KR101804409B1

KR101804409B1 - 무선 전력 송신기

Info

Publication number: KR101804409B1
Application number: KR1020150171274A
Authority: KR
Inventors: 박유리
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-12-04
Also published as: KR20170065168A; US20170163091A1; US10243400B2

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 전력 전송의 효율을 향상시켜 성능을 높일 수 있는 무선 전력 송신기에 관한 것이다. 본 발명은 멀티 코일 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는, PCB(Printed Circuit Board) 기판, 상기 PCB 기판의 제1 면에 부착된 제1 송신 코일, 및 각각이 상기 PCB 기판의 제2면에 부착되고 상기 제1 송신 코일과 오버랩(overlap)되는 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일, 및 상기 제1 내지 제3 송신 코일을 통해 전송되는 무선 전력을 제어하는 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기{Wireless Power Transmitter}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 전력 전송의 효율을 향상시켜 성능을 높일 수 있는 무선 전력 송신기에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술이 급속도로 발전함에 따라, 정보 통신 기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 사회가 이루어지고 있다.

언제 어디서나 정보통신 기기들이 접속되기 위해서는 사회 모든 시설에 통신 기능을 가진 컴퓨터 칩을 내장시킨 센서들이 설치되어야 한다. 따라서 이들 기기나 센서의 전원 공급 문제는 새로운 과제가 되고 있다. 또한 휴대폰뿐만 아니라 블루투스 핸드셋과 아이팟 같은 뮤직 플레이어 등의 휴대기기 종류가 급격히 늘어나면서 배터리를 충전하는 작업이 사용자에게 시간과 수고를 요구하고 됐다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 무선 전력 전송 기술이 최근 들어 관심을 받고 있다.

무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 자기장의 유도 원리를 이용하여 무선으로 송신기에서 수신기로 전기 에너지를 전송하는 기술로서, 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다.

현재까지 무선을 이용한 에너지 전달 방식은 크게 자기 유도 방식, 자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식 및 단파장 무선 주파수를 이용한 RF 전송 방식 등으로 구분될 수 있다.

자기 유도 방식은 두 개의 코일을 서로 인접시킨 후 한 개의 코일에 전류를 흘려보내면 이 때 발생한 자속(MagneticFlux)이 다른 코일에 기전력을 일으키는 현상을 사용한 기술로서, 휴대폰과 같은 소형기기를 중심으로 빠르게 상용화가 진행되고 있다. 자기 유도 방식은 최대 수백 키로와트(kW)의 전력을 전송할 수 있고 효율도 높지만 최대 전송 거리가 1센티미터(cm) 이하이므로 일반적으로 충전기나 바닥에 인접시켜야 하는 단점이 있다.

자기 공진 방식은 전자기파나 전류 등을 활용하는 대신 전기장이나 자기장을 이용하는 특징이 있다. 자기 공진 방식은 전자파 문제의 영향을 거의 받지 않으므로 다른 전자 기기나 인체에 안전하다는 장점이 있다. 반면, 한정된 거리와 공간에서만 활용할 수 있으며 에너지 전달 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.

단파장 무선 전력 전송 방식-간단히, RF 전송 방식-은 에너지가 라디오 파(RadioWave)형태로 직접 송수신될 수 있다는 점을 활용한 것이다. 이 기술은 렉테나(rectenna)를 이용하는 RF 방식의 무선 전력 전송 방식으로서, 렉테나는 안테나(antenna)와 정류기(rectifier)의 합성어로서 RF 전력을 직접 직류 전력으로 변환하는 소자를 의미한다. 즉, RF 방식은 AC 라디오파를 DC로 변환하여 사용하는 기술로서, 최근 효율이 향상되면서 상용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

무선 전력 전송 기술은 모바일 뿐만 아니라 IT, 철도, 가전 산업 등 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있다.

최근에는 충전 베드에 놓여진 무선 전력 수신기의 인식률을 높이기 위해 복수의 코일들이 장착된 무선 전력 송신기가 출시되고 있다. 복수의 코일들은 다수의 층을 이루어 형성되며, 상기 다수의 층간에는 전기적인 단절을 위해 절연층이 구비되어야 한다. 이때, 상기 복수의 코일들 각각은 나선형 구조로 패턴화된 PCB(Printed Circuit Board) 기판 내에 형성되는데, 이로 인해 상기 복수의 코일들 각각의 두께는 상기 PCB 기판의 두께 이하로 한정된다.

