WO2016072779A1 - 무선충전기용 송신장치 - Google Patents

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WO2016072779A1
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coil
attachment surface
sheet
flat
protrusion
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PCT/KR2015/011886
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장길재
이동훈
장민식
김기철
박종호
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주식회사 아모센스
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    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0075—Magnetic shielding materials

Definitions

  • the present invention relates to a transmitter for a wireless charger, and more particularly to a transmitter for a wireless charger that can prevent the efficiency decrease according to the arrangement position of the flat coil.
  • the close-type charging method is a method in which charging is performed by directly contacting an electrode of a power receiving device and an electrode of a power feeding device.
  • Such a close-type charging method is generally used in a wide range of applications because the device structure is simple, there has been a hassle such as connecting a connector due to charging the battery as a power source using a wired charger.
  • the non-sealing charger realizes miniaturization by winding a coil around the ferrite core as a magnetic core.
  • a plurality of flat coils are disposed, and some are arranged to overlap each other, and then a method of fixing to the shielding sheet through an adhesive is used.
  • the plurality of flat coils 2 and 3 are connected so that a part of another flat coil 2 is placed on the upper side of the flat coil 3 so that some of the flat coils 2 and 3 overlap each other.
  • the plurality of flat coils 2 and 3 connected in a state where parts are overlapped with each other are directly in contact with the shielding sheet 4 due to the thickness of the flat coil itself. I can't support it.
  • a part of the plate-shaped coil mounted on the upper side is mechanically bent to make a stepped structure, so that the remaining parts except the overlapping part are in close contact with the shielding sheet.
  • the present invention is to solve the problems as described above, even if a plurality of flat coil is disposed on one surface of the shielding sheet so that some overlap each other to provide a wireless charger transmitter for preventing the efficiency decrease by the height difference. Its purpose is.
  • the present invention includes a plurality of planar coils for transmitting a wireless power signal for wireless charging, at least a portion of which is arranged to overlap each other;
  • a shielding sheet for shielding a magnetic field generated in the flat coil having an attachment surface on which part or all of the flat coil is fixed through an adhesive layer;
  • height deviation compensating means provided on the attachment surface to compensate individual height deviations between the respective flat coils and the attachment surface.
  • the height deviation compensation means may be a first protrusion sheet protruding a predetermined height on the attachment surface.
  • the plurality of flat coils may be stacked on the first coil so that one surface of the first coil is in direct contact with the attachment surface, and the first coil and a portion overlap each other, and the remainder is spaced a predetermined height from the attachment surface.
  • a portion including a second coil and not overlapping with the first coil of the second coil may be in direct contact with the first protruding sheet.
  • the first protrusion sheet may be formed of a shielding sheet including a magnetic material to shield the magnetic field generated from the flat coil.
  • the first coil is provided such that the central portion has an empty space, and the attachment surface is provided with a second protrusion sheet protruding a predetermined height in a region corresponding to the empty space, so that the side portion of the first coil has the second protrusion. It may be in direct contact with the sheet.
  • the second protrusion sheet may be formed of a shielding sheet including a magnetic material to shield the magnetic field generated from the flat coil.
  • the height deviation compensation means may be a recessed groove recessed to a certain depth from the attachment surface.
  • the plurality of flat coils may include a first coil in which one surface is in direct contact with the bottom surface of the seating groove, and the first coil and a part of the first coil overlap each other, and the other part is in direct contact with the attachment surface. It may include a second coil to be stacked.
  • the first coil is provided so that the central portion has an empty space
  • the bottom surface of the seating groove is provided with a protrusion protruding a certain height in the area corresponding to the empty space is the side of the first coil directly with the protrusion It may be in close contact.
  • the seating groove may include a plurality of seating grooves having different depths, and the plurality of flat coils may be disposed such that one surface thereof is in contact with bottom surfaces of different seating grooves among the plurality of seating grooves, respectively.
  • the present invention comprises a shielding sheet having an attachment surface for shielding the magnetic field generated by the wireless power signal; A first coil generating a wireless power signal and having one surface closely attached to the attachment surface; A second coil which generates a wireless power signal and is stacked on the first coil so that the first coil and a part overlap each other and the remaining part is spaced a certain height from the attachment surface; And a protruding sheet protruding a predetermined height from the attachment surface to compensate for a height difference between the portion of the second coil that does not overlap the first coil and the attachment surface.
  • the transmitter for a wireless charger eliminates the influence of the height difference through the height deviation compensation means even when a plurality of the flat coils are connected so as to overlap each other. Can have.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional wireless charger transmission device
  • Figure 2 is an overall schematic view showing a transmitter for a wireless charger according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing a transmitter for a wireless charger according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the combination of FIG.
  • FIG. 5 is a modification of FIG. 3,
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a transmitter for a wireless charger according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a transmitter for a wireless charger according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of FIG. 8, and
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a case where the shielding sheet applied to the transmitter for a wireless charger according to the present invention is separated into a plurality of fine pieces.
  • the transmitter 100, 100 ′, 200, 200 ′ for a wireless charger includes a flat coil 110, 120, a shielding sheet 130, 230, 330, and a height deviation compensating means. .
