WO2019031775A1 - 무선충전장치 케이스 - Google Patents

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WO2019031775A1
WO2019031775A1 PCT/KR2018/008863 KR2018008863W WO2019031775A1 WO 2019031775 A1 WO2019031775 A1 WO 2019031775A1 KR 2018008863 W KR2018008863 W KR 2018008863W WO 2019031775 A1 WO2019031775 A1 WO 2019031775A1
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WO
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heat insulating
wireless power
receiving portion
coil
wireless
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/008863
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English (en)
French (fr)
Inventor
은상기
김철호
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to wireless power transmission technology, and more particularly, to a wireless charging device case that accommodates a wireless charging device.
  • Portable terminals such as mobile phones and laptops, include a battery for storing power and a circuit for charging and discharging the battery. In order for the battery of such a terminal to be charged, power must be supplied from an external charger.
  • a charging system (hereinafter referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly are proposed.
  • the wireless charging system since the wireless charging system has not been installed in some portable terminals in the past and the consumer has to purchase a separate wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system is low, but the wireless charging user is expected to increase rapidly.
  • Wireless charging function is expected to be equipped basically.
  • a wireless charging system comprises a wireless power transmitter for supplying electric energy in a wireless power transmission mode and a wireless power receiver for receiving electric energy supplied from a wireless power transmitter to charge the battery.
  • Such a wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission scheme (e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.).
  • a wireless power transmission scheme e.g., electromagnetic induction scheme, electromagnetic resonance scheme, RF wireless power transmission scheme, etc.
  • the wireless power transmission scheme may be based on a variety of wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction scheme in which a magnetic field is generated in a power transmitter coil and charged using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in a receiver coil under the influence of its magnetic field .
  • the electromagnetic induction type wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technique defined by a Wireless Power Consortium (WPC) and an Air Fuel Alliance (formerly PMA, Power Matters Alliance).
  • the wireless power transmission scheme may employ an electromagnetic resonance scheme in which the magnetic field generated by the transmission coil of the wireless power transmitter is tuned to a specific resonance frequency to transmit power to a nearby wireless power receiver .
  • the electromagnetic resonance method may include a resonance type wireless charging technique defined in the Air Fuel Alliance (formerly A4WP, Alliance for Wireless Power) standards organization, a wireless charging technology standard organization.
  • a wireless power transmission scheme may use an RF wireless power transmission scheme that transmits power to a wireless power receiver located at a remote location by applying low-power energy to the RF signal.
  • the power of the wireless power receiver is increased due to the input signal of high intensity, and the emission of electromagnetic waves is increased. If the temperature increases due to the heat generation, the wireless power receiver may cause a problem such as deterioration of wireless power reception performance or damage to the internal system. In addition, a wireless power receiver may suffer from a load impairment if the load is a battery, even if the charging state is close to the buffer, receiving a high-intensity input signal. The wireless power receiver then requests the wireless power transmitter to control the power transmission according to the state of charge of the wireless power receiver.
  • a wireless power receiver may reduce the power transmission of the wireless power transmitter or shut off the charging to protect the battery when the battery temperature is above a certain temperature.
  • the wireless power transmitter since the wireless power transmitter can not know the charging state of the wireless power receiver, the wireless power transmitter operates passively by the wireless power receiver, so that the wireless charging can not be efficiently controlled.
  • the wireless power transmitter there is a problem that the wireless charging efficiency due to the heat generation in the apparatus is reduced or the forced charging is interrupted according to the power transmission.
  • the present embodiment is designed to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present embodiment is to provide a wireless charging device case.
  • a wireless charging apparatus case comprising: a receiving part for receiving a substrate on which a transmitting coil and a driving unit for providing output power to the transmitting coil are mounted; And an insulating portion disposed on the receiving portion and forming a disposition surface on which the wireless power receiving device is disposed.
  • the receiving portion and the heat insulating portion include a vent hole.
  • a wireless recharging device case includes: a first accommodating portion for accommodating one or more transmission coils; A second accommodating portion for accommodating a substrate on which a driving unit for providing output power to the transmission coil is mounted; And a first heat insulating portion disposed between the second accommodating portion and the first accommodating portion.
  • the second accommodating portion, the first accommodating portion, and the heat insulating portion include vent holes.
  • the effect of the wireless charging device case according to the present embodiment is as follows.
  • the present embodiment can provide a wireless charging device case.
  • this embodiment can reduce the heat generation of the wireless charging device.
  • this embodiment can maintain or increase the wireless charging efficiency due to the reduction in heat generation of the wireless charging device.
  • this embodiment can prevent the charging time delay due to the invention of the wireless charging device.
  • the present embodiment can have a charging efficiency and an exothermic reduction effect while taking the aesthetic specifications of the wireless charging device into consideration.
  • the present embodiment can have a charging efficiency and an exothermic reduction effect while taking the aesthetic specifications of the wireless charging device into consideration.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a current sensor structure of the wireless power transmitter according to FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter of FIG.
  • FIG. 5 is a view for explaining the structure of a wireless power transmitter according to the first embodiment and a case for accommodating the same.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a second embodiment and a case for accommodating the same.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a third embodiment and a case for accommodating the same.
  • FIG. 8 is a graph for explaining a charging state of the wireless power receiver when wirelessly charged using a wireless power transmitter to which the wireless charging device case of FIG. 7 is applied.
  • FIG. 9 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a fourth embodiment and a case for accommodating the same.
  • FIG. 10 is a graph for explaining the charging state of the wireless power receiver when wirelessly charged using the wireless power transmitter to which the wireless charging device case of FIG. 9 is applied.
  • FIG. 11 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a fifth embodiment and a case for accommodating the same.
  • FIG. 12 is a view for explaining the structure of a wireless power transmitter according to a sixth embodiment and a case for accommodating the same.
  • FIG. 13 is a graph for explaining a charging state of a wireless power receiver when wirelessly charged using a wireless power transmitter to which the wireless charging device case of FIG. 12 is applied.
  • FIG. 14 is a graph showing a current change, a temperature change, and a charging rate change according to a charging state of a wireless power receiver when wirelessly charged using a wireless power transmitter of a wireless charging device case to which a seventh embodiment is applied.
  • 15 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a seventh embodiment and a case for accommodating the wireless power transmitter.
  • 16 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to an eighth embodiment and a case for accommodating the same.
  • 17 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a ninth embodiment and a case for accommodating the wireless power transmitter.
  • FIG. 18 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a tenth embodiment and a case for accommodating the same.
  • the terms used in the embodiments of the present invention are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the present invention.
  • the singular forms may include plural forms unless otherwise specified in the text, and may be combined as A, B, and C when described as "at least one (or more than one) of B and C" ≪ / RTI > and any combination thereof.
  • terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms are not limited to the nature, order or order of the constituent elements.
  • an apparatus for transmitting wireless power on a wireless power charging system includes a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, a transmitter, a transmitter, a transmitter, , , A wireless power transmission device, a wireless power transmitter, a wireless charging device, and the like.
  • a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a wireless power receiving device, a receiving terminal, a receiving side, a receiving device, a receiver Terminals and the like can be used in combination.
  • the wireless charging device may be configured as a pad type, a cradle type, an access point (AP) type, a small base type, a stand type, a ceiling embedded type, a wall type, Power may be transmitted to the device.
  • AP access point
  • a wireless power transmitter can be used not only on a desk or on a table, but also developed for automobiles and used in a vehicle.
  • a wireless power transmitter installed in a vehicle can be provided in a form of a stand that can be easily and stably fixed and mounted.
  • a wireless power receiver according to another embodiment may also be mounted on a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone or the like.
  • a wireless power receiver may include at least one wireless power transmission scheme and may receive wireless power from two or more wireless power transmitters at the same time.
  • the wireless power transmission scheme may include at least one of the electromagnetic induction scheme, the electromagnetic resonance scheme, and the RF wireless power transmission scheme.
  • the wireless power receiving means for supporting the electromagnetic induction method includes a wireless power consortium (WPC), which is a wireless charging technology standard organization, and an electromagnetic induction wireless charging technique defined by the Air Fuel Alliance (formerly PMA, Power Matters Alliance) .
  • the wireless power receiving means supporting the electromagnetic resonance method may include a resonance wireless charging technique defined in the Air Fuel Alliance (formerly Alliance for Wireless Power) standard mechanism, a wireless charging technology standard organization.
  • a wireless power transmitter and a wireless power receiver that constitute a wireless power system can exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication.
  • the in-band communication and the BLE communication can be performed by a pulse width modulation method, a frequency modulation method, a phase modulation method, an amplitude modulation method, an amplitude and phase modulation method, and the like.
  • the wireless power receiver can transmit various control signals and information to the wireless power transmitter by generating a feedback signal by switching on / off the current induced through the reception coil in a predetermined pattern.
  • the information transmitted by the wireless power receiver may include various status information including received power intensity information.
  • the wireless power transmitter can calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power intensity information.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a wireless charging system according to an embodiment.
  • the wireless charging system includes a wireless power transmission terminal 10 for wirelessly transmitting power, a wireless power receiving terminal 20 for receiving the transmitted power, and an electronic device 30 Lt; / RTI >
  • the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 can perform in-band communication in which information is exchanged using the same frequency band as the operating frequency used for wireless power transmission.
  • the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 may perform out-of-band communication in which information is exchanged using a different frequency band different from an operating frequency used for wireless power transmission.
  • information exchanged between the wireless power transmitting terminal 10 and the wireless power receiving terminal 20 may include control information as well as status information of each other.
  • the status information and the control information exchanged between the transmitting and receiving end will become more apparent through the description of the embodiments to be described later.
  • the in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may be provided.
  • the unidirectional communication may be that the wireless power receiving terminal 20 transmits information only to the wireless power transmitting terminal 10, but the present invention is not limited thereto, and the wireless power transmitting terminal 10 may transmit information Lt; / RTI >
  • bidirectional communication is possible between the wireless power receiving terminal 20 and the wireless power transmitting terminal 10, but information can be transmitted only by any one device at any time.
  • the wireless power receiving terminal 20 may acquire various status information of the electronic device 30.
  • the status information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying a running application, CPU usage information, battery charge status information, battery output voltage / current information, And is information obtainable from the electronic device 30 and available for wireless power control.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a structure of a current sensor of the wireless power transmitter of FIG.
  • the wireless power transmitter 200 includes a power conversion unit 210, a power transmission unit 220, a wireless charging communication unit 230, a control unit 240, a current sensor 250, a temperature sensor 260 ), A storage unit 270, and a timer 280.
  • the configuration of the wireless power transmitter 200 is not necessarily essential, and may be configured to include more or less components.
  • the power supply unit 100 may supply power.
  • the power supply unit 100 may correspond to a battery built in the wireless power transmitter 200, or may be an external power supply.
  • the embodiment is not limited to the form of the power supply unit 100.
  • the power conversion unit 210 may convert the power to a predetermined intensity.
  • the power converter 210 may include a DC / DC converter 211 and an amplifier 212.
  • the DC / DC converting unit 211 may convert the DC power supplied from the power supply unit 100 into a DC power having a specific intensity according to a control signal of the controller 240.
  • the amplifier 212 may adjust the intensity of the DC / DC converted power according to the control signal of the controller 240.
  • the control unit 240 may receive the power reception status information or the power control signal of the wireless power receiver through the wireless charging communication unit 230 and may receive the power control signal based on the received power reception status information or the power control signal, ) Can be adjusted dynamically.
  • the power reception status information may include, but is not limited to, intensity information of the rectifier output voltage, intensity information of the current applied to the reception coil, and the like.
  • the power control signal may include a signal for requesting power increase, a signal for requesting power reduction, and the like.
  • the current sensor 250 can measure an input current input to the driving unit 221.
  • the current sensor 250 may provide the measured input current value to the control unit 240.
  • the current sensor 240 may sense the input current input to the driving unit 2210 of the power transfer unit 220 and provide the sensed sensing voltage Vsense to the control unit 240 have.
  • the input current may be the rail current (Ir).
  • the rail current Ir may be a current flowing from the power conversion unit 210 to the driving unit 221.
  • the rail current Ir may be a current flowing from the power supply unit 100 to the driving unit 221 when the driving unit 221 receives power directly from the power supply unit 100 by the power conversion unit 210 .
  • the current sensor 250 may include a sensing resistor R1, a first auxiliary capacitor C1, a second auxiliary capacitor C2, and an amplifier 251.
  • the sensing resistor R1 generates a voltage difference due to the rail current Ir, and can input the generated voltage difference to the amplifier 251.
  • the sensing resistor R1 may be connected in series between the power conversion unit 210 and the power transfer unit 220.
  • Both ends of the sensing resistor R1 may be input to the non-inverting input terminal IN + and the inverting input terminal IN- of the amplifier 251, respectively.
  • the first auxiliary capacitor C1 can store the voltages at both ends of the sensing resistor R1 to increase the accuracy of the sensing measurement.
