WO2022035059A1

WO2022035059A1 - 무선전력전송장치의 전력변환유닛

Info

Publication number: WO2022035059A1
Application number: PCT/KR2021/008873
Authority: WO
Inventors: 이요한
Original assignee: 아비코전자 주식회사
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2022-02-17
Also published as: KR102209058B1

Abstract

본 발명은 자기유도 충전 코일로 작동하는 하나 이상의 코일과 근거리 데이터 통신을 하는 NFC 안테나가 기판에 형성된 메인 PCB; 및 메인 PCB에 결합되어 코일과 NFC 안테나에 전기적 신호를 공급하는 커넥터부를 포함하는 무선전력전송장치의 전력변환유닛을 제공한다. 본 발명의 실시 형태에 따르면 코일과 NFC 안테나를 하나의 PCB 기판 양면에 형성함으로써, 무선 충전기의 부피를 줄일 수 있다.

Description

무선전력전송장치의 전력변환유닛

본 발명은 무선 충전을 위한 무선전력전송장치의 전력변환 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 사람들이 휴대하는 충전 단말기, 즉 휴대용 이동 단말기는 자체 결합된 전원부 또는 배터리와 같이 별도로 장착 가능한 전원부에 의한 전력을 사용하여 구동되는 전자기기이다.

이와 같은 휴대용 이동 단말기는 휴대가 가능하기 때문에 매우 편리하지만, 수시로 전원을 충전시켜 주어야 하는 문제점이 있고, 사용자는 가정용 전기를 끌어다 와이어 커넥터와 같은 유선 케이블을 이용하여 전기 공급을 실시함으로써 충전하여야 하는 바, 평상시 유선 케이블을 함께 휴대하여야 하는 문제점이 있다. 즉, 스마트폰 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하게 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 스마트폰과 같은 휴대용 이동 단말기 제품이 광범위한 소비자층을 확보하면서 단말기의 사용도가 증가함에 따라 휴대용 이동 단말기에 자기유도방식(WPC), 자가공명방식(A4MP)에 의한 무선충전 송신 장치를 실내 혹은 차량 내부에 구비하고, 사용자의 휴대용 이동 단말기를 무선 충전할 수 있도록 하는 무선 전력 전송 기술이 중요시되고 있다. 무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리 혹은 자기공진 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술이다.

도 1은 국제무선전력전송협회(WPC)규격의 자기유도 방식이 적용되는무선 충전기의 일예로 평면도를 도시하였으며, 도 2는 국제무선전력전송협회(WPC)규격의 자기유도 방식이 적용되는 무선 충전기의 분해도이다. 여기서, A는 코일이며, B는 페라이트 혹은 메탈 자성체 시트이며, C는 NFC 안테나가 패터닝된 PCB이며, D는 커넥터이며, E는 몰드 베이스이다. 그런데 기존의 무선 충전기의 경우, 코일, NFC 안테나를 별도의 기판에 구비해야 하기 때문에 무선 충전기의 부피가 커지는 문제가 있다.

또한 인덕턴스 상승을 위한 페라이트 혹은 메탈 재료로 구성된 자성체시트 및 이를 지지하기 위한 몰드 베이스를 필요로 하고, 또한 권선 코일을 사용하여야 하기 때문에 제조 비용이 많이 드는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는 부피를 최소로 하면서 제조 비용을 절감시킬 수 있는 무선전력전송장치의 전력변환유닛인 무선 충전기를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 형태는 자기유도 충전 코일로 작동하는 하나 이상의 코일과 근거리 데이터 통신을 하는 NFC 안테나가 기판에 형성된 메인 PCB; 상기 메인 PCB에 결합되어 상기 코일과 NFC 안테나에 전기적 신호를 공급하는 커넥터부;를 포함할 수 있다.

상기 코일이 제1코일, 제2코일, 제3코일의 세 개로 구현되는 경우, 메인 PCB는, 제1코일과 NFC 안테나가 PCB의 일면에 형성되고, 제2코일 및 제3코일이 PCB의 타면에 형성될 수 있다.

상기 NFC 안테나는, 상기 메인 PCB의 일면의 가장자리를 따라 루프 패턴으로 형성되며, 상기 제1코일은, 상기 메인 PCB의 일면에 루프 패턴으로서 상기 NFC 안테나와 이격 형성되며, 상기 제2코일은, 상기 메인 PCB의 타면의 좌측부에 루프 패턴으로 형성되며, 상기 제3코일은, 상기 메인 PCB의 타면의 우측부에 루프 패턴으로 형성될 수 있다.