코일의 두께는 작을수록 상기 코일의 저항을 크게 하여 무선 전력 송신기의 전력 송신 효율에 연관된다. 무선 전력 송신기에 탑재되는 코일이 PCB 기판에 형성됨으로써, 코일의 두께가 일정 두께 이하로 한정되어 전력 송신 효율을 저하시킬 수 있으며 PCB 기판의 단가가 비교적 높음으로 인해 무선 전력 송신기의 전체 생산 단가의 상승으로 이어질 수 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 코일의 두께를 줄여 무선 전력 전송 효율을 높일 수 있는 무선 전력 송신기를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기는, PCB(Printed Circuit Board) 기판, 상기 PCB 기판의 제1 면에 부착된 제1 송신 코일, 각각이 상기 PCB 기판의 제2면에 부착되고 상기 제1 송신 코일과 오버랩(overlap)되는 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일, 및 상기 제1 내지 제3 송신 코일을 통해 전송되는 무선 전력을 제어하는 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제1면은 무선 전력 수신기가 놓이는 인터페이스 표면과 마주보는 면이고, 상기 제2면은 상기 인터페이스 표면의 반대 면일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제1면은 무선 전력 수신기가 놓이는 인터페이스 표면의 반대 면이고, 상기 제2면은 상기 인터페이스 표면과 마주보는 면일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제1 내지 제3 송신 코일 각각은 동판의 양면을 대칭적으로 에칭(etching)하여 형성될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제1 내지 제3 송신 코일 각각은, 상기 PCB 기판에 삽입되는 커넥터를 통해 상기 제어 회로 기판과 연결될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제2 송신 코일과 상기 제3 송신 코일은 상호 이격되어 배치되고, 상기 제1 송신 코일과 상기 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일이 오버랩되는 영역은 상기 제1 송신 코일의 전체 영역의 50% 이상일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제1 송신 코일과 상기 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일이 오버랩되는 영역은 상기 제1 송신 코일의 전체 영역의 90% 이상일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 커넥터는 상기 제1 송신 코일, 제2 송신 코일, 제3 송신 코일 중 제1 송신 코일에 가장 가까이 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기는, 각각이 적어도 하나의 송신 코일을 포함하는 제1층 및 제2층, 제1면 및 제2면 각각이 상기 제1층 및 상기 제2층 중 어느 하나에 부착되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판, 및 상기 적어도 하나의 송신 코일을 통해 전송되는 무선 전력을 제어하는 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에 의하면, 코일 각각의 두께를 두껍게 형성하여 코일의 저항을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 동일한 소모 전력으로 더 큰 무선 전력을 전송할 수 있고 무선 전력 송신기의 퀄리티 팩터(Q Factor; Quality Factor)를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 무선 전력 송신기에 의하면, 감지 신호 전송을 위한 소모 전력이 감소될 수 있고 전력 전송 효율이 증대될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 3은 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 유도 방식의 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일의 정면도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일 층의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 송신 코일 층의 정면도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 송신 코일 층의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 송신 코일 층의 정면도를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 파워 송신기, 무선 파워 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 파워 전송 장치, 무선 파워 전송기 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 파워 수신 장치, 무선 파워 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 송신기는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 파워를 전송할 수도 있다. 이를 위해, 송신기는 적어도 하나의 무선 파워 전송 수단을 구비할 수도 있다. 여기서, 무선 파워 전송 수단은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무전 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 무선파워 전송 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 수신 수단이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 송신기로부터 동시에 무선 파워를 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수신기는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 기기라면 족하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기에서의 감지 신호 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 전력 송신기는 3개의 송신 코일(111, 112, 113)이 장착될 수 있다. 각각의 송신 코일은 일부 영역이 다른 송신 코일과 서로 중첩될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 각각의 송신 코일을 통해 무선 전력 수신기의 존재를 감지하기 위한 소정 감지 신호(117, 127)-예를 들면, 디지털 핑 신호-를 미리 정의된 순서로 순차적으로 송출한다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 도면 번호 110에 도시된 1차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(117)를 순차적으로 송출하고, 무선 전력 수신기(115)로부터 시그널 세기 지시자(Signal Strength Indicator, 116)가 수신된 송신 코일(111, 112)을 식별할 수 있다. 연이어, 무선 전력 송신기는 도면 번호 120에 도시된 2차 감지 신호 송출 절차를 통해 감지 신호(127)를 순차적으로 송출하고, 시그널 세기 지시자(126)가 수신된 송신 코일(111, 112) 중 전력 전송 효율(또는 충전 효율)-즉, 송신 코일과 수신 코일 사이의 정렬 상태-이 좋은 송신 코일을 식별하고, 식별된 송신 코일을 통해 전력이 송출되도록-즉, 무선 충전이 이루어지도록- 제어할 수 있다.

상기의 도 1에서 보여지는 바와 같이, 무선 전력 송신기가 2회의 감지 신호 송출 절차를 수행하는 이유는 어느 송신 코일에 무선 전력 수신기의 수신 코일이 잘 정렬되어 있는지를 보다 정확하게 식별하기 위함이다.