  • the first auxiliary capacitor C1 may be connected in parallel with the sensing resistor R1.
  • the amplifier 251 can amplify the voltage difference input by the sensing resistor R 1 with the gain A (Gain A) and output it as the sensing voltage Vsense.
  • the amplifier 251 can receive the driving voltage Vcc and the ground power and drive the same.
  • the second auxiliary capacitor C2 can remove the noise of the driving voltage Vcc input to the amplifier 251. [
  • the second auxiliary capacitor C2 may be connected at one end to the driving voltage Vcc input terminal of the amplifier 251 and at the other end to the ground power supply.
  • the controller 240 may determine the state of charge of the wireless power receiver based on the input current value measured by the current sensor 250. That is, the controller 240 can determine the state of charge of the wireless power receiver through the change of the input current.
  • the charging state of the wireless power receiver may include a plurality of charging states.
  • the charging states of the plurality of wireless power receivers may include first through fourth charging states.
  • the first to sixth currents may flow in accordance with the first to fourth charging states of the input current. More specifically, the first charging state of the wireless power receiver may be wireless charging in a normal charging mode, a medium power charging mode, or a fast charging mode. That is, the first charging state of the wireless power receiver may be a state in which the charging power by the wireless power receiver is not limited according to the power transmission contract.
  • the input current of the wireless power transmitter in a first state of charge of the wireless power receiver may flow through a first current.
  • the second charging state of the wireless power receiver may be such that the charging power is limited such that the wireless power receiver reaches a predetermined temperature below a predetermined battery charging rate.
  • the input current of the wireless power transmission device may flow through a second current.
  • the third state of charge of the wireless power receiver may be a state where the wireless power receiver has reached a predetermined temperature above a predetermined battery charge rate and the wireless charging is interrupted.
  • the input current of the wireless power transmitter may flow a third current.
  • the fourth state of charge of the wireless power receiver may be a state in which the wireless power receiver has phased the charge power as the battery charge reaches a predetermined charge rate close to the buffer.
  • the input current of the wireless power transmitter in the fourth charging state of the wireless power receiver may flow in the fourth through sixth current sequences.
  • the control unit 240 may determine that the wireless power receiver is in the first charging state when the input current is the first current. Also, the controller 240 may determine that the wireless power receiver is in the second charging state when the input current is the second current. Also, the controller 240 may determine that the wireless power receiver is in the third charging state when the input current is the third current. Also, the controller 240 may determine that the wireless power receiver is in the fourth charging state when the input current is sequentially changed from the fourth current to the sixth current.
  • the control unit 240 may control at least one of the power unit 100 and the power conversion unit 210 according to the charging state of the wireless power receiver.
  • the control unit 240 may transmit power at a lower power than the charging power intensity according to the request of the wireless power receiver in the second charging state of the wireless power receiver.
  • the input current of the wireless power transmitter at a charging power intensity required by the wireless power receiver in the second charging state of the wireless power receiver may be a second current.
  • the controller 240 further reduces the input current to a level lower than that of the second current so as to provide a transmission power lower than the charging power intensity required by the wireless power receiver.
  • the control unit 240 may stop the wireless charging in the third charging state of the wireless power receiver. More specifically, when the wireless power receiver is in the third charging state, the controller 240 can cut off the power supply from the power supply unit 100 or block the supply of power to the amplifier 212. Thereafter, the control unit 240 can restart the wireless charging when a predetermined time has elapsed or when the internal temperature drops by a predetermined temperature. Accordingly, the wireless power transmitter according to an exemplary embodiment can prevent an overheating phenomenon of the wireless power receiver.
  • the temperature sensor 260 may measure the internal temperature of the wireless power transmitter 200 and provide the measurement result to the control unit 240. More specifically, the temperature sensor 260 may include one or more temperature sensors. As shown in FIG. 4, one or more temperature sensors may be arranged corresponding to the transmission coil 223 of the power transmission unit 220 to measure the temperature of the transmission coil 223.
  • the control unit 240 may adaptively cut off the power supply from the power supply unit 100 or block the power supply to the amplifier 212 based on the temperature value measured by the temperature sensor 260 .
  • a power cutoff circuit may be further provided at one side of the power conversion unit 210 to cut off the power supplied from the power supply unit 100 or cut off power supplied to the amplifier 212.
  • control unit 240 may adjust the intensity of the power supplied to the power transfer unit 220 based on the temperature value measured by the temperature sensor 260.
  • the wireless power transmitter according to the embodiment can prevent the internal circuit from being damaged due to overheating.
  • the controller 240 may restart the wireless charging if the internal temperature of the wireless power transmitter 200 drops by a predetermined temperature after the wireless charging is stopped and the third charging state of the wireless power receiver is started. For example, if the controller 240 is cooled at the first internal temperature of the wireless power transmitter 200 when the wireless charging is stopped due to the third charging state of the wireless power receiver and becomes the second internal temperature, You can restart it.
  • the second internal temperature may be lower than the first internal temperature.
  • the wireless power transmitter determines that the battery temperature of the wireless power receiver is lowered based on the cooling of the internal temperature of the wireless power transmitter.
  • the second internal temperature may be at least 3 degrees below the first internal temperature.
  • the second internal temperature may be 5 degrees below the first internal temperature. Accordingly, the wireless power transmitter according to the embodiment can prevent the wireless power transmitter from being overheated again when the wireless charging is restarted after the wireless charging is stopped due to the overheating of the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter according to an exemplary embodiment may prevent the wireless power transmitter from being overheated again when the wireless charging is restarted, thereby reducing the wireless charging time.
  • the power transmitting unit 220 transmits the power signal output from the power converting unit 210 to the wireless power receiver.
  • the power transmitting unit 220 may include a driving unit 221, a selecting unit 222, and one or more transmitting coils 223.
  • the driving unit 221 may generate an AC power signal having an AC component having a specific frequency inserted into the DC power signal output from the power conversion unit 210 and transmit the generated AC power signal to the transmission coil 223.
  • the frequencies of the AC power signals transmitted to the plurality of transmission coils included in the transmission coil 223 may be the same or different from each other.
  • the selecting unit 222 may receive an AC power signal having a specific frequency from the driving unit 221 and may transmit the AC power signal to the transmitting coil selected from among the plurality of transmitting coils.
  • the coil selector 222 may control the AC power signal to be transmitted to the transmission coil selected by the controller 240 according to a predetermined control signal of the controller 240.
  • the selecting unit 222 may include a switch 222 for connecting LC resonant circuits corresponding to the plurality of transmitting coils 223. In this case, The selection unit 222 may be omitted from the power transmission unit 220 when the transmission coil 223 is configured as one transmission coil.
  • the transmitting coil 223 may include at least one transmitting coil and may transmit the AC power signal received from the selecting unit 222 to the receiver through the corresponding transmitting coil.
  • the transmission coil 223 may include first to n-th transmission coils.
  • the selection unit 222 may be implemented with a switch as shown in FIG. 4 or a multiplexer (not shown).
  • the transmission coil 223 may include one capacitor 224 connected in series with a plurality of transmission coils to implement an LC resonant circuit.
  • the capacitor 224 may have one end connected to the transmission coil 223 and the other end connected to the driving unit 221.
  • the 'corresponding transmission coil' may mean a transmission coil having a state capable of being coupled by the electromagnetic field to the reception coil of a wireless power receiver qualified to receive power wirelessly.
  • the controller 240 may determine a transmission coil to be used for wireless power transmission among a plurality of transmission coils provided based on a signal strength indicator received in response to a digital ping signal transmitted for each transmission coil You can choose dynamically.
  • the control unit 240 may control the selector 222 or the multiplexer (not shown) so that the detection signals may be sequentially transmitted through the first to n-th transmission coils 223 during the first detection signal transmission procedure have. At this time, the control unit 240 can identify the time at which the sensing signal is transmitted using the timer 290. When the sensing signal transmission time comes, the controller 240 controls the selector 222 or the multiplexer So that the detection signal can be transmitted through the transmission coil. For example, the timer 290 can send a specific event signal to the control unit 240 at predetermined intervals during the ping transmission step. When the event signal is detected, the control unit 240 selects the event signal from the selection unit 222 or the multiplexer So that the digital ping can be transmitted through the corresponding transmission coil.
  • the control unit 240 can restart the wireless charging when the predetermined time has elapsed using the timer 290 after the wireless charging is stopped and the third charging state of the wireless power receiver is stopped. For example, when the wireless charging is interrupted due to the third charging state of the wireless power receiver, the controller 240 may restart the wireless charging after the timer 290 has elapsed and five minutes have elapsed.
  • the modulation unit 231 may modulate the control signal generated by the control unit 240 and transmit the modulated control signal to the driving unit 221.
  • the modulation scheme for modulating the control signal includes a frequency shift keying (FSK) modulation scheme, a Manchester coding modulation scheme, a phase shift keying (PSK) modulation scheme, a pulse width modulation scheme, A differential bi-phase modulation method, and the like.
  • the demodulator 232 can demodulate the detected signal and transmit the demodulated signal to the controller 240 when a signal received through the transmission coil is detected.
  • the demodulated signal may include a signal strength indicator, an error correction (EC) indicator for power control during wireless power transmission, an end of charge indicator (EOC), an overvoltage / overcurrent / overheat indicator, but is not limited to, various status information for identifying the status of the wireless power receiver.
  • the demodulating unit 232 may identify which of the transmitting coils the demodulated signal is received and may provide the controlling unit 240 with a predetermined transmitting coil identifier corresponding to the identified transmitting coil.
  • the wireless power transmitter 200 may obtain the signal strength indicator through in-band communication that uses the same frequency used for wireless power transmission to communicate with the wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter 200 can transmit wireless power using the transmission coil 223, as well as exchange various information with the wireless power receiver through the transmission coil 223.
  • the wireless power transmitter 200 may further include a separate coil corresponding to each of the transmission coils 223 (i.e., first through n-th transmission coils) It should be noted that it may also perform in-band communication with the receiver.
  • the storage unit 270 stores the input current value of the wireless power transmitter according to the charging state of the wireless power receiver, the charging power intensity, the charging stop state, the temperature of the wireless power transmitter for charging restart, Can be stored.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver interworking with the wireless power transmitter of FIG.
  • the wireless power receiver 300 includes a receiving coil 310, a rectifier 320, a DC / DC converter 330, a load 340, a sensing unit 350, 360, and a main control unit 370.
  • the communication unit 360 may include at least one of a demodulation unit 361 and a modulation unit 362.
  • the communication unit 360 may provide short-range bidirectional communication through a frequency band different from the frequency band used for wireless power signal transmission.
  • the AC power received through the receive coil 310 may be delivered to the rectifier 320.
  • the rectifier 320 may convert the AC power to DC power and transmit it to the DC / DC converter 330.
  • the DC / DC converter 330 may convert the intensity of the rectifier output DC power to a specific intensity required by the load 340 and then deliver it to the load 340.
  • the receiving coil 310 may include a plurality of receiving coils (not shown), that is, first through n-th receiving coils.
  • the frequency of the AC power transmitted to each of the reception coils (not shown) may be different from each other, and another embodiment may include a predetermined frequency controller having a function of adjusting LC resonance characteristics for different reception coils
  • the resonance frequencies of the respective reception coils can be set differently.
  • the load 340 may be a terminal including a battery or a battery.
  • the sensing unit 350 may include a current sensor to measure the intensity of the charging current applied to the receiving coil 310 according to the wireless power reception and transmit the measurement result to the main control unit 370
  • the sensing unit 350 may include a temperature sensor to measure the battery temperature of the wireless power receiver 300 and provide the measured temperature value to the main control unit 370.
  • the load 340 is a terminal, the terminal may measure the temperature of the battery and provide it to the main control unit 370.
  • the demodulation unit 361 demodulates the AC power signal between the reception coil 310 and the rectifier 320 or the DC power signal output from the rectifier 320 to identify whether the detection signal is received, As shown in FIG. At this time, the main control unit 370 can control the signal strength indicator corresponding to the detection signal to be transmitted through the modulator 362.
  • the main control unit 370 may request charging power control or wireless charging stop of the wireless power transmitter 200 according to a charging state based on at least one of the battery charging rate and the battery temperature. More specifically, the main control unit 370 can request the charging power according to the power transmission contract in the first charging state.
  • the intensity of the charging current may depend on the intensity of the charging power. That is, the charging current in the first charging state may be higher than the charging current in the second to fourth charging states.
  • the main control unit 370 may request the wireless power transmitter 200 to lower the charging power in the second charging state. In this case, the charging current may be lower than the charging current in the first charging state.
  • the main control unit 370 may request the wireless power transmitter 200 to stop charging in the third charging state.
  • the intensity of the charging current may be lowest or not flowing.
  • the main control unit 370 may request the wireless power transmitter 200 to gradually lower the intensity of the charging power in the fourth charging state.
