WO2021137312A1 - 사용자 단말을 다양한 방향 및 각도로 거치할 수 있는 무선 충전 장치 - Google Patents

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WO2021137312A1
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module
coil
wireless charging
charging device
user terminal
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김경환
이성훈
육경환
김형석
김환용
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless charging device capable of transmitting wireless power in various directions and angles by changing the direction of a magnetic field generated in a transmitting coil through a repeater capable of horizontal and vertical rotation, and mounting a user terminal in parallel with the repeater.
  • the wireless charging device When the user terminal is charged by the wireless charging method, when the transmitting coil in the wireless charging device and the receiving coil in the user terminal are magnetically coupled by the user terminal being mounted on the wireless charging device, the wireless charging device is the transmitting coil. Apply current to
  • a current When a current is applied to the transmitting coil, a magnetic field is generated in the transmitting coil, and the magnetic field generated in the transmitting coil induces a current in the receiving coil.
  • the current induced in the receiving coil is supplied to the battery in the user terminal, so that the user terminal is charged.
  • the strength of a magnetic field generated in the transmitting coil and interlinked with the receiving coil should be large, and for this purpose, the transmitting coil and the receiving coil should be disposed to face each other in parallel.
  • the user terminal must always be mounted flat on the top of the wireless charging device, but in such a mounting form, the usability of the user terminal is very poor.
  • the user when the user wants to charge the user terminal while watching the screen output from the user terminal, the user has to mount the user terminal flat on the top of the wireless charging device. In this case, the output direction of the screen is upward.
  • the output direction of the screen is upward
  • An object of the present invention is to provide a wireless charging device that mounts a user terminal on a repeater that changes the direction of a magnetic field generated in a transmitting coil.
  • Another object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of rotating and moving the mounted user terminal in a vertical direction or in a horizontal direction.
  • an object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of preventing a decrease in the strength of a magnetic field provided to a receiving coil in the user terminal due to the user terminal being mounted at an angle.
  • Another object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of charging the user terminal through any one transmission coil corresponding to the location of the user terminal without a separate operation for recognizing the user terminal.
  • an object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of quickly determining the actual location of the user terminal and charging the user terminal through any one of the transmission coils corresponding to the location of the user terminal.
  • the user terminal can be mounted on the repeater for changing the direction of the magnetic field generated in the transmitting coil by including the repeater inside the terminal mounting module which is inclined with respect to the upper surface of the case parallel to the transmitting coil.
  • the present invention includes a terminal mounting module capable of rotating and moving in a horizontal direction with respect to the top surface of the power transmission module while forming a predetermined angle with respect to the top surface of the power transmission module, thereby rotating the mounted user terminal in a vertical direction or It can be rotated and moved in the horizontal direction.
  • the present invention forms and arranges the repeater so that the projected area of the repeater projected on the upper surface of the power transmission module is always wider than the area formed by the transmitting coil, thereby preventing a decrease in the strength of the magnetic field provided to the receiving coil in the user terminal.
  • the present invention selectively applies a voltage to any one of the transmitting coils according to the position of the mobile module moving together with the user terminal, so that any one of the transmitting coils corresponding to the position of the user terminal without a separate operation for recognizing the user terminal can be charged through the user terminal.
  • the present invention roughly determines the location of the user terminal according to the location of the mobile module moving together with the user terminal, and performs an operation for recognizing the user terminal only through the coil group corresponding to the location of the mobile module, the user terminal By identifying any one of the transmitting coils capable of transmitting the maximum power to the user terminal, it is possible to quickly determine the actual location of the user terminal and charge the user terminal through any one of the transmitting coils corresponding to the actual location of the user terminal.
  • the present invention by mounting the user terminal on a repeater that changes the direction of the magnetic field generated in the transmitting coil, it is possible to provide a magnetic field in the direction in which the receiving coil is disposed in the user terminal, regardless of the mounting shape of the user terminal, By separating the coil and the receiving coil, there is an effect that can lower the amount of heat generated by wireless charging.
  • the present invention allows the user to check the screen output from the user terminal at various locations while the user terminal is wirelessly charged by rotating the mounted user terminal in a vertical direction or rotating and moving it in a horizontal direction.
  • the present invention prevents the decrease in the strength of the magnetic field provided to the receiving coil in the user terminal due to the user terminal being mounted at an angle through the shape and arrangement of the repeater, so that the user terminal is always in the user terminal regardless of the mounting shape of the user terminal Power can be transmitted with maximum efficiency.
  • the present invention has the effect that the charging operation for the user terminal can be started very quickly by charging the user terminal through any one of the transmitting coils corresponding to the location of the user terminal without a separate operation for recognizing the user terminal. .
  • the present invention quickly grasps the actual location of the user terminal and charges the user terminal through any one of the transmission coils corresponding to the actual location of the user terminal, so that even if the number of transmission coils increases, the charging operation for the user terminal is very quickly In addition to being able to initiate, power can always be transmitted with maximum efficiency regardless of the location of the user terminal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which a user terminal is mounted on a wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the separated components of the wireless charging device shown in Figure 1;
  • 3 and 4 are exploded views of a power transmission module according to each embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining a coupling relationship between a mobile module and a power transmission module.
  • FIG. 7 is an exploded view of a terminal holding module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 and 9 are diagrams for explaining the coupling relationship between the terminal holding module and the mobile module.
  • FIG. 10 is a view for explaining the structural features of the mobile module for coupling with the terminal holding module.
  • FIG. 11 is a view for explaining the structural features of the terminal mounting module for coupling with the mobile module and mounting the user terminal.
  • FIG. 12 is a view showing a coupling relationship between the rotating plate and the mounting plate constituting the terminal mounting module.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating examples of each use of a wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
  • 15 and 16 are views for explaining the width of the repeater projected on the upper surface of the case of the power transmission module according to the angle of the terminal mounting module.
  • 17 is a view for explaining the magnetic coupling of the receiving coil and each transmitting coil according to the position of the moving module.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a position sensor for detecting a position of a moving module
  • 19 is a view for explaining a method of determining a location of a user terminal based on the location of a plurality of grouped transmission coils and a mobile module;
  • first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from other components, and unless otherwise stated, the first component may be the second component, of course.
  • any component is disposed on the "upper (or lower)" or “top (or lower)” of the component means that any component is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of the component. Furthermore, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
  • the present invention relates to a wireless charging device capable of transmitting wireless power in various directions and angles by changing the direction of a magnetic field generated in a transmitting coil through a repeater capable of horizontal and vertical rotation, and mounting a user terminal in parallel with the repeater.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which a user terminal is mounted on a wireless charging device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the components of the wireless charging device shown in FIG. 1 separated.
  • 3 and 4 are exploded views of a power transmission module according to each embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining a coupling relationship between a mobile module and a power transmission module.
  • FIG. 7 is an exploded view of a terminal holding module according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining a coupling relationship between a terminal stationary module and a mobile module.
  • Figure 11 is a view for explaining the structural features of the terminal mounting module for coupling with the mobile module and mounting of the user terminal .
  • FIG. 12 is a view showing a coupling relationship between the rotating plate and the mounting plate constituting the terminal mounting module.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating examples of each use of a wireless charging device according to an embodiment of the present invention.
  • 15 and 16 are diagrams for explaining the width of the repeater projected on the upper surface of the case of the power transmission module according to the angle of the terminal mounting module.
  • FIG. 17 is a view for explaining the magnetic coupling of a receiving coil and each transmitting coil according to the position of the moving module
  • FIG. 18 is a view showing an example of a position sensor for detecting the position of the moving module.
  • 19 is a view for explaining a method of determining a location of a user terminal based on a location of a plurality of grouped transmission coils and a mobile module.
  • a wireless charging device 1 may be mounted on a user terminal 2 , and by transmitting power wirelessly to the mounted user terminal 2 , the user terminal 2 ) can be charged.
  • This wireless charging device 1 may be implemented as a portable device to charge the user terminal 2 at any location.
  • the wireless charging device 1 may be structurally coupled with other devices to charge the user terminal 2 .
  • the wireless charging device 1 may be embedded in a vehicle interior, specifically, a dashboard (dashboard), and when a user mounts the user terminal 2 on the wireless charging device 1, the mounted user terminal (2) can be charged.
  • the wireless charging device 1 may use an electromagnetic induction method.
  • the wireless charging device 1 when the wireless charging device 1 and the user terminal 2 mounted thereon are aligned, the wireless charging device 1 is magnetically coupled to the user terminal 2 and the user terminal ( 2) can transmit power.
  • the wireless charging device 1 may include a transmitting coil 140 for generating a magnetic field therein.
  • the wireless charging device 1 may wirelessly transmit power to the user terminal 2 through the transmission coil 140 provided therein to generate a magnetic field.
  • the receiving coil 2a in the user terminal 2 and the transmitting coil 140 in the wireless charging device 1 may be magnetically coupled.
  • the wireless charging device 1 may apply a voltage to the transmitting coil 140 , and a magnetic field may be generated in the transmitting coil 140 .
  • the magnetic field generated in the transmitting coil 140 may be transferred to the receiving coil 2a to energize the receiving coil 2a, and the current induced in the receiving coil 2a is supplied to the battery in the user terminal 2, so that the battery can be charged.
  • the wireless charging device 1 of the present invention for performing the above-described wireless charging operation is structurally largely composed of a power transmission module 100 , a mobile module 200 , and a terminal holding module 300 . have.
  • the power transmission module 100 may include a plurality of transmission coils 140 arranged side by side therein.
  • the power transmission module 100 is provided on the case 110, the substrate 120 disposed therein, and the substrate 120. It may be composed of a flat core 130 disposed on the flat core 130 and a plurality of transmitting coils 140 arranged side by side on the flat core 130 .
  • the case 110 may include a top case 110t and a bottom case 110b, and the top case 110t and the bottom case 110b may be coupled to each other to airtight the inner space of the case 110 .
  • a power supply circuit for applying a voltage to the transmission coil 140 may be mounted on the substrate 120 under the control of the controller to be described later, and such a power supply circuit is a printed circuit board (PCB), an integrated circuit (IC), etc. can be implemented.
  • PCB printed circuit board
  • IC integrated circuit
  • the flat core 130 may be made of a component that has high magnetic permeability and is not easily broken. More specifically, the flat core 130 may be made of an amorphous metal material such as cobalt (Co), iron (Fe), nickel (Ni), boron (B), silicon (Si), or a combination thereof, and a sheet Or it may have a thin film form.
  • the flat core 130 may be a ferrite core.
  • the flat core 130 may increase the magnetic flux density of the magnetic field generated by the transmitting coil 140 and efficiently form a magnetic path of the magnetic field.
  • the plurality of transmission coils 140 are flat plate coils arranged side by side in one direction on the top of the flat plate core 130 , and may have a circular, oval, or rectangular shape.
  • the plurality of transmitting coils 140 may be arranged side by side while being spaced apart from each other in an area formed by the flat core 130 .
  • the plurality of transmitting coils 140 may be arranged side by side at the same interval. More specifically, the plurality of transmitting coils 140 may be arranged side by side so that the distance d1 between the centers of each transmitting coil 140 is the same.
