WO2018155858A1 - 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기 - Google Patents

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Abstract

멀티 코일 모듈은 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판 상에 배치되는 제1 근거리 무선 통신 코일과, 인쇄회로기판 상에 배치되고 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치되는 제2 근거리 무선 통신 코일과, 제1 근거리 무선 통신 코일과 제2 근거리 무선 통신 코일 사이에 배치되는 제1 간섭 방지 부재를 포함한다.

Description

멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기
본 발명은 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기에 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 "무선 충전 시스템" 이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다.
이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신기 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신기 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 전력 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 전력 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 여기서, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 전력 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 전력 전송 방식이 이용될 수도 있다.
본 발명의 목적은 멀티 코일 모듈 및 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수개의 코일 사이의 간섭 현상을 최소화시킴으로써 무선 충전 효율 및 무선 통신 효율을 극대화시키는 것이 가능한 멀티 코일 모듈 및 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈은, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 제1 근거리 무선 통신 코일; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고 상기 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치되는 제2 근거리 무선 통신 코일; 및 상기 제1 근거리 무선 통신 코일과 상기 제2 근거리 무선 통신 코일 사이에 배치되는 제1 간섭 방지 부재를 포함한다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈은, 상기 제1 근거리 무선 통신 코일에 의해 둘러싸인 무선 충전 코일; 및 상기 제1 근거리 무선 통신 코일과 상기 무선 충전 코일 사이에 배치되는 제2 간섭 방지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 근거리 무선 통신 코일, 상기 제2 근거리 무선 통신 코일, 상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 패턴 인쇄될 수 있다.
상기 제1 근거리 무선 통신 코일, 상기 제2 근거리 무선 통신 코일, 상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 동일 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 도전성 재질을 포함할 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각의 폭은 0.2mm 이상일 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 플로팅 상태일 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 전류가 인가되지 않는다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 서로 이격된 더미 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 서로 이격된 더미 블록을 포함할 수 있다.
상기 더미 블록은 인접하는 코일과 접하고, 절연성 재질을 포함할 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 인접하는 코일 중 하나의 코일의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일과의 제1 거리로 이격되고, 상기 제2 근거리 무선 통신 코일과의 제2 거리로 이격되며, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 클 수 있다.
상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 0.5mm 이상일 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재는 복수 개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일의 굴곡 영역에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일의 제1 굴곡 영역과 상기 제1 굴곡 영역에 대응되는 상기 제2 근거리 무선 통신 코일의 제2 굴곡 영역 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 AC 전력을 수신하는 무선 충전 코일; 상기 수신된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 정류기; 상기 인쇄회로기판 상에서 상기 무선 충전 코일을 둘러싸도록 배치되는 근거리 무선 통신 코일; 및 상기 무선 충전 코일과 상기 근거리 무선 통신 코일 사이에 간섭 방지 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 멀티 코일 모듈을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 코일 또는 안테나 사이의 간섭 현상을 최소화시킴으로써 무선 충전 효율 및 무선 통신 효율을 극대화시키는 것이 가능한 멀티 코일 모듈을 제공하는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5는 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 배치 구조도이다.
도 9는 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
도 21은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 복수개의 코일 및 차폐 블록의 단면도이다.
도 23은 다양한 NFC 표준 타입의 R/W(Read/Write) 모듈에 대하여 실시예에 따른 멀티 코일 모듈을 적용하기 전과 적용한 후의 무선 신호 인식 거리를 비교하기 위한 실험 결과 테이블이다.
도 24은 다양한 NFC 표준 타입의 카드 모드 모듈에 대하여 실시예에 따른 멀티 코일 모듈을 적용하기 전과 적용한 후의 무선 신호 인식 거리를 비교하기 위한 실험 결과 테이블이다.
이하, 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래" 및 "전(앞) EH는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥적 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 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, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 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 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 AirFuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 AirFuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 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 방식의 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(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, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
특히, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.
또한, 전자 기기(30) 사용자는 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 고속 충전 모드로 동작 및 전환 할 수 있다. 또한, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 일반 저전력 모드로 동작 및 전환 할 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신단(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신단(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 일 예로, 무선 전력 송신단(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
다른 일 예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신단(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신단(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신단(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신단(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)(또는 신호 세기 패킷)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 신호 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다.
상기의 도 3에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.
만약, 상기한 도 3의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 신호 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 신호 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.
도 4는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 410), 핑 단계(Ping Phase, 420), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 430), 협상 단계(Negotiation Phase, 440), 보정 단계(Calibration Phase, 450), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 460) 단계 및 재협상 단계(Renegotiation Phase, 470)로 구분될 수 있다.
선택 단계(410)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S402, S404, S408, S410, S412를 포함함-일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(410)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(420)로 천이할 수 있다. 선택 단계(410)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.
선택 단계(410)에서 물체가 감지되는 경우, 무선 전력 송신기는 무선전력 공진 회로, 예를 들어 무선 전력 전송을 위한 송신 코일 및/또는 공진 캐패시터의 품질 인자를 측정할 수 있다.
무선 전력 송신기는 무선전력 공진 회로(예를 들어 전력전송 코일 및/또는 공진 캐패시터)의 인덕턴스를 측정할 수 있다.
자세한 측정 방법에 대해서는 다른 도면을 통해 대신 설명할 것이다.
품질계수 및/또는 인덕턴스는 향후 협상단계(440)에서 이물질 존재 여부를 판단하는데 사용될 수 있다.
핑 단계(420)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다(S401). 핑 단계(420)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(410)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(410)로 천이할 수도 있다(S402).
핑 단계(420)가 완료되면, 송신기는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(430)로 천이할 수 있다(S403).
식별 및 구성 단계(430)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S404).
송신기는 식별 및 구성 단계(430)에서 수신된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(440)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다.
확인 결과, 협상이 필요하면, 송신기는 협상 단계(440)로 진입할 수 있다(S405). 협상 단계(440)에서 송신기는 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다.
반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 송신기는 곧바로 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S406).
협상 단계(440)에서, 송신기는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 인덕턴스 값이 포함된 FOD 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 품질 인자 값 및 기준 인덕턴스 값이 포함된 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 송신기는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 품질 인자 임계치를 결정할 수 있다. 송신기는 기준 인덕턴스 값에 기반하여 FO 검출을 위한 인덕턴스 임계치를 결정할 수 있다.
송신기는 결정된 FO 검출을 위한 품질 인자 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값-예를 들면, 핑 단계 이전에 측정된 품질 인자 값일 수 있음-을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
송신기는 결정된 FO 검출을 위한 인덕턴스 임계치 및 현재 측정된 인덕턴스 값-예를 들면, 핑 단계 이전에 측정된 인덕턴스 값일 수 있음-을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
FO가 검출된 경우, 송신기는 선택 단계(410)로 회귀할 수 있다(S408). 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)를 거쳐 전력 전송 단계(460)로 진입할 수도 있다(S407 및 S409). 상세하게, 송신기는 FO가 검출되지 않은 경우, 송신기는 보정 단계(450)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 송신기는 보정 단계(450)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 송신기는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다.
전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(410)로 천이할 수 있다(S410).
또한, 전력 전송 단계(460)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(470)로 천이할 수 있다(S411). 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 송신기는 전력 전송 단계(460)로 회귀할 수 있다(S413).
상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
송신기는 재협상이 정상적으로 완료되지 않으면, 해당 수신기로의 전력 전송을 중단하고, 선택 단계로(410) 천이할 수도 있다(S412).
도 5는 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 5를 참조하면, PMA 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 대기 단계(Standby Phase, 510), 디지털 핑 단계(Digital Ping Phase, 520), 식별 단계(Identification Phase, 530), 전력 전송 단계(Power Transfer Phase, 540) 단계 및 충전 완료 단계(End of Charge Phase, 550)로 구분될 수 있다.
대기 단계(510)는 파워 전송을 위한 수신기 식별 절차를 수행하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 대기 단계(510)에서 송신기는 충전 표면(Charging Surface)에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되거나 RXID 재시도가 진행중인 경우, 디지털 핑 단계(520)로 천이할 수 있다(S501). 여기서, RXID는 PMA 호환 수신기에 할당되는 고유 식별자이다. 대기 단계(510)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping)을 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면-예를 들면, 충전 베드-의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.
디지털 핑 단계(520)로 천이된 송신기는 감지된 물체가 PMA 호환 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 송출한다. 송신기가 전송한 디지털 핑 신호에 의해 수신기에 충분한 전력이 공급되는 경우, 수신기는 수신된 디지털 핑 신호를 PMA 통신 프로토콜에 따라 변조하여 소정 응답 시그널을 송신기에 전송할 수 있다. 여기서, 응답 시그널은 수신기에 수신된 전력의 세기를 지시하는 신호 세기 지시자가 포함될 수 있다. 디지털 핑 단계(520)에서 송신기는 유효한 응답 시그널이 수신되면, 식별 단계(530)로 천이할 수 있다(S502).
만약, 디지털 핑 단계(520)에서, 응답 시그널이 수신되지 않거나, PMA 호환 수신기가 아닌 것으로 확인되면-즉, FOD(Foreign Object Detection)인 경우-, 송신기는 대기 단계(510)로 천이할 수 있다(S503). 일 예로, FO(Foreign Object)는 동전, 키 등을 포함하는 금속성 물체일 수 있다.
식별 단계(530)에서, 송신기는 수신기 식별 절차가 실패하거나 수신기 식별 절차를 재수행하여야 하는 경우 및 미리 정의된 시간 동안 수신기 식별 절차를 완료하지 못한 경우에 대기 단계(510)로 천이할 수 있다(S504).
