KR102152541B1 - 유도성 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시예들은 무선 전력 전달을 위한 자속을 수신하는 무선 전력 수신 모듈을 설명한다. 무선 전력 수신 모듈은 복수의 턴으로 감긴 단일 길이의 와이어를 포함하는 수신기 코일, 수신기 코일의 제1 측면에 결합되는 전자기 수신기 차폐부, 제1 측면의 반대편의 수신기 코일의 제2 측면에 결합되는 페라이트 층(ferrite layer) - 페라이트 층은 충전 효율을 향상시키기 위해 충전 이벤트 동안 자속을 재지향하도록 위치설정됨 -, 및 접지부에 결합되는 전기 전도성 층에 부착된 열 전도성 층을 포함하는 열 경감 차폐부를 포함하며, 여기서 페라이트 층은 열 경감 차폐부와 수신기 코일 사이에 개재된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 2월 15일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Inductive Module"인 미국 가특허 출원 제62/459,149호, 및 2017년 8월 7일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Inductive Module"인 미국 가특허 출원 제62/542,206호의 미국 정규 특허 출원이고 그에 대한 이익을 주장하며, 발명의 명칭이 "ELECTROMAGNETIC SHIELDING FOR WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEMS"인 동시에 출원되고 공동 양도된 미국 특허 출원 제15/701,224호(대리인 사건 번호 090911-P32102US1-1026033)에 관련되고, 이들은 모든 목적을 위해 그 전문이 본 명세서에 참조로서 편입된다.
휴대용 전자 디바이스들(예를 들어, 모바일 전화, 미디어 플레이어, 전자 시계 등)은 디바이스를 동작시키기 위한 전력을 제공하는 충전식 배터리를 포함한다. 많은 그러한 디바이스에서, 배터리는 충전 코드와 같은 물리적 연결을 통해 전자 디바이스를 전원에 결합함으로써 재충전될 수 있다. 그러나, 충전 코드를 사용하여 전자 디바이스의 배터리를 충전하려면 전자 디바이스가 전원 콘센트에 물리적으로 연결되어야 한다. 또한, 충전 코드를 사용하려면 충전 코드의 커넥터, 전형적으로 플러그 커넥터와 정합하도록 구성된 커넥터, 전형적으로 리셉터클 커넥터가 모바일 디바이스에 있어야 한다. 리셉터클 커넥터는 전형적으로 먼지 및 습기가 디바이스에 침투하여 그를 손상시킬 수 있는 통로를 제공하는 전자 디바이스 내의 캐비티를 포함한다. 또한, 전자 디바이스의 사용자는 배터리를 충전하기 위해 충전 케이블을 리셉터클 커넥터에 물리적으로 연결해야 한다.
이러한 단점을 피하기 위해, 무선 충전 디바이스는 충전 코드를 필요로 하지 않으면서 전자 디바이스를 무선으로 충전하도록 개발되어 왔다. 예를 들어, 일부 전자 디바이스들 내의 배터리는 무선 충전 디바이스의 충전 표면 상에 디바이스를 단순히 놓음으로써 재충전될 수 있다. 충전 표면 아래에 배치된 송신기 코일은 전자 디바이스 내의 대응하는 수신 코일에 전류를 유도하는 시변 자속(time-varying magnetic flux)을 생성할 수 있다. 유도 전류는 전자 디바이스의 내부 배터리를 충전하기 위해 그에 의해 사용될 수 있다.
일부 기존의 무선 충전 디바이스들 및 무선 충전을 위해 구성된 전자 디바이스들에는 여러 가지 단점이 있다. 예를 들어, 일부 무선 충전 디바이스들은 수신 코일에 의도하지 않은 전압을 생성한다. 의도하지 않은 전압은 수신 코일이 수용되는 전자 디바이스에 노이즈를 생성할 수 있다. 노이즈는 전자 디바이스 내의 민감한 전자 컴포넌트들, 예컨대 터치 감응형 디스플레이와 같은 터치 감응형 컴포넌트들을 교란시킬 수 있다. 다른 예로서, 충전되는 동안, 일부 전자 디바이스들은 무선 충전 디바이스 내의 송신기 코일 상에 의도하지 않은 전압을 생성한다. 의도하지 않은 전압은 무선 전력 전달에서 비효율을 초래할 수 있다. 부가적으로, 수신기 코일, 및 무선 충전 디바이스로부터 무선으로 전력을 수신하기 위해 전자 디바이스에 요구되는 다른 컴포넌트들은 전자 디바이스 내에 소정량의 공간을 필요로 하며, 수신기 코일 및 그 관련 컴포넌트들이 없는 유사한 디바이스에 비해 전자 디바이스의 두께를 바람직하지 않게 증가시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들은 무선 전력 전달 동안 충전 시스템의 수신기 코일 및/또는 송신기 코일 상에 유해한 전압의 생성을 회피하는 차폐 컴포넌트들을 갖는 무선 충전 시스템에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 송신기 차폐부 및 수신기 차폐부는 무선 전력 전달 동안 송신기 코일과 수신기 코일 사이에 생성된 전기장을 인터셉트(intercept)하기 위해 무선 충전 시스템에 구현된다. 전기장을 인터셉트함으로써, 무선 전력 전달 동안 송신기 코일에 의해 수신기 코일 상에 유해한 전압이 생성되는 것이 방지되고 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
일부 실시예들에서, 무선 전력 전달을 위한 자속을 수신하기 위한 무선 전력 수신 모듈은, 복수의 턴(turn)으로 감긴 단일 길이의 와이어를 포함하는 수신기 코일 - 수신기 코일은 충전 이벤트 동안 무선 충전 디바이스 내의 송신기 코일에 의해 생성된 자속을 수신하고 복수의 전기장을 생성하도록 구성됨 -; 수신기 코일의 제1 측면에 결합되는 전자기 수신기 차폐부 - 전자기 수신기 차폐부는 수신기 코일로부터 멀어지게 지향된 복수의 전기장 중 일부를 인터셉트하고 자속이 수신기 코일을 향해 제1 전자기 수신기 차폐부를 통과하게 하도록 구성됨 -; 제1 측면의 반대편의 수신기 코일의 제2 측면에 결합되는 페라이트 층(ferrite layer) - 페라이트 층은 충전 효율을 향상시키기 위해 충전 이벤트 동안 자속을 재지향하도록 위치설정됨 -; 및 접지부에 결합되는 전기 전도성 층에 부착된 열 전도성 층을 포함하는 열 경감 차폐부 - 충전 이벤트 동안 전기 전도성 층이 표류 자속(stray flux)을 포착할 수 있게 함 -를 포함하며, 여기서 페라이트 층은 열 경감 차폐부와 수신기 코일 사이에 개재된다.
전자기 수신기 차폐부는 복수의 전기장에 의해 생성된 전압을 방전하도록 접지될 수 있다. 특정 실시예들에서, 전자기 수신기 차폐부는 은을 포함한다. 수신기 코일은 니켈의 도금 층들을 갖는 구리 및 구리 위에 형성되는 침지 금(immersion gold)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 전도성 층은 흑연을 포함하고 전기 전도성 층은 구리를 포함한다. 일부 예들에서, 무선 전력 수신 모듈은, 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 가요성 유전체 층으로 형성되는 플렉스 회로(flex circuit)를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 수신기 코일은 제1 측면 상에 배치되고 전자기 수신기 차폐부는 제2 측면 상에 배치된다. 구리 층은 페라이트 층에 직접 부착될 수 있다. 수신기 코일은 70 대 30의 트레이스 폭 대 갭 비율을 가질 수 있다. 복수의 턴의 각 턴은 복수의 턴의 다른 턴들과 상이한 와이어 폭을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선 전력 전달을 위해 자속을 수신하도록 구성된 전자 디바이스는, 충전 표면을 갖는 하우징; 하우징 내에 위치설정된 배터리; 및 충전 이벤트 동안 무선 전력 전달을 위한 자속을 수신하기 위해 충전 표면에 인접한 하우징 내에 위치설정되는 무선 전력 수신 모듈을 포함하며, 무선 전력 수신 모듈은, 복수의 턴으로 감긴 단일 길이의 와이어를 포함하는 수신기 코일 - 수신기 코일은 충전 이벤트 동안 무선 충전 디바이스 내의 송신기 코일에 의해 생성된 자속을 수신하고 복수의 전기장을 생성하도록 구성됨 -; 수신기 코일의 제1 측면에 결합되는 전자기 수신기 차폐부 - 전자기 수신기 차폐부는 수신기 코일로부터 멀어지게 지향된 복수의 전기장 중 일부를 인터셉트하고 자속이 수신기 코일을 향해 제1 전자기 수신기 차폐부를 통과하게 하도록 구성됨 -; 제1 측면의 반대편의 수신기 코일의 제2 측면에 결합되는 페라이트 층 - 페라이트 층은 충전 효율을 향상시키기 위해 충전 이벤트 동안 자속을 재지향하도록 위치설정됨 -; 및 접지부에 결합되는 전기 전도성 층에 부착된 열 전도성 층을 포함하는 열 경감 차폐부 - 충전 이벤트 동안 전기 전도성 층이 표류 자속을 포착할 수 있게 함 -를 포함하고, 여기서 페라이트 층은 열 경감 차폐부와 수신기 코일 사이에 개재된다.
