KR20150065428A - Apparatus for transmitting wireless power - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 무선전력 전송 기술에 관한 것이다. Embodiments relate to wireless power transmission techniques.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors and transformers using electromagnetic induction principles began to be used, and then radio waves and lasers were used to transmit the electric energy to the desired devices wirelessly. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction is a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. The electromagnetic induction method is rapidly commercialized mainly in small-sized devices, but there is a problem in that the transmission distance of electric power is short.
현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission method using a wireless method includes a resonance method in addition to electromagnetic induction and a remote transmission technique using a short wavelength radio frequency.
최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.In recent years, resonance-based energy transmission methods have been widely used among such wireless power transmission techniques.
공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측의 코일을 통해 전력이 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.In the wireless power transmission system using resonance, since the electric power is transmitted wirelessly through the coils of the transmission side and the reception side, the user can easily charge the electronic device such as the portable device.
경량 박형 추세에 비추어, 송신측, 즉 무선전력 송신장치의 두께는 더욱 더 줄일 여지가 있다. In light of the thin and thin trend, the thickness of the transmitting side, that is, the wireless power transmitting apparatus, can be further reduced.
실시예는 두께를 줄일 수 있는 무선전력 송신장치를 제공한다.The embodiment provides a wireless power transmission apparatus capable of reducing the thickness.
실시예는 조립성을 향상시킬 수 있는 무선전력 송신장치를 제공한다.The embodiment provides a wireless power transmission device capable of improving the assemblability.
실시예는 열 방출 효율을 향상시킬 수 있는 무선전력 송신장치를 제공한다.Embodiments provide a wireless power transmission apparatus capable of improving heat dissipation efficiency.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치는, 자성체와 상기 자성체 아래에 배치되어 전자 부품과 전기적으로 연결되는 도전 패턴을 포함하는 기판; 및 상기 기판의 상기 자성체 상에 배치되는 코일을 포함한다.According to an embodiment, a wireless power transmission apparatus includes: a substrate including a magnetic body and a conductive pattern disposed under the magnetic body and electrically connected to the electronic component; And a coil disposed on the magnetic body of the substrate.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치는, 자성체와, 상기 자성체 상에 배치되는 방열 부재와, 상기 자성체 아래에 배치되어 전자 부품과 전기적으로 연결되는 도전 패턴을 포함하는 기판; 및 상기 방열 부재 상에 배치되는 코일을 포함한다. 상기 방열 부재는 리세스를 포함하고, 상기 코일은 상기 리세스에 배치된다.According to an embodiment, a wireless power transmission apparatus includes: a substrate including a magnetic body, a heat radiating member disposed on the magnetic body, and a conductive pattern disposed under the magnetic body and electrically connected to the electronic component; And a coil disposed on the heat dissipating member. The heat dissipating member includes a recess, and the coil is disposed in the recess.
실시예에 따르면, 무선전력 송신장치는, 제1 케이스; 상기 제1 케이스 상에 배치되고, 차폐 부재, 상기 차폐 부재 상에 배치되는 방열 부재 및 상기 방열 부재와 상기 제1 케이스를 연결시키는 열 전달 부재를 포함하고, 상기 방열 부재는 리세스를 포함하는 기판; 상기 리세스에 배치되는 코일; 및 상기 코일 상에 배치되며, 상기 제1 케이스와 체결되는 제2 케이스를 포함한다.According to an embodiment, a wireless power transmission apparatus includes: a first case; A heat dissipation member disposed on the first case and including a shield member, a heat dissipation member disposed on the shield member, and a heat transfer member connecting the heat dissipation member and the first case, ; A coil disposed in the recess; And a second case disposed on the coil and coupled to the first case.
실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment, the following effects are obtained.
첫째, 전자 부품을 실장하고 자기장을 차폐시킬 수 있는 기판을 형성하여, 조립성을 향상시키고 두께를 줄일 수 있다.First, a substrate capable of mounting an electronic component and shielding a magnetic field can be formed, thereby improving the assemblability and reducing the thickness.
둘째, 기판에 리세스를 형성하고, 그 리세스에 코일을 배치함으로써, 두께를 더욱 더 줄일 수 있다. Secondly, the thickness can be further reduced by forming a recess in the substrate and arranging the coil in the recess.
셋째, 기판에 방열 부재가 구비되어, 열 방출 효율이 향상될 수 있다. Thirdly, a heat dissipating member is provided on the substrate, and the heat dissipating efficiency can be improved.
넷째, 기판에 자기장 차폐가 가능한 차폐 부재가 구비되고 차폐 부재의 온도를 적정하게 유지시켜 줌으로써, 차폐 부재의 자력의 저하를 방지할 수 있다. Fourthly, a shielding member capable of shielding a magnetic field is provided on the substrate, and the temperature of the shielding member is appropriately maintained, thereby preventing the magnetic force of the shielding member from being lowered.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 실시예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiments to be described later.
도 1은 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 송신 유도 코일의 등가 회로도이다.
도 3은 실시예에 따른 전력 소스와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다.
도 4는 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 5는 실시예에 따른 무선전력 송신장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 기판 상에 코일이 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 기판 상에 코일이 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 기판을 도시한 평면도이다.
도 11은 도 10의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 제4 실시예에 따른 기판을 도시한 평면도이다.
도 13은 도 12의 J-J' 라인을 따라 절단한 단면도이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment.
2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil according to the embodiment.
3 is an equivalent circuit diagram of a power source and a wireless power transmission apparatus according to an embodiment.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment.
5 is an exploded perspective view schematically showing a wireless power transmission apparatus according to an embodiment.
6 is a cross-sectional view showing a substrate according to the first embodiment.
7 is a view showing a state in which coils are arranged on a substrate according to the first embodiment.
8 is a cross-sectional view showing a substrate according to the second embodiment.
9 is a view showing a state that a coil is disposed on a substrate according to the second embodiment.
10 is a plan view showing a substrate according to the third embodiment.
11 is a cross-sectional view taken along line II 'of FIG.
12 is a plan view showing a substrate according to the fourth embodiment.
13 is a cross-sectional view taken along the line JJ 'in Fig.