상기 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 상기 메인 PCB의 타면에 결합되는 자성체 시트;를 포함할 수 있다.

상기 자성체 시트는, 자성체 특성을 가지고 있는 페라이트 혹은 메탈복합체의 시트로 구현될 수 있다.

상기 자성제 시트는 유연한 플렉서블 PCB 혹 유연하지 않은 리지드(Regid) PCB로 구현될 수 있다.

상기 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 제1코일이 일면에 형성되고 제2코일 및 제3코일이 타면에 형성된 메인 PCB 이외에, 메인 PCB의 일면에 형성된 제1코일에 연결되는 제1-1코일이 형성된 상부 PCB; 메인 PCB의 제2코일에 연결되는 제2-1코일과, 제3코일에 연결되는 제3-1코일이 형성된 하부 PCB;를 형성하는 다층 구조를 가지는 PCB기판 구조를 가짐을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 제1코일과 제1-1코일, 제2코일과 제2-1코일, 제3코일과 제3-1코일은 각각 비아홀(Via hall)을 통하여 서로 연결되어 자기유도 충전코일로 작동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

NFC 안테나는 NFC의 효율을 높이기 위하여 상부 PCB의 상단에 형성될 수 있다.

상기 제1-1코일은, 상기 메인 PCB의 일면에 형성된 제1코일과 중첩되도록 상기 제1코일과 동일한 크기 및 동일한 형상 및 동일한 권선수를 가지도록 형성되거나, 또는 동일한 크기 및 동일한 형상 및 서로 다른 권선수를 가지도록 형성될 수 있으며,

상기 제2-1코일은, 상기 메인 PCB의 타면에 형성된 제2코일과 중첩되도록 상기 제2코일과 동일한 크기 및 동일한 형상 및 동일한 권선수를 가지도록 형성되거나, 또는 동일한 크기 및 동일한 형상 및 서로 다른 권선수를 가지도록 형성될 수 있으며,

상기 제3-1코일은, 상기 메인 PCB의 타면에 형성된 제3코일과 중첩되도록 상기 제3코일과 동일한 크기 및 동일한 형상 및 동일한 권선수를 가지도록 형성되거나, 또는 동일한 크기 및 동일한 형상 및 서로 다른 권선수를 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 코일과 NFC 안테나를 하나의 PCB 기판 양면에형성함으로써, 무선전력전송장치의 전력변환유닛인 무선 충전기의 부피를 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 하나의 PCB 기판에 코일과 NFC 안테나를 형성하여 기존의 자성체 시트의 강도 보강용으로 사용되었던 몰드 베이스를 PCB로 대체 가능함으로써, 몰드베이스를 없앨수 있어 부피 및 제조비용을 절감할 수 있다. 또한 권선 코일 대신에 PCB 기판에 코일을 형성함으로써 비용 절감을 가져올 수 있다.

도 1은 국제무선전력전송협회(WPC)규격에 정의된 자기유도 방식이 적용되는 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 평면도.

도 2는 국제무선전력전송협회(WPC)규격에 정의된 자기유도 방식이 적용되는 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 분해도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 분해도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 메인 PCB의 상측과 하측에 코일이 추가 구비되는 예시 그림.

도 7은 일반적인 멀티 코일에서 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 분해도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선전력전송장치의 전력변환유닛의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 메인 PCB의 상측과 하측에 코일이 추가 구비되는 예시 그림이며, 도 7은 일반적인 멀티 코일에서 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

본 발명의 무선 충전기인 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 자기유도 충전 코일로 작동하는 하나 이상의 코일과 근거리 데이터 통신을 하는 NFC 안테나가 기판에 형성된 메인 PCB(100)와, 메인 PCB(100)에 결합되어 코일과 NFC 안테나에 전기적 신호를 공급하는 커넥터부(300)를 포함할 수 있다.

본 발명의 메인 PCB(100)에 형성되는 코일은 1개일 수 있으며, 2개일 수 있으며, 3개일 수 있으며, 4개일 수 있으며, 그 개수에 제한없이 모두 적용될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예 설명에서는, 메인 PCB(100)에 형성되는 코일의 예시로서 제1코일, 제2코일, 제3코일의 세 개로 구현되는 경우를 설명할 것이나, 본 발명이 적용되는 코일 개수는 제한이 없을 것이다.

코일이, 제1코일, 제2코일, 제3코일의 세 개로 구현되는 경우, 메인 PCB(100)는, 제1코일(110)과 NFC 안테나(140)가 PCB의 일면에 형성되고, 제2코일(120) 및 제3코일(130)이 PCB의 타면에 형성되도록 한다. 이하 상술한다.

