KR102633300B1 - Built-in wireless charging module having overlapped coil layers - Google Patents
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Abstract
내장 무선충전모듈은 소스 코일 및 링형 다극자석을 포함하는 외부 무선충전장치에 대응하여 배터리를 포함하는 단말기를 충전하기 위한 것으로서, 복수의 코일층을 상하로 적층한 코일 적층구조, 링형 다극자석에 대응하여 원주 방향으로 배열되는 적어도 하나의 자석부재, 단말기의 내부와 자석 부재 사이에 제공되는 차폐판 및 자석부재와 코일 적층구조 사이에 제공되는 내벽부를 포함하는 적어도 하나의 차폐부재, 및 코일 적층구조의 내측에 위치한 제1 단자 및 코일 적층구조의 외측에 위치한 제2 단자를 제공하는 회로 시트를 포함하며, 각각의 코일층은 복수의 와이어가 그룹을 이루어 한 평면 상에서 수평하게 정렬되어 권취되며, 내측 단부는 제1 단자에 공통으로 접속되고, 외측 단부는 제2 단자에 공통으로 접속될 수 있다. The built-in wireless charging module is intended to charge a terminal containing a battery in response to an external wireless charging device including a source coil and a ring-type multipole magnet. It has a coil lamination structure in which multiple coil layers are stacked up and down, and corresponds to a ring-type multipole magnet. At least one magnet member arranged in the circumferential direction, a shielding plate provided between the interior of the terminal and the magnet member, and at least one shielding member including an inner wall portion provided between the magnet member and the coil laminated structure, and the coil laminated structure. It includes a circuit sheet providing a first terminal located on the inside and a second terminal located on the outside of the coil laminate structure, each coil layer having a plurality of wires grouped and wound horizontally aligned on one plane, the inner end may be commonly connected to the first terminal, and the outer end may be commonly connected to the second terminal.
Description
본 발명은 단말기에 내장되는 무선충전모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 발열 문제 및 충전 효율을 개선할 수 있는 내장 무선충전모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging module built into a terminal, and more specifically, to a built-in wireless charging module that can improve heat generation problems and charging efficiency.
단말기의 무선충전을 위해 전자기 유도를 이용하고 있다. 이에 따르면, 상하로 코일을 배치하고, 일측 코일에 교류 전류를 공급하고, 타측 코일에서 유도 전류가 발생하도록 하고 있다. 이를 위해서 코일은 단일 와이어를 권선된 상태로 제공되는데, 코일의 저항 등에 의해서 충전 효율이 영향을 받을 수 있다. Electromagnetic induction is used to wirelessly charge the terminal. According to this, coils are arranged up and down, alternating current is supplied to one coil, and induced current is generated in the other coil. For this purpose, the coil is provided with a single wire wound, but charging efficiency may be affected by the resistance of the coil, etc.
한국공개특허 제10-2017-0109969호에는 복수의 송신 코일이 구비된 무선 전력 기기가 개시되어 있다. 상기 무선 전력 기기에 따르면, 복수의 송신 코일을 나란하게 배치하고 서로 음영 영역을 오버랩하도록 하는 내용을 포함하고 있다. Korean Patent Publication No. 10-2017-0109969 discloses a wireless power device equipped with a plurality of transmitting coils. According to the wireless power device, a plurality of transmitting coils are arranged side by side and shaded areas overlap with each other.
한국공개특허 제10-2018-0002626호에는 무선 전력 전달을 위한 웨어러블 수신 코일들이 개시되어 있다. 상기 수신 코일들은 손목 등에 착용할 수 있는 밴드에 적용될 수 있는 것으로서, 수신 코일을 포함하는 장치는 제1 수신 코일에 의해 인클로즈되는 단면에 법선인 방향으로부터 보았을 때 밴드의 제1 부분을 따라 시계방향으로 권취되는 제1 수신 코일을 포함하고, 단면에 법선인 방향으로부터 보았을 때 밴드의 제2 부분을 따라 반시계방향으로 귄취되는 제2 수신 코일을 포함한다. 상기 장치는 제1 수신 코일의 일부분 및 제2 수신 코일의 일부분과 오버랩하는 기생 코일을 더 포함할 수 있으며, 제1 수신 코일은 밴드의 말단 단부들에서 제2 수신 코일에 전기적으로 접속가능하지 않다. 장치는 제1 수신 코일 및 제2 수신 코일을 포함하는 하나 이상의 공진 회로들을 더 포함할 수 있다.Korean Patent Publication No. 10-2018-0002626 discloses wearable receiving coils for wireless power transfer. The receiving coils can be applied to a band that can be worn on the wrist, etc., wherein the device including the receiving coil is clockwise along the first portion of the band when viewed from a direction normal to the cross section enclosed by the first receiving coil. and a first receiving coil wound in a counterclockwise direction along the second portion of the band when viewed from a direction normal to the cross-section. The device may further include a parasitic coil overlapping a portion of the first receive coil and a portion of the second receive coil, the first receive coil being not electrically connectable to the second receive coil at distal ends of the band. . The device may further include one or more resonant circuits including a first receiving coil and a second receiving coil.