만약, 상기한 도 1의 도면 번호 110 및 120에 도시된 바와 같이, 제1 송신 코일(111), 제2 송신 코일(112)에 시그널 세기 지시자(116, 126)가 수신된 경우, 무선 전력 송신기는 제1 송신 코일(111)과 제2 송신 코일(112) 각각에 수신된 시그널 세기 지시자(126)에 기반하여 가장 정렬이 잘된 송신 코일을 선택하고, 선택된 송신 코일을 이용하여 무선 충전을 수행한다.

도 2는 WPC 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 2를 참조하면, WPC 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(Selection Phase, 210), 핑 단계(Ping Phase, 220), 식별 및 구성 단계(Identification and Configuration Phase, 230), 파워 전송 단계(Power Transfer Phase, 240) 단계로 구분될 수 있다.

선택 단계(210)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(210)에서 송신기는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(220)로 천이할 수 있다(S201). 선택 단계(210)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 디지털 핑(Analog Ping) t신호를 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

핑 단계(220)에서 송신기는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화시키고, 수신기가 WPC 표준이 호환되는 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(220)에서 송신기는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 시그널 세기 지시자-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S202). 또한, 핑 단계(220)에서 송신기는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 신호-를 수신하면, 선택 단계(210)로 천이할 수도 있다(S203).

핑 단계(220)가 완료되면, 송신기는 수신기 식별 및 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(230)로 천이할 수 있다(S204).

식별 및 구성 단계(230)에서 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S205).

수신기에 대한 식별 및 구성이 완료되면, 송신기는 무선 전력을 전송하는 파워 전송 단계(240)로 천이할 수 있다(S206).

파워 전송 단계(240)에서, 송신기는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(210)로 천이할 수 있다(S207).

또한, 파워 전송 단계(240)에서, 송신기는 송신기 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 식별 및 구성 단계(230)로 천이할 수 있다(S208).

상기한 파워 전송 계약은 송신기와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 송신기 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.

도 3은 PMA 표준에 정의된 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.

도 3을 참조하면, PMA 표준에 따른 송신기로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 대기 단계(Standby Phase, 310), 디지털 핑 단계(Digital Ping Phase, 320), 식별 단계(Identification Phase, 330), 파워 전송 단계(Power Transfer Phase, 340) 단계 및 충전 완료 단계(End of Charge Phase, 350)로 구분될 수 있다.

대기 단계(310)는 파워 전송을 위한 수신기 식별 절차를 수행하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 대기 단계(310)에서 송신기는 충전 표면(Charging Surface)에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 송신기가 충전 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되거나 RXID 재시도가 진행중인 경우, 디지털 핑 단계(320)로 천이할 수 있다(S301). 여기서, RXID는 PMA 호환 수신기에 할당되는 고유 식별자이다. 대기 단계(310)에서 송신기는 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(Analog Ping)을 전송하며, 송신 코일의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면-예를 들면, 충전 베드-의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.

디지털 핑 단계(320)로 천이된 송신기는 감지된 물체가 PMA 호환 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑 신호를 송출한다. 송신기가 전송한 디지털 핑 신호에 의해 수신단에 충분한 전력이 공급되는 경우, 수신기는 수신된 디지털 핑 신호를 PMA 통신 프로토콜에 따라 변조하여 소정 응답 시그널을 송신기에 전송할 수 있다. 여기서, 응답 시그널은 수신기에 수신된 전력의 세기를 지시하는 신호 세기 지시자가 포함될 수 있다. 디지털 핑 단계(320)에서 수신기는 유효한 응답 시그널이 수신되면, 식별 단계(330)로 천이할 수 있다(S302).

만약, 디지털 핑 단계(320)에서, 응답 시그널이 수신되지 않거나, PMA 호환 수신기가 아닌 것으로 확인되면-즉, FOD(Foreign Object Detection)인 경우-, 송신기는 대기 단계(310)로 천이할 수 있다(S303). 일 예로, FO(Foreign Object)는 동전, 키 등을 포함하는 금속성 물체일 수 있다.

식별 단계(330)에서, 송신기는 수신기 식별 절차가 실패하거나 수신기 식별 절차를 재수행하여야 하는 경우 및 미리 정의된 시간 동안 수신기 식별 절차를 완료하지 못한 경우에 대기 단계(310)로 천이할 수 있다(S304).

송신기는 수신기 식별에 성공하면, 식별 단계(330)에서 파워 전송 단계(340)로 천이하여 충전을 개시할 수 있다(S305).

파워 전송 단계(340)에서, 송신기는 원하는 신호가 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않거나(Time Out), FO가 감지되거나, 송신 코일의 전압이 미리 정의된 기준치를 초과하는 경우, 대기 단계(310)으로 천이할 수 있다(S306).

또한, 파워 전송 단계(340)에서, 송신기는 내부 구비된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 소정 기준치를 초과하는 경우, 충전 완료 단계(350)로 천이할 수 있다(S307).