전자기 수신기 차폐부는 복수의 전기장에 의해 생성된 전압을 방전하도록 접지될 수 있다. 전자기 수신기 차폐부는 은을 포함할 수 있다. 수신기 코일은 니켈의 도금 층들을 갖는 구리 및 구리 위에 형성되는 침지 금을 포함할 수 있다. 열 전도성 층은 흑연을 포함할 수 있고 전기 전도성 층은 구리를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선 충전 시스템은, 충전 표면을 가로질러 자속을 생성하도록 구성된 송신기 코일 및 충전 표면과 송신기 코일 사이에 위치설정되는 송신기 차폐부를 포함하는 무선 충전 디바이스 - 송신기 차폐부는 송신기 차폐부로 하여금 충전 이벤트 동안 생성되고 송신기 코일로부터 멀어지게 지향된 일부 전기장을 인터셉트하게 하고 자속이 송신기 차폐부를 통과하게 하는 재료로 형성됨 -; 및 충전 이벤트 동안 무선 충전 디바이스에 의해 생성되는 자속을 수신하도록 구성된 전자 디바이스를 포함하며, 전자 디바이스는, 충전 표면을 갖는 하우징; 하우징 내에 위치설정되는 배터리; 및 충전 이벤트 동안 무선 전력 전달을 위한 자속을 수신하기 위해 충전 표면에 인접한 하우징 내에 위치설정되는 무선 전력 수신 모듈을 포함하고, 무선 전력 수신 모듈은, 복수의 턴으로 감긴 단일 길이의 와이어를 포함하는 수신기 코일 - 수신기 코일은 충전 이벤트 동안 무선 충전 디바이스 내의 송신기 코일에 의해 생성된 자속을 수신하고 복수의 전기장을 생성하도록 구성됨 -; 수신기 코일의 제1 측면에 결합되는 전자기 수신기 차폐부 - 전자기 수신기 차폐부는 수신기 코일로부터 멀어지게 지향된 복수의 전기장 중 일부를 인터셉트하고 자속이 수신기 코일을 향해 제1 전자기 수신기 차폐부를 통과하게 하도록 구성됨 -; 제1 측면의 반대편의 수신기 코일의 제2 측면에 결합되는 페라이트 층 - 페라이트 층은 충전 효율을 향상시키기 위해 충전 이벤트 동안 자속을 재지향하도록 위치설정됨 -; 및 접지부에 결합되는 전기 전도성 층에 부착된 열 전도성 층을 포함하는 열 경감 차폐부 - 충전 이벤트 동안 전기 전도성 층이 표류 자속을 포착할 수 있게 함 -를 포함하며, 여기서 페라이트 층은 열 경감 차폐부와 수신기 코일 사이에 개재된다.
전자기 수신기 차폐부는 복수의 전기장에 의해 생성된 전압을 방전하도록 접지될 수 있다. 전자기 수신기 차폐부는 은을 포함할 수 있다. 수신기 코일은 니켈의 도금 층들을 갖는 구리 및 구리 위에 형성되는 침지 금을 포함할 수 있다. 열 전도성 층은 흑연을 포함할 수 있고 전기 전도성 층은 구리를 포함할 수 있다. 무선 충전 시스템은 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 가요성 유전체 층으로 형성되는 플렉스 회로를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 수신기 코일은 제1 측면 상에 배치되고 전자기 수신기 차폐부는 제2 측면 상에 배치된다.
본 발명의 실시예들의 본질 및 이점들의 더 나은 이해가 하기의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하여 얻어질 수 있다.
도 1은 무선 전력 전달 동안 무선 충전 시스템의 송신기 코일과 수신기 코일 사이의 전기적 상호작용들을 예시하는 단순화된 도면이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 송신기 차폐부 및 수신기 차폐부를 포함하는 예시적인 무선 충전 시스템을 예시하는 단순화된 도면이다.
도 3a는 무선 충전기로부터 전력을 무선으로 수신하기 위해 전자 디바이스에 통합될 수 있는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 예시적인 무선 전력 수신 모듈의 분해도를 예시한다.
도 3b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 중첩 배열로 일체형 코일 및 전자기 차폐부의 에지들에 위치설정된 단면(single-sided) 접착제 및 양면(double-sided) 접착제들의 시트로 구성된 예시적인 부착 조립체를 예시한다.
도 3c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 양면 접착제가 초승달 형상이고 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들과 중첩되지 않는 예시적인 부착 조립체를 예시한다.
도 4a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 3a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 4c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 3b에 도시된 접착제 조립체를 갖는 도 4a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 4d는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 3c에 도시된 접착제 조립체를 갖는 도 4a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 단순화된 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 무선 전력 수신 모듈의 단순화된 사시도, 상부 및 하부 평면도들을 예시한다.
도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 폭이 다른 턴들을 갖는 와이어로 형성된 수신기 코일의 단순화된 평면도를 예시한다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 송신기 차폐부 및 수신기 차폐부를 포함하는 예시적인 무선 충전 시스템을 예시하는 단순화된 도면이다.
도 3a는 무선 충전기로부터 전력을 무선으로 수신하기 위해 전자 디바이스에 통합될 수 있는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 예시적인 무선 전력 수신 모듈의 분해도를 예시한다.
도 3b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 중첩 배열로 일체형 코일 및 전자기 차폐부의 에지들에 위치설정된 단면(single-sided) 접착제 및 양면(double-sided) 접착제들의 시트로 구성된 예시적인 부착 조립체를 예시한다.
도 3c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 양면 접착제가 초승달 형상이고 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들과 중첩되지 않는 예시적인 부착 조립체를 예시한다.
도 4a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 3a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 4c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 3b에 도시된 접착제 조립체를 갖는 도 4a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 4d는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 3c에 도시된 접착제 조립체를 갖는 도 4a에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 일부분의 단순화된 단면도이다.
도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 무선 전력 수신 모듈의 단순화된 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 무선 전력 수신 모듈의 단순화된 사시도, 상부 및 하부 평면도들을 예시한다.
도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 폭이 다른 턴들을 갖는 와이어로 형성된 수신기 코일의 단순화된 평면도를 예시한다.
무선 충전 시스템의 무선 전력 전달 동안, 다수의 전기적 상호작용은 무선 충전 시스템의 송신기 코일과 수신기 코일 사이에 발생할 수 있다. 전기적 상호작용들 중 일부는 송신기와 수신기 코일 사이의 의도된 상호작용들인 반면, 다른 전기적 상호작용들은 전력 전달 시 비효율을 초래하고 전자 디바이스에 문제를 일으킬 수 있는 의도하지 않은 상호작용들이다. 예를 들어, 도 1은 무선 전력 전달 동안 예시적인 무선 충전 시스템(100)의 송신기 코일(102)과 수신기 코일(104) 사이의 전기적 상호작용들을 예시하는 단순화된 도면이다. 송신기 코일(102)은 무선 충전 매트와 같은 무선 충전 디바이스 내에 배치될 수 있고, 수신기 코일(104)은 스마트 폰, 스마트 워치, 태블릿, 랩톱 등과 같은 소비자 전자 디바이스 내에 배치될 수 있다. 전자 디바이스는 전력 전달을 가능하게 하기 위해 인터페이스(112)에서 무선 충전 디바이스 상에 놓일 수 있다.