한국공개특허 제10-2021-0037577호에는 전자 디바이스들에 대한 NFC를 갖는 자기 정렬 시스템들이 개시되어 있다. 상기 자기 정렬 시스템은 일차 환형 자기 정렬 컴포넌트 및 이차 환형 자기 정렬 컴포넌트를 포함할 수 있으며, 일차 정렬 컴포넌트는 제1 자기 배향을 갖는 내부 환형 영역, 제1 자기 배향에 반대인 제2 자기 배향을 갖는 외부 환형 영역, 및 일차 내부 환형 영역과 일차 외부 환형 영역 사이에 배치된 비-자화된 중앙 환형 영역을 포함할 수 있다. 상기 자기 정렬 시스템에서는 단말기에 내장되는 이차 정렬 컴포넌트의 자석이 방사상으로 배열되기 때문에 고정에 충분한 힘을 제공할 수 없으며, 단말기 내부의 부품이 자기장의 영향을 받을 수 있고, 코일에 의한 충전 역시 자기장에 의한 영향을 받을 수 있다. Korean Patent Publication No. 10-2021-0037577 discloses self-alignment systems with NFC for electronic devices. The self-alignment system can include a primary annular self-alignment component and a secondary annular self-alignment component, the primary alignment component comprising an inner annular region having a first magnetic orientation and an outer annular region having a second magnetic orientation opposite the first magnetic orientation. An annular region, and a non-magnetized central annular region disposed between the primary inner annular region and the primary outer annular region. In the magnetic alignment system, because the magnets of the secondary alignment component built into the terminal are arranged radially, sufficient force for fixation cannot be provided, parts inside the terminal may be affected by the magnetic field, and charging by the coil is also affected by the magnetic field. may be affected by
본 발명은 무선충전의 효율을 높이기 위해 복수의 와이어가 그룹을 이루어 제공되어 권선되는 코일층을 상하로 오버랩되도록 적층한 코일 적층구조를 이용하여 발열을 줄이고 충전 효율을 증가시킬 수 있는 내장 무선충전모듈을 제공한다.The present invention is a built-in wireless charging module that can reduce heat generation and increase charging efficiency by using a coil lamination structure in which a plurality of wires are provided in groups to overlap the winding coil layers vertically in order to increase the efficiency of wireless charging. provides.
본 발명은 코일층을 공통된 단자로 집중 연결하여 와이어의 전기적 연결을 용이하게 하고, 균일한 전기적 특성을 가지는 내장 무선충전모듈을 제공한다. The present invention provides a built-in wireless charging module that facilitates electrical connection of wires by centrally connecting coil layers to a common terminal and has uniform electrical characteristics.
본 발명은 무선 충전되는 휴대 단말기에 자석을 내장하여도 다른 회로에 미치는 영향을 최소로 하고, 휴대 단말기와 다른 액세서리 간의 부착을 용이하게 할 수 있는 단말기에 내장될 수 있는 내장 무선충전모듈을 제공한다.The present invention provides a built-in wireless charging module that can be embedded in a terminal that minimizes the impact on other circuits and facilitates attachment between the portable terminal and other accessories even if a magnet is built into the portable terminal that is wirelessly charged. .
본 발명은 자석을 이용한 자동 정렬 및 고정에 충분한 힘을 제공할 수 있으며, 단말기 내부의 부품에 대한 자기장의 영향을 차단할 수 있고, 코일에 의한 충전에도 자기장에 의한 영향을 감소시킬 수 있는 내장 무선충전모듈을 제공한다.The present invention is a built-in wireless charging device that can provide sufficient force for automatic alignment and fixation using magnets, can block the influence of magnetic fields on components inside the terminal, and can reduce the influence of magnetic fields on coil-based charging. Provides modules.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 내장 무선충전모듈은 소스 코일 및 링형 다극자석을 포함하는 외부 무선충전장치에 대응하여 배터리를 포함하는 단말기를 충전하기 위한 것으로서, 복수의 코일층을 상하로 적층한 코일 적층구조, 링형 다극자석에 대응하여 원주 방향으로 배열되는 적어도 하나의 자석부재, 단말기의 내부와 자석 부재 사이에 제공되는 차폐판 및 자석부재와 코일 적층구조 사이에 제공되는 내벽부를 포함하는 적어도 하나의 차폐부재, 및 코일 적층구조의 내측에 위치한 제1 단자 및 코일 적층구조의 외측에 위치한 제2 단자를 제공하는 회로 시트를 포함하며, 각각의 코일층은 복수의 와이어가 그룹을 이루어 한 평면 상에서 수평하게 정렬되어 권취되며, 내측 단부는 제1 단자에 공통으로 접속되고, 외측 단부는 제2 단자에 공통으로 접속될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention for achieving the purposes of the present invention described above, the built-in wireless charging module charges a terminal including a battery in response to an external wireless charging device including a source coil and a ring-type multipole magnet. For this purpose, a coil stacking structure in which a plurality of coil layers are stacked vertically, at least one magnet member arranged in the circumferential direction corresponding to a ring-shaped multipole magnet, a shielding plate provided between the inside of the terminal and the magnet member, a magnet member, and a coil. At least one shielding member including an inner wall provided between the laminated structures, and a circuit sheet providing a first terminal located inside the coil laminated structure and a second terminal located outside the coil laminated structure, each coil The layer is formed by forming a group of a plurality of wires and winding them horizontally aligned on one plane. The inner end may be commonly connected to the first terminal, and the outer end may be commonly connected to the second terminal.
본 명세서에서 단말기는 휴대폰, 태블릿, 음악재생장치, 영상재생장치, 제어장치 등 전자기기를 포함하는 개념으로 이해될 수 있으며, 무선충전을 통해서 배터리를 충전할 수 있는 기능을 포함할 수 있다. In this specification, a terminal can be understood as a concept that includes electronic devices such as mobile phones, tablets, music playback devices, video playback devices, and control devices, and may include a function to charge the battery through wireless charging.
코일 적층구조는 거의 동일한 내경과 외경을 갖는 코일층을 상하로 적층하여 제공될 수 있으며, 각 코일층을 구성하는 와이어 그룹 역시 동일한 와이어를 동일 개수로 구성하여 형성될 수 있다. 따라서, 상하로 적층되는 코일층은 실질적으로 동일한 전기적 특성을 가질 수 있다. The coil stacked structure can be provided by stacking coil layers having substantially the same inner and outer diameters up and down, and the wire group constituting each coil layer can also be formed by configuring the same number of identical wires. Accordingly, coil layers stacked up and down may have substantially the same electrical characteristics.