메인 PCB(100)는, 충전 코일로 작동하는 제1,2,3코일(110,120,130)과 근거리 데이터 통신을 하는 NFC 안테나(140)가 패터닝되어 형성된 기판이다.

메인 PCB(100)의 일면에는 제1코일(110)과 NFC 안테나(140)가 형성되는데, NFC 안테나(140)는, 메인 PCB(100)의 일면의 가장자리를 따라 루프 패턴으로 형성되도록 하며, 제1코일(110)은, 메인 PCB(100)의 일면의 중심점을 루프 중심점으로 하는 루프 패턴으로서 NFC 안테나(140)와 이격 형성되도록 한다. 따라서 NFC 안테나(140)의 루프 내측에 제1코일(110)이 이격되어 형성되는 구조를 가진다.

또한 메인 PCB(100)의 반대측의 타면에는 제2코일(120)과 제3코일(130)이 형성되는데, 제2코일(120)은, 메인 PCB(100)의 타면의 좌측부에 루프 패턴으로 형성되며, 제3코일(130)은, 메인 PCB(100)의 타면의 우측부에 루프 패턴으로 형성되도록 한다. 따라서 메인 PCB(100)의 타면에는 루프 형태의 제2코일(120)과 제3코일(130)이 차례로 형성되며, 메인 PCB(100) 타면에 형성된 제2코일(120)의 일부는 메인 PCB(100) 일면에 형성된 제1코일(110)의 일부와 중첩되는 구조를 가지며, 메인 PCB(100) 타면에 형성된 제3코일(130)의 일부는 메인 PCB(100) 일면에 형성된 제1코일(110)의 일부와 중첩되는 구조를 가지게 된다. 제2코일(120)과 제3코일(130)은, 상부면에 형성된 제1코일(110)의 중심점을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 기판 하부면에 형성된다.

참고로, 루프 패턴은, 일정길이를 갖는 도전성 부재가 시계방향 또는 반시계 방향으로 복수회 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형 코일 또는 평판형 NFC 안테나(140)로 구성되어 메인 PCB(100)의 일면 또는 타면에 돌출되거나 또는 도시하지는 않았지만 음각으로 패터닝된 구조를 가질 수 있다. 이때, 도전성 부재는 구리와 같은 도전성을 갖는 금속재질일 수 있으며, 소정의 선경을 갖는 복수 개의 가닥이 길이방향을 따라 꼬인 형태로 구비될 수도 있다.

아울러, 코일의 개수와 형상, 그리고 루프패턴은 국제무선전력전송협회(WPC)에서 규정하는 전력전송디자인(Power Transmitter designs) 규격에 따라 여러가지 다양한 디자인을 적용할 수 있다.

또한 NFC(Near Field Communication) 통신 기술은 13.56MHz의 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선 통신으로서, 10cm 이내의 가까운 거리에 있는 단말기들 사이에서 쌍방향으로 데이터를 전송하는 통신 기술을 의미한다. 특히 자동차에 적용되는 경우는 NFC 안테나를 통해 무선충전 데이터 뿐만 아니라 NFC를 통한 기기인증으로 기존의 자동차키 혹은 전용카드가 없더라도 시동을 걸수 있거나 내부의 엔터테인먼트를 용이하게 실현시킬수 있고 카셰어링 시스템도 전용키가 없이 가능하게 할 수 있다. 즉, 자동차에 적용되는 경우는 NFC 안테나를 통하여 무선 충전되는 스마트폰 등과 같은 전자기기와 데이터 교환이 이루어질 수 있다.

커넥터부(300)는, 메인 PCB(100)의 타면에 결합되어 제1코일(110), 제2코일(120), 제3코일(130), NFC 안테나(140)에 전기적 신호를 공급하는 기능 및 데이터 교환을 수행한다. 따라서 루프 형태의 제1코일(110)의 양끝단의 신호선과, 루프 형태의 제2코일(120)의 양끝단의 신호선과, 루프 형태의 제3코일(130)의 양끝단의 신호선과, 루프 형태의 NFC 안테나(140)의 양끝단의 신호선이 커넥터부(300)를 통하여 외부와 연결된다.