송신기 코일(102) 및 수신기 코일(104)은 자기 유도의 수단에 의한 효율적인 전력 전달을 가능하게 하기 위해 서로 실질적으로 동심원으로 위치설정될 수 있다. 무선 전력 전달 동안, 송신기 코일(102)은 시변 자속(106)을 생성할 수 있으며, 이는 인터페이스(112)에서 디바이스 하우징들 둘 다를 통해 전파할 수 있고 수신기 코일(104)에 의해 수신될 수 있다. 시변 자속(106)은 수신기 코일(104)과 상호작용하여 수신기 코일(104)에 대응하는 전류를 생성한다. 생성된 전류는 전자 디바이스를 동작시키기 위해 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있다.
그러나, 시변 자속(106) 이외에도, 무선 전력 전달 동안 송신기 코일(102)과 수신기 코일(104) 사이에 전기장(108, 110)이 우연히 생성될 수 있다. 예를 들어, 송신기 코일(102)이 자속(106)을 생성할 때, 송신기 코일(102)과 수신 코일(104) 사이에 큰 전압 차가 존재할 수 있다. 일부 경우들에 송신기 코일(102) 상의 전압은 수신기 코일(104) 상의 전압보다 클 수 있으며, 이에 따라 수신기 코일(104)을 향해 일부 전기장(108)을 배향시키고 의도하지 않은 전압이 수신기 코일(104)에서 생성되게 한다. 일부 추가의 경우들에서, 수신기 코일(104) 상에 존재하는 전압은 또한 송신기 코일(102)을 향해 일부 전기장(110)을 배향시킬 수 있고 송신기 코일(102) 상에 유해한 전압의 생성을 초래할 수 있다. 수신기 코일(104) 상에 생성된 유해한 전압은 수신기 코일(104)에 근접하게 배치된 민감한 컴포넌트들, 예컨대 터치 감응형 디스플레이와 같은 터치 감응형 디바이스들의 동작을 교란 및/또는 방해할 수 있다. 또한, 송신기 코일(102) 상에 생성된 유해한 전압은 전력 전달의 비효율을 초래할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들은 무선 전력 전달 동안 수신기 및/또는 송신기 코일 상의 의도하지 않은 유해한 전압 생성을 완화시키는 무선 충전 시스템을 설명한다. 하나 이상의 전자기 차폐 컴포넌트가 무선 충전 시스템에 통합되어 전기장이 수신기 및/또는 송신기 코일들 상에 유해한 전압을 생성하는 것을 방지하면서, 시변 자속으로 하여금 송신기 코일과 수신기 코일 사이에서 자유롭게 전파하여 무선 전력 전달을 수행하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 송신기 차폐부는 전자 디바이스 내의 수신기 코일 상에 유해한 전압이 생성되는 것을 방지하기 위해 무선 충전 디바이스에 구현될 수 있다. 송신기 차폐부는 송신기 코일에 의해 생성된 전기장을 인터셉터하여 전기장이 수신기 코일에 노출되는 것을 방지하도록 무선 충전 디바이스에 위치설정될 수 있다. 그 결과, 인터셉트된 전기장은 수신기 코일 대신 송신기 차폐부 상에 전압을 생성할 수 있다. 이어서, 이 전압은 전압을 접지부로 라우팅함으로써 방전되고, 이에 의해 유해한 전압을 처리하고 유해한 전압이 전자 디바이스 내의 민감한 전자 컴포넌트들에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 송신기 차폐부의 설명은 2016년 9월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "ELECTROMAGNETIC SHIELDING FOR WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEMS"인 미국 가특허 출원 제62/399,082호(대리인 사건 번호 090911-P32102USP1-1019534)에 개시되어 있다. '082 가출원은 본 출원의 양수인인 애플 인크.에 양도되며, 모든 목적을 위해 본 명세서에 그 전문이 참조로서 편입된다.
일부 실시예들에서, 수신기 차폐부는 무선 충전 시스템의 무선 전력 수신 모듈 내에 구현되어 유해한 전압이 무선 충전 디바이스 내의 송신기 코일 상에 생성되는 것을 방지할 수 있다. 수신기 차폐부는 수신기 코일에 의해 생성된 전기장을 인터셉트하기 위해 전자 디바이스 내에 위치설정될 수 있어 전기장은 송신기 코일에 노출되지 않게 된다. 수신기 차폐부에서 생성된 전압은 접지부로 방전되어 유해한 전압이 송신기 코일 상에 생성되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 무선 전력 수신 모듈의 실시예들의 양태 및 특징부들은 본 명세서에서 보다 상세히 논의된다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 송신기 차폐부(202) 및 수신기 차폐부(204)를 포함하는 예시적인 무선 충전 시스템(200)을 예시하는 단순화된 도면이다. 송신기 차폐부(202)는 자속(106)이 송신기 차폐부(202)를 향해 지향되도록 송신기 코일(102)의 전방에 위치설정될 수 있다. 예를 들어, 송신기 차폐부(202)는 무선 전력 전달 동안 송신기 코일(102)과 수신기 코일(104) 사이에 위치설정되어 자속(106)이 수신기 코일(104)에 도달하기 전에 송신기 차폐부(202)를 먼저 통과한다. 일부 실시예들에서, 송신기 차폐부(202)는 전자 디바이스가 무선 전력 전달을 수행하기 위해 무선 충전 디바이스에 놓일 때 인터페이스(112)와 송신기 코일(102) 사이에 위치설정될 수 있다. 따라서, 송신기 차폐부(202) 및 송신기 코일(102)은 모두 무선 충전 디바이스 내에 위치설정될 수 있다. 송신기 차폐부(202)는 송신기 코일(102)에 의해 생성된 자속(106)의 상당 비율이 수신기(104)에 의해 수신되게 되도록 자속(106)에 대해 실질적으로 투명할 수 있다.
송신기 차폐부(202)는 자속(106)에 대해 실질적으로 투명할 수 있지만, 한편으로는 송신기 차폐부(202)는 전기장(108)이 송신기 차폐부(202)에 의해 실질적으로 차단되도록 전기장(108)에 대해 실질적으로 불투명하게 될 수 있다. 이는 전기장(108)이 수신기 코일(104) 상에 노출되어 수신기 코일(104)에 유해한 전압을 생성하는 것을 방지한다. 송신기 차폐부(202)는 전기장(108)이 수신기 코일(104)에 도달할 수 있기 전에 그를 실질적으로 차단하므로, 전기장(108)은 수신기 코일(104) 대신 송신기 차폐부(202) 상에 전압을 생성할 수 있다. 송신기 차폐부(202) 상에 생성된 전압의 양은 송신기 차폐부(202)가 존재하지 않았던 송신기 코일(104) 상에 생성되었을 전압의 양에 대응할 수 있다.
일부 실시예들에서, 송신기 차폐부(202) 상에 생성된 전압은 송신기 차폐부(202) 상에 전압이 영구적으로 남지 않도록 제거될 수 있다. 일례로서, 송신기 차폐부(202) 상의 전압은 접지부로 방전될 수 있다. 따라서, 송신기 차폐부(202)는 접지 연결부(206)에 결합되어 송신기 차폐부(202) 상의 전압이 접지부로 방전되게 할 수 있다. 접지 연결부(206)는 접지 링 또는 송신기 차폐부(202)로부터 전압을 제거할 수 있는 접지부에 결합된 임의의 다른 적합한 전도성 구조체일 수 있다.
송신기 차폐부(202)와 유사하게, 수신기 차폐부(204)는 또한 수신기 코일(104)에 의해 생성된 전기장(110)으로부터 송신기 코일(102) 상에 유해한 전압이 생성되는 것을 방지하기 위해 무선 충전 시스템(200)에 구현될 수 있다. 수신기 차폐부(204)는 자속(106)이 수신기 코일(104)에 도달하기 전에 먼저 수신기 차폐부(204)를 통과하도록 수신기 코일(104)의 전방에 위치설정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 수신기 차폐부(204) 및 수신기 코일(104)은 무선 전력 수신 모듈 내에 위치설정되며, 이는 결국 도 3a와 관련하여 후술되는 바와 같이 전자 디바이스의 하우징 내에 위치설정된다. 모듈 내에서, 수신기 차폐부(204)는 전자 디바이스가 무선 전력 전달을 수행하기 위해 무선 충전 디바이스 상에 놓일 때 인터페이스(112)와 수신기 코일(104) 사이에 위치설정될 수 있다.