코일층의 내측 단부는 제1 단자를 중심으로 균일 또는 불균일하게 분포되어 접속될 수 있으며, 외측 단부는 제2 단자에 순차적으로 접속되고, 코일층은 제1 단자 및 제2 단자에 병렬로 연결될 수 있다. The inner end of the coil layer may be distributed and connected uniformly or unevenly around the first terminal, the outer end may be sequentially connected to the second terminal, and the coil layer may be connected in parallel to the first terminal and the second terminal. there is.
코일층의 복수의 와이어 그룹은 절연된 표면을 갖는 와이어를 평평하게 밀착하여 결속하여 제공될 수 있으며, 와이어 그룹도 와이어가 결속된 방향을 따라 평평하게 결속될 수 있다. A plurality of wire groups in the coil layer may be provided by flatly binding wires with insulated surfaces in close contact, and wire groups may also be flatly bound along the direction in which the wires are bound.
차폐부재의 차폐판은 단말기 내부와 자석부재 사이에 개재되어 자석부재에 의한 자기장 영향을 차단할 수 있으며, 내벽부는 에너지 수신부와 자석부재 사이에 개재되어 에너지 수신부에 충전에 자기장이 미치는 영향을 차단 또는 감소시킬 수 있다.The shielding plate of the shielding member is interposed between the inside of the terminal and the magnet member to block the influence of the magnetic field caused by the magnet member, and the inner wall is interposed between the energy receiving unit and the magnet member to block or reduce the effect of the magnetic field on charging the energy receiving unit. You can do it.
여기서, 자석부재는 내벽부로부터 이격되는 것이 바람직하며, 단말기의 장착면에 수직한 방향으로 자기 배향된 단극자석일 수 있다. Here, the magnetic member is preferably spaced apart from the inner wall, and may be a unipolar magnet magnetically oriented in a direction perpendicular to the mounting surface of the terminal.
한국공개특허 제10-2021-0037577호에서 이차 정렬 시스템의 자석은 자기방향이 방사 방향으로 배열된 것과 다르게, 본 실시예에서 자석부재는 단말기의 장착면에 수직한 방향으로 자기 배향될 수 있으며, 다극자석이 아닌 단극자석으로 제공될 수 있다.Unlike in Korean Patent Publication No. 10-2021-0037577, where the magnets of the secondary alignment system are arranged in a radial direction, in this embodiment, the magnetic member may be magnetically oriented in a direction perpendicular to the mounting surface of the terminal, It can be provided as a unipolar magnet rather than a multipolar magnet.
단극자석을 이용하여 링형 다극자석의 외측 자석영역에 대응될 수 있으며, 자동으로 정렬이 가능하는 것은 물론, 자기 방향과 부착 방향이 일치하여 충분한 부착력을 형성할 수 있다. Using a unipolar magnet, it can correspond to the outer magnet area of a ring-shaped multipole magnet, and not only can it be automatically aligned, but the magnetic direction and the attachment direction are consistent, creating sufficient adhesive force.
이를 위해 자석부재는 링형 다극자석의 외측 자석영역에 대응하여 배치될 수 있으며, 자석부재의 내부 경계는 링형 다극자석의 내측 자석 영역보다 바깥에 위치하도록 할 수 있다. To this end, the magnet member can be arranged to correspond to the outer magnet area of the ring-shaped multipole magnet, and the inner boundary of the magnet member can be positioned outside the inner magnet area of the ring-shaped multipole magnet.
자석부재를 단극자석으로 제공하되, 차폐부재의 내벽부는 링형 다극자석의 내측 자석영역에 대응하는 자기 확장면을 형성하고, 자석부재 중 차폐판에 접한면의 자기 특성이 자기 확장면으로 전이되도록 할 수 있다. 따라서, 내벽부가 자석부재와 코일 간의 영향력을 차단하는 동시에, 자기 확장면의 전이된 자기 특성을 통해서 링형 다극자석의 내측 자석영역과 자기 확장면 간의 결합력도 형성할 수 있다.The magnetic member is provided as a unipolar magnet, and the inner wall of the shielding member forms a magnetic expansion surface corresponding to the inner magnet area of the ring-shaped multipole magnet, and the magnetic properties of the surface of the magnetic member in contact with the shielding plate are transferred to the magnetic expansion surface. You can. Therefore, the inner wall blocks the influence between the magnet member and the coil, and at the same time, a bonding force can be formed between the inner magnet area of the ring-shaped multipole magnet and the magnetic expansion surface through the transferred magnetic properties of the magnetic expansion surface.
내벽부는 차폐판에 대해 Z-자 또는 P-자 형태로 절곡되어 자기 확장면을 형성할 수 있으며, 차폐부재는 자석부재와 에너지 수신부 사이에 제공되는 차폐재를 더 포함할 수 있다. The inner wall portion may be bent in a Z- or P-shape relative to the shielding plate to form a magnetic expansion surface, and the shielding member may further include a shielding material provided between the magnet member and the energy receiving unit.
본 발명의 내장 무선충전모듈은 무선충전의 효율을 높이기 위해 복수의 와이어가 플랫(flat)하게 밀착된 그룹을 이루어 제공되어 권선될 수 있으며, 이렇게 형성된 실질적으로 동일한 구조 및 전기적 특성을 갖는 코일층을 상하로 오버랩되도록 적층하여 코일 적층구조를 형성할 수 있다. 본 발명에서는 코일의 저항을 낮춤으로써 충전 효율을 증가시키고 고속 충전에 적용이 가능하다.The built-in wireless charging module of the present invention can be wound by providing a plurality of wires in a flat close contact group to increase the efficiency of wireless charging, and the coil layer thus formed has substantially the same structure and electrical characteristics. A coil stacked structure can be formed by stacking the coils so that they overlap top and bottom. In the present invention, charging efficiency can be increased by lowering the resistance of the coil and can be applied to high-speed charging.