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.In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed "above" or "below" each element, the upper or lower (lower) And that at least one further component is formed and arranged between the two components. Also, in the case of "upper (upper) or lower (lower)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
도 1은 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment.
도 1을 참고하면, 실시예에 따른 무선전력 전송 시스템은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300) 및 부하단(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system according to an embodiment may include a
실시예에서 전력 소스(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.In an embodiment, the
무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함할 수 있다.The wireless
무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320) 및 정류부(330)를 포함할 수 있다. The wireless
전력 소스(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결될 수 있다.Both ends of the
송신 공진 코일(220)은 송신 유도 코일(210)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.The transmission
수신 공진 코일(310)은 수신 유도 코일(320)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다. The reception
수신 유도 코일(320)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결될 수 있고, 부하단(400)는 정류부(330)의 양단과 연결될 수 있다. 실시예에서 부하단(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.Both ends of the
전력 소스(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 공진 현상에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 무선전력 수신장치(300)로 전달될 수 있다. The power generated by the
이하에서는 보다 구체적으로 전력전송 과정을 설명한다.More specifically, the power transmission process will be described below.
전력 소스(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)에 전달할 수 있다.The
송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 유도 결합되어 있을 수 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)은 전력 소스(100)로부터 공급받은 교류 전력에 의해 교류 전류가 발생되고, 이러한 교류 전류에 의한 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신 공진 코일(220)에도 교류 전류가 유도될 수 있다.The
그 후, 송신 공진 코일(220)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 주파수 공진 방식을 이용하여 동일한 공진 주파수를 갖는 무선전력 수신장치(300)로 전달될 수 있다. Thereafter, the power transmitted to the
임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도 방식에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 전송 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.Power can be transmitted by resonance between two LC circuits whose impedance is matched. Such resonance-based power transmission enables power transmission to be performed at a higher transmission efficiency to a greater extent than the power transmission by the electromagnetic induction method.
수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 주파수 공진 방식을 이용하여 전달된 전력을 수신할 수 있다. 수신된 전력으로 인해 수신 공진 코일(310)에는 교류 전류가 흐를 수 있고, 수신 공진 코일(310)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 공진 코일(310)과 유도 결합된 수신 유도 코일(320)로 전달될 수 있다. 수신 유도 코일(320)로 전달된 전력은 정류부(330)를 통해 정류되어 부하단(400)로 전달될 수 있다.The reception
실시예에서 송신 유도 코일(210), 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)은 스파이럴(spiral) 또는 헬리컬(helical) 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.The
송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)은 공진 주파수에서 전력 전달이 가능하도록 공진 결합될 수 있다. The transmitting
송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)의 공진 결합으로 인해, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율은 크게 향상될 수 있다.The power transmission efficiency between the wireless
이상의 무선전력 전송 시스템은 공진 주파수 방식에 의한 전력 전달을 설명하였다.The above-mentioned wireless power transmission system explained the power transmission by the resonance frequency method.
실시예는 이러한 공진 주파수 방식 이외에도 전자기 유도 방식에 의한 전력 전달에도 적용될 수 있다.The embodiment can be applied to power transmission by an electromagnetic induction method in addition to the resonance frequency method.
즉, 실시예에서 무선전력 전송 시스템이 전자기 유도를 기반으로 전력 전송을 수행하는 경우, 무선전력 송신장치(200)에 포함된 송신 공진 코일(220)과 무선전력 수신장치(300)에 포함된 수신 공진 코일(310)이 생략될 수 있다. That is, in the embodiment, when the wireless power transmission system performs power transmission based on the electromagnetic induction, the
무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 가질 수 있다. 즉, 전력 전송 효율은 품질 지수 및 결합계수 각각과 비례 관계를 가질 수 있다. 따라서, 품질 지수 및 결합계수 중 적어도 어느 하나의 값이 커질수록 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.In wireless power transmission, quality factor and coupling coefficient can have important meaning. That is, the power transmission efficiency can be proportional to the quality index and the coupling coefficient, respectively. Therefore, as the value of at least one of the quality index and the coupling coefficient increases, the power transmission efficiency can be improved.
품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치(200) 또는 무선전력 수신장치(300) 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.The quality factor may mean an index of energy that can be accumulated in the vicinity of the wireless
품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 품질 지수는 다음의 식 1로 나타내어질 수 있다.The quality factor may vary depending on the operating frequency (w), the shape of the coil, the dimensions, and the material. The quality index can be expressed by the following equation (1).
[식 1][Formula 1]
Q=w*L/RQ = w * L / R
L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실량에 해당하는 저항을 의미한다.L is the inductance of the coil, and R is the resistance corresponding to the amount of power loss occurring in the coil itself.
품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있고, 품질지수가 클수록 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.The quality factor can have a value from 0 to infinity. The larger the quality index, the higher the power transmission efficiency between the wireless
결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.Coupling coefficient means the degree of magnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil, and ranges from 0 to 1.
결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.The coupling coefficient may vary depending on the relative position or distance between the transmitting coil and the receiving coil.
도 2는 실시예에 따른 송신 유도 코일의 등가 회로도이다. 2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil according to the embodiment.
도 2에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)의 양단이 캐패시터(C1)의 양단에 연결된 등가회로로 구성될 수 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)은 인턱터(L1)와 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된 등가회로로 구성될 수 있다.The
캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스가 조절됨에 따라 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)의 등가 회로도 또한, 도 2에 도시된 것과 동일하거나 유사할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The capacitor C1 may be a variable capacitor, and the impedance matching may be performed as the capacitance of the capacitor C1 is adjusted. The equivalent circuits of the transmission
도 3은 실시예에 따른 전력 소스와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of a power source and a wireless power transmission apparatus according to an embodiment.
도 3에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 각각 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다. 3, the
도 4는 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment.