  • the plurality of transmitting coils 140 are disposed on the same horizontal plane to be spaced apart from a plurality of first coils 140a and a plurality of first coils 140a to partially overlap with the plurality of first coils 140a. It may include at least one second coil 140b disposed thereon.
  • the two first coils 140a may be spaced apart at the same height on the flat core 130, and the single second coil 140b may be spaced apart from the first coil ( 140a) may be disposed to partially overlap each of the first coils 140a. Even in this case, each of the first coil 140a and the second coil 140b may be arranged side by side at the same interval. In other words, the first coil 140a and the second coil 140b may be arranged side by side so that the distance d2 between the centers of the respective coils 140a and 140b is the same.
  • the number of the first coil 140a and the second coil 140b is not limited, but hereinafter, for convenience of explanation, the transmitting coil 140 is a single unit with the two first coils 140a as shown in FIG. 4 . It is assumed that the second coil 140b is included.
  • Terminals for electrical connection with the above-described power supply circuit may be provided at both ends of each transmitting coil 140 , and the power supply circuit applies a voltage to each terminal provided in the transmitting coil 140 under the control of the controller. can be authorized
  • the power supply circuit is one of the transmitting coils 140 among the plurality of transmitting coils 140 under the control of the controller. ) can be applied with a voltage. Accordingly, a magnetic field may be generated in the transmitting coil 140 , and the magnetic field generated in the transmitting coil 140 may induce a current in the receiving coil 2a in the user terminal 2 . The current induced in the receiving coil 2a may charge the internal battery of the user terminal 2 .
  • the moving module 200 may be combined with the above-described power transmission module 100 to move the terminal mounting module 300 to be described later along the arrangement direction of the transmission coil 140 . 3 and 4 , a plurality of transmitting coils 140 may be arranged side by side in one direction. At this time, the mobile module 200 coupled with the terminal mounting module 300 moves the terminal holding module 300 by moving on the power transmission module 100 in the direction in which the transmitting coil 140 is arranged (hereinafter, the arrangement direction ( arrangement direction)).
  • the position of the terminal holding module 300 may always be located on the line in which the transmitting coil is arranged, regardless of how much in which direction the moving module 200 moves. In other words, the terminal holding module 300 may always be located above any transmission coil 140 .
  • the moving module 200 is the upper surface of the power transmitting module 100 , specifically, the case 110 of the power transmitting module 100 . It is installed on the upper surface of the transmission coil 140 can slide along the arrangement direction.
  • the moving module 200 may be movably coupled to the upper surface of the case 110 , and may slide along the arrangement direction of the transmitting coil 140 in a state coupled to the case 110 . . Specifically, the moving module 200 may be coupled to the upper surface of the case 110 so that the transmitting coil 140 can slide on the arranged straight line.
  • the moving module 200 and the upper surface of the case 110 may be coupled through various fastening structures.
  • a rail may be fixedly installed on the upper surface of the case 110 according to the arrangement direction of the transmitting coil 140 , and the moving module 200 may be coupled to the corresponding rail and slide along the extending direction of the rail.
  • a groove formed according to the arrangement direction of the transmitting coil 140 may be provided on the upper surface of the case 110 , and the moving module 200 may be coupled to the corresponding groove to slide.
  • a sliding groove 111 to be formed may be provided on the upper surface of the power transmission module 100 , specifically, on the upper surface of the case 110 , on a straight line in which the transmitting coil 140 is arranged, it extends along the arrangement direction of the transmitting coil 140 .
  • a sliding groove 111 to be formed may be provided on the upper surface of the case 110 by being recessed in the upper surface of the case 110 .
  • the moving module 200 may be coupled to the sliding groove 111 to slide along the arrangement direction of the transmitting coil 140 .
  • the moving module 200 may have a flat plate structure, and both side ends of the moving module 200 may be formed to correspond to the curved shape of the sliding groove 111 .
  • the moving module 200 may be coupled to the sliding grooves 111 , and sliding grooves extending along the arrangement direction of the transmitting coil 140 ( 111) to slide along.
  • the terminal holding module 300 may be provided on the upper surface of the case 110 of the power transmission module 100 , and the user terminal 2 may be mounted in a state inclined with respect to the upper surface of the case 110 .
  • the strength of the magnetic field generated in the transmitting coil 140 and linking to the receiving coil 2a should be large, and for this purpose, the transmitting coil 140 and the receiving coil 2a are parallel to each other need to be placed.
  • the terminal mounting module 300 is inclined with respect to the upper surface of the case 110 , and when the user terminal 2 is mounted in parallel to the terminal mounting module 300 , the power The transmitting coil 140 in the transmitting module 100 and the receiving coil 2a in the user terminal 2 may not be disposed to face each other in parallel. In this case, since the strength of the magnetic field generated in the transmitting coil 140 and linking to the receiving coil 2a is weakened, power transmission efficiency may be lowered.
  • the terminal mounting module 300 may include a repeater (repeater, 310) for converting the direction of the magnetic field generated in the transmitting coil 140 to the direction toward the receiving coil (2a) therein. More specifically, the terminal mounting module 300 may include a repeater 310 disposed in parallel with the receiving coil 2a in the user terminal 2 when the user terminal 2 is mounted therein.
  • the magnetic field generated in the upward direction in the transmission coil 140 may link to the repeater 310 , and accordingly, a current may be induced in the repeater 310 .
  • the current induced in the repeater 310 may generate a magnetic field perpendicular to the repeater 310 .
  • the magnetic field generated in the upward direction in the transmitting coil 140 may be converted to a direction perpendicular to the repeater 310 (direction toward the receiving coil 2a) as it passes through the repeater 310 .
  • the user terminal 2 is mounted on the repeater 310 for changing the direction of the magnetic field generated by the transmitting coil 140 , so regardless of the mounting shape of the user terminal 2 , the user terminal ( 2) In addition to being able to provide a magnetic field in the direction in which the receiving coil (2a) is arranged, there is an effect of lowering the amount of heat generated by wireless charging by separating the transmitting coil 140 and the receiving coil (2a).
  • the terminal mounting module 300 includes a rotating plate 320 coupled to the moving module 200 in addition to the repeater 310 , a mounting plate 330 coupled to the rotating plate 320 , and a terminal mounting module 300 ). It may include a terminal mounting case 340 in direct contact with the user terminal 2 as the outer surface of the.
  • the terminal holding module 300 configured as described above may be coupled to the moving module 200 to be rotatable in the horizontal direction. More specifically, the rotating plate 320 of the terminal mounting module 300 may be coupled to the moving module 200 and may be rotated in the horizontal direction on the fixed moving module 200 .
  • a circular depression 210 may be formed on the upper surface of the moving module 200 , and the terminal holding module 300 may be inserted into the depression 210 . More specifically, the recessed part 210 may have a circular shape recessed downward, and the rotary plate 320 of the terminal mounting module 300 has a circular plate shape corresponding to the shape of the recessed part 210 . 210 may be inserted.
  • the rotating plate 320 of the terminal mounting module 300 may be rotated by being inserted into the depression 210 .
  • the rotating plate 320 may rotate in a horizontal circumferential direction while being inserted into the depression 210 . Accordingly, the repeater 310 , the mounting plate 330 , and the terminal holding case 340 coupled to the rotating plate 320 may also rotate in the circumferential direction according to the rotation of the rotating plate 320 .
  • the terminal mounting module 300 and the moving module 200 are coupled as described above, a plurality of rotations arranged side by side along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the depression 210 formed in the moving module 200 .
  • a groove 220 may be provided.
  • the terminal mounting module 300 may be coupled to the plurality of rotation grooves 220 to rotate in the horizontal direction by a unit angle.
  • a plurality of rotation grooves 220 adjacent to and arranged side by side at the same interval may be provided on the inner circumferential surface of the depression 210 . Accordingly, the central angle ⁇ 1 of each rotation groove 220 may be the same as a unit angle.
  • the rotation plate 320 When the rotation plate 320 is inserted into the depression 210 , the rotation plate 320 may be coupled to the plurality of rotation grooves 220 provided on the inner circumferential surface of the depression 210 .
  • the rotation plate 320 may have a disk shape, and the rotation plate 320 has a plurality of rotation grooves 220 to be provided on the inner circumferential surface of the recessed portion 210 through any coupling member provided on the outer circumferential surface thereof. ) can be combined.
  • the rotation plate 320 coupled to the plurality of rotation grooves 220 may be fixed by the elastic force of a coupling member coupled to each rotation groove 220 .
  • each rotation groove 220 may rotate by a central angle (unit angle) formed.
  • the coupling member coupled to the first rotation groove is fixed by its elastic force, but when the user rotates the rotating plate 320, the coupling member rotates by a unit angle and is coupled to the second rotation groove adjacent to the first rotation groove. can be fixed.
  • the rotation plate 320 may include a plurality of rotation protrusions 321 coupled to the plurality of rotation grooves 220 as a coupling member.
  • the circular rotation plate 320 may include a plurality of rotation protrusions 321 formed on the outer circumferential surface.
  • the plurality of rotation protrusions 321 formed on the rotating plate 320 may be coupled to each of the plurality of rotation grooves 220 formed in the depression 210 of the moving module 200 .
  • the central angle of each rotation protrusion 321 may also be the same as a unit angle.
  • the rotation protrusion 321 may be formed of a member having elasticity. Accordingly, when the rotating plate 320 is fitted into the recessed portion 210 , each of the rotation protrusions 321 may be fixed by being completely coupled to each of the rotation grooves 220 . At this time, when the user applies a rotational force to the rotation plate 320 , each rotation protrusion 321 may be sequentially coupled to the plurality of rotation grooves 220 while rotating by a unit angle.
  • the mounting plate 330 may be coupled to the rotating plate 320 so as to be rotatable in a vertical direction with respect to the rotating plate 320 .
  • the moving module 200 may be disposed parallel to the power transmission module 100 , and the rotating plate 320 may also be coupled in parallel to the moving module 200 .
  • the mounting plate 330 coupled to the rotating plate 320 as shown in FIG. 11 is perpendicular to the rotating plate 320 . direction can be rotated.
  • one side end of the mounting plate 330 may be fastened to the rotating plate 320 through a hinge shaft. Accordingly, the mounting plate 330 may rotate in a vertical direction with respect to the rotating plate 320 fixed to the moving module 200 .
  • the angle ⁇ 2 formed by the rotating plate 320 and the mounting plate 330 is the user terminal 2 mounted on the terminal mounting module 300 . It may be the same as the angle formed with respect to the upper surface of the power transmission module 100 .
  • the mounting plate 330 may form an angle within a certain range with respect to the rotating plate 320 .
  • the mounting plate 330 may rotate in the vertical direction within the maximum angle with respect to the rotating plate 320 .
  • an arbitrary member limiting an angle may be added in various structures to the hinge shaft connecting the mounting plate 330 and the rotating plate 320 .
  • Limiting the maximum angle as described above is to ensure high power transmission efficiency when transmitting power through the repeater 310, which will be described later with reference to FIGS. 15 and 16 .
  • the rotating plate 320 may be inserted into the receiving groove 331 recessed in the rear surface of the mounting plate 330 . More specifically, the terminal mounting case 340 may be coupled to the front surface of the mounting plate 330 , and the receiving groove 331 corresponding to the shape of the rotating plate 320 may be recessed on the rear surface of the mounting plate 330 .