충전 완료 단계(350)에서, 송신기는 수신기가 충전 표면에서 제거된 것이 확인되면, 대기 상태(310)으로 천이할 수 있다(S309).

또한, 송신기는 Over Temperature 상태에서, 일정 시간 경과 후 측정된 온도가 기준치 이하로 떨어진 경우, 충전 완료 단계(350)에서 디지털 핑 단계(320)로 천이할 수 있다(S310).

디지털 핑 단계(320) 또는 파워 전송 단계(340)에서, 송신기는 수신기로부터 EOC(End Of Charge) 요청이 수신되면, 충전 완료 단계(350)로 천이할 수도 있다(S308 및 S311).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 유도 방식의 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 전자기 유도 방식의 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(400)와 무선 전력 수신기(450)을 포함한다. 무선 전력 송신기(400)와 무선 전력 수신기(450)는 각각 도 1에서 설명된 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기와 실질적으로 동일하다.

무선 전력 수신기(450)를 포함하는 전자 기기를 무선 전력 송신기(400) 상에 위치시키면 무선 전력 송신기(400)와 무선 전력 수신기(450)의 코일은 전자기장에 의해 서로 결합될 수 있다.

무선 전력 송신기(400)는 전력 전송을 위한 전자기장을 생성하기 위해 전력 신호를 변조하고, 주파수를 변경할 수 있다. 무선 전력 수신기(450)는 무선 통신 환경에 적합하도록 설정된 프로토콜에 따른 전자기 신호를 복조하여 전력을 수신하고, 수신된 전력의 세기에 기반하여 무선 전력 송신기(400)의 송출 전력 세기를 제어하기 위한 소정 피드백 신호를 인-밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(400)에 전송할 수 있다. 일 예로, 무선 전력 송신기(400)는 전력 제어를 위한 제어 신호에 따라 동작 주파수를 제어하여 송출 전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

전송되는 전력의 양(혹은 증가/감소)은 무선 전력 수신기(450)에서 무선 전력 송신기(400)로 전달되는 피드백신호를 이용하여 제어될 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기(450)와 무선 전력 송신기(400) 사이의 통신은 상술한 피드백신호를 이용하는 인 밴드(in-band) 통신에만 한정되는 것은 아니며, 별도 통신 모듈을 구비한 아웃 오브 밴드 (out-of-band) 통신을 이용하여 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 블루투스, BLE(Bluetooth Low Energy), NFC, Zigbee 등의 근거리 무선통신 모듈이 이용될 수도 있다.

전자기 유도 방식에서 무선 전력 송신기(400)와 무선 전력 수신기(450) 사이의 상태 정보 및 제어 신호 교환을 위한 프로토콜은 주파수 변조 방식이 사용될 수 있다. 상기 프로토콜을 통해 장치 식별 정보, 충전 상태 정보, 전력 제어 신호 등이 교환될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전력 신호를 생성하는 신호 발생기(420), 무선 전력 수신기(450)로부터 전달되는 피드백 신호를 감지할 수 있는 전원 공급단(V_Bus, GND) 사이에 위치한 코일(L1) 및 캐패시터(C1, C2), 및 신호 발생기(420)에 의해 동작이 제어되는 스위치(SW1, SW2)를 포함한다. 신호 발생기(420)는 코일(L1)을 통해 전달된 피드백 신호의 복조를 위한 복조부(424), 주파수 변경을 위한 주파수 구동부(426), 변조부(424)와 주파수 구동부(426)을 제어하기 위한 송신 제어부(422)를 포함하여 구성될 수 있다. 코일(L1)을 통해 전달된 피드백 신호는 복조부(424)에 의해 복조된 후 송신 제어부(422)로 입력되고, 송신 제어부(422)는 복조된 신호에 기반하여 주파수 구동부(426)를 제어하여 코일(L1)로 전달되는 전력 신호의 주파수를 변경할 수 있다.

무선 전력 수신기(450)는 코일(L2)을 통해 피드백 신호를 전송하기 위한 변조부(452), 코일(L2)을 통해 수신된 교류(AC) 신호를 DC 신호로 변환하기 위한 정류부(454), 변조부(452)와 정류부(454)를 제어하기 위한 수신 제어기(460)를 포함할 수 있다. 수신 제어기(460)는 정류기(454) 및 기타 무선 전력 수신기(450)의 동작에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(462), 정류기(454)가 출력 DC 전압을 충전 대상(부하, 468)의 충전 요건에 맞는 DC 전압으로 변경하기 위한 DC-DC 변환부(464), 변환된 전력이 출력되는 부하(468), 및 수신 전력 상태 및 충전 대상의 상태 등을 무선 전력 송신기(400)에 제공하기 위한 피드백 신호를 발생시키는 피드백 통신부(466)을 포함할 수 있다.