송신기 차폐부(202)와 유사하게, 수신기 차폐부(204)는 송신기 코일(102)에 의해 생성된 상당한 비율의 자속(106)이 수신기 차폐부(204)를 통과하고 수신기(104)에 의해 수신되도록 자속(106)에 대해 실질적으로 투명할 수 있는 반면, 수신기 차폐부(204)는 전기장(110)이 수신기 차폐부(204)에 의해 실질적으로 차단되도록 전기장(110)에 대해 실질적으로 불투명할 수 있다. 이는 무선 전력 전달을 가능하게 하면서 전기장(110)이 송신기 코일(102)에 도달하여 송신기 코일(102) 상에 유해한 전압을 생성하는 것을 방지한다. 송신기 차폐부(202)와 마찬가지로, 수신기 차폐부(204)는 또한 전기장(110)에 의해 생성된 전압이 접지 연결부(208)로 방전될 수 있도록 접지될 수 있다. 접지 연결부(208)는 일부 실시예들에서 접지 연결부(206)와 유사한 구조체일 수 있거나, 다른 실시예들에서 접지 연결부(206)와 동일한 구조체일 수 있다.
송신기 및 수신기 차폐부(202, 204)를 무선 충전 시스템(200)에 통합함으로써, 송신기 및 수신기 차폐부들(202, 204)이 각각 구현되는 무선 충전 디바이스 및 전자 디바이스는 자신의 접지부들을 서로 노출시키고 있다. 이는 송신기 코일(102)과 수신기 코일(104) 사이의 전기적 상호작용들에 의해 야기되는 임의의 접지 노이즈를 소거한다. 본 명세서의 개시내용에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 송신기 차폐부(202) 및 수신기 차폐부(204)는 전기장의 통과를 차단하지만 자속의 통과는 허용할 수 있는 차폐 구조체들이다.
일부 실시예들에서, 송신기 차폐부는 무선 충전 매트와 같은 무선 충전 디바이스에 포함될 수 있고, 수신기 차폐부는 무선 충전 매트로부터 무선으로 수신기 전력으로 무선 충전 디바이스 상에 놓이도록 구성된 휴대용 전자 디바이스 내에 포함된 무선 전력 수신 모듈 내에 포함될 수 있다. 도 3a는 휴대용 전자 디바이스의 하우징(325) 내에 통합될 수 있는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 무선 전력 수신 모듈(300)의 분해도를 예시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신 모듈(300)은 모듈(300)을 하우징(325)에 부착하는 접착 컴포넌트(320)와 함께 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305), 페라이트 차폐부(310), 및 열 차폐부(315)를 포함하는 적어도 3개의 별개 차폐부를 포함할 수 있다.
접착 컴포넌트(320)는 무선 전력 수신 모듈(300)을 하우징(325)에 부착하는 압력 감응형 접착제(PSA)와 같은 접착 재료의 단일 시트일 수 있다. 다른 실시예들에서, 접착 재료의 단일 시트로 하우징(325)에 부착되는 대신에, 무선 전력 수신 모듈(300)은 도 3b에 관하여 본 명세서에 논의된 바와 같이, 접착 재료의 둘 이상의 시트로 구성된 부착 조립체를 이용하여 하우징(325)에 부착될 수 있다.
도 3b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 중첩 배열로 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들에 위치설정된 단면 접착제(336) 및 양면 접착제들(334a, 334b)의 시트로 구성된 예시적인 부착 조립체(332)를 예시한다. 양면 접착제(334a, 334b)는 열 차폐부(315)를 하우징(325)에 부착하기 위해 PSA로 형성될 수 있다. 단면 접착제(336)는 하우징(325)에 부착될 수 있고 파손 이벤트의 경우에 비파괴 필름(anti-splinter film)으로서 작용할 수 있다. 특정 실시예들에서, 단면 접착제(336)는 페라이트 차폐부(310) 및 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)가 하우징(325)으로부터 결합해제되도록 무선 전력 수신 모듈(300)에 결합되지 않을 수 있다. 페라이트 차폐부(310) 및 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)를 하우징(325)으로부터 결합해제함으로써, 무선 전력 전달 동안 생성된 시변 자기장에 의해 야기되는 진동이 하우징(325)으로 전달되지 않음으로써, 하우징(325)으로부터 페라이트 차폐부(310)와 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305) 사이의 음향 결합을 최소화시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 단면 접착제(336)는 폴리이미드로 형성된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 양면 접착제(334a, 334b)는 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 둘레 주위에 위치설정될 수 있다. 일부 경우들에서, 양면 접착제들(334a, 334b)은 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 점선 프로파일에 의해 표시된 바와 같이, 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들과 중첩될 수 있다.
도 3b는 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들과 중첩되는 방식으로 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 둘레 주위에 위치설정된 양면 접착제(334a, 334b)를 갖는 것으로서 부착 조립체(340)를 예시하지만, 실시예들을 그렇게 제한되지 않는다. 다른 부착 조립체들은 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들과 중첩되는 양면 접착제를 가질 필요가 없다. 도 3c는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 양면 접착제(340a 내지 340d)가 초승달 형상이고 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 에지들과 중첩되지 않는 예시적인 부착 조립체(338)를 예시한다. 양면 접착제(340a 내지 340d)는 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 외측 프로파일에 일치하도록 초승달 모양으로 형성된다. 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, 양면 접착제(340a 내지 340d)는 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)와 중첩하지 않으면서 페라이트 차폐부(310)를 하우징(325)에 부착한다. 일부 실시예들에서, 단면 접착제(336)는 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 단면 접착제(336)는 실질적으로 원형일 수 있다.
다시 도 3a를 참조하면, 일체형 코일 및 전자기 차폐부(305)는 예를 들어 도 2에 도시된 수신기 코일(104) 및 수신기 차폐부(204)로서 작용할 수 있으며, 이는 무선 전력 수신 모듈(300)이 도 2에 도시된 코일(102)과 같은 무선 전력 송신 코일로부터 송신된 전력을 무선으로 수신할 수 있게 한다. 휴대용 전자 디바이스 내에 위치설정될 때, 일체형 코일 및 차폐부의 수신기 차폐 부분은 수신기 코일 부분과 전자 디바이스의 충전 표면 사이에 위치설정된다. 따라서, 수신기 차폐부는 수신기 코일과 송신기 코일 사이에 위치설정되고 무선 충전 디바이스에서 송신 코일로의 용량성 결합을 방지하도록 기능한다. 페라이트 차폐부(310)는 자속을 재지향시키는 B-자장 또는 자기장 차폐부로서 작용하여 송신 코일에 대한 더 높은 결합을 얻음으로써 충전 효율을 향상시키고 자속 간섭을 방지하는 것을 돕는다. 열 차폐부(315)는 무선 전력 수신 모듈(300)과, 배터리와, 무선 전력 수신 모듈(300)이 통합되는 전자 디바이스의 다른 컴포넌트들 사이의 열적 격리를 제공하는 흑연 또는 유사한 층을 포함할 수 있다. 열 차폐부(315)는 또한 접지부에 연결되고 열 차폐에 기여하는 한편, 표류 자속을 포착하는 구리 층을 또한 포함할 수 있다. 모듈(300) 내의 3개의 상이한 차폐부의 더 상세한 내용은 도 4a 및 도 4b와 관련하여 아래에서 논의된다.
여전히 도 3a를 참조하면, 일부 실시예들에서, 본 개시내용의 실시예들에 따른 무선 전력 수신 모듈은 모듈이 위치설정되는 전자 디바이스의 두께를 과도하게 증가시키지 않기 위해 하기에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 가능한 한 얇게 만들어진 일체형 모듈일 수 있다. 또한, 하우징(325)은 무선 전력 수신 모듈을 수용하기 위한 크기 및 모양의 절결 영역(330)을 포함할 수 있으므로, 모듈이 통합되는 전자 디바이스 내의 추가적인 공간을 절약하고 전자 디바이스가 보다 얇아지게 한다.