  • the flat coils 110 and 120 transmit wireless power signals to portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, PMPs, tablets, multimedia devices, and the like to transfer power required by the portable electronic devices. Play the role of).
  • the portable electronic device receives the wireless power signal transmitted from the flat coils 110 and 120 to receive power through an inductive coupling method based on the electromagnetic induction phenomenon.
  • a separate coil (receive coil (Rx coil)) corresponding to the flat coils 110 and 120 is provided on the portable electronic device side, and the other coil is changed by changing a magnetic field in one coil due to an electromagnetic induction phenomenon. The current is induced to the side to receive power.
  • the flat coils 110 and 120 may be provided in a circular, elliptical or square flat plate shape that is wound in a clockwise or counterclockwise direction, and the central coils 110 and 120 may be wound to have empty spaces 114 and 124.
  • the flat coils 110 and 120 may be circular, elliptical, or square in the empty spaces 114 and 124.
  • connection parts 112a, 112b, 122a, and 122b for electrical connection with other components, for example, a circuit board, are drawn out at both end sides of the flat coils 110 and 120, respectively.
  • the plurality of flat coils (110, 120) are arranged to be adjacent to each other on one surface of the shielding sheet (130,230,330) and any one of the two flat coils (110,120) disposed adjacent to each other is placed on the upper side of the other Are arranged to overlap each other.
  • first coil 110 a flat coil disposed at a lower part
  • second coil a flat coil disposed at a relatively upper part
  • the coil 120 will be named.
  • first coil 110 is disposed on the left side
  • the second coil 120 is disposed on the right side
  • a part of the second coil 120 is placed on the upper side of the first coil 110 and overlapped.
  • the overlapping portions will be described as being fixed to each other through the adhesive.
  • the present invention is not limited to such a coupling and arrangement relationship, and the up and down arrangement relations between the first coil 110 and the second coil 120 and the number of flat coils provided as a whole may be variously changed. Let's find out.
  • the shielding sheet 130, 230, 330 is made of a plate-like member having a predetermined area, and shields the magnetic field generated by the radio frequency signal in the first coil 110 and the second coil 120 to focus in the direction of the required Play a role.
  • the shielding sheet 130, 230, 330 may be provided as a ribbon sheet of an amorphous alloy or nanocrystalline alloy, it may be made of a variety of materials such as ferrite sheet, polymer sheet, permalloy.
  • the shielding sheet (130,230,330) may be composed of a plurality of sheets are stacked, when a plurality of sheets are stacked is a plurality of magnetic sheets made of the same material may be laminated or a plurality of magnetic materials made of different materials Sheets may be laminated.
  • the shielding sheet 130, 230, 330 is flake-treated to increase the overall resistance to reduce the loss caused by eddy current to increase the power transmission efficiency or improve the flexibility of the sheet itself to prevent changes in the characteristic value due to cracks or cracks It may be separated into two fine pieces.
  • the plurality of fine pieces may be formed at an irregular shape, and some or all of the neighboring fine pieces may be electrically insulated from each other.
  • the shielding sheets 130, 230, and 330 may be provided in the form of a plurality of ribbon sheets 131a of an amorphous alloy or a nano-crystalline alloy stacked on the adhesive layer 131b.
  • the ribbon sheet 131a of the amorphous alloy or the nanocrystalline alloy may be flake-processed and separated into a plurality of fine pieces.
  • the adhesive layer 131b disposed between the ribbon sheets may include a non-conductive component.
  • the adhesive layer 131b is at least partially penetrated toward each ribbon sheet laminated to each other to move between the fine pieces, thereby preventing the flow of the plurality of fine pieces constituting each ribbon sheet and insulating the fine pieces. do.
  • the micro-pieces are prevented from contacting each other, thereby maintaining a state in which they are separated from each other, thereby reducing power loss caused by eddy currents, thereby increasing power transmission efficiency.
  • the adhesive layer may be provided with an adhesive or may be provided with an adhesive applied to one or both sides of the film-shaped substrate.
  • a separate protective film 134 may be attached to at least one surface of the shielding sheet 130, 230, 330 through an adhesive layer 132 to protect the shielding sheet 130, 230, 33 from an external force.
  • the shielding sheet 130, 230, 330 will be understood that any magnetic material may be used so as to shield the magnetic field generated by the radio frequency signal from the first coil 110 and the second coil 120.
  • the first coil 110 and the second coil 120 are fixed to one surface (attachment surfaces 130a, 230a, 330a) of the shielding sheets 130 through the adhesive layer.
  • the adhesive layer may be a bond, PVC, rubber or double-sided tape having adhesive properties, and may include a component having conductivity.
  • the first coil 110 is fixed through the adhesive after the lower surface is in close contact with the attachment surface. Accordingly, the second coil 120 mounted on the upper side of the first coil 110 to overlap with the first coil 110 except for the portion overlapping with the first coil 110. Due to its thickness, it is in a state spaced apart from the attachment surface by a certain height.
  • the shielding sheet 130 by arranging a separate height deviation compensation means on the lower side of the second coil 120 spaced apart from a certain height by the second coil 120 There should be no empty space between the lower surface and the attachment surface of the
  • the first protrusion sheet 140 having a predetermined height as shown in FIGS. 3 and 4 is the attachment surface ( 130a) is provided to protrude from.