도 4에 도시된 바와 같이, 수신 공진 코일(310)과 수신 유도 코일(320)은 각각 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3, L4)와 캐패시터(C3, C4)로 구성될 수 있다. 4, the reception
정류부(330)는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 변환된 직류 전력을 부하단(400)에 전달할 수 있다. The rectifying
구체적으로, 정류부(330)는 도시되지 않았지만 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 실시예에서 정류기는 실리콘 정류기가 사용될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)로 등가화 될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Specifically, the
정류기는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다.The rectifier can convert the DC power to the AC power received from the
평활 회로는 정류기에서 변환된 직류 전력에 포함된 교류 성분을 제거하여 매끄러운 직류 전력을 출력할 수 있다. 실시예에서 평활 회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 캐패시터(C5)가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. The smoothing circuit can output smooth DC power by removing the AC component included in the DC power converted in the rectifier. In the embodiment, as the smoothing circuit, as shown in Fig. 4, a rectifying capacitor C5 may be used, but it need not be limited thereto.
정류부(330)로부터 전달된 직류 전력은 직류 전압이나 직류 전류일 수 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The DC power delivered from the rectifying
부하단(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하단(400)는 배터리를 의미할 수 있다.The
무선전력 수신장치(300)는 휴대폰, 노트북, 마우스 등 전력이 필요한 전자기기에 장착될 수 있다. 이에 따라, 수신 공진 코일(310) 및 수신 유도 코일(320)은 전자기기의 형태에 맞는 형상을 가질 수 있다.The wireless
무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.The wireless
인밴드(In band) 통신은 무선전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 이를 위해 무선전력 수신장치(300)는 스위치를 더 포함할 수 있고, 스위치의 스위칭 동작을 통해 무선전력 송신장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선전력 수신장치(300)에 포함된 스위치의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다. In band communication may refer to a communication in which information is exchanged between a wireless
구체적으로, 무선전력 수신장치(300)는 저항 소자와 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 소모되는 전력의 변화를 감지하여 부하단(400)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항 소자는 직렬로 연결될 수 있다. 실시예에서 부하단(400)의 상태 정보는 부하단(400)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 부하단(400)은 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.Specifically, the wireless
더 구체적으로, 스위치가 개방되면, 저항 소자가 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다. More specifically, when the switch is opened, the power absorbed by the resistance element becomes zero, and the power consumed by the wireless
스위치가 단락되면, 저항 소자가 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선전력 수신장치에서 이와 같은 동작을 반복하면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선전력 수신장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다. When the switch is short-circuited, the power absorbed by the resistance element becomes larger than 0, and the power consumed by the wireless
무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 부하단(400)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.The wireless
이와는 반대로, 무선전력 송신장치(200) 측에 저항 소자와 스위치를 구비하여 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보를 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 실시예에서 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보는 무선전력 송신장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선전력 수신장치(300)의 개수 및 무선전력 송신장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.Conversely, it is also possible to transmit the status information of the wireless
아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(200)및 무선전력 수신장치(300) 각각에 아웃 오브 밴드 통신 모듈가 장착되어 양자 간에 전력 전송에 필요한 정보가 교환될 수 있다. 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 소스(100)에 장착될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 실시예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스(BlueTooth), 지그비(Zigbee), 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
Out-of-band communication refers to communication in which information necessary for power transmission is exchanged by using a separate frequency band instead of the resonance frequency band. An out-of-band communication module is installed in each of the wireless
도 5는 실시예에 따른 무선전력 송신장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view schematically showing a wireless power transmission apparatus according to an embodiment.
도 1 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 무선전력 송신장치(200)는 제1 케이스(10), 기판(20), 코일(30) 및 제2 케이스(40)를 포함할 수 있다.1 and 5, a wireless
또는 도 5에 도시된 장치는 무선 충전 기기라 명명될 수 있다. 이러한 경우, 무선 충전 기기에 도 1에 도시된 전력 소스(100) 및/또는 무선전력 송신장치(200)가 설치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Or the device shown in Fig. 5 may be referred to as a wireless charging device. In this case, the
제1 및 제2 케이스(10, 40)가 체결되고, 제1 및 제2 케이스(10, 40) 내부에 기판(20)과 코일(30)이 배치될 수 있다. The first and
기판(20)은 제1 케이스(10) 및 제2 케이스(40) 중 어느 하나의 케이스에 고정될 수 있다. The
코일(30)은 기판(20) 상에 배치될 수 있다. 기판(20) 아래에 도시되지 않은 전자 부품이 실장될 수 있다. 전자 부품은 저항기, 인덕터, 캐패시터나 직접 회로 등을 포함할 수 있다. 전자 부품은 도 1에 도시된 전원 소스(100)나 도시되지 않은 전력 생성부 및 제어부를 포함할 수 있다. The
코일(30)은 전자 부품과 전기적으로 연결되어, 전력을 공급받아 무선전력 수신장치(300)로 송신할 수 있다. The
코일(30)은 도 1에 도시된 송신 유도코일(210)과 송신 공진코일(220)을 포함하여 공진 방식을 이용하여 전력을 송신할 수 있다. The
전자기 유도 방식인 경우, 코일(30)은 도 1에서 송신 공진코일(220)이 생략되어 송신 유도코일(210)만 포함할 수 있다. 이러한 경우, 무선전력 수신장치(300)는 수신 공진코일(310)이 생략되어 수신 유도코일(320)만 포함할 수 있다. In the case of the electromagnetic induction method, the
이와 같이, 도 5에 도시된 코일(30)은 전자기 유도 방식과 공진 방식 모두에 적용될 수 있다.Thus, the
코일(30)은 다수의 권선을 갖는 다발(bundle)이 다수개 구비될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
코일(30)은 표준 규격 단체인 CEA, WPC 또는 A4WP에서 규정한 코일 형상, 코일 규격 등이 적용될 수 있다. The
제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 적어도 하나는 플라스틱 재질이나 금속 재질로 형성될 수 있다. At least one of the first and
예컨대, 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 적어도 하나의 케이스가 금속 재질로 형성되는 경우, 제2 케이스(40)가 기판(20)과 연결되어 방열 부재로 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, when at least one of the first and
예컨대, 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 적어도 하나의 케이스가 금속 재질로 형성되는 경우, 적어도 하나의 케이스의 표면 상에 내절연성을 갖는 아노다이징 피막(anodizing film)이 형성될 수 있다. 이러한 아노다이징 피막에 의해 적어도 하나의 케이스가 외부와 전기적으로 쇼트되는 것이 방지될 수 있다. 이러한 아노다이징 피막은 화학 아노다이징 공정이나 전기 아노다이징 공정에 의해 형성될 수 있다. For example, when at least one of the first and
제1 케이스(10)의 하면은 안착되는 장소의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 안착되는 장소, 예컨대 평면의 실내 방바닥인 경우, 제1 케이스(10)의 하면 또한 평면을 가질 수 있다. The lower surface of the
제1 및 제2 케이스(10, 40)는 위에서 보았을 때 원 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The first and
제2 케이스(40)의 상면은 무선 단말이 안착되는 장소로 사용될 수 있다. 무선 단말에 도 1에 도시된 무선전력 수신장치(300) 및 부하단(400)이 설치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The upper surface of the
무선 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 이동 단말기일 수 있다. The wireless terminal may be a mobile terminal such as a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player)
무선 단말은 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기일 수 있다. The wireless terminal may be a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, or the like.
