KR20180097250A - 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기 - Google Patents

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KR20180097250A
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Abstract

실시예에 따른 무선 전력 수신기는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 상기 제1 코일 외부에 배치되며, 근거리통신을 위한 제1 코일; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 상기 제2 코일 외부에 배치되며, 근거리통신을 위한 제2 코일; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 무선으로 전력을 수신하기 위한 제3 코일; 상기 제3 코일로부터 수신한 AC전력을 DC전력으로 변환하는 정류기; 상기 변환된 DC전력을 특정 세기로 변환하는 변환기; 및 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이 또는 상기 제2 코일과 상기 제3 코일 사이에 배치되는 차폐 블록을 포함할 수 있다.

Description

멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기{MULTI COIL MODULE AND WIRELESS POWER RECEIVER}
본 발명은 멀티 코일 모듈 및 무선 전력 수신기에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북과 같은 휴대용 단말은 전력을 저장하는 배터리와 배터리의 충전 및 방전을 위한 회로를 포함한다. 이러한 단말의 배터리가 충전되려면, 외부의 충전기로부터 전력을 공급받아야 한다.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템" 이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 휴대용 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다.
이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신기 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신기 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 전력 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 전력 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 여기서, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 전력 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 전력 전송 방식이 이용될 수도 있다.
본 발명의 목적은 멀티 코일 모듈 및 상기 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수개의 코일 사이의 간섭 현상을 최소화시킴으로써 무선 충전 효율 및 무선 통신 효율을 극대화시키는 것이 가능한 멀티 코일 모듈 및 상기 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 상기 제1 코일 외부에 배치되며, 근거리통신을 위한 제1 코일; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 상기 제2 코일 외부에 배치되며, 근거리통신을 위한 제2 코일; 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 무선으로 전력을 수신하기 위한 제3 코일; 상기 제3 코일로부터 수신한 AC전력을 DC전력으로 변환하는 정류기; 상기 변환된 DC전력을 특정 세기로 변환하는 변환기; 및 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이 또는 상기 제2 코일과 상기 제3 코일 사이에 배치되는 차폐 블록을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 멀티 코일 모듈을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 코일 또는 안테나 사이의 간섭 현상을 최소화시킴으로써 무선 충전 효율 및 무선 통신 효율을 극대화시키는 것이 가능한 멀티 코일 모듈을 제공하는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2은 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 실시예에 따른 전자 장치의 코일 배치 구조도이다.
도 4는 실시예에 따른 전자 장치의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전자 장치의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 복수개의 코일 및 차폐 블록의 단면도이다.
이하, 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래" 및 "전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥적 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
실시예에 따른 무선충전장치는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있는 거치대 형태로 제공될 수 있다.
실시예에 따른 단말은 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 실시예에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 AirFuel Alliance(구 PMA, Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다. 또한 전자기 공진 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 AirFuel Alliance(구 A4WP, Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신단(10)과 무선 전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신단(20)이 무선 전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선 전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신단(20)과 무선 전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
일 실시예에 따른 무선 전력 수신단(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
특히, 일 실시예에 따른 무선 전력 송신단(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 접속된 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.
또한, 전자 기기(30) 사용자는 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신단(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신단(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신단(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신단(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 고속 충전 모드로 동작 및 전환 할 수 있다. 또한, 전자기기(30)는 사용자의 별도 요청이나 입력 없이도, 무선 전력 송신기(10)와 무선 전력 수신기(20)의 통신 및 협상 결과에 따라 자동으로 일반 저전력 모드로 동작 및 전환 할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 수신기(200)는 수신 코일(210), 정류기(220), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 230), 부하(240), 센싱부(250), 통신부(260), 주제어부(270)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(260)는 복조부(261) 및 변조부(262) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 도 2의 예에 도시된 무선 전력 수신기(200)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(미도시)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 다른 일 실시예에 따른 통신부(260)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.