예를 들어, 종래의 무선충전모듈에서는 고속 충전을 수행하면서 코일에서 발생하는 열에 의한 손실이 많이 발생하였지만, 본 발명의 내장 무선충전모듈은 두께를 얇게 유지하면서도 고속 충전 시에도 코일에서 발생하는 열 손실을 줄일 수 있다.For example, in the conventional wireless charging module, a lot of loss occurred due to heat generated from the coil while performing high-speed charging, but the built-in wireless charging module of the present invention maintains a thin thickness and loses heat generated from the coil even during high-speed charging. can be reduced.
본 발명의 내장 무선충전모듈은 코일층을 공통된 단자로 집중 연결하여 와이어의 전기적 연결을 용이하게 하고, 코일층이 균일한 전기적 특성을 가져 충전 효율을 증가시킬 수 있다. The built-in wireless charging module of the present invention facilitates electrical connection of wires by centrally connecting the coil layer to a common terminal, and the coil layer has uniform electrical characteristics, which can increase charging efficiency.
코일층이 정확히 정렬되지 않으면 저항값이 급격히 상승할 수 있지만, 본 발명과 같이 실질적으로 동일 와이어 그룹을 이용한 코일층을 상하로 적층하는 경우 정렬도 용이하고, 저항값의 급격한 상승을 방지할 수 있다.If the coil layers are not accurately aligned, the resistance value may rise rapidly. However, when coil layers using substantially the same wire group are stacked vertically as in the present invention, alignment is easy and a rapid increase in resistance value can be prevented. .
본 발명의 내장 무선충전모듈은 무선 충전되는 단말기에 자석을 내장하여도 단말기 내부의 다른 회로에 미치는 영향을 최소로 하고, 휴대 단말기와 다른 액세서리 간의 부착을 용이하게 할 수 있다.The built-in wireless charging module of the present invention can minimize the impact on other circuits inside the terminal and facilitate attachment between the portable terminal and other accessories even if a magnet is built into the terminal being wirelessly charged.
본 발명의 내장 무선충전모듈은 외부 무선충전장치와 연계하여 무선충전 기능을 수행할 수 있으며, 부가 케이스와 연계하여 충전 기능 외의 자동 정렬 기능을 수행할 수 있다.The built-in wireless charging module of the present invention can perform a wireless charging function in conjunction with an external wireless charging device, and can perform an automatic alignment function in addition to the charging function in conjunction with an additional case.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈이 적용된 단말기와 외부 무선충전장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈의 분해된 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 코일 적층구조의 분해된 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 내부 무선충전모듈의 평면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 A 내지 D 영역을 확대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈의 차폐부재의 결합관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 차폐부재의 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7의 차폐부재의 구조 및 기능을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining an internal wireless charging module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining a terminal and an external wireless charging device to which an internal wireless charging module is applied according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the disassembled structure of the internal wireless charging module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the disassembled structure of the coil stack structure of FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram for explaining the plane of the internal wireless charging module of FIG. 3.
FIG. 6 is an enlarged view for explaining areas A to D of FIG. 5.
Figure 7 is a diagram for explaining the coupling relationship of the shielding members of the internal wireless charging module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining the planar structure of the shielding member of FIG. 7.
FIG. 9 is a diagram for explaining the structure and function of the shielding member of FIG. 7.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in this description, the same numbers refer to substantially the same elements, and under the above rules, the description can be made by citing the content shown in other drawings, and content that is judged to be obvious to those skilled in the art or that is repeated can be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈이 적용된 단말기와 외부 무선충전장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 무선충전모듈의 분해된 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 코일 적층구조의 분해된 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 3의 내부 무선충전모듈의 평면을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 A 내지 D 영역을 확대하여 설명하기 위한 도면이다. Figure 1 is a diagram for explaining an internal wireless charging module according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram for explaining a terminal and an external wireless charging device to which an internal wireless charging module is applied according to an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a diagram for explaining the disassembled structure of the internal wireless charging module according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram for explaining the disassembled structure of the coil stack structure of FIG. 3, and FIG. 5 is a drawing for explaining the plane of the internal wireless charging module of FIG. 3, and FIG. 6 is a drawing for explaining the enlarged areas A to D of FIG. 5.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 휴대 단말기(1)에 내장될 수 있는 내장 무선충전모듈(100)은 전자기 유도를 위한 코일 적층구조(110), 상하로 자기 배향을 형성하는 단극자석(150), 차폐판(162)과 내벽부(164)를 포함하는 차폐부재(160), 제1 단자(172)와 제2 단자(174)를 포함하는 회로 시트(170)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 6, the built-in wireless charging module 100 that can be built into the portable terminal 1 includes a coil laminated structure 110 for electromagnetic induction and a unipolar magnet 150 that forms magnetic orientation in an upward and downward direction. , a shielding member 160 including a shielding plate 162 and an inner wall portion 164, and a circuit sheet 170 including a first terminal 172 and a second terminal 174.
내장 무선충전모듈(100)은 단말기(1)의 일면에 장착될 수 있으며, 외부 무선충전장치(10)와 연계하여 단말기(1)의 배터리 충전을 위한 에너지를 전달할 수 있다. The built-in wireless charging module 100 can be mounted on one side of the terminal 1 and can transmit energy for charging the battery of the terminal 1 in connection with the external wireless charging device 10.