  • the rotating plate 320 When the angle ⁇ 2 between the mounting plate 330 and the rotating plate 320 becomes 0 degrees as the mounting plate 330 rotates with respect to the rotating plate 320 , the rotating plate 320 is formed on the rear surface of the mounting plate 330 . It may be inserted into the receiving groove 331 . When the rotating plate 320 is inserted into the receiving groove 331 , the mounting plate 330 may be disposed parallel to the case 110 .
  • the present invention can mount the user terminal 2 at an angle as described above, as well as mount the user terminal 2 flat like the conventional wireless charging device 1 .
  • the terminal mounting module 300 may have an inclination in the height direction (z-axis direction) based on the arrangement direction (x-axis direction) of the transmitting coil 140 . In this state, the terminal holding module 300 may move forward and backward along the arrangement direction (x-axis direction) of the transmitting coil 140 through the moving module 200 .
  • the user located in front of the terminal mounting module 300 (+x-axis direction) can secure a view of the screen output from the user terminal 2, in this case, the user terminal 2 is the terminal mounting module According to the position (x-axis position) of 300 , it may be charged by receiving power from any one of the plurality of transmitting coils 140 .
  • the terminal mounting module 300 is inclined in the height direction (z-axis direction) based on a direction horizontally perpendicular to the arrangement direction of the transmitting coil 140 (y-axis direction). can have In this state, the terminal holding module 300 may move forward and backward along the arrangement direction (x-axis direction) of the transmitting coil 140 through the moving module 200 .
  • the user located on the side (+y-axis direction) of the terminal mounting module 300 can secure a view of the screen output from the user terminal 2, at this time the user terminal 2 is the terminal mounting module According to the position (x-axis position) of 300 , it may be charged by receiving power from any one of the plurality of transmitting coils 140 .
  • control unit provides a voltage to one of the plurality of transmitting coils 140 according to the location of the terminal holding module 300.
  • the present invention rotates the mounted user terminal 2 in the vertical direction or rotates and moves it in the horizontal direction, so that the user can use the user terminal at various positions while charging the user terminal 2 wirelessly. You can check the screen output in (2).
  • the repeater 310 may transmit the magnetic field generated in the transmitting coil 140 to the receiving coil 2a.
  • the strength of the magnetic field generated in the transmitting coil 140 and linking to the repeater 310 should be large.
  • the repeater projection area (R1) formed on the top surface of the power transmission module 100 may be wider than the region R2 formed by each transmission coil 140 .
  • the repeater projection area R1 may be the same as the area in which the actual repeater 310 is disposed, and may have a maximum area. In this case, the repeater projection region R1 may be wider than the region R2 formed by any of the plurality of transmission coils 140 .
  • the repeater projection area R1 may have a minimum area.
  • the repeater projection region R1 may be wider than the region R2 formed by any of the plurality of transmission coils 140 .
  • the repeater projection region (R1) is always the region (R2) formed by the transmission coil 140, regardless of how much angle the terminal mounting module 300 forms with respect to the upper surface of the power transmission module 100. could be wider. Accordingly, most of the magnetic field generated by the arbitrary transmitting coil 140 may link to the repeater 310 , and the repeater 310 may transmit power to the receiving coil 2a with high efficiency.
  • the present invention reduces the strength of the magnetic field provided to the receiving coil 2a in the user terminal 2 due to the user terminal 2 being mounted at an angle, the shape of the repeaters 310 and 310 and By preventing through the arrangement, power can always be transmitted with maximum efficiency to the user terminal 2 regardless of the mounting shape of the user terminal 2 .
  • control unit transmits power to the user terminal 2 by applying a voltage to the transmitting coil 140 will be described in detail.
  • the controller may apply a voltage to any one of the plurality of transmission coils 140 according to the position of the mobile module 200 . More specifically, the control unit may supply a control signal to the power supply circuit provided on the substrate 120 according to the position of the moving module 200 , and the power supply circuit may supply a control signal to any one of the transmitting coils 140 according to the control signal. voltage can be applied. To this end, the control unit may be provided together with the power supply circuit on the above-described substrate 120 , or may be provided outside the power transmission module 100 and electrically connected to the power supply circuit.
  • control unit is ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays), a controller It may be implemented as a physical element including at least one of controllers, micro-controllers, processors, and microprocessors, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • controller It may be implemented as a physical element including at least one of controllers, micro-controllers, processors, and microprocessors, or a combination thereof.
  • the user terminal 2 may receive power from any one of the transmission coils 140 included in the power transmission module 100 .
  • the receiving coil 2a in the user terminal 2 is any one of the transmitting coils that can be magnetically coupled the strongest among the plurality of transmitting coils 140 in the power transmitting module 100 ( 140) and need to be magnetically coupled.
  • the magnetic coupling strength between the transmitting coil 140 and the receiving coil 2a increases.
  • the strength of the magnetic field may be determined according to a positional relationship between the receiving coil 2a and the transmitting coil 140 .
  • the present invention may provide a magnetic field to the receiving coil 2a through the repeater 310 .
  • the strength of the magnetic field that is eventually linked to the receiving coil 2a is the repeater. It may be determined according to a positional relationship between the 310 and the transmitting coil 140 .
  • the relative positions of the receiving coil 2a and the repeater 310 may be fixed.
  • the moving module 200 moves to the left, the magnetic field generated in the left first coil 140a among the plurality of transmitting coils 140 may link to the repeater 310 the most.
  • the magnetic field generated in the second coil 140b among the plurality of transmitting coils 140 may link the most to the repeater 310, and the moving module 200 When this is further moved to the right, the magnetic field generated in the first coil 140a on the right among the plurality of transmission coils 140 may link to the repeater 310 the most.
  • the controller may identify one transmitting coil 140 that can link the magnetic field to the repeater 310 the most according to the position of the moving module 200 . Subsequently, the control unit may selectively apply a voltage to any one of the identified transmitting coils 140 , and the user terminal 2 may be charged by receiving the magnetic field generated in any one of the transmitting coils 140 through the repeater 310 .
  • control unit identifies the position of the moving module 200, identifies any one transmitting coil 140 corresponding to the position of the moving module 200 with reference to the memory, and identifies any one of the identified transmitting coils 140 ) can be applied with voltage.
  • the wireless charging device 1 of the present invention may further include a position sensor.
  • the position sensor may be implemented in various structures capable of detecting the position of the moving module 200 moving on the power transmission module 100 .
  • the position sensor may be implemented as a photoelectric sensor.
  • the position sensor may include a light emitting element 410 arranged side by side along one side of the sliding groove 111 and a light receiving element 420 arranged side by side along the other side of the sliding groove 111 .
  • the light emitting element 410 and the light receiving element 420 are provided in pairs, and one light emitting element 410 may irradiate a laser light, an LED light, etc. to the opposite light receiving element 420 .
  • the light receiving device 420 is an arbitrary device that detects the light irradiated from the light emitting device 410 and may be implemented as, for example, a photodiode.
  • the light receiving element 420 may output a high (H) signal when light is detected, and may output a low (L) signal when light is not detected.
  • the controller may detect the position of the moving module 200 based on the output value of the light receiving element 420 . Referring back to FIG. 18 , among the plurality of light receiving elements 420 arranged side by side along the sliding groove 111 , the light receiving element 420a arranged at the position of the mobile module 200 is irradiated from the light emitting element 410 . Light may not reach.
  • the light receiving element 420a arranged at the location where the moving module 200 is located may output a low (L) signal, and the control unit may output a low (L) signal based on the position of the light receiving element 420a for outputting the low signal. 200) can be detected.
  • the position sensor has been described as being implemented as a photoelectric sensor in FIG. 18 , it is natural that the position sensor may be implemented as various sensors capable of detecting the position of the moving module 200 .
  • the control unit identifies any one of the transmitting coils 140 corresponding to the position of the moving module 200 with reference to the memory, and the identified one of the transmitting coils 140 ) can be applied with voltage.
  • identification information of the transmission coil 140 corresponding to the position value of the mobile module 200 may be previously stored in the memory.
  • identification information of the transmitting coil 140 corresponding to a position value within a preset range on the left side may be previously stored as identification information of the left first coil 140a in the memory.
  • identification information of the transmitting coil 140 corresponding to a position value within a central preset range may be previously stored in the memory as identification information of the second coil 140b.
  • identification information of the transmitting coil 140 corresponding to a position value within a preset range on the right side may be previously stored as identification information of the right first coil 140a.
  • the controller when the controller identifies the location of the mobile module 200 within the preset range on the left, the controller applies a voltage to the left first coil 140a to transmit power through the left first coil 140a.
  • the controller may transmit power through the second coil 140b by applying a voltage to the second coil 140b.
  • the control unit when the control unit identifies the position of the mobile module 200 within a preset range on the right side, the control unit applies a voltage to the right first coil 140a to transmit power through the right first coil 140a. have.
  • the present invention selectively applies a voltage to any one of the transmitting coils 140 according to the position of the mobile module 200 moving together with the user terminal 2 , thereby providing a separate electronic device for recognizing the user terminal 2 . It is possible to charge the user terminal 2 through any one of the transmitting coils 140 corresponding to the position of the user terminal 2 without a miracle operation.
  • the controller identifies any one of the transmitting coils 140 corresponding to the position of the mobile module 200 without an electromagnetic operation for recognizing the user terminal 2, and applies a voltage to the corresponding transmitting coil 140. Examples have been described.
  • control unit identifies a coil group corresponding to the position of the mobile module 200, and after performing an electromagnetic operation for recognizing the actual position of the user terminal 2 through the identified coil group, the user terminal ( 2), a voltage may be applied to any one of the transmitting coils 140 capable of transmitting power with maximum efficiency.
  • control unit may electromagnetically identify one transmitting coil 140 having the strongest magnetic coupling strength with the receiving coil 2a in the user terminal 2 and apply a voltage to the corresponding transmitting coil 140 . .
  • control unit identifies a coil group corresponding to the position of the mobile module 200, transmits a request signal through a plurality of transmission coils 140 included in the coil group, and transmits a plurality of transmissions included in the coil group.
  • a response signal may be received from the user terminal 2 through the coil 140 .
  • the controller may identify one of the plurality of transmitting coils 140 included in the coil group based on the received response signal, the receiving coil 2a and one transmitting coil 140 having the strongest magnetic coupling strength.
  • FIG. 19 in order to explain the positional relationship between the moving module 200 and each of the transmitting coils 140 , only the moving module 200 and the plurality of transmitting coils 140 are illustrated separately.
  • the plurality of transmitting coils 140 are composed of coils 1 to 7 (141, 142, 143, 144, 145, 146, 147) in the order in which they are arranged from left to right.
  • Coils 1 to 3 are coil group (A), coils 2 to 4 (142, 143, 144) are coil group (B), and coils 3 to 5 (143, 144, 145) are ) is preset as coil group (C), coil 4 to coil 6 (144, 145, 146) as coil group (D), and coil 5 to coil 7 (145, 146, 147) as coil group (E).
  • identification information of a coil group corresponding to a position value of the mobile module 200 may be previously stored in the memory. Accordingly, the controller may identify the coil group corresponding to the location of the moving module 200 with reference to the memory.