이제 도 4a를 참조하면, 이는 전자 디바이스(400)의 하우징 내에 위치설정된 무선 전력 수신 모듈(420)의 일부분의 단순화된 단면도이다. 무선 전력 수신 모듈(420)은 예를 들어 도 3a에 도시된 무선 수신 모듈(300)일 수 있는 반면, 전자 디바이스(400)는 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트 워치, 또는 다른 유형의 소비자 전자 디바이스와 같은 임의의 적합한 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(400)는 휴대용 전자 디바이스의 형상 및 크기를 정의하는 하우징(402)을 포함할 수 있다. 하우징(402)은 예를 들어 도 3a에 도시된 하우징(325)일 수 있고 클래드 지지 플레이트(clad support plate)와 같이 비교적 단단하고 강한 재료로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리 플레이트의 내부 표면 상에 코팅된 잉크의 층(406)을 갖는 유리 플레이트(404)는 전자 디바이스(400)의 후방 표면을 형성하도록 접착 층(408)에 의해 하우징(402)에 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 잉크 층(406)은 낮은 전기 전도도를 가지며, 잉크 층의 색상은 전자 디바이스(400)의 다른 외측 표면들과 일치하도록 선택될 수 있다. 하우징(402)은 모듈(420)이 전자 디바이스(400) 내에서 z 방향으로 최소량의 공간을 차지할 수 있게 하는 절결부(330)와 관련하여 전술한 바와 같이 무선 전력 수신 모듈(420)을 수용하는 절결 영역(415)을 포함할 수 있다.
다시 도 4a를 참조하면, 배터리(410)는 하나 이상의 프로세서, 메모리 유닛, 통신 회로부, 센서, 및 전자 디바이스가 그의 의도된 기능들을 수행할 수 있게 하는 기타 등등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 전자 디바이스의 다른 컴포넌트들(도시되지 않음)과 함께 하우징(402) 내에 위치설정될 수 있다. 배터리(410)는 예를 들어 배터리 접착제(412)에 의해 하우징(402)에 부착될 수 있다.
무선 전력 수신 모듈(420)은 모듈이 휴대용 전자 디바이스(400) 내에서 요구하는 z 방향의 공간을 최소화하기 위해 절결 영역(415) 내에 위치설정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신 모듈은 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430), 페라이트 차폐부(440) 및 열 차폐부(450)를 포함하는 3개의 별개 차폐부를 포함할 수 있다. 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)는 도 3a에 도시된 일체형 코일 및 전자기 차폐부(315)를 나타낼 수 있다; 페라이트 차폐부(440)는 페라이트 차폐부(310)를 나타낼 수 있고 열 차폐부(450)는 열 차폐부(305)를 나타낼 수 있다. 압력 감응형 접착제와 같은 접착제(460)는 모듈(420)을 잉크 코팅된 유리 층(404/406)에 부착할 수 있고 파손 이벤트의 경우에 비파괴 필름으로서 작용할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 작은 갭(470)이 무선 전력 수신 모듈의 상부 표면과 배터리(410)의 하부 표면 사이에 형성될 수 있다. 갭은 무선 전력 수신 디바이스(420) 및 배터리(410)가 서로 물리적으로 접촉하지 않는 것을 보장함으로써 배터리를 하우징(402)에 부착시키는 것을 무선 전력 수신 모듈이 방해하지 않는 것을 보장하기 위해 제조 동안 허용오차의 레벨을 제공한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)는 폴리미드(polymide) 층과 같은 가요성 유전체 베이스 층(432)을 포함할 수 있고, 이때 폴리미드 층(432)의 일 측면 상에 직접 형성된 전자기 수신기 차폐부(434) 및 구리를 포함하는 수신기 코일(436)은 대향 측면 상에 직접 형성될 수 있다. 베이스 층(432)의 대향 측면들 상에 직접 형성되는 전자기 수신기 차폐부(434) 및 구리를 포함하는 수신기 코일(436)을 갖는 것은 단일 캐리어 층이 수신기 차폐부 및 수신기 코일 둘 다에 사용될 수 있게 함으로써 무선 전력 수신 모듈(420)의 전체 두께가 감소되게 한다. 두께를 더 줄이기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예들은 플렉스 상에 형성된 회로들을 봉지하고 보호하기 위해 종래의 플렉스 회로들에 사용되는 플렉스 위에 커버레이(coverlay) 또는 다른 유형의 보호 층을 포함하지 않는다. 대신에, 본 개시내용의 일부 실시예들은 무전해 니켈 도금 공정 및 니켈을 산화로부터 보호하는 침지 금의 얇은 층으로 구리를 포함하는 수신기 코일(436)을 도금한다.
전자기 수신기 차폐부(434)는 자속이 통과하게 할 수 있지만 전기장이 통과하는 것을 방지하는 특성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자기 수신기 차폐부(434)는 은으로 형성된다. 무선 전력 충전 이벤트 동안, 전자기 수신기 차폐부(434)는 구리를 포함하는 수신기 코일(436)과 무선 전력 충전기 사이에 위치설정되어 무선 전력 전달 동안 전자기 수신기 차폐부(434)와 연관된 전기장을 인터셉트하여 유해한 전압이 송신기 코일 상에 생성되는 것을 방지하는 반면, 구리 수신기 코일은 충전 이벤트 동안 강한 유도 성능을 제공하기 위해 비교적 두껍게(예를 들어, 일부 실시예들에서 70 마이크로미터) 될 수 있다.
페라이트 차폐부(440)는 얇은 접착 층(444)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 같은 얇은 열가소성 폴리머 층(446) 사이에 개재된 페라이트 재료(442)의 비교적 두꺼운 층을 포함한다. 접착 층(444) 및 열가소성 폴리머 층(446)은 페라이트를 함유하고 페라이트 표면에서의 작은 균열, 버르(burr) 또는 다른 결함이 무선 전력 수신 모듈의 다른 컴포넌트들과 접촉하는 것을 방지하는 페라이트 층(442)용 캐리어를 제공한다. 페라이트 차폐부(440)는 전자기 수신기 차폐부(434)와 같은 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 대향 측면 상의 무선 전력 수신 모듈(420) 내에 위치설정된다.
열 차폐부(450)는 얇은 전도성 접착제(도시되지 않음)에 의해 전기 전도성 층(454)에 부착된 열 전도성 층(452)을 포함할 수 있다. 열 전도성 층(452)은 배터리(410)를 포함하는 전자 디바이스(400)의 다양한 컴포넌트들과 무선 전력 수신 모듈(300) 사이의 열적 격리를 제공한다. 전기 전도성 층(454)은 추가적인 열 차폐를 제공하고 표류 자속을 포착하고 그러한 자속이 디스플레이(도시되지 않음) 또는 디바이스(400)의 다른 컴포넌트들과 간섭하는 것을 방지하기 위해 접지부에 결합될 수 있다. 도 4b에는 도시되지 않았지만, 전도성 접착제의 제1 얇은 층(예를 들어, 5 마이크로미터)은 열 전도성 층(452)을 전기 전도성 층(454)에 부착시킬 수 있고, 전도성 접착제의 제2 얇은 층(예를 들어, 5 마이크로미터)은 전기 전도성 층(454), 따라서 열 차폐부(450)를 페라이트 차폐부(440)에 부착시킬 수 있으며, 5 마이크로미터의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 같은 얇은 열가소성 폴리머 층은 흑연을 포함하는 열 전도성 층(452)의 상부 외측 표면을 덮는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 전도성 층(452)은 흑연과 같은 그러나 이로 제한되지 않는, 높은 열 전도도를 갖는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 전기 전도성 층(454)은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 니켈, 및 전술한 전기 전도성 재료 중 적어도 하나를 포함하는 금속 합금과 같은 그러나 이로 제한되지 않는, 높은 전기 전도도를 갖는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다.
도 4a, 도 4b, 및 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 열 차폐부(450)는 하우징(402) 위의 절결(415)의 에지들을 넘어 연장되어 무선 전력 수신 모듈(420) 뒤에 연속적인 금속 커버리지를 제공하여 모듈(420)의 외부 에지들과 절결 영역(415) 내의 하우징(402)의 내부 에지들 사이에 형성된 갭에서 자속 누설이 발생하는 것을 방지하는 섹션(456)을 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 무선 전력 수신 모듈(420)이 절결(415) 내에 위치설정되는 경우, 갭(510)은 무선 전력 수신 모듈과 하우징(402)의 절결 부분의 내주부(504) 사이의 무선 전력 수신 모듈(420)의 부분들(430, 440, 460)의 전체 외주부(502) 주위로 연장될 수 있다. 섹션(456)은 갭(510) 위로 그리고 구리를 포함하는 수신기 코일(436) 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)의 모든 측면 상의 갭을 완전히 덮는 하우징(402)의 절결부의 내측 에지 위로 연장될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 접착제(460)가 접착 재료의 단일 시트인 디바이스(400)의 단면들을 예시한다. 그러나, 도 4c는 접착제(460)가 일체형 코일 및 전자기 차폐부(460)의 에지에서 중첩 배열로 위치설정된 단면 접착제(464) 및 양면 접착제(466)의 시트로 구성된 부착 조립체(462)(도 3b와 관련하여 본 명세서에서 논의된 부착 조립체(332)와 같은)인 디바이스(400)의 단면도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 단면 접착제(464)는 잉크 층(406)에 부착될 수 있고 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)에 부착될 수 없다. 양면 접착제(466)는 일체형 코일과 전자기 차폐부(430)와 잉크 층(406) 사이에 결합될 수 있다.