송신기는 수신기 식별에 성공하면, 식별 단계(530)에서 전력 전송 단계(540)로 천이하여 충전을 개시할 수 있다(S505).
전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 원하는 신호가 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않거나(Time Out), FO가 감지되거나, 송신 코일의 전압이 미리 정의된 기준치를 초과하는 경우, 대기 단계(510)으로 천이할 수 있다(S506).
또한, 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 내부 구비된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 충전 완료 단계(550)로 천이할 수 있다(S507).
충전 완료 단계(550)에서, 송신기는 수신기가 충전 표면에서 제거된 것이 확인되면, 대기 상태(510)으로 천이할 수 있다(S509).
또한, 송신기는 Over Temperature 상태에서, 일정 시간 경과 후 측정된 온도가 기준치 이하로 떨어진 경우, 충전 완료 단계(550)에서 디지털 핑 단계(520)로 천이할 수 있다(S510).
디지털 핑 단계(520) 또는 전력 전송 단계(540)에서, 송신기는 수신기로부터 EOC(End Of Charge) 요청이 수신되면, 충전 완료 단계(550)로 천이할 수도 있다(S508 및 S511).
도 6은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면 무선 전력 송신기(600)는 크게, 전력 변환부(610), 전력 전송부(620), 통신부(630), 제어부(640), 센싱부(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선 전력 송신기(600)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있음을 주의해야 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(610)는 전원부(660)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
센싱부(650)는 DC 변환된 전력의 전압/전류 등을 측정하여 제어부(640)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(650)는 과열 발생 여부 판단을 위해 무선 전력 송신기(600)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(640)에 제공할 수도 있다. 일 예로, 제어부(640)는 센싱부(650)에 의해 측정된 전압/전류 값에 기반하여 적응적으로 전원부(650)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(612)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(610)의 일측에는 전원부(650)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(612)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다.
증폭기(612)는 DC/DC 변환된 전력의 세기를 제어부(640)의 제어 신호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(640)는 통신부(630)를 통해 무선 전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는(및) 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(612)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로, 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 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.
전력 전송부(620)는 다중화기(621)(또는 멀티플렉서), 송신 코일(622)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 전력 전송부(620)는 전력 전송을 위한 특정 동작 주파수를 생성하기 위한 반송파 생성기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
반송파 생성기는 다중화기(621)를 통해 전달 받은 증폭기(612)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(621)의 출력단에 믹싱되어 교류 전력이 생성되는 것으로 설명되고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 증폭기(612) 이전단 또는 이후단에 믹싱될 수도 있음을 주의해야 한다.
일 실시예에 따른 각각의 송신 코일에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 송신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 송신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
그러나, 복수의 송신 코일 각각에서 발생되는 공진 주파수가 상이한 경우, 이를 제어하는 별도의 주파수 제어기가 필요하여 무선 전력 송신기의 크기가 커질 수 있고, 따라서, 일 실시예에서는 무선 전력 송신기가 복수의 송신 코일을 포함하더라도 동일한 공진 주파수를 이용하여 전력을 전송할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 전송부(620)는 증폭기(612)의 출력 전력이 송신 코일에 전달되는 것을 제어하기 위한 다중화기(621)와 복수의 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(640)는 복수의 무선 전력 수신기가 연결된 경우, 송신 코일 별 시분할 다중화를 통해 전력을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)에 3개의 무선 전력 수신기-즉, 제1 내지 3 무선 전력 수신기-가 각각 3개의 서로 다른 송신 코일-즉, 제1 내지 3 송신 코일-을 통해 식별된 경우, 제어부(640)는 다중화기(621)를 제어하여, 특정 타임 슬롯에 특정 송신 코일을 통해 전력이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯의 길이에 따라 해당 무선 전력 수신기로 전송되는 전력의 양이 제어될 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 예는 송신 코일 별 할당된 타임 슬롯 동안의 증폭기(612) 증폭률을 제어하여 무선 전력 수신기 별 송출 전력을 제어할 수도 있다.
제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(622)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 복조부(632)로부터 어느 송신 코일을 통해 신호 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신되었는지를 식별하기 위한 소정 송신 코일 식별자 및 해당 송신 코일을 통해 수신된 신호 세기 지시자를 수신할 수 있다. 연이어, 제2차 감지 신호 송출 절차에서 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일(들)을 통해서만 감지 신호가 송출될 수 있도록 다중화기(621)를 제어할 수도 있다. 다른 일 예로, 제어부(640)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일이 복수개인 경우, 가장 큰 값을 갖는 신호 세기 지시자가 수신된 송신 코일을 제2차 감지 신호 송출 절차에서 감지 신호를 가장 먼저 송출할 송신 코일로 결정하고, 결정 결과에 따라 다중화기(621)를 제어할 수도 있다.
변조부(631)는 제어부(640)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 다중화기(621)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, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
복조부(632)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(640)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 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, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.
또한, 복조부(632)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(640)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(622)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(600)는 송신 코일(622)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.
이상이 도 6의 설명에서는 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기가 인밴드 통신을 수행하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 근거리 양방향 통신은 저전력 블루투스 통신, RFID 통신, UWB 통신, 지그비 통신 중 어느 하나일 수 있다.
특히, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기의 요청에 따라 고속 충전 모드 및 일반 저전력 충전 모드를 적응적으로 제공할 수도 있다.
무선 전력 송신기(600)는 고속 충전 모드가 지원 가능한 경우, 소정 패턴의 신호-이하 설명의 편의를 위해, 제1 패킷이라 명함-를 송출할 수 있다. 무선 전력 수신기는 제1 패킷이 수신되면, 접속중인 무선 전력 송신기(600)가 고속 충전이 가능함을 식별할 수 있다.
특히, 무선 전력 수신기는 고속 충전이 필요한 경우, 고속 충전을 요청하는 소정 제1 응답 패킷을 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수 있다.
특히, 무선 전력 송신기(600)는 제1 응답 패킷을 수신한 후 소정 시간이 경과하면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(600)는 제1 응답 패킷을 수신한 후 무선 충전의 상태가 안정화 되면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(600)는 제1 응답 패킷을 수신한 후 소정 제어 오류 패킷을 수신하면, 자동으로 고속 충전 모드로 전환하여 고속 충전을 개시할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(600)의 제어부(640)는 상기한 도 4 내지 도 5의 전력 전송 단계(440 또는 540)로 천이한 경우, 제1 패킷이 송신 코일(622)을 통해 송출되도록 제어할 수 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 예는 도 4의 식별 및 구성 단계(430) 또는 도 5의 식별 단계(530)에서 제1 패킷이 송출될 수도 있다.
또 다른 일 실시예는 무선 전력 송신기(600)가 송출하는 디지털 핑 신호에 고속 충전 지원 가능 여부를 식별할 수 있는 정보가 인코딩되어 전송될 수도 있음을 주의해야 한다.
무선 전력 수신기는 전력 전송 단계의 어느 시점에서든 고속 충전이 필요하면, 충전 모드가 고속 충전으로 설정된 소정 충전 모드 패킷을 무선 전력 송신기(600)에 전송할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(600)와 무선 전력 수신기는 충전 모드가 고속 충전 모드로 변경된 경우, 고속 충전 모드에 상응하는 전력이 송출 및 수신 가능할 수 있도록 내부 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 과전압(Over Voltage) 판단 기준, 과열(Over Temperature) 판단 기준, 저전압(Low Voltage)/고전압(High Voltage) 판단 기준, 최적 전압 레벨(Optimum Voltage Level), 전력 제어 옵셋 등의 값이 변경 설정될 수 있다. 또한, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기로부터 수신된 제어 오류 패킷에 기초한 전력 제어에서의 무선 충전 방법이 변경 설정될 수 있다. 여기서, 충전 모드 패킷의 세부 구성은 후술할 도 13 내지 20의 설명을 통해 보다 명확히 하도록 한다.
일 예로, 충전 모드가 일반 저전력 충전 모드에서 고속 충전 모드로 변경된 경우, 과전압(Over Voltage) 판단을 위한 임계 전압이 고속 충전이 가능하도록 높게 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 과열 발생 여부를 판단하기 임계 온도가 고속 충전에 따른 온도 상승을 고려하여 높게 설정될 수 있다. 또 다른 일 예로, 송신기에서의 전력이 제어되는 최소 레벨을 의미하는 전력 제어 옵셋 값은 고속 충전 모드에서 빠르게 원하는 목표 전력 레벨로 수렴 가능하도록 일반 저전력 충전 모드에 비해 큰 값으로 설정될 수도 있다.
도 7은 도 6에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 무선 전력 수신기(700)는 수신 코일(710), 정류기(720), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 730), 부하(740), 센싱부(750), 통신부(760), 주제어부(770)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(760)는 복조부(761) 및 변조부(762) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 도 7의 예에 도시된 무선 전력 수신기(700)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(600)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 통신부(760)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.
수신 코일(710)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(720)에 전달할 수 있다. 정류기(720)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(730)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(730)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(740)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(740)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(710)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
센싱부(750)는 정류기(720) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(710)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(770)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(750)는 무선 전력 수신기(700)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(770)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 주제어부(770)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(762)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(762)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(710) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(770)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(761)는 수신 코일(710)과 정류기(720) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(720) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(770)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(770)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(762)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 주제어부(770)는 복조부(760)에 의해 복조된 정보에 기반하여 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전이 가능한 무선 전력 송신기인지 여부를 판단할 수도 있다.