  • the first protrusion sheet 140 is provided to have an area equal to or larger than a lower area corresponding to a portion of the second coil 120 that does not overlap with the first coil 110 and the first coil. It is provided to have a thickness approximately equal to the height of the (110).
  • the second coil 120 which is placed on the upper side of the first coil 110 so that a part thereof overlaps, except for the portion overlapping with the first coil 110, the remaining portion of the second coil 120 is the first protrusion sheet 140.
  • the first protruding sheet 140 may use a magnetic shielding sheet including a magnetic material to shield the magnetic field generated by the radio frequency signal.
  • the second coil 120 is also in close contact with the magnetic shielding sheet as in the first coil 110.
  • the second coil 120 may be less than the first coil 110 in which the shielding sheet and the lower surface are completely in contact with each other.
  • the transmitter 100 and 100 ′ for the wireless charger according to the embodiment of the present invention can obtain almost the same performance in the first coil 110 and the second coil 120.
  • the attachment surface 130a of the shielding sheet 130 is provided with a second protruding sheet 150 protruding a predetermined height in an area corresponding to the empty space 114 formed in the central portion of the first coil 110.
  • the second protruding sheet 150 is provided to have a thickness substantially equal to the height of the first coil 110 and has a shape and an area substantially the same as that of the empty space 114 formed in the center of the first coil 110. It is provided to have.
  • the second protrusion sheet 150 is inserted into the empty space 114 in the process of fixing the first coil 110 to the attachment surface 130a. Accordingly, the second protrusion sheet 150 is inserted into the empty space 114 of the first coil 110 to prevent the first coil 110 from flowing, thereby correcting the correct position of the first coil 110. It plays a role of holding, so that the fixing work can be easily performed.
  • the second protruding sheet 150 may use a magnetic shielding sheet including a magnetic material to shield the magnetic field generated by the radio frequency signal.
  • the side of the first coil 110 disposed along the edge of the second protrusion sheet 150 is also interviewed with the second protrusion sheet 150 to more effectively suppress the influence of the magnetic field to increase overall performance. It becomes possible.
  • first protrusion sheet 140 and the second protrusion sheet 150 may be made of the same material as the shielding sheet 130 or may be made of different materials.
  • the first protrusion sheet 140 corresponds to the remaining portion of the empty space 124 formed at the center of the second coil 120 that does not overlap with the first coil 110.
  • a protrusion 142 having an area may be provided.
  • the protrusion 142 is made of a magnetic shielding sheet in the same manner as the first protruding sheet 140 and is provided to have a height substantially equal to that of the second coil 120, so that an inner side of the second coil 120 is provided. To be interviewed.
  • the second protruding sheet 150 and the protrusion 142 are illustrated and described as being provided in a plate shape having a predetermined area, but the present invention is not limited thereto. Note that it may be provided in the form.
  • the apparatus for transmitting a wireless charger 200 includes the first coil 110 and the second coil 120 of the shielding sheet 230. Another way to compensate for the height deviation of the attachment surface and the first coil 110 or the second coil 120 generated by the overlapping portion in the process of fixing to the attachment surface is shown.
  • the shielding sheet 230 is a recessed groove 232 formed to be recessed in a predetermined depth from the attachment surface 230a to have the same area as the lower area of the first coil 110. It may be provided.
  • the mounting groove 232 is recessed to a depth having the same size as the height of the first coil (110).
  • the lower surface of the first coil 110 is interviewed with the bottom surface of the seating groove 232, the lower surface of the second coil 120 is disposed to be interviewed on the attachment surface 230a and then adhesive It is fixed by the media.
  • the lower surfaces of the first coil 110 and the second coil 120 are always in close contact with the shielding sheet 230.
  • the inside of the mounting groove 232 may be provided with a protrusion 234 having the same area as the empty space 114 formed in the central portion of the first coil (110).
  • the protrusion 234 plays the same role as the second protrusion sheet 150 described above.
  • the transmitter 300 for a wireless charger shields the height of the first coil 110 and the second coil 120 with respect to the attachment surface 330a of the shield sheet 330.
  • the mounting grooves 332 and 334 which are recessed to a predetermined depth downward from the attachment surface 330a of the sheet 330, may be provided in plural numbers having different depths.
  • the seating grooves 332 and 334 may include a first seating groove 332 in which the bottom surface of the first coil 110 is accommodated, and the first coil 110 among the bottom surfaces of the second coil 120. It may be provided as a second seating groove 334 to accommodate the lower surface other than the portion overlapping part.
  • the first seating groove 332 is provided to have a relatively deeper depth than the second seating groove 334, the step height of the second seating groove 334 relative to the first seating groove 332 is It is provided to have a step of approximately the same height as the height of the first coil (110).
  • a first protrusion 336 corresponding to the empty space 114 formed in the first coil 110 is provided inside the first seating groove 332 and the second seating groove 334.
  • the second protrusion 338 corresponding to the remaining portion of the empty space 124 formed inside the second coil 120 except for the portion overlapping with the first coil 110 is provided.
  • the bottom surface of the first coil 110 is the bottom surface of the first seating groove 332 in a state in which the first protrusion 336 is inserted into the empty space 114 of the first coil 110.