도 4d는 접착제(460)가 일체형 코일 및 전자기 차폐부(460)의 에지에서 비중첩 배열로 위치설정된 단면 접착제(470) 및 양면 접착제(472)의 시트로 구성된 부착 조립체(468)(도 3c와 관련하여 본 명세서에서 논의된 부착 조립체(338)와 같은)인 디바이스(400)의 단면도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 단면 접착제(470)는 잉크 층(406)에 부착될 수 있고 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)에 부착될 수 없다. 양면 접착제(466)는 페라이트 차폐부(440)와 잉크 층(406) 사이에 결합될 수 있다. 이들 상이한 접착제 구성들은 컴포넌트들의 적층의 전체 높이의 제조 허용오차를 넓힐뿐만 아니라 접착 재료에 의해 덮인 표면적의 양을 감소시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 무선 전력 수신 모듈(400)은 매우 얇게 제조된다. 일례로서, 일부 실시예들에서, 무선 전력 수신 모듈(400)은 하우징(402) 및 배터리 접착제(412)의 높이 내에 정합된다. 하나의 특정 실시예에서, 무선 전력 수신 모듈(400)은 두께가 250 마이크로미터 이하이고, 열 차폐부(450)는 두께가 대략 70 마이크로미터이고, 페라이트 차폐부(440)는 대략 110 마이크로미터이며, 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)는 두께가 대략 70 마이크로미터이다.
이제 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 이들은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)의 사시도(도 6a)뿐만 아니라 상부 평면도(도 6b) 및 하부 평면도(도 6c)를 도시한다. 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 구리를 포함하는 수신기 코일(436)은 플렉스 회로의 제1 측면 상에 위치설정되는 반면, 전자기 수신기 차폐부(434)는 제2의 반대 측면 상에 위치설정된다. 전자기 수신기 차폐부(434)는 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 치수에 대응하는 치수를 가질 수 있다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시예에서, 구리를 포함하는 수신기 코일(436) 및 전자기 수신기 차폐부(434)는 각각 편평한 도넛 또는 링 형상을 갖지만, 다른 실시예들에서 수신기 차폐부는 정사각형, 직사각형, 육각형, 삼각형 등과 같은 수신기 코일에 대응하는 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 6c를 도 6b와 비교해 보면, 전자기 수신기 차폐부(434)는 구리를 포함하는 수신기 코일(436)이 전자기 수신기 차폐부(434)에 의해 완전히 차폐되도록 구리를 포함하는 수신기 코일(436) 전체를 덮을 만큼 충분히 크다는 것을 알 수 있다.
하나 이상의 접촉 패드를 갖는 연결 단자(602)는 구리를 포함하는 수신기 코일(436)과 함께 플렉스의 제1 측면 상에 형성될 수 있다. 연결 단자(602)는 구리를 포함하는 수신기 코일(436)에 유도된 전류가 무선 전력 수신 모듈이 통합된 전자 디바이스 내의 배터리를 충전하기 위한 전력을 제공하도록 라우팅될 수 있는 전기 경로들을 제공할 수 있다. 또한, 연결 단자(602)는 전자기 수신기 차폐부(434)의 전압을 접지부로 라우팅하기 위한 하나 이상의 접지 선을 포함할 수 있다.
도면들에 도시된 바와 같이, 유전체 베이스 층(432) 상에 놓일 때, 구리를 포함하는 수신기 코일(436)은 내경으로부터 외경으로 나선형으로 감긴 권선으로 형성된 편평한 디스크형 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 전자기 수신기 차폐부(434)는 또한 대응하는 내부 및 외부 직경을 갖는 디스크형 형상을 가질 수 있다. 전자기 수신기 차폐부(434)는 갭(610)을 정의하는 서로 이격된 수신기 차폐부의 대향 단부들(612, 614) 사이에 형성된 갭(610)을 포함할 수 있다. 갭(610)은 이하에서 설명되는 바와 같이 연결 세그먼트(604)를 위한 공간을 제공할 수 있다. 동작 동안, 구리를 포함하는 수신기 코일(436)로부터의 전기장이 전자기 수신기 차폐부(434)에서 전압을 생성할 수 있다. 생성된 전압은 전자기 수신기 차폐부(434)를 가로질러 단부들(612, 614) 중 적어도 하나에 흐르고 접지부로 방전될 수 있다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 플렉스의 제2 측면은 세그먼트(604)를 통해 연결 단자(602)의 종단으로 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 내측 턴을 감싸고 전자기 차폐부를 접지하기 위해 구리의 제2 층에 또한 사용될 수 있다. 세그먼트(604)에 대한 라우팅은 도 6c에 도시된 바와 같이 매우 제한된 영역(606)에서 유지될 수 있다. 따라서, 구리의 제2 층은 매우 제한된 영역에 가려져 있어 제1 측면 상에 구리를 포함하는 수신기 코일(436)을 구성하는 제1 층과는 상이한 두께(더 얇은)일 수 있다. 또한, 세그먼트(604)가 형성되는 제한된 영역에서의 일체형 코일 및 전자기 차폐부(430)의 추가 두께는 세그먼트(604)가 형성되는 영역(606)에 대응하는 접착 층(450)에 절결 영역을 생성함으로써 무선 전력 수신 모듈의 전체 두께에 수용될 수 있다. 이러한 절결 영역은, 예를 들어 영역(322)으로서 도 3a에 도시되지만, 추가 절결 영역(312)은 페라이트 차폐부 내에 형성되어 영역(312)으로서 도 3a에 도시된 바와 같이 접촉 패드들(602)을 수용하기 위한 액세스를 제공하도록 종단부에 대한 전기 연결을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 접지부에 대한 연결은 전자기 수신기 차폐부(434) 상에 생성된 전압이 세그먼트(604)를 통해 접지부로 방전될 수 있도록 영역(606)의 상부에 가장 가까운 전자기 수신기 차폐부(434)의 단부(612)에 구축될 수 있다. 단부(612)에서 접지부에 대한 연결을 제공하는 것이 전자기 수신기 차폐부(434) 상의 전압을 방전시키는 것을 돕는 반면, 전자기 수신기 차폐부(434)의 성능은 전자기 수신기 차폐부(434)를 2개의 절반부로 전기적으로 분리하기 위해 영역(606)의 반대편에 위치설정된 전자기 수신기 차폐부(434)에 절결부(616)를 포함시킴으로써 향상될 수 있다. 접지부에 대한 추가적인 연결은 전자기 수신기 차폐부(434)에서 생성된 임의의 전압을 방전하기 위해 전자기 수신기 차폐부(434)의 절반부들 둘 다가 접지부에 결합될 수 있도록 영역(606)의 하부에 가장 가까운 단부(614)에 제공될 수 있다. 전자기 수신기 차폐부(434)에 절결부(616)가 없으면, 단부들(612, 614) 사이의 전위 차는 전자기 수신기 차폐부(434)의 전체 표면적에 의해 포착된 전압에 기초할 수 있다. 이로 인해 단부들(612, 614) 사이에 큰 전위차가 생길 수 있어 접지부로 방전되기 어려울 수 있다. 절결부(616)를 포함시킴으로써, 전위차가 실질적으로 예컨대, 절반으로 감소될 수 있고, 이에 따라 전압을 접지부로 방전하기가 보다 용이해 진다.
도면들에 도시되지는 않았지만, 일부 실시예들에서, NFC 안테나 코일 또는 유사한 안테나 코일이 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 권선들 사이에(그와 얽혀) 형성될 수 있다. 예를 들어, 수신기 코일의 인접한 턴들 사이의 갭은 NFC 코일 및 수신기 코일의 에지들 사이의 에어 갭을 유지하면서 인접한 수신기 코일 권선들 사이에 NFC 안테나 코일의 권선을 포함하기에 충분히 크게 만들어 질 수 있다.