외부 무선충전장치(10)는 소스 코일(20) 및 링형 다극자석(30)을 포함할 수 있으며, 링형 다극자석(30)은 외측 자석영역(32) 및 내측 자석영역(34)을 제공할 수 있다. 그리고 외측 자석영역(32)과 내측 자석영역(34)의 자기 배향은 서로 반대되며, 그 사이에는 중화된 영역이 형성될 수 있다.The external wireless charging device 10 may include a source coil 20 and a ring-shaped multipole magnet 30, and the ring-shaped multipole magnet 30 may provide an outer magnet area 32 and an inner magnet area 34. there is. And the magnetic orientations of the outer magnet region 32 and the inner magnet region 34 are opposite to each other, and a neutralized region can be formed between them.
차폐부재(160)는 코일 적층구조(110)를 중심으로 원주 방향을 따라 복수로 제공되며, 각 차폐부재(160)에 대응하여 부채꼴 형상의 단극자석(150)도 복수로 제공될 수 있다. 본 실시예에서 하나의 단극자석(150)에 대응하여 하나의 차폐부재(160)가 제공되지만, 경우에 따라서는 2개 이상의 단극자석에 대응하여 하나의 차폐부재가 대응되도록 제공될 수도 있다. A plurality of shielding members 160 may be provided along the circumferential direction centered on the coil laminated structure 110, and a plurality of fan-shaped unipole magnets 150 may also be provided corresponding to each shielding member 160. In this embodiment, one shielding member 160 is provided to correspond to one unipolar magnet 150, but in some cases, one shielding member may be provided to correspond to two or more unipolar magnets.
차폐부재(160)는 원주 방향으로 서로 분리되어 그 사이마다 커팅 영역을 형성할 수 있다. 이 커팅 영역으로 인해 코일 적층구조(110)에서 유도전류가 형성되어도 차폐부재(160)에서도 유도 전류에 의한 열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The shielding members 160 may be separated from each other in the circumferential direction to form a cutting area between them. Due to this cutting area, even if an induced current is formed in the coil stack structure 110, heat due to the induced current can be prevented from being generated in the shielding member 160 as well.
참고로, 도 1에서 위는 외부 무선충전장치(10)를 향하는 방향이 될 수 있으며, 아래는 단말기의 내부를 향하는 방향이 될 수 있다. 코일 적층구조(110) 및 차폐부재(160)의 일면에 다양한 기능의 시트들이 추가될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명 및 적용은 단말기의 용도 및 환경 등에 따라 당업자가 달리 설정할 수 있다.For reference, in FIG. 1, the top may be a direction toward the external wireless charging device 10, and the bottom may be a direction toward the inside of the terminal. Sheets with various functions may be added to one side of the coil laminated structure 110 and the shielding member 160, and specific descriptions and applications thereof may be set differently by a person skilled in the art depending on the purpose and environment of the terminal.
도 3 및 도 4를 보면, 코일 적층구조(110)는 아래에서부터 제1 코일층(120), 제2 코일층(130) 및 제3 코일층(140)을 상하로 적층하여 제공될 수 있다. 각 코일층(120, 130, 140)은 약 0.15mm의 와이어를 이용하여 형성될 수 있으며, 전체적으로 약 0.45mm 이하의 두께로 형성될 수 있어 복층 구조를 형성하면서도 모듈의 두께가 과도하게 증가하는 문제를 해결할 수 있다. 3 and 4, the coil stacked structure 110 may be provided by stacking the first coil layer 120, the second coil layer 130, and the third coil layer 140 upward and downward from the bottom. Each coil layer (120, 130, 140) can be formed using a wire of about 0.15 mm, and can be formed with an overall thickness of about 0.45 mm or less, which causes the problem of excessively increasing the thickness of the module while forming a multi-layer structure. can be solved.
또한, 각 코일층(120, 130, 140)은 권선 방향에 직각으로 절곡된 내측 단부(122, 132, 142) 및 외측 단부(124, 134, 144)를 포함할 수 있으며, 내측 단부(122, 132, 142)는 약 120도 간격으로 회로 시트(170)의 제1 단자(172)에 동일 평면을 형성하며 접속될 수 있으며, 납땜 등에 의한 두께 증가의 영향을 줄일 수 있다. In addition, each coil layer 120, 130, 140 may include inner ends 122, 132, 142 and outer ends 124, 134, 144 bent at right angles to the winding direction, and the inner ends 122, 132 and 142) can be connected to the first terminal 172 of the circuit sheet 170 at intervals of about 120 degrees to form the same plane, and the influence of thickness increase due to soldering, etc. can be reduced.
외측으로도 코일층 등의 외측 단부(124, 134, 144) 역시 제2 단자(174)에 차례로 접속되어 두께 증가의 문제를 극복할 수 있다. Outside, the outer ends 124, 134, 144 of the coil layer, etc. are also sequentially connected to the second terminal 174 to overcome the problem of increased thickness.
도 6에 도시된 바와 같이, 각 코일층(120, 130, 140)은 모두 6개의 동일한 와이어가 평평하게 결속된 와이어 그룹을 평면으로 권선하여 제공될 수 있다. 본 실시예에서 약 0.15mm 두께의 와이어는 표면이 수지 등으로 절연되어 있으며, 절연층이 서로 결속되어 평평한 구조의 코일층을 형성할 수 있다. As shown in FIG. 6, each coil layer 120, 130, and 140 may be provided by winding a group of six identical wires flatly bound together in a plane. In this embodiment, the surface of the wire with a thickness of about 0.15 mm is insulated with resin, etc., and the insulating layers are bound together to form a coil layer with a flat structure.
