WO2023163365A1 - 공진기의 성능 향상 구조 - Google Patents

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WO2023163365A1
WO2023163365A1 PCT/KR2023/000091 KR2023000091W WO2023163365A1 WO 2023163365 A1 WO2023163365 A1 WO 2023163365A1 KR 2023000091 W KR2023000091 W KR 2023000091W WO 2023163365 A1 WO2023163365 A1 WO 2023163365A1
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WO
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coil
wireless power
electronic device
cover device
cover
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PCT/KR2023/000091
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English (en)
French (fr)
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박재현
구범우
김준홍
박재석
여성구
유영호
Original Assignee
삼성전자주식회사
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    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type

Definitions

  • Various embodiments relate to a structure for improving the performance of a resonator.
  • Wireless charging technology uses wireless power transmission and reception. For example, when a mobile phone comes in contact with a wireless power transmission device or approaches within a certain distance from a wireless power transmission device without connecting a separate charging connector, the battery of the mobile phone is automatically charged. It refers to a skill that can be recharged.
  • Such a wireless charging technology has the advantage of not having to provide a connector for supplying power to an electronic product, thereby enhancing a waterproof function, and increasing the portability of an electronic device because a wired charger is not required.
  • Wireless charging technology includes an electromagnetic induction method using a coil, a resonance method using resonance, and a microwave radiation (RF) method in which electrical energy is converted into electromagnetic waves and transmitted.
  • RF microwave radiation
  • a wireless charging technology using an electromagnetic induction method or a resonance method is being spread around electronic devices such as smart phones.
  • a wireless power transmitting unit (PTU) eg, a wireless power transmission device
  • a wireless power receiving unit (PRU) eg, a smart phone or a wearable electronic device
  • PTU wireless power transmitting unit
  • PRU wireless power receiving unit
  • a battery of the wireless power receiver may be charged by a method such as electromagnetic induction or electromagnetic resonance between a transmitting coil of the transmitter and a receiving coil of the wireless power receiver.
  • a structure for improving the performance of an electronic device eg, a wireless power receiver
  • a resonator disposed on a cover of the electronic device may be provided.
  • a cover device capable of being coupled to a wireless power receiver receiving wireless power from a wireless power transmitter includes: a first capacitor; a first coil connected to the first capacitor; a ferrite sheet disposed on at least a portion of the first coil in a coupling direction between the wireless power receiver and the cover device; and a metal sheet disposed in the coupling direction between the wireless power receiver and the cover device on at least a portion of the ferrite sheet.
  • the first capacitor and the first coil may form a closed loop.
  • the first resonant frequency of the first coil may be higher than the second resonant frequency of the second coil of the wireless power receiver.
  • a wireless power receiver receiving wireless power from a wireless power transmitter includes a housing; a display disposed on one side of the housing; A cover disposed on the opposite side of the display, which is the other side of the housing, wherein the cover includes a first capacitor, a first coil connected to the first capacitor, and disposed on at least a part of the first coil in the direction of the one side. including a ferrite sheet, and a metal sheet disposed in the direction of the one side on at least a portion of the ferrite sheet; and a second coil disposed between the display and the cover.
  • the first capacitor and the first coil may form a closed loop.
  • a first resonant frequency of the first coil may be higher than a second resonant frequency of the second coil.
  • Charging efficiency of wireless power from a wireless power transmitter may be improved by providing a structure for improving the performance of a resonator according to various embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a structure of a metal sheet disposed on a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining circuit structures of an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining resonance of an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a structure of a resonator of an electronic device including a cover, according to various embodiments.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a structure of a resonator of an electronic device including a cover, according to various embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to various embodiments.
  • a wireless power transmitter 100 may wirelessly transmit power 161 to a wireless power receiver 150 .
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power 161 to the wireless power receiver 150 according to various charging methods.
  • the wireless power transmitter 100 may transmit power 161 according to an induction method.
  • the wireless power transmitter 100 includes, for example, a power source, a DC-AC conversion circuit, an amplifier circuit, an impedance matching circuit, at least one capacitor, and at least one coil. , a communication modulation/demodulation circuit, and the like.
  • At least one capacitor may constitute a resonant circuit together with at least one coil.
  • the wireless power transmitter 100 may be implemented in a manner defined in a wireless power consortium (WPC) standard (or Qi standard). For example, the wireless power transmitter 100 may transmit power 161 according to a resonance method.
  • the wireless power transmitter 100 includes, for example, a power source, a DC-AC conversion circuit, an amplification circuit, an impedance matching circuit, at least one capacitor, at least one coil, an out-of-band ( An out-of-band short-range communication module (eg, a bluetooth low energy (BLE) short-range communication module) may be included.
  • At least one capacitor and at least one coil may constitute a resonant circuit.
  • the wireless power transmitter 100 may be implemented in a manner defined in the Alliance for Wireless Power (A4WP) standard (or air fuel alliance (AFA) standard).
  • the wireless power transmitter 100 may include a coil capable of generating a time varying magnetic field whose magnitude changes with time when an alternating current flows according to a resonance method or an induction method.
  • a process of generating a magnetic field by the wireless power transmitter 100 may be expressed as that the wireless power transmitter 100 outputs power 161 or transmits power 161 wirelessly.
  • the wireless power receiver 150 may include a coil in which induced electromotive force is generated by a magnetic field whose size changes with time formed around it.
  • the process of the wireless power receiver 150 generating an induced electromotive force through a coil can be expressed as the power 161 being input to the wireless power receiver 150 or the wireless power receiver 150 receiving the power 161 wirelessly.
  • the wireless power transmitter 100 may communicate with the wireless power receiver 150.
  • the wireless power transmitter 100 may communicate with the wireless power receiver 150 according to an in-band method.
  • the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 may change a load (or load impedance) of data to be transmitted, for example, according to an on/off keying modulation scheme.
  • the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 measures a load change (or load impedance change) based on a change in current, voltage, or power of a coil, thereby determining data transmitted from the other device.
  • the wireless power transmitter 100 may communicate with the wireless power receiver 150 according to an out-of-band method.
  • the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 may transmit and receive data using a short-range communication module (eg, a BLE communication module) provided separately from a coil or patch antenna.
  • a short-range communication module eg, a BLE communication module
  • the frequency band of the wireless power and the band of the short-distance communication module are spaced apart from each other.
  • the frequency band of the wireless power is 6.78 MHz
  • the frequency band of the short-range communication module is 2.4 GHZ.
  • the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 performing a specific operation refers to various hardware included in the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150, such as a processor and a coil. Alternatively, it may mean that a patch antenna or the like performs a specific operation. Alternatively, when the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 performs a specific operation, the processor may control other hardware to perform the specific operation. Alternatively, when the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 performs a specific operation, the specific operation stored in a storage circuit (eg, memory) of the wireless power transmitter 100 or the wireless power receiver 150 It can also mean causing a processor or other hardware to perform a particular action as the instructions to perform are executed.
  • a storage circuit eg, memory
  • the wireless power receiver 150 may be, for example, a portable communication device (eg, a smartphone), a wearable device (eg, a watch, a wireless earphone, an AR/VR device), a portable multimedia device (eg, a touch pad, a laptop computer) , a PDA, a PMP, a camera, a portable medical device, and a home appliance (eg, TV).
  • a portable communication device eg, a smartphone
  • a wearable device eg, a watch, a wireless earphone, an AR/VR device
  • a portable multimedia device eg, a touch pad, a laptop computer
  • PDA personal digital assistant
  • PMP a PMP
  • camera e.g., a portable medical device
  • a home appliance eg, TV
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • the electronic device 200 of FIG. 2 may be the wireless power receiver 150 of FIG. 1 .
  • the electronic device 200 and the cover device 300 may be detachable.
  • the electronic device 200 may include a display 218 on the front surface 211 .
  • the electronic device 200 may be combined with the cover device 300 so that the rear surface, which is opposite to the front surface 211 on which the display 218 is disposed, is adjacent to the cover device 300 .
  • the cover device 300 may be combined with the electronic device 200 so that the electronic device 200 is disposed on the inner surface 311 . There are no restrictions on the shape and detachable method of the electronic device 200 and the cover device 300 .
  • the electronic device 200 receives wireless power from the wireless power transmitter 100 through the cover device 300 in a state in which the cover device 300 is coupled to the electronic device 200. can do.
  • the electronic device 200 may receive wireless power from the wireless power transmitter 100 alone by the electronic device 200 in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are separated. there is.
  • FIGS. 3 to 8 hardware configurations of the electronic device 200 and the cover device 300 may be understood.