  • the second coil 120 is partially inserted into the first coil 110 of the lower surface in a state where the second protrusion 338 is inserted into the empty space 124 of the second coil 120.
  • the lower surface except the overlapped portion is in close contact with the bottom surface of the second seating groove 334 is fixed through the adhesive.
  • first coil 110 and the second coil 120 are also the side of the first seating groove 332 and the side of the second seating groove 334. All of them are in close contact, and thus the shielding performance can be further increased.

Abstract

무선충전기용 송신장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치는 무선 충전을 위한 무선 전력 신호를 송신하고, 적어도 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 복수 개의 평판형 코일; 상기 평판형 코일의 일부 또는 전부가 접착층을 매개로 고정되는 부착면을 갖추고 상기 평판형 코일에서 발생되는 자기장을 차폐하는 차폐시트; 및 상기 부착면 상에 구비되어 각각의 평판형 코일과 상기 부착면과의 개별적인 높이편차를 보상하는 높이편차보상수단;을 포함한다.

Description

무선충전기용 송신장치
본 발명은 무선충전기용 송신장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판형 코일의 배치위치에 따른 효율저하를 방지할 수 있는 무선충전기용 송신장치에 관한 것이다.
휴대 단말기, 비디오 카메라 등의 전자 기기에 탑재된 2차 전지의 충전 방법에는 밀착형 충전 방식과 비밀착형 충전 방식이 있다. 밀착형 충전 방식은 수전 장치의 전극과 급전 장치의 전극을 직접 밀착시킴으로써 충전이 이루어지는 방식이다.
이러한 밀착형 충전 방식은 그 장치구조가 단순하므로 폭넓은 응용 분야에서 일반적으로 사용되고 있으나, 전원으로서의 배터리를 유선충전기를 사용하여 충전함에 따르는 커넥터 연결 등의 번거로움이 존재하였다.
이를 해결하기 위해 수전장치와 급전 장치의 양쪽에 서로 대응되는 코일을 설치함으로써 전자기 유도를 이용한 비밀착형 충전 방식이 제안되었다.
비밀착형 충전기는 페라이트 코어를 자심으로 하여 그 둘레에 코일을 권회함으로써 소형화를 실현하고 있다.
이때, 상기 급전 장치 중에는 평판형 코일이 복수 개로 이루어지고 일부가 서로 중첩되도록 배치된 후 접착제를 통하여 차폐시트에 고정되는 방식이 사용되고 있다.
즉, 복수 개의 평판형 코일(2,3)은 평판형 코일(3)의 상부측에 또 다른 평판형 코일(2)의 일부가 상부에 얹혀져 일부가 서로 중첩되도록 연결된다. 이와 같이 일부가 서로 중첩된 상태로 연결된 복수 개의 평판형 코일(2,3)은 평판형 코일 자체의 두께로 인하여 상부측에 일부가 얹혀지는 평판형 코일이 차폐시트(4)와 직접적인 밀착이 이루어지지 못한다.
이를 해결하기 위해, 상부 측에 얹혀지는 평판형 코일의 일부를 기계적으로 꺽어 단차구조로 만들어 줌으로써 중첩되는 부분을 제외한 나머지 부분도 차폐시트와 밀착시키는 방식이 사용되고 있다.
그러나 상기 평판형 코일을 기계적으로 꺽거나 휘어주는 과정에서 평판형 코일 자체에 손상이 가해져 불량이 발생하는 문제가 있었다.
더불어, 상기 차폐시트와 밀착시키기 위하여 상부측에 일부가 얹혀지는 평판형 코일을 기계적으로 꺽어주는 별도의 작업이 필요하므로 제작과정이 복잡하고 번거로워 생산수율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수 개의 평판형 코일이 일부가 서로 중첩되도록 차폐시트의 일면에 배치되더라도 높이차에 의한 효율저하를 방지할 수 있는 무선충전기용 송신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 무선 충전을 위한 무선 전력 신호를 송신하고, 적어도 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 복수 개의 평판형 코일; 상기 평판형 코일의 일부 또는 전부가 접착층을 매개로 고정되는 부착면을 갖추고 상기 평판형 코일에서 발생되는 자기장을 차폐하는 차폐시트; 및 상기 부착면 상에 구비되어 각각의 평판형 코일과 상기 부착면과의 개별적인 높이편차를 보상하는 높이편차보상수단;을 포함하는 무선충전기용 송신장치를 제공한다.