수신 코일(210)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(220)에 전달할 수 있다. 정류기(220)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(230)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(230)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(240)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(240)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(210)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
센싱부(250)는 정류기(220) 출력 DC 전력의 세기를 측정하고, 이를 주제어부(270)에 제공할 수 있다. 또한, 센싱부(250)는 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(210)에 인가되는 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(270)에 전송할 수도 있다. 또한, 센싱부(250)는 무선 전력 수신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(270)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 주제어부(270)는 측정된 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치와 비교하여 과전압 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, 과전압이 발생된 경우, 과전압이 발생되었음을 알리는 소정 패킷을 생성하여 변조부(262)에 전송할 수 있다. 여기서, 변조부(262)에 의해 변조된 신호는 수신 코일(210) 또는 별도의 코일(미도시)을 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있다. 또한, 주제어부(270)는 정류기 출력 DC 전력의 세기가 소정 기준치 이상인 경우, 감지 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있으며, 감지 신호 수신 시, 해당 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(262)를 통해 무선 전력 송신기에 전송될 수 있도록 제어할 수 있다. 다른 일 예로, 복조부(261)는 수신 코일(210)과 정류기(220) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(220) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(270)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(270)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(262)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 주제어부(270)는 복조부(260)에 의해 복조된 정보에 기반하여 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전이 가능한 무선 전력 송신기인지 여부를 판단할 수도 있다.
또한, 주제어부(270)는 상기 도 1의 전자 기기(30)로부터 고속 충전을 요청하는 소정 고속 충전 요청 신호가 수신된 경우, 수신된 고속 충전 요청 신호에 대응되는 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(261)에 전송할 수 있다. 여기서, 전자 기기로부터의 고속 충전 요청 신호는 소정 사용자 인터페이스상에서의 사용자 메뉴 선택에 따라 수신될 수 있다.
또한, 주제어부(270)는 접속된 무선 전력 송신기가 고속 충전 모드를 지원하는 것이 확인된 경우, 배터리 잔량에 기반하여 자동으로 무선 전력 송신기에 고속 충전을 요청하거나 무선 전력 송신기가 고속 충전을 중단하고 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 제어할 수도 있다.
또한, 주제어부(270)는 일반 저전력 충전 모드로의 충전 중 전기 기기의 소비 전력을 실시간 모니터링할 수도 있다. 만약, 전자 기기의 소비 전력이 소정 기준치 이상인 경우, 주제어부(270)는 고속 충전 모드로의 전환을 요청하는 소정 충전 모드 패킷을 생성하여 변조부(261)에 전송할 수도 있다.
또한, 주제어부(270)는 센싱부(250)에 의해 측정된 내부 온도 값을 소정 기준치와 비교하여 과열 발생 여부를 판단할 수 있다. 만약, 고속 충전 중 과열이 발생된 경우, 주제어부(270)는 무선 전력 송신기가 일반 저전력 충전 모드로 전환하도록 충전 모드 패킷을 생성하여 전송할 수도 있다.
또한, 주제어부(270)는 배터리 충전률, 내부 온도, 정류기 출력 전압의 세기, 전자 기기에 탑재된 CPU 사용율, 사용자 메뉴 선택 중 적어도 하나에 기반하여 충전 모드의 변경이 필요한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 충전 모드의 변경이 필요하면, 상기 변경할 충전 모드 값이 포함된 충전 모드 패킷을 생성하여 상기 무선 전력 송신기에 전송할 수도 있다.
도 3은 실시예에 따른 전자 장치의 코일 배치 구조도이다.
상기 도 3을 참고하면, 실시예에 따른 상기 전자 장치(300)는 인쇄회로기판(301), 제1 코일(303), 제2 코일(305), 제3 코일(307)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 전자 장치(300)는 멀티 코일 모듈 또는 상기 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다.