  • FIGS. 9 and 10 specifications of each component of the electronic device 200 and the cover device 300 of FIGS. 3 to 8 may be understood.
  • FIGS. 9 and 10 A description of the resonant frequency of the resonator included in the electronic device 200, the resonant frequency of the resonator included in the cover device 300, and the transmission frequency of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 is shown in FIGS. 9 and 10 Refer to to be described later.
  • 3 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • 4 is a diagram for describing structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • FIGS. 3 and 4 are views for explaining configurations disposed inside the electronic device 200 and the cover device 300 in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are coupled.
  • 3 is a projection view of the electronic device 200 and the cover device 300 viewed from the bottom.
  • FIG. 4 is a projection view of the electronic device 200 and the cover device 300 viewed from the front direction (eg, the front side 218 direction of FIG. 2 ).
  • a plane on which each component disclosed in FIG. 4 is disposed may be different.
  • FIGS. 3 and 4 are exemplary diagrams, and the arrangement structure of each component is not limited.
  • each component disposed in the electronic device 200 and the cover device 300 will be described.
  • the cover device 300 may include a first coil 310 .
  • the first coil 310 may be mounted on the housing of the cover device 300 .
  • the first coil 310 may be disposed on a plane substantially perpendicular to a coupling direction between the electronic device 200 and the cover device 300 .
  • the cover device 300 may include a first capacitor 312 .
  • the first capacitor 312 may be connected to the first coil 310 .
  • the first capacitor 312 and the first coil 310 may form a closed loop.
  • the first coil 310 and the first capacitor 312 may form a first resonator.
  • the capacitance of the first capacitor 312 and the resonant frequency of the first resonator formed by the first capacitor 312 and the first coil 310 will be described later with reference to FIGS. 9 and 10 .
  • the electronic device 200 may include a second coil 210 .
  • the second coil 210 may be mounted on the housing of the electronic device 200 .
  • the second coil 210 may be disposed on a plane substantially perpendicular to a coupling direction between the electronic device 200 and the cover device 300 .
  • a plane on which the second coil 210 is disposed and a plane on which the first coil 310 are disposed may be substantially parallel.
  • the electronic device 200 may include a matching circuit 214 .
  • the matching circuit 214 may include a second capacitor.
  • the second capacitor may be connected to the second coil 210 (212).
  • the second coil 210 and the second capacitor may form a second resonator.
  • the position where the second capacitor is disposed is not limited, and the second capacitor may be included in the matching circuit 214 or may be disposed outside the matching circuit 214 .
  • the matching circuit 214 may include a coil and a capacitor connected in series and/or a coil and a capacitor connected in parallel.
  • the configuration of the matching circuit 214 is not limited.
  • the electronic device 200 may include a rectifier circuit 216 .
  • the rectifier circuit 216 may be connected to the matching circuit 214 .
  • the second coil 210 may be electrically connected to the matching circuit 214 and/or the rectifying circuit 216 of the electronic device 200 . As shown in FIG.
  • the matching circuit 214 and the rectifying circuit 216 may be disposed on the same plane, but this is exemplary, and the matching circuit 214 and the rectifying circuit 216 may be disposed on different planes.
  • the display 218 of the electronic device 200 may be disposed in the front direction of the housing of the electronic device 200 and exposed to the outside.
  • the second coil 210 of the electronic device 200 may be disposed on the rear side of the housing of the electronic device 200 and mounted therein.
  • a first area formed by the first coil 310 of the cover device 300 may be larger than a second area formed by the second coil 210 of the electronic device 200 .
  • the “area formed by the coil” may be the area of the loop formed by the coil and the area including the inside of the loop when the coil is arranged in a loop shape. Referring to FIG. 4 , it can be seen that the area of the loop formed by the first coil 310 is larger than the area of the loop formed by the second coil 210 .
  • the second region formed by the second coil 210 is formed by the first coil 310. may be included in the first region.
  • the entire second region formed by the second coil 210 may be included in the first region formed by the first coil 310 .
  • the “region formed by the coil” may be a region including a loop formed by the coil and an inside of the loop.
  • "at least a part of the second region formed by the second coil 210 is the first coil formed by the first coil 310.
  • “Included in the area” means in a front projection view as shown in FIG. 4 when viewed from the front direction (eg, the front 211 direction in FIG. , At least a part of the second region formed by the second coil 210 may be included in the first region formed by the first coil 310 .
  • 5 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • 6 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • 7 is a diagram for explaining structures of resonators disposed in an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • 5 and 6 are views for explaining configurations disposed inside the electronic device 200 and the cover device 300 in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are separated.
  • 5 and 6 are projection views of the electronic device 200 and the cover device 300 viewed from an oblique angle, and in FIGS. 5 and 6, each component is disposed outside the electronic device 200 or the cover device 300.
  • this is for convenience of explanation, and at least some of the components may be mounted on the electronic device 200 or the cover device 300.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining configurations disposed inside the electronic device 200 and the cover device 300 in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are coupled. 7 is a projection view of the electronic device 200 and the cover device 300 viewed from the bottom.
  • the cover device 300 may further include a ferrite sheet 320 disposed on at least a portion of the first coil 310 .
  • the ferrite sheet 320 may be mounted on the cover device 300 .
  • a ferrite sheet 320 may be disposed on at least a portion of the first coil 310 in a coupling direction 555 between the electronic device 200 and the cover device 300 .
  • the ferrite sheet 320 may be formed in a ring shape.
  • the ferrite sheet 320 may be formed in a ring shape corresponding to a loop formed by the first coil 310 . Referring to FIG.
  • all loops formed by the first coil 310 may be covered by the ferrite sheet 320 .
  • “Covered” may mean that a specific configuration overlaps another configuration when viewed from a specific direction.
  • the ferrite sheet 320 may be formed in a planar shape, and the shape of the ferrite sheet 320 is not limited.
  • the ferrite sheet 320 is a component for increasing wireless power reception efficiency through the first coil 310 and serves to compensate for coupling deterioration caused by a metal component constituting the electronic device 200 .
  • the cover device 300 includes the ferrite sheet 320 to compensate for coupling deterioration due to the metal component constituting the electronic device 200 .
  • the cover device 300 may further include a metal sheet 330 disposed on at least a portion of the ferrite sheet 320 .
  • the metal sheet 330 may be mounted on the cover device 300 .
  • the metal sheet 330 may be disposed on at least a portion of the ferrite sheet 320 in a coupling direction 555 between the electronic device 200 and the cover device 300 .
  • the metal sheet 330 may be formed in a ring shape.
  • at least a portion of the ring shape formed by the metal sheet 330 may be disposed on at least a portion of the ring shape formed by the ferrite sheet 320 .
  • At least a portion of the ring shape formed by the metal sheet 330 may be covered by a ferrite sheet 320, and at least another portion of the ring shape formed by the metal sheet 330 is a ferrite sheet ( 320) may not be covered.
  • “Not covered” may mean that a specific configuration does not overlap with another configuration when viewed from a specific direction.
  • an area formed by the metal sheet 330 may be smaller than an area formed by the ferrite sheet 320 .
  • the area of the ring formed by the metal sheet 330 and the inner region of the ring may be smaller than the area of the ring formed by the ferrite sheet 320 and the inner region of the ring.
  • the metal sheet 330 serves to reduce the inductance of the second coil 210 mounted on the electronic device 200 .
  • the metal sheet 330 may be formed in a flat shape, and the shape of the metal sheet 330 is not limited.
  • the electronic device 200 may further include a ferrite sheet 220 disposed on at least a portion of the second coil 210 .
  • the ferrite sheet 220 of the electronic device 220 may be mounted on the electronic device 200 .
  • the second coil 210 of the electronic device 220 may be disposed closer to the rear surface 219 of the electronic device 200 than to the ferrite sheet 220 of the electronic device 200. there is.
  • the ferrite sheet 220 of the electronic device 200 may be formed in a planar shape.
  • the ferrite sheet 220 of the electronic device 200 may be formed in a ring shape corresponding to the loop formed by the second coil 210, which is an example of the ferrite sheet 220. There are no restrictions on the form.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a structure of a metal sheet disposed on a cover device according to various embodiments.
  • the metal sheet 330 of the cover device 300 may include a segmented portion 335 .
  • the segmental portion 335 of the metal sheet 330 may be formed in an area not covered by the ferrite sheet 330, but this is an example and the position where the segmental portion 335 is formed is not limited.
  • the segmented portion of the metal sheet 330 may be formed in a region covered by the ferrite sheet 330 .