  • the charging current may be a form in which the charging current is sequentially lowered.
  • the battery temperature of the wireless power receiver may be reduced due to heat generated by the wireless charging device case.
  • the wireless power receiver may operate to limit the received wireless power to not be sent to the battery when the battery charging rate of the wireless power receiver exceeds a certain charging rate and the battery temperature of the wireless power receiver exceeds a certain temperature.
  • the wireless charging device case continues to charge wirelessly, but the battery of the wireless power receiving device may not be charged.
  • the temperature of the battery becomes higher than 44 ° C at a time when the charging rate of the battery exceeds 80%.
  • FIG. 5 is a view for explaining the structure of a wireless power transmitter according to the first embodiment and a case for accommodating the same.
  • the wireless charging device case 500 may include a receiving portion 510 and a heat insulating portion 520.
  • the accommodating portion 510 accommodates a substrate 511 for mounting a driving portion and various components required for wireless charging, a power transmitting coil 513, and a coil substrate 512 for supporting the same.
  • the wireless charging device case 500 may be formed by vertically stacking the receiving portion 510 and the heat insulating portion 520 as shown in (a). At this time, the receiving portion 510 and the heat insulating portion 520 may be formed as independent spaces.
  • the upper surface of the insulating portion 520 may include a placement surface 511 on which the wireless power receiver can be placed, as shown in FIG.
  • the receiving part 510 can receive the substrate 511 on which the transmitting coil 513 and the driving part for supplying power to the transmitting coil 513 are mounted.
  • the receiving portion 510 may have a height and a width at which the substrate 511 and the transmitting coil 513 can be received.
  • the receiving portion 510 may receive one or more transmitting coils.
  • the transmit coil may be formed adjacent to a placement surface 521 on which the wireless power receiver is disposed.
  • the heat insulating portion 520 may be disposed on the upper portion of the receiving portion 510. Specifically, the heat insulating portion 520 can reduce the heat of the substrate 511 and the transmitting coil 513 mounted in the receiving portion 510 and reduce the heat conduction to the wireless power receiver disposed on the placing surface 521 .
  • the heat insulating portion 520 has a height that can minimize thermal conduction from the receiving portion 510.
  • the heat insulating portion 520 may be formed to correspond to the height of the receiving portion 510.
  • the heat insulating portion 520 may be formed at a height equal to or greater than the height of the receiving portion 510.
  • the width of the heat insulating portion 520 may be the same as the width of the receiving portion 510 to enhance the aesthetic effect. However, the present invention is not limited thereto, and the heat insulating portion 510 may be formed in accordance with the embodiment. The width of the receiving portion 510 may be greater than or less than the width of the receiving portion 510.
  • the heat insulating portion 520 may be formed of an air gap to reduce the heat generated by the receiving portion 510 and to minimize thermal conduction. Specifically, the heat insulating portion 520 is formed to have a critical height and a width, and may be formed as an air layer.
  • the heat insulating portion 520 may be filled with a heat insulating material rather than an air gap.
  • the heat insulating portion 520 may be filled with a heat insulating material that can have a heat generating temperature and a heat conduction reducing effect than an air gap.
  • a ventilation hole 530 may be formed in the housing part 510 and the heat insulating part 520.
  • the vent hole 530 can perform the function of releasing heat in the receiving portion 510 and the heat insulating portion 520.
  • vent holes 531 and 532 are formed in the receiving part 510 and the heat insulating part 520, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and a vent hole 530 may be formed in any one of the receiving portion 510 and the heat insulating portion 520.
  • the present invention is not limited thereto, and the air hole 530 may be formed flush with the side surface of the case 500, Or may be formed to be recessed inward, and may be formed in various shapes according to the embodiments.
  • a wiring hole (not shown) is formed in the accommodating portion 510 so that the lead wiring can pass through.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a second embodiment and a case for accommodating the same.
  • the wireless charging device case 600 may include a receiving portion 610 and a heat insulating portion 620.
  • the receiving portion 610 accommodates a substrate 611 for mounting a driving portion and various components required for wireless charging, a power transmitting coil 613, and a coil substrate 612 for supporting the same.
  • the wireless charging device case 600 may be formed by vertically stacking the receiving portion 610 and the heat insulating portion 620 as shown in (a). At this time, the receiving portion 610 and the heat insulating portion 620 may be formed as independent spaces.
  • the receiving portion 610 can receive the substrate 611 on which the transmitting coil 613 and the driving portion for supplying power to the transmitting coil 613 are mounted.
  • the receiving portion 610 may have a height and a width at which the substrate 611 and the transmitting coil 613 can be accommodated.
  • the receiving portion 610 may receive one or more transmitting coils.
  • the transmit coil may be formed adjacent to the placement surface 622 where the wireless power receiver is located.
  • the heat insulating portion 620 may be disposed on the upper portion of the receiving portion 610. Specifically, the heat insulating portion 620 reduces the heat generated by the substrate 611 and the transmitting coil 613 that are mounted in the receiving portion 610, and reduces heat conduction to the wireless power receiver disposed on the placing surface 622 have.
  • the heat insulating portion 620 has a height that can minimize the heat conduction from the receiving portion 610.
  • the heat insulating portion 620 may be formed corresponding to the height of the receiving portion 610.
  • the heat insulating portion 620 may be formed to be less than or equal to the height of the receiving portion 610.
  • the width of the heat insulating portion 620 may be the same as the width of the receiving portion 610 to enhance the aesthetic effect. However, it is not limited thereto, and the heat insulating portion 620 may be formed to have a width exceeding or less than the width of the receiving portion 610 according to the embodiment.
  • the heat insulating portion 620 may include a first heat insulating portion 621 and a second heat insulating portion 622.
  • the first heat insulating portion 621 may be formed on the upper portion of the receiving portion 610 and may include a heat insulating layer formed to be filled with an air gap or a heat insulating material.
  • the second heat insulating portion 622 includes a heat insulating material and may be formed of a material through which transmit power of the transmitting coil 613 disposed under the first heat insulating portion 621 can be transmitted.
  • the second heat insulating portion 622 is located on the first heat insulating portion 621 and may be formed of a heat insulating member including a heat insulating material. At this time, the second heat insulating portion 622 may be formed in a pad shape including a heat insulating material. Also, the second heat insulating portion 622 may be formed as a placement surface on which the wireless power receiver is disposed as shown in (b). However, the present invention is not limited thereto, and the second heat insulating portion 622 may be disposed between the placing surface and the first heat insulating portion 621.
  • a ventilation hole 630 may be formed in the receiving portion 610 and the heat insulating portion 620.
  • the ventilation hole 630 can perform a function for discharging heat in the receiving portion 610 and the heat insulating portion 620.
  • 6, ventilation holes 631 and 632 are formed in the receiving portion 610 and the heat insulating portion 620, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and the vent hole 630 may be formed in any one of the receiving portion 610 and the heat insulating portion 620.
  • vent hole 630 may be formed to be flush with the lateral height of the case 600, Or may be formed to be recessed inward, and may be formed in various shapes according to the embodiments.
  • a wiring hole (not shown) is formed in the accommodating portion 610 so that the lead wiring can pass through.
  • the heat insulating member includes the heat insulating layer including the air gap or the heat insulating material and the heat insulating member disposed above the heat insulating layer, thereby reducing the temperature of the containing portion 610, By reducing thermal conduction to a wireless power receiver disposed on the top surface, stable wireless charging can be achieved while maintaining wireless charging efficiency.
  • FIG. 7 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a third embodiment and a case for accommodating the wireless power transmitter.
  • FIG. 8 is a block diagram of a wireless power transmitter And FIG.
  • the wireless charging device case 700 may include a receiving portion 710 and a heat insulating portion 720.
  • the receiving portion 710 accommodates a substrate 711 for mounting a driving portion and various components required for wireless charging, a power transmitting coil 713, and a coil substrate 712 for supporting the same.
  • the wireless charging device case 700 may be formed by vertically stacking the receiving portion 710 and the heat insulating portion 720 as shown in (a). At this time, the receiving portion 710 and the heat insulating portion 720 may be formed as independent spaces.
  • the receiving portion 710 can receive the substrate 711 on which the transmitting coil 713 and the driving portion for supplying power to the transmitting coil 713 are mounted.
  • the receiving portion 710 may have a height and a width at which the substrate 711 and the transmitting coil 713 can be received.
  • the receiving portion 710 may receive one or more transmitting coils.
  • the transmit coil may be formed adjacent to the placement surface 722 where the wireless power receiver is located.
  • the heat insulating portion 720 may be disposed on the upper portion of the receiving portion 710. Specifically, the heat insulating portion 720 reduces the heat generated by the substrate 711 and the transmitting coil 713 mounted in the receiving portion 710, and reduces heat conduction to the wireless power receiver disposed on the placing surface 722 have.
  • the heat insulating portion 720 has a height capable of minimizing thermal conduction from the receiving portion 710.
  • the heat insulating portion 720 may be formed corresponding to the height of the receiving portion 710.
  • the heat insulating portion 720 may be formed to be less than or equal to the height of the receiving portion 710.
  • the width of the heat insulating portion 720 may be the same as the width of the receiving portion 710 to enhance the aesthetic effect. However, it is not limited thereto, and the heat insulating portion 720 may be formed to have a width exceeding or less than the width of the receiving portion 710 according to the embodiment.
  • the heat insulating portion 720 may include a first heat insulating portion 721 and a second heat insulating portion 722.
  • the first heat insulating portion 721 may be formed on the upper portion of the receiving portion 710 and may be formed of a heat insulating layer formed to be filled with an air gap or a heat insulating material.
  • the secondary insulator 722 may be disposed on a placement surface when a wireless power receiver is deployed.
  • the second insulating portion 722 may be formed of a material including rubber.
  • the second heat insulating portions 722 may be disposed on the placement surface 723 as shown in (b) of FIG.
  • the second heat insulating portion 722 may be disposed in a ring shape including rubber so as to correspond to the shape of the placement surface 723. Or may be arranged to cover the placement surface 723 in a pad shape including rubber.
  • the heat insulating member constituting the second heat insulating portion 722 is made of rubber, and its shape is not limited and may have various shapes and arrangement structures.
  • a ventilation hole 730 may be formed in the receiving portion 710 and the heat insulating portion 720. Specifically, the ventilation hole 730 can perform the function for discharging the heat in the receiving portion 710 and the heat insulating portion 720. 7, vent holes 731 and 732 are formed in the receiving portion 710 and the heat insulating portion 720, respectively. However, the present invention is not limited thereto, and a vent hole 730 may be formed in any one of the receiving portion 710 and the heat insulating portion 720.
  • vent holes 730 may be formed to be flush with the lateral height of the case 700 Or may be formed to be recessed inward, and may be formed in various shapes according to the embodiments.
  • a wiring hole (not shown) is formed in the accommodating portion 710 so that the lead wiring can pass through.
  • the wireless charging device may malfunction due to the heat generated by the substrate 711 or the transmission coil 713 during the wireless charging operation, or the wireless power receiver may not operate normally until the buffering time Can be solved.
  • 8 is a graph for explaining a charging state of a wireless power receiver during a wireless charging operation using a wireless charging device case to which another embodiment is applied.
  • FIG. 8 shows the battery charging current of the wireless power receiver, the battery charging rate of the wireless power receiver, and the battery temperature over time during wireless charging.
  • the wireless power receiver is able to charge the battery charge current at the highest intensity when the initial charge begins.
  • the battery charge rate can also rise at the highest rate.
  • the battery charge rate will continue to increase to 85%, up from the previous 80%.
  • the battery temperature can be maintained around 40 ° C up to the buffering point. That is, the temperature of the battery can be minimized by the case in which the heat generated in the wireless power transmitter is applied in the case of wireless charging. Therefore, the wireless power receiver and the battery can maintain a specific temperature by the heat generated by the wireless charging and the heat of the small amount of the wireless power transmitter.
  • the heat generated by the wireless power transmitter by the wireless charging is conducted to the wireless power receiver, and the temperature of the battery accordingly increases as the charging time continues.
  • a case structure that can reduce the heat of the wireless power transmitter and reduce the conductivity with respect to generated heat, it is possible to reduce battery temperature rise and thereby achieve stable and high efficiency battery charging
  • FIG. 9 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a fourth embodiment and a case for accommodating the wireless power transmitter.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wireless power transmitter And FIG.
  • the wireless charging device case 900 may include a receiving portion 910 and a heat insulating portion 920.
  • the receiving portion 910 accommodates a substrate 911 for mounting a driving portion and various components required for wireless charging, a power transmitting coil 913, and a coil substrate 912 for supporting the substrate.
  • the wireless charging device case 900 may be formed by vertically stacking the receiving portion 910 and the heat insulating portion 920 as shown in (a). At this time, the receiving portion 910 and the heat insulating portion 920 may be formed as independent spaces.
  • the receiving portion 910 can receive the substrate 911 on which the transmitting coil 913 and the driving portion for supplying power to the transmitting coil 913 are mounted.