도 4에서 무선 전력 송신기(400)에 포함된 코일(L1)은 도 1에 도시된 3개의 송신 코일(111, 112, 113)을 의미하며, 송신 코일(111, 112, 113)에 연결된 스위치(SW1, SW2), 커패시터(C1, C2)는 송신 코일(111, 112, 113) 별로 독립적으로 구비될 수 있으나 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일의 정면도를 나타낸 도면이다.

도 5과 도 6을 참조하면, 동판(500)은 구리(Cu)로 구성될 수 있다. 동판(500)의 두께는 일반적인 PCB 기판의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.

동판(500)의 양면에는 각각 제1 에칭(Etching 1)과 제2 에칭(Etching 2)이 수행될 수 있다. 제1 에칭(Etching 1)과 제2 에칭(Etching 2)은 동심원의 나선형 구조, 사각형 구조, 또는 팔각형 구조 등 다양한 형상의 패턴으로 수행되는 식각 공정으로서, 동판(500)의 양면으로 대칭적으로 수행될 수 있다.

도 6에는 동판(500)에 대한 제1 에칭(Etching 1)과 제2 에칭(Etching 2)으로 제작된 코일(600)이 도시되어 있다. 코일(600)은 동심원의 사각형 구조로 예시되어 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 제1 에칭(Etching 1)과 제2 에칭(Etching 2)은 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다.

코일(600)의 내측 말단에는 제1 단자(610)가 형성되고, 코일(600)의 외측 말단에는 제2 단자(620)가 형성될 수 있다. 제1 단자(610)와 제2 단자(620)는 도 4에 도시된 코일(L1)의 양단에 해당하는 것으로 제어 회로 기판에 연결될 수 있다. 상기 제어 회로 기판은 스위치(SW1, SW2)와 신호 발생기(420) 등의 무선 전력 송신기(400)의 동작을 제어하는 구성들을 포함하는 기판에 해당하며, 도 7 내지 도 10에 도시된 커넥터(720, 920)에 통해 코일(600)과 연결될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일 층의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 송신 코일 층의 정면도를 나타낸 도면이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 송신 코일층(TCL1)은 제1 내지 제3 코일(700-1~700-3) 및 PCB 기판(710)을 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 코일(700-1~700-3) 각각은 도 6에 도시된 코일(600)로 구현되며, 무선 충전이 가능한 영역이 완전히 분리되어 충전이 불가능한 영역인 데드 스팟(dead spot)이 발생하지 않도록 서로 겹쳐지게(overlapped) 배치될 수 있다.

특히, 제2 코일(700-2)과 제3 코일(700-3)은 상호 이격되어 배치되며, 제1 코일(700-1)이 제2 코일(700-2) 및 제3 코일(700-3)과 오버랩되는 영역은 상기 데드 스팟이 발생되지 않도록 제1 코일(700-1)의 전체 영역의 50% 이상이 되도록 배치될 수 있다.

실시예에 따라, 더 바람직하게는 제1 코일(700-1)이 제2 코일(700-2) 및 제3 코일(700-3)과 오버랩되는 영역은 제1 코일(700-1)의 전체 영역의 90% 이상이 되도록 배치될 수 있다.

PCB 기판(710)은 상부의 코일(700-1)과 하부의 코일(700-2, 700-3)을 서로 전기적으로 분리시키는 기능을 수행할 수 있다.

PCB 기판(710)의 제1면에는 제1 코일(700-1)이 접착되어 형성될 수 있고, PCB 기판(710)의 제2면에는 제2 코일(700-2)과 제3 코일(700-3)이 접착되어 형성될 수 있다.

상기 제1면은 PCB 기판(710)의 일측면으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신기가 놓일 수 있는 인터페이스 표면(730)에 상대적으로 가까운 면(또는 마주보는 면)에 해당한다. 반대로, 상기 제2면은 PCB 기판(710)의 타측면으로서 상기 제1면의 반대편에 위치하는 면에 해당하고, 도 7에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신기가 놓일 수 있는 인터페이스 표면(730)에 상대적으로 먼 면(또는 반대 면)에 해당한다.

달리 표현하면, 제1 코일(700-1)이 포함된 층을 제1층, 제2 코일(700-2)과 제3 코일(700-3)이 포함된 층을 제2층, 그리고 PCB 기판(710)이 포함된 층을 중간층이라 하면, 상기 제1층은 상기 중간층의 제1면에 부착되고 상기 제2층은 상기 중간층의 제2면에 부착된다고 할 수 있다.