  • the inductance of the second coil 210 of the electronic device 200 reduced by the metal sheet 330 may be determined according to the shape, size, and/or location of the segmented portion 335 of the metal sheet 330 . .
  • 9 is a diagram for explaining circuit structures of an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • 10 is a diagram for explaining resonance of an electronic device and a cover device according to various embodiments.
  • an embodiment in which wireless power is received in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are coupled can be understood, and in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are separated Embodiments of receiving wireless power may be understood.
  • resonance frequencies in even mode and odd mode can be understood.
  • "even mode” may be a mode in which the current direction of the first coil 310 of the cover device 300 and the current direction of the second coil 210 of the electronic device 200 are formed identically
  • “odd mode” may be a mode in which the current direction of the first coil 310 of the cover device 300 and the current direction of the second coil 210 of the electronic device 200 are formed differently.
  • FIGS. 9 and 10 the circuit structure and resonance of the electronic device and the cover device will be described.
  • a resonant frequency of the second coil 210 of the electronic device 200 (eg, a resonant circuit formed by the second coil 210 and the second capacitor of the electronic device 200)
  • the resonant frequency of may be a transmission frequency (eg, 6.780 MHz) of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 .
  • the second coil 210 of the electronic device 200 and the resonant frequency of the resonant circuit formed by the second capacitor become the transmission frequency of the wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100.
  • the inductance (eg, L_rx) of the electronic device 210 and/or the capacitance (eg, C_rx) of the second capacitor of the electronic device 200 may be determined.
  • the resonant frequency of the second coil 210 of the electronic device 200 may be included in a designated range (eg, a range of +-5% of the transmission frequency) including the transmission frequency of the wireless power.
  • a difference between the resonant frequency of the second coil 210 and the transmission frequency of the wireless power may be less than or equal to a reference value.
  • the electronic device 200 may include the second coil 210 having a resonant frequency included in a designated range (eg, a range of +-5% of the transmission frequency) including the transmission frequency of the wireless power.
  • the first coil 310 and the second coil 210 may be magnetically coupled.
  • the first coil 310 may be formed such that a coupling coefficient (eg, K_cover) between the first coil 310 and the second coil 210 is greater than or equal to a reference value.
  • the cover device 300 may include a first coil 310 in which a coupling coefficient (eg, K_cover) between the first coil 310 and the second coil 210 is greater than or equal to a reference value.
  • the cover device 300 may receive wireless power from the wireless power transmitter 100 .
  • the cover device 300 may transmit wireless power to the electronic device 200 .
  • the electronic device 200 may receive wireless power from the wireless power transmitter 100 through the cover device 300 .
  • the coupling coefficient (eg, K_cover) between the first coil 310 of the cover device 300 and the second coil 210 of the electronic device 200 the electronic device 200 passes through the cover device 300. Efficiency of wireless power received from the wireless power transmitter 100 may be determined.
  • the current direction of the first coil 310 of the cover device 300 and the current direction of the second coil 210 of the electronic device 200 are the same (eg, even mode), the cover device A first coil 310 of 300 may be formed.
  • the resonant frequency of the first coil 310 of the cover device 300 is (eg, formed by the first coil 310 and the first capacitor 312 of the cover device 300).
  • the resonant frequency of the resonant circuit may be higher than the transmission frequency (eg, 6.780 MHz) of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 .
  • the resonant frequency of the first coil 310 may be set higher than the resonant frequency of the second coil 210 .
  • the resonant frequency of the first coil 310 of the cover device 300 may be determined based on the capacitance of the first capacitor 312 .
  • the resonance frequency of the resonance circuit formed by the first coil 310 and the first capacitor 312 of the cover device 300 is the transmission frequency of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 (eg: The inductance (eg, L_cover) of the first coil 310 and/or the capacitance (eg, C_cover) of the first capacitor 312 may be determined to be higher than f0).
  • the capacitance (eg, C_cover) of the first capacitance 312 may be determined based on a transmission frequency (eg, f0) of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 .
  • the capacitance (eg, C_cover) of the first capacitance 312 is the inductance (eg, L_rx) of the second coil 210 in a state in which the electronic device 200 and the cover device 300 are coupled, and It may be determined based on the inductance (eg, L_rx0) of the second coil 210 in a state in which the cover device 300 is separated.
  • the capacitance of the first capacitance 312 is the inductance of the first coil 310 (eg, L_cover), the inductance of the second coil 210 (eg, L_rx and L_rx0), It may be determined based on the coupling coefficient (eg, K_cover) and mutual inductance (eg, M_cover) between the first coil 310 and the second coil 210.
  • the capacitance (eg, C_cover) of the first capacitance 312 may be determined by Equations 1 and 2, which are exemplary only, and the capacitance of the first capacitance 312 may have a different value. may be
  • the first resonant frequency of the first coil 310 of the cover device 300 is transmitted by the wireless power transmitter 100. It may be higher than the transmission frequency of the wireless power to be.
  • the second resonant frequency of the second coil 210 of the electronic device 200 is the transmission frequency of the wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100.
  • the second resonant frequency of the second coil 210 of the electronic device 200 corresponds to the wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100. It may be included in a specified range that includes the transmission frequency.
  • the final resonant frequency may be a transmission frequency of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 or may be included in a designated range including the transmission frequency.
  • the quality factor of the first resonator formed by the first coil 310 and the first capacitor 312 of the cover device 300 is the second coil of the electronic device 200 ( 210) and the quality of the second resonator formed by the second capacitor may be greater.
  • the quality factor may be the reciprocal of the loss rate.
  • the electronic device 200 in a state in which the cover device 300 is coupled to the electronic device 200, through the cover device 300, a wireless power transmitter By receiving wireless power from (100), the wireless power transmission efficiency can be higher than when wireless power is received from the wireless power transmitter 100 by the electronic device 200 alone in a state where the cover device 300 is separated. there is.
  • 11 is a diagram for explaining a structure of a resonator of an electronic device including a cover, according to various embodiments.
  • 12 is a diagram for explaining a structure of a resonator of an electronic device including a cover, according to various embodiments.
  • the electronic device 1100 of FIGS. 11 and 12 disclose an electronic device 1100 including a cover 1200 .
  • the electronic device 1100 of FIGS. 11 and 12 may be the wireless power receiver 150 of FIG. 1 .
  • the electronic device 1100 manufactured as an integrated cover may be provided.
  • the electronic device 1100 of FIGS. 11 and 12 may be configured in a similar form to the electronic device 200 of FIGS. 2 to 8 except that it is manufactured as an integrated cover.
  • a description of the electronic device 1100 of FIGS. 11 and 12 will be omitted to the extent that it overlaps with the description of the electronic device 200 of FIGS. 2 to 8 .
  • Components included in the electronic device 1100 of FIGS. 11 and 12 that are not explicitly described may be understood as the same as descriptions of components included in the electronic device 200 of FIGS. 2 to 8 . there is.
  • the electronic device 1100 may include a display 1118 on the front side.
  • the electronic device 1100 may include a cover 1200 as a part of a housing of the electronic device 1100 .
  • the electronic device 1100 may include a display 1118 disposed on one side of the housing and a cover 1200 disposed on the opposite side of the display 1118, which is the other side of the housing.
  • the electronic device 1100 may include a first coil 1210 mounted on a cover 1200 , a first ferrite sheet 1220 , and a metal sheet 1230 .
  • the first ferrite sheet 1220 may be disposed on at least a portion of the first coil 1210 .
  • the metal sheet 1230 may be disposed on at least a portion of the first ferrite sheet 1220 .
  • the electronic device 1100 may include a second coil 1110 and a second ferrite sheet 1120 disposed inside the electronic device 1100 .
  • the second coil 1110 may be disposed between the display 1118 and the cover 1200 .
  • the electronic device 1100 may include a first capacitor 1212 connected to a first coil 1210 .
  • the electronic device 1100 may include a matching circuit 1114 connected to the second coil 1110 (1112).
  • the electronic device 1100 may include a rectifier circuit 1116 connected to the matching circuit 1114 .
  • the first coil 1210, the first capacitor 1212, the second coil 1110, the matching circuit 1114, and the rectifier circuit 1116 of FIG. 11 are the first coil 310 of FIG.
  • the capacitor 312 , the second coil 210 , the matching circuit 214 , and the rectifier circuit 216 may correspond to each other.
  • a first area formed by the first coil 1210 may be larger than a second area formed by the second coil 1110 .
  • the first area formed by the first coil 1210 may include at least a portion of the second area formed by the second coil 1110.