또한, 주제어부(770)는 도 1의 전자 기기(30)로부터 고속 충전을 요청하는 소정 고속 충전 요청 신호가 수신된 경우, 수신된 고속 충전 요청 신호에 대응되는 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(761)에 전송할 수 있다. 여기서, 전자 기기로부터의 고속 충전 요청 신호는 소정 사용자 인터페이스상에서의 사용자 메뉴 선택에 따라 수신될 수 있다.
또한, 주제어부(770)는 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전 모드를 지원하는 것이 확인된 경우, 배터리 잔량에 기반하여 자동으로 무선 전력 송신기에 고속 충전을 요청하거나 무선 전력 송신기가 고속 충전을 중단하고 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 제어할 수도 있다.
또한, 주제어부(770)는 일반 저전력 충전 모드로의 충전 중 전기 기기의 소비 전력을 실시간 모니터링할 수도 있다. 만약, 전자 기기의 소비 전력이 소정 기준치 이상인 경우, 주제어부(770)는 고속 충전 모드로의 전환을 요청하는 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(761)에 전송할 수도 있다.
또한, 주제어부(770)는 센싱부(750)에 의해 측정된 내부 온도 값을 소정 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 만약, 고속 충전 중 과열이 발생된 경우, 주제어부(770)는 무선 전력 송신기가 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 충전 모드 패킷을 생성하여 전송할 수도 있다.
또한, 주제어부(770)는 배터리 충전률, 내부 온도, 정류기 출력 전압의 세기, 전자 기기에 탑재된 CPU 사용율, 사용자 메뉴 선택 중 적어도 하나에 기반하여 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 판단 결과, 충전 모드의 변경이 필요하면, 변경할 충전 모드 값이 포함된 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.
도 8은 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 배치 구조도이다.
도 8을 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(800)는 인쇄회로기판(801), 제1 코일(803), 제2 코일(805), 제3 코일(807)을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(800)는 차폐시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(803, 805, 807)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐시트는 인쇄회로기판(801) 및 제1 내지 제3 코일(803, 805, 807) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(803, 805, 807) 상에 배치되거나, 인쇄회로기판(801) 하부에 배치될 수 있다. 차폐시트는 인쇄회로기판(801)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐시트는 제1 내지 제3 코일(803 내지 807)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐시트는 자기장이 인쇄회로기판(801) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(803)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(800)는 제1 코일(803)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(805)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(800)는 제2 코일(805)을 통해 무선 전력 수신기(800)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(807)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(800)는 제3 코일(807)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(803)은 인쇄회로기판(801)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(803)은 인쇄회로기판(801)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(802)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(805)은 제1 코일(803)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(805)은 제1 코일(803)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(804)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(807)은 제2 코일(805)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(807)은 제2 코일(805)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(806)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 9를 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(900)는 인쇄 회로 기판(901), 제1 코일(903), 제2 코일(905), 제3 코일(907)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 수신기(900)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(900)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(903, 905, 907)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(901) 및 제1 내지 제3 코일(903, 905, 907) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(903, 905, 907) 상에 배치되거나, 인쇄회로기판(901) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(901)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(903, 905, 907)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(901) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(903)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(900)는 제1 코일(903)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(905)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(900)는 제2 코일(905)을 통해 무선 전력 수신기(900)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(907)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(900)는 제3 코일(907)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(903)은 인쇄회로기판(901)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(903)은 인쇄회로기판(901)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(902)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(905)은 제1 코일(903)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(905)은 제1 코일(903)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(904)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(907)은 제2 코일(905)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(907)은 제2 코일(905)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(906)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(900)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(901)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(901)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(901)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(901) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 플로팅(floating) 상태일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(901) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(903, 905, 907)이 인쇄 회로 기판(901) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(900)는 제1 더미 패턴(908), 제2 더미 패턴(909), 제3 더미 패턴(910)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908 내지 910)은 인쇄 회로 기판(901) 상의 제2 이격 공간(904)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제2 코일(905)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제1 코일(903)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제2 코일(905)의 외측 경계선 및 제1 코일(903)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)이 제1 코일(903) 또는 제2 코일(905)와 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제1 코일(903)과 제2 코일(905)의 대한 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(908)은 제2 코일(905)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(903)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(909)은 제2 코일(905)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(903)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(910)은 제2 코일(905)의 외측 경계선의 하부 및 제1 코일(903)의 내측 경계선의 하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(903) 및 제2 코일(905)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908 내지 910)은 제1 코일(903) 및 제2 코일(905)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(903) 및 제2 코일(905) 간의 전자기적인 간섭을 방지하는 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908 내지 910)은 제1 코일(903) 및 제2 코일(905)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(903) 및 제2 코일(905) 간의 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제3 더미 패턴(908 내지 910) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제1 코일(903) 및 제2 코일(905)간의 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제2 코일(905) 보다 제1 코일(903)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 더미 패턴(908 내지 910)은 제2 코일(905) 보다 제1 코일(903)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(903)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제1 코일(903) 보다 제2 코일(905)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제1 코일(901) 및 제2 코일(903)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(901)은 인쇄 회로 기판(901)의 전면에 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(901)의 후면에 추가적인 적어도 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(901)은 인쇄 회로 기판(901)의 후면에 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(901) 및 제2 코일(903)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(901) 및 제2 코일(903)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제1 코일(901) 및 제2 코일(903)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제1 코일(901) 및 제2 코일(903)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(901) 및 제2 코일(903) 간의 전자기적인 간섭을 방지 할 수 있다.
제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 제1 내지 제3 코일(903, 905, 907)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 더미 패턴(908, 909, 910)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 10은 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 10을 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1000)는 인쇄 회로 기판(1001), 제1 코일(1003), 제2 코일(1005), 제3 코일(1007)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1000)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1000)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1003, 1005, 1007)과 중첩되게 배치 될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1001) 및 제1 내지 제3 코일(1003, 1005, 1007) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1003, 1005, 1007) 상에 배치되거나, 인쇄회로기판(1001) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1001)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1003, 1005, 1007)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1001) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1003)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1000)는 제1 코일(1003)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1005)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1000)는 제2 코일(1005)을 통해 무선 전력 수신기(1000)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1007)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1000)는 제3 코일(1007)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1003)은 인쇄회로기판(1001)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1003)은 인쇄회로기판(1001)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1002)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1005)은 제1 코일(1003)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1005)은 제1 코일(1003)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1004)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1007)은 제2 코일(1005)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1007)은 제2 코일(1005)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1006)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1000)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄회로기판(1001)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄회로기판(1001)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(1001)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1001) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1001) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1003, 1005, 1007)이 인쇄 회로 기판(1001) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1000)는 제1 더미 패턴(1008)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 인쇄회로기판(1001) 상의 제2 이격 공간(1004)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 더미 패턴(1008)은 제2 코일(1005)의 외측 경계선의 전체를 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 제2 코일(1005)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 제1 코일(1003)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 제2 코일(1005)의 외측 경계선 및 제1 코일(1003)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)이 제1 코일(1003) 또는 제2 코일(1005)과 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제1 코일(1003) 및 제2 코일(1005)에 대한 전자기적인 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 더미 패턴(1008) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제1 코일(1003) 및 제2 코일(1005) 간의 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다. 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 제2 코일(1005) 보다 제1 코일(1003)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 더미 패턴(1008)은 제2 코일(1005) 보다 제1 코일(1003)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1003)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 제1 코일(1003) 보다 제2 코일(1005)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 더미 패턴(1008)은 제1 코일(1003) 및 제2 코일(1005)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1001)은 인쇄 회로 기판(1001)의 전면에 제1 더미 패턴(1008)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1001)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1001)은 인쇄 회로 기판(1001)의 후면에 제1 더미 패턴(1008)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
제1 더미 패턴(1008)은 제1 내지 제3 코일(1003, 1005, 1007)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 더미 패턴(1008)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 더미 패턴(1008)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 더미 패턴(1008)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 11을 참고하면, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1100)는 인쇄 회로 기판(1101), 제1 코일(1103), 제2 코일(1105), 제3 코일(1107)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1100)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1100)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1103, 1105, 1107)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1101) 및 제1 내지 제3 코일(1103, 1105, 1107) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1103, 1105, 1107) 상에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1101) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1101)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1103, 1105, 1107)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1101) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1103)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1100)는 제1 코일(1103)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1105)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1100)는 제2 코일(1105)을 통해 무선 전력 수신기(1100)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1107)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1100)는 제3 코일(1107)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1103)은 인쇄 회로 기판(1101)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1103)은 인쇄 회로 기판(1101)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1102)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1105)은 제1 코일(1103)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1105)은 제1 코일(1103)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1104)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1107)은 제2 코일(1105)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1107)은 제2 코일(1105)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1106)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1100)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1101)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1101)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1101)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1101) 또는 차폐시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1101) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1103, 1105, 1107)이 인쇄 회로 기판(1101) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1100)는 제1 더미 패턴(1108), 제2 더미 패턴(1109), 제3 더미 패턴(1110), 제4 더미 패턴(1111)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 인쇄 회로 기판(1101) 상의 제2 이격 공간(1104)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 제1 코일(1103)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선 및 제1 코일(1103)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)이 제1 코일(1103) 및 제2 코일(1105)와 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1105) 및 제1 코일(1103)에 대한 전자기적인 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
예를 들어, 제1 더미 패턴(1108)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(1103)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1109)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(1103)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1110)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선의 하부 및 제1 코일(1103)의 내측 경계선의 상부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1103) 및 제2 코일(1105)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1108 내지 1110)은 제1 코일(1103) 및 제2 코일(1105)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1103) 및 제2 코일(1105) 간의 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1108 내지 1110)은 제1 코일(1103) 및 제2 코일(1105)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1103) 및 제2 코일(1105) 간의 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다.
