WO2022050567A1 - 차폐 부재를 포함하는 무선 전력 송신 장치 - Google Patents

차폐 부재를 포함하는 무선 전력 송신 장치 Download PDF

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WO2022050567A1
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electronic device
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김동조
하민철
김기현
노윤정
손계익
유태현
정형구
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments disclosed in this document relate to a wireless power transmission device, for example, to a wireless power transmission device including a shielding member.
  • the use of portable electronic devices is increasing, and it is becoming more common for one user to use a plurality of portable electronic devices. Since the portable electronic device includes a rechargeable secondary battery, a user can use the electronic device for a specified time even if a separate external power source is not provided.
  • the secondary battery may be recharged in a wired or wireless manner.
  • the wired charging method requires a cable or charger suitable for the electronic device, which may be cumbersome to carry or store.
  • the wireless charging method converts electrical energy into an electromagnetic wave having a frequency suitable for different electronic devices and transmits it wirelessly without a transmission line. For example, different electronic device(s) may be charged using one wireless power transmission device (eg, a charging pad).
  • the wireless power transmission technology is a method of transferring power using an electromagnetic field induced in a coil. Electric energy can be supplied by applying a current to a transmitting coil to generate an electromagnetic field, and forming an induced current in a receiving coil by the generated electromagnetic field. there is.
  • the electromagnetic field generated from the transmitting coil generates an induced current in other mechanical structures (eg, electrically conductive case, frame, and/or housing) of the receiving side electronic device to generate heat in the receiving side electronic device.
  • the wirelessly transmitted power may not be utilized for charging and may be converted into other forms such as thermal energy.
  • the wirelessly transmitted power may not be utilized for charging and may be converted into other forms such as thermal energy.
  • the wireless power transmission device may include a plurality of transmission coils, and may perform power transmission by selecting a transmission coil(s) that are properly aligned with the receiving-side electronic device (eg, a reception coil). For example, when the wireless power transmission apparatus includes a plurality of transmission coils, a position at which the receiving-side electronic device is placed on the wireless power transmission apparatus may be more free, power transmission/reception efficiency may be increased, and user convenience may be improved.
  • the electromagnetic field generated by the selected transmitting coil may be induced or interfered with other transmitting coils, which may also generate an electromagnetic field in the other unselected transmitting coils. An electromagnetic field generated by an unselected transmitting coil among the plurality of coils may cause heat generation in the electronic device.
  • the wireless power transmission device may wirelessly transmit power to the plurality of reception-side electronic devices.
  • one of the plurality of transmission coils may wirelessly transmit power to the first external electronic device and the other to the second external electronic device.
  • distortion may occur due to mutual interference of electromagnetic fields, and power transmission/reception efficiency is reduced, communication performance is deteriorated, or the receiving-side electronic device ( ) may generate heat.
  • Various embodiments disclosed in this document may provide a wireless power transmission apparatus having improved power transmission/reception efficiency while wirelessly transmitting power using at least one of a plurality of coils.
  • Various embodiments disclosed in this document may provide a wireless power transmitter capable of suppressing distortion of an electromagnetic field due to mutual interference between coils and improving heat generation in a receiving-side electronic device.
  • a wireless power transmitter includes a first coil and a conductive wire including a first conductive wire region formed of an arrangement of conductive wires and a first opening region surrounded by the first conductive wire region.
  • a second coil including a second conductive wire region formed by an arrangement of a first shielding member disposed in a region and at least a portion of the first overlapping region, wherein the first shielding member at least partially blocks the electromagnetic field generated by the second coil from interfering with the first conductive region can be configured to
  • a wireless power transmission apparatus includes a plurality of coils including a conductive wire region formed of an arrangement of conductive wires, an opening region surrounded by the conductive wire region, and at least one disposed in at least a portion of the conductive wire region.
  • a shielding member of a, and at least one transmitting module configured to wirelessly transmit power using at least one of the coils, wherein the coils are sequentially disposed along one direction, and the shielding member is adjacent to another coil may be disposed to at least partially overlap the opening region of the .
  • a wireless power transmitter includes a first coil and a conductive wire including a first conductive wire region formed of an arrangement of conductive wires and a first opening region surrounded by the first conductive wire region. set to transmit power wirelessly using at least one of a second coil including a second conductive wire region configured in an arrangement of a second coil and a second opening region surrounded by the second conductive wire region at least one transmitting module; 2 overlapping regions, and a shielding member disposed in at least one of the first overlapping region and the second overlapping region, wherein the shielding member includes an electromagnetic field generated by any one of the first coil and the second coil. and may be configured to at least partially block interference with the other of the first coil and the second coil.
  • the wireless power transmission device includes a plurality of coils, so that a position in which the receiving-side electronic device can be placed is free, so that the user's convenience can be improved, and the electronic device is properly aligned with the receiving-side electronic device.
  • Power transmission/reception efficiency can be increased by selecting a coil to transmit power.
  • the wireless power transmitter may reduce or partially block interference between adjacent coils by including a shielding member while wirelessly transmitting power using at least one of a plurality of coils. For example, it is possible to improve the wireless power transmission/reception efficiency by reducing the effect of the electromagnetic field generated in the transmission coil on the adjacent coil.
  • the wireless power transmitter includes a shielding member positioned in an overlapping region of adjacent coils to prevent heat from being generated in the receiving-side electronic device due to an induced current or electromagnetic field generated in an unselected coil.
  • a shielding member positioned in an overlapping region of adjacent coils to prevent heat from being generated in the receiving-side electronic device due to an induced current or electromagnetic field generated in an unselected coil.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device in a network environment, according to various embodiments disclosed herein.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for transmitting power wirelessly according to various embodiments disclosed herein.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a state in which an external electronic device(s) is placed in a wireless power transmission device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a state in which coils are disposed in a coil unit of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a coil of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments disclosed herein.
  • FIG. 6 is a side view for explaining a state in which a shielding member of a wireless power transmission apparatus according to various embodiments disclosed herein is disposed.
  • 7, 8, 9 and 10 are side views for explaining various embodiments of the arrangement of the shielding member in the wireless power transmission apparatus according to various embodiments disclosed herein.
  • 11 is a graph illustrating the measurement of charging current while charging is performed in a wireless power transmission device in which a shielding member is not disposed.
  • FIG. 12 is a graph illustrating a measurement of a charging current while charging is performed in a wireless power transmission device according to various embodiments of the present disclosure
  • 13, 14, and 15 are diagrams illustrating modified examples of the arrangement or shape of coils in a wireless power transmission apparatus according to various embodiments disclosed herein.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output module 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 .
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be stored in the volatile memory 132 , and may process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) capable of operating independently or together with the main processor 121 .
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • the main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • image signal processor e.g., image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • the main processor 121 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • image signal processor e.g., image signal processor, sensor hub processor, or communication processor
  • the sub-processor 123 may use less power than the main processor 121 or may be set to be specialized for a specified function.
  • the auxiliary processor 123 is, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the co-processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but the above-described example is not limited to
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ).
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input module 150 may receive a command or data to be used in a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input module 150 , or an external electronic device (eg, the sound output module 155 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 101 . : A sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment of and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a LAN (local area network) communication module, or a power line communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with an external electronic device through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunication network such as a computer network (eg, LAN or WAN).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with an external electronic device through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunication network such as a computer network (eg, LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a computer network (eg, LAN
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 includes various technologies for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less).
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module may include an antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving a signal of the designated high frequency band.
  • a designated high frequency band eg, mmWave band
  • a plurality of antennas eg, an array antenna
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal eg commands or data
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of the operations performed by the electronic device 101 may be executed by one or more external devices among the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC) or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other components in question, and may refer to components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. that one (eg first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component with or without the terms “functionally” or “communicatively” When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is, for example, interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • one or more instructions stored in a storage medium may be implemented as software (eg, the program 140) including
  • a processor eg, processor 120
  • a device eg, electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included in a computer program product (computer program product) and provided.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices (eg It can be distributed online (eg download or upload), directly between smartphones (eg smartphones).
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless power transmission apparatus 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments disclosed herein.
  • the wireless power transmitter 200 includes a first external electronic device 291 (eg, the electronic device 102 of FIG. 1 ) and a second external electronic device 293 (eg, the electronic device of FIG. 1 ).
  • the device 102) may transmit power wirelessly, and the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293 may wirelessly receive power.
  • the wireless power transmission apparatus 200 may include a transmission module 201; 201a, 201b and a coil unit 202; 202a, 202b, and the transmission module 201 includes a plurality of coils ( 221) may be selected to transmit power wirelessly.
  • the wireless power transmitter 200 may wirelessly transmit power to at least one external electronic device 291 and 293, and a plurality of external electronic devices 291 and 293 may receive power. state, it is possible to transmit power wirelessly sequentially and/or simultaneously.
  • the transmission module 201 may include a first transmission module 201a and a second transmission module 201b, and the first transmission module 201a and the second transmission module 201b are connected to each other.
  • the coil unit 202 may include a first coil unit 202a and a second coil unit 202b, and may receive a voltage or current from the transmission module 201 to generate an electromagnetic field. there is.
  • a receiving-side coil (not shown) generates an induced current to wirelessly power (eg: charging power).
  • the first transmission module 201a may include a first control circuit 211a, and/or a first power transmission circuit 213a (eg, a first power adjustment circuit 215a, a first power generation circuit). 217a), and may wirelessly transmit power using at least one of the coils 221a, 223a, and 225a of the first coil unit 202a.
  • the second transmission module 201b includes a second control circuit 211b, and/or a second power transmission circuit 213b (eg, a second power adjustment circuit 215b, a second power generation circuit 217b). In this case, power may be wirelessly transmitted using at least one of the coils 221b, 223b, and 225b of the second coil unit 202b.
  • the first control circuit 211a and the second control circuit 211b are substantially one control circuit, and independently connect the first power transmission circuit 213a and the second power transmission circuit 213b and / or can be selectively driven.
  • the coil unit 202 may include a plurality of coils 221 that generate an electromagnetic field by receiving voltage and/or current.
  • the first coil unit 202a includes some of the coils 221 (eg, a first coil 221a, a second coil 223a, and/or an n-th coil 225a). and may be electrically connected to the first transmission module 201a.
  • the first transmission module 201a selects at least one of the first coil 221a, the second coil 223a, and/or the n-th coil 225a to wirelessly power the first external electronic device 291 can be sent.
  • the first power transmission circuit 213a may include a first power adjustment circuit 215a and/or a first power generation circuit 217a.
  • the first power adjustment circuit 215a may provide a first voltage (power or current) to the first power generation circuit 217a, and the first power adjustment circuit 217a provided to the first power generation circuit 217a. You can change the voltage (power or current).
  • the first power generating circuit 217a is configured to provide a first power using a first voltage (power or current) provided from the first power adjusting circuit 215a at a designated frequency (hereinafter referred to as a 'first frequency') may be generated.
  • the first power generation circuit 217a may include an inverter (eg, a bridge circuit) including a plurality of switches, and generates first power through an on or off operation of each of the plurality of switches. A first signal for providing may be generated. According to an embodiment, the first power generation circuit 217a may change the first frequency to another frequency by controlling the on or off operation of each of the plurality of switches.
  • an inverter eg, a bridge circuit
  • a switch may be further included between the first power generation circuit 217a and the first coil unit 202a (eg, the plurality of coils 221a, 223a, 225a).
  • the first power generating circuit 217a may be connected to at least one selected from among the plurality of coils 221a , 223a , and 225a through the switch.
  • the first signal generated from the first power generating circuit 217a may be radiated in the form of electromagnetic waves through at least one selected from among the plurality of coils 221a, 223a, and 225a.
  • the first transmission module 201a may wirelessly transmit power to the first external electronic device 291 using at least one selected from among the plurality of coils 221a, 223a, and 225a.
  • the second coil unit 202b may include other portions of the coils 221 (eg, an n+1th coil 221b, an n+2th coil 223b, and/or an n+nth coil).
  • coil 225b may be electrically connected to the second transmission module 201b.
  • the second transmission module 201b selects at least one of the n+1th coil 221b, the n+2th coil 223b, and/or the n+nth coil 225b to the second external electronic device ( 293) can transmit power wirelessly.
  • the second power transmission circuit 213b may include a second power adjustment circuit 215b and/or a second power generation circuit 217b.
  • the second power adjustment circuit 215b may provide a second voltage (power or current) to the second power generation circuit 217b, and the second power adjustment circuit 217b provided to the second power generation circuit 217b. You can change the voltage (power or current).
  • the second power generation circuit 217b is configured to provide a second power using a second voltage (power or current) provided from the second power adjustment circuit 215b (hereinafter referred to as a 'second power'). frequency') may be generated.
  • the second power generation circuit 217b may include an inverter (eg, a bridge circuit) including a plurality of switches, and generates second power through an on or off operation of each of the plurality of switches. A second signal to provide may be generated. According to an embodiment, the second power generation circuit 217b may change the second frequency to another frequency by controlling the on or off operation of each of the plurality of switches.
  • an inverter eg, a bridge circuit
  • a second signal to provide may be generated.
  • the second power generation circuit 217b may change the second frequency to another frequency by controlling the on or off operation of each of the plurality of switches.
  • the first transmission module 201a when the first transmission module 201a and the second transmission module 201b simultaneously perform wireless power transmission, the first transmission module 201a transmits any one of the first frequency and the second frequency. to transmit power wirelessly through the selected coil 211 using the can
  • the wireless power transmission apparatus 200 when the wireless power transmission apparatus 200 performs wireless power transmission according to a wireless power consortium (WPC) standard, the first frequency and the second frequency may be selected in the range of 110 to 205 kHz.
  • WPC wireless power consortium
  • the first frequency and the second frequency may be selected in the range of 110 to 205 kHz.
  • the second transmission module 201b selects a frequency of 140 to 145 kHz to transmit power wirelessly.
  • a switch may be further included between the second power generating circuit 217b and the second coil unit 202b (eg, the plurality of coils 221b, 223b, 225b).
  • the second power generation circuit 217b may be connected to at least one selected from among the plurality of coils 221b, 223b, and 225b through the switch.
  • the second signal generated from the second power generation circuit 217b may be radiated in the form of electromagnetic waves through at least one selected from among the plurality of coils 221b, 223b, and 225b.
  • the second transmission module 201b may wirelessly transmit power to the second external electronic device 293 using at least one selected from among the plurality of coils 221b, 223b, and 225b.
  • the second signal may have the same frequency as the first signal, but at a different voltage, and in other embodiments, the second signal may have the same voltage as the first signal and a different frequency.
  • control circuits 211a and 211b control the first power generation circuit 217a to generate a first signal for providing the first power to the first external electronic device 291
  • the second power generation circuit 217b may be controlled to generate a second signal for providing the second power to the external electronic device 293 .
  • the first power adjustment circuit 215a is connected to the first power generation circuit 217a.
  • Control to provide a first voltage control the first power generation circuit 217a to generate a first signal of a first frequency, the generated first signal is the first coil unit 202a (eg: (eg: It can be controlled to be transmitted to the first external electronic device 291 through the first coil 221a, the second coil 223a, and/or the n-th coil 225a.
  • the control circuit 211a , 211b) when power transmission for wireless charging is required to the second external electronic device 293, the second power adjustment circuit 215b applies a voltage different from the first voltage to the second power generation circuit 217b.