기판(20)은 전자 부품과 코일(30)이 설치되고, 이러한 전자 부품과 코일(30)을 지지하는 지지 기판(20)일 수 있다.The
기판(20)은 코일(30)에서 발생된 열을 용이하게 방출할 수 방출하여 줄 수 있는 방출 기판(20)일 수 있다.The
기판(20)은 코일(30)에서 발생된 자기장을 차폐하여 외부의 전자 기기의 손상을 방지하여 주는 차폐 기판일 수 있다.
The
도 6 내지 도 13을 참조하여, 기판(20)의 다양한 실시예들을 설명한다.With reference to Figs. 6-13, various embodiments of the
도 6은 제1 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a substrate according to the first embodiment.
도 6을 참조하면, 제1 실시예에 따른 기판(20)은 차폐 부재(23)와 차폐 부재(23) 아래에 배치되는 도전 패턴(27, 29)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
필요에 따라, 차폐 부재(23) 위에 배치된 제1 절연층(21) 그리고 차폐 부재(23) 아래에 배치된 제2 절연층(25)이 더 포함될 수 있다. The first insulating
차폐 부재(23)가 전도성을 갖지 않는 경우 즉 절연성을 갖는 경우, 제1 절연층(21)이 생략되고 코일(30)이 곧바로 차폐 부재(23)의 상면에 접촉될 수 있다. The first insulating
차폐 부재(23)가 전도성을 갖지 않는 경우 즉 절연성을 갖는 경우, 제2 절연층(25)이 생략되고 도전 패턴(27, 29)이 차폐 부재(23)의 하면에 접촉되도록 형성될 수 있다. 즉, 도전 패턴(27, 29)이 스퍼터와 같은 증착 장비를 이용하여 직접 차폐 부재(23)의 하면에 형성될 수 있다. The second insulating
제1 절연층(21)과 제2 절연층(25)은 무기 절연 물질이나 유기 절연 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The first insulating
예컨대, 제1 절연층(21)은 유기 절연 재질로 이루어진 필름 형태를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the first insulating
제1 절연층(21) 하면 상에 차폐 부재(23)가 배치될 수 있다. 차폐 부재(23)는 코일(30)의 자기장을 차폐하는 역할을 할 수 있다. The shielding
차폐 부재(23)는 페라이트 재질을 포함하는 자성체를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 페라이트 재질은 소프트(연성) 페라이트 재질과 하드(경성) 페라이트 재질을 포함할 수 있다. 연성 페라이트 재질은 Mn-Zn계 페라이트 재질 및 Ni-Zn계 페라이트 재질을 포함할 수 있다. 경성 페라이트 재질은 Ba 페라이트 재질 및 Sr 페라이트 재질을 포함할 수 있다. The shielding
차폐 부재(23)는 분말 야금으로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 제1 절연층(21) 아래에 분말 야금으로 소성하여 차폐 부재(23)가 형성될 수 있다. The shielding
차폐 부재(23)는 방열 특성을 갖도록 열 전도율이 높은 재질로 형성될 수 있다. The shielding
도시되지 않았지만, 차폐 부재(23)와 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 어느 하나의 케이스가 열 전도율이 우수한 재질로 이루어진 열 전달 부재에 의해 연결될 수 있다. 열 전달 부재는 라인 형태나 플레이트 형상으로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Although not shown, any one of the shielding
제1 절연층(21)은 코일(30)의 열을 차폐 부재(23)로 잘 전달할 수 있도록 열 전도율이 우수한 재질로 형성될 있다. 코일(30)의 열이 제1 절연층(21)에 의해 차폐 부재(23)로 신속히 전달되어, 차폐 부재(23), 열 전달 부재 및 제1 및 제2 케이스(40) 중 어느 하나의 케이스를 통해 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 코일(30)의 열에 의해 전력 전달 효율이 저하되는 것이 방지될 수 있다.The first insulating
도 7에 도시한 바와 같이, 코일(30)이 제1 절연층(21)의 상면 상에 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 코일(30)은 전력을 생성하는 전자 부품(33)과 전기적으로 연결되어, 해당 전자 부품(33)으로부터 전력을 공급받아 무선전력 수신장치(300)로 송신할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 코일(30)은 별도의 와이어를 이용하여 전자 부품(33)과 전기적으로 연결되거나 제1 절연층(21), 차폐 부재(23) 및 제2 절연층(25)을 관통하는 비아홀을 통해 전자 부품(33)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
제1 절연층(21)은 코일(30)이 차폐 부재(23)와 접촉되지 않도록 하여 주어, 코일(30)과 차폐 부재(23) 사이의 전기적인 쇼트를 방지하여 줄 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 만일 차폐 부재(23)가 절연성이 우수한 재질로 형성되는 경우, 제1 절연층(21)은 생략될 수 있다. 이러한 경우, 차폐 부재(23)가 외부에 노출되게 되고, 코일(30)이 차폐 부재(23)의 상면 상에 직접 배치될 수 있다. The first insulating
차폐 부재(23)의 하면 상에 제2 절연층(25)이 배치될 수 있다. The second insulating
제1 실시예에 따른 기판(20)은 제2 절연층(25)의 하면 상에 배치되는 도전 패턴(27, 29)과 도전 패턴(27, 29) 아래에 배치되는 제3 절연층(31)을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
도전 패턴(27, 29)은 제1 및 제2 도전 패턴을 포함할 수 있다. 솔더링(soldering) 공정을 이용하여 제1 및 제2 도전 패턴에 전자 부품(33)이 전기적으로 연결될 수 있다. The
솔더링 공정시 제1 및 제2 도전 패턴(27, 29)의 전기적인 쇼트가 발생되는 것을 방지하기 위해 제1 및 제2 도전 패턴(27, 29) 사이에 제3 절연층(31)이 형성될 수 있다. 만일 제1 및 제2 도전 패턴(27, 29) 사이의 전기적인 쇼트가 발생될 가능성이 없다면, 제3 절연층(31)은 생략될 수 있다.A third insulating
아울러, 제3 절연층(31)은 전자 부품(33)이 실장되는 위치를 제외한 나머지 제2 절연층(25)의 하면 상에 형성될 수 있다. In addition, the third insulating
제2 절연층(25)은 도전 패턴(27, 29)과 차폐 부재(23)가 접촉되지 않도록 하여 주어, 도전 패턴(27, 29)과 차폐 부재(23) 사이의 전기적인 쇼트를 방지하여 줄 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 만일 차폐 부재(23)가 절연성이 우수한 재질로 형성되는 경우, 제2 절연층(25)은 생략될 수 있다. 이러한 경우, 도전 패턴(27, 29)이 차폐 부재(23)의 하면 상에 직접 형성될 수 있다.The second insulating