제4 더미 패턴(1111)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선을 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 제4 더미 패턴(1111)은 제1 내지 제3 더미 패턴(1108 내지 1110) 보다 제2 코일(1105)에 근접하게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제2 코일(1105) 및 제1 코일(1103) 간의 전자기적인 간섭을 방지하는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108 내지 1111)은 제2 코일(1105) 보다 제1 코일(1103)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1108 내지 1111)은 제2 코일(1105) 보다 제1 코일(1103)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1103)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108 내지 1110)은 제1 코일(1103) 보다 제2 코일(1105)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1108 내지 1111)은 제2 코일(1105) 및 제1 코일(1103)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1101)은 인쇄 회로 기판(1101)의 전면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1108 내지 1111)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1101)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1101)은 인쇄 회로 기판(1101)의 후면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1108 내지 1111)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(1101) 및 제2 코일(1103)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(1101) 및 제2 코일(1103)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1108 내지 1110)은 제1 코일(1101) 및 제2 코일(1103)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1108 내지 1110)은 제1 코일(1101) 및 제2 코일(1103)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(1101) 및 제2 코일(1103) 간의 전자기적인 간섭 방지하는 효과가 있다.
제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 제1 내지 제3 코일(1103, 1105, 1107)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 더미 패턴(1108, 1109, 1110, 1111)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 12를 참고하면, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1200)는 인쇄 회로 기판(1201), 제1 코일(1203), 제2 코일(1205), 제3 코일(1207)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1200)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1203, 1205, 1207)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1201) 및 제1 내지 제3 코일(1203, 1205, 1207) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1203, 1205, 1207) 상에 배치되거나, 인쇄회로기판(1201) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1201)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1203, 1205, 1207)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1201) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1203)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1200)는 제1 코일(1203)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1205)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1200)는 제2 코일(1205)을 통해 무선 전력 수신기(1200)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1207)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1200)는 제3 코일(1207)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1203)은 인쇄 회로 기판(1201)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1203)은 인쇄 회로 기판(1201)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1202)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1205)은 제1 코일(1203)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1205)은 제1 코일(1203)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1204)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1207)은 제2 코일(1205)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1207)은 제2 코일(1205)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1206)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1200)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1201)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1201)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1201)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1201) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1201) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1203, 1205, 1207)이 인쇄 회로 기판(1201) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1200)는 제1 더미 패턴(1208), 제2 더미 패턴(1209), 제3 더미 패턴(1210), 제4 더미 패턴(1211)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 인쇄 회로 기판(1201) 상의 제2 이격 공간(1204)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제2 코일(1205)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1203)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제2 코일(1205)의 외측 경계선 또는 제1 코일(1203)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)이 제1 코일(1203) 또는 제2 코일(1205)와 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1205)과제1 코일(1203)에 대한 전자기적인 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
예를 들어, 제1 더미 패턴(1208)은 제2 코일(1105)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(1203)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1209)은 제2 코일(1205)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(1203)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1210)은 제2 코일(1205)의 외측 경계선의 하부 및 제1 코일(1203)의 내측 경계선의 상부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
제4 더미 패턴(1211)은 제2 코일(1205)의 외측 경계선을 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 제4 더미 패턴(1211)은 제1 내지 제3 더미 패턴(1208 내지 1210) 보다 제1 코일(1203)에 근접하게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제2 코일(1205) 보다 제1 코일(1203)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1208 내지 1211)은 제2 코일(1205) 보다 제1 코일(1203)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1203)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1203) 보다 제2 코일(1205)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1203) 및 제2 코일(1205)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1201)은 인쇄 회로 기판(1201)의 전면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1201)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1201)은 인쇄 회로 기판(1201)의 후면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1208 내지 1211)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(1201) 및 제2 코일(1203)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(1201) 및 제2 코일(1103)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1201) 및 제2 코일(1203)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 코일(1201) 및 제2 코일(1203)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(1201) 및 제2 코일(1203) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 제1 내지 제3 코일(1203, 1205, 1207)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 더미 패턴(1208, 1209, 1210, 1211)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 13을 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1300)는 인쇄 회로 기판(1301), 제1 코일(1303), 제2 코일(1305), 제3 코일(1307)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1300) 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1300)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1303, 1305, 1307)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1301) 및 제1 내지 제3 코일(1303, 1305, 1307) 사이에 배치되거나 제1 내지 제3 코일(1303, 1305, 1307) 상에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1301) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1301)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1303, 1305, 1307)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1301)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1303)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1300)는 제1 코일(1303)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1305)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1300)는 제2 코일(1305)을 통해 무선 전력 수신기(1300)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1307)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1300)는 제3 코일(1307)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1303)은 인쇄회로기판(1301)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1303)은 인쇄회로기판(1301)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1302)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1305)은 제1 코일(1303)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1305)은 제1 코일(1303)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1304)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1307)은 제2 코일(1305)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1307)은 제2 코일(1305)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1306)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1300)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1301)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1301)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1301)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1301) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1301) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1303, 1305, 1307)이 인쇄 회로 기판(1301) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1300)는 제1 더미 패턴(1308), 제2 더미 패턴(1309), 제3 더미 패턴(1310)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 인쇄 회로 기판(1301) 상의 제2 이격 공간(1306)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제2 코일(1305)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307)의 외측 경계선 및 제2 코일(1305)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)이 제2 코일(1305) 또는 제3 코일(1307)과 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1305) 및 제3 코일(1307)에 대한 전자기적인 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
예를 들어, 제1 더미 패턴(1308)은 제3 코일(1307)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(1305)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1309)은 제3 코일(1307)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(1305)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1310)은 제3 코일(1307)의 외측 경계선의 하부 및 제2 코일(1305)의 내측 경계선의 하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307) 보다 제2 코일(1305)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307) 보다 제2 코일(1305에 더 가깝게 배치됨으로써, 제2 코일(1305)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제2 코일(1305) 보다 제3 코일(1307)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제2 코일(1305) 및 제3 코일(1307)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1301)은 인쇄 회로 기판(1301)의 전면에 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 131010)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1301)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1301)은 인쇄 회로 기판(1301)의 후면에 제1 내지 제3 더미 패턴(1308 내지 1310)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1308 내지 1310)은 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제3 코일(1307) 및 제2 코일(1305) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 제1 내지 제3 코일(1303, 1305, 1307)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 더미 패턴(1308, 1309, 1310)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 14를 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1400)는 인쇄 회로 기판(1401), 제1 코일(1403), 제2 코일(1405), 제3 코일(1407)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1400)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1400)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1403, 1405, 1407)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1401) 및 제1 내지 제3 코일(1403, 1405, 1407) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1403, 1405, 1407) 상에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1401) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1401)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1403, 1405, 1407)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1401) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1403)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1400)는 제1 코일(1403)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1405)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1400)는 제2 코일(1405)을 통해 무선 전력 수신기(1400)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1407)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1400)는 제3 코일(1407)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1403)은 인쇄회로기판(1401)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1403)은 인쇄회로기판(1401)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1402)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1405)은 제1 코일(1403)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1405)은 제1 코일(1403)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1404)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1407)은 제2 코일(1405)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1407)은 제2 코일(1405)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1406)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1400)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄회로기판(1401)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄회로기판(1401)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(1401)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1401) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1401) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1403, 1405, 1407)이 인쇄 회로 기판(1401) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1400)는 제1 더미 패턴(1408)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 인쇄회로기판(1401) 상의 제3 이격 공간(1406)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 더미 패턴(1408)은 제3 코일(1407)의 외측 경계선의 전체를 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제3 코일(1407)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제2 코일(1405)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제3 코일(1407)의 외측 경계선 또는 제2 코일(1405)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제2 코일(1405) 또는 제3 코일(1407)과 0.5mm이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1405) 및 제3 코일(1407)에 대한 전자기적인 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 더미 패턴(1408) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제2 코일(1405) 및 제3 코일(1407)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제3 코일(1407) 보다 제2 코일(1405)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 더미 패턴(1408)은 제3 코일(1407) 보다 제2 코일(1405)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제2 코일(1405)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제2 코일(1405) 보다 제3 코일(1407)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 더미 패턴(1408)은 제2 코일(1405) 및 제3 코일(1407)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1401)은 인쇄 회로 기판(1401)의 전면에 제1 더미 패턴(1408)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1401)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1401)은 인쇄 회로 기판(1401)의 후면에 제1 더미 패턴(1408)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
제1 더미 패턴(1408)은 제1 내지 제3 코일(1403, 1405, 1407)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 더미 패턴(1408)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 더미 패턴(1408)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 더미 패턴(1408)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 15를 참고하면, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1500)는 인쇄 회로 기판(1501), 제1 코일(1503), 제2 코일(1505), 제3 코일(1507)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1500)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1500)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1503, 1505, 1507)과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1501) 및 제1 내지 제3 코일(1503, 1505, 1507) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1503, 1505, 1507) 상에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1501) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1501)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1503, 1505, 1507)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1501) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1503)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1500)는 제1 코일(1503)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1505)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1500)는 제2 코일(1505)을 통해 무선 전력 수신기(1500)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1507)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1500)는 제3 코일(1507)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1503)은 인쇄 회로 기판(1501)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1503)은 인쇄 회로 기판(1501)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1502)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1505)은 제1 코일(1503)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1505)은 제1 코일(1503)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1504)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1507)은 제2 코일(1505)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1507)은 제2 코일(1505)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1506)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1500)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1501)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1501)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1501)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1501) 또는 차폐시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1501) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1503, 1505, 1507)이 인쇄 회로 기판(1501) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1500)는 제1 더미 패턴(1508), 제2 더미 패턴(1509), 제3 더미 패턴(1510), 제4 더미 패턴(1511)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 인쇄 회로 기판(1501) 상의 제3 이격 공간(1506)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제3 코일(1507)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제2 코일(1505)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제3 코일(1507)의 외측 경계선 및 제2 코일(1505)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제2 코일(1505) 또는 제3 코일(1507)과 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1505) 및 제3 코일(1507)에 대한 전자기적인 간섭을 감소시키는 효과가 있다.