제1 코일층(120) 위로 제2 코일층(130)이 적층되며, 제2 코일층(130) 위로 제3 코일층(140)이 적층될 수 있다. 도 6의 (a) 내지 (c)를 보면, 제3 코일층(140)이 가장 위로 적층되어 최상층에서 노출되어 있으며, 내측으로 부분적으로 제2 코일층(130)이 보일 수 있다. 또한, 와이어 그룹이 상하로 동일하게 오버랩되면서 복수의 코일층(120, 130, 140)이 전기적으로 실질적으로 동일한 전기 특성을 가질 수 있다. The second coil layer 130 may be stacked on the first coil layer 120, and the third coil layer 140 may be stacked on the second coil layer 130. Looking at (a) to (c) of FIG. 6, the third coil layer 140 is stacked on top and exposed at the top layer, and the second coil layer 130 can be partially visible on the inside. Additionally, as the wire groups overlap equally upward and downward, the plurality of coil layers 120, 130, and 140 may have substantially the same electrical characteristics.
또한, 도 6의 (d)를 보면, 각 코일층의 외측 단부(124, 134, 144)가 적층 순서대로 평면적으로 배치되면서 제2 단자(174)에 접속될 수 있다. In addition, looking at (d) of FIG. 6, the outer ends 124, 134, and 144 of each coil layer can be connected to the second terminal 174 while being arranged in a planar manner in the stacking order.
본 실시예에서는 3개의 코일층이 상하로 오버랩되어 제공되지만, 경우에 따라서는 2개의 코일층 또는 4개의 코일층이 상하로 오버랩되어 제공될 수 있으며, 코일층의 내측 단부 역시 균일한 각도로 제1 단자에 접속되거나 불균일한 각도를 형성하면 접속될 수 있다. 불균일 각도로 접속됨은, 도 6의 (d)와 같이, 평면적으로 차례로 배치되면서 접속되는 것도 포함할 수 있다.In this embodiment, three coil layers are provided overlapped top and bottom, but in some cases, two coil layers or four coil layers may be provided overlapped top and bottom, and the inner end of the coil layer is also provided at a uniform angle. It can be connected to the 1 terminal or formed at an uneven angle. Connected at a non-uniform angle may also include being connected while being arranged sequentially in a planar manner, as shown in (d) of FIG. 6.
도 7 내지 도 9를 보면, 단극자석(150)과 코일 적층구조(110) 사이에 내벽부(164)가 제공될 수 있으며, 내벽부(164)는 단극자석(150)으로부터 일정 거리(g)를 유지하면서 분리될 수 있다. 단극자석(150) 중 하나의 극(N)은 차폐판(162)과 접하고 있지만, 다른 부분은 차폐부재(160)로부터 분리되는 것이 바람직하다. 7 to 9, an inner wall portion 164 may be provided between the unipolar magnet 150 and the coil laminated structure 110, and the inner wall portion 164 is a certain distance (g) from the unipolar magnet 150. can be separated while maintaining . One pole (N) of the unipolar magnet 150 is in contact with the shielding plate 162, but the other portion is preferably separated from the shielding member 160.
단극자석(150)에서 N극 및 S극은 상하로, 즉 단말기의 외면에 수직한 방향으로 자기 배열된 제공되며, 링형 다극자석(30)의 외측 자석영역(32)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 단극자석(150)의 중심과 링형 다극자석(30)의 중심이 자동 정렬되며, 일부 어긋나더라도 링형 다극자석(30)의 내측 자석영역(34)의 같은 극성에 의해 외측 자석영역(32)에 맞도록 정렬될 수 있다.In the unipolar magnet 150, the N and S poles are magnetically arranged up and down, that is, in a direction perpendicular to the outer surface of the terminal, and are formed at a position corresponding to the outer magnet area 32 of the ring-shaped multipole magnet 30. You can. Therefore, the center of the unipole magnet 150 and the center of the ring-shaped multipole magnet 30 are automatically aligned, and even if they are partially misaligned, the outer magnet area 32 is maintained by the same polarity of the inner magnet area 34 of the ring-shaped multipole magnet 30. can be aligned to fit.
단극자석(150)의 내부 경계는 링형 다극자석(30)의 내측 자석영역(34)과 일치하거나 그 바깥에 위치하도록 설계될 수 있다.The inner boundary of the unipolar magnet 150 may be designed to coincide with or be located outside the inner magnet area 34 of the ring-shaped multipole magnet 30.
차폐부재(160)의 내벽부(164)는 단극자석(150)을 형성하는 링의 내부로 확장되어 단극자석(150)의 외면과 대략 같은 높이로 연장 형성될 수 있다. 도 9를 보면, 내벽부(164)는 z-자 형상으로 제공되어, 단극자석(150)의 안쪽으로 자기 확장면(166)을 형성할 수 있다.The inner wall portion 164 of the shielding member 160 may extend into the inside of the ring forming the unipolar magnet 150 and extend to approximately the same height as the outer surface of the unipolar magnet 150. Referring to FIG. 9, the inner wall portion 164 is provided in a z-shape to form a magnetic expansion surface 166 inside the unipolar magnet 150.
도 9의 (b)의 자기력선(M)으로 표시한 바와 같이, 차폐판(162)과 접하는 단극자석(150)의 접합면이 N극을 형성하면, 그 자기 특성은 z-자 형상으로 연결된 자기 확장면(166)에서도 영향을 미칠 수 있다. As indicated by the magnetic field line (M) in (b) of FIG. 9, when the bonding surface of the unipolar magnet 150 in contact with the shield plate 162 forms an N pole, its magnetic properties are magnetic connected in a z-shape. It can also have an effect on the extension surface 166.
따라서, 내벽부(164)가 자기력을 차단하고 코일 적층구조(110)로의 영향을 차단하는 동시에, 자기 확장면(166)을 통해서 N극을 형성하여 링형 다극자석(30)의 내측 자석영역(34)과 인력을 형성할 수 있다. Therefore, the inner wall portion 164 blocks the magnetic force and the influence on the coil stack structure 110, and at the same time forms the N pole through the magnetic expansion surface 166, thereby forming the inner magnet region 34 of the ring-shaped multipole magnet 30. ) and manpower can be formed.