또한, 상기 높이편차보상수단은 상기 부착면 상에서 일정높이 돌출되는 제1돌출시트일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 평판형 코일은 일면이 상기 부착면에 직접 밀착되는 제1코일과, 상기 제1코일과 일부가 서로 중첩되고 나머지는 상기 부착면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 제1코일에 적층되는 제2코일을 포함하고, 상기 제2코일 중 상기 제1코일과 중첩되지 않는 부분은 상기 제1돌출시트와 직접 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제1돌출시트는 상기 평판형 코일로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체를 포함하는 차폐시트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1코일은 중앙부가 빈공간을 갖도록 구비되고, 상기 부착면에는 상기 빈공간과 대응되는 영역에 일정높이 돌출되는 제2돌출시트가 구비되어 상기 제1코일의 측부가 상기 제2돌출시트와 직접 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제2돌출시트는 상기 평판형 코일로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체를 포함하는 차폐시트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 높이편차보상수단은 상기 부착면으로부터 일정깊이 함몰되는 안착홈일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 평판형 코일은 일면이 상기 안착홈의 바닥면과 직접 밀착되는 제1코일과, 상기 제1코일과 일부가 서로 중첩되고 나머지는 상기 부착면과 직접 밀착되도록 상기 제1코일에 적층되는 제2코일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1코일은 중앙부가 빈공간을 갖도록 구비되고, 상기 안착홈의 바닥면에는 상기 빈공간과 대응되는 영역에 일정높이 돌출되는 돌출부가 구비되어 상기 제1코일의 측부가 상기 돌출부와 직접 밀착될 수 있다.
또한, 상기 안착홈은 서로 다른 깊이를 갖는 복수 개의 안착홈을 포함하고, 상기 복수 개의 평판형 코일은 일면이 상기 복수 개의 안착홈 중 서로 다른 안착홈의 바닥면과 각각 접하도록 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은 부착면을 갖추고 무선 전력 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 차폐시트; 무선 전력 신호를 발생시키고, 일면이 상기 부착면에 밀착되는 제1코일; 무선 전력 신호를 발생시키고, 상기 제1코일과 일부가 서로 중첩되고 나머지는 상기 부착면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 제1코일에 적층되는 제2코일; 및 상기 제2코일 중 상기 제1코일과 중첩되지 않는 부분과 상기 부착면과의 높이차를 보상할 수 있도록 상기 부착면으로부터 일정높이 돌출되는 돌출시트;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치는 복수 개의 평판형 코일이 일부가 서로 중첩되도록 연결되더라도 높이편차보상수단을 통해 높이차에 의한 영향을 없애줌으로써 복수 개의 평판형 코일이 동일한 효율을 가질 수 있다.
도 1은 종래의 무선충전기용 송신장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치를 나타낸 전체 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치를 나타낸 분리사시도,
도 4는 도 3의 결합단면도,
도 5는 도 3의 변형예,
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치를 나타낸 분리사시도,
도 7은 도 6의 결합단면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치를 나타낸 분리사시도,
도 9은 도 8의 결합단면도, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 무선충전기용 송신장치에 적용되는 차폐시트가 복수 개의 미세조각으로 분리형성되는 경우를 나타낸 개략도이다.
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.
도 2 내지 도 9을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치(100,100',200,200')는 평판형 코일(110,120), 차폐시트(130,230,330) 및 높이편차보상수단을 포함한다.
상기 평판형 코일(110,120)은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기 측으로 무선 전력 신호를 송출하여 상기 휴대용 전자기기가 필요로 하는 전력을 전달하기 위한 것으로 전송 코일(Tx coil)의 역할을 수행한다.
즉, 상기 휴대용 전자기기는 상기 평판형 코일(110,120)에서 송출되는 무선 전력 신호를 수신하여 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 통해 전력을 전달받게 된다.
여기서, 상기 휴대용 전자기기 측에는 상기 평판형 코일(110,120)과 대응되는 별도의 코일(수신 코일(Rx coil))이 구비되어 전자기 유도 현상에 의하여 하나의 코일에서 변화하는 자기장의 변화를 통해 다른 쪽 코일 측에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달받게 된다.
이와 같은 유도 결합 방식은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 평판형 코일(110,120)은 시계방향 또는 반시계방향으로 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형으로 구비되며 중앙부가 빈공간(114,124)을 갖도록 권선된다. 이와 같은 평판형 코일(110,120)은 상기 빈공간(114,124)이 원형, 타원형 또는 사각형일 수 있다. 그리고, 상기 평판형 코일(110,120)의 양 단부측에는 다른 부품, 일례로 회로기판과 전기적인 연결을 위한 연결단자(112a,112b,122a,122b)가 각각 인출된다.
이때, 상기 평판형 코일(110,120)은 복수 개가 차폐시트(130,230,330)의 일면에 서로 인접하도록 배치되며 서로 인접하여 배치되는 두 개의 평판형 코일(110,120) 중 어느 하나는 다른 하나의 상부측에 얹혀져 일부가 서로 중첩되도록 배치된다.
이하에서는, 설명의 편의상 상기 평판형 코일(110,120)이 2개로 구비되고, 상대적으로 하부에 배치되는 평판형 코일을 제1코일(110)로 명명하고 상대적으로 상부에 배치되는 평판형 코일을 제2코일(120)로 명명하기로 한다. 더불어, 상기 제1코일(110)은 좌측에 배치되고 상기 제2코일(120)은 우측에 배치되며 제2코일(120)의 일부가 상기 제1코일(110)의 상부측에 얹혀져 중첩된 후 접착제를 통하여 중첩된 부분이 서로 고정된 상태인 것으로 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명을 이와 같은 결합 및 배치관계로 한정하는 것은 아니며 제1코일(110)과 제2코일(120)의 상,하 배치관계 및 전체적으로 구비되는 평판형 코일의 개수는 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 차폐시트(130,230,330)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 제1코일(110) 및 제2코일(120)에서 무선 주파수 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키는 역할을 수행한다.