  • the second power generating circuit 217b controls to generate a second signal of a first frequency, and the generated second signal is generated by the second coil unit 202b (eg: (eg, n+1 th) It may be controlled to be transmitted to the second external electronic device 293 through the coil 221b, the n+2th coil 223b, and/or the n+nth coil 225b).
  • the circuits 211a and 211b allow the second power adjustment circuit 215b to provide a first voltage to the second power generation circuit 217b when power transmission for wireless charging is required to the second external electronic device 293 .
  • the second power generating circuit 217b controls to generate a second signal having a frequency different from the first frequency, and the generated second signal is generated by the second coil unit 202b (eg: (eg, n-th +) It may be controlled to be transmitted to the second external electronic device 293 through the first coil 221b, the n+2th coil 223b, and/or the n+nth coil 225b).
  • the second coil unit 202b eg: (eg, n-th +) It may be controlled to be transmitted to the second external electronic device 293 through the first coil 221b, the n+2th coil 223b, and/or the n+nth coil 225b).
  • the control circuits 211a and 211b may be configured as a plurality of external electronic devices (eg, the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293) in a default state (power transmission is not performed).
  • the first coil unit 202a and the second coil unit 202b may radiate signals of different frequencies.
  • the control circuits 211a and 211b set the frequency of the second power generation circuit 217b to a second frequency different from the first frequency, and control the voltage supplied to the second power generation circuit 217b. 2 It can be controlled to set the voltage corresponding to the frequency.
  • the control circuits 211a and 211b may receive an approach detection signal from a detection means for detecting the approach of the second external electronic device 293 .
  • the control circuits 211a and 211b provide power to the first external electronic device 291 by setting the frequency of the first power generating circuit 217a to a second frequency different from the first frequency, and 2 By setting the frequency of the power generating circuit 217b to the first frequency, power may be provided to the second external electronic device 293 .
  • control circuits 211a and 211b provide power to the first external electronic device 291 using a first signal of a first frequency and provide power to the second external electronic device 293 at a second frequency. While providing the second power using a signal of there is.
  • the control circuits 211a and 211b provide power to the first external electronic device 291 by using a signal of a first frequency and provide the second external electronic device 293 with a signal of a second frequency.
  • the charging power charged in the first external electronic device 291 is lower than the charging power charged in the second external electronic device 293 while providing power using
  • the signal or voltage of the first frequency is transferred to another frequency (eg: second frequency) or voltage (eg, second voltage) to lower the power provided to the first external electronic device 291 .
  • the control circuits 211a and 211b may lower power provided to the first external electronic device 291 and provide higher power to the second external electronic device 293 .
  • the control circuits 211a and 211b may be configured by any one of the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293 (eg, the first external electronic device 291 ).
  • a power transmission circuit eg, a first power transmission circuit for providing high power to the first external electronic device 291 among the first power transmission circuit 213a and the second power transmission circuit 213b
  • the first power transmission circuit 213a is set to generate a signal of a first frequency for high power transmission, and another power transmission circuit (eg, the second power transmission circuit 213b) receives a lower power than the signal of the first frequency. It can be set to generate a signal with a transmittable frequency.
  • the control circuits 211a and 211b may include devices other than the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293 (eg, the third external electronic device 395 of FIG. 3 ). It may be set to generate a signal of a third frequency through a third power transmission circuit when .
  • a signal of a third frequency may utilize a third frequency and/or a third voltage that may provide power without interfering with a signal of a first frequency and/or a signal of a second frequency.
  • the third frequency may be a different frequency than the first frequency and/or the second frequency, and may have a voltage different from the voltage of the first frequency and/or the second frequency.
  • signals of the first to third frequencies may have different voltages while being signals of the same frequency.
  • the signals of the first to third frequencies may be signals of different frequencies while having the same voltage.
  • the wireless power transmitter 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) transmits different frequencies to a plurality of external electronic devices (eg, the electronic devices 102 and 104 of FIG. 1 ).
  • Increase H-Field Strength by providing power using a band or non-adjacent frequency band, or reduce electromagentic interference (EMI), radiated emission (RE), or conducted emission (CE).
  • EMI electromagentic interference
  • RE radiated emission
  • CE conducted emission
  • the wireless power transmitter 200 when the second external electronic device 293 approaches while providing power to the first external electronic device 291 using the first frequency, the wireless power transmitter 200 performs the first frequency and By providing power to the second external electronic device 293 using a different second frequency, the signal of the first frequency provided to the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293 provided to the second external electronic device 293 are provided. Interference between signals of two frequencies can be prevented.
  • the wireless power transmitter while providing power to the first external electronic device 291 using a first frequency and providing power to the second external electronic device 293 using a second frequency, the wireless power transmitter ( The first external electronic device 291 and the second external electronic device 200 change the first frequency and the second frequency based on the charging states of the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293 .
  • the amount of power provided to each of the first external electronic device 291 and the second external electronic device 293 may be adjusted according to the charging state of the electronic device 293 .
  • the wireless power transmitter 200 moves to the side requiring high power. Power transmission efficiency may be increased by setting the frequency of the transmitted signal to a lower frequency.
  • the configuration is illustrated in which the first coil unit 202a is electrically connected to the first transmission module 201a and the second coil unit 202b is electrically connected to the second transmission module 201b.
  • one transmission module 201 is electrically connected to the plurality of coils 221 , and the transmission module 201 uses at least one selected from among the plurality of coils 221 through a signal of a first frequency.
  • Power may be wirelessly transmitted, and power may be wirelessly transmitted through a signal of the second frequency using at least one other selected from among the plurality of coils 221 .
  • the wireless power transmitter 200 includes the sensor module 176, the communication module 190, and/or the antenna module 197 of FIG. 1 to access the external electronic devices 291 and 293 may be detected or a wireless power transmission request may be received from the external electronic devices 291 and 293 .
  • 3 is an external electronic device(s) in the wireless power transmission device 300 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 and/or the wireless power transmission device 200 of FIG. 2 ) according to various embodiments disclosed herein. ) (391, 393, 395) is a plan view showing the arrangement.
  • the wireless power transmitter 300 may be a charging pad on which at least one external electronic device 391 , 393 , and 395 can be placed on the upper surface of the housing 301 .
  • the housing 301 may indicate a location suitable for wireless charging by including various patterns or figures printed or engraved on the upper surface. For example, when the receiving-side electronic device (eg, external electronic devices 391 , 393 , 395 ) is placed in the housing 301 , the coil(s) of the wireless power transmission device 300 (eg, the coils of FIG.
  • the wireless power transmission device 300 may include a housing 301 without a print or pattern for location identification.
  • the wireless power transmitter 300 may select a coil (eg, the coils 221 of FIG. 2 ) that is properly aligned with the external electronic devices 391 , 393 , and 395 to wirelessly transmit power.
  • the external electronic devices 391 , 393 , and 395 may include, for example, a smart phone, a wearable electronic device, a wireless earphone charging case, and/or a wireless charging battery pack.
  • the wireless power transmitter 300 may receive external power through a wire, convert it into a signal suitable for reception by the external electronic device(s) 391 , 393 , and 395 , and radiate it to the outside.
  • the wireless power transmission device 300 includes a plurality of coils (eg, the coils 221 of FIG. 2 ), so that at least one selected according to a position in which the external electronic devices 391 , 393 , and 395 are placed. Power may be wirelessly transmitted to the external electronic devices 391 , 393 , and 395 using one coil. For example, even if the user places the external electronic devices 391 , 393 , and 395 at an arbitrary location, the wireless power transmission device 300 is closest to and/or aligned with the placed external electronic devices 391 , 393 , and 395 are the most By selecting a good coil and transmitting power, it is possible to increase the wireless power transmission efficiency.
  • the structure and arrangement of the coils 221 will be described with further reference to FIGS. 4 and 5 .
  • FIG. 4 shows coils 421 (eg: It is a plan view showing a state in which the coils 221) of FIG. 2 are disposed.
  • 5 is a plan view illustrating a coil 521 (eg, an arbitrarily selected one of the coils 221 of FIG. 2 ) of the apparatus for transmitting power wirelessly according to various embodiments of the present disclosure.
  • the coils 421 and 521 may include a conductive wire region 529a formed of an arrangement of conductive wires and an opening region 529b surrounded by the conductive wire region 529a.
  • the conductive wires forming the coils 421 and 521 are arranged in a spiral shape with different portions adjacent to each other to form a conductive wire region 529a, and the opening region 529b is a region in which conductive wires are not arranged.
  • the coils 521 and 421 may have a substantially flat plate shape, and may be disposed inclinedly or partially bent on a housing (eg, the housing 301 of FIG. 3 ).
  • Both ends 523 of the conducting wire in one coil 521 may be electrically connected to a transmission module (eg, the transmission module 201, the first transmission module 201a, and/or the second transmission module 201b of FIG. 2 ).
  • a transmission module eg, the transmission module 201, the first transmission module 201a, and/or the second transmission module 201b of
  • the coils 421 and 521 are disposed on the ferrite member 429 (eg, either side of both surfaces) and in one direction (eg, the X-axis direction) in the wireless power transmission device 300 . may be sequentially arranged along the In one embodiment, the ferrite member 429 may focus the electromagnetic field generated by the coils 421 and 521 in a specified space or direction, and block induced by other structures or electronic components of the wireless power transmission device 300 . there is. In one embodiment, the coils 421 and 521 may be disposed to partially overlap with another adjacent coil.
  • "overlapping" may mean that two adjacent coils 421 and 521 overlap, for example, when viewed from the Z-axis direction of FIG. 3 or FIG. 4 .
  • the conductive wire region 529a of the first coil 421a partially overlaps the opening region 529b of the adjacent second coil 423a (eg, the second overlapping region OR2 of FIG. 4 ). ), and the conductive wire region 529a of the second coil 423a partially overlaps the opening region 529b of the adjacent first coil 421a (eg, the first overlapping region OR1 of FIG. 4 ). )) while partially overlapping the opening region 529b of the adjacent third coil 425a (eg, the fourth overlapping region OR4 of FIG. 4 ).
  • the conductive wire region 529a of the third coil 425a is disposed to partially overlap the opening region 529a of the fourth coil 421b (eg, the sixth overlapping region OR6 of FIG. 4 ). and the conductive wire region 529a of the fourth coil 421b may be disposed to partially overlap the opening region 529a of the third coil 425a (eg, the fifth overlapping region OR5 of FIG. 4 ). . In some embodiments, the opening region 529b of the fifth coil 423b is disposed to partially overlap the conductive region 529a of the fourth coil 421b (eg, the eighth overlap region OR8 in FIG. 4 ).
  • the third overlapping region OR3 is formed by overlapping the opening region 529b of the second coil 423a and the conductive wire region 529a of the third coil 425a
  • the seventh overlapping region OR7 is The opening region 529b of the fourth coil 421b and the conductive wire region 529a of the fifth coil 423b overlap each other
  • the tenth overlapping region OR10 is formed by the conductive wire region 529a of the fifth coil 423b.
  • the opening region 529b of the sixth coil 425b may be formed to overlap each other.
  • an area in which an open area 529b of one coil and a conducting area 529a of another coil adjacent thereto overlap, or a conducting area 529a of one coil and an open area 529b of another coil adjacent thereto ) overlapping regions may be referred to as 'overlapping regions (eg, overlapping regions (OR) in FIG. 5 )', and when a distinction is necessary, ordinal numbers such as 'first' and 'second' may be added together.
  • the overlap region OR formed by overlapping the conductive wire region 529a of the first coil 421a and the opening region 529b of the second coil 423a is a 'first overlapping region (eg, FIG. 6 ).
  • first overlapping region OR1 of ' may be defined as a first overlapping region OR1 of '), and an overlapping region OR formed by overlapping the opening region 529b of the first coil 421a and the conductive wire region 529a of the second coil 423a.
  • a 'second overlapping area eg, the second overlapping area OR2 of FIG. 6
  • the first coil unit 402a (eg, the first coil unit 202a of FIG. 2 ) may include a first coil 421a, a second coil 423a, and/or a third coil 425a. may include, and the second coil unit 402b (eg, the second coil unit 202b of FIG. 2 ) may include a fourth coil 421b, a fifth coil 423b, and/or a sixth coil 425b. may include
  • the wireless power transmission device 300 eg, the wireless power transmission device 200 of FIG. 2
  • the transmission module 201 may select at least one of the coils 221 and 421 to wirelessly transmit power.
  • the first transmission module 201a performs wireless power transmission by selecting at least one of the first, second, and/or third coils 421a, 423a, and 425a
  • the second transmission module 201b may select at least one of the fourth, fifth, and/or sixth coils 421b, 423b, and 425b to perform wireless power transmission.
  • an electromagnetic field that interferes with or induced in another adjacent coil may reduce power transmission efficiency, and an electromagnetic field may be generated in another coil due to the interference.
  • heat may be generated in the receiving-side electronic device (eg, the external electronic devices 291 , 293 , 391 , 393 , and 395 of FIG. 2 or 3 ).
  • the coil eg, the coils 421 and 521 of FIG. 4 or 5
  • the open area of the coil eg, the open area 529b of FIG. 5
  • the magnetic flux density may be the highest.
  • the wireless power transmission device 300 includes at least one shielding member (eg, the shielding members 611 and 613 of FIG. 6 ) to thereby provide coils 221 , 421 , and 521 . Electromagnetic coupling or interference between them can be suppressed.
  • the shielding member(s) may be disposed on at least a portion of the overlapping area OR.
  • the shielding member(s) may be disposed to at least partially overlap the open area 529b of another adjacent coil while being disposed on the conductive wire area 529a of one coil.
  • the configuration or arrangement of the shielding member will be described with further reference to FIG. 6 .
  • the coils 625a and 621b of the embodiment to be examined with reference to FIGS. 6 and/or 7 to 10 may illustrate any two adjacently disposed coils 421 of FIG. 4 . .
  • ten overlapping regions eg, overlapping regions OR of FIG. 5
  • the shielding member may be disposed in at least one of the overlapping regions OR.
  • FIG. 6 is a view in which the shielding members 611 and 613 of the wireless power transmission device 600 (eg, the wireless power transmission devices 200 and 300 of FIG. 2 or 3 ) according to various embodiments disclosed in this document are disposed It is a side view to explain.
  • the wireless power transmission device 600 eg, the wireless power transmission devices 200 and 300 of FIG. 2 or 3
  • the wireless power transmitter 600 includes a first coil 625a (eg, the third coil 425a in FIG. 4 ) disposed on the ferrite member 429 , a second coil 621b ( For example, the fourth coil 421b of FIG. 4 ) and/or at least one shielding member 611 and 613 may be included.
  • the first coil 625a may be electrically connected to a first transmission module (eg, the first transmission module 201a of FIG. 2 ), and the first transmission module 201a may include the first coil 625a ) to transmit power wirelessly.
  • the second coil 621b may be electrically connected to a second transmission module (eg, the second transmission module 201b of FIG.
  • the second transmission module 201b may include a second coil ( 621b) can be used to wirelessly transmit power.
  • the first coil 625a and the second coil 625b may be electrically connected to a first transmission module (eg, the first transmission module 201a of FIG. 2 ).
  • the first transmission module 201a may wirelessly transmit power using the first coil 625a or the second coil 625b.
  • the first coil 625a and the second coil 621b may include a conducting wire region 529a and an opening region 529b surrounded by the conducting wire region 529a, respectively, in the X-axis direction. can be arranged accordingly.