한편, 본 발명의 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 메인 PCB(100) 및 커넥터부(300) 이외에도, 메인 PCB(100)에 전기적 특성을 향상 시키거나 유해한 전자파 방지(EMC)를 위하여 자성체 시트(200)를 추가로 더 구비할 수 있다. 이러한 저성체 시트는, 국제무선전력전송협회(WPC)에서 규정하는 전력전송디자인(Power Transmitter designs) 규격에 따라 메인 PCB의 타면 등 다양한 위치에 결합시킬 수 있다.

자성체 시트(200)는, 플렉서블(flexible) 특성을 가지는 플렉서블 기판이나, 유연하지 않은 리지드(Regid) 기판에 자성력을 가지는 페라이트 혹은 메탈합금 시트를 부착하여 구현할 수 있다. 자성체 시트(200)는 제1코일(110), 제2코일(120), 제3코일(130)의 인덕턴스를 상승시켜 충전 효율을 상승시킬 수 있으며, 유해한 전자파를 차단시켜 회로 및 신체에 안정성을 개선시키는 역할을 할 수 있다.

또한 자성체 시트(200)는 국제무선전력전송협회(WPC)에서규정하는 전력전송

디자인(Power Transmitter designs) 규격에 따라 시트형상 혹은 Core형상 등 다양한 방법으로 구현할 수 있다.

또한 자성체 시트(200)가 플렉서블 시트로 구현되는 경우, PCB 역시 플렉서블 PCB로 구현함으로써, 무선 충전기가 구부려질 수 있는 특성을 가지도록 하여, 장착시에 편의성을 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 메인 PCB(100) 및 커넥터부(300) 이외에도 추가적인 코일을 더 구비할 수 있다. 제1코일(110), 제2코일(120), 제3코일(130)이외에도 추가적인 코일을 더 형성함으로써 인덕턴스를 상승시켜 충전 효율을 높이기 위함이다.

이를 위하여 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 도 6에 도시한 바와 같이 다층 PCB(Multi layer PCB) 공법을 활용할 수 있다.

이해를 돕기 위해, 여기서는 4층 PCB 공법을 활용하는 예시를 도 6에 도시하였다.

즉, 인덕턴스는 권수의 제곱에 비례하기 때문에 권수를 증가시키기 위하여 메인 PCB(100)의 일면에 PCB(400)를 추가하여 제1코일(110)과 결합하는 제1-1코일(111)을 형성하고, 타면에 PCB(500)을 추가하여 제2코일(120)과 결합하는 제2-1코일(121) 및 제3코일(130)과 결합하는 제3-1코일(131)을 형성하여 구비할 수 있다.

상술하면, 무선전력전송장치의 전력변환유닛은, 제1코일(110)이 일면에 형성되고 제2코일(120) 및 제3코일(130)이 타면에 형성된 메인 PCB(100) 이외에, 메인 PCB(100)의 일면에 형성된 제1코일(110)에 연결되는 제1-1코일(111)이 형성된 상부 PCB(400)와, 메인 PCB(100)의 제2코일(120)에 연결되는 제2-1코일(121) 및 제3코일(130)에 연결되는 제3-1코일(131)이 형성된 하부 PCB(500)를 형성하는 다층 구조를 가지는 다층PCB기판 구조를 가질 수 있다.

여기서, 제1코일(110)과 제1-1코일(111), 제2코일(120)과 제2-1코일(121), 제3코일(130)과 제3-1코일(131)은 각각 비아홀(Via hall)을 통하여 서로 연결되어 자기유도 충전코일로 작동할 수 있다. NFC 안테나(140)는 NFC의 효율을 높이기 위하여 상부 PCB의 상면의 가장자리에 형성될 수 있다.

구체적으로는, 제1-1코일(111)은, 메인 PCB(100)의 일면에 형성된 제1코일(110)과 중첩된 위치에서 제1코일(110)과 동일한(또는 유사한) 크기 및 동일한(또는 유사한) 형상 및 동일한(또는 서로 다른) 권선수를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 상부 PCB(400)의 상부면에 형성된 제1-1코일(111)이 메인 PCB(100)의 상부면에 형성된 제1코일(110)의 인덕턴스를 증가시키는 효과를 가져올 수 있다.

제2-1코일(121)은, 메인 PCB(100)의 타면에 형성된 제2코일(120)과 중첩된 위치에서 제2코일(120)과 동일한(또는 유사한) 크기 및 동일한(또는 유사한) 형상 및 동일한(또는 서로 다른) 권선수를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 하부 PCB(500)의 하부면에 형성된 제2-1코일(121)이 메인 PCB(100)의 하부면에 형성된 제2코일(120)의 인덕턴스를 증가시키는 효과를 가져올 수 있다.