  • a coupling coefficient between the first coil 1210 and the second coil 1110 may be greater than or equal to a reference value.
  • the capacitance of the first capacitor 1212 may be determined based on a transmission frequency of wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 .
  • the first coil 1210 and the first capacitor 1212 may form a closed loop.
  • the resonant frequency of the first coil 1210 (eg, the resonant frequency of the resonant circuit formed by the first coil 1210 and the first capacitor 1212) is based on the capacitance of the first capacitor 1212 can be determined
  • a resonant frequency of the first coil 1210 may be higher than a transmission frequency of wireless power transmitted by the wireless power transmitter 100 .
  • a resonant frequency of the second coil 1110 may be a transmission frequency of wireless power transmitted by the wireless power transmitter 100 .
  • the resonant frequency of the second coil 1110 may be included in a designated range including the transmission frequency of the wireless power transmitted by the wireless power transmitter 100 .
  • the first coil 1210, the first ferrite sheet 1220, the metal sheet 1230, the second coil 1110, and the second ferrite sheet 1120 of FIG. 12 are the first coil 310 of FIG. 6 , may correspond to the ferrite sheet 320, the metal sheet 330, the second coil 210, and the ferrite sheet 220, respectively.
  • the first ferrite sheet 1220 may be disposed on at least a portion of the first coil 1210 .
  • the first ferrite sheet 1220 may be formed in a ring shape.
  • the metal sheet 1230 may be disposed on at least a portion of the first ferrite sheet 1220 .
  • the metal sheet 1230 may be formed in a ring shape.
  • the metal sheet 1230 may include segmental parts. An area formed by the metal sheet 1230 may be smaller than an area formed by the ferrite sheet 1220 .
  • the electronic device 1100 includes a first coil 1210 mounted on a cover 1200, a first ferrite sheet 1220, and/or a metal sheet ( 1230), wireless power transmission from the wireless power transmitter 100 is greater than when the first coil 1210, the first ferrite sheet 1220, and the metal sheet 1230 are not mounted on the cover 1200. efficiency can be increased.
  • Parts omitted from the descriptions of FIGS. 11 and 12 may be understood with reference to the descriptions of FIGS. 2 to 8 .
  • a description of the segmented portion of the metal sheet 1230 may be understood with reference to the description of the segmented portion of the metal sheet 330 .
  • a wireless power transmitter (eg, the wireless power transmitter 100) that can be coupled to a wireless power receiver (eg, the wireless power receiver 150 or the electronic device 200) receiving wireless power.
  • a cover device eg, the cover device 300 includes a first capacitor (eg, the first capacitor 312); a first coil connected to the first capacitor (eg, the first coil 310); the first A ferrite sheet (eg, a ferrite sheet 320) disposed in a coupling direction (eg, a coupling direction 555) between the wireless power receiver and the cover device on at least a portion of the coil; And on at least a portion of the ferrite sheet A metal sheet (eg, metal sheet 330) disposed in the coupling direction between the wireless power receiver and the cover device may be included
  • the first capacitor and the first coil may form a closed loop.
  • the first resonant frequency of the first coil may be higher than the second resonant frequency of the second coil (eg, the second coil 210) of the wireless power receiver.
  • the second resonant frequency may be a transmission frequency of the wireless power.
  • the ferrite sheet may be formed in a ring shape.
  • the metal sheet may be formed in a ring shape.
  • the metal sheet may include a segmental portion (eg, the segmental portion 335).
  • an area formed by the metal sheet may be smaller than an area formed by the ferrite sheet.
  • a first area formed by the first coil may be larger than a second area formed by the second coil.
  • the second area formed by the second coil may be included in the first area formed by the first coil.
  • the first coil may be formed such that a coupling coefficient between the first coil and the second coil is greater than or equal to a reference value.
  • the capacitance of the first capacitor may be determined based on a transmission frequency of the wireless power transmitted from the wireless power transmitter.
  • the first resonant frequency may be determined based on the capacitance of the first capacitor.
  • a wireless power receiver (eg, wireless power receiver 150 or electronic device 1100) receiving wireless power from a wireless power transmitter (eg, wireless power transmitter 100) includes a housing; the housing A display (eg, the display 1118) disposed on one side of the housing; A cover (eg, the cover 1200) disposed on the opposite side of the display, which is the other side of the housing.
  • the cover may include a first A capacitor (eg, the first capacitor 1212), a first coil connected to the first capacitor (eg, the first coil 1210), and a ferrite disposed on at least a part of the first coil in the direction of the one side.
  • It may include a sheet (eg, a ferrite sheet 1220) and a metal sheet (eg, a metal sheet 1230) disposed on at least a portion of the ferrite sheet in the direction of the one side.
  • a second coil (for example, the second coil 1110) disposed between the display and the cover may be included The first capacitor and the first coil may form a closed loop The first coil The first resonant frequency of may be higher than the second resonant frequency of the second coil.
  • the second resonant frequency may be a transmission frequency of the wireless power.
  • the ferrite sheet may be formed in a ring shape.
  • the metal sheet may be formed in a ring shape.
  • an area formed by the metal sheet may be smaller than an area formed by the ferrite sheet.
  • a first area formed by the first coil may be larger than a second area formed by the second coil.
  • the second region formed by the second coil may be included in the first region formed by the first coil.
  • the first coil may be formed such that a coupling coefficient between the first coil and the second coil is greater than or equal to a reference value.
  • the capacitance of the first capacitor may be determined based on a transmission frequency of the wireless power transmitted from the wireless power transmitter.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • 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.
  • 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 camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may 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 interchangeable with terms such as, for example, logic, logical blocks, parts, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof 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
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • a machine eg, electronic device 101
  • a processor eg, the processor 120
  • a device eg, the 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.
  • the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • a signal e.g. electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • a device-readable storage medium eg compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store eg Play Store TM
  • It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a device-readable storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object 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 aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.

Abstract

다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 결합할 수 있는 커버 장치는, 제 1 커패시터; 상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일; 상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 결합 방향으로 배치되는 페라이트 시트; 및 상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 상기 결합 방향으로 배치되는 메탈 시트를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 무선 전력 수신기의 제 2 코일의 제 2 공진 주파수 보다 높을 수 있다.

Description

공진기의 성능 향상 구조
다양한 실시 예들은, 공진기의 성능 향상 구조에 관한 것이다.
무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 무선 전력 송신 장치와 접촉하거나, 무선 전력 송신 장치로부터 일정 거리 이내로 접근하면, 휴대폰의 배터리가 자동으로 충전될 수 있는 기술을 말한다. 이러한 무선 충전 기술은 전자 제품에 전력 공급을 위한 커넥터를 구비하지 않아도 되어 방수기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않게 되므로 전자 장치의 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있다.
무선 충전 기술에는 코일을 이용한 전자기 유도 방식과, 공진(resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 전자기파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/microwave radiation) 방식이 있다.
최근에는 예컨대 스마트 폰과 같은 전자 장치를 중심으로 전자기 유도 방식 또는 공진 방식을 이용한 무선 충전 기술이 보급되고 있다. 무선 전력 송신기(power transmitting unit, PTU)(예: 무선 전력 송신 장치)와 무선 전력 수신기(power receiving unit, PRU)(예: 스마트 폰 또는 웨어러블 전자 장치)가 접촉하거나 일정 거리 이내로 접근하면, 무선 전력 송신기의 전송 코일과 무선 전력 수신기의 수신 코일 사이의 전자기 유도 또는 전자기 공진 등의 방법에 의해 무선 전력 수신기의 배터리가 충전될 수 있다.
별도의 충전 커넥터를 연결하지 않는 무선 충전 기술의 경우, 무선 충전 효율을 높이는 방안이 요구되고 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 전자 장치(예: 무선 전력 수신기) 및 전자 장치의 커버에 배치되는 공진기의 성능 향상 구조가 제공될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 결합할 수 있는 커버 장치는, 제 1 커패시터; 상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일; 상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 결합 방향으로 배치되는 페라이트 시트; 및 상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 상기 결합 방향으로 배치되는 메탈 시트를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 무선 전력 수신기의 제 2 코일의 제 2 공진 주파수 보다 높을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기는, 하우징; 상기 하우징의 일 측에 배치된 디스플레이; 상기 하우징의 타 측인, 상기 디스플레이의 반대 측에 배치된 커버-상기 커버는, 제 1 커패시터, 상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일, 상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 일 측의 방향으로 배치되는 페라이트 시트, 및 상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 일 측의 방향으로 배치되는 메탈 시트를 포함함-; 및 상기 디스플레이 및 상기 커버 사이에 배치된 제 2 코일을 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 제 2 코일의 제 2 공진 주파수 보다 높을 수 있다.