상기 전자 장치(300)는 차폐시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐시트는 상기 인쇄회로기판(301) 및 상기 제1 내지 제3 코일(303 내지 307)의 상부에 배치되거나, 상기 인쇄회로기판(301)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 차폐시트는 상기 인쇄회로기판(301)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 상기 차폐시트는 상기 제1 내지 제3 코일(303 내지 307)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐시트는 상기 자기장이 상기 인쇄회로기판(301)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 상기 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(303)은 근거리통신(near field communication; NFC)용 코일일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(300)는 상기 제1 코일(303)을 통해 다른 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(305)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST)용 코일일 수 있다. 상기 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 상기 전자 장치(300)는 상기 제2 코일(305)을 통해 상기 전자 장치(300)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(307)은 무선 충전용 코일일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(300)는 상기 제3 코일(307)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제1 코일(303)은 상기 인쇄회로기판(301)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 코일(303)은 상기 인쇄회로기판(301)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(302)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제2 코일(305)은 상기 제1 코일(303)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 코일(305)은 상기 제1 코일(303)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(304)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제3 코일(307)은 상기 제2 코일(305)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제3 코일(307)은 상기 제2 코일(305)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(306)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 전자 장치의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
상기 도 4를 참고하면, 실시예에 따른 상기 전자 장치(400)는 인쇄 회로 기판(401), 제1 코일(403), 제2 코일(405), 제3 코일(407)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 전자 장치(400)는 멀티 코일 모듈 또는 상기 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치(400)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 인쇄 회로 기판(401) 및 상기 제1 내지 제3 코일(403, 405, 407)의 상부에 배치되거나, 상기 인쇄회로기판(301)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 차폐 시트는 상기 인쇄 회로 기판(401)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 상기 차폐 시트는 상기 제1 내지 제3 코일(403, 405, 407)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 자기장이 상기 인쇄 회로 기판(401)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 상기 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(403)은 근거리통신(near field communication; NFC)용 코일일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(400)는 상기 제1 코일(403)을 통해 다른 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(405)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST)용 코일일 수 있다. 상기 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 상기 전자 장치(400)는 상기 제2 코일(405)을 통해 상기 전자 장치(400)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(407)은 무선 충전용 코일일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(400)는 상기 제3 코일(407)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제1 코일(403)은 상기 인쇄회로기판(401)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 코일(403)은 상기 인쇄회로기판(401)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(402)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제2 코일(405)은 상기 제1 코일(403)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 코일(405)은 상기 제1 코일(403)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(404)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제3 코일(407)은 상기 제2 코일(405)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제3 코일(407)은 상기 제2 코일(405)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(406)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치(400)는 적어도 하나의 차폐 블록을 포함할 수 있다. 상기 차폐 블록은 더미(dummy) 블록으로 지칭될 수 있다. 상기 더미 블록은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 상부가 뾰족한 삼각형 블록, 하부가 뾰족한 역삼각형 블록, 사각형 블록 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판(401)의 일부일 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판(401)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄 회로 기판(401)은 상기 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판(401) 또는 상기 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판(401) 또는 상기 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 상기 제1 내지 제3 코일(403, 405, 407)이 상기 인쇄 회로 기판(401) 또는 상기 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치(400)는 제1 내지 제8 더미 블록(408 내지 415)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 더미 블록(408 내지 411)은 상기 인쇄 회로 기판(401) 상의 상기 제2 이격 공간(404)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 더미 블록(408)은 상기 제2 코일(405)의 외측 경계선의 좌상부 및 상기 제1 코일(403)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 더미 블록(409)은 상기 제2 코일(405)의 외측 경계선의 우상부 및 상기 제1 코일(403)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제3 더미 블록(410)은 상기 제2 코일(405)의 외측 경계선의 우하부 및 상기 제1 코일(403)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제4 더미 블록(411)은 상기 제2 코일(405)의 외측 경계선의 좌하부 및 상기 제1 코일(403)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
상술한 더미 블록의 위치는 실시예로서, 더미 블록의 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 코일 사이 영역이라면 좌측, 우측이 아닌 중간 부분에 배치될 수도 있다.