  • the receiving portion 910 may have a height and a width at which the substrate 911 and the transmitting coil 913 can be accommodated.
  • the receiving portion 910 may receive one or more transmitting coils.
  • the transmit coil may be formed adjacent to a placement surface 922 on which the wireless power receiver is located.
  • the heat insulating portion 920 may be disposed on the upper portion of the receiving portion 910. Specifically, the heat insulating portion 920 reduces the heat generated by the substrate 911 and the transmitting coil 913 that are mounted in the receiving portion 910, and reduces heat conduction to the wireless power receiver disposed on the placing surface 922 have.
  • the heat insulating portion 920 has a height that can minimize heat conduction from the receiving portion 910.
  • the heat insulating portion 920 may be formed corresponding to the height of the receiving portion 910.
  • the heat insulating portion 920 may be formed to be less than or equal to the height of the receiving portion 910.
  • the width of the heat insulating portion 920 may be the same as the width of the receiving portion 910 in order to enhance the aesthetic effect. However, it is not limited thereto, and the heat insulating portion 920 may be formed to have a width exceeding or less than the width of the receiving portion 910 according to the embodiment.
  • the heat insulating portion 920 may include a first heat insulating portion 921 and a plurality of second heat insulating portions 922 and 923.
  • the first heat insulating portion 921 may be formed on an upper portion of the receiving portion 910 and may be formed of a heat insulating layer formed to be filled with an air gap or a heat insulating material.
  • a plurality of second heat insulating portions 922 and 923 may be disposed on the heat insulating layer 921 or may include a first heat insulating member 922 formed by a placement surface 922 on which the wireless power receiver is disposed, And a second heat insulating member 923 disposed on the upper portion of the first heat insulating member 922.
  • the first heat insulating member 922 includes a heat insulating material and may be formed of a material through which transmit power of the transmitting coil 913 disposed under the first heat insulating portion 921 can be transmitted.
  • the first heat insulating member 922 may be formed in a pad shape including a heat insulating material.
  • the first heat insulating member 921 may be formed as a disposition surface in which the upper surface of the (b) wireless power receiver is disposed as shown in FIG.
  • the present invention is not limited thereto, and the first heat insulating member 922 may be disposed between the placing surface and the first heat insulating member 921.
  • the second heat insulating member 923 may be formed of a material including rubber.
  • the second heat insulating members 923 may be disposed on the upper surface of the first heat insulating member 922 as shown in FIG.
  • the second heat insulating member 923 may be arranged to correspond to the shape of the first heat insulating member 922 in a ring shape including rubber. Or may be arranged to cover the first heat insulating member 922 in a pad shape including rubber.
  • the heat insulating member constituting the second heat insulating member 923 is made of rubber, and its shape is not limited, and may have various shapes and arrangement structures.
  • a vent hole 930 may be formed in the receiving portion 910 and the heat insulating portion 920.
  • the vent hole 930 can perform a function for discharging heat in the receiving portion 910 and the heat insulating portion 920.
  • ventilation holes 931 and 932 are formed in the receiving portion 910 and the heat insulating portion 920, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and the vent hole 930 may be formed in any one of the receiving portion 910 and the heat insulating portion 920.
  • vent hole 930 may be formed flush with the lateral height of the case 900 Or may be formed to be recessed inward, and may be formed in various shapes according to the embodiments.
  • a wiring hole (not shown) is formed in the accommodating portion 910 so that the lead wiring can pass through.
  • the wireless charging device may malfunction due to the heat generated by the substrate 911 or the transmission coil 913 during the wireless charging operation by the case of the wireless charging device to which the another embodiment is applied, or the wireless power receiver may not operate normally until the buffering Can be solved.
  • 10 is a graph for explaining a charging state of a wireless power receiver in a wireless charging operation using a wireless charging device case to which another embodiment is applied.
  • FIG. 10 shows the battery charge current of the wireless power receiver, the battery charge rate of the wireless power receiver, and the battery temperature over time during wireless charging.
  • the wireless power receiver is able to charge the battery charge current at the highest intensity when the initial charge begins.
  • the battery charge rate can also rise at a high rate.
  • the charging rate of the battery continuously increases until the buffering time (charging rate is 100%).
  • the battery temperature can be maintained around 40 ° C up to the buffering point. That is, the temperature of the battery can be minimized by the case in which the heat generated in the wireless power transmitter is applied in the case of wireless charging. Therefore, the wireless power receiver and the battery can maintain a specific temperature by the heat generated by the wireless charging and the heat of the small amount of the wireless power transmitter.
  • the heat generated by the wireless power transmitter by the wireless charging is conducted to the wireless power receiver, and the temperature of the battery accordingly increases as the charging time continues.
  • application of a case structure that reduces the heat generation of the wireless power transmitter and reduces the conductivity with respect to generated heat can reduce the battery temperature rise, thereby realizing stable and high efficiency battery charging
  • FIG. 11 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a fifth embodiment and a case for accommodating the same.
  • the wireless charging device case 1100 may include a receiving portion 1100 and a heat insulating portion 1120.
  • the receiving portion 1110 accommodates a substrate 1111 for mounting a driving portion and various components required for wireless charging, a power transmitting coil 1113, and a coil substrate 1112 for supporting the same.
  • the wireless charging device case 1100 may be formed by vertically stacking the receiving portion 1110 and the heat insulating portion 1120 as shown in (a). At this time, the receiving portion 1110 and the heat insulating portion 1120 may be formed as independent spaces.
  • the receiving portion 1110 can receive the substrate 1111 on which the transmitting coil 1113 and the driving portion for supplying power to the transmitting coil 1113 are mounted.
  • the receiving portion 1110 may have a height and a width at which the substrate 1111 and the transmitting coil 1113 can be accommodated.
  • the receiving portion 1110 may receive one or more transmitting coils.
  • the transmit coil may be formed adjacent to the placement surface 1122 where the wireless power receiver is located.
  • a heat insulating portion 1120 may be disposed on the upper portion of the receiving portion 1110. Specifically, the heat insulating portion 1120 reduces the heat generated by the substrate 1111 and the transmitting coil 1113 that are mounted in the receiving portion 1110, and reduces heat conduction to the wireless power receiver disposed on the placing surface 1122 have.
  • the heat insulating portion 1120 has a height that can minimize the heat conduction from the receiving portion 1110.
  • the heat insulating portion 1120 may be formed corresponding to the height of the receiving portion 1110.
  • the heat insulating portion 1120 may be formed to be less than or equal to the height of the receiving portion 1110.
  • the width of the heat insulating portion 1120 may be the same as the width of the receiving portion 1110 to enhance the aesthetic effect. However, it is not limited thereto, and the heat insulating portion 1120 may be formed to have a width exceeding or less than the width of the receiving portion 1110 according to the embodiment.
  • the heat insulating portion 1120 may include a first heat insulating portion 1121 and a second heat insulating portion 1122.
  • the first heat insulating portion 1121 may be formed on the upper portion of the receiving portion 1110, and may be formed of a heat insulating layer formed to be filled with an air gap or a heat insulating material.
  • the second heat insulating portion 1122 may be formed of a material such as paper which can transmit transmit power of the transmission coil 613 disposed under the first heat insulating portion 621. [ At this time, the second heat insulating portion 1122 may be formed in a pad shape of a paper material.
  • the second heat insulating portion 1122 may be formed as a disposition surface in which the upper surface of the (b) wireless power receiver is disposed as shown in FIG.
  • the present invention is not limited thereto, and the second heat insulating portion 1122 may be disposed between the placing surface and the first heat insulating portion 1121.
  • a ventilation hole 1130 may be formed in the receiving portion 1110 and the heat insulating portion 1120.
  • the ventilation hole 1130 can perform the function for discharging the heat in the receiving portion 1110 and the heat insulating portion 620.
  • vent holes 1131 and 1132 are formed in the receiving portion 1110 and the heat insulating portion 1120, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and a vent hole 1130 may be formed in any one of the receiving portion 1110 and the heat insulating portion 1120.
  • the present invention is not limited thereto, and the air hole 1130 may be formed to be flush with the side surface of the case 1100 Or may be formed to be recessed inward, and may be formed in various shapes according to the embodiments.
  • a wiring hole (not shown) is formed in the accommodating portion 1110 so that the lead wiring can pass through.
  • the heat insulating member includes the air gap or the heat insulating member including the heat insulating material and the paper pad disposed above the heat insulating layer, thereby reducing the temperature of the receiving portion 1110, By reducing the thermal conduction to the wireless power receiver disposed in the wireless network, the wireless charging efficiency can be maintained and stable wireless charging can be performed.
  • FIG. 12 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a sixth embodiment and a case for accommodating the wireless power transmitter according to the sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram of a wireless power transmitter And FIG.
  • the wireless charging device case 1200 may include a receiving portion 1210 and a heat insulating portion 1220.
  • the receiving portion 1210 accommodates a substrate 1211 for mounting a driving portion and various components required for wireless charging, a power transmitting coil 1213, and a coil substrate 1212 for supporting the substrate.
  • the wireless charging device case 1200 may be formed by vertically stacking a receiving portion 1210 and a heat insulating portion 1220 as shown in (a). At this time, the receiving portion 1210 and the heat insulating portion 1220 may be formed as independent spaces.
  • the receiving part 1210 can receive the substrate 1211 on which the transmitting coil 1213 and the driving part for supplying power to the transmitting coil 1213 are mounted.
  • the receiving portion 910 may have a height and a width at which the substrate 1211 and the transmitting coil 1213 can be accommodated.
  • the receiving portion 1210 may receive one or more transmitting coils.
  • the transmit coil may be formed adjacent to the placement surface 1222 where the wireless power receiver is located.
  • the heat insulating portion 1220 may be disposed on the upper portion of the receiving portion 1210. Specifically, the heat insulating portion 1220 reduces the heat generated by the substrate 1211 and the transmitting coil 1213 that are mounted on the receiving portion 1210 and reduces heat conduction to the wireless power receiver disposed on the placing surface 1222 have.
  • the heat insulating portion 1220 has a height that can minimize thermal conduction from the receiving portion 1210.
  • the heat insulating portion 1220 may be formed corresponding to the height of the receiving portion 1210.
  • the heat insulating portion 1220 may be formed to be less than or equal to the height of the receiving portion 1210.
  • the width of the heat insulating portion 1220 may be the same as the width of the receiving portion 1210 to enhance the aesthetic effect. However, the present invention is not limited thereto, and the heat insulating portion 1220 may be formed to have a width exceeding or less than the width of the receiving portion 1210 according to the embodiment.
  • the heat insulating portion 1220 may include a first heat insulating portion 1221 and a plurality of second heat insulating portions 1222 and 1223.
  • the first heat insulating portion 1221 may be formed on the upper portion of the receiving portion 1210 and may include a heat insulating layer formed to be filled with an air gap or a heat insulating material.
  • the plurality of second heat insulating portions 1222 and 1223 may include a first heat insulating member 1222 disposed on the upper portion of the heat insulating layer 1221 and a second heat insulating member 1222 disposed on the upper portion of the first heat insulating member 1222. [ And may be formed as a double heat insulating member 1223.
  • the first heat insulating member 1222 includes a heat insulating material and may be formed of a material through which transmit power of the transmitting coil 1213 disposed under the first heat insulating portion 1221 can be transmitted.
  • the first heat insulating member 1222 may be formed in a pad shape including a heat insulating material.
  • the second heat insulating member 1222 may be formed of a material such as paper that can transmit transmit power of the transmission coil 1213 disposed under the first heat insulating portion 1221.
  • the second heat insulating member 1223 may be formed in a pad shape of paper.
  • the second heat insulating portion 1223 may be formed as an arrangement surface in which the upper surface of the (b) wireless power receiver is disposed as shown in FIG.
  • the present invention is not limited thereto, and the second heat insulating member 1223 may be disposed between the placing surface and the first heat insulating member 1222.
  • a ventilation hole 1230 may be formed in the receiving portion 1210 and the heat insulating portion 1220.
  • the vent hole 1230 can perform the function of discharging the heat in the receiving portion 1210 and the heat insulating portion 1220.
  • ventilation holes 1231 and 1232 are formed in the accommodating portion 1210 and the heat insulating portion 1220, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and a vent hole 1230 may be formed in any one of the receiving portion 1210 and the heat insulating portion 1220.
  • the present invention is not limited thereto, and the air hole 1230 may be formed to be flush with the lateral height of the case 1200 Or may be formed to be recessed inward, and may be formed in various shapes according to the embodiments.
  • a wiring hole (not shown) may be formed in the accommodating portion 1210 so that the lead wiring can pass therethrough.
  • the wireless charging device may malfunction due to the heat generated by the substrate 1211 or the transmission coil 1213 during the wireless charging operation by the wireless charging device case applied to the another embodiment, or the wireless power receiver may not operate normally until the buffering Can be solved.