제1 내지 제3 절연층(21, 25, 31)은 절연 성능이 유지되는 한 가능한 얇은 두께로 형성될 수 있다. The first to third insulating
도면에는 하나의 전자 부품(33)만이 도시되고 있지만, 실시예는 다양한 기능을 갖는 다수의 전자 부품이 차폐 부재(23)의 하면 상에 배치될 수 있다. Although only one
제1 실시예는 코일(30)의 자기장을 차폐하여 주는 차폐 부재(23)가 전자 부품(33)을 실장하기 위한 기판으로서의 역할을 하므로, 별도의 차폐 기판이나 별도의 PCB 기판을 구비할 필요가 없으므로 무선전력 송신장치의 두께가 현저히 줄어들고 제조 비용이 절감될 수 있다. Since the shielding
제1 실시예는 별도의 차폐 기판이나 별도의 PCB 기판을 조립할 필요 없이 차폐 부재(23)와 도전 패턴(27, 29)이 구비된 기판(20)만 제1 및 제2 케이스(40) 중 어느 하나의 케이스에 고정하면 되므로, 조립성이 향상될 수 있다.
Only the
도 8은 제2 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing a substrate according to the second embodiment.
제2 실시예는 방열 부재(35)를 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 물질을 포함하거나 동일한 형상이나 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.The second embodiment is substantially similar to the first embodiment except for the
도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 기판(20A)은 차폐 부재(23)와 차폐 부재(23) 아래에 배치되는 도전 패턴(27, 29)을 포함할 수 있다. 8, the
필요에 따라, 차폐 부재(23) 위에 배치된 제1 절연층(21) 그리고 차폐 부재(23) 아래에 배치된 제2 절연층(25)이 더 포함될 수 있다. The first insulating
제2 실시예에 따른 기판(20A)은 차폐 부재(23)와 제1 절연층(21) 사이에 배치된 방열 부재(35)를 더 포함할 수 있다.The
제2 실시예에 따른 기판(20A)은 차폐 부재(23) 아래에 배치되어 전자 부품(33)과 전기적으로 연결되는 도전 패턴(27, 29)을 더 포함할 수 있다. The
방열 부재(35)는 차폐 부재(23) 위에 배치되고 코일(30)에 인접하도록 배치되어, 코일(30)의 열을 외부로 용이하게 방출시킬 수 있다. 이를 위해, 도시되지 않았지만, 방열 부재(35)와 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 어느 하나의 케이스가 열 전도율이 우수한 재질로 이루어진 열 전달 부재에 의해 연결될 수 있다. 코일(30)의 열이 방열 부재(35), 열 전달 부재 및 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 어느 하나의 케이스를 통해 외부로 신속히 방출될 수 있다. The
따라서, 코일(30)의 열에 의해 전력 전달 효율이 저하되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 코일(30)의 열이 차폐 부재(23)로 전달되지 않게 되므로, 차폐 부재(23)의 자력이 저하되는 것이 방지될 수 있다. 통상, 상온에서의 자력을 100%으로 했을 때, 50℃의 온도에서 자력이 90%로서 상온 대비 10% 감소되고, 200℃의 온도에서 자력이 50%로서 상온 대비 50% 감소될 수 있다.Therefore, the power transmission efficiency can be prevented from being lowered by the heat of the
방열 부재(35)는 실리콘계 재질, 아크릴계 재질 및 그래파이트계 재질 중 하나를 포함할 수 있다. The
또는 방열 부재(35)는 금속 재질로 형성될 수도 있다.Or the
방열 부재(35)는 시트 형상으로 이루어져 직접 차폐 부재(23) 상면 상에 부착되거나 직접 차폐 부재(23) 상면에 실리콘계 재질, 아크릴계 재질 및 그래파이트계 재질 중 하나를 코팅하고 경화시켜 형성될 수도 있다. The
방열 부재(35)가 절연성이 우수하다면 제1 절연층(21)이 생략되는 대신, 코일(30)이 직접 방열 부재(35) 상면과 접촉하여 배치될 수 있다. 제1 절연층(21)이 생략되어, 방열 부재(35)의 상면이 외부에 노출된다면, 방열 부재(35)의 방열 효율이 더욱 더 향상될 수 있다. The
제2 실시예에서도 필요에 따라 차폐 부재(23)와 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 어느 하나의 케이스가 열 전도율이 우수한 재질로 이루어진 열 전달 부재에 의해 연결될 수도 있고 연결되지 않을 수도 있다. In the second embodiment, as occasion demands, any one of the shielding
도 7에 도시한 바와 같이, 코일(30)이 제1 절연층(21)의 상면 상에 배치될 수 있다. 코일(30)은 차폐 부재(23)의 아래에 배치되는 전자 부품(33) 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 코일(30)이 연결된 전자 부품(33)은 도 1에 도시된 전력 소스(100)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 전력 소스(100)로부터 전력이 코일(30)로 전달되고, 공진 방식 또는 전자기 유도 방식을 이용하여 코일(30)에 의해 무선으로 전력이 무선전력 수신장치(300)로 송신될 수 있다.The
코일(30)이 무선으로 전력을 송신하는 경우, 코일(30)에 내재하는 저항에 의해 열이 발생하게 된다. 코일(30)에서 발생된 열은 제1 절연층(21)을 통해 또는 제1 절연층(21)이 생략되는 경우 직접 방열 부재(35)로 전달될 수 있다. 방열 부재(35)로 전달된 열은 열 전달 부재를 통해 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 어느 하나의 케이스를 통해 외부로 신속히 전달될 수 있다. When the
혹시라도, 방열 부재(35)로부터 차폐 부재(23)로 열이 전달되는 경우, 이 열 또한 차폐 부재(23)와 연결되는 또 다른 열 전달 부재를 통해 제1 및 제2 케이스(10, 40) 중 어느 하나의 케이스를 통해 외부로 신속히 전달될 수 있다. 방열 부재(35)에 연결된 열 전달 부재와 차폐 부재(23)에 연결된 또 다른 열 전달 부재는 일체로 동일한 부재일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The heat is also transmitted to the first and
한편, 방열 부재(35)가 금속 재질로 이루어진 경우, 방열 부재(35)는 차폐 부재(23)로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 차폐 부재(23)가 생략되고 방열 부재(35) 하면 상에 제2 절연층(25)이나 도전 패턴(27, 29)이 형성될 수 있다.