PCB 기판(710)에 상부의 코일(700-1)과 하부의 코일(700-2, 700-3)이 부착되는 방식은 별도의 접착시트에 의한 방식, 접착력 및 절연성을 갖는 합성 수지의 도포 방식 등일 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

시간적으로, 각 코일(700-1~700-3)이 형성된 후, PCB 기판(710)에 각 코일(700-1~700-3)이 부착될 수 있고, 각 코일(700-1~700-3) 간의 부착 순서는 상기 제1면에 대한 부착 이후 상기 제2면에 대한 부착이 진행될 수 있으나 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

PCB 기판(710)의 상기 제2면에는 상부의 코일(700-1)과 하부의 코일(700-2, 700-3) 각각이 제어 회로 기판에 연결될 수 있도록 하는 커넥터(720)가 삽입될 수 있다. 각 코일(700-1~700-1)의 제1 단자 및 제2 단자는 각각 커넥터(720)의 적어도 6개의 단자에 연결될 수 있고, 상기 적어도 6개의 단자는 상기 제어 회로 기판에 연결될 수 있다.

상기 제어 회로 기판은 코일(700-2, 700-3)의 하부에 형성될 수 있고, 상기 제어 회로 기판과 코일(700-2, 700-3)의 사이에는 전기장 및 자기장의 통과를 막기 위한 차단재가 형성될 수 있다.

도 8에는 송신 코일층(TCL1)을 정면(인터페이스 표면(730))에서 바라본 정면도가 도시되어 있다.

상부의 코일(700-1)과 하부의 코일(700-2, 700-3)은 데드 스팟이 발생하지 않도록 서로 겹쳐지게(overlapped) 배치될 수 있다. 상부의 코일(700-1)과 하부의 코일(700-2, 700-3)의 배치는 서로 겹쳐지는 한 얼마든지 변형 가능하다.

PCB 기판(710)에는 상부의 코일(700-1) 및 하부의 코일(700-2, 700-3)과 겹쳐지지 않도록 커넥터(720)가 삽입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일층(TCL1)을 포함하는 무선 전력 송신기에 의하면, 코일 각각의 두께를 두껍게 형성하여 저항을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 동일한 소모 전력으로 더 큰 무선 전력을 전송할 수 있고 무선 전력 송신기의 퀄리티 팩터(Q Factor; Quality Factor)를 향상시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 송신 코일 층의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 송신 코일 층의 정면도를 나타낸 도면이다.

도 9와 도 10을 참조하면, 송신 코일층(TCL2)은 제1 내지 제3 코일(900-1~900-3) 및 PCB 기판(910)을 포함할 수 있다.

제1 내지 제3 코일(900-1~900-3) 각각은 도 6에 도시된 코일(600)로 구현되며, 무선 충전이 가능한 영역이 완전히 분리되어 충전이 불가능한 영역인 데드 스팟이 발생하지 않도록 서로 겹쳐지게(overlapped) 배치될 수 있다.

PCB 기판(910)은 상부의 코일(900-2, 900-3)과 하부의 코일(900-1)을 서로 전기적으로 분리시키는 기능을 수행할 수 있다.

PCB 기판(910)의 제1면에는 제2 코일(900-2)과 제3 코일(900-3)이 접착되어 형성될 수 있고, PCB 기판(910)의 제2면에는 제1 코일(900-1)이 접착되어 형성될 수 있다.

상기 제1면은 PCB 기판(910)의 일측면으로서, 도 9에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신기가 놓일 수 있는 인터페이스 표면(930)에 상대적으로 가까운 면에 해당한다. 반대로, 상기 제2면은 PCB 기판(910)의 타측면으로서 상기 제1면의 반대편에 위치하는 면에 해당하고, 도 9에 도시된 바와 같이 무선 전력 수신기가 놓일 수 있는 인터페이스 표면(930)에 상대적으로 먼 면에 해당한다.

즉, 도 9의 송신 코일층(TCL2)에서는 인터페이스 표면(930)에 가까운 측에 2개의 송신 코일(900-2, 900-3)이 위치하고, 인터페이스 표면(930)에 먼 측에 1개의 송신 코일(900-1)이 위치하게 된다.

달리 표현하면, 제2 코일(900-2)과 제3 코일(900-3)이 포함된 층을 제1층, 제1 코일(900-1)이 포함된 층을 제2층, 그리고 PCB 기판(910)이 포함된 층을 중간층이라 하면, 상기 제1층은 상기 중간층의 제1면에 부착되고 상기 제2층은 상기 중간층의 제2면에 부착된다고 할 수 있다.

PCB 기판(910)에 상부의 코일(900-2, 900-3)과 하부의 코일(900-1)이 부착되는 방식은 별도의 접착시트에 의한 방식, 접착력을 갖는 합성 수지의 도포 방식 등일 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

이 때, PCB 기판(910)을 중심으로 상부에 1개의 코일이, 하부에 2개의 코일이 위치하는 것이 자연스러울 수 있으나, PCB 기판(910)에 각 코일이 부착되는 형태로 제작되므로 이러한 배치(상부에 2개의 코일이 배치)는 물리적인 안정성이 문제되지 않을 수 있다.