일례로, 상기 차폐시트(130,230,330)는 비정질 합금 또는 나노결정립 합금의 리본시트로 구비될 수도 있고, 페라이트 시트, 폴리머 시트, 퍼멀로이 등 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 차폐시트(130,230,330)는 복수 개의 시트가 적층되어 구성될 수도 있으며, 복수 개의 시트가 적층되어 구성되는 경우 동일한 재질로 이루어진 복수 개의 자성시트가 적층될 수도 있고 서로 다른 재질로 이루어진 복수 개의 자성시트가 적층될 수도 있다.
또한, 상기 차폐시트(130,230,330)는 전체적인 저항을 높여 와전류에 의한 손실을 저감하여 전력전송 효율을 높이거나 시트 자체의 유연성을 개선하여 깨짐이나 크랙에 의한 특성치의 변화를 방지할 수 있도록 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성될 수도 있다.
이때, 상기 차폐시트가 복수 개의 미세조각으로 분리형성되는 경우 상기 복수 개의 미세조각들은 비정형으로 이루어질 수 있으며, 서로 이웃하는 미세조각들은 일부 또는 전부가 서로 전기적으로 절연될 수도 있다.
일례로, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 차폐시트(130,230,330)는 비정질 합금 또는 나노 결정립 합금의 리본시트(131a)가 복수 개로 구비되어 접착층(131b)을 매개로 적층되는 형태로 구비될 수 있으며, 상기 비정질 합금 또는 나노 결정립 합금의 리본시트(131a)는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성될 수 있다.
이때, 복수 개의 미세 조각으로 분리형성된 비정질 합금 또는 나노결정립 합금의 리본시트(131a)가 복수 개로 구비되어 적층되는 경우 각각의 리본시트 사이에 배치되는 접착층(131b)은 비전도성 성분을 포함할 수 있다.
이러한 접착층(131b)은 서로 적층되는 각각의 리본시트 측으로 적어도 일부가 스며들어 미세 조각들의 사이로 이동함으로써 각각의 리본시트를 구성하는 복수 개의 미세 조각의 유동을 방지하고 미세 조각들을 절연하는 역할을 수행하게 된다. 이를 통해, 상기 미세조각들이 서로 접촉되는 것을 방지하여 상호 분리된 상태를 유지함으로써 와전류에 의한 손실을 줄여 전력 전송 효율을 높일 수 있게 된다.
여기서, 상기 접착층은 접착제로 구비될 수도 있으며 필름 형태의 기재의 일면 또는 양면에 접착제가 도포된 형태로 구비될 수도 있다. 더불어, 상기 차폐시트(130,230,330)의 적어도 일면에는 외력으로부터 상기 차폐시트(130,230,33)를 보호하기 위한 별도의 보호필름(134)이 접착층(132)을 매개로 부착될 수도 있다.
이러한 차폐시트(130,230,330)는 상기 제1코일(110) 및 제2코일(120)로부터 무선 주파수 신호에 의해 발생된 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체가 포함되는 것이면 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 제1코일(110) 및 제2코일(120)은 상기 차폐시트(130,230,330)의 일면(부착면(130a,230a,330a))에 접착층을 매개로 고정된다.
여기서, 상기 접착층은 접착 성질을 갖는 본드, PVC, 고무 또는 양면 테이프 일 수 있으며, 전도성을 갖는 성분이 포함될 수도 있다.
즉, 상기 제1코일(110)은 하부면이 상기 부착면에 밀착된 후 접착제를 매개로 고정된다. 이에 따라, 상기 제1코일(110)의 상부측에 일부가 중첩되도록 얹혀진 상기 제2코일(120)은 상기 제1코일(110)과 중첩된 부분을 제외한 나머지 부분이 상기 제1코일(110) 자체의 두께로 인해 상기 부착면으로부터 일정높이 이격된 상태가 된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐시트(130)는 상기 부착면으로부터 일정높이 이격된 제2코일(120)의 하부측에 별도의 높이편차보상수단을 배치함으로써 상기 제2코일(120)의 하부면과 부착면 사이에 빈공간이 생기지 않도록 한다.
이를 위해, 상기 제2코일(120)과 차폐시트(130)의 부착면(130a) 사이에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일정높이를 갖는 제1돌출시트(140)가 상기 부착면(130a)으로부터 돌출되도록 구비된다.
여기서, 상기 제1돌출시트(140)는 상기 제2코일(120) 중 상기 제1코일(110)과 중첩되지 않는 부분에 해당하는 하부면적과 동일하거나 더 큰 면적을 갖도록 구비되며 상기 제1코일(110)의 높이와 대략 동일한 두께를 갖도록 구비된다.
이에 따라, 상기 제1코일(110)의 상부측에 일부가 중첩되도록 얹혀지는 제2코일(120)은 상기 제1코일(110)과 중첩된 부분을 제외한 나머지 부분이 상기 제1돌출시트(140)와 밀착된다.
이로 인해, 상기 제2코일(120)을 차폐시트(130)의 부착면(130a)과 서로 밀착시키기 위하여 종래와 같이 상기 제2코일(120)의 일부를 기계적으로 꺽거나 휘어주는 작업이 불필요하게 된다.