실시예에 따른 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 더미 블록(408 내지 411)은 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)의 전류의 양이 증가하는 상기 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 더미 블록(408 내지 411)은 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 상기 제5 내지 제8 더미 블록(412 내지 415)은 상기 인쇄 회로 기판(401) 상의 상기 제3 이격 공간(406)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 더미 블록(412)은 상기 제3 코일(407)의 외측 경계선의 좌상부 및 상기 제2 코일(405)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제6 더미 블록(413)은 상기 제3 코일(407)의 외측 경계선의 우상부 및 상기 제2 코일(405)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제7 더미 블록(414)은 상기 제3 코일(407)의 외측 경계선의 우하부 및 상기 제2 코일(405)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제8 더미 블록(415)은 상기 제3 코일(407)의 외측 경계선의 좌하부 및 상기 제2 코일(405)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 상기 제5 내지 제8 더미 블록(412 내지 415)은 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)의 전류의 양이 증가하는 상기 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 상기 제5 내지 제8 더미 블록(412 내지 415)은 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 인쇄 회로 기판(401)은 상기 인쇄 회로 기판(401)의 전면에 상기 제1 내지 제8 더미 블록(408 내지 415)을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판(401)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄 회로 기판(401)은 상기 인쇄 회로 기판(401)의 후면에 상기 제1 내지 제8 더미 블록(408 내지 415)과 동일한 패턴의 다른 더미 블록들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 더미 블록(408 내지 410)은 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 더미 블록(408 내지 410)은 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치됨으로써, 상기 제1 코일(403) 및 상기 제2 코일(405) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
또한, 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 상기 제5 내지 제8 더미 블록(411 내지 415)은 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제5 내지 제8 더미 블록(411 내지 415)은 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치됨으로써, 상기 제2 코일(405) 및 상기 제3 코일(407) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전자 장치의 코일 및 차폐 블록의 배치 구조도이다.
상기 도 5를 참고하면, 실시예에 따른 상기 전자 장치(500)는 인쇄 회로 기판(501), 제1 코일(503), 제2 코일(505), 제3 코일(507)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 전자 장치(500)는 멀티 코일 모듈 또는 상기 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치(500)는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 인쇄 회로 기판(501) 및 상기 제1 내지 제3 코일(503, 505, 507)의 상부에 배치되거나, 상기 인쇄회로기판(501)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 차폐 시트는 상기 인쇄 회로 기판(501)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 상기 차폐 시트는 상기 제1 내지 제3 코일(503, 505, 507)에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 자기장이 상기 인쇄 회로 기판(501)상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 상기 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 제1 코일(503)은 근거리통신(near field communication; NFC)용 코일일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(500)는 상기 제1 코일(503)을 통해 다른 전자 장치(미도시)와 근거리통신 신호를 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 제2 코일(505)은 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST)용 코일일 수 있다. 상기 마그네틱 보안 전송은 마그네틱 신용카드 정보를 무선으로 전송시켜 결제하는 방식을 의미한다. 예를 들어, 상기 전자 장치(500)는 상기 제2 코일(505)을 통해 상기 전자 장치(500)에 저장된 신용카드 정보를 신용카드 결제 단말기(미도시)에 전송할 수 있다.
실시예에 따른 제3 코일(507)은 무선 충전용 코일일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치(500)는 상기 제3 코일(507)을 통해 무선 전력을 송수신할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제1 코일(503)은 상기 인쇄회로기판(501)의 외곽선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 코일(503)은 상기 인쇄회로기판(501)의 외곽선으로부터 미리 정해진 제1 이격 공간(502)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제2 코일(505)은 상기 제1 코일(503)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 코일(505)은 상기 제1 코일(503)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제2 이격 공간(504)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제3 코일(507)은 상기 제2 코일(505)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 제3 코일(507)은 상기 제2 코일(505)의 내측 경계선으로부터 미리 정해진 제3 이격 공간(506)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치(500)는 적어도 하나의 차폐 블록을 포함할 수 있다. 상기 차폐 블록은 더미(dummy) 블록으로 지칭될 수 있다. 상기 더미 블록은 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 상부가 뾰족한 삼각형 패턴, 하부가 뾰족한 역삼각형 패턴, 사각형 패턴 등으로 제조될 수 있다.