시간적으로, 각 코일(900-1~900-3)이 형성된 후, PCB 기판(910)에 각 코일(900-1~900-3)이 부착될 수 있고, 각 코일(900-1~900-3) 간의 부착 순서는 상기 제1면에 대한 부착 이후 상기 제2면에 대한 부착이 진행될 수 있으나 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.

PCB 기판(910)의 상기 제2면에는 상부의 코일(900-2, 900-3)과 하부의 코일(900-1) 각각이 제어 회로 기판에 연결될 수 있도록 하는 커넥터(920)가 삽입될 수 있다. 각 코일(900-1~900-3)의 제1 단자 및 제2 단자는 각각 커넥터(920)의 적어도 6개의 단자에 연결될 수 있고, 상기 적어도 6개의 단자는 상기 제어 회로 기판에 연결될 수 있다. 커넥터(920)의 각 단자는 코일들(900-1~900-1) 중 제1 코일(900-1)에 가장 가까이 배치될 수 있다.

상기 제어 회로 기판은 코일(900-1)의 하부에 형성될 수 있고, 상기 제어 회로 기판과 코일(900-1)의 사이에는 전기장 및 자기장의 통과를 막기 위한 차단재가 형성될 수 있다.

도 10에는 송신 코일층(TCL2)을 정면(인터페이스 표면(930))에서 바라본 정면도가 도시되어 있다.

상부의 코일(900-2, 900-3)과 하부의 코일(900-1)은 데드 스팟이 발생하지 않도록 서로 겹쳐지게(overlapped) 배치될 수 있다. 상부의 코일(900-2, 900-3)과 하부의 코일(900-1)의 배치는 서로 겹쳐지는 한 얼마든지 변형 가능하다.

PCB 기판(910)에는 상부의 코일(900-2, 900-3) 및 하부의 코일(900-1)과 겹쳐지지 않도록 커넥터(920)가 삽입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일층(TCL2)을 포함하는 무선 전력 송신기에 의하면, 코일 각각의 두께를 두껍게 형성하여 저항을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 동일한 소모 전력으로 더 큰 무선 전력을 전송할 수 있고 무선 전력 송신기의 퀄리티 팩터(Q Factor)를 향상시킬 수 있다.

또한, 각 송신 코일(900-1~900-3)은 대기 모드에서 도 1에서 설명된 감지 신호(117, 127)를 송출하게 되는데, 인터페이스 표면(930)을 기준으로 감지 신호(177, 127)의 동일한 수신 감도를 구현하기 위해, 인터페이스 표면(930)에 가까운 송신 코일(900-2, 900-3)에 인가되는 전압과 인터페이스 표면(930)에 먼 송신 코일(900-1)에 인가되는 전압은 서로 다르게 된다. 즉, 전송거리가 멀어질수록 신호가 감쇄되므로 송신 코일(900-1)에 인가되는 전압은 송신 코일(900-2, 900-3)에 인가되는 전압보다 커야 한다.

따라서, 도 9와 같이 상부에 2개의 코일(900-2, 900-3)이 배치되면, 큰 전압을 인가하여야 하는 코일이 줄어 들게 되어 감지 신호 전송을 위한 총 소모 전력은 줄어들 수 있다.

각 송신 코일(900-1~900-3)과 인터페이스 표면(930) 사이의 신호 감쇄로 인해 각 송신 코일(900-1~900-3)과 인터페이스 표면(930) 사이의 거리는 각 송신 코일(900-1~900-3)의 전력 전송 효율에 연관된다.

즉, 각 송신 코일(900-1~900-3)과 인터페이스 표면(930) 사이의 거리가 짧을수록 전력 전송 효율이 높아질 수 있는데, 도 9의 실시예에서는 인터페이스 표면(930)에 가까운 송신 코일(900-2, 900-3)이 먼 코일(900-1)보다 많게 되므로 전체적인 전력 전송 효율은 좋아질 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 코일층(TCL2)을 포함하는 무선 전력 송신기에 의하면, 감지 신호 전송을 위한 소모 전력이 감소될 수 있고 전력 전송 효율이 증대될 수 있다.