  • the controller may identify a coil group corresponding to the location of the mobile module 200 as the coil group C. Subsequently, the controller may transmit a request signal through coils 3 to 5 ( 143 , 144 , and 145 ) included in the coil group (C).
  • the request signal transmitted through the coils 3 to 5 may be provided to the receiving coil 2a of the user terminal 2, and the user terminal 2 receives a response signal to the request signal. It can transmit through the coil 2a.
  • the control unit may receive each response signal to the request signal transmitted through the coils 3 to 5 (143, 144, 145), and the strength of the magnetic coupling with the receiving coil 2a is based on the strength of each response signal. Any one of the strongest transmitting coil 140 may be identified.
  • the control unit sequentially transmits a request signal through each of the plurality of transmitting coils 140 included in the coil group for a time that does not overlap with each other, and receives a response signal output from the receiving coil 2a in the user terminal 2 . can be received sequentially.
  • the controller may sequentially transmit the request signal to the coils 3 to 5 (143, 144, 145) for a time that does not overlap with each other. Specifically, the control unit sequentially applies a ping voltage to coils 3 to 5 (143, 144, 145), thereby sequentially transmitting a request signal through each of coils 3 to 5 (143, 144, 145). can do.
  • the control unit may receive a response signal to the request signal transmitted through the coil 4 (144), the coil 4 (144) After receiving the response signal to the request signal transmitted through ), a response signal to the request signal transmitted through the coil 5 145 may be received.
  • the control unit may compare the strength of each sequentially received response signal, and may identify a request signal causing the strongest response signal and any one of the transmission coils 140 that have transmitted the corresponding request signal.
  • the control unit identifies the transmission coil 140 to which the ping voltage is applied when the strongest response signal is received as the coil 4 (144).
  • the controller may transmit power through the corresponding transmitting coil 140 by applying a voltage to the identified transmitting coil 140 .
  • the present invention roughly determines the position of the user terminal 2 according to the position of the mobile module 200 moving together with the user terminal 2 , and only through the coil group corresponding to the position of the mobile module 200 .
  • the actual location of the user terminal 2 is quickly identified and the user The user terminal 2 may be charged through any one of the transmitting coils 140 corresponding to the actual location of the terminal 2 .
  • the actual location of the user terminal 2 can be determined very quickly, so that the charging operation for the user terminal 2 can be started very quickly. , regardless of the location of the user terminal 2 can always transmit power with maximum efficiency.

Abstract

본 발명은 수평 및 수직 회동 가능한 리피터를 통해 송신 코일에서 발생한 자기장의 방향을 변화시키고, 리피터와 평행하게 사용자 단말을 거치함으로써 다양한 방향 및 각도로 무선 전력을 송신할 수 있는 무선 충전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치는 나란히 배열되는 복수의 송신 코일을 내부에 포함하는 전력 송신 모듈, 내부에 리피터를 포함하고, 상기 전력 송신 모듈의 상면에서 상기 전력 송신 모듈의 상면에 대해 경사지게 배치되는 단말 거치 모듈, 상기 단말 거치 모듈을 상기 송신 코일의 배열 방향에 따라 이동시키는 이동 모듈 및 상기 이동 모듈의 위치에 따라 상기 복수의 송신 코일 중 어느 한 송신 코일에 전압을 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사용자 단말을 다양한 방향 및 각도로 거치할 수 있는 무선 충전 장치
본 발명은 수평 및 수직 회동 가능한 리피터를 통해 송신 코일에서 발생한 자기장의 방향을 변화시키고, 리피터와 평행하게 사용자 단말을 거치함으로써 다양한 방향 및 각도로 무선 전력을 송신할 수 있는 무선 충전 장치에 관한 것이다.
최근 무선 충전 방식을 이용하여 사용자 단말을 충전하는 기술이 상용화되고 있다.
무선 충전 방식에 의하여 사용자 단말이 충전되는 과정을 설명하면, 사용자 단말이 무선 충전 장치에 거치됨으로써 무선 충전 장치 내 송신 코일과 사용자 단말 내 수신 코일이 자기 결합(magnetic coupling)되면 무선 충전 장치는 송신 코일에 전류를 인가한다.
송신 코일에 전류가 인가되면 송신 코일에서는 자기장이 발생하고, 송신 코일에서 발생한 자기장은 수신 코일에 전류를 유도한다. 수신 코일에 유도된 전류는 사용자 단말 내 배터리로 공급됨으로써 사용자 단말은 충전된다.
전술한 무선 충전 방식에서 전력이 효율적으로 전달되기 위해서는 송신 코일에서 발생하여 수신 코일에 쇄교하는 자기장의 세기가 커야하고, 이를 위해 송신 코일과 수신 코일은 평행하게 대향 배치되어야 한다.
이러한 한계로 인해 사용자 단말은 무선 충전 장치의 상부에 항상 평평하게 거치되어야 하는데, 이와 같은 거치 형태에서는 사용자 단말에 대한 사용성이 매우 떨어지는 단점이 있다.
예컨대, 사용자가 사용자 단말에서 출력되는 화면을 시청하면서 사용자 단말을 충전하고자 할 때, 사용자는 사용자 단말을 무선 충전 장치의 상부에 평평하게 거치해야 하는데, 이 경우 화면의 출력 방향은 위 방향이 되어 사용자가 무선 충전 장치의 전후방 또는 측방에 위치하는 경우 사용자 단말에서 출력되는 화면을 시청하기 어렵다는 단점이 있다.
이에 따라, 사용자 단말의 거치 형태와 관계 없이 사용자 단말을 무선 충전할 수 있는 무선 충전 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 송신 코일에서 발생한 자기장의 방향을 전환하는 리피터 상에 사용자 단말을 거치하는 무선 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 거치된 사용자 단말을 수직 방향으로 회동시키거나 수평 방향으로 회동 및 이동시킬 수 있는 무선 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자 단말이 경사지게 거치됨으로 인해 사용자 단말 내 수신 코일에 제공되는 자기장의 세기가 감소하는 것을 방지할 수 있는 무선 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자 단말을 인식하기 위한 별도의 동작 없이 사용자 단말의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 통해 사용자 단말을 충전시킬 수 있는 무선 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자 단말의 실제 위치를 빠르게 파악하고 사용자 단말의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 통해 사용자 단말을 충전시킬 수 있는 무선 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 송신 코일과 평행한 케이스의 상면에 대해 경사지게 형성되는 단말 거치 모듈 내부에 리피터를 포함시킴으로써, 송신 코일에서 발생한 자기장의 방향을 전환하는 리피터 상에 사용자 단말을 거치할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력 송신 모듈의 상면에 대해 일정 각도를 형성하면서 전력 송신 모듈의 상면에 대해 수평 방향으로 회동 및 이동할 수 있는 단말 거치 모듈을 포함함으로써, 거치된 사용자 단말을 수직 방향으로 회동시키거나 수평 방향으로 회동 및 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 전력 송신 모듈의 상면에 투영된 리피터의 투영 영역이 항상 송신 코일이 형성하는 영역보다 넓도록 리피터를 형성 및 배치함으로써, 사용자 단말 내 수신 코일에 제공되는 자기장의 세기 감소를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 단말과 함께 이동하는 이동 모듈의 위치에 따라 어느 한 송신 코일에 선택적으로 전압을 인가함으로써, 사용자 단말을 인식하기 위한 별도의 동작 없이 사용자 단말의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 통해 사용자 단말을 충전시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 단말과 함께 이동하는 이동 모듈의 위치에 따라 사용자 단말의 위치를 대략적으로 결정하고, 이동 모듈의 위치에 대응하는 코일 그룹만을 통해 사용자 단말을 인식하기 위한 동작을 수행하여 사용자 단말에 최대 전력을 송신할 수 있는 어느 한 송신 코일을 식별함으로써, 사용자 단말의 실제 위치를 빠르게 파악하고 사용자 단말의 실제 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 통해 사용자 단말을 충전시킬 수 있다.
본 발명은 송신 코일에서 발생한 자기장의 방향을 전환하는 리피터 상에 사용자 단말을 거치함으로써, 사용자 단말의 거치 형태에 관계 없이 사용자 단말 내 수신 코일이 배치된 방향으로 자기장을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 송신 코일과 수신 코일을 이격시킴으로써 무선 충전에 의한 발열량을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 거치된 사용자 단말을 수직 방향으로 회동시키거나 수평 방향으로 회동 및 이동시킴으로써, 사용자 단말을 무선으로 충전하고 있는 동안에도 사용자가 다양한 위치에서 사용자 단말에서 출력되는 화면을 확인할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 단말이 경사지게 거치됨으로 인해 사용자 단말 내 수신 코일에 제공되는 자기장의 세기가 감소하는 것을, 리피터의 형상 및 배치를 통해 방지함으로써, 사용자 단말의 거치 형태에 관계 없이 사용자 단말에 언제나 최대 효율로 전력을 송신할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자 단말을 인식하기 위한 별도의 동작 없이 사용자 단말의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 통해 사용자 단말을 충전시킴으로써, 사용자 단말에 대한 충전 동작을 매우 빠르게 개시할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용자 단말의 실제 위치를 빠르게 파악하고 사용자 단말의 실제 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 통해 사용자 단말을 충전시킴으로써, 송신 코일의 개수가 증가하더라도 사용자 단말에 대한 충전 동작을 매우 빠르게 개시할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자 단말의 위치에 관계 없이 항상 최대 효율로 전력을 송신할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치에 사용자 단말이 거치된 모습을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 장치의 구성요소를 분리 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 각 실시예에 따른 전력 송신 모듈의 분해도.
도 5 및 도 6은 이동 모듈과 전력 송신 모듈 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 거치 모듈의 분해도.
도 8 및 도 9는 단말 거치 모듈과 이동 모듈 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면.
도 10은 단말 거치 모듈과의 결합을 위한 이동 모듈의 구조적 특징을 설명하기 위한 도면.
도 11은 이동 모듈과의 결합 및 사용자 단말의 거치를 위한 단말 거치 모듈의 구조적 특징을 설명하기 위한 도면.
도 12는 단말 거치 모듈을 구성하는 회전판과 거치판의 결합 관계를 도시한 도면.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 각 사용예를 도시한 도면.
도 15 및 도 16은 전력 송신 모듈의 케이스 상면에 투영되는 리피터의 넓이를 단말 거치 모듈의 각도에 따라 설명하기 위한 도면.
도 17은 수신 코일과 각 송신 코일의 자기 결합을 이동 모듈의 위치에 따라 설명하기 위한 도면.
도 18은 이동 모듈의 위치를 감지하기 위한 위치 센서의 일 예를 도시한 도면.
도 19는 그룹핑된 복수의 송신 코일과 이동 모듈의 위치에 기초한 사용자 단말의 위치 파악 방법을 설명하기 위한 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
본 발명은 수평 및 수직 회동 가능한 리피터를 통해 송신 코일에서 발생한 자기장의 방향을 변화시키고, 리피터와 평행하게 사용자 단말을 거치함으로써 다양한 방향 및 각도로 무선 전력을 송신할 수 있는 무선 충전 장치에 관한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치에 사용자 단말이 거치된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 무선 충전 장치의 구성요소를 분리 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 각 실시예에 따른 전력 송신 모듈의 분해도이다.
도 5 및 도 6은 이동 모듈과 전력 송신 모듈 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 거치 모듈의 분해도이다.