다양한 실시예에 따른 공진기의 성능 향상 구조를 제공함으로써, 무선 전력 송신기로부터의 무선 전력의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 다양한 실시예에 따른, 커버 장치에 배치된 메탈 시트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치의 회로 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치의 공진을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 커버를 포함하는 전자 장치의 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 다양한 실시예들에 따른, 커버를 포함하는 전자 장치의 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(150)에 무선으로 전력(161)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 다양한 충전 방식에 따라 무선 전력 수신기(150)로 전력(161)을 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 유도 방식에 따라 전력(161)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신기(100)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 통신 변복조 회로 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)는, WPC(wireless power consortium) 표준 (또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 공진 방식에 따라 전력(161)을 송신할 수 있다. 공진 방식에 의한 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 아웃-오브-밴드(Out-of-band) 근거리 통신 모듈(예: BLE(bluetooth low energy) 근거리 통신 모듈) 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 코일은 공진 회로를 구성할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 (또는, AFA(air fuel alliance) 표준)에서 정의된 방식으로 구현될 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 교류 전류가 흐르면 시간에 따라 크기가 변경되는 시변 (time varying) 자기장을 생성할 수 있는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 자기장을 생성하는 과정을, 무선 전력 송신기(100)가 전력(161)을 출력한다 또는 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기(150)는, 주변에 형성된 시간에 따라 크기가 변경되는 자기장에 의하여 유도 기전력이 발생되는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신기(150)가 코일을 통하여 유도 기전력을 발생시키는 과정을, 무선 전력 수신기(150)에 전력(161)이 입력된다 또는 무선 전력 수신기(150)가 전력(161)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는, 무선 전력 수신기(150)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 인-밴드(In-band) 방식에 따라 무선 전력 수신기(150)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)는, 송신하고자 하는 데이터를 예를 들어 온/오프 키잉(on/off keying) 변조 방식에 따라, 로드(또는, 로드 임피던스)를 변경할 수 있다. 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)는, 코일의 전류, 전압 또는 전력의 크기 변경에 기초하여 로드 변경(또는, 로드 임피던스 변경)을 측정함으로써, 상대 장치에서 송신하는 데이터를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는, 아웃-오브-밴드(Out-of-Band) 방식에 따라 무선 전력 수신기(150)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)는, 코일 또는 패치 안테나와 별도로 구비된 근거리 통신 모듈(예: BLE 통신 모듈)를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 무선 전력의 주파수 대역과 근거리 통신 모듈의 대역은 서로 이격되어 있다. 예를 들면, AirFuel 표준의 경우, 무선 전력의 주파수 대역은 6.78MHz이고, 근거리 통신 모듈의 주파수 대역은 2.4GHZ이다.
본 문서에서, 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)에 포함된 다양한 하드웨어, 예를 들어 프로세서, 코일 또는 패치 안테나 등이 특정 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)가 특정 동작을 수행하는 것은, 프로세서가 다른 하드웨어로 하여금 특정 동작을 수행하도록 제어하는 것을 의미할 수도 있다. 또는, 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)가 특정 동작을 수행하는 것은, 무선 전력 송신기(100) 또는 무선 전력 수신기(150)의 저장 회로(예: 메모리)에 저장되었던 특정 동작을 수행하기 위한 인스트럭션이 실행됨에 따라, 프로세서 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 야기하는 것을 의미할 수도 있다.
무선 전력 수신기(150)는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 웨어러블 장치(예: 와치, 무선 이어폰, AR/VR 디바이스), 휴대용 멀티 미디어 장치(예: 터치 패드, 노트북), PDA, PMP, 카메라, 휴대용 의료 기기, 가전 장치(예: TV) 중 적어도 하나일 수 있다. 이 밖에도 다양한 형태의 전자 장치가 적용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치를 나타내는 도면이다.
도 2의 전자 장치(200)는, 도 1의 무선 전력 수신기(150)일 수 있다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)는 탈부착이 가능할 수 있다. 전자 장치(200)는 전면(211)에 디스플레이(218)를 포함할 수 있다. 전자 장치(200)는, 디스플레이(218)가 배치되는 전면(211)의 반대 방향인 후면이 커버 장치(300)에 인접하도록, 커버 장치(300)와 결합할 수 있다. 커버 장치(300)는, 안쪽 면(311)에 전자 장치(200)가 배치되도록, 전자 장치(200)와 결합할 수 있다. 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)의 형태 및, 탈부착 방식에는 제한이 없다.
다양한 실시예들에 따라, 전자 장치(200)는, 전자 장치(200)에 커버 장치(300)가 결합된 상태에서, 커버 장치(300)를 통해, 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다. 실시예에 따라, 전자 장치(200)는, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 분리된 상태에서, 전자 장치(200) 단독으로, 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신할 수도 있다. 도 3 내지 도 8을 참조하여, 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)의 하드웨어 구성을 이해할 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하여, 도 3 내지 도 8의 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)의 각 구성 요소의 스펙을 이해할 수 있다. 전자 장치(200)에 포함되는 공진기의 공진 주파수, 커버 장치(300)에 포함되는 공진기의 공진 주파수, 및 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수에 대한 설명은 도 9 및 도 10을 참조하여 후술하도록 한다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 결합된 상태에서, 전자 장치(200)의 내부와 커버 장치(300)의 내부에 배치되는 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)를 하부에서 바라본 투영도이다. 도 4는, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)를 정면 방향(예: 도 2의 전면(218) 방향)에서 바라본 투영도이다. 도 4에 개시된 각 구성이 배치되는 평면은 상이할 수 있다. 당업자는 도 3 및 도 4를 참조하여, 각 구성의 배치 구조를 이해할 수 있으며, 도 3 및 도 4는 예시적인 도면으로서, 각 구성의 배치 구조에는 제한이 없다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)에 배치된 각 구성을 설명하도록 한다.
다양한 실시예들에 따라, 커버 장치(300)는, 제 1 코일(310)을 포함할 수 있다. 제 1 코일(310)은, 커버 장치(300)의 하우징에 실장될 수 있다. 제 1 코일(310)은, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)의 결합 방향에 실질적으로 수직한 평면에 배치될 수 있다. 커버 장치(300)는, 제 1 커패시터(312)를 포함할 수 있다. 제 1 커패시터(312)는, 제 1 코일(310)과 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(312) 및 제 1 코일(310)은 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 제 1 코일(310) 및 제 1 커패시터(312)는 제 1 공진기를 형성할 수 있다. 제 1 커패시터(312)의 커패시턴스와, 제 1 커패시터(312) 및 제 1 코일(310)이 형성하는 제 1 공진기의 공진 주파수에 대한 설명은, 도 9 및 도 10을 참조하여 후술하도록 한다.