예를 들어, 제1 더미 패턴(1508)은 제3 코일(1507)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(1505)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1509)은 제3 코일(1507)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(1505)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1510)은 제3 코일(1507)의 외측 경계선의 하부 및 제2 코일(1505)의 내측 경계선의 상부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1505)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1508, 1509, 1510)은 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1505)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1505) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1508 내지 1510)은 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1505)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1505) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있는 효과가 있다.
제4 더미 패턴(1511)은 제3 코일(1507)의 외측 경계선을 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 제4 더미 패턴(1511)은 제1 내지 제3 더미 패턴(1508 내지 1510) 보다 제3 코일(1507)에 근접하게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제2 코일(1505) 및 제3 코일(1507)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제3 코일(1507) 보다 제2 코일(1505)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511)은 제3 코일(1507) 보다 제2 코일(1505)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제2 코일(1505)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제2 코일(1505) 보다 제3 코일(1507)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)은 제2 코일(1505) 및 제3 코일(1507)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1501)은 인쇄 회로 기판(1501)의 전면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1508, 1509, 1510, 1511)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1501)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1501)은 인쇄 회로 기판(1501)의 후면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1503)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1503)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1508, 1509, 1510)은 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1503)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1508, 1509, 1510)은 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1503)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제3 코일(1507) 및 제2 코일(1503) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511)은 제1 내지 제3 코일(1503, 1505, 1507)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 더미 패턴(1508 내지 1511)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 16을 참고하면, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1600)는 인쇄 회로 기판(1601), 제1 코일(1603), 제2 코일(1605), 제3 코일(1607)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1600)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1600)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1603, 1605, 1607) 과 중첩되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1601) 및 제1 내지 제3 코일(1603, 1605, 1607) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1603, 1605, 1607) 상에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1601) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1601)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1603, 1605, 1607)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1601) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1603)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1600)는 제1 코일(1603)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1605)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1600)는 제2 코일(1605)을 통해 무선 전력 수신기(1600)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1607)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1600)는 제3 코일(1607)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1603)은 인쇄 회로 기판(1601)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1603)은 인쇄 회로 기판(1601)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1602)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1605)은 제1 코일(1603)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1605)은 제1 코일(1603)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1604)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1607)은 제2 코일(1605)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1607)은 제2 코일(1605)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1606)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1600)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1601)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1601)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1601)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1601) 또는 차폐시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1601) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1603, 1605, 1607)이 인쇄 회로 기판(1601) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
무선 전력 수신기(1600)는 제1 더미 패턴(1608), 제2 더미 패턴(1609), 제3 더미 패턴(1610), 제4 더미 패턴(1611)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 인쇄 회로 기판(1601) 상의 제3 이격 공간(1606)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제3 코일(1607)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제2 코일(1605)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제3 코일(1607)의 외측 경계선 및 제2 코일(1605)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제2 코일(1605) 또는 제3 코일(1607)과 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1605) 및 제3 코일(1607)에 전자기적인 간섭을 방지할 수 있다.
예를 들어, 제1 더미 패턴(1608)은 제3 코일(1607)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(1605)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1609)은 제3 코일(1607)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(1605)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1610)은 제3 코일(1607)의 외측 경계선의 하부 및 제2 코일(1605)의 내측 경계선의 상부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1608 내지 1610)은 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1608 내지 1610)은 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
제4 더미 패턴(1611)은 제3 코일(1607)의 외측 경계선을 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 제4 더미 패턴(1611)은 제1 내지 제3 더미 패턴(1608 내지 1610) 보다 제2 코일(1605)에 근접하게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제2 코일(1605) 및 제3 코일(1607)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제3 코일(1607) 보다 제2 코일(1605)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제3 코일(1607) 보다 제2 코일(1605)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제2 코일(1605)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1610)은 제2 코일(1605) 보다 제3 코일(1607)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제2 코일(1605) 및 제3 코일(1607)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1601)은 인쇄 회로 기판(1601)의 전면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1601)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1601)은 인쇄 회로 기판(1601)의 후면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1608 내지 1610)은 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1608 내지 1610)은 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제3 코일(1607) 및 제2 코일(1605) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 제1 내지 제3 코일(1603, 1605, 1607)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 더미 패턴(1608 내지 1611)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 17을 참고하면, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1700)는 인쇄 회로 기판(1701), 제1 코일(1703), 제2 코일(1705), 제3 코일(1707)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1700)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1700)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1703, 1705, 1707) 과 중처보디어 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1701) 및 제1 내지 제3 코일(1703, 1705, 1707) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1703, 1705, 1707) 상부에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1701) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1701)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1703, 1705, 1707)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1701)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1703)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1700)는 제1 코일(1703)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1705)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1700)는 제2 코일(1705)을 통해 무선 전력 수신기(1700)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1707)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1700)는 제3 코일(1707)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1703)은 인쇄회로기판(1701)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1703)은 인쇄회로기판(1701)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1702)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1705)은 제1 코일(1703)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1705)은 제1 코일(1703)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1704)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1707)은 제2 코일(1705)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1707)은 제2 코일(1705)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1706)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1700)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1701)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1701)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1701)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1701) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1701) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1703, 1705, 1707)이 인쇄 회로 기판(1701) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1700)는 제1 내지 제6 더미 패턴(1708 내지 1713)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 인쇄 회로 기판(1701) 상의 제2 이격 공간(1704)에 배치될 수 있다. 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 인쇄 회로 기판(1701) 상의 제3 이격 공간(1706)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제2 코일(1705)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1703)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제2 코일(1705)의 외측 경계선 및 제1 코일(1703)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)이 제1 코일(1703) 또는 제2 코일(1705)과 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705)에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1708)은 제2 코일(1705)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(1703)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1709)은 제2 코일(1705)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(1703)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1710)은 제2 코일(1705)의 외측 경계선의 하부 및 제1 코일(1703)의 내측 경계선의 하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제3 코일(1707)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제2 코일(1705)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제3 코일(1707)의 외측 경계선 및 제2 코일(1705)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)이 제2 코일(1705) 또는 제3 코일(1707)과 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1705) 및 제3 코일(1707)에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
예를 들어, 제4 더미 패턴(1711)은 제3 코일(1707)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(1705)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제5 더미 패턴(1712)은 제3 코일(1705)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(1705)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제6 더미 패턴(1713)은 제3 코일(1707)의 외측 경계선의 하부 및 제2 코일(1705)의 내측 경계선의 하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상일 경우 제1 코일(1703) 및 제2 코일(1705)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제2 코일(1703) 보다 제2 코일(1705)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제2 코일(1705) 보다 제1 코일(1703)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1703)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1703) 보다 제2 코일(1705)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1701)은 인쇄 회로 기판(1701)의 전면에 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1701)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1701)은 인쇄 회로 기판(1701)의 후면에 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상일 경우 제2 코일(1705) 및 제3 코일(1707)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제2 코일(1703) 보다 제1 코일(1701)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제2 코일(1703) 보다 제1 코일(1701)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1701)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제1 코일(1701) 보다 제2 코일(1703)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1701)은 인쇄 회로 기판(1701)의 전면에 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1701)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1701)은 인쇄 회로 기판(1701)의 후면에 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1708 내지 1710)은 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(1701) 및 제2 코일(1703) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제4 내지 제6 더미 패턴(1711 내지 1713)은 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제3 코일(1707) 및 제2 코일(1705) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
제1 내지 제6 더미 패턴(1708 내지 1713)은 제1 내지 제3 코일(1703, 1705, 1707)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제6 더미 패턴(1708 내지 1713)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제6 더미 패턴(1708 내지 1713)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제6 더미 패턴(1708 내지 1713)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 18은 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 18을 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1800)는 인쇄 회로 기판(1801), 제1 코일(1803), 제2 코일(1805), 제3 코일(1807)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1800)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1800)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1803, 1805, 1807)과 중첩되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1801) 및 제1 내지 제3 코일(1803, 1805, 1807) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1803, 1805, 1807) 상부에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1801) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1801)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1803, 1805, 1807)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1801) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1803)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1800)는 제1 코일(1803)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1805)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1800)는 제2 코일(1805)을 통해 무선 전력 수신기(1800)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1807)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1800)는 제3 코일(1807)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1803)은 인쇄회로기판(1801)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1803)은 인쇄회로기판(1801)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1802)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1805)은 제1 코일(1803)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1805)은 제1 코일(1803)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1804)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1807)은 제2 코일(1805)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1807)은 제2 코일(1805)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1806)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1800)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄회로기판(1801)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄회로기판(1801)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(1801)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1801) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1801) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1803, 1805, 1807)이 인쇄 회로 기판(1801) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1800)는 제1 더미 패턴(1808) 및 제2 더미 패턴(1809)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 인쇄회로기판(1801) 상의 제2 이격 공간(1804)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 더미 패턴(1808)은 제2 코일(1805)의 외측 경계선의 전체를 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 제2 코일(1805)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 제1 코일(1803)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 제2 코일(1805)의 외측 경계선 및 제1 코일(1803)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)이 제1 코일(1803) 또는 제2 코일(1805)로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제1 코일(1803) 및 제2 코일(1805)에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 더미 패턴(1808) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상일 경우 제1 코일(1803) 및 제2 코일(1805)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 제2 코일(1805) 보다 제1 코일(1803)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 더미 패턴(1808)은 제2 코일(1805) 보다 제1 코일(1803)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1803)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 제1 코일(1803) 보다 제2 코일(1805)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 더미 패턴(1808)은 제1 코일(1803) 및 제2 코일(1805)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1801)은 인쇄 회로 기판(1801)의 전면에 제1 더미 패턴(1808)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1801)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1801)은 인쇄 회로 기판(1801)의 후면에 제1 더미 패턴(1808)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 인쇄회로기판(1801) 상의 제3 이격 공간(1806)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선의 전체를 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1905)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1807)의 외측 경계선 및 제2 코일(1805)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
제2 더미 패턴(1809)이 제3 코일(1807) 또는 제2 코일(1805)로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제3 코일(1807) 및 제2 코일(1805)에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제2 더미 패턴(1809) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상일 경우 제3 코일(1807) 및 제2 코일(1805)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1807) 보다 제2 코일(1805)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1807) 보다 제2 코일(1805)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제2 코일(1805)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 제2 코일(1805) 보다 제3 코일(1807)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제2 더미 패턴(1809)은 제3 코일(1807) 및 제2 코일(1805)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1801)은 인쇄 회로 기판(1801)의 전면에 제2 더미 패턴(1809)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1801)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1801)은 인쇄 회로 기판(1801)의 후면에 제2 더미 패턴(1809)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
제1 더미 패턴(1808) 및 제2 더미 패턴(1809)은 제1 내지 제3 코일(1803, 1805, 1807)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 더미 패턴(1808) 및 제2 더미 패턴(1809)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 더미 패턴(1808) 및 제2 더미 패턴(1809)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 더미 패턴(1808) 및 제2 더미 패턴(1809)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 패턴의 배치 구조도이다.