이때, 상기 제1돌출시트(140)는 상기 차폐시트(130)와 마찬가지로 상기 무선 주파수 신호에 의해 발생된 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체가 포함되는 자기장 차폐시트가 사용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2코일(120) 역시 제1코일(110)과 마찬가지로 하부면이 자기장 차폐시트에 밀착되게 된다. 이로 인해, 제1코일(110)과 제2코일(120)의 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 경우 차폐시트와 하부면이 완전히 밀착되는 제1코일(110)에 비하여 제2코일(120)에서의 성능이 떨어지던 종래와는 달리 본 발명의 일실시예에 따른 무선충전기용 송신장치(100,100')는 제1코일(110) 및 제2코일(120)에서 거의 동일한 성능을 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 차폐시트(130)의 부착면(130a)에는 상기 제1코일(110)의 중앙부에 형성되는 빈공간(114)과 대응되는 영역에 일정높이 돌출되는 제2돌출시트(150)가 구비될 수 있다. 이러한 제2돌출시트(150)는 대략 상기 제1코일(110)의 높이와 동일한 두께를 갖도록 구비되며 상기 제1코일(110)의 중앙부에 형성되는 빈공간(114)과 대략 동일한 형상 및 면적을 갖도록 구비된다.
이와 같은 제2돌출시트(150)는 상기 제1코일(110)을 부착면(130a)에 고정하는 과정에서 상기 빈공간(114) 측으로 삽입된다. 이에 따라, 상기 제2돌출시트(150)가 제1코일(110)의 빈공간(114)에 삽입되어 제1코일(110)이 유동되는 것을 방지하여 줌으로써 제1코일(110)의 정위치를 잡아주는 역할을 수행하여 고정작업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.
더불어, 상기 제2돌출시트(150)는 상기 차폐시트와 마찬가지로 상기 무선 주파수 신호에 의해 발생된 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체가 포함되는 자기장 차폐시트가 사용될 수 있다.
이로 인해, 상기 제2돌출시트(150)의 테두리를 따라 배치되는 제1코일(110)의 측부 역시 상기 제2돌출시트(150)와 면접됨으로써 자기장의 영향을 더욱 효율적으로 억제하여 전체적인 성능을 높일 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1돌출시트(140) 및 제2돌출시트(150)는 상기 차폐시트(130)와 동일한 재질로 이루질 수도 있고 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1돌출시트(140)에는 제2코일(120)의 중앙부에 형성되는 빈공간(124) 중 제1코일(110)과 중첩되지 않는 나머지 부분과 대응되는 면적을 갖는 돌출부(142)가 구비될 수도 있다.
이러한 돌출부(142)는 상기 제1돌출시트(140)와 동일하게 자기장 차폐시트로 이루어지며 상기 제2코일(120)의 높이와 대략 동일한 높이를 갖도록 구비됨으로써 상기 제2코일(120)의 안쪽 측부가 면접될 수 있도록 한다.
여기서, 도면과 설명에는 상기 제2돌출시트(150) 및 돌출부(142)가 일정면적을 갖는 판상의 형태로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 일정두께를 갖추고 중앙부가 빈 선형의 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전기용 송신장치(200)는 상기 제1코일(110)과 제2코일(120)을 차폐시트(230)의 부착면에 고정하는 과정에서 중첩되는 부분에 의해 발생되는 부착면과 제1코일(110) 또는 제2코일(120)의 높이편차를 보상하기 위한 다른 방식이 도시되어 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 차폐시트(230)는 상기 제1코일(110)의 하부면적과 동일한 면적을 갖도록 부착면(230a)으로부터 하부로 일정깊이 함몰형성되는 안착홈(232)으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 안착홈(232)은 상기 제1코일(110)의 높이와 동일한 크기를 갖는 깊이로 함몰형성된다.
이로 인해, 상기 제1코일(110)의 하부면은 상기 안착홈(232)의 바닥면에 면접되고, 상기 제2코일(120)의 하부면은 부착면(230a)에 면접되도록 배치된 후 접착제를 매개로 고정된다.
이에 따라, 상기 제1코일(110) 및 제2코일(120)의 하부면은 항상 차폐시트(230)와 밀착된 상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 안착홈(232)의 내부에는 상기 제1코일(110)의 중앙부에 형성되는 빈공간(114)과 동일한 면적을 갖는 돌출부(234)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 돌출부(234)는 상술한 제2돌출시트(150)와 동일한 역할을 수행하게 된다.
한편, 또 다른 실시예가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 즉, 본 발명에 따른 무선충전기용 송신장치(300)는 차폐시트(330)의 부착면(330a)에 대한 제1코일(110) 및 제2코일(120)의 높이편차를 보상하기 위하여 상기 차폐시트(330)의 부착면(330a)으로부터 하방으로 일정깊이 함몰형성되는 안착홈(332,334)이 서로 다른 깊이를 갖는 복수 개로 구비될 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 안착홈(332,334)은 상기 제1코일(110)의 하부면이 수용되는 제1안착홈(332)과, 상기 제2코일(120)의 하부면 중 상기 제1코일(110)에 일부가 중첩된 부분을 제외한 나머지 하부면을 수용하는 제2안착홈(334)으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1안착홈(332)은 상기 제2안착홈(334)보다 상대적으로 더 깊은 깊이를 갖도록 구비되며, 상기 제1안착홈(332)에 대한 제2안착홈(334)의 단차높이는 상기 제1코일(110)의 높이와 대략 동일한 높이의 단차를 갖도록 구비된다.