도 8 및 도 9는 단말 거치 모듈과 이동 모듈 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 단말 거치 모듈과의 결합을 위한 이동 모듈의 구조적 특징을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 이동 모듈과의 결합 및 사용자 단말의 거치를 위한 단말 거치 모듈의 구조적 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 단말 거치 모듈을 구성하는 회전판과 거치판의 결합 관계를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 각 사용예를 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 전력 송신 모듈의 케이스 상면에 투영되는 리피터의 넓이를 단말 거치 모듈의 각도에 따라 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 수신 코일과 각 송신 코일의 자기 결합을 이동 모듈의 위치에 따라 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 이동 모듈의 위치를 감지하기 위한 위치 센서의 일 예를 도시한 도면이다.
도 19는 그룹핑된 복수의 송신 코일과 이동 모듈의 위치에 기초한 사용자 단말의 위치 파악 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(1)는 사용자 단말(2)을 거치할 수 있고, 거치된 사용자 단말(2)에 무선으로 전력을 전송함으로써 사용자 단말(2)을 충전시킬 수 있다.
이러한 무선 충전 장치(1)는 휴대용 장치로 구현되어 임의의 위치에서 사용자 단말(2)을 충전시킬 수 있다. 이와 달리, 무선 충전 장치(1)는 다른 장치들과 구조적으로 결합 설치되어 사용자 단말(2)을 충전시킬 수도 있다. 예컨대, 무선 충전 장치(1)는 차량 내부, 구체적으로는 대시보드(dashboard)에 매립 설치될 수 있고, 사용자가 무선 충전 장치(1) 상에 사용자 단말(2)을 거치하면, 거치된 사용자 단말(2)을 충전시킬 수 있다.
이러한 충전 동작을 위해, 무선 충전 장치(1)는 전자기 유도 방식을 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 충전 장치(1)와 이에 거치된 사용자 단말(2)이 정렬(aligned)된 경우, 무선 충전 장치(1)는 사용자 단말(2)과 자기 결합(magnetic coupling)되어 사용자 단말(2)에 전력을 송신할 수 있다.
이를 위해, 무선 충전 장치(1)는 그 내부에 자기장을 발생시키는 송신 코일(140)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 무선 충전 장치(1)는 내부에 구비되어 자기장을 발생시키는 송신 코일(140)을 통해 사용자 단말(2)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
이하, 무선 충전 장치(1)의 전력 송신 원리를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
사용자 단말(2)이 무선 충전 장치(1)에 거치되면, 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)과 무선 충전 장치(1) 내 송신 코일(140)은 자기 결합될 수 있다. 이 때, 무선 충전 장치(1)는 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있고, 송신 코일(140)에서는 자기장이 발생할 수 있다. 송신 코일(140)에서 발생한 자기장은 수신 코일(2a)에 전달되어 수신 코일(2a)에 전류를 윧할 수 있고, 수신 코일(2a)에 유도된 전류는 사용자 단말(2) 내 배터리로 공급됨으로써 배터리를 충전시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 전술한 무선 충전 동작을 수행하는 본 발명의 무선 충전 장치(1)는 구조적으로 크게 전력 송신 모듈(100), 이동 모듈(200) 및 단말 거치 모듈(300)로 구성될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 무선 충전 장치(1)를 구성하는 각 구성요소를 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 전력 송신 모듈(100)의 구조를 구체적으로 설명하도록 한다.
전력 송신 모듈(100)은 나란히 배열되는 복수의 송신 코일(140)을 내부에 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 송신 모듈(100)은 케이스(110)와, 그 내부에 배치되는 기판(120), 기판(120) 상에 배치되는 평판 코어(130), 평판 코어(130) 상에서 나란히 배열되는 복수의 송신 코일(140)로 구성될 수 있다.
케이스(110)는 탑 케이스(110t)와 바텀 케이스(110b)로 이루어질 수 있고, 탑 케이스(110t)와 바텀 케이스(110b)는 서로 결합됨으로써 케이스(110)의 내부 공간을 기밀할 수 있다.
기판(120)에는 후술되는 제어부의 제어에 따라 송신 코일(140)에 전압을 인가하는 전원 공급 회로가 탑재될 수 있으며, 이러한 전원 공급 회로는 PCB(Printed Circuit Board), IC(Integrated Circuit) 등으로 구현될 수 있다.
평판 코어(130)는 높은 투자율을 가지며 쉽게 깨지지 않는 성분으로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 평판 코어(130)는 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕소(B), 규소(Si) 등의 비 정질 금속 재료 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있고, 시트 또는 박막 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 평판 코어(130)는 페라이트(ferrite) 코어일 수 있다.
이에 따라, 평판 코어(130)는 송신 코일(140)에서 생성되는 자기장의 자속 밀도를 높이고 자기장의 자로를 효율적으로 형성할 수 있다.
복수의 송신 코일(140)은 평판 코어(130)의 상부에서 일 방향으로 나란히 배열되는 평판형 코일로서, 원형, 타원형 또는 사각형 모양을 가질 수 있다.
일 예에서, 도 3을 참조하면 복수의 송신 코일(140)은 평판 코어(130)가 형성하는 영역 내에서 서로 이격되어 나란히 배열될 수 있다. 이 때, 복수의 송신 코일(140)은 동일한 간격으로 나란히 배열될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 송신 코일(140)은 각 송신 코일(140)의 중심간의 거리(d1)가 동일하도록 나란히 배열될 수 있다.
다른 예에서, 복수의 송신 코일(140)은 동일 수평면 상에서 이격 배치되는 복수의 제1 코일(140a)과, 복수의 제1 코일(140a)과 일부 중첩되도록 복수의 제1 코일(140a) 상에 배치되는 적어도 하나의 제2 코일(140b)을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 두 개의 제1 코일(140a)은 평판 코어(130) 상에서 동일한 높이로 이격 배치될 수 있고, 단일의 제2 코일(140b)은 이격 배치된 제1 코일(140a) 상에서 각각의 제1 코일(140a)과 일부 중첩되도록 배치될 수 있다. 이 때에도, 제1 코일(140a) 및 제2 코일(140b) 각각은 동일한 간격으로 나란히 배열될 수 있다. 다시 말해, 제1 코일(140a)과 제2 코일(140b)은 각 코일(140a, 140b)의 중심간의 거리(d2)가 동일하도록 나란히 배열될 수 있다.
제1 코일(140a)과 제2 코일(140b)의 개수는 제한하지 않으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 송신 코일(140)이 도 4에 도시된 것과 같이 두 개의 제1 코일(140a)과 단일의 제2 코일(140b)을 포함하는 것으로 가정하도록 한다.
각 송신 코일(140)의 양 단부에는 전술한 전원 공급 회로와 전기적은 연결을 위한 단자가 구비될 수 있고, 전원 공급 회로는 제어부의 제어에 따라 송신 코일(140)에 구비된 각 단자에 전압을 인가할 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 무선 충전 장치(1)에 사용자 단말(2)이 거치된 경우, 전원 공급 회로는 제어부의 제어에 따라 복수의 송신 코일(140) 중 어느 하나의 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있다. 이에 따라, 송신 코일(140)에서는 자기장이 발생할 수 있고, 송신 코일(140)에서 발생한 자기장은 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)에 전류를 유도할 수 있다. 수신 코일(2a)에 유도된 전류는 사용자 단말(2)의 내부 배터리를 충전시킬 수 있다.
제어부가 전원 공급 회로를 제어하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하도록 한다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 이동 모듈(200)의 기능 및 구조를 구체적으로 설명하도록 한다.
이동 모듈(200)은 전술한 전력 송신 모듈(100)과 결합되어 후술하는 단말 거치 모듈(300)을, 송신 코일(140)의 배열 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 송신 코일(140)은 일 방향으로 나란히 배열될 수 있다. 이 때, 단말 거치 모듈(300)과 결합된 이동 모듈(200)은, 전력 송신 모듈(100) 상에서 이동함으로써 단말 거치 모듈(300)을 송신 코일(140)이 배열된 방향(이하, 배열 방향(arrangement direction))을 따라 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 이동 모듈(200)이 어느 방향으로 얼마나 이동했는지에 관계 없이 단말 거치 모듈(300)의 위치는 항상 송시 코일이 배열된 선상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 단말 거치 모듈(300)은 항상 임의의 송신 코일(140) 상부에 위치할 수 있다.
단말 거치 모듈(300)을 송신 코일(140)의 배열 방향을 따라 이동시키기 위해, 이동 모듈(200)은 전력 송신 모듈(100)의 상면, 구체적으로는 전력 송신 모듈(100)의 케이스(110)의 상면에 설치되어 송신 코일(140)의 배열 방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있다.
도 5를 참조하면, 이동 모듈(200)은 케이스(110)의 상면에 이동 가능하도록 결합될 수 있고, 케이스(110)와 결합된 상태에서 송신 코일(140)의 배열 방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 구체적으로, 이동 모듈(200)은 송신 코일(140)이 배열된 직선상에서 슬라이드 이동할 수 있도록 케이스(110)의 상면에 결합될 수 있다.
이를 위해, 이동 모듈(200)과 케이스(110)의 상면은 다양한 체결 구조를 통해 결합될 수 있다. 예컨대, 케이스(110)의 상면에는 송신 코일(140)의 배열 방향에 따라 레일이 고정 설치될 수 있고, 이동 모듈(200)은 해당 레일에 결합되어, 레일의 연장 방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 또한, 케이스(110)의 상면에는 송신 코일(140)의 배열 방향에 따라 형성된 홈이 구비될 수 있고, 이동 모듈(200)은 해당 홈에 결합되어 슬라이드 이동할 수 있다.
도 6을 참조하여 설명하면, 전력 송신 모듈(100)의 상면, 구체적으로는 케이스(110)의 상면에는, 송신 코일(140)이 배열된 직선상에서, 송신 코일(140)의 배열 방향에 따라 연장 형성되는 슬라이딩 홈(111)이 구비될 수 있다. 이러한 슬라이딩 홈(111)은 케이스(110)의 상면에서 함몰 형성됨으로써 케이스(110)의 상면과 일체로 형성될 수 있다.
이 때, 이동 모듈(200)은 슬라이딩 홈(111)에 결합되어 송신 코일(140)의 배열 방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 구체적으로, 이동 모듈(200)은 평판형 구조를 가질 수 있고, 이동 모듈(200)의 양 측단은 슬라이딩 홈(111)의 만곡된 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.
이동 모듈(200)의 양 측단이 슬라이딩 홈(111)에 끼워짐으로써 이동 모듈(200)은 슬라이딩 홈(111)에 결합될 수 있고, 송신 코일(140)의 배열 방향에 따라 연장되는 슬라이딩 홈(111)을 따라 슬라이드 이동할 수 있다.
다음으로, 단말 거치 모듈(300)의 기능에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
단말 거치 모듈(300)은 전력 송신 모듈(100)의 케이스(110)의 상면에 구비될 수 있고, 케이스(110)의 상면에 대해 경사지게 배치된 상태에서 사용자 단말(2)을 거치할 수 있다.
한편, 전력 송신 효율이 증가되기 위해서는 송신 코일(140)에서 발생하여 수신 코일(2a)에 쇄교하는 자기장의 세기가 커야하고, 이를 위해 송신 코일(140)과 수신 코일(2a)은 평행하게 대향 배치되어야 할 필요가 있다.