On the other hand, when the
도 10은 제3 실시예에 따른 기판을 도시한 평면도이고, 도 11은 도 10의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 10 is a plan view showing a substrate according to a third embodiment, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line I-I 'of FIG.
제3 실시예는 코일(30)이 안착되기 위해 차폐 부재(23)에 형성된 리세스(41)를 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. 제3 실시예에서 제1 실시예와 동일한 물질을 포함하거나 동일한 형상이나 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.The third embodiment is substantially similar to the first embodiment except for the
도 10 및 도 11을 참조하면, 제3 실시예에 따른 기판(20B)은 차폐 부재(23)와 차폐 부재(23) 아래에 배치되는 도전 패턴(27, 29)을 포함할 수 있다. 10 and 11, the substrate 20B according to the third embodiment may include the shielding
필요에 따라, 차폐 부재(23) 위에 배치된 제1 절연층(21) 그리고 차폐 부재(23) 아래에 배치된 제2 절연층(25)이 더 포함될 수 있다. The first insulating
차폐 부재(23)가 전도성을 갖지 않는 경우 즉 절연성을 갖는 경우, 제1 절연층(21)이 생략되고 코일(30)이 곧바로 차폐 부재(23)의 상면에 접촉될 수 있다. The first insulating
차폐 부재(23)가 전도성을 갖지 않는 경우 즉 절연성을 갖는 경우, 제2 절연층(25)이 생략되고 도전 패턴(27, 29)이 차폐 부재(23)의 하면에 접촉되도록 형성될 수 있다. 즉, 도전 패턴(27, 29)이 스퍼터와 같은 증착 장비를 이용하여 직접 차폐 부재(23)의 하면에 형성될 수 있다. The second insulating
차폐 부재(23)의 상면은 리세스(41)를 포함할 수 있다. 리세스(41)는 코일(30)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The upper surface of the shielding
예컨대, 코일(30)이 스파이럴(spiral) 형상을 갖는 경우, 리세스(41) 또한 스파이럴 형상을 가질 수 있다. For example, when the
리세스(41)의 깊이(d)는 코일(30)의 직경(D)와 같거나 이보다 클 수 있다. 따라서, 코일(30)은 적어도 리세스(41) 내에 형성되므로, 적어도 코일(30)의 직경(D)만큼 무선전력 송신장치(200)의 두께가 줄어들 수 있다. The depth d of the
리세스(41)의 일부는 차폐 부재(23)의 끝단, 즉 측면과 만나는 영역까지 연장될 수 있다. 이러한 리세스(41)에 코일(30)의 인입 라인(55)과 인출 라인(57)이 배치될 수 있다. A part of the
인출 라인(57)이 인입 라인(55)과 오버랩되는 영역에서 인출 라인(57)이 인입 라인(55)과 전기적인 쇼트가 발생되지 않도록 인입 라인(55)과 오버랩되는 인출 라인(57)은 인입 라인(55)의 아래에 배치될 수 있다. 이를 위해 인출 라인(57)과 인입 라인(55)이 오버랩되는 영역에서의 인출 라인(57)이 안착되는 영역이 인입 라인(55)이 안착되는 영역보다 더 깊게 형성된 리세스(41)를 가질 수 있다. 이에 따라, 인출 라인(57)이 인입 라인(55)을 가로지르더라도, 인출 라인(57)이 인입 라인(55)과 전기적으로 쇼트되지 않게 될 수 있다. The
필요시, 보다 확실하게 인입 라인(55)과 인출 라인(57)의 전기적인 쇼트를 방지하기 위해, 인입 라인(55)과 인출 라인(57)이 중첩되는 영역에 절연성이 우수한 절연 재질, 예컨대 실리콘계 재질이 몰딩(molding)될 수 있다. 이러한 몰딩 부재는 코일(30)의 전 영역에 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. An insulating material having excellent insulation property such as a silicone type material is used in a region where the lead-in
제1 절연층(21) 또한 차폐 부재(23) 상에 배치되므로, 차폐 부재(23)의 리세스(41)에 대응하는 리세스(41)를 가질 수 있다. 이러한 경우, 제1 절연층(21)의 깊이 또한 코일(30)의 직경과 같거나 더 클 수 있다. The first insulating
코일(30)의 인입 라인(55)은 리세스(41)에서 정해진 수만큼 권선된 후 인출 라인(57)으로 인출될 수 있다. The lead-in
도면에는 인입 라인(55)과 인출 라인(57)이 인접하여 배치되고 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Although the
코일(30)의 인입 라인(55)과 인출 라인(57)은 도 1에 도시된 전력 소스(100)의 기능을 갖는 전자 부품(33)에 전기적으로 연결될 수 있다.