  • a portion of the conductive wire region 529a of the first coil 625a is disposed to overlap a portion of the open region 529b of the second coil 621b, and the second coil 621b ), a portion of the conductive wire region 529a may be disposed to overlap a portion of the opening region 529b of the first coil 625a.
  • at least a portion of an upper surface of the first coil 625a may be disposed to face at least a portion of a lower surface of the second coil 621b.
  • an overlapping region formed by overlapping the conductive wire region 529a of the first coil 625a and the opening region 529b of the second coil 621b is referred to as a 'first overlapping region OR1'
  • the second An overlapping region formed by overlapping the conductive wire region 529a of the second coil 625b and the opening region 529b of the first coil 625a will be referred to as a 'second overlapping region OR2'.
  • the shielding members 611 and 613 may be made of ferrite or nanocrystal having a magnetic permeability of 1500 Wb/m 2 or more and 40000 Wb/m 2 or less, and when viewed in the Z-axis direction, polygonal , an ellipse or a circle.
  • the shielding members 611 and 613 include a first shielding member 611 disposed on at least a portion of the first overlapping region OR1 , and a second shielding member 611 disposed on at least a portion of the second overlapping region OR2 .
  • a shielding member 613 may be included.
  • the first shielding member 611 may be attached or mounted to the first coil 625a (eg, the lead region 529a) and at least partially in the opening region 529b of the second coil 621b. can be nested.
  • the second shielding member 613 may be attached or mounted to the second coil 621b (eg, the lead region 529a) and at least partially in the opening region 529b of the first coil 625a. can be nested.
  • the shielding members 611 and 613 may be disposed on at least a portion of the overlapping regions OR1 and OR2, and may have a shape or size substantially corresponding to the overlapping regions OR1 and OR2. there is.
  • one shielding member 611 or 613 may be disposed on the overlapping regions OR1 , OR2 between two adjacent coils, in another embodiment, the shielding member(s) is shown in FIG. 4 It may be disposed in an overlapping area formed by any two adjacent coils among the coils 421 shown in FIG.
  • the shielding members 611 and 613 are illustrated as separate shapes with respect to each other, but it should be noted that the various embodiments disclosed herein are not limited thereto.
  • the shielding members 611 and 163 may be formed of one piece or a single piece, and a part of the one shielding member is disposed in the conductive wire region 529a of the first coil 625a, and the other part may be disposed in the conductive wire region 529a of the second coil 621b.
  • the shielding members 611, 613 may be provided in the form of a film and attached to the coils 625a, 621b, and in other embodiments, on the conducting area 529a of the coils 625a, 621b.
  • first overlapping area OR1 eg first overlapping area OR1 and/or fifth overlapping area OR5 in FIG. 4
  • second overlapping area OR2 eg, the second overlapping region OR2 and/or the sixth overlapping region OR6 of FIG. 4 .
  • the wireless power transmission device 600 may include one of the first coil 625a and the second coil 621b. Power may be selectively transmitted wirelessly, or power may be transmitted wirelessly using the first coil 625a and the second coil 621b at the same time.
  • the first shielding member 611 prevents the electromagnetic field EM2 generated in the second coil 621b from being interfered with or induced into the conductive wire region 529a of the first coil 625a by applying a current. It can be reduced or at least partially blocked.
  • the second shielding member 613 prevents the electromagnetic field EM1 generated in the first coil 625a from being interfered with or induced into the conductive wire region 529a of the second coil 621b by applying a current. at least partially blocked.
  • the first shielding member 611 may block power leakage to the second coil 621b.
  • the second shielding member 613 may block power leakage to the first coil 625a.
  • the energy transmitted wirelessly may be reduced as much as power is leaked to the other unselected coil. It has been previously mentioned that heat may be generated in (eg, the external electronic devices 391 , 393 , and 395 of FIG. 3 ).
  • the shielding member(s) 611 and 613 in the wireless power transmission apparatuses 200, 300, and 600 according to various embodiments disclosed herein leak power to the unselected coil when the selected coil wirelessly transmits power. It is possible to prevent a decrease in power transmission efficiency and to prevent or suppress heat generation in the receiving-side electronic device by blocking it.
  • the first shielding member 611 may be disposed on an upper surface (eg, a surface facing the +Z-axis direction) of the first coil 625a.
  • the first shielding member 611 may be positioned to face a lower surface (eg, a surface facing the -Z-axis direction) of the second coil 621b.
  • the first shielding member 611 may be received substantially as the opening region 529b of the second coil 621b.
  • the second shielding member 613 may be disposed on the upper surface of the second coil 621b.
  • the shielding member(s) are selected in one or two overlapping regions OR If 611 and 613 are disposed, the third coil 425a (eg, the first coil 625a of FIG. 6 ) belonging to the first coil unit 402a and the fourth coil belonging to the second coil unit 402b It may be disposed in overlapping region(s) OR1 and OR2 formed by 421b (eg, the second coil 621b of FIG. 6 ).
  • the shielding member(s) 611 and 613 may block interference or induction of an electromagnetic field between two adjacent coils, or may block interference or induction of an electromagnetic field between two adjacent coil units.
  • the arrangement of the shielding members may be various in addition, and this will be described with reference to FIGS. 7 to 10 .
  • shielding members 611 and 613 in the wireless power transmission apparatus 600 are shielding members 611 and 613 in the wireless power transmission apparatus 600 (eg, the wireless power transmission apparatus 200, 300 of FIG. 2 or 3) according to various embodiments disclosed herein. It is a side view for explaining various embodiments regarding arrangement.
  • the first shielding member 611 may be disposed on the lower surface of the first coil 625a
  • the second shielding member 613 may be disposed on the upper surface of the second coil 621b .
  • the first shield member 611 when the first coil 625a is disposed in contact with the ferrite member 429 of FIG. 6 , the first shield member 611 is not the lower surface of the first coil 625a, but rather in FIG. 6 . It may be disposed on the upper surface of the first coil 625a as shown in FIG.
  • the first shielding member 611 may be disposed on the lower surface of the first coil 625a
  • the second shielding member 613 may be disposed on the lower surface of the second coil 621b .
  • the first shield member 611 when the first coil 625a is disposed in contact with the ferrite member 429 of FIG. 6 , the first shield member 611 is not the lower surface of the first coil 625a, but rather in FIG. 6 . It may be disposed on the upper surface of the first coil 625a as shown in FIG.
  • the second shielding member 613 may be positioned to face the upper surface of the first coil 625a. In one embodiment, the second shielding member 613 may be received substantially as the opening region 529b of the first coil 625a.
  • the first shielding member 611 may be disposed on the upper surface of the first coil 625a
  • the second shielding member 613b may be disposed on the lower surface of the second coil 621b
  • the first shielding member 611 may be disposed to face the lower surface of the second coil 621b
  • the second shielding member 613 may be disposed to face the upper surface of the first coil 625a.
  • the first shielding member 611 is received substantially into the open area 529b of the second coil 625b
  • the second shielding member 613 is substantially received into the open area of the first coil 625a . (529b) may be accepted.
  • the arrangement structure of FIG. 9 may be more easily downsized than the arrangement structure of FIGS. 6 to 8 .
  • the thickness of the shielding members 611 and 613 may not substantially affect the thickness of the wireless power transmitter 600 .
  • the wireless power transmission apparatus 600 may include one shielding member 615 disposed between two adjacent coils 625a and 621b.
  • the shielding member 615 may be disposed between the upper surface of the first coil 625a and the lower surface of the second coil 621b and extend from the first overlapping area OR1 to the second overlapping area OR2 .
  • the shielding member 615 blocks the electromagnetic field generated by the second coil 621b from being interfered with or induced in the first coil 625a in the first overlapping region OR1 , and the second overlapping region OR2 . ), the electromagnetic field generated by the first coil 625a may be prevented from being interfered with or induced by the second coil 621b.
  • 11 is a graph illustrating the measurement of charging current while charging in a wireless power transmitter in which a shielding member (eg, shielding members 611 , 613 , 615 of FIGS. 6 to 10 ) is not disposed.
  • 12 illustrates a charging current while charging in a wireless power transmission device (eg, the wireless power transmission device 200, 300, 600 of FIGS. 2, 3, and/or 6) according to various embodiments disclosed herein. It is a graph that is measured and displayed.
  • the graphs of FIGS. 11 and 12 show that when two external electronic devices (eg, the external electronic devices 291, 293, 391, 393, 395 of FIG. 2 or 3) simultaneously request wireless power transmission, approximately 9 V
  • the charging current consumed by the wireless power transmitter 200, 300, and 600 by receiving an input voltage of 600) indicates that two external electronic devices provide fast charging at the same time
  • the second mode M2 indicates that one of the two external electronic devices provides fast charging while the other provides normal or slow charging
  • the third mode M3 may represent providing normal or slow charging to two external electronic devices.
  • the external electronic devices 291 , 293 , 391 , 393 , and 395 adjust the speed of wireless charging or transmit power. Intensity adjustment may be requested, and the wireless power transmitter 200 , 300 , 600 may adjust the speed based on the request of the external electronic device 291 , 293 , 391 , 393 , 395 .
  • the external electronic devices 291, 293, 391, 393, and 395 may be requested to reduce the speed of wireless charging, and the wireless power transmitter 291 , 293 , 391 , 393 , 395 may lower the transmission power according to the request of the external electronic device 291 , 293 , 391 , 393 , 395 . there is.
  • the external electronic devices 291, 293, 391, 393, 395 may request to increase the wireless charging speed
  • the wireless power transmitters 200 , 300 , and 600 may provide fast charging by increasing transmission power according to a request of the external electronic devices 291 , 293 , 391 , 393 , and 395 .
  • a transmitting side coil eg, a coil selected from among the coils 421 , 625a , and 621b of FIG. 4 or 6
  • a receiving side coil eg, the external electronic device 291 of FIG. 2 or 3
  • heat may be generated in the external electronic devices 291, 293, 391, 393, and 395 during wireless charging.
  • the wireless power transmitter 200 , 300 , 600 includes a plurality of coils 421 , 625 ⁇ and 621b , and when an electromagnetic field is generated from an unselected coil, the receiving-side electronic device (eg: The external electronic devices 291 , 293 , 391 , 393 , and 395 of FIG. 2 or 3 may generate heat.
  • the generation of heat in the receiving-side electronic device may mean that the wireless power transmission efficiency is low.
  • the wireless power transmission apparatuses 200 , 300 , and 600 include a shielding member (eg, the shielding members 611 , 613 , and 615 of FIGS. 6 to 10 ). ))), while consuming a lower charging current in each mode (M1, M2, M3), two external electronic devices (291, 293, 391, 393, 395) simultaneously It can be seen that the time required for charging completion (F1, F2) is reduced by approximately 1 hour when charging.
  • a shielding member eg, the shielding members 611 , 613 , and 615 of FIGS. 6 to 10 ).
  • a wireless power transmission device that includes a plurality of coils 421 , 625a , and 621b and does not include the shielding members 611 , 613 , 615 mainly utilizes the third mode M3 to provide wireless charging
  • wireless power transmission apparatus 200, 300, 600 according to various embodiments disclosed in this document is wireless charging by evenly utilizing the first mode (M1), the second mode (M2) and / or the third mode (M3) It can be seen that provides When wireless charging is performed through the wireless power transmission apparatuses 200, 300, and 600 according to various embodiments disclosed in this document, power transmission efficiency is improved, heat generation in an external electronic device is suppressed, and fast charging time is possible This improvement can reduce the time required for wireless charging.
  • 13 to 15 are diagrams illustrating modified examples of the arrangement or shape of coils in a wireless power transmission apparatus according to various embodiments disclosed herein.
  • the wireless power transmission device 700 may include a plurality of coils 721 forming an N * M arrangement. there is.
  • the coils 721 in the first row may form an overlapping region (eg, overlapping regions OR1 to OR10, OR in FIG. 4 or FIG.
  • the coils 721 in a row may form an overlapping area (eg, overlapping areas OR1 to OR10, OR of FIG. 4 or 5 ) with other adjacent coils.
  • the coils 721 in the first row may not form an overlapping region with the coils in the second row.
  • a shielding member eg, the shielding members 611 and 613 of FIG. 6
  • the first transmission module (eg, the first transmission module 201a of FIG. 2 ) may be electrically connected to the coils 721 of the first row among the coils 721
  • the second transmission A module (eg, the second transmission module 201b of FIG. 2 ) may be electrically connected to the coils 721 in the second row.
  • the first transmission module 201a may be electrically connected to the coils 721 in the first row, the second row, and the third row among the coils 721
  • the second transmission module 201b is It may be electrically connected to the coils 721 in the fourth column, fifth column, and sixth column.
  • the coils 721 in the first and second rows are electrically connected to the first transmission module 201a, and the coils 721 in the third and fourth rows are connected to the second transmission module ( 201b), and the coils 721 in the fifth and sixth columns may be electrically connected to a third transmission module (not shown).
  • the wireless power transmission device 800 (eg, the wireless power transmission devices 200 and 300 of FIG. 2 or FIG. 3 ) is an N*M arrangement, for example, a plurality of of coils 821a and 821b.
  • the first coils 821a of the first row are overlapped with other adjacent first coils 821a (eg, overlapping areas OR1 to OR10, OR of FIG. 4 or 5 ). may be formed, and the coils 821b in the second row may form an overlapping region (eg, overlapping regions OR1 to OR10, OR in FIG. 4 or FIG. 5 ) with another adjacent second coil 821b. there is.
  • the first coils 821a may form an additional overlapping region with any one of the second coils 821b.
  • a shielding member eg, the shielding members 611 and 613 of FIG. 6
  • the wireless power transmission device 800 may include at least one transmission module (eg, the transmission module 201, the first transmission module 201a, and/or the second transmission module 201b of FIG. 2 ), and a coil Power may be wirelessly provided to an external electronic device (eg, the external electronic device 391 , 393 , or 395 of FIG. 3 ) using at least one of the devices 821a and 821b.
  • a wireless power transmission device 900 (eg, the wireless power transmission devices 200 and 300 of FIG. 2 or 3 ) is an N*M array, for example, a plurality of may include a first coil 921a, a plurality of second coils 921b, and/or a plurality of third coils 921c.
  • the first coils 921a do not form overlapping regions with other adjacent first coils 921a or second coils 921b, and the second coils 921b do not overlap other adjacent second coils 921b or second coils 921b.
  • An overlapping region with the first coil 921a may not be formed.
  • the third coils 921c may overlap with at least one selected from among the first coils 921a and/or at least one selected from the second coils 921b (eg, FIG. 4 or FIG. 5 ). of overlapping regions OR1 to OR10, OR) may be formed, and a shielding member (eg, the shielding members 611 and 613 of FIG. 6 ) may be disposed in the overlapping region.
  • the third coil(s) 921c may have a substantially polygonal shape when viewed in a plan view.
  • the shape of the coils depends on the shape of the wireless power transmission device (eg, the wireless power transmission device 300 of FIGS. 2 and/or 3 ) or the arrangement structure of the internal space. Various selections may be made.
  • a wireless power transmission device (eg, the wireless power transmission devices 200 , 300 , 600 of FIGS. 2 , 3 and/or 6 ) is a conductive wire (conductive).
  • a first conductive wire region eg, the conductive wire region 529a of FIG. 5
  • a first opening region eg, the opening region 529b of FIG. 5
  • 1 coil eg, the third coil 425a of FIG. 4 or the first coil 625a of FIG. 6
  • a second conductive wire region eg, the conductive wire region 529a of FIG.
