상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 차폐층(130)의 일면에는 코일 패턴(110)이 배치되고, 상기 자성 패턴(115)은 상기 코일 패턴(110)과 동일 평면 상에서, 상기 코일 패턴(110)의 중심부의 공간에 배치된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 자성 패턴(115)은 상기 차폐층(130)의 일면의 면적에 비교하여 2% 내지 40% 이하의 면적으로 구성될 수 있다. 상기 자성 패턴(115)이 차폐층(130)의 일면의 면적의 2% 이하의 면적으로 구성되는 경우에는 홀 센서(230)에서 감지되는 전압차가 기준 전압차인 120mV 이하로 감지되는 문제점이 발생할 수 있다.
이때, 상기 자성 패턴(115)이 차폐층(130)의 일면의 면적의 40%를 초과하는 경우에는 자성 패턴(115)이 지나치게 넓게 구성되므로 재료비 상승에 비하여 전압차의 상승이 미미하므로 비효율적이다.
또한, 상기 자성 패턴(115)의 두께는 상기 코일 패턴(110)의 두께 이하로 구성될 수 있으며, 이는 상기 자성 패턴(115)이 상기 코일 패턴(110)의 두께를 초과하는 경우에는 상기 자성 패턴(115)에 의해 상기 코일 패턴(110)이 하우징(140)으로부터 이격되어 안정성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 자성 패턴(115)은 10 내지 100000의 비투자율을 가지며, 상기 자성 패턴(115)의 비투자율은 차폐층(130)의 비투자율인 10 내지 1000 보다 크게 구성될 수 있으며, 또한 자성 패턴(115)은 0.4 테슬라(T) 내지 2.5 테슬라(T)의 자속 밀도를 갖도록 구성될 수 있다.
이와 같이 자성 패턴(115)의 비투자율을 차폐층(130)의 비투자율 보다 높게 구성하고 0.4 테슬라(T) 내지 2.5 테슬라(T)의 자속 밀도를 갖도록 함으로써 전압차를 보다 상승 시킬 수 있다.
또한, 상기 자성 패턴(115)은 포화 자화값이 높은 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 패턴(115)은 전기 강판 또는 스테인리스 강판을 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 자성 패턴(115)은 철(Fe)계 무방향성 전기 강판 또는 철(Fe)계 방향성 전기 강판으로 형성될 수 있으며, 상기 전기 강판이라 함은 철의 자화가 일어나기 쉬운 방향으로 결정배열을 조정하고 규소(Si)를 첨가해 철손의 감소를 억제한 연자성 재료를 말하며, 상기 자성 패턴(115)으로는 포화 자화값이 높은 재료인 스테인리스 강판을 사용할 수 있다.
한편, 상기 무선 충전 기판(100)의 차폐층(130)은 철(Fe)계 자성 물질을 포함하고, 1 ㎛ 내지 600 ㎛의 두께로 구성될 수 있다.
상기와 같이 무선 충전 기판(100)의 두께는 1 ㎛ 내지 600 ㎛로 구성함으로써 무선 충전 기판을 보다 용이하게 휴대 단말에 내장되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 기판과 무선 충전 장치의 충전 효율의 향상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 기판과 무선 충전 장치의 충전 효율을 설명하기로 한다.
도 3의 그래프는 가로축이 자성 패턴의 폭(length)을 나타내며, 세로축이 전압차를 나타낸다.
이때, 상기 전압차라 함은 상기 홀 센서에서 감지되는 전압 값의 차이로서, 수신부가 송신부 상에 위치할 때와 위치하지 않을 때의 전압의 차이를 말한다. 즉, 상기 전압차가 클수록 충전 효율이 높음을 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이 종래 기술(310)의 홀 센서가 감지하는 전압차는 자성 패턴이 없는 경우 70 mV 미만으로 나타난다.
그러나, 본 발명(320)의 홀 센서가 감지하는 전압차는 자성 패턴의 폭의 크기에 따라 점차로 증가함을 알 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 자성 패턴의 폭이 증가함에 따라 차폐층 상에서 차지하는 자성 패턴의 면적이 증가하여 전압차가 상승하며, 자성 패턴의 폭이 0.9 mm 이상으로 구성되면 홀 센서(230)에서 감지되는 전압차가 기준 전압인 120mV 이상이 됨을 알 수 있다.