The
도 12는 제4 실시예에 따른 기판을 도시한 평면도이고, 도 13은 도 12의 J-J' 라인을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 12 is a plan view showing a substrate according to a fourth embodiment, and FIG. 13 is a sectional view taken along the line J-J 'in FIG.
제3 실시예의 코일(30)의 인입 라인(55)과 인출 라인(57) 대신에 제4 실시예는 비아 홀(43, 46)에 형성된 연결 라인(51, 53)이 사용된 점을 제외하고는 제3 실시예와 거의 유사하다. 제4 실시예에서 제1 내지 제3 실시예와 동일한 물질을 포함하거나 동일한 형상이나 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.Except that the connecting lines 51 and 53 formed in the via holes 43 and 46 are used in place of the
도 12 및 도 13을 참조하면, 제4 실시예에 따른 기판(20C)은 차폐 부재(23)와 차폐 부재(23) 아래에 배치되는 도전 패턴(27, 29)을 포함할 수 있다. 12 and 13, the substrate 20C according to the fourth embodiment may include the shielding
필요에 따라, 차폐 부재(23) 위에 배치된 제1 절연층(21) 그리고 차폐 부재(23) 아래에 배치된 제2 절연층(25)이 더 포함될 수 있다. The first insulating
제4 실시예에 따른 기판(20C)은 비아 홀(43, 46)을 포함할 수 있다. 비아 홀(43, 46)은 예컨대, 차폐 부재(23)를 관통하여 형성될 수 있다. 만일 제1 내지 제3 절연층(21, 25, 31)이 형성되는 경우, 비아 홀(43, 46)은 차폐 부재(23)뿐만 아니라 제1 내지 제3 절연층(21, 25, 31)을 관통하여 형성될 수 있다. The substrate 20C according to the fourth embodiment may include via
비아 홀(43, 46)은 차폐 부재(23)의 리세스(41)에 형성될 수 있다. 즉, 리세스(41)의 일 영역에 수직 방향으로 관통되는 비아 홀(43, 46)이 형성될 수 있다. The via holes 43 and 46 may be formed in the
비아 홀(43, 46)에 연결 라인(51, 53)이 형성될 수 있다. 연결 라인(51, 53)은 제1 및 제2 연결 라인을 포함할 수 있다. Connection lines 51 and 53 may be formed in the via-
비아 홀(43, 46)을 제1 및 제2 비아 홀을 포함할 수 있다. 제1 비아 홀(43)에 제1 연결 라인(51)이 형성되고, 제2 비아 홀(46)에 제2 연결 라인(53)이 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 비아 홀(43, 46)에 스퍼터링 공정에 의해 금속 물질이 채워짐으로써 제1 및 제2 연결 라인(51, 53)이 형성될 수 있다. 만일 차폐 부재(23)가 도전성을 갖는 경우, 제1 및 제 2 비아 홀(43, 46) 내의 차폐 부재(23)의 측면과 제1 및 제2 연결 라인(51, 53) 사이에 또 다른 절연층이 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The via-
제1 연결 라인(51)의 일측은 차폐 부재(23)의 하면 밖으로 돌출되고 제1 연결 라인(51)의 타측은 코일(30)의 일측과 접촉될 수 있다. 제2 연결 라인(53)의 일측은 차폐 부재(23)의 하면 밖으로 돌출되며 제1 연결 라인(51)의 일측과 이격되도록 배치되며 제2 연결 라인(53)의 타측은 코일(30)의 타측과 접촉될 수 있다. One side of the first connection line 51 protrudes out of the lower surface of the shielding
또는, 제1 및 제2 연결 라인(51, 53)은 절연막으로 둘러싸여진 도선으로서, 제1 및 제2 비아 홀(43, 46) 각각을 관통하여 코일(30)의 인입 라인(55)과 인출 라인(57)과 전기적으로 연결될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Alternatively, the first and second connection lines 51 and 53 are conductors surrounded by the insulating film and penetrate through the first and second via
또는, 제1 및 제2 연결 라인(51, 53)은 코일(30)과 일체로 형성되어 코일(30)의 양단으로부터 연장되어 제1 및 제2 비아 홀(43, 46)을 관통하도록 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Alternatively, the first and second connection lines 51 and 53 may be formed integrally with the
한편, 제3 및 제4 실시예에서 차폐 부재(23)에 리세스(41)가 형성되는 대신에, 제2 실시예의 방열 부재(35)에 리세스(41)가 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 차폐 부재(23)에 리세스(41)가 형성되지 않고 방열 부재(35)에 리세스(41)가 형성되고, 방열 부재(35)의 리세스(41)에 코일(30)이 안착될 수 있다. Instead of forming the
만일 방열 부재(35)에 리세스(41)가 형성되는 경우, 방열 부재(35)의 리세스(41)로부터 방열 부재(35) 및 차폐 부재(23)를 관통한 비아 홀(43, 46)이 형성될 수도 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been shown and described, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
10: 제1 케이스
20, 20A, 20B, 20C: 기판
21, 25, 31: 절연층
23: 차폐 부재
27, 29: 도전 패턴
30: 코일
33: 전자 부품
35: 방열 부재
40: 제2 케이스
41: 리세스
43, 46: 비아 홀
51, 53: 연결 라인
55: 인입 라인
57: 인출 라인
100: 전력 소스
200: 무선전력 송신장치
210: 송신 유도 코일
220: 송신 공진 코일
300: 무선전력 수신장치
310: 수신 공진 코일
320: 수신 유도 코일
330: 정류부
400: 부하단10: First case
20, 20A, 20B, 20C: substrate
21, 25, 31: insulating layer
23: shield member
27, 29: conductive pattern
30: Coil
33: Electronic parts
35:
40: Second case
41: recess
43, 46: via holes
51, 53: connection line
55: entry line
57: draw line
100: Power source
200: Wireless power transmitting device
210: transmission induction coil
220: transmission resonance coil
300: Wireless power receiving device
310: Receive resonant coil
320: reception induction coil
330: rectification part
400:
Claims (17)
자성체와 상기 자성체 아래에 배치되어 전자 부품과 전기적으로 연결되는 도전 패턴을 포함하는 기판; 및
상기 기판의 상기 자성체 상에 배치되는 코일을 포함하는 무선전력 송신장치.1. A wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power,
A substrate including a magnetic body and a conductive pattern disposed under the magnetic body and electrically connected to the electronic component; And
And a coil disposed on the magnetic body of the substrate.