  • a second coil eg, fourth coil 421b in FIG. 4 or second coil 621b in FIG. 6
  • the A second coil including a second open region (eg, open region 529b in FIG. 5 ) surrounded by a second conductor region. ), a first overlapping region (eg, overlapping region OR in FIG. 5 or first overlapping region OR1 in FIG. 6 ) formed by overlapping a portion of the second opening region with a portion of the first conductive line region, and and a first shielding member (eg, the first shielding member 611 of FIG.
  • the first shielding member includes an electromagnetic field generated by the second coil (eg, The electric field 'EM2') of FIG. 6 may be configured to at least partially block interference with the first conductive wire region.
  • the first coil and the second coil may have a flat plate shape.
  • an upper surface of the first coil may be disposed to face a lower surface of the second coil, and the first shielding member may be disposed on at least one of an upper surface and a lower surface of the first coil there is.
  • a second overlapping area (eg, overlapping area OR of FIG. 5 ) formed by overlapping a portion of the second conductive line area with a portion of the first opening area The second overlapping region OR2 of FIG. 6 ), and a second shielding member (eg, the second shielding member 613 of FIG. 6 ) disposed on at least a portion of the second overlapping region, wherein the first The coil is configured to generate an electromagnetic field (eg, the electromagnetic field 'EM1' in FIG. 6 ) by receiving a current, and the second shielding member prevents the electromagnetic field generated by the first coil from interfering with the second conductive wire region at least It may be configured to partially block.
  • an electromagnetic field eg, the electromagnetic field 'EM1' in FIG. 6
  • a lower surface of the second coil may be disposed to face an upper surface of the first coil, and the second shielding member may be disposed on at least one of an upper surface and a lower surface of the second coil.
  • an upper surface of the first coil is disposed to face a lower surface of the second coil, and the first shielding member and the second shielding member are disposed between the upper surface of the first coil and the second It may be disposed between the lower surfaces of the coils.
  • the first shielding member may include ferrite or nanocrystal having a magnetic permeability of 1500 Wb/m 2 or more and 40000 Wb/m 2 or less.
  • the wireless power transmission device as described above is electrically connected to the first coil, and a first transmission module (eg, the transmission of FIG. 2 ) configured to wirelessly transmit power using the first coil.
  • a first transmission module eg, the transmission of FIG. 2
  • a second transmission module electrically connected to the second coil and configured to wirelessly transmit power using the second coil (eg, FIG. 2 )
  • It may further include a transmission module 201 and/or a second transmission module 201b).
  • the wireless power transmission device as described above includes a third conductive wire region (eg, conductive wire region 529a in FIG. 5 ) formed of an arrangement of conductive wires, and a third opening region surrounded by the third conductive wire region ( A third coil (eg, second coil 423a in FIG. 4 ) including an opening region 529b in FIG. 5 ), a fourth conductor region comprising an arrangement of conductors (eg, conductor region 529a in FIG. 5 ) )) and a fourth coil (eg, fifth coil 423b of FIG. 4 ) including a fourth opening region (eg, opening region 529b of FIG.
  • the first A first transmission module electrically connected to a coil and the third coil and configured to wirelessly transmit power using a selected one of the first coil and the third coil (eg, the transmission module 201 of FIG. 2 ); and / or a first transmission module (201a)), and the second coil and the fourth coil and electrically connected, the second coil and the fourth coil set to wirelessly transmit power using a selected one It may further include 2 transmission modules (eg, the transmission module 201 and/or the second transmission module 201b of FIG. 2 ).
  • a third overlapping area formed by overlapping a part of the third conductive line area with another part of the first opening area, and a part of the fourth conductive line area being the second
  • the display device may further include a fourth overlapping region formed to overlap another portion of the second opening region, and a third shielding member disposed in at least one of the third overlapping region and the fourth overlapping region.
  • the wireless power transmitter as described above may further include a ferrite member, and the first coil and the second coil may be disposed on one surface of the ferrite member.
  • the wireless power transmission device (eg, the wireless power transmission device 200, 300, 600 of FIGS. 2, 3 and/or 6) includes a conductive wire region (for example, a plurality of coils (eg, the coils of FIG. 4 or FIG. 5 ) including a conductive wire region 529a in FIG. 5 ) and an open region surrounded by the conductive wire region (eg, an open region 529b in FIG. 5 ). 421, 521), at least one shielding member (eg, the shielding members 611, 613, 615 of FIGS. 6 to 10) disposed on at least a portion of the conductive wire region, and at least one of the coils.
  • a conductive wire region For example, a plurality of coils (eg, the coils of FIG. 4 or FIG. 5 ) including a conductive wire region 529a in FIG. 5 ) and an open region surrounded by the conductive wire region (eg, an open region 529b in FIG. 5 ). 421, 521), at least
  • At least one transmitting module configured to transmit power wirelessly (eg, the transmitting module 201, the first transmitting module 201a, and/or the second transmitting module 201b of FIG. 2 ), wherein the coils include They may be sequentially disposed along one direction (eg, the X-axis direction of FIG. 4 ), and the shielding member may be disposed to at least partially overlap the opening region of the other adjacent coil.
  • the transmission module includes a first transmission module (eg, the first transmission module 201a of FIG. 2 ) and a second transmission module (eg, the second transmission module 201b of FIG. 2 ) , the first transmission module wirelessly using a selected one of the first coil, the second coil, and the third coil (eg, the first to third coils 421a, 423a, 425a in FIG. 4) among the coils. is set to transmit power, and the second transmission module is selected from among the coils a fourth coil, a fifth coil, and a sixth coil (eg, the fourth to sixth coils 421b, 423b, and 425b of FIG. 4 ). It can be set to transmit power wirelessly using one.
  • a first transmission module eg, the first transmission module 201a of FIG. 2
  • a second transmission module eg, the second transmission module 201b of FIG. 2
  • the first transmission module wirelessly using a selected one of the first coil, the second coil, and the third coil (eg, the
  • the shielding member is disposed in a conductive area of the third coil (eg, the first coil 625a of FIG. 6 ), and the fourth coil (eg, the second coil 621b of FIG. 6 ) . and a second shielding member (eg, the second shielding member 613 ) disposed to at least partially overlap the region.
  • the first shielding member may include ferrite or nanocrystal having a magnetic permeability of 1500 Wb/m 2 or more and 40000 Wb/m 2 or less.
  • the shielding member may be disposed on an upper surface or a lower surface of at least one of the coils.
  • a wireless power transmission device (eg, the wireless power transmission devices 200 , 300 , and 600 of FIGS. 2 , 3 and/or 6 ) includes an arrangement of conductive wires.
  • a first coil eg, open region 529b in FIG. 5 ) including a first conductive region (eg, conductive region 529a in FIG. 5 ) and a first opening region (eg, opening region 529b in FIG. 5 ) surrounded by the first conductive region formed by The third coil 425a of FIG. 4 or the first coil 625a of FIG. 6 ), a second conductive wire region (eg, the conductive wire region 529a of FIG.
  • the first At least one transmission module configured to wirelessly transmit power using at least one of a coil and the second coil (eg, the transmission module 201 of FIG. 2 , the first transmission module 201a , and/or the second transmission) module 201b ), a first overlapping region formed by overlapping a portion of the first conductive region with a portion of the second opening region (eg, overlapping region OR in FIG. 5 and/or first overlapping region in FIG.
  • the member is configured to prevent the electromagnetic field generated in any one of the first coil and the second coil (eg, the electromagnetic fields "EM1, 'EM2' in FIG. 6 ) from interfering with the other one of the first coil and the second coil. may be configured to at least partially block.
  • the transmission module includes a first transmission module (eg, the first transmission module 201a of FIG. 2 ) and a second transmission module (eg, the second transmission module 201b of FIG. 2 )
  • the first transmission module may be configured to wirelessly transmit power using the first coil
  • the second transmission module may be configured to wirelessly transmit power using the second coil.
  • the shielding member may include a first shielding member (eg, the first shielding member 611 of FIG. 6 ) disposed in the first overlapping area and the second overlapping area (eg, the second overlapping area of FIG. 6 ).
  • a second shielding member disposed on at least a portion of the shielding member 613 may be included.
  • an upper surface of the first coil is disposed to face a lower surface of the second coil, and the shielding member is disposed between the upper surface of the first coil and the lower surface of the second coil.
  • Each of the first overlapping area and the second overlapping area may be disposed.

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Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치는, 도선(conductive wire)의 배열로 이루어진 제1 도선 영역과, 상기 제1 도선 영역에 둘러싸인 제1 개구 영역을 포함하는 제1 코일, 도선의 배열로 이루어진 제2 도선 영역과, 상기 제2 도선 영역에 둘러싸인 제2 개구 영역을 포함하는 제2 코일, 상기 제1 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 일부분과 중첩하여 형성된 제1 중첩 영역, 및 상기 제1 중첩 영역의 적어도 일부에 배치된 제1 차폐 부재를 포함하고, 상기 제1 차폐 부재는 상기 제2 코일에서 생성된 전자기장이 상기 제1 도선 영역에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다. 이외에도 다양한 실시예가 가능하다.

Description

차폐 부재를 포함하는 무선 전력 송신 장치
본 문서에 개시된 다양한 실시예는 무선 전력 송신 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 차폐 부재를 포함하는 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.
스마트 폰, 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스와 같이 휴대가 용이한 전자 장치의 사용이 증가하고 있으며, 한 사용자가 다수의 휴대용 전자 장치를 활용하는 것이 점차 보편화되고 있다. 휴대용 전자 장치는 재충전 가능한 2차 전지를 포함함으로써, 별도의 외부 전원을 제공받지 않더라도 사용자는 지정된 시간 동안 전자 장치를 사용할 수 있다. 2차 전지는 유선 방식 또는 무선 방식으로 재충전될 수 있다. 유선 충전 방식은 전자 장치에 맞는 케이블이나 충전기가 요구되어 휴대나 보관이 번거로울 수 있다. 무선 충전 방식은 전기 에너지를 주파수를 가지는 전자기파 형태로 각기 다른 전자 장치에 적합하게 변환하여 전송선 없이 무선으로 전달할 수 있다. 예컨대, 하나의 무선 전력 송신 장치(예: 충전 패드)를 이용하여 서로 다른 전자 장치(들)를 충전할 수 있다.
무선 전력 전송 기술은 코일에 유기되는 전자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식으로서, 송신 코일에 전류를 인가하여 전자기장을 발생시키고, 발생된 전자기장에 의해 수신 코일에서 유도 전류를 형성함으로써 전기 에너지를 공급할 수 있다.
송신 코일과 수신 코일이 적절하게 정렬되지 않은 경우, 전력 송수신 효율이 저하될 수 있다. 예를 들어, 송신 코일에서 발생된 전자기장은 수신 측 전자 장치의 다른 기계적인 구조물(예: 전기 전도성을 가지는 케이스, 프레임 및/또는 하우징)에서 유도 전류를 형성하여 수신 측 전자 장치에 발열 현상을 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 무선으로 전송된 전력이 충전에 활용되지 못하고 열 에너지와 같이 다른 형태로 변환될 수 있다. 이와 같이, 무선으로 전송된 전력이 충전에 활용되지 못하고 열 에너지와 같은 다른 형태로 변환될 수 있다.
무선 전력 송신 장치는 복수의 송신 코일을 포함할 수 있으며, 수신 측 전자 장치(예: 수신 코일)와 적절하게 정렬된 송신 코일(들)을 선택하여 전력 송신을 수행할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치는 복수의 송신 코일을 포함할 때, 무선 전력 송신 장치상에 수신 측 전자 장치가 놓여지는 위치가 좀더 자유로울 수 있으며, 전력 송수신 효율이 높아지고 사용자의 편의성도 향상될 수 있다. 하지만, 선택된 송신 코일이 발생시킨 전자기장은 다른 송신 코일에 유기 또는 간섭될 수 있으며, 이로 인해 선택되지 않은 다른 송신 코일에서도 전자기장을 발생시킬 수 있다. 복수의 코일 중 선택되지 않은 송신 코일이 발생시키는 전자기장은 전자 장치에서 발열을 초래할 수 있다.
무선 전력 송신 장치는 복수의 송신 코일을 포함할 때, 복수의 수신 측 전자 장치로 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 예컨대, 복수의 송신 코일 중 하나는 제1 외부 전자 장치로, 다른 하나는 제2 외부 전자 장치로 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 하지만, 동시에 복수의 송신 코일이 동작할 때, 전자기장의 상호 간섭으로 인해 왜곡될 수 있으며, 송신 코일들이 발생시킨 전자기장의 왜곡으로 인해 전력 송수신 효율이 저하되거나, 통신 성능이 열화되거나 수신 측 전자 장치(들)에서 열이 발생될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예는, 복수의 코일 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하면서, 향상된 전력 송수신 효율을 가진 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예는, 코일들 사이의 상호 간섭으로 인한 전자기장의 왜곡을 억제하고, 수신 측 전자 장치에서의 발열을 개선할 수 있는 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치는, 도선(conductive wire)의 배열로 이루어진 제1 도선 영역과, 상기 제1 도선 영역에 둘러싸인 제1 개구 영역을 포함하는 제1 코일, 도선의 배열로 이루어진 제2 도선 영역과, 상기 제2 도선 영역에 둘러싸인 제2 개구 영역을 포함하는 제2 코일, 상기 제1 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 일부분과 중첩하여 형성된 제1 중첩 영역, 및 상기 제1 중첩 영역의 적어도 일부에 배치된 제1 차폐 부재를 포함하고, 상기 제1 차폐 부재는 상기 제2 코일에서 생성된 전자기장이 상기 제1 도선 영역에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치는, 도선의 배열로 이루어진 도선 영역과, 상기 도선 영역에 둘러싸인 개구 영역을 포함하는 복수의 코일, 상기 도선 영역의 적어도 일부에 배치된 적어도 하나의 차폐 부재, 및 상기 코일들 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 적어도 하나의 송신 모듈을 포함하고, 상기 코일들은 일 방향을 따라 순차적으로 배치되고, 상기 차폐 부재는 인접하는 다른 코일의 상기 개구 영역에 적어도 부분적으로 중첩하게 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치는, 도선(conductive wire)의 배열로 이루어진 제1 도선 영역과, 상기 제1 도선 영역에 둘러싸인 제1 개구 영역을 포함하는 제1 코일, 도선의 배열로 이루어진 제2 도선 영역과, 상기 제2 도선 영역에 둘러싸인 제2 개구 영역을 포함하는 제2 코일, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 적어도 하나의 송신 모듈, 상기 제1 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 일부분과 중첩하여 형성된 제1 중첩 영역, 상기 제2 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 일부와 중첩하여 형성된 제2 중첩 영역, 및 상기 제1 중첩 영역과 상기 제2 중첩 영역 중 적어도 하나에 배치된 차폐 부재를 포함하고, 상기 차폐 부재는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 어느 하나에서 생성된 전자기장이 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 다른 하나에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 복수의 코일을 포함함으로써 수신 측 전자 장치가 놓여질 수 있는 위치가 자유로워 사용자의 편의성이 향상될 수 있으며, 수신 측 전자 장치와 적절하게 정렬된 코일을 선택하여 전력을 송신함으로써 전력 송수신 효율이 높아질 수 있다. 한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 복수의 코일 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하면서, 차폐 부재를 포함함으로써 인접한 코일들 사이의 간섭을 줄이거나 부분적으로 차단할 수 있다. 예컨대, 송신 코일에서 발생된 전자기장이 인접하는 코일에 미치는 영향을 줄어 무선 전력 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 어떤 실시예에서, 무선 전력 송신 장치는 인접하는 코일들의 중첩 영역에 위치하는 차폐 부재를 포함함으로써 선택되지 않은 코일에서 발생된 유도 전류 또는 전자기장으로 인해 수신 측 전자 장치에서 열이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이외에, 본 문서를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에 외부 전자 장치(들)가 놓여진 모습을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 코일부에서 코일들이 배치된 모습을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 코일을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 차폐 부재가 배치된 모습을 설명하기 위한 측면도이다.