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

400: 무선 전력 송신기
700-1, 900-1: 제1 코일
700-2, 900-2: 제2 코일
700-3, 900-3: 제2 코일
710, 910: PCB 기판

Claims

PCB(Printed Circuit Board) 기판;
상기 PCB 기판의 제1 면에 부착된 제1 송신 코일;
각각이 상기 PCB 기판의 제2면에 부착되고 상기 제1 송신 코일과 오버랩(overlap)되는 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일;
상기 PCB 기판의 제1면 및 제2면 각각에 배치되어, 상기 제1 송신 코일 내지 제3 송신 코일을 상기 PCB 기판에 부착시키는 접착부재; 및
상기 제1 내지 제3 송신 코일을 통해 전송되는 무선 전력을 제어하는 제어 회로 기판을 포함하고,
상기 제1 내지 제3 송신 코일 각각은 동판을 에칭하여 형성되는 판 형상의 코일이고,
상기 제1 내지 제3 송신 코일 각각은 상기 PCB 기판보다 두꺼운, 무선 전력 송신기.
제1항에 있어서,
상기 제1면은 무선 전력 수신기가 놓이는 인터페이스 표면과 마주보는 면이고,
상기 제2면은 상기 인터페이스 표면의 반대 면인 무선 전력 송신기.
제1항에 있어서,
상기 제1면은 무선 전력 수신기가 놓이는 인터페이스 표면의 반대 면이고,
상기 제2면은 상기 인터페이스 표면과 마주보는 면인 무선 전력 송신기.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 송신 코일 각각은 동판의 양면을 대칭적으로 에칭(etching)하여 형성되는 무선 전력 송신기.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 송신 코일 각각은, 상기 PCB 기판에 삽입되는 커넥터를 통해 상기 제어 회로 기판과 연결되는 무선 전력 송신기.
제1항에 있어서,
상기 제2 송신 코일과 상기 제3 송신 코일은 상호 이격되어 배치되고,
상기 제1 송신 코일과 상기 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일이 오버랩되는 영역은 상기 제1 송신 코일의 전체 영역의 50% 이상인 무선 전력 송신기.
제6항에 있어서,
상기 제1 송신 코일과 상기 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일이 오버랩되는 영역은 상기 제1 송신 코일의 전체 영역의 90% 이상인 무선 전력 송신기.
제5항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 제1 송신 코일, 제2 송신 코일, 제3 송신 코일 중 제1 송신 코일에 가장 가까이 배치되는 무선 전력 송신기.
적어도 하나의 송신 코일을 포함하는 제1층;
제1면 및 제2면을 포함하고, 상기 제1면 및 제2면 중 적어도 하나는 상기 제1층에 부착되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판; 및
상기 PCB 기판의 제1면 및 제2면 중 적어도 하나에 배치되어 상기 제1층을 상기 PCB 기판에 부착시키는 접착부재를 포함하고,
상기 송신 코일은 동판을 에칭하여 형성되는 판 형상의 코일이고,
상기 적어도 하나의 송신 코일 각각은 상기 PCB 기판보다 두꺼운, 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
적어도 하나의 송신 코일을 포함하고, 상기 제1층의 반대측에서 상기 PCB 기판에 부착되는 제2층을 더 포함하고,
상기 제1층에 포함된 송신 코일과 상기 제2층에 포함된 송신 코일은 서로 오버랩(overlap)되는 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 송신 코일은 동판의 양면을 대칭적으로 에칭(etching)하여 형성되는 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 제1면은 무선 전력 수신기가 놓이는 인터페이스 표면과 마주보는 면이고,
상기 제2면은 상기 인터페이스 표면의 반대 면인 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 제1면은 무선 전력 수신기가 놓이는 인터페이스 표면의 반대 면이고,
상기 제2면은 상기 인터페이스 표면과 마주보는 면인 무선 전력 송신기.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 송신 코일을 통해 전송되는 무선 전력을 제어하는 제어 회로 기판을 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 송신 코일은, 상기 PCB 기판에 삽입되는 커넥터를 통해 상기 제어 회로 기판과 연결되는 무선 전력 송신기.
제10항에 있어서,
상기 제1층에 포함된 송신 코일은 상호 이격되어 배치되는 제2 송신 코일과 제3 송신 코일을 포함하고, 상기 제2층에 포함된 송신 코일은 제1 송신 코일이며,
상기 제1 송신 코일과 상기 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일이 오버랩되는 영역은 상기 제1 송신 코일의 전체 영역의 50% 이상인 무선 전력 송신기.
제15항에 있어서,
상기 제1 송신 코일과 상기 제2 송신 코일 및 제3 송신 코일이 오버랩되는 영역은 상기 제1 송신 코일의 전체 영역의 90% 이상인 무선 전력 송신기.
제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 송신 코일을 통해 전송되는 무선 전력을 제어하는 제어 회로 기판을 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 송신 코일은, 상기 PCB 기판에 삽입되는 커넥터를 통해 상기 제어 회로 기판과 연결되며,
상기 제1층에 포함된 송신 코일은 상호 이격되어 배치되는 제2 송신 코일과 제3 송신 코일을 포함하고, 상기 제2층에 포함된 송신 코일은 제1 송신 코일이며,
상기 커넥터는 상기 제1 송신 코일, 제2 송신 코일, 제3 송신 코일 중 제1 송신 코일에 가장 가까이 배치되는 무선 전력 송신기.