다양한 실시예들에 따라, 전자 장치(200)는, 제 2 코일(210)을 포함할 수 있다. 제 2 코일(210)은, 전자 장치(200)의 하우징에 실장될 수 있다. 제 2 코일(210)은, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)의 결합 방향에 실질적으로 수직한 평면에 배치될 수 있다. 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 결합된 상태에서, 제 2 코일(210)이 배치된 평면과 제 1 코일(310)이 배치된 평면은 실질적으로 평행할 수 있다. 전자 장치(200)는, 매칭 회로(214)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 매칭 회로(214)는, 제 2 커패시터를 포함할 수 있다. 제 2 커패시터는 제 2 코일(210)과 연결(212)될 수 있다. 제 2 코일(210) 및 제 2 커패시터는 제 2 공진기를 형성할 수 있다. 제 2 커패시터가 배치되는 위치에는 제한이 없으며, 제 2 커패시터는, 매칭 회로(214)에 포함될 수도 있고, 매칭 회로(214)의 외부에 배치될 수도 있다. 매칭 회로(214)는, 직렬 연결된 코일과 커패시터, 및/또는 병렬 연결된 코일과 커패시터를 포함할 수 있다. 매칭 회로(214)의 구성에는 제한이 없다. 전자 장치(200)는, 정류 회로(216)를 포함할 수 있다. 정류 회로(216)는, 매칭 회로(214)에 연결될 수 있다. 제 2 코일(210)은, 전자 장치(200)의 매칭 회로(214) 및/또는 정류 회로(216)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3과 같이, 매칭 회로(214)와 정류 회로(216)는 동일한 평면에 배치될 수도 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 매칭 회로(214)와 정류 회로(216)는 다른 평면에 배치될 수도 있다. 전자 장치(200)의 디스플레이(218)는, 전자 장치(200)의 하우징의 전면 방향에 배치되어 외부로 노출될 수 있다. 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)은, 전자 장치(200)의 하우징의 후면 방향에 배치되어 내부에 실장될 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)이 형성하는 제 1 면적은, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)이 형성하는 제 2 면적 보다 클 수 있다. "코일이 형성하는 면적"이란, 코일이 루프 형태로 배치되는 경우, 코일이 형성하는 루프 및 루프 내부를 포함하는 영역의 면적일 수 있다. 도 4를 참조하면, 제 1 코일(310)이 형성하는 루프의 면적이, 제 2 코일(210)이 형성하는 루프의 면적 보다 큰 것을 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 커버 장치(300)와 전자 장치(200)가 결합된 상태에서, 제 2 코일(210)이 형성하는 제 2 영역의 적어도 일부는, 제 1 코일(310)이 형성하는 제 1 영역에 포함될 수 있다. 실시예에 따라, 제 2 코일(210)이 형성하는 제 2 영역은 모두, 제 1 코일(310)이 형성하는 제 1 영역에 포함될 수 있다. "코일이 형성하는 영역"이란, 코일이 형성하는 루프 및 루프의 내부를 포함하는 영역일 수 있다. 제 1 코일(310)과 제 2 코일(210)은 서로 다른 평면에 형성되지만, "제 2 코일(210)이 형성하는 제 2 영역의 적어도 일부가, 제 1 코일(310)이 형성하는 제 1 영역에 포함된다는 것"은, 커버 장치(300)와 전자 장치(200)가 결합된 상태에서 정면 방향(예: 도 2의 전면(211) 방향)에서 바라보았을 때, 도 4와 같은 정면 투영도에서, 제 2 코일(210)이 형성하는 제 2 영역의 적어도 일부가, 제 1 코일(310)이 형성하는 제 1 영역에 포함되는 것일 수 있다.
도 5는, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치 및 커버 장치에 배치된 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은, 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)가 분리된 상태에서, 전자 장치(200)의 내부와 커버 장치(300)의 내부에 배치되는 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 6은, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)를 사선에서 바라본 투영도로서, 도 5 및 도 6에서, 각 구성들이 전자 장치(200) 또는 커버 장치(300)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 구성들 중 적어도 일부는 전자 장치(200) 또는 커버 장치(300)에 실장될 수 있다.
도 7은, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 결합된 상태에서, 전자 장치(200)의 내부와 커버 장치(300)의 내부에 배치되는 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)를 하부에서 바라본 투영도이다.
도 5, 도 6, 및 도 7을 참조하여, 전자 장치(200) 및 커버 장치(300)에 배치된 각 구성을 설명하도록 한다.
다양한 실시예들에 따라, 커버 장치(300)는, 제 1 코일(310)의 적어도 일부 상에 배치되는 페라이트 시트(320)를 더 포함할 수 있다. 페라이트 시트(320)는, 커버 장치(300)에 실장될 수 있다. 도 7을 참조하면, 페라이트 시트(320)는, 제 1 코일(310)의 적어도 일부 상에서 전자 장치(200)와 커버 장치(300) 사이의 결합 방향(555)으로 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 페라이트 시트(320)는, 링 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 페라이트 시트(320)는, 제 1 코일(310)이 형성하는 루프에 대응하는 링 형태로 형성될 수 있다. 도 5를 참조하면, 페라이트 시트(320)에 의해 제 1 코일(310)이 형성하는 루프가 모두 커버될 수 있다. "커버된다"는 것은, 특정 방향에서 바라봤을 때 특정 구성이 다른 구성과 중첩되는 것일 수 있다. 실시예에 따라, 페라이트 시트(320)는, 평면 형태로 형성될 수도 있으며, 페라이트 시트(320)의 형태에는 제한이 없다. 페라이트 시트(320)는, 제 1 코일(310)을 통한 무선 전력의 수신 효율을 증가시키기 위한 구성으로서, 전자 장치(200)를 구성하는 금속 성분에 의한 커플링 저하를 보상하는 역할을 한다. 커버 장치(300)는, 페라이트 시트(320)를 포함함으로써, 전자 장치(200)를 구성하는 금속 성분에 의한 커플링 저하를 보상할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 커버 장치(300)는, 페라이트 시트(320)의 적어도 일부 상에 배치되는 메탈 시트(330)를 더 포함할 수 있다. 메탈 시트(330)는, 커버 장치(300)에 실장될 수 있다. 도 7을 참조하면, 메탈 시트(330)는, 페라이트 시트(320)의 적어도 일부 상에서 전자 장치(200)와 커버 장치(300) 사이의 결합 방향(555)으로 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 메탈 시트(330)는, 링 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 메탈 시트(330)가 형성하는 링 형태의 적어도 일부는, 페라이트 시트(320)가 형성하는 링 형태의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 메탈 시트(330)가 형성하는 링 형태의 적어도 일부는 페라이트 시트(320)에 의해 커버될 수 있고, 메탈 시트(330)가 형성하는 링 형태의 적어도 다른 일부는 페라이트 시트(320)에 의해 커버되지 않을 수 있다. "커버되지 않는다"는 것은, 특정 방향에서 바라봤을 때 특정 구성이 다른 구성과 중첩되지 않는 것일 수 있다. 도 5를 참조하면, 메탈 시트(330)가 형성하는 면적은, 페라이트 시트(320)가 형성하는 면적 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 메탈 시트(330)가 형성하는 링 및 링의 내부 영역의 면적은, 페라이트 시트(320)가 형성하는 링 및 링의 내부 영역의 면적 보다 작을 수 있다. 메탈 시트(330)는, 전자 장치(200)에 실장된 제 2 코일(210)의 인덕턴스를 감소시키는 역할을 한다. 실시예에 따라, 메탈 시트(330)는, 평면 형태로 형성될 수도 있으며, 메탈 시트(330)의 형태에는 제한이 없다.
다양한 실시예들에 따라, 전자 장치(200)는, 제 2 코일(210)의 적어도 일부 상에 배치되는 페라이트 시트(220)를 더 포함할 수 있다. 전자 장치(220)의 페라이트 시트(220)는, 전자 장치(200)에 실장될 수 있다. 도 6을 참조하면, 전자 장치(220)의 제 2 코일(210)은, 전자 장치(200)의 페라이트 시트(220) 보다, 전자 장치(200)의 후면(219)에 가까운 위치에 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 전자 장치(200)의 페라이트 시트(220)는, 평면 형태로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 전자 장치(200)의 페라이트 시트(220)는, 제 2 코일(210)이 형성하는 루프에 대응하는 링 형태로 형성될 수도 있으며, 이는 예시적인 것으로서, 페라이트 시트(220)의 형태에는 제한이 없다.
도 8은, 다양한 실시예에 따른, 커버 장치에 배치된 메탈 시트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 커버 장치(300)를 정면에서 바라본 투영도이다.
도 8을 참조하면, 커버 장치(300)의 메탈 시트(330)는, 분절부(335)를 포함할 수 있다. 메탈 시트(330)의 분절부(335)는, 페라이트 시트(330)로 커버되지 않는 영역에 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 분절부(335)가 형성되는 위치에는 제한이 없다. 예를 들어, 메탈 시트(330)의 분절부는, 페라이트 시트(330)로 커버되는 영역에 형성될 수도 있다. 메탈 시트(330)의 분절부(335)의 형태, 크기, 및/또는 위치에 따라, 메탈 시트(330)에 의해 감소되는 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 인덕턴스가 결정될 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치의 회로 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치 및 커버 장치의 공진을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 결합된 상태에서 무선 전력을 수신하는 실시예를 이해할 수 있고, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 분리된 상태에서 무선 전력을 수신하는 실시예를 이해할 수 있다. 도 10을 참조하면, even mode 및 odd mode에서의 공진 주파수를 이해할 수 있다. "even mode"는, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 전류 방향과, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 전류 방향이 동일하게 형성되는 모드일 수 있고, "odd mode"는, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 전류 방향과, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 전류 방향이 상이하게 형성되는 모드일 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하여, 전자 장치 및 커버 장치의 회로 구조 및 공진을 설명하도록 한다.