제3-1코일(131)은, 메인 PCB(100)의 타면에 형성된 제3코일(130)과 중첩된 위치에서 제3코일(130)과 동일한(또는 유사한) 크기 및 동일한(또는 유사한) 형상 및 동일한(또는 서로 다른) 권선수를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 하부 PCB(500)의 하부면에 형성된 제3-1코일(131)이 메인 PCB(100)의 하부면에 형성된 제3코일(130)의 인덕턴스를 증가시키는 효과를 가져올 수 있다.

참고로, 도 5와 같은 3개의 코일로 이루어지는 멀티 코일을 이용하여 자기유도방식으로 충전을 수행하는 국제표준규격인 WPC를 간략히 설명한다.

국제표준규격인 WPC 자기유도방식의 충전은, 복수개의 멀티 코일 중에서 무선 충전이 이루어지는 대상체에 가장 가까이 있는 코일이 선택되어 무선 전력을 송신하여 충전이 이루어지도록 한다. 이를 위해 각각의 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, 예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.

즉, 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 제1코일(110), 제2코일(120), 제3코일(130)은 감지 신호를 순차적으로 송출하고, 상대측인 무선 전력 수신기로부터 시그널 세기 지시자(Signal Strength Indicator)가 수신된 송신 코일을 식별할 수 있다. 연이어, 제1코일(110), 제2코일(120), 제3코일(130)은 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호를 순차적으로 송출하고, 시그널 세기 지시자가 수신된 송신 코일 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)이 좋은 코일(즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태가 좋은 송신 코일)을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록(즉, 무선 충전이 이루어지도록) 제어한다. 각 코일이 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.

도 7은 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다. 도 7을 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, S10), 핑 단계(Ping Phase, S20), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, S30), 파워 전송 단계(Power Transfer Phase, S40) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(S10)는 파워 전송을 시작하거나 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, 선택 단계(S10)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(S20)로 천이할 수 있다(S710) 선택 단계(S10)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 디지털 핑(Analog Ping) t신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(S20)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(S20)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 시그널 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(S10)로 천이할 수 있다(S720).

또한, 핑 단계(S20)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(S10)로 천이할 수도 있다(S730).

핑 단계(S20)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(S30)로 천이할 수 있다(S740).

식별 및 구성 단계(S30)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(S10)로 천이할 수 있다(S750).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 파워 전송 단계(S40)로 천이할 수 있다(S760).

파워 전송 단계(S40)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(S10)로 천이할 수 있다(S770).

또한, 파워 전송 단계(S40)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(S30)로 천이할 수 있다(S780).

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.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

Claims

자기유도 충전 코일로 작동하는 하나 이상의 코일과 근거리 데이터 통신을 하는 NFC 안테나가 기판에 형성된 메인 PCB;

상기 메인 PCB에 결합되어 상기 코일과 NFC 안테나에 전기적 신호를 공급하는 커넥터부;

를 포함하는 무선전력전송장치의 전력변환유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 코일이 제1코일, 제2코일, 제3코일의 세 개로 구현되는 경우,

메인 PCB는, 제1코일과 NFC 안테나가 PCB의 일면에 형성되고, 제2코일 및 제3코일이 PCB의 타면에 형성된 무선전력전송장치의 전력변환유닛.
청구항 2에 있어서,

상기 NFC 안테나는, 상기 메인 PCB의 일면의 가장자리를 따라 루프 패턴으로 형성되며,

상기 제1코일은, 상기 메인 PCB의 일면에 루프 패턴으로서 상기 NFC 안테나와 이격 형성되며,

상기 제2코일은, 상기 메인 PCB의 타면의 좌측부에 루프 패턴으로 형성되며,

상기 제3코일은, 상기 메인 PCB의 타면의 우측부에 루프 패턴으로 형성되는 무선전력전송장치의 전력변환유닛.
청구항 3에 있어서, 상기 무선전력전송장치의 전력변환유닛은,

상기 메인 PCB의 타면에 결합되는 자성체 시트;

를 포함하는 무선전력전송장치의 전력변환유닛.
청구항 4에 있어서, 상기 자성체 시트는,

자성체 특성을 가지고 있는 페라이트 혹은 메탈복합체의 시트로 구현됨을 특징으로 하는 무선전력전송장치의 전력변환유닛.
청구항 5에 있어서,

상기 자성제 시트는 플렉서블 PCB 혹 리지드(Regid) PCB로 구현됨을 특징으로 하는 무선전력전송장치의 전력변환유닛.