더불어, 상기 제1안착홈(332)의 내부에는 상기 제1코일(110)의 내부에 형성되는 빈공간(114)과 대응되는 제1돌출부(336)가 마련되고 상기 제2안착홈(334)의 내부에는 상기 제2코일(120)의 내부에 형성되는 빈공간(124) 중 상기 제1코일(110)과 중첩되는 부분을 제외한 나머지 부분과 대응되는 제2돌출부(338)가 마련된다.
이로 인해, 상기 제1코일(110)의 하부면은 상기 제1돌출부(336)가 제1코일(110)의 빈공간(114)에 삽입된 상태에서 상기 제1안착홈(332)의 바닥면과 밀착되며, 상기 제2코일(120)은 상기 제2돌출부(338)가 상기 제2코일(120)의 빈공간(124)에 삽입된 상태에서 하부면 중 상기 제1코일(110)에 일부가 중첩된 부분을 제외한 나머지 하부면이 상기 제2안착홈(334)의 바닥면에 밀착된 후 접착제를 매개로 고정된다.
이에 따라, 상기 제1코일(110) 및 제2코일(120)은 하부면 뿐만 아니라 안쪽 측부와 바깥쪽 측부 역시 상기 제1안착홈(332)의 측면 및 제2안착홈(334)의 측면과 모두 밀착됨으로써 차폐 성능을 더욱 높일 수 있게 된다.
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.

Claims (11)

  1. 무선 충전을 위한 무선 전력 신호를 송신하고, 적어도 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 복수 개의 평판형 코일;
    상기 평판형 코일의 일부 또는 전부가 접착층을 매개로 고정되는 부착면을 갖추고 상기 평판형 코일에서 발생되는 자기장을 차폐하는 차폐시트; 및
    상기 부착면 상에 구비되어 각각의 평판형 코일과 상기 부착면과의 개별적인 높이편차를 보상하는 높이편차보상수단;을 포함하는 무선충전기용 송신장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 높이편차보상수단은 상기 부착면 상에서 일정높이 돌출되는 제1돌출시트인 무선충전기용 송신장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수 개의 평판형 코일은 일면이 상기 부착면에 직접 밀착되는 제1코일과, 상기 제1코일과 일부가 서로 중첩되고 나머지는 상기 부착면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 제1코일에 적층되는 제2코일을 포함하고,
    상기 제2코일 중 상기 제1코일과 중첩되지 않는 부분은 상기 제1돌출시트와 직접 밀착되는 무선충전기용 송신장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1돌출시트는 상기 평판형 코일로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체를 포함하는 차폐시트로 이루어지는 무선충전기용 송신장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1코일은 중앙부가 빈공간을 갖도록 구비되고, 상기 부착면에는 상기 빈공간과 대응되는 영역에 일정높이 돌출되는 제2돌출시트가 구비되어 상기 제1코일의 측부가 상기 제2돌출시트와 직접 밀착되는 무선충전기용 송신장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2돌출시트는 상기 평판형 코일로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 자성체를 포함하는 차폐시트로 이루어지는 무선충전기용 송신장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 높이편차보상수단은 상기 부착면으로부터 일정깊이 함몰되는 안착홈인 무선충전기용 송신장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 복수 개의 평판형 코일은 일면이 상기 안착홈의 바닥면과 직접 밀착되는 제1코일과, 상기 제1코일과 일부가 서로 중첩되고 나머지는 상기 부착면과 직접 밀착되도록 상기 제1코일에 적층되는 제2코일을 포함하는 무선충전기용 송신장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1코일은 중앙부가 빈공간을 갖도록 구비되고, 상기 안착홈의 바닥면에는 상기 빈공간과 대응되는 영역에 일정높이 돌출되는 돌출부가 구비되어 상기 제1코일의 측부가 상기 돌출부와 직접 밀착되는 무선충전기용 송신장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 안착홈은 서로 다른 깊이를 갖는 복수 개의 안착홈을 포함하고,
    상기 복수 개의 평판형 코일은 일면이 상기 복수 개의 안착홈 중 서로 다른 안착홈의 바닥면과 각각 접하도록 배치되는 무선충전기용 송신장치.
  11. 부착면을 갖추고 무선 전력 신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐하는 차폐시트;
    무선 전력 신호를 발생시키고, 일면이 상기 부착면에 밀착되는 제1코일;
    무선 전력 신호를 발생시키고, 상기 제1코일과 일부가 서로 중첩되고 나머지는 상기 부착면으로부터 일정높이 이격되도록 상기 제1코일에 적층되는 제2코일; 및
    상기 제2코일 중 상기 제1코일과 중첩되지 않는 부분과 상기 부착면과의 높이차를 보상할 수 있도록 상기 부착면으로부터 일정높이 돌출되는 돌출시트;를 포함하는 무선충전기용 송신장치.
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