다양한 실시예들에 따라, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 공진 주파수는(예를 들어, 제 2 코일(210) 및 전자 장치(200)의 제 2 커패시터에 의해 형성되는 공진 회로의 공진 주파수는), 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수(예: 6.780MHz)일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210) 및 제 2 커패시터에 의해 형성되는 공진 회로의 공진 주파수가 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수가 되도록, 제 2 코일(210)의 인덕턴스(예: L_rx), 및/또는 전자 장치(200)의 제 2 커패시터의 커패시턴스(예: C_rx)이 결정될 수 있다. 실시예에 따라, 무선 전력의 송신 주파수를 포함하는 지정된 범위(예: 송신 주파수의 +-5%의 범위)에, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 공진 주파수가 포함될 수 있다. 예를 들어, 제 2 코일(210)의 공진 주파수와 무선 전력의 송신 주파수의 차이는 기준 값 이하 일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는, 무선 전력의 송신 주파수를 포함하는 지정된 범위(예: 송신 주파수의 +-5%의 범위)에 포함되는 공진 주파수를 가지는 제 2 코일(210)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 제 1 코일(310)과 제 2 코일(210)은 자기 결합 될 수 있다. 제 1 코일(310) 및 제 2 코일(210) 사이의 결합 계수(예: K_cover)가 기준 값 이상이 되도록, 제 1 코일(310)이 형성될 수 있다. 커버 장치(300)는, 제 1 코일(310) 및 제 2 코일(210) 사이의 결합 계수(예: K_cover)가 기준 값 이상이 되는, 제 1 코일(310)을 포함할 수 있다. 커버 장치(300)는, 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다. 커버 장치(300)는, 전자 장치(200)로 무선 전력을 전달할 수 있다. 전자 장치(200)는, 커버 장치(300)를 통해, 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신할 수 있다. 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)과 전자 장치(200)의 제 2 코일(210) 사이의 결합 계수(예: K_cover)에 따라, 전자 장치(200)가 커버 장치(300)를 통하여 무선 전력 송신기(100)로부터 수신하는 무선 전력의 효율이 결정될 수 있다.
도 10을 참조하면, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 전류 방향과, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 전류 방향이 동일하도록(예: even mode), 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)이 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 공진 주파수는(예를 들어, 제 1 코일(310) 및 커버 장치(300)의 제 1 커패시터(312)에 의해 형성되는 공진 회로의 공진 주파수는), 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수(예: 6.780MHz) 보다 높을 수 있다. 제 1 코일(310)의 공진 주파수는, 제 2 코일(210)의 공진 주파수 보다 높게 설정될 수 있다. 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 공진 주파수는, 제 1 커패시터(312)의 커패시턴스에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310) 및 제 1 커패시터(312)에 의해 형성되는 공진 회로의 공진 주파수가 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수(예: f0) 보다 높도록, 제 1 코일(310)의 인덕턴스(예: L_cover), 및/또는 제 1 커패시터(312)의 커패시턴스(예: C_cover)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커패시턴스(312)의 커패시턴스(예: C_cover)은, 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수(예: f0)에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커패시턴스(312)의 커패시턴스(예: C_cover)는, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 결합된 상태에서의 제 2 코일(210)의 인덕턴스(예: L_rx) 및 커버 장치(300)가 분리된 상태에서의 제 2 코일(210)의 인덕턴스(예: L_rx0)에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커패시턴스(312)의 커패시턴스(예: C_cover)는, 제 1 코일(310)의 인덕턴스(예: L_cover), 제 2 코일(210)의 인덕턴스(예: L_rx 및 L_rx0), 제 1 코일(310)과 제 2 코일(210) 사이의 결합 계수(예: K_cover) 및 상호 인덕턴스(예: M_cover)에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커패시턴스(312)의 커패시턴스(예: C_cover)는, 수학식 1 및 수학식 2에 의해 결정될 수 있으며, 이는 예시적일 뿐, 제 1 커패시턴스(312)의 커패시턴스는 다른 값을 가질 수도 있다.
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다양한 실시예에 따라, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 분리된 상태에서, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 제 1 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수 보다 높을 수 있다. 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 분리된 상태에서, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 제 2 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수일 수 있다. 또는, 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 분리된 상태에서, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)의 제 2 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수를 포함하는 지정된 범위에 포함될 수 있다. 전자 장치(200)와 커버 장치(300)가 결합된 상태에서, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210)과의 간섭에 의해 형성되는, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310)의 최종 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에서 송신되는 무선 전력의 송신 주파수이거나 송신 주파수를 포함하는 지정된 범위에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 커버 장치(300)의 제 1 코일(310) 및 제 1 커패시터(312)가 형성하는 제 1 공진기의 양호도(quality factor)는, 전자 장치(200)의 제 2 코일(210) 및 제 2 커패시터가 형성하는 제 2 공진기의 양호도 보다 클 수 있다. 양호도는 손실률의 역수일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 2 내지 도 10을 참조하면, 전자 장치(200)는, 전자 장치(200)에 커버 장치(300)가 결합된 상태에서, 커버 장치(300)를 통해, 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신함으로써, 커버 장치(300)가 분리된 상태에서, 전자 장치(200) 단독으로, 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하는 경우 보다 무선 전력 송신 효율이 높아질 수 있다.
도 11은, 다양한 실시예들에 따른, 커버를 포함하는 전자 장치의 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는, 다양한 실시예들에 따른, 커버를 포함하는 전자 장치의 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는, 커버(1200)를 포함하는 전자 장치(1100)를 개시한다. 도 11 및 도 12의 전자 장치(1100)는, 도 1의 무선 전력 수신기(150)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 커버 일체형으로 제작된 전자 장치(1100)가 제공될 수 있다. 도 11 및 도 12의 전자 장치(1100)는 커버 일체형으로 제작되는 점을 제외하면, 도 2 내지 도 8의 전자 장치(200)와 유사한 형태로 구성될 수 있다. 도 11 및 도 12의 전자 장치(1100)에 대한 설명은, 도 2 내지 도 8의 전자 장치(200)에 대한 설명과 중복되는 범위 내에서 생략하도록 한다. 도 11 및 도 12의 전자 장치(1100)에 포함되는 구성에 대해 명시적으로 기재되지 않은 부분은, 도 2 내지 도 8의 전자 장치(200)에 포함되는 구성에 대한 설명과 동일한 것으로 이해될 수 있다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(1100)는, 전면에 디스플레이(1118)을 포함할 수 있다. 전자 장치(1100)는, 전자 장치(1100)의 하우징의 일부로서, 커버(1200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1100)는, 하우징의 일 측에 배치된 디스플레이(1118) 및 하우징의 타 측인, 디스플레이(1118)의 반대 측에 배치된 커버(1200)를 포함할 수 있다. 전자 장치(1100)는, 커버(1200)에 실장되는 제 1 코일(1210), 제 1 페라이트 시트(1220), 및 메탈 시트(1230)를 포함할 수 있다. 제 1 페라이트 시트(1220)는, 제 1 코일(1210)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 메탈 시트(1230)는, 제 1 페라이트 시트(1220)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 전자 장치(1100)는, 전자 장치(1100)의 내부에 배치되는, 제 2 코일(1110) 및 제 2 페라이트 시트(1120)를 포함할 수 있다. 제 2 코일(1110)는, 디스플레이(1118) 및 커버(1200) 사이에 배치될 수 있다. 도 11을 참조하면, 전자 장치(1100)는, 제 1 코일(1210)에 연결되는 제 1 커패시터(1212)를 포함할 수 있다. 전자 장치(1100)는, 제 2 코일(1110)에 연결(1112)되는 매칭 회로(1114)를 포함할 수 있다. 전자 장치(1100)는, 매칭 회로(1114)에 연결되는 정류 회로(1116)를 포함할 수 있다.
도 11의 제 1 코일(1210), 제 1 커패시터(1212), 제 2 코일(1110), 매칭 회로(1114), 및 정류 회로(1116)는, 도 4의 제 1 코일(310), 제 1 커패시터(312), 제 2 코일(210), 매칭 회로(214), 및 정류 회로(216)에 각각 대응할 수 있다. 예를 들어, 제 1 코일(1210)이 형성하는 제 1 면적은 제 2 코일(1110)이 형성하는 제 2 면적 보다 클 수 있다. 전자 장치(1100)의 후면 방향에서 바라보았을 때, 제 1 코일(1210)이 형성하는 제 1 영역은, 제 2 코일(1110)이 형성하는 제 2 영역의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 제 1 코일(1210)과 제 2 코일(1110) 사이의 결합 계수는 기준 값 이상일 수 있다. 제 1 커패시터(1212)의 커패시턴스는, 무선 전력 송신기(100)로부터 송신되는 무선 전력의 송신 주파수에 기반하여 결정될 수 있다. 제 1 코일(1210)과 제 1 커패시터(1212)는 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 제 1 코일(1210)의 공진 주파수(예를 들어, 제 1 코일(1210) 및 제 1 커패시터(1212)에 의해 형성되는 공진 회로의 공진 주파수)는, 제 1 커패시터(1212)의 커패시턴스에 기반하여 결정될 수 있다. 제 1 코일(1210)의 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에 의해 송신되는 무선 전력의 송신 주파수 보다 높을 수 있다. 제 2 코일(1110)의 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에 의해 송신되는 무선 전력의 송신 주파수일 수 있다. 또는, 제 2 코일(1110)의 공진 주파수는, 무선 전력 송신기(100)에 의해 송신되는 무선 전력의 송신 주파수를 포함하는 지정된 범위에 포함될 수 있다.