상기 차폐 부재와 상기 코일 사이에 배치되는 방열 부재를 더 포함하는 무선전력 송신장치.The method according to claim 1,
And a heat dissipation member disposed between the shield member and the coil.
상기 차폐 부재 및 상기 방열 부재 중 하나는 리세스를 포함하는 무선전력 송신장치.3. The method of claim 2,
Wherein one of the shield member and the heat dissipation member includes a recess.
상기 차폐 부재 및 상기 방열 부재 중 하나의 상면 상에 배치되는 제1 절연층; 및
상기 차폐 부재의 하면 상에 배치되는 제2 절연층을 더 포함하는 무선전력 송신장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A first insulating layer disposed on an upper surface of one of the shield member and the heat radiation member; And
And a second insulating layer disposed on a lower surface of the shielding member.
상기 도전 패턴은 제1 및 제2 도전 패턴을 포함하고,
상기 제1 및 제2 도전 패턴 사이의 상기 제2 절연층의 하면 상에 제3 절연층을 더 포함하는 무선전력 송신장치.5. The method of claim 4,
Wherein the conductive pattern includes first and second conductive patterns,
And a third insulating layer on the lower surface of the second insulating layer between the first and second conductive patterns.
상기 차폐 부재 아래에 배치되는 제1 케이스; 및
상기 제1 케이스와 체결되고 상기 코일 위에 배치되는 제2 케이스를 더 포함하는 무선전력 송신장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A first case disposed under the shielding member; And
And a second case coupled to the first case and disposed over the coil.
상기 차폐 부재 및 상기 방열 부재 중 적어도 하나와 상기 제1 및 제2 케이스 중 하나를 연결시키는 열 전달 부재를 더 포함하는 무선전력 송신장치.The method according to claim 6,
Further comprising a heat transfer member connecting at least one of the shield member and the heat radiation member to one of the first and second cases.
상기 리세스는 상기 코일의 형상에 대응하는 형상을 갖는 무선전력 송신장치.The method of claim 3,
Wherein the recess has a shape corresponding to the shape of the coil.
상기 리세스의 깊이는 상기 코일의 직경과 같거나 더 큰 무선전력 송신장치.The method of claim 3,
Wherein the depth of the recess is equal to or greater than the diameter of the coil.
상기 리세스의 일부는 차폐 부재의 끝단으로 연장되고,
상기 연장된 리세스에 상기 코일의 인입 라인과 인출 라인이 배치되는 무선전력 송신장치.The method of claim 3,
Wherein a portion of the recess extends to an end of the shielding member,
And the lead-in line and the lead-out line of the coil are disposed in the extended recess.
상기 리세스는 상기 인입 라인과 상기 인출 라인이 오버랩되는 영역에서 상기 인입 라인과 상기 인출 라인 각각에 대응하고 서로 다른 깊이를 갖는 제1 및 제2 영역을 갖는 무선전력 송신장치. 11. The method of claim 10,
Wherein the recess has first and second regions corresponding to the lead-in line and the lead-out line and having different depths in a region where the lead-in line and the lead-out line overlap each other.
상기 리세스로부터 적어도 상기 차폐 부재를 관통하는 비아 홀; 및
상기 비아 홀에 형성되는 연결 라인을 더 포함하는 무선전력 송신장치.The method of claim 3,
A via hole penetrating at least the shielding member from the recess; And
And a connection line formed in the via hole.
상기 연결 전극은 상기 코일과 전기적으로 연결되는 무선전력 송싱장치.13. The method of claim 12,
And the connecting electrode is electrically connected to the coil.
상기 차폐 부재는 자성체인 무선전력 송신장치.14. The method according to any one of claims 1 to 3 and 8 to 13,
Wherein the shielding member is a magnetic body.
자성체와, 상기 자성체 상에 배치되는 방열 부재와, 상기 자성체 아래에 배치되어 전자 부품과 전기적으로 연결되는 도전 패턴을 포함하는 기판; 및
상기 방열 부재 상에 배치되는 코일을 포함하고,
상기 방열 부재는 리세스를 포함하고,
상기 코일은 상기 리세스에 배치되는 무선전력 송신장치.1. A wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power,
A substrate comprising: a magnetic body; a heat radiating member disposed on the magnetic body; and a conductive pattern disposed under the magnetic body and electrically connected to the electronic component; And
And a coil disposed on the heat dissipating member,
Wherein the heat dissipating member includes a recess,
Wherein the coil is disposed in the recess.
제1 케이스;
상기 제1 케이스 상에 배치되고, 차폐 부재, 상기 차폐 부재 상에 배치되는 방열 부재 및 상기 방열 부재와 상기 제1 케이스를 연결시키는 제1 열 전달 부재를 포함하고, 상기 방열 부재는 리세스를 포함하는 기판;
상기 리세스에 배치되는 코일; 및
상기 코일 상에 배치되며, 상기 제1 케이스와 체결되는 제2 케이스를 포함하는 무선전력 송신장치.1. A wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power,
A first case;
A heat dissipating member disposed on the first case and including a shield member, a heat dissipation member disposed on the shield member, and a first heat transfer member connecting the heat dissipation member and the first case, wherein the heat dissipation member includes a recess A substrate;
A coil disposed in the recess; And
And a second case disposed on the coil and coupled to the first case.
상기 차폐 부재와 상기 제1 케이스를 연결시키는 제2 열 전달 부재를 더 포함하는 무선전력 송신장치.17. The method of claim 16,
And a second heat transferring member connecting the shielding member and the first case.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130150742A KR20150065428A (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | Apparatus for transmitting wireless power |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2013
- 2013-12-05 KR KR1020130150742A patent/KR20150065428A/en not_active Application Discontinuation
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