도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서 차폐 부재의 배치에 관한 다양한 실시예를 설명하기 위한 측면도이다.
도 11은 차폐 부재가 배치되지 않은 무선 전력 송신 장치에서 충전을 진행하면서 충전 전류를 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서 충전을 진행하면서 충전 전류를 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 13, 도 14 및 도 15는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서 코일들의 배열이나 형상에 관한 변형 예들을 나타내는 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU; neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준 지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼) 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗면 또는 측면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC; mobile edge computing) 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나”, 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(200)는 제1 외부 전자 장치(291)(예: 도 1의 전자 장치(102)) 및 제2 외부 전자 장치(293)(예: 도 1의 전자 장치(102)) 각각에 무선으로 전력을 송신할 수 있고, 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293)는 무선으로 전력을 수신할 수 있다
다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(200)는 송신 모듈(201; 201a, 201b)과 코일부(202; 202a, 202b)를 포함할 수 있으며, 송신 모듈(201)은 복수의 코일들(221) 중 적어도 하나를 선택하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(200)는 적어도 하나의 외부 전자 장치(291, 293)에 무선으로 전력을 송신할 수 있으며, 복수의 외부 전자 장치(291, 293)가 전력을 수신할 수 있는 상태라면 순차적으로 및/또는 동시에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 송신 모듈(201)은 제1 송신 모듈(201a)과 제2 송신 모듈(201b)을 포함할 수 있으며, 제1 송신 모듈(201a)과 제2 송신 모듈(201b)은 서로에 대하여 독립적으로 동작할 수 있다. 도시된 실시예에서, 코일부(202)는 제1 코일부(202a)와 제2 코일부(202b)를 포함할 수 있으며, 송신 모듈(201)로부터 전압 또는 전류를 인가받아 전자기장을 생성할 수 있다. 외부 전자 장치(291, 293)는 코일부(202)가 발생시킨 전자기장 내에 위치되었을 때, 수신 측 코일(미도시)이 유도 전류를 생성함으로써 무선 전력 송신 장치(200)로부터 무선으로 전력(예: 충전 전력)을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 송신 모듈(201a)은 제1 제어 회로(211a), 및/또는 제1 전력 전송 회로(213a)(예: 제1 전력 조정 회로(215a), 제1 전력 생성 회로(217a))를 포함할 수 있으며, 제1 코일부(202a)의 코일들(221a, 223a, 225a) 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 제2 송신 모듈(201b)은 제2 제어 회로(211b), 및/또는 제2 전력 전송 회로(213b)(예: 제2 전력 조정 회로(215b), 제2 전력 생성 회로(217b))를 포함할 수 있으며, 제2 코일부(202b)의 코일들(221b, 223b, 225b) 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 제어 회로(211a)와 제2 제어 회로(211b)는 실질적으로 하나의 제어 회로이면서, 제1 전력 전송 회로(213a)와 제2 전력 전송 회로(213b)를 독립적으로 및/또는 선택적으로 구동시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 코일부(202)는, 전압 및/또는 전류를 인가받아 전자기장을 생성하는 복수의 코일(221)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 코일부(202a)는, 코일들(221) 중 일부(예: 제1 코일(221a), 제2 코일(223a) 및/또는 제n 코일(225a))를 포함할 수 있으며, 제1 송신 모듈(201a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 송신 모듈(201a)은 제1 코일(221a), 제2 코일(223a) 및/또는 제n 코일(225a) 중 적어도 하나를 선택하여 제1 외부 전자 장치(291)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 전력 전송 회로(213a)는 제1 전력 조정 회로(215a), 및/또는 제1 전력 생성 회로(217a)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 제1 전력 조정 회로(215a)는 제1 전압(전원 또는 전류)을 제1 전력 생성 회로(217a)에 제공할 수 있으며, 제1 전력 생성 회로(217a)에 제공되는 제1 전압(전원 또는 전류)을 변경할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 전력 생성 회로(217a)는 제1 전력 조정 회로(215a)로부터 제공되는 제1 전압(전원 또는 전류)을 이용하여 제1 전력을 제공하기 위한 지정된 주파수(이하 '제1 주파수'라고도 함)의 제1 신호를 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 전력 생성 회로(217a)는 복수의 스위치들을 포함하는 인버터(예를 들면 브릿지 회로)를 포함할 수 있으며, 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 동작을 통해 제1 전력을 제공하기 위한 제1 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 전력 생성 회로(217a)는 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 동작을 제어하여 제1 주파수를 다른 주파수로 변경할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1 전력 생성 회로(217a)와 제1 코일부(202a)(예: 복수의 코일들(221a, 223a, 225a)) 사이에 스위치(미도시)가 더 포함될 수 있으며, 스위치를 통하여 복수의 코일들(221a, 223a, 225a) 중 선택된 적어도 하나와 제1 전력 생성 회로(217a)가 연결될 수 있다. 한 실시예에서, 제1 전력 생성 회로(217a)로부터 생성된 제1 신호는 복수의 코일들(221a, 223a, 225a) 중 선택된 적어도 하나를 통해 전자기파 형태로 방사될 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 모듈(201a)은 복수의 코일들(221a, 223a, 225a) 중 선택된 적어도 하나를 이용하여 제1 외부 전자 장치(291)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 코일부(202b)는, 코일들(221) 중 다른 일부(예: 제n+1 코일(221b), 제n+2 코일(223b) 및/또는 제n+n 코일(225b))을 포함할 수 있으며, 제2 송신 모듈(201b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 송신 모듈(201b)은 제n+1 코일(221b), 제n+2 코일(223b) 및/또는 제n+n 코일(225b) 중 적어도 하나를 선택하여 제2 외부 전자 장치(293)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 전력 전송 회로(213b)는 제2 전력 조정 회로(215b), 및/또는 제2 전력 생성 회로(217b)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 제2 전력 조정 회로(215b)는 제2 전압(전원 또는 전류)을 제2 전력 생성 회로(217b)에 제공할 수 있으며, 제2 전력 생성 회로(217b)에 제공되는 제2 전압(전원 또는 전류)을 변경할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제2 전력 생성 회로(217b)는 제2 전력 조정 회로(215b)로부터 제공되는 제2 전압(전원 또는 전류)을 이용하여 제2 전력을 제공하기 위한 지정된 주파수(이하 '제2 주파수'라고도 함)의 제2 신호를 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 전력 생성 회로(217b)는 복수의 스위치들을 포함하는 인버터(예를 들면 브릿지 회로)를 포함할 수 있으며, 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 동작을 통해 제2 전력을 제공하기 위한 제2 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제2 전력 생성 회로(217b)는 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 동작을 제어하여 제2 주파수를 다른 주파수로 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 송신 모듈(201a)과 제2 송신 모듈(201b)이 동시에 무선 전력 전송을 수행할 때, 제1 송신 모듈(201a)은 제1 주파수와 제2 주파수 중 어느 하나를 이용하여 선택된 코일(211)을 통해 무선으로 전력을 전송하고, 제2 송신 모듈(201b)은 제1 주파수와 제2 주파수 중 다른 하나를 이용하여 선택된 다른 코일(211)을 통해 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 한 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(200)가 WPC(wireless power consortium) 표준에 따른 무선 전력 송신을 수행할 때, 제1 주파수와 제2 주파수는 110~205kHz의 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 모듈(201a)이 110~115kHz의 주파수를 선택하여 무선으로 전력을 송신할 때, 제2 송신 모듈(201b)은 140~145kHz의 주파수를 선택하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제2 전력 생성 회로(217b)와 제2 코일부(202b)(예: 복수의 코일들(221b, 223b, 225b)) 사이에 스위치(미도시)가 더 포함될 수 있으며, 스위치를 통하여 복수의 코일들(221b, 223b, 225b) 중 선택된 적어도 하나와 제2 전력 생성 회로(217b)가 연결될 수 있다. 한 실시예에서, 제2 전력 생성 회로(217b)로부터 생성된 제2 신호는 복수의 코일들(221b, 223b, 225b) 중 선택된 적어도 하나를 통해 전자기파 형태로 방사될 수 있다. 예를 들어, 제2 송신 모듈(201b)은 복수의 코일들(221b, 223b, 225b) 중 선택된 적어도 하나를 이용하여 제2 외부 전자 장치(293)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제2 신호는 제1 신호와 동일한 주파수이면서, 다른 전압을 가질 수 있고, 다른 실시예에서, 제2 신호는 제1 신호와 동일한 전압을 가지면서 다른 주파수의 신호일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(211a, 211b)는 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 전력을 제공하기 위한 제1 신호를 생성하도록 제1 전력 생성 회로(217a)를 제어하고, 제2 외부 전자 장치(293)에 제2 전력을 제공하기 위한 제2 신호를 생성하도록 제2 전력 생성 회로(217b)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(211a, 211b)는 제1 외부 전자 장치(291)에 무선 충전을 위한 전력 전송이 요구되는 경우, 제1 전력 조정 회로(215a)가 제1 전력 생성 회로(217a)에 제1 전압을 제공하도록 제어하고, 제1 전력 생성 회로(217a)가 제1 주파수의 제1 신호를 생성하도록 제어하며, 생성된 제1 신호가 제1 코일부(202a)(예:(예: 제1 코일(221a), 제2 코일(223a) 및/또는 제n 코일(225a))를 통해 제1 외부 전자 장치(291)에 전달되도록 제어할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 회로(211a, 211b)는 제2 외부 전자 장치(293)에 무선 충전을 위한 전력 전송이 요구되는 경우, 제2 전력 조정 회로(215b)가 제2 전력 생성 회로(217b)에 제1 전압과는 다른 전압을 제공하도록 제어하고, 제2 전력 생성 회로(217b)가 제1 주파수의 제2 신호를 생성하도록 제어하고, 생성된 제2 신호가 제2 코일부(202b)(예:(예: 제n+1 코일(221b), 제n+2 코일(223b) 및/또는 제n+n 코일(225b))를 통해 제2 외부 전자 장치(293)에 전달되도록 제어할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어 회로(211a, 211b)는 제2 외부 전자 장치(293)에 무선 충전을 위한 전력 전송이 요구되는 경우, 제2 전력 조정 회로(215b)가 제2 전력 생성 회로(217b)에 제1 전압 제공하도록 제어하고, 제2 전력 생성 회로(217b)가 제1 주파수와 다른 주파수의 제2 신호를 생성하도록 제어하고, 생성된 제2 신호가 제2 코일부(202b)(예:(예: 제n+1 코일(221b), 제n+2 코일(223b) 및/또는 제n+n 코일(225b))를 통해 제2 외부 전자 장치(293)에 전달되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디폴트 상태(전력 전송이 되지 않는 상태)에서 하나의 외부 전자 장치가 인접하게 위치하여 전력 전송할 경우, 제1 전력 전송 회로(213a) 또는 제2 전력 전송 회로(213b) 중 적어도 하나의 전송 주파수가 제1 주파수로 설정될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 제어 회로(211a, 211b)는 디폴트 상태(전력 전송이 되지 않는 상태)에서 복수의 외부 전자 장치(예: 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293))에 의해 각각 전력 전송이 요구되는 경우에 제1 전력 생성 회로(217a) 또는 제2 전력 생성 회로(217b) 중 하나의 주파수가 제1 주파수로 설정되고, 다른 하나의 주파수가 제2 주파수로 설정될 수 있다. 예컨대, 복수의 외부 전자 장치로 동시에 무선으로 전력을 송신할 때, 제1 코일부(202a) 와 제2 코일부(202b)는 서로 다른 주파수의 신호를 방사할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 전력 생성 회로(217a)를 이용하여 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 주파수의 신호를 통해 무선으로 전력을 제공하는 중에, 제2 외부 전자 장치(293)의 접근이 감지되면, 제어 회로(211a, 211b)는 제2 전력 생성 회로(217b)의 주파수를 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 설정하고, 제2 전력 생성 회로(217b)에 공급되는 전압을 제2 주파수에 대응하는 전압으로 설정하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 회로(211a, 211b)는 제2 외부 전자 장치(293)의 접근을 감지하는 감지 수단으로부터 접근 감지 신호를 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 전력 생성 회로(217a)를 이용하여 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 주파수의 신호를 통해 무선으로 전력을 제공하는 중에, 제2 외부 전자 장치(293)의 접근이 감지되면, 제어 회로(211a, 211b)는 제1 전력 생성 회로(217a)의 주파수를 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 설정하여 제1 외부 전자 장치(291)로 전력을 제공하고, 제2 전력 생성 회로(217b)의 주파수를 제1 주파수로 설정하여 제2 외부 전자 장치(293)로 전력을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(211a, 211b)는, 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 주파수의 제1 신호를 이용하여 전력을 제공하고 제2 외부 전자 장치(293)에 제2 주파수의 신호를 이용하여 제2 전력을 제공하는 도중, 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293)의 충전 상태에 기반하여 제1 주파수와 제2 주파수가 각각 변경되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(211a, 211b)는, 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 주파수의 신호를 이용하여 전력을 제공하고 제2 외부 전자 장치(293)에 제2 주파수의 신호를 이용하여 전력을 제공하는 도중, 제1 외부 전자 장치(291)에서 충전되는 충전 전력이 제2 외부 전자 장치(293)에서 충전되는 충전 전력보다 낮아질 경우(예를 들어, 제1 외부 전자 장치(291)가 완충되어 제1 외부 전자 장치(291)에서 충전되는 충전 전력이 제2 외부 전자 장치(293)에서 충전되는 충전 전력보다 낮아질 경우), 제1 주파수의 신호 또는 전압을 다른 주파수(예: 제2 주파수) 또는 전압(예: 제2 전압)으로 변경하여 제1 외부 전자 장치(291)로 제공되는 전력을 낮출 수 있다. 예컨대, 제어 회로(211a, 211b)는 제1 외부 전자 장치(291)로 제공되는 전력을 낮추고, 제2 외부 전자 장치(293)로 더 높은 전력을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(211a, 211b)는, 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293) 중 어느 하나의 장치(예: 제1 외부 전자 장치(291))가 고전력 전송을 요구하는 경우, 예를 들어, 제1 전력 전송 회로(213a) 및 제2 전력 전송 회로(213b) 중 제1 외부 전자 장치(291)에 고전력을 제공하기 위한 전력 전송 회로(예: 제1 전력 전송 회로(213a))에 고전력 전송을 위한 제1 주파수의 신호를 생성하도록 설정하고, 다른 전력 전송 회로(예: 제2 전력 전송 회로(213b))는 제1 주파수의 신호보다 낮은 전력을 전송할 수 있는 주파수의 신호를 생성하도록 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(211a, 211b)는, 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293) 외에 다른 장치(예: 도 3의 제3 외부 전자 장치(395))가 전송을 요구하는 경우 제3 전력 전송 회로를 통해 제3 주파수의 신호를 생성하도록 설정할 수 있다. 예를 들면 제3 주파수의 신호는 제1 주파수의 신호 및/또는 제2 주파수의 신호와 간섭없이 전력을 제공할 수 있는 제3 주파수 및/또는 제3 전압을 이용할 수 있다. 예를 들면, 제3 주파수는 제1 주파수 및/또는 제2 주파수와 다른 주파수일 수 있고, 제1 주파수 및/또는 제2 주파수의 전압과 다른 전압을 가질 수 있다. 한 실시예에서, 제1 내지 제3 주파수의 신호는 동일한 주파수의 신호이면서 서로 다른 전압을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 내지 제3 주파수의 신호는 동일한 전압을 가지면서 서로 다른 주파수의 신호일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))에서 복수의 외부 전자 장치들(예: 도 1의 전자 장치(102, 104))에 서로 다른 주파수 대역 또는 인접하지 않은 주파수 대역을 이용하여 전력을 제공함으로써 전계 강도(H-Field Strength)를 높이거나, EMI(electromagentic interference), 방사성 방출(RE; radited emission) 또는 전도성 방출(CE; conducted emission)을 억제할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 주파수를 이용하여 전력을 제공하는 도중, 제2 외부 전자 장치(293)가 접근하면, 무선 전력 송신 장치(200)는 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 이용하여 제2 외부 전자 장치(293)에 전력을 제공함으로써, 제1 외부 전자 장치(291)에 제공되는 제1 주파수의 신호와 제2 외부 전자 장치(293)에 제공되는 제2 주파수의 신호 사이에 간섭을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 외부 전자 장치(291)에 제1 주파수를 이용하여 전력을 제공하고 제2 외부 전자 장치(293)에 제2 주파수를 이용하여 전력을 제공하는 도중, 무선 전력 송신 장치(200)는 제1 외부 전자 장치(291)와 상기 제2 외부 전자 장치(293)의 충전 상태에 기반하여 제1 주파수와 제2 주파수를 변경함으로써, 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293)의 충전 상태에 따라 제1 외부 전자 장치(291) 및 제2 외부 전자 장치(293) 각각에 제공되는 전력의 크기를 조절할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 외부 전자 장치(291)에 제공되는 전력과 제2 외부 전자 장치(293)에 제공되는 전력이 서로 다를 때, 무선 전력 송신 장치(200)는 높은 전력이 요구되는 측으로 전송되는 신호의 주파수를 더 낮은 주파수로 설정하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다.