예를 들어, 자성 패턴의 폭이 0.9 mm인 경우이거나 또는 자성 패턴이 차폐층 상에서 차지하는 면적이 2%인 경우에는 120mV의 전압차이가 발생하도록 구성될 수 있으며, 자성 패턴의 폭이 1.5 mm인 경우이거나 또는 자성 패턴이 차폐층 상에서 차지하는 면적이 8% 이상인 경우에는 200mV의 전압차이가 발생하도록 구성될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 코일 패턴의 중심부의 공간에 자성 패턴을 포함하는 구성을 통해, 차폐층의 두께를 보다 얇게 구성하면서도 무선 충전 효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 나아가 본 발명에 따르면 무선 충전 장치의 차폐층의 두께를 증가시키지 않으므로, 무선 충전 기판 또는 무선 충전 장치를 휴대 단말에 내장시키기 위한 요건을 만족시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 차폐층;
    상기 차폐층의 일면에 배치되는 코일 패턴; 및
    상기 코일 패턴의 중심부의 공간에 배치되는 자성 패턴;
    을 포함하는 무선 충전 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 패턴은,
    상기 코일 패턴과 동일 평면 상에 배치되는 무선 충전 기판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 패턴의 두께는,
    상기 코일 패턴의 두께 이하인 무선 충전 기판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 패턴은,
    상기 차폐층의 일면의 면적에 비교하여 2% 내지 40% 이하의 면적인 무선 충전 기판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 패턴은,
    10 내지 100000의 비투자율인 무선 충전 기판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 패턴은,
    0.4 테슬라(T) 내지 2.5 테슬라(T)의 자속 밀도인 무선 충전 기판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 패턴은,
    철(Fe)계 무방향성 전기 강판, 철(Fe)계 방향성 전기 강판 또는 스테인리스 강판인 무선 충전 기판.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐층은,
    1 ㎛ 내지 600 ㎛의 두께인 무선 충전 기판.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐층은,
    10 내지 1000의 비투자율인 무선 충전 기판.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐층은,
    철(Fe)계 자성 물질을 포함하는 무선 충전 기판.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 코일 패턴을 상기 차폐층 상에 부착하는 접착층;
    을 더 포함하는 무선 충전 기판.
  12. 차폐층, 상기 차폐층의 일면에 배치되는 코일 패턴 및 상기 코일 패턴과 동일 평면 상에 배치되는 무선 충전 기판; 및
    제2 차폐층 및 상기 제2 차폐층의 일면에 배치되어 상기 코일 패턴에 교류 전류를 유도하는 제2 코일 패턴을 포함하는 충전 유도 기판;
    를 포함하는 무선 충전 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 충전 유도 기판은,
    상기 무선 충전 기판에 대향하여 배치되는 무선 충전 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 충전 유도 기판은,
    상기 제2 코일 패턴의 중심부에서의 전압차의 변화를 측정하는 홀 센서;
    를 더 포함하는 무선 충전 장치.
PCT/KR2015/000596 2014-01-22 2015-01-21 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치 WO2015111903A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/113,385 US10476316B2 (en) 2014-01-22 2015-01-21 Wireless charging board and wireless charging device
CN201580011405.8A CN106063386A (zh) 2014-01-22 2015-01-21 无线充电板和无线充电装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140007909A KR102190820B1 (ko) 2014-01-22 2014-01-22 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치
KR10-2014-0007909 2014-01-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015111903A1 true WO2015111903A1 (ko) 2015-07-30