  • 13 is a graph for explaining a charging state of a wireless power receiver during a wireless charging operation using a wireless charging device case to which another embodiment is applied.
  • FIG. 13 shows the battery charging current of the wireless power receiver, the battery charging rate of the wireless power receiver, and the battery temperature over time during wireless charging.
  • the wireless power receiver is able to charge the battery charge current at the highest intensity when the initial charge begins.
  • the battery charge rate can also rise at a high rate.
  • the charging rate of the battery continuously increases until the buffering time (charging rate is 100%).
  • the battery temperature can be maintained around 40 ° C up to the buffering point. That is, the temperature of the battery can be minimized by the case in which the heat generated in the wireless power transmitter is applied in the case of wireless charging. Therefore, the wireless power receiver and the battery can maintain a specific temperature by the heat generated by the wireless charging and the heat of the small amount of the wireless power transmitter.
  • the heat generated by the wireless power transmitter by the wireless charging is conducted to the wireless power receiver, and the temperature of the battery accordingly increases as the charging time continues.
  • application of a case structure that reduces the heat generation of the wireless power transmitter and reduces the conductivity with respect to generated heat can reduce the battery temperature rise, thereby realizing stable and high efficiency battery charging
  • the substrate accommodating portion is referred to as a first accommodating portion
  • the coil accommodating portion may be referred to as a second accommodating portion, but may be referred to as a reverse.
  • FIG. 14 is a graph showing a current change, a temperature change, and a charging rate change according to a charging state of a wireless power receiver when wirelessly charged using a wireless power transmitter of a wireless charging device case to which a seventh embodiment is applied
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter according to an example and a case for accommodating the same.
  • the wireless charging device case 1500 includes a substrate accommodating portion 1510 for accommodating a substrate for mounting a driver and various components required for wireless charging.
  • the wireless charging device case 1500 may be formed by vertically stacking a substrate receiving portion 1510, a heat insulating portion 1520 and a coil receiving portion 1530 as shown in FIG. At this time, the substrate receiving portion 1510, the coil receiving portion 1530, and the heat insulating portion 1520 may be formed as independent spaces.
  • the top surface of the coil receiving portion 1530 may form a placement surface 1550 on which the wireless power receiver may be placed, as shown in FIG.
  • the substrate receiving portion 1510 may receive a substrate 1512 mounted with a driving portion for providing output power to the transmission coil.
  • the substrate receiving portion 1510 may have a height and a width at which the substrate 1512 can be received.
  • the substrate receiving portion 1510 may have a size larger than that of the substrate 1512.
  • the board receiving portion 1510 may receive the board 1512 mounted with the driving portion, or the driving portion may be mounted directly to the board receiving portion 1510. That is, one surface of the substrate receiving portion 1510 may be formed as a substrate on which the driving portion can be mounted.
  • the coil receiving portion 1530 can accommodate one or more transmitting coils.
  • the coil receiving portion 1530 is preferably formed adjacent to the placement surface 1550 where the wireless power receiver is located.
  • the coil receiving portion 1530 may be provided with a coil 1532 for wireless power transmission. At this time, the coil receiving portion 1530 can directly mount the coil 1532 or accommodate the layer on which the coil 1532 is mounted.
  • a heat insulating portion 1520 may be disposed between the substrate receiving portion 1510 and the coil receiving portion 1530. Specifically, the heat insulating portion 1520 reduces the heat generated by the substrate 1512 mounted on the substrate receiving portion 1510 and reduces the heat conduction to the coil 1532 accommodated in the coil receiving portion 1530. The heat insulating portion 1520 can reduce the interference between the substrate 1512 and the coil 1532 by separating the substrate receiving portion 1510 and the coil receiving portion 1530 from each other.
  • the heat insulating portion 1520 preferably has a height that can separate the substrate receiving portion 1510 and the coil receiving portion 1530 from each other and minimize thermal conduction. Specifically, the heat insulating portion 1520 may be formed corresponding to the height of the substrate receiving portion 1510. Preferably, the heat insulating portion 1520 may have a height similar to or higher than the height of the substrate receiving portion 1510.
  • the width of the heat insulating portion 1520 may be the same as the width of the substrate receiving portion 1510 and the coil receiving portion 1530 to enhance the aesthetic effect.
  • the present invention is not limited thereto, and the heat insulating portion 1520 may be formed to have a width exceeding or less than the width of the substrate receiving portion 1510 or the coil receiving portion 1530 according to the embodiment.
  • the heat insulating portion 1520 may be formed as an air gap to reduce the heat generated in the substrate accommodating portion 1510. Specifically, the heat insulating portion 1520 is formed to have a critical height and width, and the heat insulating portion 1520 is formed of an air layer to reduce the heat generating temperature within the substrate receiving portion 1510.
  • the heat insulating portion 1520 may be filled with a heat insulating material, not an air gap, in the heat insulating portion 1520.
  • the heat insulating material 1520 may be filled with a heat generating material so as to have an effect of reducing a heat generation temperature and a heat transmission rather than an air gap.
  • At least one of the substrate receiving portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil receiving portion 1530 may have a vent hole 1540 formed therein.
  • the ventilation hole 1540 can perform a function of emitting heat generated in the substrate receiving portion 1510, the heat insulating portion 1520 and the coil receiving portion 1530.
  • 15, air holes 1541, 1542, and 1543 are formed in the substrate receiving portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil receiving portion 1530, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and a vent hole 1540 may be formed in any one of the substrate receiving portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil receiving portion 1530.
  • the ventilation hole 1540 is formed at a place where a heat generation temperature is high and heat radiation is required.
  • the vent holes 1540 are preferably formed in the substrate receiving portion 1510 and the heat insulating portion 1520, respectively. That is, the ventilation hole 1540 may be formed in one or more of the substrate receiving portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil receiving portion 1530.
  • the vent hole 1540 may be formed in a flat shape having the same height as the side surface of the case 1500, Or may be formed in a shape that is recessed inward, and may be formed in various shapes according to the shape of the embodiment.
  • a wiring hole (not shown) may be formed in at least one of the substrate accommodating portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil accommodating portion 1530 to allow the lead wiring to pass therethrough.
  • the substrate receiving portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil receiving portion 1530 may be formed by laminating structures formed as independent spaces.
  • the heat generated in each of the substrate accommodating portion 1510, the heat insulating portion 1520, and the coil accommodating portion 1530 can be efficiently discharged and reduced by being formed to be stacked in independent spaces.
  • the wireless charging device may malfunction due to the heat generated by the substrate 1512 or the coil 1532 during the wireless charging operation by the wireless charging device case to which the embodiment is applied, or the wireless power receiver may not operate normally until the buffering time .
  • 14 is a graph for explaining a charging state of a wireless power receiver during a wireless charging operation using a wireless charging device case to which an embodiment is applied.
  • FIG. 14 shows the battery charge current of the wireless power receiver, the battery charge rate of the wireless power receiver, and the battery temperature over time during wireless charging.
  • the wireless power receiver is able to charge the battery charge current at the highest intensity when the initial charge begins.
  • the battery temperature may also increase during wireless charging.
  • the battery charge rate can also rise at the highest rate.
  • the charging rate of the battery continuously increases until the buffering point (charging rate is 100%).
  • the temperature of the battery can be maintained around 40 ° C up to the buffering point. That is, the temperature of the battery can be minimized by the case in which the heat generated in the wireless power transmitter is applied in the case of wireless charging. Therefore, the wireless power receiver and the battery can maintain a specific temperature by the heat generated by the wireless charging and the heat of the small amount of the wireless power transmitter.
  • the heat generated by the wireless power transmitter by wireless charging is conducted to the wireless power receiver, and the temperature of the battery is increased as the charging time is continued.
  • application of a case structure that reduces the heat generation of the wireless power transmitter and reduces the conductivity with respect to generated heat can reduce the battery temperature rise, thereby realizing stable and high efficiency battery charging .
  • 16 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to an eighth embodiment and a case for accommodating the same.
  • the wireless charging device case 1600 includes a substrate accommodating portion 1610 for accommodating a substrate for mounting a driver and various components required for wireless charging, Coil receiving portion 1630 and a plurality of heat insulating portions 1620 and 1640.
  • the wireless charging device case 1600 is configured such that the substrate accommodating portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil accommodating portion 1630, and the second heat insulating portion 1640 are arranged in a vertical direction As shown in FIG. At this time, the substrate receiving portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil receiving portion 1630, and the second heat insulating portion 1640 may be formed as independent spaces.
  • the top surface of the secondary adiabatic portion 1640 may form a placement surface 1660 on which the wireless power receiver can be placed, as shown in example (b).
  • the substrate receiving portion 1610 may receive a substrate 1612 mounted with a driving portion for providing output power to the transmission coil.
  • the substrate receiving portion 1610 may have a height and a width at which the substrate 1612 can be received.
  • the substrate receiving portion 1610 may have a size larger than that of the substrate 1612.
  • the board receiving portion 1610 may receive the board 1612 mounted with the driving portion, or the driving portion may be mounted directly to the board receiving portion 1610. That is, one surface of the substrate receiving portion 1610 may be formed of a substrate on which the driving portion can be mounted.
  • the coil receiving portion 1630 can accommodate one or more coils.
  • the coil receiving portion 1630 is preferably formed adjacent to the placement surface 1660 when the wireless power receiver is deployed.
  • the second heat insulating portion 1640 is formed on the upper portion of the coil receiving portion 1630, so that the heat generation of the coil receiving portion 1630 can be reduced.
  • the coil receiving portion 1630 may be disposed in the coil 1632 for wireless power transmission. At this time, the coil receiving portion 1630 can directly mount the coil 1632 or accommodate the layer on which the coil 1632 is mounted.
  • Insulating portions 1620 and 1640 may be disposed between the substrate receiving portion 1610 and the coil receiving portion 1630 and between the coil receiving portion 1630 and the wireless power receiver placing surface 1660, respectively.
  • the first heat insulating portion 1620 disposed between the substrate receiving portion 1610 and the coil receiving portion 1630 reduces the heat generated by the substrate 1612 mounted on the substrate receiving portion 1610, The heat conduction to the coil 1632 accommodated in the coil 1630 can be reduced.
  • the first heat insulating portion 1620 can reduce the interference between the substrate 1612 and the coil 1632 by separating the substrate receiving portion 1610 and the coil receiving portion 1630 from each other.
  • the second insulating portion 1640 may also be disposed between the coil receiving portion 1630 and the wireless power receiver placement surface 1660.
  • the second adiabatic portion 1640 can reduce heat generation of the coil 1632 received in the coil receiving portion 1630 and reduce heat conduction to the wireless power receiver (not shown) disposed on the placement surface 1660.
  • the first heat insulating portion 1620 preferably has a height that can separate the substrate receiving portion 1610 and the coil receiving portion 1630 from each other and minimize thermal conduction. Specifically, the first heat insulating portion 1620 may be formed to correspond to the height of the substrate receiving portion 1610. The first heat insulating portion 1620 may have a height similar to or higher than the height of the substrate receiving portion 1610.
  • the second heat insulating portion 1640 preferably has a height that does not reduce the wireless charging efficiency while minimizing heat conduction by separating the coil receiving portion 1630 from the placing surface 1660.
  • the second heat insulating portion 1640 may be formed to correspond to the height of the coil receiving portion 1630.
  • the second heat insulating portion 1640 may have a height similar to or less than the height of the coil receiving portion 1630. That is, when the height of the second adiabatic portion 1640 is increased, the distance between the coil 1632 and the wireless power receiver (not shown) disposed on the placement surface 1660 is increased, and accordingly, the wireless charging efficiency is reduced It is because.
  • the present invention is not limited thereto, and may be formed at various heights depending on the constituent embodiment.
  • the widths of the first and second heat insulating portions 1620 and 1640 are formed to be equal to the widths of the board receiving portion 1610, the coil demand portion 1630 and the placing surface 1660 in order to enhance the aesthetic effect.
  • the present invention is not limited thereto, and the first and second heat insulating portions 1620 and 1640 may have a width that exceeds the width of the substrate receiving portion 1610, the coil receiving portion 1630, and the placement surface 1660 Lt; / RTI > The height and width of the first and second heat insulating portions 1620 and 1640 may be different.
  • first and second heat insulating portions 1620 and 1640 may be formed as air gaps for heat generation and thermal conduction reduction.
  • the first and second heat insulating portions 1620 and 1640 are formed to have a critical height and width, and are formed of an air layer to reduce the heat generation temperature within the substrate receiving portion 1610 and the coil receiving portion 1630 .
  • first and second heat insulating portions 1620 and 1640 may be filled with a heat insulating material rather than an air gap.
  • first heat insulating portion 1620 and the second heat insulating portion 1640 may be filled with a heat generating material so as to have an effect of reducing a heat generation temperature and a heat transfer more than an air gap.