도 12의 제 1 코일(1210), 제 1 페라이트 시트(1220), 메탈 시트(1230), 제 2 코일(1110), 및 제 2 페라이트 시트(1120)는, 도 6의 제 1 코일(310), 페라이트 시트(320), 메탈 시트(330), 제 2 코일(210), 및 페라이트 시트(220)에 각각 대응할 수 있다. 예를 들어, 제 1 페라이트 시트(1220)는, 제 1 코일(1210)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 제 1 페라이트 시트(1220)는, 링 형태로 형성될 수 있다. 메탈 시트(1230)는, 제 1 페라이트 시트(1220)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 메탈 시트(1230)는, 링 형태로 형성될 수 있다. 메탈 시트(1230)는, 분절부를 포함할 수 있다. 메탈 시트(1230)가 형성하는 면적은, 페라이트 시트(1220)가 형성하는 면적 보다 작을 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 11 및 도 12을 참조하면, 전자 장치(1100)는, 커버(1200)에 실장되는 제 1 코일(1210), 제 1 페라이트 시트(1220), 및/또는 메탈 시트(1230)를 포함함으로써, 커버(1200)에 제 1 코일(1210), 제 1 페라이트 시트(1220), 및 메탈 시트(1230)가 실장 되지 않은 경우 보다, 무선 전력 송신기(100)로부터의 무선 전력 송신 효율이 높아질 수 있다.
도 11 및 도 12의 설명에서 생략된 부분은, 도 2 내지 도 8의 설명을 참조하여 이해될 수 있다. 예를 들어, 메탈 시트(1230)의 분절부에 대한 설명은, 메탈 시트(330)의 분절부에 대한 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기(예: 무선 전력 송신기(100))로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기(예: 무선 전력 수신기(150), 또는 전자 장치(200))에 결합할 수 있는 커버 장치(예: 커버 장치(300)는, 제 1 커패시터(예: 제 1 커패시터(312)); 상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일(예: 제 1 코일(310)); 상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 결합 방향(예: 결합 방향(555))으로 배치되는 페라이트 시트(예: 페라이트 시트(320)); 및 상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 상기 결합 방향으로 배치되는 메탈 시트(예: 메탈 시트(330))를 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 무선 전력 수신기의 제 2 코일(예: 제 2 코일(210))의 제 2 공진 주파수 보다 높을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 공진 주파수는, 상기 무선 전력의 송신 주파수일 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 페라이트 시트는, 링 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 메탈 시트는, 링 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 메탈 시트는, 분절부(예: 분절부(335))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 메탈 시트가 형성하는 면적은, 상기 페라이트 시트가 형성하는 면적 보다 작을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 코일이 형성하는 제 1 면적은, 상기 제 2 코일이 형성하는 제 2 면적 보다 클 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치가 결합된 상태에서, 상기 제 2 코일이 형성하는 제 2 영역은, 상기 제 1 코일이 형성하는 제 1 영역에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 코일은, 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 사이의 결합 계수가 기준 값 이상이 되도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 커패시터의 커패시턴스는 상기 무선 전력 송신기로부터 송신되는 상기 무선 전력의 송신 주파수에 기반하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 공진 주파수는, 상기 제 1 커패시터의 상기 커패시턴스에 기반하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 무선 전력 송신기(예: 무선 전력 송신기(100))로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기(예: 무선 전력 수신기(150), 또는 전자 장치(1100)는, 하우징; 상기 하우징의 일 측에 배치된 디스플레이(예: 디스플레이(1118)); 상기 하우징의 타 측인, 상기 디스플레이의 반대 측에 배치된 커버(예: 커버(1200)를 포함할 수 있다. 상기 커버는, 제 1 커패시터(예: 제 1 커패시터(1212)), 상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일(예: 제 1 코일(1210)), 상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 일 측의 방향으로 배치되는 페라이트 시트(예: 페라이트 시트(1220)), 및 상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 일 측의 방향으로 배치되는 메탈 시트(예: 메탈 시트(1230))를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 수신기는, 상기 디스플레이 및 상기 커버 사이에 배치된 제 2 코일(예: 제 2 코일(1110))을 포함할 수 있다. 상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성할 수 있다. 상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 제 2 코일의 제 2 공진 주파수 보다 높을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 공진 주파수는, 상기 무선 전력의 송신 주파수일 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 페라이트 시트는, 링 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 메탈 시트는, 링 형태로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 메탈 시트가 형성하는 면적은, 상기 페라이트 시트가 형성하는 면적 보다 작을 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 코일이 형성하는 제 1 면적은, 상기 제 2 코일이 형성하는 제 2 면적 보다 클 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 2 코일이 형성하는 제 2 영역은, 상기 제 1 코일이 형성하는 제 1 영역에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 코일은, 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 사이의 결합 계수가 기준 값 이상이 되도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 제 1 커패시터의 커패시턴스는 상기 무선 전력 송신기로부터 송신되는 상기 무선 전력의 송신 주파수에 기반하여 결정될 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 단수 형은 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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 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 회로와 같은 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, 일실시예에 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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 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: 스마트 폰들) 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 수도 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.

Claims (15)

  1. 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 결합할 수 있는 커버 장치에 있어서,
    제 1 커패시터;
    상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일;
    상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 결합 방향으로 배치되는 페라이트 시트; 및
    상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치 사이의 상기 결합 방향으로 배치되는 메탈 시트를 포함하고,
    상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성하고,
    상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 무선 전력 수신기의 제 2 코일의 제 2 공진 주파수 보다 높은,
    커버 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 공진 주파수는, 상기 무선 전력의 송신 주파수인,
    커버 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 페라이트 시트는, 링 형태로 형성되는,
    커버 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 시트는, 링 형태로 형성되는,
    커버 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메탈 시트는, 분절부를 포함하는,
    커버 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 시트가 형성하는 면적은, 상기 페라이트 시트가 형성하는 면적 보다 작은,
    커버 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코일이 형성하는 제 1 면적은, 상기 제 2 코일이 형성하는 제 2 면적 보다 큰,
    커버 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기와 상기 커버 장치가 결합된 상태에서, 상기 제 2 코일이 형성하는 제 2 영역은, 상기 제 1 코일이 형성하는 제 1 영역에 포함되는,
    커버 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코일은, 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 사이의 결합 계수가 기준 값 이상이 되도록 형성되는,
    커버 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커패시터의 커패시턴스는 상기 무선 전력 송신기로부터 송신되는 상기 무선 전력의 송신 주파수에 기반하여 결정되는,
    커버 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 공진 주파수는, 상기 제 1 커패시터의 상기 커패시턴스에 기반하여 결정되는,
    커버 장치.
  12. 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 일 측에 배치된 디스플레이;
    상기 하우징의 타 측인, 상기 디스플레이의 반대 측에 배치된 커버-상기 커버는, 제 1 커패시터, 상기 제 1 커패시터에 연결되는 제 1 코일, 상기 제 1 코일의 적어도 일부 상에서 상기 일 측의 방향으로 배치되는 페라이트 시트, 및 상기 페라이트 시트의 적어도 일부 상에서 상기 일 측의 방향으로 배치되는 메탈 시트를 포함함-; 및
    상기 디스플레이 및 상기 커버 사이에 배치된 제 2 코일을 포함하고
    상기 제 1 커패시터 및 상기 제 1 코일은 폐쇄 루프를 형성하고,
    상기 제 1 코일의 제 1 공진 주파수는, 상기 제 2 코일의 제 2 공진 주파수 보다 높은,
    무선 전력 수신기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 공진 주파수는, 상기 무선 전력의 송신 주파수인,
    무선 전력 수신기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 페라이트 시트는, 링 형태로 형성되는,
    무선 전력 수신기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 메탈 시트는, 링 형태로 형성되는,
    무선 전력 수신기.
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