다시 도 6b를 참조하면, 구리를 포함하는 수신기 코일(436)은 복수의 턴으로 감긴 단일 길이의 와이어로 형성될 수 있다. 와이어는 최종 코일이 실질적으로 평면이 되도록 중심 지점 및 증가하는 반경 주위로 감길 수 있다. 도 6b에 더 도시된 바와 같이, 각각의 턴은 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 인접한 턴들을 분리시키는 갭(438)에 의해 분리된다. 수신기 코일의 크기를 최대화하고 수신기가 자신의 할당된 공간에 정합될 수 있는 최대 와이어 폭을 달성하기 위해 종래 수신기 코일의 코일 폭 대 갭 비율을 선택하는 경우가 종종 있다. 그러나, 일부 실시예들에 따르면, 코일 폭 대 갭 비율은 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 크기를 최대화하거나 또는 최대 와이어 폭을 달성하도록 선택되지 않는다. 오히려, 코일 폭 대 갭 비율은 무선 전력 전달 동안 사용되는 동작 주파수에 따라 효율을 최대화하도록 조정될 수 있다. 보다 높은 동작 주파수는 보다 작은 와이어 폭을 갖는 코일과 보다 잘 작동하는 경향이 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 와이어 폭 대 갭 비율은 대략 350 ㎑의 동작 주파수에 대해 일부 경우들에서 60:40 내지 80:20, 특히 70:30 사이에서 변할 수 있다. 또한, 와이어 폭을 최대화하지 않음으로써, 수신기 코일은 그것이 전력을 수신하는 송신기 코일보다 훨씬 더 전도성이 있는 전도성 재료를 갖지 않을 수 있으며, 따라서 무선 전력 전달 동안 송신기 코일의 동작에 크게 영향을 미치지 않을 수 있다.
코일 폭 대 갭 비율 이외에, 하나 이상의 송신기 코일에 대해 배치될 때 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 내부 직경(616) 및 외부 직경(618)이 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 충전 특성에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 내부 직경(616)은 구리를 포함하는 수신기 코일(436)이 무선 전력을 수신하는 송신기 코일의 내부 직경에 대응하도록 선택된다. 한편, 외부 직경(618)은 송신기 코일의 외부 직경에 대응할 수 있거나 송신기 코일의 외부 직경보다 클 수 있다. 외부 직경(618)이 송신기 코일의 외부 직경에 대응할 때, 2개의 코일 사이의 충전 효율은 2개의 코일이 서로 정렬될 때 최대 효율을 갖지만, 2개의 코일이 덜 정렬될 때 급격히 감소할 수 있다. 이는 2개의 코일 사이의 정렬이 용이하게 달성되거나 무선 전력 전달 동안 달성되도록 의도되는 경우에 특히 유익할 수 있다. 그러나, 외부 직경(618)을 증가시킴으로써, 최대 효율은 감소할 수 있지만, 2개의 코일이 덜 정렬됨에 따라 효율의 저하가 줄어들 수 있다. 이는 2개의 코일 사이의 완벽한 정렬이 우선 순위가 낮고 보다 넓은 충전 영역을 갖는 것이 바람직한 경우에 특히 유용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 내부 직경(616)은 송신기 코일이 전력을 수신하는 송신기 코일의 내부 직경에 대응하고, 외부 직경(618)은 송신기 코일의 외부 직경보다 크다.
도 6a 및 도 6b와 관련하여 본 명세서에 도시된 바와 같이, 구리를 포함하는 수신기 코일(436) 내의 와이어의 각 턴은 구리를 포함하는 수신기 코일(436)의 다른 턴들과 동일한 폭을 갖지만; 실시예들은 이러한 구성들에 제한되지 않는다. 일부 실시예들은 상이한 폭들을 갖는 구리를 포함하는 수신기 코일(436)에서의 턴들을 가질 수 있다. 와이어 폭들을 변경함으로써, 수신기 코일(700)은 와이어 폭이 다르지 않은 코일보다 높은 품질 인자를 달성할 수 있다. 또한, 다양한 와이어 폭들은 무선 전력 전달 동안 보다 낮은 ACR(alternating current resistance)을 허용한다.
도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 폭이 다른 턴들을 갖는 와이어로 형성된 수신기 코일(700)의 단순화된 평면도를 예시한다. 수신기 코일(700)은 내측 턴(702)으로부터 외측 턴(704)까지 감을 수 있고, 이에 의해 수신기 코일(700)을 형성하는 복수의 턴을 야기한다. 일부 실시예들에서, 수신기 코일(700)의 각 턴은 수신기 코일(700)의 다른 턴들과는 상이한 두께를 갖는다. 예를 들어, 와이어의 폭들은 내측 턴(702)에서 외측 턴(704)으로 각각의 턴을 점진적으로 증가시킬 수 있다. 그러나, 외측 턴(704)이 반드시 가장 큰 폭을 가질 필요는 없다. 특정 실시예들에서, 외측 턴(704)에 인접한 턴(706)은 와이어 폭이 턴(706)에서 외측 턴(704)으로 감소하도록 가장 큰 폭을 가질 수 있다. 도 7은 내측 턴(702)에서 턴(706)으로 먼저 증가한 다음 턴(706)에서 외측 턴(704)으로 감소하는 가변 와이어 폭으로 구성되는 수신기 코일(700)을 도시하지만, 실시예들은 이러한 구성에 제한되지 않는다. 와이어 폭들의 임의의 배열은 수신기 코일(700)을 형성하도록 구현될 수 있다.
도 7의 예시로부터 알 수 있는 바와 같이, 와이어의 각 턴은 일정한 와이어 폭을 갖는다. 즉, 전체 턴을 따른 와이어의 폭은 폭이 감소하지 않으며, 예를 들어, 단일 턴에서 보다 좁은 폭 또는 더 넓은 폭으로 테이퍼되지 않는다. 일부 실시예들에서, 전환 영역(708)은 와이어 폭이 각각의 턴에 대한 각각의 와이어 폭으로 변경되는 수신기 코일(700)의 영역일 수 있다. 전환 영역(708)은 턴의 나머지 부분에 비해 상대적으로 작아서 대부분의 턴이 일정한 와이어 폭을 갖게 될 수 있다.
도 6a와 도 6b 및 도 7은 가요성 회로 기판 상의 패턴화된 전도성 트레이스로 형성된 수신기 코일을 예시한다. 그러나, 실시예들이 가요성 회로 기판 상에 패턴화된 수신기 코일에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 특정 실시예들에서, 본 명세서에 논의된 수신기 코일은 스트랜드형 와이어(stranded wire)로 형성될 수 있다.
본 발명이 특정 실시예들에 대하여 기술되었지만, 본 발명은 하기의 청구범위의 범주 내의 모든 수정들 및 등가물들을 커버하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 추가적으로, 공간적으로 관련된 용어들, 예컨대 "저부", "상부", "상향", 또는 "하향" 등은, 예를 들어, 수반하는 도면들에서 예시되는 바와 같이, 다른 구성요소(들) 및/또는 특징부(들)에 대한 구성요소 및/또는 특징부의 관계를 설명하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 공간적으로 관련된 용어들은 도면들에 도시된 배향에 추가적으로 사용 및/또는 동작 중인 디바이스의 상이한 배향들을 포함하도록 의도됨을 이해할 것이다. 예를 들어, 디바이스가 도면들에서 뒤집혀 있는 경우, "저부" 표면으로 설명된 구성요소들은 다른 구성요소들 또는 특징부들 "위에" 배향될 수 있다. 디바이스는 다른 방식으로 배향될 수 있고(예를 들어, 90도 회전 또는 다른 배향), 본 명세서에 사용되는 공간적으로 관련된 기술어들은 그에 따라 해석된다.