도 19를 참고하면, 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기(1900)는 인쇄 회로 기판(1901), 제1 코일(1903), 제2 코일(1905), 제3 코일(1907)을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(1900)는 멀티 코일 모듈로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1900)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1903, 1905, 1907)과 중첩되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1901) 및 제1 내지 제3 코일(1903, 1905, 1907) 사이에 배치되거나, 제1 내지 제3 코일(1903, 1905, 1907) 상부에 배치되거나, 인쇄 회로 기판(1901) 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(1901)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(1903, 1905, 1907)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(1901) 상부 또는 하부에 배치되는 각종 전자 부품 및 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1903)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1900)는 제1 코일(1903)을 통해 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1905)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1900)는 제2 코일(1905)을 통해 무선 전력 수신기(1900)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1907)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(1900)는 제3 코일(1907)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1903)은 인쇄 회로 기판(1901)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(1903)은 인쇄 회로 기판(1901)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(1902)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(1905)은 제1 코일(1903)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(1905)은 제1 코일(1903)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(1904)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1907)은 제2 코일(1905)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(1907)은 제2 코일(1905)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(1906)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1900)는 적어도 하나의 차폐 패턴을 포함할 수 있다. 차폐 패턴은 더미(dummy) 패턴으로 지칭될 수 있다. 더미 패턴은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1901)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1901)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1901)은 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 패턴은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 패턴은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 패턴이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1901) 또는 차폐시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 패턴은 인쇄 회로 기판(1901) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴은 제1 내지 제3 코일(1903, 1905, 1907)이 인쇄 회로 기판(1901) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 패턴은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1900)는 제1 더미 패턴(1908), 제2 더미 패턴(1909), 제3 더미 패턴(1910), 제4 더미 패턴(1911)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 인쇄 회로 기판(1901) 상의 제2 이격 공간(1904)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제2 코일(1905)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제1 코일(1903)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제2 코일(1905)의 외측 경계선 및 제1 코일(1903)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제2 코일(1905) 또는 제1 코일(1903)로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치되므로써, 제2 코일(1905) 및 제1 코일(1903)에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 제1 더미 패턴(1908)은 제2 코일(1905)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(1903)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 패턴(1909)은 제2 코일(1905)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(1903)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 패턴(1910)은 제2 코일(1905)의 외측 경계선의 하부 및 제1 코일(1903)의 내측 경계선의 상부 사이에 배치될 수 있다. 제4 더미 패턴(1911)은 제2 코일(1905)의 외측 경계선을 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 제4 더미 패턴(1911)은 제1 내지 제3 더미 패턴(1908 내지 1910) 보다 제2 코일(1905)에 근접하게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(1903) 및 제2 코일(1905)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1908 내지 1910)은 제1 코일(1903) 및 제2 코일(1905)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1903) 및 제2 코일(1905) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제3 더미 패턴(1908 내지 1910)은 제1 코일(1903) 및 제2 코일(1905)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(1903) 및 제2 코일(1905) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
제1 내지 제8 더미 패턴(1908 내지 1915)은 제1 내지 제3 코일(1903, 1905, 1907)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제8 더미 패턴(1908 내지 1915)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제8 더미 패턴(1908 내지 1915)은 금속 재질로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상이어야 제2 코일(1905) 및 제1 코일(1903)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제2 코일(1905) 보다 제1 코일(1903)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제2 코일(1905) 보다 제1 코일(1903)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제1 코일(1903)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제1 코일(1903) 보다 제2 코일(1905)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)은 제2 코일(1905) 및 제1 코일(1903)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1901)은 인쇄 회로 기판(1901)의 전면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1901)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1901)은 인쇄 회로 기판(1901)의 후면에 제1 내지 제4 더미 패턴(1908 내지 1911)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(1900)는 제5 더미 패턴(1912), 제6 더미 패턴(1913), 제7 더미 패턴(1914), 제8 더미 패턴(1915)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 인쇄 회로 기판(1901) 상의 제3 이격 공간(1906)에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제2 코일(1905)의 내측 경계선으로부터 0.5mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선 및 제2 코일(1905)의 내측 경계선으로부터 각각 0.5mm 이상 이격될 경우, 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)에 대한 간섭을 방지할 수 있다.
예를 들어, 제5 더미 패턴(1912)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(1905)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제6 더미 패턴(1913)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(1905)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제7 더미 패턴(1914)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선의 하부 및 제2 코일(1905)의 내측 경계선의 상부 사이에 배치될 수 있다. 제8 더미 패턴(1915)은 제3 코일(1907)의 외측 경계선을 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 제8 더미 패턴(1915)은 제5 내지 제7 더미 패턴(1912 내지 1914) 보다 제3 코일(1907)에 근접하게 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915) 각각의 폭의 길이 또는 두께는 0.2mm 이상일 수 있다. 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915) 각각은 폭의 길이 또는 두께가 0.2mm 이상일 경우 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)로부터 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907) 보다 제2 코일(1905)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907) 보다 제2 코일(1905)에 더 가깝게 배치됨으로써, 제2 코일(1905)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제2 코일(1905) 보다 제3 코일(1907)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)은 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)에 대하여 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(1901)은 인쇄 회로 기판(1901)의 전면에 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(1901)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(1901)은 인쇄 회로 기판(1901)의 후면에 제5 내지 제8 더미 패턴(1912 내지 1915)과 동일한 패턴의 다른 더미 패턴들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(1901) 및 제2 코일(1903)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(1901) 및 제2 코일(1903)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 패턴(1908 내지 1910)은 제1 코일(1901) 및 제2 코일(1903)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 패턴(1908 내지 1910)은 제1 코일(1901) 및 제2 코일(1903)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(1901) 및 제2 코일(1903) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제4 내지 제6 더미 패턴(1912 내지 1914)은 제3 코일(1907) 및 제2코일(1905)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제4 내지 제6 더미 패턴(1912 내지 1914)은 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제3 코일(1907) 및 제2 코일(1905) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈은 인쇄회로기판, 인쇄회로기판 상에 배치되는 제1 근거리 무선 통신 코일, 인쇄회로기판 상에 배치되고 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치되는 제2 근거리 무선 통신 코일, 제1 근거리 무선 통신 코일과 제2 근거리 무선 통신 코일 사이에 배치되는 더미 패턴을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴은 제1 근거리 무선 통신 코일과의 제1 거리로 이격되고, 제2 근거리 무선 통신 코일과의 제2 거리로 이격되고, 제1 거리는 제2 거리보다 클 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 제1 근거리 무선 통신, 제2 근거리 무선 통신 코일 및 더미 패턴은 인쇄회로기판 상에 패턴 인쇄될 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 제1 근거리 무선 통신, 제2 근거리 무선 통신 코일 및 더미 패턴은 동일 물질로 형성 될 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴의 폭은 0.2mm 이상일 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 제1 거리 및 제2 거리는 0.5mm 이상일 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴은 전류가 인가되지 않을 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴은 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴은 복수 개일 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴은 제2 근거리 무선 통신 코일의 굴곡을 가지는 부분에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴, 제1코일(예를 들어, 제2 근거리 무선 통신 코일), 제2코일(예를 들어, 제1 근거리 무선 통신 코일), 제3코일(예를 들어, 무선 충전 코일)의 선폭 및 선간 간격은 아래 표 1과 같을 수 있다.