그러나, 도 1에 도시된 것과 같이, 단말 거치 모듈(300)이 케이스(110)의 상면에 대해 경사지게 배치되고, 사용자 단말(2)이 이러한 단말 거치 모듈(300)에 평행하게 거치되는 경우, 전력 송신 모듈(100) 내 송신 코일(140)과 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)은 평행하게 대향 배치되지 못할 수 있다. 이 때에는 송신 코일(140)에서 발생하여 수신 코일(2a)에 쇄교하는 자기장의 세기가 약해지므로 전력 송신 효율이 낮아질 수 있다.
이를 방지하기 위해, 단말 거치 모듈(300)은 송신 코일(140)에서 발생하는 자기장의 방향을 수신 코일(2a)을 향하는 방향으로 전환하는 리피터(repeater, 310)를 내부에 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 단말 거치 모듈(300)은 사용자 단말(2)이 거치되었을 때, 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)과 평행하게 대향 배치되는 리피터(310)를 내부에 포함할 수 있다.
송신 코일(140)에서 위 방향으로 발생한 자기장은 리피터(310)에 쇄교할 수 있고, 이에 따라 리피터(310)에는 전류가 유도될 수 있다. 리피터(310)에 유도된 전류는 리피터(310)에 수직인 자기장을 발생시킬 수 있다. 이러한 과정을 통해 송신 코일(140)에서 위 방향으로 발생한 자기장은 리피터(310)를 통과함에 따라 리피터(310)에 수직인 방향(수신 코일(2a)을 향하는 방향)으로 전환될 수 있다.
이 때, 리피터(310)와 수신 코일(2a)은 대향 배치되므로, 수신 코일(2a)에는 많은 양의 자기장이 쇄교할 수 있고, 이에 따라 전력 송신 효율의 저하를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 송신 코일(140)에서 발생한 자기장의 방향을 전환하는 리피터(310) 상에 사용자 단말(2)을 거치함으로써, 사용자 단말(2)의 거치 형태에 관계 없이 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)이 배치된 방향으로 자기장을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 송신 코일(140)과 수신 코일(2a)을 이격시킴으로써 무선 충전에 의한 발열량을 낮출 수 있는 효과가 있다.
이하, 도 7 내지 도 12를 참조하여, 단말 거치 모듈(300)의 구조와, 단말 거치 모듈(300)과 이동 모듈(200) 간의 연결 관계를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 단말 거치 모듈(300)은 리피터(310) 외에도 이동 모듈(200)에 결합되는 회전판(320), 회전판(320)에 결합되는 거치판(330) 및 단말 거치 모듈(300)의 외부면으로서 사용자 단말(2)과 직접 접하는 단말 거치 케이스(340)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 단말 거치 모듈(300)은 수평 방향으로 회동 가능하도록 이동 모듈(200)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 단말 거치 모듈(300)의 회전판(320)은 이동 모듈(200)에 결합될 수 있고, 고정된 이동 모듈(200) 상에서 수평 방향으로 회전할 수 있다.
도 8을 참조하면, 단말 거치 모듈(300)이 이동 모듈(200)에 회전 가능하도록 결합되기 위해, 이동 모듈(200)의 상면에는 원형의 함몰부(210)가 형성될 수 있고, 단말 거치 모듈(300)은 함몰부(210)에 삽입될 수 있다. 보다 구체적으로, 함몰부(210)는 하방으로 함몰된 원 형상을 가질 수 있고, 단말 거치 모듈(300)의 회전판(320)은 함몰부(210)의 형상과 대응되는 원판 형상을 가짐으로써 함몰부(210)에 삽입될 수 있다.
단말 거치 모듈(300)의 회전판(320)은 함몰부(210)에 삽입되어 회동할 수 있다.
도 9를 참조하면, 회전판(320)은 함몰부(210)에 삽입된 상태에서 수평의 원주 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 회전판(320)에 결합된 리피터(310), 거치판(330) 및 단말 거치 케이스(340) 또한 회전판(320)의 회전에 따라 함께 원주 방향으로 회전할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 단말 거치 모듈(300)과 이동 모듈(200)이 결합되는 경우, 이동 모듈(200)에 형성된 함몰부(210)의 내측 원주면에는 원주 방향에 따라 나란히 배열되는 복수의 회동 홈(220)이 구비될 수 있다. 이 때, 단말 거치 모듈(300)은 복수의 회동 홈(220)에 결합되어 단위 각도만큼 수평 방향으로 회동할 수 있다.
도 10을 참조하면, 함몰부(210)의 내측 원주면에는 동일한 간격으로 인접하여 나란히 배열되는 복수의 회동 홈(220)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 각 회동 홈(220)의 중심각(θ1)은 단위 각도로 모두 동일할 수 있다.
회전판(320)이 함몰부(210)에 삽입되면, 회전판(320)은 함몰부(210)의 내측 원주면에 구비된 복수의 회동 홈(220)에 결합될 수 있다. 예컨대, 회전판(320)은 원판 형상을 가질 수 있고, 회전판(320)은 그 외측 원주면에 구비된 임의의 결합 부재를 통해 함몰부(210)의 내측 원주면에 구비될 복수의 회동 홈(220)에 결합될 수 있다.
복수의 회동 홈(220)에 결합된 회전판(320)은 각 회동 홈(220)에 결합된 결합 부재의 탄성력에 의해 고정될 수 있다. 다만, 외력(예컨대, 사용자가 인가하는 회전력)이 인가되는 경우, 각 회동 홈(220)이 형성하는 중심각(단위 각도)만큼 회전할 수 있다. 예컨대, 제1 회동 홈에 결합된 결합 부재는 그 탄성력에 의해 고정되나, 사용자가 회전판(320)을 회전시키는 경우 해당 결합 부재는 단위 각도만큼 회전하여 제1 회동 홈에 인접한 제2 회동 홈에 결합 고정될 수 있다.
도 11을 참조하여 구체적으로 설명하면, 회전판(320)은, 복수의 회동 홈(220)에 각각 결합되는 복수의 회동 돌기(321)를 결합 부재로서 포함할 수 있다. 구체적으로, 원형의 회전판(320)은 외측 원주면에 형성되는 복수의 회동 돌기(321)를 포함할 수 있다.
이 때, 회전판(320)에 형성되는 복수의 회동 돌기(321)는 이동 모듈(200)의 함몰부(210)에 형성된 복수의 회동 홈(220) 각각에 결합될 수 있다. 이를 위해, 각 회동 돌기(321)의 중심각 또한 단위 각도로 모두 동일할 수 있다.
회동 돌기(321)는 탄성을 가진 부재로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 회전판(320)이 함몰부(210)에 끼워지게 되면 각 회동 돌기(321)는 각 회동 홈(220)에 완전히 결합됨으로써 고정될 수 있다. 이 때, 사용자가 회전판(320)에 회전력을 가하는 경우, 각 회동 돌기(321)는 단위 각도만큼 회전하면서 복수의 회동 홈(220)에 순차적으로 결합될 수 있다.
이러한 구조를 통해 사용자가 단말 거치 모듈(300)을 회전시킬 때, 사용자에게 딸깍거리는 느낌을 주어 사용감을 향상시킬 수 있다.
한편, 거치판(330)은 회전판(320)에 대해 수직 방향으로 회동 가능하도록 회전판(320)에 결합될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 이동 모듈(200)은 전력 송신 모듈(100)에 평행하게 배치되고, 회전판(320) 또한 이동 모듈(200)에 평행하게 결합될 수 있다. 이 상태에서 단말 거치 모듈(300)이 케이스(110)의 상면에 대해 경사지게 배치되기 위해, 도 11에 도시된 바와 같이 회전판(320)에 결합된 거치판(330)은 회전판(320)에 대해 수직 방향으로 회동할 수 있다.
보다 구체적으로, 거치판(330)의 일 측단은 힌지 축을 통해 회전판(320)과 체결될 수 있다. 이에 따라, 거치판(330)은 이동 모듈(200)에 고정된 회전판(320)에 대해 수직 방향으로 회동할 수 있다.
회전판(320)이 케이스(110)의 상면에 평행하게 배치되므로, 회전판(320)과 거치판(330)이 형성하는 각도(θ2)는, 단말 거치 모듈(300)에 거치된 사용자 단말(2)이 전력 송신 모듈(100)의 상면에 대해 형성하는 각도와 동일할 수 있다.
한편, 거치판(330)은 회전판(320)에 대해 일정 범위 내에서 각도를 형성할 수 있다. 다시 말해, 거치판(330)은 회전판(320)에 대해 최대각도 내에서 수직 방향으로 회동할 수 있다. 이를 위해, 거치판(330)과 회전판(320)을 연결하는 힌지 축에는 각도를 제한하는 임의의 부재가 다양한 구조로 부가될 수 있다.
이와 같이 최대각도를 제한하는 것은 리피터(310)를 통해 전력을 송신할 때, 높은 전력 송신 효율을 담보하기 위한 것으로 이에 대해서는 도 15 및 도 16을 참조하여 후술하도록 한다.
도 12를 참조하면, 회전판(320)은 거치판(330)의 배면에 함몰 형성된 수납 홈(331)에 삽입될 수 있다. 보다 구체적으로, 거치판(330)의 전면에는 단말 거치 케이스(340)가 결합될 수 있고, 거치판(330)의 배면에는 회전판(320)의 형상에 대응되는 수납 홈(331)이 함몰 형성될 수 있다.
회전판(320)에 대해 거치판(330)이 회동함에 따라 거치판(330)과 회전판(320) 사이의 각도(θ2)가 0도가 되면, 회전판(320)은 거치판(330)의 배면에 형성된 수납 홈(331)에 삽입될 수 있다. 회전판(320)이 수납 홈(331)에 삽입된 경우, 거치판(330)은 케이스(110)와 평행하게 배치될 수 있다.
즉, 본 발명은 앞서 설명한 것과 같이 사용자 단말(2)을 경사지게 거치할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 무선 충전 장치(1)와 같이 사용자 단말(2)을 평평하게 거치할 수도 있다.
도 13을 참조하면, 일 사용예에서, 단말 거치 모듈(300)은 송신 코일(140)의 배열 방향(x축 방향)을 기준으로 높이 방향(z축 방향)의 경사를 가질 수 있다. 이 상태에서 단말 거치 모듈(300)은 이동 모듈(200)을 통해 송신 코일(140)의 배열 방향(x축 방향)을 따라 전후방으로 이동할 수 있다.
이에 따라, 단말 거치 모듈(300)의 전방(+x축 방향)에 위치한 사용자는 사용자 단말(2)에서 출력되는 화면에 대한 시야를 확보할 수 있으며, 이 때 사용자 단말(2)은 단말 거치 모듈(300)의 위치(x축 위치)에 따라 복수의 송신 코일(140) 중 어느 한 송신 코일(140)로부터 전력을 제공받아 충전될 수 있다.
도 14를 참조하면, 다른 사용예에서, 단말 거치 모듈(300)은 송신 코일(140)의 배열 방향에 수평적으로 수직인 방향(y축 방향)을 기준으로 높이 방향(z축 방향)의 경사를 가질 수 있다. 이 상태에서 단말 거치 모듈(300)은 이동 모듈(200)을 통해 송신 코일(140)의 배열 방향(x축 방향)을 따라 전후방으로 이동할 수 있다.