  • the first heat insulating portion 1620 and the second heat insulating portion 1640 may be filled with air gaps or heat insulating textiles, or may have different configurations.
  • At least one of the substrate receiving portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil receiving portion 1630 and the second heat insulating portion 1640 may have a ventilation hole 1650 formed therein.
  • the ventilation hole 1650 functions to discharge heat generated in the substrate receiving portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil receiving portion 1630, and the second heat insulating portion 1640 .
  • vent holes 1651, 1652, 1653, and 1654 are formed in the board receiving portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil receiving portion 1630, and the second heat insulating portion 1640, .
  • the present invention is not limited thereto, and any one of the substrate receiving portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil receiving portion 1630, and the second heat insulating portion 1640, or the heat insulating portions 1620 and 1640, (1650) can be formed.
  • the ventilation hole 1650 is formed at a place where the heat generation temperature is high and heat radiation is required.
  • the ventilation brush 1650 is preferably formed on the substrate receiving portion 1610 and the heat insulating portions 1620 and 1640, respectively. That is, the ventilation hole 1650 may be formed in one or more of the substrate receiving portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil receiving portion 1630, and the second heat insulating portion 1640.
  • vent hole 1650 may be formed in a flat shape having the same height as the side surface of the case 1600, Or may be formed in a shape that is recessed inward, and may be formed in various shapes according to the shape of the embodiment.
  • a wiring hole (not shown) is formed in at least one of the substrate accommodating portion 1610, the first heat insulating portion 1620, the coil accommodating portion 1630, and the second heat insulating portion 1640, Can be done.
  • 17 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a ninth embodiment and a case for accommodating the wireless power transmitter.
  • a wireless charging device case 1700 includes a substrate accommodating portion 1710 that accommodates a substrate for mounting a driver and various components required for wireless charging. And a coil receiving portion 1720 for receiving the power transmitting coil 1722.
  • the wireless charging device case 1700 may be formed by vertically stacking a substrate receiving portion 1710 and a coil receiving portion 1720 as shown in (a). At this time, the substrate receiving portion 1710 and the coil receiving portion 1720 may be formed as independent spaces.
  • the wireless charging device case 1700 has a high height of the substrate receiving portion 1710.
  • the wireless filler case 1700 may form a placement surface 1740 on which the upper surface of the coil receiving portion 1720 can be arranged with a wireless power receiver as shown in FIG. have.
  • the substrate receiving portion 1710 may receive a substrate 1712 mounted with a driving portion for providing output power to the transmission coil.
  • the substrate receiving portion 1710 may have a height and a width at which the substrate 1712 can be received.
  • the substrate receiving portion 1710 may have a size larger than that of the substrate 1712.
  • the board receiving portion 1710 may receive the board 1712 mounted with the driving portion, or the driving portion may be mounted directly to the board receiving portion 1710. That is, one surface of the substrate receiving portion 1710 can be formed as a substrate on which the driving portion can be mounted.
  • the height of the substrate receiving portion 1710 is higher than the height of the substrate 1712, so that the heat insulating portion can be integrally formed in the substrate receiving portion 1710.
  • the height of the substrate receiving portion 1710 may be about two or three times as high as the height of the substrate 1712. However, the present invention is not limited thereto, and a height sufficient to reduce and disperse the heat generated by the substrate 1712 is sufficient.
  • the coil receiving portion 1720 can accommodate one or more transmitting coils.
  • the coil receiving portion 1720 is preferably formed adjacent to the placement surface 1740 where the wireless power receiver is located.
  • the coil receiving portion 1720 may be provided with a coil 1722 for wireless power transmission. At this time, the coil receiving portion 1720 can directly mount the coil 1722 or accommodate the layer on which the coil 1722 is mounted.
  • At least one of the substrate receiving portion 1710 and the coil receiving portion 1720 may have a ventilation hole 1730 formed therein.
  • the ventilation hole 1730 can perform a function for emitting heat generated in the substrate receiving portion 1710 and the coil receiving portion 1720.
  • 17, vent holes 1731, 1732, and 1733 are formed in the substrate receiving portion 1710 and the coil receiving portion 1720, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and a vent hole 1730 may be formed in any one of the substrate accommodating portion 1710 and the coil accommodating portion 1720.
  • the ventilation hole 1730 is formed at a place where a heat generation temperature is high and heat radiation is required. It is preferable that the vent holes 1730 are formed in the substrate receiving portion 1710).
  • the substrate receiving portion 1710 may have a high height, a plurality of vent holes may be formed in the substrate receiving portion 1710. That is, the ventilation hole 1730 may be formed in one or more of the substrate accommodating portion 1710 and the coil accommodating portion 1720.
  • vent holes 1720 are formed in a protruded form in the present embodiment, the vent holes 1720 are not limited to the flat shape of the side of the case 1700, Or may be formed in a shape that is recessed inward, and may be formed in various shapes according to the shape of the embodiment.
  • At least one or each of the substrate receiving portion 1710 and the coil receiving portion 1720 may be provided with a wiring hole (not shown) so that the lead wiring can pass therethrough.
  • FIG. 18 is a view for explaining a structure of a wireless power transmitter according to a tenth embodiment and a case for accommodating the same.
  • a wireless charging device case 1800 includes a substrate receiving portion 1810 for receiving a substrate for mounting a driver and various components required for wireless charging. And a coil receiving portion 1820 and a heat insulating portion 1830 that accommodate the power transmitting coil 1822.
  • the wireless charging device case 1800 may be formed by vertically stacking a substrate receiving portion 1810, a coil receiving portion 1820, and a heat insulating portion 1830 as shown in (a). At this time, the substrate receiving portion 1810, the coil receiving portion 1820, and the heat insulating portion 1830 may be formed as independent spaces.
  • the wireless charging device case 1800 according to another embodiment of the present invention has a high height of the substrate receiving portion 1810.
  • the wireless filler device case 1800 may form a placement surface 1850 on which the top surface of the coil receiving portion 1820 can be placed with a wireless power receiver as shown in FIG. have.
  • the substrate receiving portion 1810 may receive a substrate 1712 mounted with a driving portion for providing output power to the transmission coil.
  • the substrate receiving portion 1810 may have a height and a width at which the substrate 1812 can be received.
  • the substrate receiving portion 1810 may have a size larger than that of the substrate 1812.
  • the board receiving portion 1810 may receive the board 1812 on which the driving portion is mounted, or the driving portion may be directly mounted on the board receiving portion 1810. That is, one side of the substrate receiving portion 1810 may be formed as a substrate on which the driving portion can be mounted.
  • the height of the substrate receiving portion 1810 is higher than the height of the substrate 1812, so that the heat insulating portion can be integrally formed in the substrate receiving portion 1810.
  • the height of the substrate receiving portion 1810 may be about two or three times as high as the height of the substrate 1812. However, the present invention is not limited thereto, and a height sufficient to reduce and disperse the heat of the substrate 1812 is sufficient.
  • the coil receiving portion 1820 can accommodate one or more transmitting coils.
  • the coil receiving portion 1820 is preferably formed adjacent to the placement surface 1850 where the wireless power receiver is located.
  • the coil receiving portion 1820 may be provided with a coil 1822 for wireless power transmission. At this time, the coil receiving portion 1820 can directly mount the coil 1822 or accommodate the layer on which the coil 1822 is mounted.
  • the insulating portion 1830 may be disposed between the coil receiving portion 1820 and the wireless power receiver placement surface 1850.
  • the heat insulating portion 1830 can reduce the heat of the coil 1822 accommodated in the coil receiving portion 1820 and reduce the heat conduction to the wireless power receiver (not shown) disposed on the placing surface 1850.
  • the heat insulating portion 1830 has a height that does not reduce the wireless charging efficiency while minimizing thermal conduction by separating the coil receiving portion 1810 from the placement surface 1850.
  • the heat insulating portion 1830 may be formed to correspond to the height of the coil receiving portion 1820.
  • the heat insulating portion 1830 may have a height similar to or less than the height of the coil receiving portion 1820. That is, when the height of the heat insulating portion 1830 is increased, the distance between the coil 1822 and the wireless power receiver (not shown) disposed on the placement surface 1850 is increased, and accordingly, the wireless charging efficiency can be reduced Because.
  • the present invention is not limited thereto, and may be formed at various heights depending on the constituent embodiment.
  • At least one of the substrate receiving portion 1810, the coil receiving portion 1820, and the heat insulating portion 1830 may have a vent hole 1840 formed therein.
  • the ventilation holes 1840 may serve to discharge heat generated in the coil receiving portion 1820 and the heat insulating portion 1830 of the substrate receiving portion 1810.
  • vent holes 1841, 1842, 1843 and 1844 are formed in the substrate receiving portion 1810, the coil receiving portion 1820, and the heat insulating portion 1830, respectively.
  • a vent hole 1840 may be formed in any one of the substrate receiving portion 1810, the coil receiving portion 1820, and the heat insulating portion 1830.
  • the ventilation hole 1840 is formed at a place where a heat generation temperature is high and heat radiation is required.
  • the vent holes 1840 are preferably formed in the substrate receiving portion 1810).
  • the substrate receiving portion 1810 to have a high height, a plurality of vent holes may be formed in the substrate receiving portion 1810. That is, the ventilation holes 1840 may be formed in one or more of the coil receiving portion 1820 and the heat insulating portion 1830 of the substrate receiving portion 1810.
  • vent hole 1840 may be formed in a flat shape having the same height as the side surface of the case 1800, Or may be formed in a shape that is recessed inward, and may be formed in various shapes according to the shape of the embodiment.
  • At least one or each of the substrate receiving portion 1810, the coil receiving portion 1820, and the heat insulating portion 1830 may be provided with a wiring hole (not shown) so that the lead wiring can pass through.
  • the present embodiment provides a wireless charging device case that can minimize heat generation and minimize thermal conduction by making the substrate accommodating and the coil accommodating independently, and forming the heat gap filled with the air gap or the heat insulating material.
  • the present invention can be used in the field of wireless power transmission and reception.

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Abstract

무선충전장치 케이스는 송신 코일과 송신 코일에 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판을 수용하는 수용부와, 수용부의 상부에 배치되고 무선전력 수신장치가 배치되는 배치면을 형성하는 단열부를 포함한다. 수용부 및 단열부는 통기홀을 포함한다.

Description

무선충전장치 케이스
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히 무선충전장치를 수용하는 무선충전장치 케이스에 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) 및 Air Fuel Alliance(구 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 Air Fuel Alliance(구 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.
한편, 다양한 기기에 무선 충전 기능이 탑재되고, 무선 충전에 요구되는 전력의 세기가 증가됨에 따라, 무선 전력 수신기는 높은 세기의 입력 신호에 의해 발열, 전자파 방출이 증가하였다. 발열로 인하여 온도가 증가하면, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신 성능 저하 또는 내부 시스템 손상 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신기는 부하가 배터리인 경우 충전 상태가 완충에 가까움에도 높은 세기의 입력 신호를 수신하면 부하가 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 이에, 무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 충전 상태에 따라 무선 전력 송신기에 요청하여 전력 전송을 제어하고 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 배터리 온도가 일정 온도 이상이 되면 배터리의 보호를 위해 무선 전력 송신기의 전력 전송량을 감소시키거나 충전을 중단시킬 수 있다. 그러나 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 충전 상태를 알 수 없기 때문에 무선 전력 수신기에 의해 수동적으로 동작하므로 무선 충전을 효율적으로 제어할 수 없는 문제가 있었다.
따라서 무선 전력 송신기에서는 전력 송신에 따라 장치 내 발열에 의한 무선 충전 효율이 저감되거나, 강제적 충전 중단을 하게 되는 문제가 있었다.
본 실시 예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로 본 실시 예의 목적은 무선충전장치 케이스를 제공하는 것이다.
또한, 실시 예의 또 따른 목적은 무선전력 송신기가 무선충전 시 발생하는 열에 대한 적응적으로 대응할 수 있도록 하는 무선충전장치 케이스를 제공하는 것이다.
또한 실시 예의 또 다른 목적은 무선전력 송신기에 의해 수신기에 전도되는 열을 최소화 할 수 있도록 하는 무선충전장치 케이스를 제공하는 것이다.
또한 실시 예의 또 다른 목적은 무선충전의 효율을 높이고, 충전 시간을 최적화 할 수 있도록 하는 무선충전장치 케이스를 제공하는 것이다.
또한 실시 예의 또 다른 목적은 전력 송수신 시 발생할 수 있는 발열에 의한 무선충전 중단을 방지하기 위한 무선충전장치 케이스를 제공하는 것이다.
본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제1 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스는, 송신 코일과, 상기 송신 코일에 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판을 수용하는 수용부; 및 상기 수용부의 상부에 배치되고, 무선전력 수신장치가 배치되는 배치면을 형성하는 단열부;를 포함한다. 상기 수용부 및 상기 단열부는 통기홀을 포함한다.