실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 인쇄회로기판(501)의 일부일 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 인쇄회로기판(501)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄회로기판(501)은 상기 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판(501) 또는 상기 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판(501) 또는 상기 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 상기 제1 내지 제3 코일(503, 505, 507)이 상기 인쇄 회로 기판(501) 또는 상기 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치(500)는 제1 내지 제8 더미 블록(508 내지 515)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제1 내지 제8 더미 블록(508 내지 515)은 상기 코일들로부터 미리 정해진 거리 이상 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제8 더미 블록(508 내지 515)은 각각의 폭의 길이 또는 두께는 미리 정해진 길이 이상일 수 있다.
실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 더미 블록(508 내지 511)은 상기 인쇄 회로 기판(501) 상의 상기 제2 이격 공간(504)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 더미 블록(508)은 상기 제2 코일(505)의 외측 경계선의 좌상부 및 상기 제1 코일(503)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 더미 블록(509)은 상기 제2 코일(505)의 외측 경계선의 우상부 및 상기 제1 코일(503)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제3 더미 블록(510)은 상기 제2 코일(505)의 외측 경계선의 우하부 및 상기 제1 코일(503)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제4 더미 블록(511)은 상기 제2 코일(505)의 외측 경계선의 좌하부 및 상기 제1 코일(503)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 더미 블록(508 내지 511)은 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)의 전류의 양이 증가하는 상기 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 더미 블록(508 내지 511)은 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 상기 제5 내지 제8 더미 블록(512 내지 515)은 상기 인쇄 회로 기판(501) 상의 상기 제3 이격 공간(506)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 더미 블록(512)은 상기 제3 코일(507)의 외측 경계선의 좌상부 및 상기 제2 코일(505)의 내측 경계선의 좌상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제6 더미 블록(513)은 상기 제3 코일(507)의 외측 경계선의 우상부 및 상기 제2 코일(505)의 내측 경계선의 우상부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제7 더미 블록(514)은 상기 제3 코일(507)의 외측 경계선의 우하부 및 상기 제2 코일(505)의 내측 경계선의 우하부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제8 더미 블록(515)은 상기 제3 코일(507)의 외측 경계선의 좌하부 및 상기 제2 코일(505)의 내측 경계선의 좌하부 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)은 전원이 인가될 경우, 굴곡진 부분에 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 실시예에 따른 상기 제5 내지 제8 더미 블록(512 내지 515)은 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)의 전류의 양이 증가하는 상기 굴곡진 부분에 배치됨으로써, 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 상기 제5 내지 제8 더미 블록(512 내지 515)은 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)의 전류의 양이 증가하는 모서리 부분에 배치됨으로써, 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507) 간의 전자기적인 간섭을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 인쇄 회로 기판(501)은 상기 인쇄 회로 기판(501)의 전면에 상기 제1 내지 제8 더미 블록(508 내지 515)을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판(501)의 후면에 추가적인 적어도 하나의 더미 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄 회로 기판(501)은 상기 인쇄 회로 기판(501)의 후면에 상기 제1 내지 제8 더미 블록(508 내지 515)과 동일한 패턴의 다른 더미 블록들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 더미 블록(508 내지 510)은 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 더미 블록(508 내지 510)은 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치됨으로써, 상기 제1 코일(503) 및 상기 제2 코일(505) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
또한, 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)의 패턴의 폭 또는 두께는 달라질 수 있다. 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분은 전류의 양이 증가할 수 있다. 이때, 상기 제5 내지 제8 더미 블록(511 내지 515)은 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제5 내지 제8 더미 블록(511 내지 515)은 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507)의 패턴의 폭의 길이 또는 두께가 넓은 부분에 배치됨으로써, 상기 제2 코일(505) 및 상기 제3 코일(507) 간의 전자기적인 간섭 또는 자기장을 차단할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 복수개의 코일 및 차폐 블록의 단면도이다.