구분 선폭(mm) 선간 간격(mm)
더미패턴 0.2 -
제1 코일 0.5 0.3
제2 코일 0.4~0.8 0.1
제3 코일 0.6 0.1
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴의 선폭은 제1코일의 선폭보다 작을 수 있다. 또한, 더미 패턴의 선폭은 제1 코일의 선폭 대비 0.4배 이상의 폭을 가질 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴의 선폭은 제2 코일의 선폭보다 작을 수 있다. 또한, 더미 패턴의 선폭은 제2 코일의 선폭 대비 0.25배 이상의 폭을 가질 수 있다. 또한, 더피 패턴의 선폭은 제2 코일의 선폭 대비 0.5배 이상의 폭을 가질 수 있다. 이러한 차이는 제2 코일의 선폭이 위치에 따라서 다를 수 있기 때문이다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈에 있어서, 더미 패턴의 선폭은 제3 코일의 선폭보다 작을 수 있다. 또한, 더미 패턴의 선폭은 제3 코일의 선폭 대비 0.3배 이상의 폭을 가질 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈은, 각 코일의 폭에 대한 최소 선폭을 가지므로써, 각 코일간에 발생할 수 있는 간섭을 방지하는 효과를 가진다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
도 20을 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(2000)는 인쇄 회로 기판(2001), 제1 코일(2003), 제2 코일(2005), 제3 코일(2007)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 수신기(2000)는 멀티 코일 모듈 또는 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(2000)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(2001) 및 제1 내지 제3 코일(2003, 2005, 2007)의 상부에 배치되거나, 인쇄회로기판(301)의 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(2001)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(2003, 2005, 2007)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(2001)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(2003)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(2000)는 제1 코일(2003)을 통해 전자 장치와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(2005)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(2000)는 제2 코일(2005)을 통해 무선 전력 수신기(2000)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(2007)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(2000)는 제3 코일(2007)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(2003)은 인쇄회로기판(2001)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(2003)은 인쇄회로기판(2001)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(2002)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(2005)은 제1 코일(2003)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(2005)은 제1 코일(2003)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(2004)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(2007)은 제2 코일(2005)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(2007)은 제2 코일(2005)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(2006)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(2000)는 적어도 하나의 차폐 블록을 포함할 수 있다. 차폐 블록은 더미(dummy) 블록으로 지칭될 수 있다. 더미 블록은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 상부가 뾰족한 삼각형 블록, 하부가 뾰족한 역삼각형 블록, 사각형 블록 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 블록은 인쇄 회로 기판(2001)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 블록은 인쇄 회로 기판(2001)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(2001)은 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 블록은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 블록은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 블록은 인쇄 회로 기판(2001) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 블록은 인쇄 회로 기판(2001) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 제1 내지 제3 코일(2003, 2005, 2007)이 인쇄 회로 기판(2001) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 블록은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 블록은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(2000)는 제1 내지 제8 더미 블록(2008 내지 2015)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 블록(2008 내지 2011)은 인쇄 회로 기판(2001) 상의 제2 이격 공간(2004)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 더미 블록(2008)은 제2 코일(2005)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(2003)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 블록(2009)은 제2 코일(2005)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(2003)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 블록(2010)은 제2 코일(2005)의 외측 경계선의 우하부 및 제1 코일(2003)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 제4 더미 블록(2011)은 제2 코일(2005)의 외측 경계선의 좌하부 및 제1 코일(2003)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
상술한 더미 블록의 위치는 실시예로서, 더미 블록의 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 코일 사이 영역이라면 좌측, 우측이 아닌 중간 부분에 배치될 수도 있다.
제1 내지 제8 더미 블록(2008 내지 2015)은 각 코일(1403, 1405, 1407)에 접하여 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 더미 블록(2008)의 일측은 제1 코일(1403)에 접하고 제1 더미 블록(2008)의 타측은 제2 코일(1405)에 접할 수 있다. 이러한 경우, 각 코일(1403, 1405, 1407) 간의 전기적인 쇼트를 방지하기 위해, 제1 내지 제8 더미 블록(2008 내지 2015)은 절연성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제8 더미 블록(2008 내지 2015)은 절연성 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
실시예에 따른 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 블록(2008 내지 2011)은 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 블록(2008 내지 2011)은 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 블록(2012 내지 2015)은 인쇄 회로 기판(2001) 상의 제3 이격 공간(2006)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제5 더미 블록(2012)은 제3 코일(2007)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(2005)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제6 더미 블록(2013)은 제3 코일(2007)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(2005)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제7 더미 블록(2014)은 제3 코일(2007)의 외측 경계선의 우하부 및 제2 코일(2005)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 제8 더미 블록(2015)은 제3 코일(2007)의 외측 경계선의 좌하부 및 제2 코일(2005)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 블록(2012 내지 2015)은 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 블록(2012 내지 2015)은 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(2001)은 인쇄 회로 기판(2001)의 전면에 제1 내지 제8 더미 블록(2008 내지 2015)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(2001)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(2001)은 인쇄 회로 기판(2001)의 후면에 제1 내지 제8 더미 블록(2008 내지 2015)과 동일한 형상의 다른 더미 블록들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 블록(2008 내지 2010)은 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 블록(2008 내지 2010)은 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(2003) 및 제2 코일(2005) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
또한, 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제5 내지 제8 더미 블록(2011 내지 2015)은 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제5 내지 제8 더미 블록(2011 내지 2015)은 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제2 코일(2005) 및 제3 코일(2007) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
도 21은 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
도 21을 참고하면, 실시예에 따른 무선 전력 수신기(2100)는 인쇄 회로 기판(2101), 제1 코일(2103), 제2 코일(2105), 제3 코일(2107)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 수신기(2100)는 멀티 코일 모듈 또는 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(2100)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(2101) 및 제1 내지 제3 코일(2103, 2105, 2107)의 상부에 배치되거나, 인쇄회로기판(2101)의 하부에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판(2101)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 내지 제3 코일(2103, 2105, 2107)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판(2101)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(2103)은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(2100)는 제1 코일(2103)을 통해 전자 장치와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(2105)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일일 수 있다. 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(2100)는 제2 코일(2105)을 통해 무선 전력 수신기(2100)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(2107)은 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기(2100)는 제3 코일(2107)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(2103)은 인쇄회로기판(2101)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(2103)은 인쇄회로기판(2101)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(2102)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(2105)은 제1 코일(2103)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(2105)은 제1 코일(2103)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(2104)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(2107)은 제2 코일(2105)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 코일(2107)은 제2 코일(2105)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(2106)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(2100)는 적어도 하나의 차폐 블록을 포함할 수 있다. 차폐 블록은 더미(dummy) 블록으로 지칭될 수 있다. 더미 블록은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 더미 블록은 인쇄회로기판(2101)의 일부일 수 있다. 즉, 더미 블록은 인쇄회로기판(2101)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(2101)은 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 블록은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 블록은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 블록은 인쇄 회로 기판(2101) 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 블록은 인쇄 회로 기판(2101) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 제1 내지 제3 코일(2103, 2105, 2107)이 인쇄 회로 기판(2101) 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 블록은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 블록은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기(2100)는 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)은 코일들로부터 미리 정해진 거리 이상 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)은 각각의 폭의 길이 또는 두께는 미리 정해진 길이 이상일 수 있다.
실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 블록(2108 내지 2111)은 인쇄 회로 기판(2101) 상의 제2 이격 공간(2104)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 더미 블록(2108)은 제2 코일(2105)의 외측 경계선의 좌상부 및 제1 코일(2103)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 블록(2109)은 제2 코일(2105)의 외측 경계선의 우상부 및 제1 코일(2103)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제3 더미 블록(2110)은 제2 코일(2105)의 외측 경계선의 우하부 및 제1 코일(2103)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 제4 더미 블록(2111)은 제2 코일(2105)의 외측 경계선의 좌하부 및 제1 코일(2103)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)은 제1 내지 제3 코일(2103, 2105, 2107)과 동일한 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
실시예에 따른 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 블록(2108 내지 2111)은 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제1 내지 제4 더미 블록(2108 내지 2111)은 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 블록(2112 내지 2115)은 인쇄 회로 기판(2101) 상의 제3 이격 공간(2106)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제5 더미 블록(2112)은 제3 코일(2107)의 외측 경계선의 좌상부 및 제2 코일(2105)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 제6 더미 블록(2113)은 제3 코일(2107)의 외측 경계선의 우상부 및 제2 코일(2105)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 제7 더미 블록(2114)은 제3 코일(2107)의 외측 경계선의 우하부 및 제2 코일(2105)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 제8 더미 블록(2115)은 제3 코일(2107)의 외측 경계선의 좌하부 및 제2 코일(2105)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 블록(2112 내지 2115)은 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)의 전류의 양이 증가하는 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 제5 내지 제8 더미 블록(2112 내지 2115)은 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(2101)은 인쇄 회로 기판(2101)의 전면에 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)을 포함하고, 인쇄 회로 기판(2101)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(2101)은 인쇄 회로 기판(2101)의 후면에 제1 내지 제8 더미 블록(2108 내지 2115)과 동일한 패턴의 다른 더미 블록들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 더미 블록(2108 내지 2110)은 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 더미 블록(2108 내지 2110)은 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제1 코일(2103) 및 제2 코일(2105) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
또한, 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 제5 내지 제8 더미 블록(2111 내지 2115)은 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 제5 내지 제8 더미 블록(2111 내지 2115)은 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107)의 패턴의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치됨으로써, 제2 코일(2105) 및 제3 코일(2107) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 복수개의 코일 및 차폐 블록의 단면도이다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 인쇄 회로 기판, 제1 코일, 제2 코일, 더미 블록을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 멀티 코일 모듈 또는 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다. 더미 블록은 차폐 블록으로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 인쇄 회로 기판 및 제1 코일, 제2 코일, 더미 블록 사이에 배치될 수 있다. 차폐 시트는 인쇄 회로 기판과 동일한 면적을 가질 수 있다. 차폐 시트는 제1 코일 및 제2 코일에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 자기장이 인쇄 회로 기판상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일 및 제2 코일은 근거리통신(near field communication; NFC) 코일 또는 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST) 코일 또는 무선 충전 코일일 수 있다.