상술한 실시예에서, 제1 코일부(202a)가 제1 송신 모듈(201a)과 전기적으로 연결되고, 제2 코일부(202b)가 제2 송신 모듈(201b)과 전기적으로 연결된 구성을 예시하지만, 본 발명의 다양한 실시예가 이에 한정되지 않음에 유의한다. 예를 들어, 하나의 송신 모듈(201)이 복수의 코일(221)과 전기적으로 연결되고, 송신 모듈(201)은 복수의 코일(221) 중 선택된 적어도 하나를 이용하여 제1 주파수의 신호를 통해 무선으로 전력을 송신할 수 있고, 복수의 코일(221) 중 선택된 다른 적어도 하나를 이용하여 제2 주파수의 신호를 통해 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(200)는, 도 1의 센서 모듈(176), 통신 모듈(190) 및/또는 안테나 모듈(197)을 포함함으로써, 외부 전자 장치(291, 293)의 접근을 감지하거나 외부 전자 장치(291, 293)로부터 무선 전력 송신 요구를 수신할 수 있다.
이하의 다양한 실시예를 살펴봄에 있어, 도 1의 전자 장치(101, 102, 104) 및/또는 도 2의 무선 전력 송신 장치(200)가 참조될 수 있다.
도 3은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101) 및/또는 도 2의 무선 전력 송신 장치(200))에 외부 전자 장치(들)(391, 393, 395)가 놓여진 모습을 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(300)는 하우징(301)의 상면에 적어도 하나의 외부 전자 장치(391, 393, 395)가 놓여질 수 있는 충전 패드일 수 있다. 어떤 실시예에서, 하우징(301)은 상면에 인쇄 또는 각인된 각종 문양이나 도형을 포함함으로써, 무선 충전에 적합한 위치를 나타낼 수 있다. 예컨대, 수신 측 전자 장치(예: 외부 전자 장치(391, 393, 395))가 하우징(301)에 놓여질 때, 무선 전력 송신 장치(300)의 코일(들)(예: 도 2의 코일들(221)) 중 어느 하나와 적절하게 정렬될 수 있는 위치에 인쇄나 문양이 제공될 수 있으며, 사용자는 이러한 인쇄나 문양을 통해 충전하고자 하는 기기(예: 외부 전자 장치(391, 393, 395))의 배치 위치를 시각적으로 또는 촉각적으로 인지할 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(300)는 위치 식별을 위한 인쇄나 문양이 없는 하우징(301)을 포함할 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신 장치(300)는 외부 전자 장치(391, 393, 395)와 적합하게 정렬된 코일(예: 도 2의 코일들(221))을 선택하여 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 외부 전자 장치(391, 393, 395)는, 예를 들면, 스마트 폰, 웨어러블 전자 장치, 무선 이어폰 충전 케이스, 및/또는 무선 충전 배터리 팩을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(300)는 유선으로 외부 전원을 공급받아, 외부 전자 장치(들)(391, 393, 395)가 수신하기 적합한 형태의 신호로 변환하여 외부로 방사할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(300)는 복수의 코일(예: 도 2의 코일들(221))을 포함함으로써, 외부 전자 장치(391, 393, 395)가 놓여진 위치에 따라 선택된 적어도 하나의 코일을 이용하여 외부 전자 장치(391, 393, 395)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 예컨대, 사용자가 임의의 위치에 외부 전자 장치(391, 393, 395)를 배치하더라도 무선 전력 송신 장치(300)는 놓여진 외부 전자 장치(391, 393, 395)와 가장 가까운 및/또는 정렬 상태가 가장 양호한 코일을 선택하여 전력을 송신함으로써, 무선 전력 송신 효율을 높일 수 있다. 코일들(221)의 구조나 배치에 관해서는 도 4와 도 5를 더 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))의 코일부(402)에서 코일들(421)(예: 도 2의 코일들(221))이 배치된 모습을 나타내는 평면도이다. 도 5는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 코일(521)(예: 도 2의 코일들(221) 중 임의로 선택된 하나)을 나타내는 평면도이다.
도 4와 도 5를 더 참조하면, 코일들(421, 521)은 도선의 배열로 이루어진 도선 영역(529a)과 도선 영역(529a)에 둘러싸인 개구 영역을(529b) 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일들(421, 521)을 형성하는 도선은 서로 다른 부분이 인접하는 상태로 나선 형태를 이루게 배열되어 도선 영역(529a)을 형성하며, 개구 영역(529b)은 도선이 배열되지 않은 영역으로서 도선 영역(529b)에 의해 둘러싸인 영역을 의미할 수 있다. 한 실시예에서 코일들(521, 421)은 실질적으로 평판(flat plate) 형상일 수 있으며, 하우징(예: 도 3의 하우징(301)) 상에서 경사지게 배치되거나 부분적으로 굴곡지게 변형된 상태로 배치될 수 있다. 하나의 코일(521)에서 도선의 양단(523)은 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201), 제1 송신 모듈(201a) 및/또는 제2 송신 모듈(201b))에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 코일들(421, 521)은 페라이트 부재(429) 상(예: 양면 중 어느 한 면)에 배치되며 무선 전력 송신 장치(300) 내에서 일 방향(예: X 축 방향)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 한 실시예에서, 페라이트 부재(429)는 코일들(421, 521)이 발생시키는 전자기장을 지정된 공간 또는 방향으로 집속하고, 무선 전력 송신 장치(300)의 다른 구조물이나 전자 부품에 유기되는 것을 차단할 수 있다. 한 실시예에서, 코일들(421, 521)은 인접하는 다른 코일과 부분적으로 중첩하게 배치될 수 있다. 여기서, "중첩한다"라 함은, 예를 들면, 도 3 또는 도 4의 Z축 방향에서 투영하여 바라볼 때, 인접하는 두 코일(421, 521)이 중첩됨을 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 코일(421a)의 도선 영역(529a)은 인접하는 제2 코일(423a)의 개구 영역(529b)에 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제2 중첩 영역(OR2))하게 배치될 수 있고, 제2 코일(423a)의 도선 영역(529a)은 인접하는 제1 코일(421a)의 개구 영역(529b)과 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제1 중첩 영역(OR1))하면서, 인접하는 제3 코일(425a)의 개구 영역(529b)에 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제4 중첩 영역(OR4))하게 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 제3 코일(425a)의 도선 영역(529a)은 제4 코일(421b)의 개구 영역(529a)과 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제6 중첩 영역(OR6))하게 배치되고, 제4 코일(421b)의 도선 영역(529a)은 제3 코일(425a)의 개구 영역(529a)과 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제5 중첩 영역(OR5))하게 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제5 코일(423b)의 개구 영역(529b)은 제4 코일(421b)의 도선 영역(529a)과 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제8 중첩 영역(OR8))하게 배치되고, 제6 코일(425b)의 도선 영역(529a)과 부분적으로 중첩(예: 도 4의 제9 중첩 영역(OR9))하게 배치될 수 있다. 도 4에서 제3 중첩 영역(OR3)은 제2 코일(423a)의 개구 영역(529b)과 제3 코일(425a)의 도선 영역(529a)이 중첩하여 형성되고, 제7 중첩 영역(OR7)은 제4 코일(421b)의 개구 영역(529b)과 제5 코일(423b)의 도선 영역(529a)이 중첩하여 형성되며, 제10 중첩 영역(OR10)은 제5 코일(423b)의 도선 영역(529a)과 제6 코일(425b)의 개구 영역(529b)이 중첩하여 형성될 수 있다. 이하의 상세한 설명에서는 한 코일의 개구 영역(529b)과 그에 인접하는 다른 코일의 도선 영역(529a)이 중첩된 영역, 또는 한 코일의 도선 영역(529a)과 그에 인접하는 다른 코일의 개구 영역(529b)이 중첩된 영역을 '중첩 영역(예: 도 5의 중첩 영역(OR))'이라 칭할 수 있으며, 구분이 필요할 경우, '제1', '제2'와 같은 서수가 병기될 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(421a)의 도선 영역(529a)과 제2 코일(423a)의 개구 영역(529b)이 중첩되어 형성하는 중첩 영역(OR)은 '제1 중첩 영역(예: 도 6의 제1 중첩 영역(OR1))'으로 정의될 수 있고, 제1 코일(421a)의 개구 영역(529b)과 제2 코일(423a)의 도선 영역(529a)이 중첩되어 형성하는 중첩 영역(OR)은 '제2 중첩 영역(예: 도 6의 제2 중첩 영역(OR2))'으로 정의될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 코일부(402a)(예: 도 2의 제1 코일부(202a))는 제1 코일(421a), 제2 코일(423a) 및/또는 제3 코일(425a)을 포함할 수 있고, 제2 코일부(402b)(예: 도 2의 제2 코일부(202b))는 제4 코일(421b), 제5 코일(423b) 및/또는 제6 코일(425b)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(300)(예: 도 2의 무선 전력 송신 장치(200))는 도시되지 않은 추가의 코일들 및/또는 송신 모듈(들)을 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 다양한 실시예가 도시된 실시예에 한정되지 않음에 유의한다. 송신 모듈(201)(예: 도 2의 제1 송신 모듈(201a) 및/또는 제2 송신 모듈(201b))은 코일들(221, 421) 중 적어도 하나를 선택하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 모듈(201a)은 제1, 제2 및/또는 제3 코일(421a, 423a, 425a) 중 적어도 하나를 선택하여 무선 전력 송신을 수행하고, 제2 송신 모듈(201b)은 제4, 제5 및/또는 제6 코일(421b, 423b, 425b) 중 적어도 하나를 선택하여 무선 전력 송신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 선택된 하나의 코일이 무선 전력 송신을 수행할 때, 인접하는 다른 코일에 간섭 또는 유기되는 전자기장은 전력의 송신 효율을 저하시킬 수 있으며, 간섭으로 인해 다른 코일에서 전자기장이 발생될 경우 수신 측 전자 장치(예: 도 2 또는 도 3의 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395))에서 발열을 초래할 수 있음을 앞서 언급한 바 있다. 코일(예: 도 4 또는 도 5의 코일들(421, 521))이 전압 및/또는 전류를 인가받아 전자기장을 발생시킬 때, 코일의 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))에서 자속 밀도가 가장 높을 수 있다. 예컨대, 한 코일의 개구 영역(예: 도 4의 제1 코일(421a)의 개구 영역(529b))이 인접하는 다른 코일의 도선 영역(예: 도 4의 제2 코일(423a)의 도선 영역(529a))과 중첩하게 배치된 때, 코일들 사이에 간섭 또는 유기되는 전자기장의 양이 증가될 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(300)는 적어도 하나의 차폐 부재(예: 도 6의 차폐 부재들(611, 613))를 포함함으로써 코일들(221, 421, 521) 사이에 전자기적인 결합이나 간섭을 억제할 수 있다. 한 실시예에서, 차폐 부재(들)는 중첩 영역(OR)의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 예컨대, 차폐 부재(들)는 한 코일의 도선 영역(529a)에 배치되면서 인접하는 다른 코일의 개구 영역(529b)과 적어도 부분적으로 중첩하게 배치될 수 있다.
차폐 부재의 구성이나 배치에 관해서는 도 6을 더 참조하여 살펴보기로 한다. 도 6 및/또는 도 7 내지 도 10을 참조하여 살펴보게 될 실시예의 코일들(625a, 621b)은, 도 4의 코일들(421) 중 인접하게 배치된 임의의 두 코일을 예시한 것일 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, 10개의 중첩 영역(예: 도 5의 중첩 영역(OR))이 형성될 수 있으며, 차폐 부재는 중첩 영역(OR)들 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(600)(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))의 차폐 부재(611, 613)가 배치된 모습을 설명하기 위한 측면도이다.