제2 실시예에 따른 무선충전장치 케이스는, 하나 이상의 송신 코일을 수용하는 제1 수용부; 상기 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판을 수용하는 제2 수용부; 상기 제2 수용부와 상기 제1 수용부 사이에 배치되는 제1 단열부;를 포함한다. 상기 제2 수용부, 상기 제1 수용부 및 상기 단열부는 통기홀을 포함한다.
본 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스에 대한 효과는 다음과 같다.
본 실시 예는 무선충전장치 케이스를 제공할 수 있다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 발열을 저감할 수 있다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 발열 저감에 따른 무선충전 효율을 유지 또는 증가 시킬 수 있다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 발명에 의한 충전 시간 지연을 방지할 수 있다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 심미적 사양을 고려하면서도 충전 효율 및 발열 저감효과를 가질 수 있다.
또한 본 실시 예는 무선충전장치의 심미적 사양을 고려하면서도 충전 효율 및 발열 저감효과를 가질 수 있다.
또한 본 실시 예에서는 무선충전장치의 방열 효과를 가질 수 있다.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 다양한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예를 구성될 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 상기 도 2에 따른 무선전력 송신기의 전류 센서 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 상기 도 2에 따른 무선전력 송신기와 연동되는 무선전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제3 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 도 7의 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 제4 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 제5 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제6 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13는 도 12의 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 제7 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스의 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태에 따른 전류 변화, 온도 변화 및 충전률 변화를 나타낸 그래프이다.
도 15은 제7 실시 예에 따른 무선전력송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 제8 실시 에에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제9 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 18는 제10 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
실시 예의 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.
실시 예에 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.
실시 예에 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 실시 예에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기(이하, "디바이스"라 칭함.)라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 다른 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
실시 예에 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 Air Fuel 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 Air Fuel 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 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선전력 송신단(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선전력 수신단(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(30)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드 통신을 수행할 수 있다. 다른 일 에로, 무선 전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20)은 무선전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외 통신을 수행할 수도 있다.
일 예로, 무선전력 송신단(10)과 무선전력 수신단(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신단 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시 예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시 예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선전력 수신단(20)이 무선전력 송신단(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신단(10)이 무선전력 수신단(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선전력 수신단(20)과 무선전력 송신단(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
실시 예에 따른 무선전력 수신단(20)은 전자기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU사용량 정보, 배터리 충전 상태정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
도 2는 실시 예에 따른 무선전력 송신기의 구조를 설명한 블록도이도, 도 3은 상기 도 2에 따른 무선전력 송신기의 전류센서의 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 무선전력 송신기(200)는 크게 전력 변환부(210), 전력 전송부(220), 무선충전 통신부(230), 제어부(240), 전류센서(250), 온도센서(260), 저장부(270), 타이머(280)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 무선전력 송신기(200)의 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니어서, 그보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 전원부(100)는 공급 전력을 제공할 수 있다. 전원부(100)는 무선전력 송신기(200)에 내장된 배터리에 해당할 수 있고, 외부 전원일 수도 있다. 실시 예는 전원부(100)의 형태에 제한되지 않는다.
전력변환부(210)는 전원부(100)로부터 전원이 공급되면, 이를 소정 세기의 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해, 전력 변환부(210)는 DC/DC변환부(211), 증폭기(212)를 포함하여 구성될 수 있다.
DC/DC변환부(211)는 전원부(100)로부터 공급된 DC전력을 제어부(240)의 제어 신호에 따라 특정 세기의 DC전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
증폭기(212)는 DC/DC변환된 전력의 세기를 제어부(240)의 제어 시호에 따라 조정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 무선 충전 통신부(230)를 통해 무선전력 수신기의 전력 수신 상태 정보 또는 전력 제어 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 전력 수신 상태 정보 또는 전력 제어 신호에 기반하여 증폭기(212)의 증폭률을 동적으로 조정할 수 있다. 일 예로 전력 수신 상태 정보는 정류기 출력 전압의 세기 정보, 수신 코일에 인가되는 전류의 세기 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 전력 제어 신호는 전력 증가를 요청하기 위한 신호, 전력 감소를 요청하기 위한 신호 등을 포함할 수 있다.
전류센서(250)는 구동부(221)에 입력되는 입력 전류를 측정할 수 있다. 전류센서(250)는 측정된 입력 전류 값을 제어부(240)에 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 도 3을 참조하면, 전류 센서(240)는 전력 전송부(220)의 구동부(2210)에 입력되는 입력 전류를 센싱하여 센싱된 센싱 전압(Vsense)을 제어부(240)에 제공할 수 있다. 입력 전류를 레일 전류(Ir)일 수 있다. 레일 전류(Ir)는 전력 변환부(210)에서 구동부(221)로 흐르는 전류일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고, 레일 전류(Ir)는 구동부(221)가 전력 변환부(210)가 전원부(100)로부터 직접 전력을 공급 받는 경우 전원부(100)에서 구동부(221)로 흐르는 전류일 수 있다. 또한, 전류 센서(250)는 센싱 저항(R1), 제1 보조 캐패시터(C1), 제2 보조 캐패시터(C2), 증폭기(251)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 센싱 저항(R1)은 레일 전류(Ir)에 의해 전압차가 발생하고, 발생된 전압차를 증폭기(251)에 입력 시킬 수 있다. 센싱 저항(R1)은 전력 변환부(210)와 전력 전송부(220)의 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 센싱 저항(R1)의 양 단은 증폭기(251)의 비반전 입력단자(IN+)와 반전 입력단자(IN-)에 각각 입력될 수 있다. 제1 보조 캐패시터(C1)는 센싱 저항(R1)의 양 단의 전압을 저장하여 센싱 측정의 정확도를 높일 수 있다. 제1 보조 캐패시터(C1)는 센싱 저항(R1)과 병렬로 연결될 수 있다. 증폭기(251)는 센싱 저항(R1)의해 입력된 전압차를 이득 A(Gain A)로 증폭하여 센싱 전압(Vsense)으로 출력할 수 있다. 증폭기(251)는 구동 전압(Vcc)과 접지전원을 입력 받아 구동할 수 있다. 제2 보조 캐패시터(C2)는 증폭기(251)에 입력되는 구동 전압(Vcc)의 노이즈를 제거할 수 있다. 제2 보조캐패시터(C2)는 일단이 증폭기(251)의 구동 전압(Vcc) 입력단에 연결되고, 타단이 접지 전원과 연결될 수 있다.
제어부(240)는 전류센서(250)에 의해 측정된 입력 전류 값에 기반하여 무선전력 수신기의 충전 상태를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(240)는 입력 전류의 변화를 통하여 무선전력 수신기의 충전 상태를 판단할 수 있다. 무선전력 수신기의 충전 상태는 복수의 충전상태를 포함할 수 있다. 복수의 무선전력 수신기의 충전 상태는 제1 내지 제4 충전상태를 포함할 수 있다. 또한 입력 전류는 제1 내지 제4 충전 상태에 따라 제1 내지 제6 전류가 흐를 수 있다. 보다 구체적으로 무선전력 수신기의 제1 충전 상태는 일반 충전 모드, 미디움 전력 충전 모드 또는 고속 충전 모드로 무선 충전이 진행 될 수 있다. 즉, 무선전력 수신기의 제1 충전 상태는 전력 전송 계약에 따라 무선전력 수신기에 의한 충전 전력이 제한되지 않은 상태일 수 있다.
무선전력 수신기의 제1 충전 상태에서 무선전력 송신기의 입력 전류는 제1 전류가 흐를 수 있다. 무선전력 수신기의 제2 충전 상태는 무선전력 수신기가 소정의 배터리 충전률 이하에서 소정의 온도에 도달하여 충전 전력이 제한되는 상태일 수 있다. 무선전력 수신기의 제2 충전 상태에서 무선전력 송신기기의 입력 전류는 제2 전류가 흐를 수 있다. 무선전력 수신기의 제3 충전 상태는 무선전력 수신기가 소정의 배터리 충전률 이상에서 소정의 온도에 도달하여 무선충전이 중단되는 상태일 수 있다. 무선전력 수신기의 제3 충전 상태에서 무선전력 송신기의 입력 전류는 제3 전류가 흐를 수 있다. 무선전력 수신기의 제4 충전 상태는 무선전력 수신기가 배터리 충전이 완충에 가까운 소정의 충전률에 도달하여 충전 전력을 단계적으로 조절하는 상태일 수 있다. 무선전력 수신기의 제4 충전상태에서 무선전력 송신기의 입력 전류는 제4 내지 제6 전류 순서로 흐를 수 있다.
제어부(240)는 입력 전류가 제1 전류이면 무선전력 수신기가 제1 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(240)는 입력 전류가 제2 전류이면 무선전력 수신기가 제2 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(240)는 입력 전류가 제3 전류이면 무선전력 수신기가 제3 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(240)는 입력 전류가 제4 전류부터 제6전류까지 순차적으로 변경되면 무선전력 수신기가 제4 충전 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한 제어부(240)는 무선전력 수신기의 충전 상태에 따라 전원부(100) 또는 전력 변환부(210) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 무선 전력 수신기의 제2 충전 상태에서 무선 전력 수신기의 요청에 따른 충전 전력 세기 보다 더 낮은 세기로 전력을 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 전력 수신기의 제2 충전 상태에서 무선 전력 수신기가 요구하는 충전 전력 세기에서 무선 전력 송신기의 입력 전류는 제2 전류일 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 입력 전류를 제2 전류의 세기보다 더욱 낮추어 무선 전력 수신기가 요구하는 충전 전력 세기보다 더 낮은 전송 전력을 제공할 수 있도록 한다. 이에, 제2 충전 상태에서 무선 전력 수신기의 온도 상승을 저하 시켜 무선 전력 수신기가 제3 충전 상태로 진행되는 것을 방지할 수 있다. 다른 예로, 제어부(240)는 무선 전력 수신기의 제3 충전 상태에서 무선 충전을 중단시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(240)는 무선 전력 수신기가 제3 충전 상태가 되면 전원부(100)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(212)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이 후, 제어부(240)는 소정의 시간이 경과하거나 내부 온도가 일정 온도만큼 저하되면 무선 충전을 재시작 할 수 있다. 이에, 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 과열현상을 방지할 수 있다.
온도센서(260)는 무선 전력 송신기(200)의 내부 온도를 측정하고, 측정 결과를 제어부(240)에 제공할 수도 있다. 보다 구체적으로, 온도센서(260)는 하나 이상의 온도 센서를 구비할 수 있다. 도 4와 같이 하나 이상의 온도 센서는 전력 전송부(220)의 송신 코일(223)에 대응하여 배치하여 송신 코일(223)의 온도를 측정할 수 있다. 일 예로, 제어부(240)는 온도센서(260)에 의해 측정된 온도 값에 기반하여 적응적으로 전원부(100)로부터의 전원 공급을 차단하거나, 증폭기(212)에 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(210)의 일측에는 전원부(100)로부터 공급되는 전원을 차단하거나, 증폭기(212)에 공급되는 전력을 차단하기 위한 소정 전력 차단 회로가 가 더 구비될 수도 있다. 다른 예로, 제어부(240)는 온도센서(260)에 의해 측정된 온도 값에 기반하여 전력 전송부(220)에 제공되는 전력의 세기를 조절할 수 있다. 이에, 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 과열로 인해 내부 회로가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또 다른 예로, 제어부(240)는 무선 전력 수신기의 제3 충전 상태가 시작되어 무선 충전이 중단된 후 무선 전력 송신기(200)의 내부 온도가 소정의 온도만큼 저하되면 무선 충전을 재시작할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 무선 전력 수신기의 제3 충전 상태로 인하여 무선 충전이 중단될 때의 무선 전력 송신기(200)의 제1 내부 온도에서 냉각되어 제2 내부 온도가 될 경우 무선 충전을 재시작할 수 있다. 제2 내부 온도는 제1 내부 온도 보다 낮은 온도 일 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 무선 전력 송신기의 내부 온도가 냉각되는 것을 기초하여 무선 전력 수신기의 배터리 온도가 낮아졌다고 판단하는 것이다. 보다 구체적으로, 제2 내부 온도는 제1 내부 온도 보다 3도이상 낮을 수 있다. 바람직하게는 제2 내부 온도는 제1 내부 온도 보다 5도 낮을 수 있다. 이에, 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 과열로 인한 무선 충전 중단 후 무선 충전 재시작 시 다시 과열되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신기는 무선 충전 재시작 시 다시 과열되는 것을 방지하여 무선 충전 시간을 감소시킬 수 있다.
전력 전송부(220)는 전력 변환부(210)로부터 출력되는 전력 신호를 무선 전력 수신기로 전송하는 역할을 한다. 이를 위해, 전력 전송부(220)는 구동부(221), 선택부(222) 및 하나 이상의 송신 코일(223)을 포함할 수 있다.