실시예에 따른 더미 블록은 인쇄회로기판의 일부일 수 있다. 즉, 더미 블록은 인쇄회로기판에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판은 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 더미 블록은 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 더미 블록은 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차폐 시트는 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 더미 블록은 인쇄 회로 기판 또는 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 더미 블록은 인쇄 회로 기판 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 더미 블록은 제1 코일 및 제2 코일이 인쇄 회로 기판 또는 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 더미 블록은 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 더미 블록은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 22(a)를 참고하면 제1 코일(2202) 및 제2 코일(2203) 사이에 배치되는 더미 블록(2204)의 단면은 삼각형일 수 있다. 이때, 더미 블록(2204)은 더미 블록(2204)의 경사진 면을 통해 제1 코일(2202) 및 제2 코일(2203)이 발생하는 자기장의 방향을 상부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 더미 블록(2204)은 제1 코일(2202) 및 제2 코일(2203)의 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 실시예에 따른 기판(2201)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록(2204)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록(2204)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(b)를 참고하면 제1 코일(2206) 및 제2 코일(2207) 사이에 배치되는 더미 블록(2208)의 단면은 상부가 뾰족하고 오목한 경사진 면을 갖는 형상일 수 있다. 이때, 더미 블록(2208)은 더미 블록(2208)의 경사진 면을 통해 제1 코일(2206) 및 제2 코일(2207)이 발생하는 자기장의 방향을 상부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 더미 블록(2208)은 제1 코일(2206) 및 제2 코일(2207)의 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 실시예에 따른 기판(2205)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록(2208)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록(2208)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(c)를 참고하면 제1 코일(2210) 및 제2 코일(2211) 사이에 배치되는 더미 블록(2212)의 단면은 역삼각형일 수 있다. 이때, 더미 블록(2212)은 더미 블록(2212)의 경사진 면을 통해 제1 코일(2210) 및 제2 코일(2211)이 발생하는 자기장의 방향을 하부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 더미 블록(2212)은 제1 코일(2210) 및 제2 코일(2211)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(2209)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록(2212)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록(2212)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(d)를 참고하면 제1 코일(2214) 및 제2 코일(2215) 사이에 배치되는 더미 블록(2216)의 단면은 하부가 뾰족하고 오목한 경사진 면을 갖는 형상일 수 있다. 이때, 더미 블록(2216)은 더미 블록(2216)의 경사진 면을 통해 제1 코일(2214) 및 제2 코일(2215)이 발생하는 자기장의 방향을 하부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 더미 블록(2216)은 제1 코일(2214) 및 제2 코일(2215)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(2213)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록(2216)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록(2216)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(e)를 참고하면 제1 코일(2218) 및 제2 코일(2219) 사이에 배치되는 더미 블록(2220)의 단면은 미리 정해진 폭을 갖는 사각형일 수 있다. 이때, 더미 블록(2220)은 더미 블록(2220)의 미리 정해진 폭을 통해 제1 코일(2218) 및 제2 코일(2219)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(2217)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록(2220)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록(2220)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(f)를 참고하면 제1 코일(2222) 및 제2 코일(2223) 사이에 배치되는 제1 더미 블록(2224) 및 제2 더미 블록(2225)의 단면은 미리 정해진 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 제1 더미 블록(2224) 및 제2 더미 블록(2225)은 이중 차폐 구조를 통해 제1 코일(2222) 및 제2 코일(2223)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(2221)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록들(2224, 2225)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록들(2224, 2225)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(g)를 참고하면 제1 코일(2227) 및 제2 코일(2228) 사이에 배치되는 제1 더미 블록(2229), 제2 더미 블록(2230), 제3 더미 블록(2231)의 단면은 미리 정해진 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 제1 내지 제3 더미 블록(2229 내지 2231)은 삼중 차폐 구조를 통해 제1 코일(2227) 및 제2 코일(2228)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(2226)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록들(2229, 2230, 2231)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록들(2229, 2230, 2231)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 22(h)를 참고하면 제1 코일(2233) 및 제2 코일(2234) 사이에 배치되는 더미 블록(2235)의 단면은 T자 형상일 수 있다. 이때, 더미 블록(2235)은 더미 블록(2235)의 T자 형상을 통해 제1 코일(2233) 및 제2 코일(2234)이 발생하는 자기장의 방향을 하부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 더미 블록(2235)은 제1 코일(2233) 및 제2 코일(2234)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(2232)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 더미 블록(2235)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 더미 블록(2235)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 23은 다양한 NFC 표준 타입의 R/W(Read/Write) 모듈에 대하여 실시예에 따른 멀티 코일 모듈을 적용하기 전과 적용한 후의 무선 신호 인식 거리를 비교하기 위한 실험 결과 테이블이다.
도 23을 참조하면, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈이 장착된 무선 전력 수신 장치의 NFC 인식 거리는 다양한 NFC 표준 타입-즉, 다양한 RW(Read/Write) Mode-에 대하여 멀티 코일 모듈을 적용하기 전과 적용한 후의 측정 결과를 비교할 때, 적용한 후의 인식 거리가 증가된 것을 알 수 있다. 또한, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈이 장착된 무선 전력 수신 장치에서 측정된 NFC 인식 거리는 모든 NFC 표준 타입에서의 표준 인식 거리 요구 조건을 만족하는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈은 표준 인식 거리 요구 조건을 만족시키면서 성능을 크게 개선함됨을 알 수 있다.
도 24은 다양한 NFC 표준 타입의 카드 모드 모듈에 대하여 실시예에 따른 멀티 코일 모듈을 적용하기 전과 적용한 후의 무선 신호 인식 거리를 비교하기 위한 실험 결과 테이블이다.
도 24을 참조하면, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈이 장착된 무선 전력 수신 장치의 NFC 인식 거리는 다양한 NFC 표준 타입-즉, 다양한 카드 모드 모듈-에 대하여 멀티 코일 모듈을 적용하기 전과 적용한 후의 측정 결과를 비교할 때, 적용한 후의 인식 거리가 증가된 것을 알 수 있다. 또한, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈을 장착한 무선 전력 수신 장치에서 측정된 NFC 인식 거리는 모든 NFC 표준 타입에서의 표준 인식 거리 요구 조건을 만족하는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈은 표준 인식 거리 요구 조건을 만족시키면서 성능을 크게 개선함됨을 알 수 있다.
이상에서 설명된 더미 패턴이나 더미 블록은 간섭 차단 부재, 간섭 방지 부재 또는 간섭 억제 부재로 지칭될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기는 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 전자 기기 등에 채택될 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기는 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기에 채택될 수 있다.
실시예에 따른 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기는 움직이거나 움직이지 않는 객체로서 배터리의 충전이 필요한 전자기기에 채택될 수 있다. 에컨대, 실시예에 따른 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론에 채택될 수 있다.

Claims (20)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 제1 근거리 무선 통신 코일;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되고 상기 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치되는 제2 근거리 무선 통신 코일; 및
    상기 제1 근거리 무선 통신 코일과 상기 제2 근거리 무선 통신 코일 사이에 배치되는 제1 간섭 방지 부재를 포함하는 멀티 코일 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 근거리 무선 통신 코일에 의해 둘러싸인 무선 충전 코일; 및
    상기 제1 근거리 무선 통신 코일과 상기 무선 충전 코일 사이에 배치되는 제2 간섭 방지 부재를 더 포함하는 멀티 코일 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 근거리 무선 통신 코일, 상기 제2 근거리 무선 통신 코일, 상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 패턴 인쇄된 멀티 코일 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 근거리 무선 통신 코일, 상기 제2 근거리 무선 통신 코일, 상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 동일 물질로 형성되는 멀티 코일 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 도전성 재질을 포함하는 멀티 코일 모듈
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재는 플라스틱 재질을 포함하는 멀티 코일 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각의 폭은 0.2mm 이상인 멀티 코일 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 플로팅 상태인 멀티 코일 모듈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 전류가 인가되지 않는 멀티 코일 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 서로 이격된 더미 패턴을 포함하는 멀티 코일 모듈.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 서로 이격된 더미 블록을 포함하는 멀티 코일 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 더미 블록은 인접하는 코일과 접하고, 절연성 재질을 포함하는 멀티 코일 모듈.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재 및 상기 제2 간섭 방지 부재 각각은 인접하는 코일 중 하나의 코일의 폭 또는 두께가 큰 영역에 인접하여 배치되는 멀티 코일 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일과의 제1 거리로 이격되고, 상기 제2 근거리 무선 통신 코일과의 제2 거리로 이격되며,
    상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 큰 멀티 코일 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 0.5mm 이상인 멀티 코일 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일을 둘러싸도록 배치되는 멀티 코일 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재는 복수 개가 서로 이격되어 배치되는 멀티 코일 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일의 굴곡 영역에 인접하여 배치되는 멀티 코일 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간섭 방지 부재는 상기 제1 근거리 무선 통신 코일의 제1 굴곡 영역과 상기 제1 굴곡 영역에 대응되는 상기 제2 근거리 무선 통신 코일의 제2 굴곡 영역 사이에 배치되는 멀티 코일 모듈.
  20. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 AC 전력을 수신하는 무선 충전 코일;
    상기 수신된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 정류기;
    상기 인쇄회로기판 상에서 상기 무선 충전 코일을 둘러싸도록 배치되는 근거리 무선 통신 코일; 및
    상기 무선 충전 코일과 상기 근거리 무선 통신 코일 사이에 간섭 방지 부재를 포함하는 무선 전력 수신기.
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