Family

ID=53681655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/000596 WO2015111903A1 (ko) 2014-01-22 2015-01-21 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10476316B2 (ko)
KR (1) KR102190820B1 (ko)
CN (1) CN106063386A (ko)
WO (1) WO2015111903A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765692B1 (ko) * 2014-11-07 2017-08-07 주식회사 아모센스 무선충전기용 송신장치
CN110829621A (zh) * 2018-08-09 2020-02-21 法雷奥舒适驾驶助手公司 无线充电装置和用于控制无线充电装置的方法
CN213183009U (zh) 2020-08-17 2021-05-11 开利公司 可多方式充电的烟雾探测器以及包括其的消防系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110133813A (ko) * 2010-06-07 2011-12-14 주식회사 한림포스텍 무선 충전용 전력 수신기 및 그를 구비하는 휴대용 전자기기
KR20120100217A (ko) * 2011-03-03 2012-09-12 (주)엠에이피테크 단말기의 무선 충전장치
KR101209979B1 (ko) * 2011-10-24 2012-12-07 엘지이노텍 주식회사 차폐장치 및 무선전력 송신장치
KR20130010797A (ko) * 2011-07-19 2013-01-29 엘지전자 주식회사 무선 충전 가능한 전자 기기
KR20130019520A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5118394B2 (ja) * 2007-06-20 2013-01-16 パナソニック株式会社 非接触電力伝送機器
KR101079679B1 (ko) 2009-06-03 2011-11-04 동양미래대학 산학협력단 비접촉 전원 충전장치
JP5721001B2 (ja) * 2011-04-07 2015-05-20 日立金属株式会社 コイル部品並びにそれを用いた給電装置及び充電装置
KR101315016B1 (ko) * 2011-06-24 2013-10-04 김종근 차량용 리프트의 유압실린더 동조장치
WO2013015540A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless power transmitter and wireless power receiver
CN103151847A (zh) 2011-12-06 2013-06-12 苏州凯行电子科技有限公司 一种超薄电磁能量耦合转换器及其制作与应用方法
KR101399023B1 (ko) * 2011-12-21 2014-05-27 주식회사 아모센스 무선 충전기용 자기장 차폐시트 및 그의 제조방법과 이를 이용한 무선충전기용 수신장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110133813A (ko) * 2010-06-07 2011-12-14 주식회사 한림포스텍 무선 충전용 전력 수신기 및 그를 구비하는 휴대용 전자기기
KR20120100217A (ko) * 2011-03-03 2012-09-12 (주)엠에이피테크 단말기의 무선 충전장치
KR20130010797A (ko) * 2011-07-19 2013-01-29 엘지전자 주식회사 무선 충전 가능한 전자 기기
KR20130019520A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치
KR101209979B1 (ko) * 2011-10-24 2012-12-07 엘지이노텍 주식회사 차폐장치 및 무선전력 송신장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20170012458A1 (en) 2017-01-12
CN106063386A (zh) 2016-10-26
US10476316B2 (en) 2019-11-12
KR102190820B1 (ko) 2020-12-14
KR20150087686A (ko) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016190649A1 (ko) 무선전력 수신모듈
WO2017135687A1 (ko) 무선전력 전송모듈용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈
WO2016072779A1 (ko) 무선충전기용 송신장치
WO2016186443A1 (ko) 콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈
WO2017069581A1 (ko) 차량용 안테나 모듈
WO2017023080A1 (ko) 차량용 무선전력 송신모듈
US12040643B2 (en) Magnetically attachable charging devices
WO2016159551A1 (ko) 무선 충전용 방열유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈
WO2017078481A1 (ko) 콤보형 안테나 모듈
WO2018147649A1 (ko) 자성시트 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치
WO2018048281A1 (ko) 자성시트 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치
WO2019151746A1 (ko) 차폐층을 포함하는 안테나 모듈 및 무선 전력 수신 장치
CN106208403A (zh) 无线充电传输器与其方法
WO2016186444A1 (ko) 무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈
WO2013009071A2 (en) Input device
WO2017142350A1 (ko) 휴대단말기용 백커버 및 이를 포함하는 백커버 일체형 안테나모듈
WO2015115789A1 (ko) 무선 충전 기판 및 장치
WO2019172595A1 (ko) 무선전력 송신장치
WO2015111903A1 (ko) 무선 충전 기판 및 무선 충전 장치
WO2017074104A1 (ko) 무선전력 전송용 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈
WO2019151693A1 (ko) 안테나 성능을 개선시키는 무선 충전 수신기
WO2018004262A1 (ko) Emi 차폐용 복합시트 및 이를 포함하는 휴대 단말기
WO2016114629A1 (ko) 무선 전력 전송 장치
WO2016085269A1 (ko) 무선 충전 모듈 및 무선충전기용 자기장 차폐시트
WO2017200236A1 (ko) 안테나 모듈과 그 제조 방법 및 이를 구비한 휴대용 단말기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15740538

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15113385

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15740538

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1