이에 따라, 단말 거치 모듈(300)의 측방(+y축 방향)에 위치한 사용자는 사용자 단말(2)에서 출력되는 화면에 대한 시야를 확보할 수 있으며, 이 때 사용자 단말(2)은 단말 거치 모듈(300)의 위치(x축 위치)에 따라 복수의 송신 코일(140) 중 어느 한 송신 코일(140)로부터 전력을 제공받아 충전될 수 있다.
단말 거치 모듈(300)의 위치에 따라 제어부가 복수의 송신 코일(140) 중 어느 한 송신 코일(140)에 전압을 제공하는 내용에 대해서는 후술하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 거치된 사용자 단말(2)을 수직 방향으로 회동시키거나 수평 방향으로 회동 및 이동시킴으로써, 사용자 단말(2)을 무선으로 충전하고 있는 동안에도 사용자가 다양한 위치에서 사용자 단말(2)에서 출력되는 화면을 확인할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 리피터(310)는 송신 코일(140)에서 발생하는 자기장을 수신 코일(2a)로 전달할 수 있다. 이 때, 수신 코일(2a)에 제공되는 자기장의 세기를 증가시키기 위해서는, 송신 코일(140)에서 발생하여 리피터(310)에 쇄교하는 자기장의 세기가 커야한다.
리피터(310)에 쇄교하는 자기장의 세기를 증가시키기 위해, 리피터(310)를 전력 송신 모듈(100)의 상면에 투영하였을 때 전력 송신 모듈(100)의 상면에 형성되는 리피터 투영 영역(R1)의 넓이는 각 송신 코일(140)이 형성하는 영역(R2)보다 넓을 수 있다.
도 15를 참조하면, 거치판(330)과 회전판(320)이 형성하는 각도가 0도일 때, 즉 단말 거치 모듈(300)이 전력 송신 모듈(100)의 케이스(110)와 평행하게 배치될 때, 리피터 투영 영역(R1)은 실제 리피터(310)가 배치된 영영과 동일할 수 있고, 그 넓이가 최대일 수 있다. 이 때, 리피터 투영 영역(R1)은 복수의 송신 코일(140) 중 임의의 송신 코일(140)이 형성하는 영역(R2)보다 넓을 수 있다.
한편, 도 16을 참조하면, 거치판(330)과 회전판(320)이 형성하는 각도가 최대일 때, 즉 단말 거치 모듈(300)이 전력 송신 모듈(100)의 케이스(110)의 상면에 대해 최대각도를 형성할 때, 리피터 투영 영역(R1)은 그 넓이가 최소일 수 있다. 이 때, 리피터 투영 영역(R1)은 복수의 송신 코일(140) 중 임의의 송신 코일(140)이 형성하는 영역(R2)보다 넓을 수 있다.
즉, 리피터 투영 영역(R1)은 단말 거치 모듈(300)이 전력 송신 모듈(100)의 상면에 대해 얼마만큼의 각도를 형성하는지에 관계 없이, 항상 송신 코일(140)이 형성하는 영역(R2)보다 넓을 수 있다. 이에 따라, 임의의 송신 코일(140)에서 발생한 자기장의 대부분이 리피터(310)에 쇄교할 수 있고, 리피터(310)는 높은 효율로 수신 코일(2a)에 전력을 전달할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 사용자 단말(2)이 경사지게 거치됨으로 인해 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)에 제공되는 자기장의 세기가 감소하는 것을, 리피터(310)(310)의 형상 및 배치를 통해 방지함으로써, 사용자 단말(2)의 거치 형태에 관계 없이 사용자 단말(2)에 언제나 최대 효율로 전력을 송신할 수 있다.
이하에서는 도 17 내지 도 19를 참조하여 제어부가 송신 코일(140)에 전압을 인가하여 사용자 단말(2)에 전력을 송신하는 내용을 구체적으로 설명하도록 한다.
제어부는 이동 모듈(200)의 위치에 따라 복수의 송신 코일(140) 중 어느 한 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부는 이동 모듈(200)의 위치에 따라 기판(120) 상에 구비된 전원 공급 회로에 제어 신호를 공급할 수 있고, 전원 공급 회로는 제어 신호에 따라 어느 한 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있다. 이를 위해, 제어부는 전술한 기판(120) 상에서 전원 공급 회로와 함께 구비될 수도 있고, 전력 송신 모듈(100) 외부에 구비되어 전원 공급 회로와 전기적으로 연결될 수도 있다.
한편, 전술한 기능을 수행하기 위해 제어부는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 프로세서(processor), 마이크로 프로세서(microprocessor) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 물리적인 요소로 구현될 수 있다.
사용자 단말(2)은 전력 송신 모듈(100)에 포함된 복수의 송신 코일(140) 중 어느 한 송신 코일(140)로부터 전력을 제공받을 수 있다. 이 때, 전력 송신 효율을 최대화 하기 위해서는 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)은, 전력 송신 모듈(100) 내 복수의 송신 코일(140) 중 가장 세게 자기 결합될 수 있는 어느 한 송신 코일(140)과 자기 결합될 필요가 있다.
송신 코일(140)에서 발생하여 수신 코일(2a)에 쇄교되는 자기장의 세기가 커질수록, 송신 코일(140)과 수신 코일(2a)의 자기 결합 세기가 커지는데, 수신 코일(2a)에 쇄교되는 자기장의 세기는 수신 코일(2a)과 송신 코일(140) 간의 위치 관계에 따라 결정될 수 있다.
다만, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명은 리피터(310)를 통해 수신 코일(2a)에 자기장을 제공할 수 있다. 이 때, 수신 코일(2a)과 리피터(310) 간의 위치 관계는, 사용자 단말(2)이 단말 거치 모듈(300)에 거치됨으로써 고정되므로, 결국 수신 코일(2a)에 쇄교되는 자기장의 세기는 리피터(310)와 송신 코일(140) 간의 위치 관계에 따라 결정될 수 있다.
도 17을 참조하여 설명하면, 단말 거치 모듈(300)에 사용자 단말(2)이 거치되었을 때, 수신 코일(2a)과 리피터(310)의 상대적인 위치는 고정될 수 있다. 이 때, 이동 모듈(200)이 왼쪽으로 이동하면, 복수의 송신 코일(140) 중에서 좌측 제1 코일(140a)에서 발생하는 자기장이 리피터(310)에 가장 많이 쇄교할 수 있다.
또한, 이동 모듈(200)이 오른쪽으로 이동함에 따라, 복수의 송신 코일(140) 중에서 제2 코일(140b)에서 발생하는 자기장이 리피터(310)에 가장 많이 쇄교할 수 있고, 이동 모듈(200)이 더욱 오른쪽으로 이동하게 되면, 복수의 송신 코일(140) 중에서 우측의 제1 코일(140a)에서 발생하는 자기장이 리피터(310)에 가장 많이 쇄교할 수 있다.
이러한 위치적 특징을 고려하기 위해, 제어부는 이동 모듈(200)의 위치에 따라 리피터(310)에 자기장을 가장 많이 쇄교시킬 수 있는 어느 한 송신 코일(140)을 식별할 수 있다. 이어서 제어부는 식별된 어느 한 송신 코일(140)에 선택적으로 전압을 인가할 수 있고, 사용자 단말(2)은 어느 한 송신 코일(140)에서 발생한 자기장을, 리피터(310)를 통해 수신함으로써 충전될 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부는 이동 모듈(200)의 위치를 식별하고, 메모리를 참조하여 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일(140)을 식별하고, 식별된 어느 한 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있다.
이동 모듈(200)의 위치를 검출하기 위해 본 발명의 무선 충전 장치(1)는 위치 센서를 더 포함할 수 있다. 위치 센서는 전력 송신 모듈(100) 상에서 이동하는 이동 모듈(200)의 위치를 검출할 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있다.
예를 들어, 위치 센서는 광전식 센서로 구현될 수 있다.
도 18을 참조하면, 위치 센서는 슬라이딩 홈(111)의 일측을 따라 나란히 배열된 발광 소자(410)와 슬라이딩 홈(111)의 타측을 따라 나란히 배열된 수광 소자(420)를 포함할 수 있다. 발광 소자(410)와 수광 소자(420)는 쌍으로 구비되며, 어느 한 발광 소자(410)는 마주보는 수광 소자(420)에 레이저 광, LED 광 등을 조사할 수 있다.
수광 소자(420)는 발광 소자(410)에서 조사된 광을 검출하는 임의의 소자로서 예컨대 포토다이오드(photodiode)로 구현될 수 있다. 수광 소자(420)는 광 검출 시 하이(high, H)신호를 출력할 수 있고, 광 미검출 시 로우(low, L) 신호를 출력할 수 있다.
제어부는 수광 소자(420)의 출력값에 기초하여 이동 모듈(200)의 위치를 검출할 수 있다. 다시 도 18을 참조하면, 슬라이딩 홈(111)을 따라 나란히 배열된 복수의 수광 소자(420) 중에서, 이동 모듈(200)이 위치한 곳에 배열된 수광 소자(420a)에는 발광 소자(410)로부터 조사된 광이 도달하지 못할 수 있다.
이에 따라, 이동 모듈(200)이 위치한 곳에 배열된 수광 소자(420a)는 로우(L) 신호를 출력할 수 있고, 제어부는 로우 신호를 출력하는 수광 소자(420a)의 위치에 기초하여 이동 모듈(200)의 위치를 검출할 수 있다.
도 18에서는 위치 센서가 광전식 센서로 구현되는 것으로 설명하였으나, 이 외에도 위치 센서는 이동 모듈(200)의 위치를 검출할 수 있는 다양한 센서로 구현될 수 있음은 당연하다.
위치 센서에 의해 이동 모듈(200)의 위치가 검출되면, 제어부는 메모리를 참조하여 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일(140)을 식별하고, 식별된 어느 한 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있다.
이를 위해, 메모리에는 이동 모듈(200)의 위치값에 대응하는 송신 코일(140)의 식별정보가 미리 저장될 수 있다. 예컨대, 도 17을 참조하여 설명하면, 메모리에는 좌측 미리 설정된 범위 이내의 위치값에 대응하는 송신 코일(140)의 식별정보가 좌측 제1 코일(140a)의 식별정보로 미리 저장될 수 있다. 또한, 메모리에는 중앙 미리 설정된 범위 이내의 위치값에 대응하는 송신 코일(140)의 식별정보가 제2 코일(140b)의 식별정보로 미리 저장될 수 있다. 또한, 메모리에는 우측 미리 설정된 범위 이내의 위치값에 대응하는 송신 코일(140)의 식별정보가 우측 제1 코일(140a)의 식별정보로 미리 저장될 수 있다.
이에 따라, 제어부가 이동 모듈(200)의 위치를 좌측 미리 설정된 범위 이내에서 식별하는 경우, 제어부는 좌측 제1 코일(140a)에 전압을 인가하여 좌측 제1 코일(140a)을 통해 전력을 송신할 수 있다. 또한, 제어부가 이동 모듈(200)의 위치를 중앙 미리 설정된 범위 이내에서 식별하는 경우, 제어부는 제2 코일(140b)에 전압을 인가하여 제2 코일(140b)을 통해 전력을 송신할 수 있다. 또한, 제어부가 이동 모듈(200)의 위치를 우측 미리 설정된 범위 이내에서 식별하는 경우, 제어부는 우측 제1 코일(140a)에 전압을 인가하여 우측 제1 코일(140a)을 통해 전력을 송신할 수 있다.