실시예에 따른 상기 전자 장치는 인쇄 회로 기판, 제1 코일, 제2 코일, 더미 블록을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 전자 장치(300)는 멀티 코일 모듈 또는 상기 멀티 코일 모듈을 포함하는 무선 전력 수신기일 수 있다. 상기 더미 블록은 차폐 블록으로 지칭될 수 있다.
실시예에 따른 상기 전자 장치는 차폐 시트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 제1 코일, 상기 제2 코일, 상기 더미 블록 사이에 배치될 수 있다. 상기 차폐 시트는 상기 인쇄 회로 기판과 동일한 면적을 가질 수 있다. 상기 차폐 시트는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 의해 발생되는 자기장을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 자기장이 상기 인쇄 회로 기판상에 배치되는 각종 전자 회로들(미도시)에 영향을 미치지 못하도록 상기 자기장을 차폐할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 근거리통신(near field communication; NFC)용 코일 또는 마그네틱 보안 전송(magnetic secure transmission; MST)용 코일 또는 무선 충전용 코일일 수 있다.
실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 인쇄회로기판의 일부일 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 인쇄회로기판에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄회로기판은 상기 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
다른 실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 차폐 시트의 일부일 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 차폐 시트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐 시트는 상기 더미 블록이 포함되도록 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판 또는 상기 차폐 시트와는 다른 별도의 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 별도의 전류가 인가되지 않는 금속 또는 플라스틱의 물질일 수 있다. 상기 더미 블록은 상기 인쇄 회로 기판 또는 상기 차폐 시트에 패턴 인쇄를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 더미 블록은 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일이 상기 인쇄 회로 기판 또는 상기 차폐 시트에 패턴 인쇄될 경우, 동시에 패턴 인쇄될 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 상기 코일들과 동시에 형성될 수 있기 때문에 추가 공정이 추가되지 않을 수 있다. 즉, 상기 더미 블록은 추가적인 공정 비용 없이 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 6의 (a)를 참고하면 제1 코일(602) 및 제2 코일(603) 사이에 배치되는 더미 블록(604)의 단면은 삼각형일 수 있다. 이때, 상기 더미 블록(604)은 상기 더미 블록(604)의 경사진 면을 통해 상기 제1 코일(602) 및 상기 제2 코일(603)이 발생하는 자기장의 방향을 상부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 더미 블록(604)은 상기 제1 코일(602) 및 상기 제2 코일(603)의 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 실시예에 따른 기판(601)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록(604)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록(604)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (b)를 참고하면 제1 코일(606) 및 제2 코일(607) 사이에 배치되는 더미 블록(608)의 단면은 상부가 뾰족하고 오목한 경사진 면을 갖는 형상일 수 있다. 이때, 상기 더미 블록(608)은 상기 더미 블록(608)의 경사진 면을 통해 상기 제1 코일(606) 및 상기 제2 코일(607)이 발생하는 자기장의 방향을 상부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 더미 블록(608)은 상기 제1 코일(606) 및 상기 제2 코일(607)의 전송 효율을 증가시킬 수 있다. 실시예에 따른 기판(605)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록(608)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록(608)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (c)를 참고하면 제1 코일(610) 및 제2 코일(611) 사이에 배치되는 더미 블록(612)의 단면은 역삼각형일 수 있다. 이때, 상기 더미 블록(612)은 상기 더미 블록(612)의 경사진 면을 통해 상기 제1 코일(610) 및 상기 제2 코일(611)이 발생하는 자기장의 방향을 하부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 더미 블록(612)은 상기 제1 코일(610) 및 상기 제2 코일(611)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(609)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록(612)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록(612)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (d)를 참고하면 제1 코일(614) 및 제2 코일(615) 사이에 배치되는 더미 블록(616)의 단면은 하부가 뾰족하고 오목한 경사진 면을 갖는 형상일 수 있다. 