Claims (20)
- 무선 전력 수신 디바이스로서,
후방 표면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고, 상기 하우징의 상기 후방 표면을 통해 수신된 자속에 응답하여 전류를 생성하도록 구성된 수신기 코일;
상기 수신기 코일의 제1 측면에 결합되고, 상기 수신기 코일과 상기 하우징의 상기 후방 표면 사이에 위치설정된 전자기 수신기 차폐부 - 상기 전자기 수신기 차폐부는, 상기 수신기 코일에 의해 생성된 전기장 중 적어도 일부를 인터셉트(intercept)하고, 상기 하우징의 상기 후방 표면을 통해 수신된 상기 자속이 상기 수신기 코일을 향해 상기 전자기 수신기 차폐부를 통과하게 하도록 구성됨 -; 및
상기 제1 측면에 대향하는 상기 수신기 코일의 제2 측면에 결합된 페라이트 층
을 포함하는, 무선 전력 수신 디바이스. - 제1항에 있어서, 상기 수신기 코일에 대향하는 측면에서 상기 페라이트 층에 결합된 열 차폐부를 추가로 포함하고, 상기 열 차폐부는 접지에 결합되는 전기 전도성 층에 접착되는 열 전도성 층을 포함하는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 제2항에 있어서, 상기 열 전도성 층은 흑연을 포함하고 상기 전기 전도성 층은 구리를 포함하는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 전자기 수신기 차폐부는, 접지되고, 상기 전기장에 의해 생성된 전압을 접지로 방전하도록 구성되는 수동 컴포넌트인, 무선 전력 수신 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 전자기 수신기 차폐부는 은을 포함하는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 수신기 코일은 니켈의 도금 층들을 갖는 구리 와이어 및 상기 구리 와이어 위에 형성되는 침지 금(immersion gold)을 포함하는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 제1항에 있어서, 제1 측면 및 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면을 갖는 가요성 유전체 층으로 형성된 플렉스 회로(flex circuit)를 추가로 포함하는 무선 전력 수신 디바이스.
- 제8항에 있어서, 상기 수신기 코일은 상기 제1 측면 상에 배치되고, 상기 전자기 수신기 차폐부는 상기 제2 측면 상에 배치되는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 수신기 코일은 상기 페라이트 층에 직접 부착되는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 수신기 코일은 와이어의 복수의 턴을 포함하고, 상기 복수의 턴의 각 턴은 상기 복수의 턴의 다른 턴들과 상이한 와이어 폭을 갖는, 무선 전력 수신 디바이스.
- 무선 충전 시스템으로서,
충전 표면을 가로질러 자속을 생성하도록 구성된 송신기 코일 및 상기 충전 표면과 상기 송신기 코일 사이에 위치설정되는 송신기 차폐부를 포함하는 무선 충전 디바이스 - 상기 송신기 차폐부는 상기 송신기 차폐부로 하여금 충전 이벤트 동안 생성되고 상기 송신기 코일로부터 멀어지게 지향된 일부 전기장을 인터셉트하게 하고 상기 자속이 상기 송신기 차폐부를 통과하게 하는 재료로 형성됨 -; 및
충전 이벤트 동안 상기 무선 충전 디바이스에 의해 생성되는 상기 자속을 수신하도록 구성된 전자 디바이스를 포함하며, 상기 전자 디바이스는, 충전 표면을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 위치설정되는 배터리; 및 충전 이벤트 동안 무선 전력 전달을 위한 자속을 수신하기 위해 상기 충전 표면에 인접한 상기 하우징 내에 위치설정되는 무선 전력 수신 모듈을 포함하고, 상기 무선 전력 수신 모듈은,
후방 표면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되며, 상기 송신기 코일에 의해 생성되고 상기 하우징의 상기 후방 표면을 통해 수신된 상기 자속에 응답하여 전류를 생성하도록 구성된 수신기 코일;
상기 수신기 코일의 제1 측면에 결합되고, 상기 수신기 코일과 상기 하우징의 상기 후방 표면 사이에 위치설정된 전자기 수신기 차폐부 - 상기 전자기 수신기 차폐부는, 상기 수신기 코일에 의해 생성된 전기장 중 적어도 일부를 인터셉트하고, 상기 하우징의 상기 후방 표면을 통해 수신된 상기 자속이 상기 수신기 코일을 향해 상기 전자기 수신기 차폐부를 통과하게 하도록 구성됨 -; 및
상기 제1 측면에 대향하는 상기 수신기 코일의 제2 측면에 결합된 페라이트 층
을 포함하는, 무선 충전 시스템. - 제12항에 있어서, 상기 수신기 코일에 대향하는 측면에서 상기 페라이트 층에 결합된 열 차폐부를 추가로 포함하는 무선 충전 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 열 차폐부는 접지에 결합되는 전기 전도성 층에 부착되는 열 전도성 층을 포함하는, 무선 충전 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 열 전도성 층은 흑연을 포함하는, 무선 충전 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 전기 전도성 층은 구리를 포함하는, 무선 충전 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 전자기 수신기 차폐부는 상기 전기장에 의해 생성된 전압을 방전하도록 접지되는, 무선 충전 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 전자기 수신기 차폐부는 은을 포함하는, 무선 충전 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 수신기 코일은 니켈의 도금 층들을 갖는 구리 와이어 및 상기 구리 와이어 위에 형성되는 침지 금을 포함하는, 무선 충전 시스템.
- 제12항에 있어서, 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 가요성 유전체 층으로 형성되는 플렉스 회로를 추가로 포함하며, 상기 수신기 코일은 상기 제1 측면 상에 배치되고 상기 전자기 수신기 차폐부는 상기 제2 측면 상에 배치되는, 무선 충전 시스템.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060102871A1 (en) * | 2003-04-08 | 2006-05-18 | Xingwu Wang | Novel composition |
| US20060145697A1 (en) * | 2002-11-06 | 2006-07-06 | Mikhaltsevitch Vassili T | Probe coil for detecting nqr-responsive materials in large volumes |
| US20110050164A1 (en) * | 2008-05-07 | 2011-03-03 | Afshin Partovi | System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof |
| US20130126622A1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-05-23 | David Finn | Offsetting shielding and enhancing coupling in metallized smart cards |
| US20160233723A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-08-11 | Witricity Corporation | Enclosures for high power wireless power transfer systems |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6127799A (en) | 1999-05-14 | 2000-10-03 | Gte Internetworking Incorporated | Method and apparatus for wireless powering and recharging |
| WO2003107729A1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-12-24 | Laird Technologies, Inc. | Composite emi shield |
| US8169185B2 (en) * | 2006-01-31 | 2012-05-01 | Mojo Mobility, Inc. | System and method for inductive charging of portable devices |
| KR101094253B1 (ko) | 2008-04-28 | 2011-12-19 | 정춘길 | 무선 전력 수신 장치, 이와 관련된 무선 전력 송신 장치, 그리고, 무선 전력 송수신 시스템 |
| US8400017B2 (en) | 2008-09-27 | 2013-03-19 | Witricity Corporation | Wireless energy transfer for computer peripheral applications |
| US8963488B2 (en) * | 2008-09-27 | 2015-02-24 | Witricity Corporation | Position insensitive wireless charging |
| JP2012253398A (ja) | 2009-09-29 | 2012-12-20 | Univ Of Electro-Communications | 電力及び情報の伝送装置、システム、及び方法 |
| US9178369B2 (en) * | 2011-01-18 | 2015-11-03 | Mojo Mobility, Inc. | Systems and methods for providing positioning freedom, and support of different voltages, protocols, and power levels in a wireless power system |
| JP2015008548A (ja) | 2011-10-28 | 2015-01-15 | パナソニック株式会社 | 非接触電力伝送装置 |
| US9230732B2 (en) | 2012-01-17 | 2016-01-05 | Texas Instruments Incorporated | Wireless power transfer |
| US9161481B2 (en) * | 2012-09-13 | 2015-10-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | E-field shield for wireless charger |
| JP2014241673A (ja) | 2013-06-11 | 2014-12-25 | 株式会社東芝 | 電磁波漏洩防止装置 |
| US10027185B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-07-17 | Apple Inc. | Reducing the impact of an inductive energy transfer system on a touch sensing device |
| WO2016114528A1 (ko) * | 2015-01-12 | 2016-07-21 | 주식회사 아모그린텍 | 방열유닛 및 이를 구비한 무선전력 송수신장치 |
| DE102015103823A1 (de) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Sick Ag | Vorrichtung zur Übertragung von Daten und Energie zwischen zwei sich relativ zueinander bewegenden Gegenständen |
-
2017
- 2017-09-11 US US15/701,237 patent/US10084349B2/en active Active
-
2018
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-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060145697A1 (en) * | 2002-11-06 | 2006-07-06 | Mikhaltsevitch Vassili T | Probe coil for detecting nqr-responsive materials in large volumes |
| US20060102871A1 (en) * | 2003-04-08 | 2006-05-18 | Xingwu Wang | Novel composition |
| US20110050164A1 (en) * | 2008-05-07 | 2011-03-03 | Afshin Partovi | System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof |
| US20130126622A1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-05-23 | David Finn | Offsetting shielding and enhancing coupling in metallized smart cards |
| US20160233723A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-08-11 | Witricity Corporation | Enclosures for high power wireless power transfer systems |
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