도 6을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(600)는 페라이트 부재(429) 상에 배치된 제1 코일(625a)(예: 도 4의 제3 코일(425a)), 제2 코일(621b)(예: 도 4의 제4 코일(421b)) 및/또는 적어도 하나의 차폐 부재(611, 613)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 코일(625a)은 제1 송신 모듈(예: 도 2의 제1 송신 모듈(201a))에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 송신 모듈(201a)은 제1 코일(625a)을 이용하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 제2 코일(621b)은 제2 송신 모듈(예: 도 2의 제2 송신 모듈(201b))에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 송신 모듈(201b)은 제2 코일(621b)을 이용하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 코일(625a) 및 제2 코일(625b)은 제1 송신 모듈(예: 도 2의 제1 송신 모듈(201a))에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 모듈(201a)은 제1 코일(625a) 또는 제2 코일(625b)을 이용하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 코일(625a)과 제2 코일(621b)은 각각 도선 영역(529a)과, 도선 영역(529a)에 둘러싸인 개구 영역(529b)을 포함할 수 있으며, X축 방향을 따라 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, Z 축 방향에서, 제1 코일(625a)의 도선 영역(529a) 중 일부는 제2 코일(621b)의 개구 영역(529b)의 일부에 중첩하게 배치되고, 제2 코일(621b)의 도선 영역(529a) 중 일부는 제1 코일(625a)의 개구 영역(529b)의 일부에 중첩하게 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 코일(625a)의 상부면 중 적어도 일부는 제2 코일(621b)의 하부면 중 적어도 일부와 마주보게 배치될 수 있다. 이하의 설명에서, 제1 코일(625a)의 도선 영역(529a)과 제2 코일(621b)의 개구 영역(529b)이 중첩하여 형성된 중첩 영역을 '제1 중첩 영역(OR1)'이라 칭하고, 제2 코일(625b)의 도선 영역(529a)과 제1 코일(625a)의 개구 영역(529b)이 중첩하여 형성된 중첩 영역을 '제2 중첩 영역(OR2)'이라 칭하기로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 차폐 부재(611, 613)는 1500 Wb/m2 이상, 40000 Wb/m2 이하의 투자율을 가지는 페라이트 또는 나노크리스탈로 제작될 수 있으며, Z축 방향에서 바라볼 때, 다각형, 타원, 원형일 수 있다. 한 실시예에서, 차폐 부재(611, 613)는 제1 중첩 영역(OR1)의 적어도 일부에 배치된 제1 차폐 부재(611)와, 제2 중첩 영역(OR2)의 적어도 일부에 배치된 제2 차폐 부재(613)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 차폐 부재(611)는 제1 코일(625a)(예: 도선 영역(529a))에 부착 또는 장착될 수 있으며 적어도 부분적으로 제2 코일(621b)의 개구 영역(529b)에 중첩할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 차폐 부재(613)는 제2 코일(621b)(예: 도선 영역(529a))에 부착 또는 장착될 수 있으며 적어도 부분적으로 제1 코일(625a)의 개구 영역(529b)에 중첩할 수 있다. 어떤 실시예에서, 차폐 부재들(611, 613)은 중첩 영역들(OR1, OR2)의 적어도 일부에 배치될 수 있으며, 실질적으로 중첩 영역들(OR1, OR2)과 상응하는 형상이나 크기를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 하나의 차폐 부재(611 또는 613)가 인접하는 두 코일 사이에서 중첩 영역들(OR1, OR2) 상에 배치될 수 있으며, 또 다른 실시예에서, 차폐 부재(들)는 도 4에 도시된 코일들(421) 중 인접하는 임의의 두 코일이 형성하는 중첩 영역에 배치될 수 있다.
도시된 실시예에서, 차폐 부재(611, 613)은 서로에 대하여 분리된 형상으로 예시되지만, 본 문서에 개시된 다양한 실시예가 이에 한정되지 않음에 유의한다. 예를 들어, 차폐 부재(611, 163)는 하나(one piece 또는 single piece)로 이루어질 수 있으며, 하나의 차폐 부재 중 일부는 제1 코일(625a)의 도선 영역(529a)에 배치되고, 다른 일부는 제2 코일(621b)의 도선 영역(529a)에 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 차폐 부재(611, 613)는 필름 형태로 제공되어 코일들(625a, 621b)에 부착될 수 있으며, 다른 실시예에서, 코일들(625a, 621b)의 도선 영역(529a) 상에 도포된 도료 또는 잉크를 경화하여 제1 중첩 영역(OR1)(예: 도 4의 제1 중첩 영역(OR1) 및/또는 제5 중첩 영역(OR5)) 및/또는 제2 중첩 영역(OR2)(예: 도 4의 제2 중첩 영역(OR2) 및/또는 제6 중첩 영역(OR6))에 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(600)(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))는, 제1 코일(625a)과 제2 코일(621b) 중 하나를 선택하여 무선으로 전력을 송신하거나, 제1 코일(625a)과 제2 코일(621b)을 동시에 이용하여 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 한 실시예에서, 제1 차폐 부재(611)는, 전류가 인가됨으로써 제2 코일(621b)에서 발생된 전자기장(EM2)이 제1 코일(625a)의 도선 영역(529a)으로 간섭 또는 유기되는 것을 줄이거나 적어도 부분적으로 차단할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 차폐 부재(613)는, 전류가 인가됨으로써 제1 코일(625a)에서 발생된 전자기장(EM1)이 제2 코일(621b)의 도선 영역(529a)으로 간섭 또는 유기되는 것을 적어도 부분적으로 차단할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 송신 장치(600)가 제1 코일(625a)을 선택 또는 이용하여 무선으로 전력을 송신할 때 제1 차폐 부재(611)는 제2 코일(621b)로 전력이 누설되는 것을 차단할 수 있고, 제2 코일(621b)을 선택 또는 이용하여 무선으로 전력을 송신할 때 제2 차폐 부재(613)는 제1 코일(625a)로 전력이 누설되는 것을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 선택되지 않은 다른 코일로 전력이 누설되는 만큼 무선으로 송신되는 에너지가 저하될 수 있고, 누설된 전력을 이용하여 선택되지 않은 코일이 전자기장을 발생시킬 때, 이는 수신 측 전자 장치(예: 도 3의 외부 전자 장치(391, 393, 395))에서 발열을 초래할 수 있음을 앞서 언급한 바 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(200, 300,600)에서 차폐 부재(들)(611, 613)는, 선택된 코일이 무선으로 전력을 송신할 때, 선택되지 않은 코일로 전력이 누설되는 것을 차단함으로써 전력 전송 효율이 저하되는 것을 방지하고, 수신 측 전자 장치에서의 발열을 방지 또는 억제할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 차폐 부재(611)는, 제1 코일(625a)의 상부면(예: +Z축 방향을 향하는 면)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 차폐 부재(611)는 제2 코일(621b)의 하부면(예: -Z축 방향을 향하는 면)에 마주보게 위치할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 차폐 부재(611)는 실질적으로 제2 코일(621b)의 개구 영역(529b)으로 수용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 차폐 부재(613)는 제2 코일(621b)의 상부면에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도 4에서와 같이, 다수의 중첩 영역(OR)을 형성하도록 복수의 코일(421)이 배열된 구조에서, 선택된 하나 또는 두 개의 중첩 영역(OR)에 차폐 부재(들)(611, 613)이 배치된다면, 제1 코일부(402a)에 속하는 제3 코일(425a)(예: 도 6의 제1 코일(625a))과 제2 코일부(402b)에 속하는 제4 코일(421b)(예: 도 6의 제2 코일(621b))이 형성하는 중첩 영역(들)(OR1, OR2)에 배치될 수 있다. 예컨대, 차폐 부재(들)(611, 613)는 인접하는 두 코일들 사이에서 전자기장의 간섭이나 유기를 차단할 수 있으며, 또는, 인접하는 두 코일부 사이에서 전자기장의 간섭이나 유기를 차단할 수 있다.
차폐 부재들의 배치는 이외에도 다양할 수 있으며, 이에 관해서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 7 내지 도 10은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(600)(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))에서 차폐 부재(611, 613)의 배치에 관한 다양한 실시예를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7을 참조하면, 제1 차폐 부재(611)는 제1 코일(625a)의 하부면에 배치되고, 제2 차폐 부재(613)는 제2 코일(621b)의 상부면에 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 코일(625a)이 도 6의 페라이트 부재(429)에 접촉하게 배치된 경우, 제1 차폐 부재(611)는 제1 코일(625a)의 하부면이 아니라, 도 6에서와 같이 제1 코일(625a)의 상부면에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 차폐 부재(611)는 제1 코일(625a)의 하부면에 배치되고, 제2 차폐 부재(613)는 제2 코일(621b)의 하부면에 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 코일(625a)이 도 6의 페라이트 부재(429)에 접촉하게 배치된 경우, 제1 차폐 부재(611)는 제1 코일(625a)의 하부면이 아니라, 도 6에서와 같이 제1 코일(625a)의 상부면에 배치될 수 있다. 제2 차폐 부재(613)는 제1 코일(625a)의 상부면에 마주보게 위치할 수 있다. 한 실시예에서, 제2 차폐 부재(613)는 실질적으로 제1 코일(625a)의 개구 영역(529b)으로 수용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 차폐 부재(611)는 제1 코일(625a)의 상부면에 배치되, 제2 차폐 부재(613b)는 제2 코일(621b)의 하부면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 차폐 부재(611)는 제2 코일(621b)의 하부면에 마주보게 배치되고, 제2 차폐 부재(613)는 제1 코일(625a)의 상부면에 마주보게 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 차폐 부재(611)는 실질적으로 제2 코일(625b)의 개구 영역(529b)으로 수용되고, 제2 차폐 부재(613)는 실질적으로 제1 코일(625a)의 개구 영역(529b)으로 수용될 수 있다. 페라이트 부재(429), 코일들(625a, 621b), 차폐 부재들(611, 613)의 두께가 동일하다고 할 때, 도 9의 배치 구조는 도 6 내지 도 8의 배치 구조보다 소형화가 용이할 수 있다. 예컨대, 차폐 부재들(611, 613)이 개구 영역(529b)으로 수용됨으로써, 차폐 부재들(611, 613)의 두께는 실질적으로 무선 전력 송신 장치(600)의 두께에 영향을 미치지 않을 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(600)는 인접하는 두 코일(625a, 621b) 사이에 배치된 하나의 차폐 부재(615)를 포함할 수 있다. 차폐 부재(615)는 제1 코일(625a)의 상부면과 제2 코일(621b)의 하부면 사이에 배치될 수 있으며, 제1 중첩 영역(OR1)으로부터 제2 중첩 영역(OR2)에 이르게 연장될 수 있다. 예컨대, 차폐 부재(615)는, 제1 중첩 영역(OR1)에서 제2 코일(621b)에 의해 발생된 전자기장이 제1 코일(625a)에 간섭되거나 유기되는 것을 차단하고, 제2 중첩 영역(OR2)에서는 제1 코일(625a)에 의해 발생된 전자기장이 제2 코일(621b)에 간섭되거나 유기되는 것을 차단할 수 있다.
도 11은 차폐 부재(예: 도 6 내지 도 10의 차폐 부재들(611, 613, 615))가 배치되지 않은 무선 전력 송신 장치에서 충전을 진행하면서 충전 전류를 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 12는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(예: 도 2, 도 3 및/또는 도 6의 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600))에서 충전을 진행하면서 충전 전류를 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 11과 도 12의 그래프는, 2개의 외부 전자 장치(예: 도 2 또는 도 3의 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395))가 동시에 무선 전력 송신을 요구할 때, 대략 9 V의 입력 전압을 인가받아 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)가 소모하는 충전 전류와 충전 완료에 소요되는 시간을 측정한 것으로, 제1 모드(M1)는 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)가 2개의 외부 전자 장치로 동시에 고속 충전을 제공하는 것을 나타내고, 제2 모드(M2)는 2개의 외부 전자 장치들 중 하나로 고속 충전을 제공하면서 다른 하나로 일반 또는 저속 충전을 제공하는 것을 나타내며, 제3 모드(M3)는 2개의 외부 전자 장치로 일반 또는 저속 충전을 제공하는 것을 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)의 온도에 따라, 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)는 무선 충전의 속도 조절 또는 전송되는 전력의 세기 조절을 요구할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)는 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)의 요구에 기반하여 속도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 고속 충전 도중에 열이 발생하여 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)의 온도가 대략 섭씨 40도에 이르면, 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)는 무선 충전의 속도를 낮출 것을 요구할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(291, 293, 391, 393, 395)는 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)의 요구에 따라 전송 전력을 낮출 수 있다. 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)의 온도가 대략 섭씨 35도로 다시 낮아지면, 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)는 무선 충전 속도를 높일 것을 요구할 수 있으며, 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)는 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)의 요구에 따라 전송 전력을 높여 고속 충전을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 송신 측 코일(예: 도 4 또는 도 6의 코일들(421, 625a, 621b) 중 선택된 코일)과 수신 측 코일(예: 도 2 또는 도 3의 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)에 내장된 코일)이 적절하게 정렬되지 않은 경우, 무선 충전 도중에 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)에서 열이 발생될 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)가 복수의 코일(421, 625ㅁ, 621b)을 포함하며, 선택되지 않은 코일에서 전자기장이 발생될 경우, 수신 측 전자 장치(예: 도 2 또는 도 3의 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395))에서 발열을 초래할 수 있다. 예컨대, 수신 측 전자 장치에서 열이 발생된다는 것은 무선 전력 송신 효율이 낮다는 것을 의미할 수 있다.
도 11과 도 12를 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)는, 차폐 부재(예: 도 6 내지 도 10의 차폐 부재(611, 613, 615))를 포함하지 않는 무선 전력 송신 장치와 비교하면, 각 모드(M1, M2, M3)에서 더 낮은 충전 전류를 소모하면서, 2대의 외부 전자 장치(291, 293, 391, 393, 395)를 동시에 충전할 때 충전 완료(F1, F2)에 소요되는 시간이 대략 1시간 정도 절감되는 것을 알 수 있다. 예컨대, 복수의 코일(421, 625a, 621b)을 포함하면서 차폐 부재(611, 613, 615)를 포함하지 않는 무선 전력 송신 장치는 주로 제3 모드(M3)를 활용하여 무선 충전을 제공하는 반면에, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)는 제1 모드(M1), 제2 모드(M2) 및/또는 제3 모드(M3)를 고르게 활용하여 무선 충전을 제공하는 것을 알 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600)를 통해 무선 충전을 수행할 때, 전력 송신 효율이 향상되며, 외부 전자 장치에서의 발열이 억제되고, 고속 충전 가능한 시간이 향상되어 무선 충전에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
도 13 내지 도 15는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서 코일들의 배열이나 형상에 관한 변형 예들을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(700)(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))는 N*M 배열을 형성하는 복수의 코일(721)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 코일들은 2*6 배열을 형성한 구성이 예시되지만, 본 문서에 개시된 다양한 실시예가 이에 한정되지 않으며, 행 또는 열의 수는 다양할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 행의 코일들(721)은 인접하는 다른 코일과 중첩 영역(예: 도 4 또는 도 5의 중첩 영역(OR1~OR10, OR))을 형성할 수 있으며, 제2 행의 코일들(721)은 인접하는 다른 코일과 중첩 영역(예: 도 4 또는 도 5의 중첩 영역(OR1~OR10, OR))을 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 행의 코일들(721)은 제2 행의 코일들과 중첩 영역을 형성하지 않을 수 있다. 상술한 실시예에서 살펴본 바와 같이, 중첩 영역들 중 적어도 하나에는 차폐 부재(예: 도 6의 차폐 부재(611, 613))가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 송신 모듈(예: 도 2의 제1 송신 모듈(201a))은 코일들(721) 중 제1 행의 코일들(721)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 송신 모듈(예: 도 2의 제2 송신 모듈(201b))은 제2 행의 코일들(721)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 송신 모듈(201a)은 코일들(721) 중 제1 열, 제2 열 및 제3 열의 코일들(721)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 송신 모듈(201b)은 제4 열, 제5 열 및 제6 열의 코일들(721)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 열 및 제2 열의 코일들(721)은 제1 송신 모듈(201a)과 전기적으로 연결되고, 제3 열 및 제4 열의 코일들(721)은 제2 송신 모듈(201b)과 전기적으로 연결되며, 제5 열 및 제6 열의 코일들(721)은 도시되지 않은 제3 송신 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 14를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(800)(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))는 N*M 배열, 예를 들어, 2*6 배열을 형성하는 복수의 코일(821a, 821b)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 행의 제1 코일들(821a)은 인접하는 다른 제1 코일(821a)과 중첩 영역(예: 도 4 또는 도 5의 중첩 영역(OR1~OR10, OR))을 형성할 수 있으며, 제2 행의 코일들(821b)은 인접하는 다른 제2 코일(821b)과 중첩 영역(예: 도 4 또는 도 5의 중첩 영역(OR1~OR10, OR))을 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 코일들(821a)은 제2 코일들(821b)들 중 어느 하나와 추가의 중첩 영역을 형성할 수 있다. 상술한 실시예에서 살펴본 바와 같이, 중첩 영역들 중 적어도 하나에는 차폐 부재(예: 도 6의 차폐 부재(611, 613))가 배치될 수 있다. 무선 전력 송신 장치(800)는 적어도 하나의 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201), 제1 송신 모듈(201a) 및/또는 제2 송신 모듈(201b))을 포함할 수 있으며, 코일들(821a, 821b) 중 적어도 하나를 이용하여 외부 전자 장치(예: 도 3의 외부 전자 장치(391, 393, 395))에 무선으로 전력을 제공할 수 있다.