도 8을 보면, 자석부재로서 단극자석(150)은 부채꼴로 형성되고, 차폐부재(160) 중 차폐판(162)과 내벽부(164)는 직선 경계로 절곡될 수 있다. 따라서, 단극자석(150)의 양단 부분은 상대적으로 내벽부(164)의 경계에 가깝게 인접하지만, 그 이외의 대부분은 내벽부(164)의 경계로부터 일정 거리(g)만큼 이격되도록 할 수 있다. 또한, 내벽부(164)와 단극자석(150)이 양단 또는 그 중 일부에서 접하더라도 대부분이 내벽부(164)로부터 분리되도록 형상을 조절할 수 있다.Referring to Figure 8, the unipolar magnet 150 as a magnetic member is formed in a fan shape, and the shielding plate 162 and the inner wall portion 164 of the shielding member 160 may be bent to a straight boundary. Accordingly, both end portions of the unipolar magnet 150 are relatively close to the boundary of the inner wall portion 164, but most of the other portions may be spaced apart from the boundary of the inner wall portion 164 by a certain distance (g). In addition, even if the inner wall portion 164 and the unipolar magnet 150 contact each other at both ends or part of the inner wall portion, the shape can be adjusted so that most of the inner wall portion 164 is separated from the inner wall portion 164.
그 결과 내벽부(164)가 단극자석(150)으로부터 분리됨으로써, 자기 확장면(166)에서의 자기 특성은 차폐판(162)과 접하는 극성에 의해서만 영향을 받을 수 있다.As a result, the inner wall portion 164 is separated from the unipolar magnet 150, so that the magnetic properties of the magnetic expansion surface 166 can be influenced only by the polarity in contact with the shield plate 162.
이 외에도 단극자석(150)의 내부 경계는 링형 다극자석(30)의 내측 자석영역(34)보다 바깥에 위치할 수 있으며, 가능하면 단극자석(150) 내부 경계는 내측 자석영역(34)까지 침범하지 않는 것이 좋다. In addition, the inner boundary of the unipolar magnet 150 may be located outside the inner magnet area 34 of the ring-shaped multipole magnet 30, and if possible, the inner boundary of the unipolar magnet 150 may invade the inner magnet area 34. It's better not to do it.
하지만, 단극자석(150)의 외부 경계는 링형 다극자석의 외측 자석영역(32)보다 바깥으로 확장 가능하며, 확장된 폭만큼 자석에 의한 결합력을 더욱 증가시킬 수도 있다. However, the outer boundary of the unipolar magnet 150 can be expanded outward than the outer magnet area 32 of the ring-shaped multipole magnet, and the coupling force by the magnet can be further increased by the expanded width.
또한, 차폐부재의 내벽부(164)의 안쪽으로 차폐재를 더 추가할 수 있으며, 그래파이트와 같은 차폐에 우수한 재질을 차폐재로 이용함으로써 내벽부(164)의 차폐 성능을 더 개선할 수 있다. 이는 단극자석(150)을 이용하되, 단극자석(150)을 이용함으로써 얻을 수 있는 공간을 차폐재로 보강할 수 있음을 의미할 수 있다.Additionally, additional shielding material can be added to the inside of the inner wall portion 164 of the shielding member, and the shielding performance of the inner wall portion 164 can be further improved by using a material excellent for shielding, such as graphite, as the shielding material. This may mean that the unipolar magnet 150 is used, but the space obtained by using the unipolar magnet 150 can be reinforced with a shielding material.
본 실시예에서 차폐부재는 마치 Z-자 형상으로 절곡된 구조를 갖지만, 차폐부재는 P-자 형상으로 절곡된 차폐판과 내벽부를 형성할 수 있다. 여기서, 내벽부의 하부는 자기 확장면을 정의할 수 있으며, 내벽부의 외부 경계와 단극자석의 내부 경계가 서로 이격된 상태를 유지할 수 있다.In this embodiment, the shielding member has a structure bent in a Z-shape, but the shielding member may form a shielding plate and an inner wall portion bent in a P-shape. Here, the lower portion of the inner wall portion may define a magnetic expansion surface, and the outer boundary of the inner wall portion and the inner boundary of the unipolar magnet may remain spaced apart from each other.
이 외에도 차폐부재는 내벽부의 위치에 대응하여 강자성체 또는 차폐재를 이용한 적층 구조로도 제공될 수 있다. 차폐판과 내벽부를 하나의 판 형태로 제공할 수 있으며, 안쪽 단부로 강자성체나 차폐재를 이용하여 돌출된 구조의 내벽부를 형성할 수도 있다.In addition to this, the shielding member may also be provided in a laminated structure using a ferromagnetic material or shielding material corresponding to the position of the inner wall portion. The shielding plate and the inner wall can be provided in the form of a single plate, and the inner wall can also be formed with a protruding structure using a ferromagnetic material or shielding material at the inner end.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.