즉, 본 발명은 사용자 단말(2)과 함께 이동하는 이동 모듈(200)의 위치에 따라 어느 한 송신 코일(140)에 선택적으로 전압을 인가함으로써, 사용자 단말(2)을 인식하기 위한 별도의 전자기적 동작 없이 사용자 단말(2)의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일(140)을 통해 사용자 단말(2)을 충전시킬 수 있다.
결국, 본 발명에 의하면 사용자 단말(2)을 인식하기 위한 전자기적 동작에 요구되는 시간이 필요하지 않으므로 사용자 단말(2)에 대한 충전 동작을 매우 빠르게 개시할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 제어부가 사용자 단말(2)을 인식하기 위한 전자기적 동작 없이 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일(140)을 식별하고, 해당 송신 코일(140)에 전압을 인가하는 실시예를 설명하였다.
다만, 이와 달리 제어부는 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 코일 그룹을 식별하고, 식별된 코일 그룹을 통해 사용자 단말(2)의 실제 위치를 인식하기 위한 전자기적 동작을 수행한 후 사용자 단말(2)에 최대 효율로 전력을 전송할 수 있는 어느 한 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수 있다. 다시 말해, 제어부는 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)과 자기 결합의 세기가 가장 센 어느 한 송신 코일(140)을 전자기적으로 식별하고 해당 송신 코일(140)에 전압을 인가할 수도 있다.
보다 구체적으로, 제어부는 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 코일 그룹을 식별하고, 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일(140)을 통해 요청 신호를 송신하고, 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일(140)을 통해 사용자 단말(2)로부터 응답 신호를 수신할 수 있다. 이어서, 제어부는 수신된 응답 신호에 기초하여 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일(140) 중 수신 코일(2a)과 자기 결합의 세기가 가장 센 어느 한 송신 코일(140)을 식별할 수 있다.
도 19를 참조하여 제어부의 동작을 구체적으로 설명하도록 한다. 도 19에서는 이동 모듈(200)과 각 송신 코일(140)의 위치관계를 설명하기 위해, 이동 모듈(200)과 복수의 송신 코일(140)만을 분리 도시하였다. 또한, 이하에서는 복수의 송신 코일(140)이 좌측에서 우측으로 배열된 순서에 따라 코일 1 내지 코일 7(141, 142, 143, 144, 145, 146 147)로 구성되는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
코일 1 내지 코일 3(141, 142, 143)은 코일 그룹 (A), 코일 2 내지 코일 4(142, 143, 144)는 코일 그룹 (B)로, 코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145)는 코일 그룹 (C)로, 코일 4 내지 코일 6(144, 145, 146)은 코일 그룹 (D)로, 코일 5 내지 코일 7(145, 146, 147)은 코일 그룹 (E)로 미리 설정될 수 있다.
한편, 메모리에는 이동 모듈(200)의 위치값에 대응하는 코일 그룹의 식별정보가 미리 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부는 메모리를 참조하여 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 코일 그룹을 식별할 수 있다.
예컨대, 이동 모듈(200)이 전력 송신 모듈(100)의 중앙에 위치할 때 제어부는 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 코일 그룹을, 코일 그룹(C)로 식별할 수 있다. 이어서, 제어부는 코일 그룹 (C)에 포함된 코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145)를 통해 요청 신호를 송신할 수 있다.
코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145)를 통해 송신된 요청 신호는 사용자 단말(2)의 수신 코일(2a)에 제공될 수 있고, 사용자 단말(2)은 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신 코일(2a)을 통해 송신할 수 있다.
제어부는 코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145)를 통해 송신된 요청 신호에 대한 각 응답 신호를 수신할 수 있고, 각 응답 신호의 세기에 기초하여 수신 코일(2a)과 자기 결합의 세기가 가장 센 어느 한 송신 코일(140)을 식별할 수 있다.
한편, 각 응답 신호의 세기를 비교하기 위해서는 응답 신호가 시간적으로 중첩되지 않아야 한다. 이에 따라 제어부는 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일(140) 각각을 통해 서로 중첩되지 않는 시간 동안 순차적으로 요청 신호를 송신하고, 사용자 단말(2) 내 수신 코일(2a)에서 출력되는 응답 신호를 순차적으로 수신할 수 있다.
전술한 예에서, 제어부는 코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145)에 서로 중첩되지 않는 시간 동안 순차적으로 요청 신호를 송신할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145)에 순차적으로 핑(ping) 전압을 인가함으로써, 코일 3 내지 코일 5(143, 144, 145) 각각을 통해 순차적으로 요청 신호를 송신할 수 있다.
이에 따라, 제어부는 코일 3(143)을 통해 송신된 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신한 이후, 코일 4(144)를 통해 송신된 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신할 수 있고, 코일 4(144)를 통해 송신된 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신한 이후, 코일 5(145)를 통해 송신된 요청 신호에 대한 응답 신호를 수신할 수 있다.
제어부는 순차적으로 수신된 각 응답 신호의 세기를 비교할 수 있고, 가장 센 크기의 응답 신호를 야기한 요청 신호와, 해당 요청 신호를 송신한 어느 한 송신 코일(140)을 식별할 수 있다.
예컨대, 이동 모듈(200)이 전력 송신 모듈(100)의 중앙에 위치하는 경우, 제어부는 가장 센 응답 신호가 수신될 때 핑 전압이 인가된 송신 코일(140)을 코일 4(144)로 식별할 수 있다.
전술한 방법에 따라 어느 한 송신 코일(140)이 식별되면, 제어부는 식별된 송신 코일(140)에 전압을 인가하여 해당 송신 코일(140)을 통해 전력을 송신할 수 있다.
즉, 본 발명은 사용자 단말(2)과 함께 이동하는 이동 모듈(200)의 위치에 따라 사용자 단말(2)의 위치를 대략적으로 결정하고, 이동 모듈(200)의 위치에 대응하는 코일 그룹만을 통해 사용자 단말(2)을 인식하기 위한 동작을 수행하여 사용자 단말(2)에 최대 전력을 송신할 수 있는 어느 한 송신 코일(140)을 식별함으로써, 사용자 단말(2)의 실제 위치를 빠르게 파악하고 사용자 단말(2)의 실제 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일(140)을 통해 사용자 단말(2)을 충전시킬 수 있다.
결국, 본 발명에 의하면 송신 코일(140)의 개수가 증가하더라도 사용자 단말(2)의 실제 위치를 매우 빠르게 파악할 수 있음에 따라 사용자 단말(2)에 대한 충전 동작을 매우 빠르게 개시할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자 단말(2)의 위치에 관계 없이 항상 최대 효율로 전력을 송신할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (17)

  1. 나란히 배열되는 복수의 송신 코일을 내부에 포함하는 전력 송신 모듈;
    내부에 리피터를 포함하고, 상기 전력 송신 모듈의 상면에서 상기 전력 송신 모듈의 상면에 대해 경사지게 배치되는 단말 거치 모듈;
    상기 단말 거치 모듈을 상기 송신 코일의 배열 방향에 따라 이동시키는 이동 모듈; 및
    상기 이동 모듈의 위치에 따라 상기 복수의 송신 코일 중 어느 한 송신 코일에 전압을 인가하는 제어부를 포함하는
    무선 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 송신 모듈은 케이스와 상기 케이스 내부에 배치되는 평판 코어를 포함하고,
    상기 복수의 송신 코일은 상기 평판 코어 상에서 나란히 배열되는
    무선 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 송신 코일은
    동일 수평면 상에서 이격 배치되는 복수의 제1 코일과,
    상기 제1 코일과 일부 중첩되도록 상기 제1 코일 상에 배치되는 적어도 하나의 제2 코일을 포함하는
    무선 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 송신 코일은 동일한 간격으로 나란히 배열되는
    무선 충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 모듈은 상기 전력 송신 모듈의 상면에 설치되어 상기 송신 코일의 배열 방향을 따라 슬라이드 이동하는
    무선 충전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 송신 모듈의 상면에는 상기 송신 코일의 배열 방향에 따라 연장 형성되는 슬라이딩 홈이 구비되고,
    상기 이동 모듈은 상기 슬라이딩 홈에 결합되어 상기 송신 코일의 배열 방향을 따라 슬라이드 이동하는
    무선 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단말 거치 모듈은 수평 방향으로 회동 가능하도록 상기 이동 모듈에 결합되는
    무선 충전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동 모듈의 상면에는 원형의 함몰부가 형성되고,
    상기 단말 거치 모듈은 상기 함몰부에 삽입되어 수평 방향으로 회동하는
    무선 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 함몰부의 내측 원주면에는 원주 방향에 따라 나란히 배열되는 복수의 회동 홈이 형성되고,
    상기 단말 거치 모듈은 상기 복수의 회동 홈에 결합되어 단위 각도만큼 수평 방향으로 회동하는
    무선 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단말 거치 모듈은 상기 복수의 회동 홈에 각각 결합되는 복수의 회동 돌기를 포함하는
    무선 충전 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단말 거치 모듈은
    수평 방향으로 회동 가능하도록 상기 이동 모듈에 결합되는 회전판과,
    상기 회전판에 대해 수직 방향으로 회동 가능하도록 상기 회전판에 결합되는 거치판을 포함하는
    무선 충전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전판은 상기 거치판의 배면에 형성된 수납 홈에 삽입되는
    무선 충전 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 리피터를 상기 전력 송신 모듈의 상면에 수직 방향으로 투영하였을 때 상기 전력 송신 모듈의 상면에 형성되는 리피터 투영 영역의 넓이는 각 송신 코일이 형성하는 영역보다 넓은
    무선 충전 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 단말 거치 모듈이 상기 전력 송신 모듈의 상면에 대해 최대 경사를 형성할 때, 상기 리피터를 상기 전력 송신 모듈의 상면에 수직 방향으로 투영하였을 때 상기 전력 송신 모듈의 상면에 형성되는 리피터 투영 영역의 넓이는 각 송신 코일이 형성하는 영역보다 넓은
    무선 충전 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 이동 모듈의 위치를 식별하고, 메모리를 참조하여 상기 이동 모듈의 위치에 대응하는 어느 한 송신 코일을 식별하고, 상기 식별된 어느 한 송신 코일에 전압을 인가하는
    무선 충전 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동 모듈의 위치에 대응하는 코일 그룹을 식별하고, 상기 식별된 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일을 통해 요청 신호를 송신하고, 상기 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일을 통해 수신된 응답 신호에 기초하여 상기 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일 중 어느 한 송신 코일에 전압을 인가하는
    무선 충전 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일 각각을 통해 서로 중첩되지 않는 시간 동안 순차적으로 상기 요청 신호를 송신하고, 사용자 단말 내 수신 코일에서 출력되는 상기 응답 신호의 세기에 기초하여 상기 코일 그룹에 포함된 복수의 송신 코일 중 어느 한 송신 코일에 전압을 인가하는
    무선 충전 장치.
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