도 15를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(900)(예: 도 2 또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(200, 300))는 N*M 배열, 예를 들어, 2*3 배열을 형성하는 복수의 제1 코일(921a)과, 복수의 제2 코일(921b) 및/또는 복수의 제3 코일(921c)을 포함할 수 있다. 제1 코일들(921a)은 인접하는 다른 제1 코일(921a)이나 제2 코일(921b)과 중첩 영역을 형성하지 않으며, 제2 코일(921b)들은 인접하는 다른 제2 코일(921b)이나 제1 코일(921a)과 중첩 영역을 형성하지 않을 수 있다. 도시된 실시예에서, 제3 코일들(921c)은 제1 코일들(921a) 중 선택된 적어도 하나 및/또는 제2 코일들(921b) 중 선택된 적어도 하나와 중첩 영역(예: 도 4 또는 도 5의 중첩 영역(OR1~OR10, OR))을 형성할 수 있으며, 중첩 영역에는 차폐 부재(예: 도 6의 차폐 부재(611, 613))가 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3 코일(들)(921c)은, 평면도로 볼 때, 실질적으로 다각형 형상일 수 있다. 예컨대, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 코일들의 형상은, 무선 전력 송신 장치(예: 도 2 및/또는 도 3의 무선 전력 송신 장치(300))의 형상이나 내부 공간의 배치 구조에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(예: 도 2, 도 3 및/또는 도 6의 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600))는, 도선(conductive wire)의 배열로 이루어진 제1 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a)과, 상기 제1 도선 영역에 둘러싸인 제1 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 제1 코일(예: 도 4의 제3 코일(425a) 또는 도 6의 제1 코일(625a)), 도선의 배열로 이루어진 제2 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a))과, 상기 제2 도선 영역에 둘러싸인 제2 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 제2 코일(예: 도 4의 제4 코일(421b) 또는 도 6의 제2 코일(621b)), 상기 제1 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 일부분과 중첩하여 형성된 제1 중첩 영역(예: 도 5의 중첩 영역(OR) 또는 도 6의 제1 중첩 영역(OR1)), 및 상기 제1 중첩 영역의 적어도 일부에 배치된 제1 차폐 부재(예: 도 6의 제1 차페 부재(611))를 포함하고, 상기 제1 차폐 부재는 상기 제2 코일에서 생성된 전자기장(예: 도 6의 전기장, 'EM2')이 상기 제1 도선 영역에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 평판(flat plate) 형상일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 코일의 상부면이 상기 제2 코일의 하부면과 마주보게 배치되고, 상기 제1 차폐 부재는 상기 제1 코일의 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 무선 전력 송신 장치는, 상기 제2 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 일부와 중첩하여 형성된 제2 중첩 영역(예: 도 5의 중첩 영역(OR) 또는 도 6의 제2 중첩 영역(OR2)), 및 상기 제2 중첩 영역의 적어도 일부에 배치된 제2 차폐 부재(예: 도 6의 제2 차폐 부재(613))를 더 포함하고, 상기 제1 코일은 전류를 인가받아 전자기장(예: 도 6의 전자기장, 'EM1')을 생성하도록 구성되고, 상기 제2 차폐 부재는 상기 제1 코일에서 생성된 전자기장이 상기 제2 도선 영역에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 코일의 하부면이 상기 제1 코일의 상부면과 마주보게 배치되고, 상기 제2 차폐 부재는 상기 제2 코일의 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 코일의 상부면이 상기 제2 코일의 하부면과 마주보게 배치되고, 상기 제1 차폐 부재와 상기 제2 차폐 부재는 상기 제1 코일의 상부면과 상기 제2 코일의 하부면 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 차폐 부재는 1500 Wb/m2 이상, 40000 Wb/m2 이하의 투자율(magnetic permeability)을 가지는 페라이트 또는 나노크리스탈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 무선 전력 송신 장치는, 상기 제1 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제1 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201) 및/또는 제1 송신 모듈(201a)), 및 상기 제2 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제2 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201) 및/또는 제2 송신 모듈(201b))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 무선 전력 송신 장치는, 도선의 배열로 이루어진 제3 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a))과, 상기 제3 도선 영역에 둘러싸인 제3 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 제3 코일(예: 도 4의 제2 코일(423a)), 도선의 배열로 이루어진 제4 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a))과, 상기 제4 도선 영역에 둘러싸인 제4 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 제4 코일(예: 도 4의 제5 코일(423b)), 상기 제1 코일 및 상기 제3 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 코일과 상기 제3 코일 중 선택된 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제1 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201) 및/또는 제1 송신 모듈(201a)), 및 상기 제2 코일 및 상기 제4 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 코일과 상기 제4 코일 중 선택된 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제2 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201) 및/또는 제2 송신 모듈(201b))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 무선 전력 송신 장치는, 상기 제3 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 다른 일부분과 중첩하여 형성된 제3 중첩 영역, 상기 제4 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 다른 일부분과 중첩하여 형성된 제4 중첩 영역, 및 상기 제3 중첩 영역과 상기 제4 중첩 영역 중 적어도 하나에 배치된 제3 차폐 부재를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 무선 전력 송신 장치는 페라이트 부재를 더 포함하고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 상기 페라이트 부재의 한 면에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(예: 도 2, 도 3 및/또는 도 6의 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600))는, 도선의 배열로 이루어진 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a))과, 상기 도선 영역에 둘러싸인 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 복수의 코일(예: 도 4 또는 도 5의 코일들(421, 521)), 상기 도선 영역의 적어도 일부에 배치된 적어도 하나의 차폐 부재(예: 도 6 내지 도 10의 차폐 부재(611, 613, 615)), 및 상기 코일들 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 적어도 하나의 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201), 제1 송신 모듈(201a), 및/또는 제2 송신 모듈(201b))을 포함하고, 상기 코일들은 일 방향(예: 도 4의 X축 방향)을 따라 순차적으로 배치되고, 상기 차폐 부재는 인접하는 다른 코일의 상기 개구 영역에 적어도 부분적으로 중첩하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 송신 모듈은 제1 송신 모듈(예: 도 2의 제1 송신 모듈(201a))과 제2 송신 모듈(예: 도 2의 제2 송신 모듈(201b))을 포함하고, 상기 제1 송신 모듈은 상기 코일들 중 제1 코일, 제2 코일 및 제3 코일(예: 도 4의 제1 내지 제3 코일(421a, 423a, 425a)) 중 선택된 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정되고, 상기 제2 송신 모듈은 상기 코일들 중 제4 코일, 제5 코일 및 제6 코일(예: 도 4의 제4 내지 제6 코일(421b, 423b, 425b)) 중 선택된 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 차폐 부재는, 상기 제3 코일(예: 도 6의 제1 코일(625a))의 도선 영역에 배치되며, 상기 제4 코일(예: 도 6의 제2 코일(621b))의 개구 영역과 적어도 부분적으로 중첩하게 배치된 제1 차폐 부재(예: 도 6의 제1 차폐 부재(611)), 및 상기 제4 코일의 도선 영역에 배치되며, 상기 제3 코일의 개구 영역과 적어도 부분적으로 중첩하게 배치된 제2 차폐 부재(예: 제2 차폐 부재(613))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 차폐 부재는 1500 Wb/m2 이상, 40000 Wb/m2 이하의 투자율(magnetic permeability)을 가지는 페라이트 또는 나노크리스탈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 차폐 부재는 상기 코일들 중 적어도 하나의 상부면 또는 하부면에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치(예: 도 2, 도 3 및/또는 도 6의 무선 전력 송신 장치(200, 300, 600))는, 도선(conductive wire)의 배열로 이루어진 제1 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a)과, 상기 제1 도선 영역에 둘러싸인 제1 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 제1 코일(예: 도 4의 제3 코일(425a) 또는 도 6의 제1 코일(625a)), 도선의 배열로 이루어진 제2 도선 영역(예: 도 5의 도선 영역(529a))과, 상기 제2 도선 영역에 둘러싸인 제2 개구 영역(예: 도 5의 개구 영역(529b))을 포함하는 제2 코일(예: 도 4의 제4 코일(421b) 또는 도 6의 제2 코일(621b)), 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 적어도 하나의 송신 모듈(예: 도 2의 송신 모듈(201), 제1 송신 모듈(201a), 및/또는 제2 송신 모듈(201b)), 상기 제1 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 일부분과 중첩하여 형성된 제1 중첩 영역(예: 도 5의 중첩 영역(OR) 및/또는 도 6의 제1 중첩 영역(OR1)), 상기 제2 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 일부와 중첩하여 형성된 제2 중첩 영역(예: 도 5의 중첩 영역(OR) 및/또는 도 6의 제2 중첩 영역(OR2)), 및 상기 제1 중첩 영역과 상기 제2 중첩 영역 중 적어도 하나에 배치된 차폐 부재(예: 도 6 내지 도 10의 차폐 부재들(611, 613, 615))를 포함하고, 상기 차폐 부재는 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 어느 하나에서 생성된 전자기장(예: 도 6의 전자기장, "EM1, 'EM2')이 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 다른 하나에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 송신 모듈은 제1 송신 모듈(예: 도 2의 제1 송신 모듈(201a))과 제2 송신 모듈(예: 도 2의 제2 송신 모듈(201b))을 포함하고, 상기 제1 송신 모듈은 상기 제1 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정되고, 상기 제2 송신 모듈은 상기 제2 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 차폐 부재는 상기 제1 중첩 영역에 배치된 제1 차폐 부재(예: 도 6의 제1 차폐 부재(611))와 상기 제2 중첩 영역(예: 도 6의 제2 차폐 부재(613))의 적어도 일부에 배치된 제2 차폐 부재를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 코일의 상부면이 상기 제2 코일의 하부면과 마주보게 배치되고, 상기 차폐 부재는 상기 제1 코일의 상부면과 상기 제2 코일의 하부면 사이에서 상기 제1 중첩 영역과 상기 제2 중첩 영역에 각각 배치될 수 있다.
이상, 본 문서의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    도선(conductive wire)의 배열로 이루어진 제1 도선 영역과, 상기 제1 도선 영역에 둘러싸인 제1 개구 영역을 포함하는 제1 코일;
    도선의 배열로 이루어진 제2 도선 영역과, 상기 제2 도선 영역에 둘러싸인 제2 개구 영역을 포함하는 제2 코일;
    상기 제1 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 일부분과 중첩하여 형성된 제1 중첩 영역; 및
    상기 제1 중첩 영역의 적어도 일부에 배치된 제1 차폐 부재를 포함하고,
    상기 제1 차폐 부재는 상기 제2 코일에서 생성된 전자기장이 상기 제1 도선 영역에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성된 무선 전력 송신 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 평판(flat plate) 형상인 무선 전력 송신 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 코일의 상부면이 상기 제2 코일의 하부면과 마주보게 배치되고,
    상기 제1 차폐 부재는 상기 제1 코일의 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 배치된 무선 전력 송신 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 일부와 중첩하여 형성된 제2 중첩 영역; 및
    상기 제2 중첩 영역의 적어도 일부에 배치된 제2 차폐 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 코일은 전류를 인가받아 전자기장을 생성하도록 구성되고, 상기 제2 차폐 부재는 상기 제1 코일에서 생성된 전자기장이 상기 제2 도선 영역에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성된 무선 전력 송신 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제2 코일의 하부면이 상기 제1 코일의 상부면과 마주보게 배치되고,
    상기 제2 차폐 부재는 상기 제2 코일의 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 배치된 무선 전력 송신 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제1 코일의 상부면이 상기 제2 코일의 하부면과 마주보게 배치되고,
    상기 제1 차폐 부재와 상기 제2 차폐 부재는 상기 제1 코일의 상부면과 상기 제2 코일의 하부면 사이에 배치된 무선 전력 송신 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 차폐 부재는 1500 Wb/m2 이상, 40000 Wb/m2 이하의 투자율(magnetic permeability)을 가지는 페라이트 또는 나노크리스탈을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제1 송신 모듈; 및
    상기 제2 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제2 송신 모듈을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    도선의 배열로 이루어진 제3 도선 영역과, 상기 제3 도선 영역에 둘러싸인 제3 개구 영역을 포함하는 제3 코일;
    도선의 배열로 이루어진 제4 도선 영역과, 상기 제4 도선 영역에 둘러싸인 제4 개구 영역을 포함하는 제4 코일;
    상기 제1 코일 및 상기 제3 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 코일과 상기 제3 코일 중 선택된 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제1 송신 모듈; 및
    상기 제2 코일 및 상기 제4 코일과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 코일과 상기 제4 코일 중 선택된 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 제2 송신 모듈을 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 다른 일부분과 중첩하여 형성된 제3 중첩 영역;
    상기 제4 도선 영역의 일부분이 상기 제2 개구 영역의 다른 일부분과 중첩하여 형성된 제4 중첩 영역; 및
    상기 제3 중첩 영역과 상기 제4 중첩 영역 중 적어도 하나에 배치된 제3 차폐 부재를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    페라이트 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 상기 페라이트 부재의 한 면에 배치된 무선 전력 송신 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 적어도 하나를 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 적어도 하나의 송신 모듈;
    상기 제2 도선 영역의 일부분이 상기 제1 개구 영역의 일부와 중첩하여 형성된 제2 중첩 영역; 및
    상기 제2 중첩 영역에 배치된 제2 차폐 부재를 더 포함하고,
    상기 제2 차폐 부재는 상기 제1 코일에서 생성된 전자기장이 상기 제1 코일에 간섭되는 것을 적어도 부분적으로 차단하도록 구성된 무선 전력 송신 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 송신 모듈은 제1 송신 모듈과 제2 송신 모듈을 포함하고,
    상기 제1 송신 모듈은 상기 제1 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정되고, 상기 제2 송신 모듈은 상기 제2 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하도록 설정된 무선 전력 송신 장치.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 제1 코일의 상부면이 상기 제2 코일의 하부면과 마주보게 배치되고,
    상기 제1 차폐 부재와 상기 제2 차폐 부재는 상기 제1 코일의 상부면과 상기 제2 코일의 하부면 사이에서 상기 제1 중첩 영역과 상기 제2 중첩 영역에 각각 배치된 무선 전력 송신 장치.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 제2 차폐 부재는 1500 Wb/m2 이상, 40000 Wb/m2 이하의 투자율(magnetic permeability)을 가지는 페라이트 또는 나노크리스탈을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
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