이때, 상기 더미 블록(616)은 상기 더미 블록(616)의 경사진 면을 통해 상기 제1 코일(614) 및 상기 제2 코일(615)이 발생하는 자기장의 방향을 하부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 더미 블록(616)은 상기 제1 코일(614) 및 상기 제2 코일(615)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(613)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록(616)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록(616)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (e)를 참고하면 제1 코일(618) 및 제2 코일(619) 사이에 배치되는 더미 블록(620)의 단면은 미리 정해진 폭을 갖는 사각형일 수 있다. 이때, 상기 더미 블록(620)은 상기 더미 블록(620)의 미리 정해진 폭을 통해 상기 제1 코일(618) 및 상기 제2 코일(619)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(617)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록(620)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록(620)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (f)를 참고하면 제1 코일(622) 및 제2 코일(623) 사이에 배치되는 제1 더미 블록(624) 및 제2 더미 블록(625)의 단면은 미리 정해진 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 상기 제1 더미 블록(624) 및 상기 제2 더미 블록(625)은 이중 차폐 구조를 통해 상기 제1 코일(622) 및 상기 제2 코일(623)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(621)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록들(624, 625)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록들(624, 625)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (g)를 참고하면 제1 코일(627) 및 제2 코일(628) 사이에 배치되는 제1 더미 블록(629), 제2 더미 블록(630), 제3 더미 블록(631)의 단면은 미리 정해진 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 더미 블록(629 내지 631)은 삼중 차폐 구조를 통해 상기 제1 코일(627) 및 상기 제2 코일(628)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(626)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록들(629, 630, 631)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록들(629, 630, 631)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
도 6의 (h)를 참고하면 제1 코일(633) 및 제2 코일(634) 사이에 배치되는 더미 블록(635)의 단면은 T자 형상일 수 있다. 이때, 상기 더미 블록(635)은 상기 더미 블록(635)의 T자 형상을 통해 상기 제1 코일(633) 및 상기 제2 코일(634)이 발생하는 자기장의 방향을 하부로 변경할 수 있다. 이에 따라, 상기 더미 블록(635)은 상기 제1 코일(633) 및 상기 제2 코일(634)에 의해 발생되는 자기장을 효율적으로 차폐할 수 있다. 실시예에 따른 기판(632)은 인쇄회로기판 또는 차폐 시트일 수 있다. 이때 상기 더미 블록(635)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와 일체형으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따라 상기 더미 블록(635)은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 차폐 시트와는 별도의 재질로 구성된 차폐 블록일 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 상기 제1 코일 외부에 배치되며, 근거리통신을 위한 제1 코일;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 상기 제2 코일 외부에 배치되며, 근거리통신을 위한 제2 코일;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 무선으로 전력을 수신하기 위한 제3 코일;
    상기 제3 코일로부터 수신한 AC전력을 DC전력으로 변환하는 정류기;
    상기 변환된 DC전력을 특정 세기로 변환하는 변환기; 및
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이 또는 상기 제2 코일과 상기 제3 코일 사이에 배치되는 차폐 블록을 포함하는, 무선 전력 수신기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 상부 또는 하부에 배치되는 차폐시트를 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 코일은 마그네틱 보안 전송을 위한 코일인, 무선 전력 수신기.
  4. 제1 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 제1 코일은 NFC용 코일인, 무선 전력 수신기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐 블록은 상기 제1 코일 내지 제3 코일과 이격되어 배치되는, 무선 전력 수신기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐 블록은 상기 제1 코일 내지 제3 코일의 굴곡진 부분에 배치되는, 무선 전력 수신기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코일의 폭은 상이하며,
    상기 차폐 블록은 상기 제1 코일의 폭이 큰 부분에 배치되는, 무선 전력 수신기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 코일의 폭은 상이하며,
    상기 차폐 블록은 상기 제2 코일의 폭이 큰 부분에 배치되는, 무선 전력 수신기.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 차폐 블록은 상기 차폐시트와 동일한 물질로 구성되는, 무선 전력 수신기.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐 블록의 단면의 형상은 상기 제1 코일 내지 제3 코일의 단면의 형상과 상이한, 무선 전력 수신기.
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