1 : 단말기 100 : 내장형 무선충전모듈
110：코일 적층구조 120, 130, 140 : 코일층
150 : 단극자석 160 : 차폐부재
170 : 회로시트1: Terminal 100: Built-in wireless charging module
110: Coil laminated structure 120, 130, 140: Coil layer
150: unipolar magnet 160: shielding member
170: circuit sheet
Claims (10)
복수의 코일층을 상하로 적층한 코일 적층구조;
상기 링형 다극자석에 대응하여 원주 방향으로 배열되는 적어도 하나의 자석부재;
상기 단말기의 내부와 상기 자석 부재 사이에 제공되는 차폐판 및 상기 자석부재와 상기 코일 적층구조 사이에 제공되는 내벽부를 포함하는 적어도 하나의 차폐부재; 및
상기 코일 적층구조의 내측에 위치한 제1 단자 및 상기 코일 적층구조의 외측에 위치한 제2 단자를 제공하는 회로 시트;를 포함하며,
각각의 상기 코일층은 복수의 와이어가 그룹을 이루어 한 평면 상에서 수평하게 정렬되어 권취되며, 내측 단부는 상기 제1 단자에 공통으로 접속되고, 외측 단부는 상기 제2 단자에 공통으로 접속되는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
In the built-in wireless charging module mounted on a terminal including a battery in response to an external wireless charging device including a source coil for wireless charging and a ring-shaped multipole magnet disposed circumferentially around the source coil,
A coil stacking structure in which a plurality of coil layers are stacked vertically;
At least one magnet member arranged in a circumferential direction corresponding to the ring-shaped multipole magnet;
At least one shielding member including a shielding plate provided between the interior of the terminal and the magnet member and an inner wall portion provided between the magnet member and the coil laminated structure; and
It includes a circuit sheet providing a first terminal located inside the coil laminated structure and a second terminal located outside the coil laminated structure,
Each coil layer is formed by forming a group of a plurality of wires and winding them horizontally aligned on one plane, with an inner end commonly connected to the first terminal and an outer end commonly connected to the second terminal. Built-in wireless charging module.
상기 코일 적층구조를 구성하는 상기 코일층의 상기 내측 단부는 상기 제1 단자를 중심으로 균일 또는 불균일하게 분포되어 접속되며, 상기 외측 단부는 상기 제2 단자에 순차적으로 접속되고, 상기 코일층은 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to paragraph 1,
The inner end of the coil layer constituting the coil stack structure is connected to the first terminal in a uniformly or unevenly distributed manner, the outer end is sequentially connected to the second terminal, and the coil layer is connected to the first terminal. A built-in wireless charging module, characterized in that it is connected in parallel to the first terminal and the second terminal.
상기 코일층의 상기 복수의 와이어 그룹은 절연된 표면을 갖는 와이어가 평평하게 결속되고, 상기 와이어 그룹도 상기 와이어가 결속된 방향을 따라 평평하게 결속된 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to paragraph 2,
A built-in wireless charging module, wherein the plurality of wire groups of the coil layer are wires with insulated surfaces bound flatly, and the wire groups are also flatly bound along the direction in which the wires are bound.
상기 자석부재는 상기 내벽부로부터 이격되며, 상기 단말기의 장착면에 수직한 방향으로 자기 배향된 단극자석인 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to paragraph 1,
The built-in wireless charging module is characterized in that the magnetic member is spaced apart from the inner wall and is a monopole magnet magnetically oriented in a direction perpendicular to the mounting surface of the terminal.
상기 자석부재는 상기 링형 다극자석의 외측 자석영역에 대응하여 배치되어, 상기 자석부재의 내부 경계는 상기 링형 다극자석의 내측 자석 영역보다 바깥에 위치하는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to paragraph 1,
The magnetic member is disposed corresponding to the outer magnet area of the ring-shaped multipole magnet, and the inner boundary of the magnet member is located outside the inner magnet area of the ring-shaped multipole magnet.
상기 차폐부재의 상기 내벽부는 상기 링형 다극자석의 내측 자석영역에 대응하는 자기 확장면을 형성하고, 상기 자석부재 중 상기 차폐판에 접한면의 자기 특성이 상기 자기 확장면으로 전이되는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to paragraph 1,
The inner wall of the shielding member forms a magnetic expansion surface corresponding to the inner magnet area of the ring-shaped multipole magnet, and the magnetic properties of the surface of the magnetic member in contact with the shielding plate are transferred to the magnetic expansion surface. Built-in wireless charging module.
상기 차폐부재는 상기 자석부재와 상기 코일 적층구조 사이에 제공되는 차폐재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to paragraph 1,
The shielding member is a built-in wireless charging module, characterized in that it further includes a shielding material provided between the magnet member and the coil lamination structure.
복수의 코일층을 상하로 적층한 코일 적층구조; 및
상기 코일 적층구조의 내측에 위치한 제1 단자 및 상기 코일 적층구조의 외측에 위치한 제2 단자를 제공하는 회로 시트;를 포함하며,
각각의 상기 코일층은 복수의 와이어가 그룹을 이루어 한 평면 상에서 수평하게 정렬되어 권취되며, 내측 단부는 상기 제1 단자에 공통으로 접속되고, 외측 단부는 상기 제2 단자에 공통으로 접속되는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
In the built-in wireless charging module mounted on a terminal including a battery in response to an external wireless charging device including a source coil for wireless charging,
A coil stacking structure in which a plurality of coil layers are stacked vertically; and
It includes a circuit sheet providing a first terminal located inside the coil laminated structure and a second terminal located outside the coil laminated structure,
Each coil layer is formed by forming a group of a plurality of wires and winding them horizontally aligned on one plane, with an inner end commonly connected to the first terminal and an outer end commonly connected to the second terminal. Built-in wireless charging module.
상기 코일 적층구조를 구성하는 상기 코일층의 상기 내측 단부는 상기 제1 단자를 중심으로 균일 또는 불균일하게 분포되어 접속되며, 상기 외측 단부는 상기 제2 단자에 순차적으로 접속되고, 상기 코일층은 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 내장 무선충전모듈.
According to clause 8,
The inner end of the coil layer constituting the coil stack structure is connected to the first terminal in a uniformly or unevenly distributed manner, the outer end is sequentially connected to the second terminal, and the coil layer is connected to the first terminal. A built-in wireless charging module, characterized in that it is connected in parallel to the first terminal and the second terminal.
A terminal including the built-in wireless charging module of any one of claims 1 to 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| KR1020220010011A KR102633300B1 (en) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | Built-in wireless charging module having overlapped coil layers |
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