구동부(221)는 전력 변환부(210)로부터 출력되는 DC 전력 신호에 특정 주파수를 갖는 교류(AC) 성분이 삽입된 AC 전력 신호를 생성하여 송신 코일(223)로 전송할 수 있다. 이때, 송신 코일(223)에 포함된 복수의 송신 코일에 전달되는 AC 전력 신호의 주파수는 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
선택부(222)는 특정 주파수를 갖는 AC 전력 신호를 구동부(221)로부터 받아서 복수의 송신 코일 중에서 선택된 송신 코일로 AC 전력 신호를 전달할 수 있다. 여기서, 코일 선택부(222)는 제어부(240)의 소정 제어 신호에 따라 제어부(240)에 의해 선택된 송신 코일로 AC 전력 신호가 전달될 수 있도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 선택부(222)는 복수의 송신 코일(223)에 대응하여 LC 공진회로를 연결하는 스위치(222)를 포함할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니고, 선택부(222)는 송신 코일(223)이 하나의 송신 코일로 구성될 경우 전력 전송부(220)에서 제외될 수 있다.
송신 코일(223)은 적어도 하나의 송신 코일을 포함할 수 있으며, 선택부(222)로부터 수신된 AC 전력 신호를 해당 송신 코일을 통해 수신기로 송출할 수 있다. 송신 코일이 복수인 경우, 송신 코일(223)은 제1 내지 제n 송신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 복수의 송신 코일 중에서 '해당하는 송신 코일'을 선택하기 위해, 선택부(222)는 도 4와 같이 스위치로 구현되거나 멀티플렉서(미도시)로 구현될 수 있다. 또한, 도 4와 같이 송신 코일(223)은 LC 공진회로를 구현하기 위하여 복수의 송신 코일과 직렬로 연결되는 하나의 커패시터(224)를 포함할 수 있다. 커패시터(224)는 일단이 송신 코일(223)과 연결되고 타단이 구동부(221)와 연결될 수 있다. 여기서, '해당하는 송신 코일'이란, 무선으로 전력을 받을 수 있도록 자격이 부여된 무선 전력 수신기의 수신 코일과 전자기장에 의해 결합될 수 있는 상태를 갖는 송신 코일을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제어부(240)는 송신 코일 별 전송한 디지털 핑 신호에 대응하여 수신된 시그널 세기 지시자(Signal Strength Indicator)에 기반하여 구비된 복수의 송신 코일 중 무선 전력 전송에 사용할 송신 코일을 동적으로 선택할 수 있다.
제어부(240)는 제1차 감지 신호 송출 절차 동안 제1 내지 제n 송신 코일(223)을 통해 감지 신호가 순차적으로 송출될 수 있도록 선택부(222) 또는 다중화기(미도시)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 감지 신호가 전송될 시점을 타이머(290)를 이용하여 식별할 수 있으며, 감지 신호 전송 시점이 도래하면, 선택부(222) 또는 다중화기(미도시)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 감지 신호가 송출될 수 있도록 제어할 수 있다. 일 예로, 타이머(290)는 핑 전송 단계 동안 소정 주기로 특정 이벤트 신호를 제어부(240)에 송출할 수 있으며, 제어부(240)는 해당 이벤트 신호가 감지되면, 선택부(222) 또는 다중화기(미도시)를 제어하여 해당 송신 코일을 통해 디지털 핑이 송출될 수 있도록 제어할 수 있다.
제어부(240)는 무선 전력 수신기의 제3 충전 상태가 시작되어 무선 충전이 중단된 후 타이머(290)를 이용하여 소정의 시간이 경과하면 무선 충전을 재시작할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 무선 전력 수신기의 제3 충전 상태로 인하여 무선 충전이 중단될 때에 타이머(290)가 동작하여 5분이 경과하면 무선 충전을 재시작할 수 있다.
변조부(231)는 제어부(240)에 의해 생성된 제어 신호를 변조하여 구동부(221)에 전달할 수 있다. 여기서, 제어 신호를 변조하기 위한 변조 방식은 FSK(Frequency Shift Keying) 변조 방식, 맨체스터 코딩(Manchester Coding) 변조 방식, PSK(Phase Shift Keying) 변조 방식, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 차등 2단계(Differential bi-phase) 변조 방식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
복조부(232)는 송신 코일을 통해 수신되는 신호가 감지되면, 감지된 신호를 복조하여 제어부(240)에 전송할 수 있다. 여기서, 복조된 신호에는 신호 세기 지시자, 무선 전력 전송 중 전력 제어를 위한 오류 정정(EC: Error Correction) 지시자, 충전 완료(EOC: End Of Charge) 지시자, 과전압/과전류/과열 지시자 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 수신기의 상태를 식별하기 위한 각종 상태 정보가 포함될 수 있다.
또한, 복조부(232)는 복조된 신호가 어느 송신 코일로부터 수신된 신호인지를 식별할 수 있으며, 식별된 송신 코일에 상응하는 소정 송신 코일 식별자를 제어부(240)에 제공할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 무선 전력 전송에 사용되는 동일한 주파수를 이용하여 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 인밴드(In-Band) 통신을 통해 상기 신호 세기 지시자를 획득할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(223)을 이용하여 무선 전력을 송출할 수 있을 뿐만 아니라 송신 코일(223)을 통해 무선 전력 수신기와 각종 정보를 교환할 수도 있다. 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(200)는 송신 코일(223)-즉, 제1 내지 제n 송신 코일)에 각각 대응되는 별도의 코일을 추가로 구비하고, 구비된 별도의 코일을 이용하여 무선 전력 수신기와 인밴드 통신을 수행할 수도 있음을 주의해야 한다.
저장부(270)는 무선 전력 수신기의 충전 상태에 따른 무선 전력 송신기의 입력 전류 값, 충전 전력 세기, 충전 중단 여부, 충전 재시작을 위한 무선 전력 송신기의 온도, 충전 재시작을 위한 충전 중단 후 시간 등을 저장할 수 있다.
도 4는 상기 도 2에 따른 무선 전력 송신기와 연동되는 무선 전력 수신기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 무선 전력 수신기(300)는 수신 코일(310), 정류기(320), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter, 330), 부하(340), 센싱부(350), 통신부(360), 주제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 통신부(360)는 복조부(361) 및 변조부(362) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 도 5의 예에 도시된 무선 전력 수신기(300)는 인밴드 통신을 통해 무선 전력 송신기(200)와 정보를 교환할 수 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 다른 일 실시 예에 따른 통신부(360)는 무선 전력 신호 전송에 사용되는 주파수 대역과는 상이한 주파수 대역을 통해 근거리 양방향 통신을 제공할 수도 있다.
수신 코일(310)을 통해 수신되는 AC 전력은 정류기(320)에 전달할 수 있다. 정류기(320)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 직류/직류 변환기(330)에 전송할 수 있다. 직류/직류 변환기(330)는 정류기 출력 DC 전력의 세기를 부하(340)에 의해 요구되는 특정 세기로 변환한 후 부하(340)에 전달할 수 있다. 또한 수신 코일(310)은 복수의 수신 코일(미도시)-즉, 제1 내지 제n 수신 코일-을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 각각의 수신 코일(미도시)에 전달되는 AC 전력의 주파수가 서로 상이할 수도 있고, 다른 일 실시 예는 LC 공진 특성을 수신 코일마다 상이하게 조절하는 기능이 구비된 소정 주파수 제어기를 이용하여 각각의 수신 코일 별 공진주파수를 상이하게 설정할 수도 있다.
부하(340)는 배터리 또는 배터리를 포함하는 단말기일 수 있다.
센싱부(350)는 전류 센서를 포함하여 무선 전력 수신에 따라 수신 코일(310)에 인가되는 충전 전류의 세기를 측정하고, 측정 결과를 주제어부(370)에 전송할 수도 있다
또한, 센싱부(350)는 온도 센서를 포함하여 무선 전력 수신기(300)의 배터리 온도를 측정하고, 측정된 온도 값을 주제어부(370)에 제공할 수도 있다. 이제 제한되는 것은 아니고, 부하(340)가 단말기일 경우, 단말기가 배터리의 온도 값을 측정하여 주제어부(370)에 제공할 수 도 있다.
복조부(361)는 수신 코일(310)과 정류기(320) 사이의 AC 전력 신호 또는 정류기(320) 출력 DC 전력 신호를 복조하여 감지 신호의 수신 여부를 식별한 후 식별 결과를 주제어부(370)에 제공할 수 있다. 이때, 주제어부(370)는 감지 신호에 대응되는 신호 세기 지시자가 변조부(362)를 통해 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 주제어부(370)는 배터리 충전률, 배터리 온도 중 적어도 하나에 기반한 충전 상태에 따라 무선 전력 송신기(200)의 충전 전력 제어 또는 무선 충전 중단을 요청할 수 있다. 보다 구체적으로, 주제어부(370)는 제1 충전 상태에서 전력 전송 계약에 따라 충전 전력을 요구할 수 있다. 충전 전류의 세기는 충전 전력의 세기에 따를 수 있다. 즉, 제1 충전 상태에서의 충전 전류는 제2 내지 제4 충전 상태에서의 충전 전류보다 높을 수 있다. 주제어부(370)는 제2 충전 상태에서 무선 전력 송신기(200)에게 충전 전력의 세기를 낮추도록 요구할 수 있다. 이 경우, 충전 전류는 제1 충전 상태에서의 충전 전류 보다 낮아질 수 있다. 주제어부(370)는 제3 충전 상태에서 무선 전력 송신기(200)에게 충전 중단을 요청할 수 있다. 이 경우, 충전 전류의 세기는 가장 낮거나 흐르지 않을 수 있다. 주제어부(370)는 제4 충전 상태에서 무선 전력 송신기(200)에게 충전 전력의 세기를 단계적으로 낮추도록 요청할 수 있다. 이 경우, 충전 전류는 순차적으로 낮아지는 형태일 수 있다.
이하 도 5 내지 도 18을 참조하여 실시 예에 따른 무선충전장치의 케이스에 대해 구체적으로 설명하고, 상기 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태에 따른 전류 변화, 온도 변화 및 충전률 변화를 상세하게 설명한다.
무선충전장치 케이스를 사용하여 무선전력 수신기를 충전하는 경우 무선충전장치 케이스에서 발생하는 열로 인하여 무선전력 수신기의 배터리 온도가 상슬하 ㄹ수 있다. 무선전력 수신기의 배터리 충전률이 특정 충전률을 넘고, 무선전력 수신기의 배터리 온도가 특정 온도를 넘을 경우에 무선전력 수신기는 수신된 무선전력을 배터리에 보내지 않도록 제한하는 기능을 동작할 수 있다. 이러한 경우 무선충전장치 케이스는 계속 무선충전을 진행하지만, 무선전력 수신기의 배터리는 충전이 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 종래 기술에 따르면 무선충전장치 케이스를 사용하여 무선전력 수신기를 충전하는 경우 배터리 충전률이 80%를 넘는 시점에서 배터리의 온도가 44℃ 이상이 되어 더이상 충전이 진행되지 않는다.
(제1 실시예)
도 5는 제1 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(500)는 수용부(510)와 단열부(520)로 구성될 수 있다.
수용부(510)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판(511)과 전력 송신 코일(513) 및 이를 지지하는 코일 기판(512)을 수용한다.
일 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(500)는 (a) 예시도와 같이 수용부(510)와 단열부(520)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 수용부(510)와 단열부(520)는 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
단열부(520)의 상면은 예시도(b)와 같이 무선전력 수신기가 배치될 수 있은 배치면(511)을 포함할 수 있다.
수용부(510)는 송신 코일(513) 및 상기 송신 코일(513)에 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(511)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(510)는 기판(511) 및 송신 코일(513)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 수용부(510)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 바람직하게, 상기 송신 코일은 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(521)과 인접하게 형성될 수 있다.
수용부(510)의 상부에는 단열부(520)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(520)는 수용부(510)에 실장되는 기판(511) 및 송신 코일(513)의 발열을 저감하고, 배치면(521)에 배치되는 무선전력 수신기에 열전도를 감소시킬 수 있다.
단열부(520)는 수용부(510)로부터 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(520)는 수용부(510)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(520)는 수용부(510)의 높이 이하 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
단열부(520)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위하여 수용부(510)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 단열부(510)는 실시 형태에 따라. 수용부(510)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(520)는 수용부(510)의 발열을 저감하고, 열 전도를 최소화 하기 위하여 에어갭으로 형성될 수 있다. 구체적으로 단열부(520)는 임계 높이와 폭을 가지게 형성되고, 공기층으로 형성될 수 있다.
또는 상기 단열부(520)는 에어갭이 아닌 단열 물질로 충진되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 단열부(520) 내에는 에어갭 보다 발열 온도 및 열 전도 저감 효과를 가질 수 있는 단열 물질이 충진되도록 형성될 수 있다.
또한 수용부(510)와 단열부(520)에는 통기홀(530)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(530)은 수용부(510) 및 단열부(520) 내의 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 도 5에서는 수용부(510)와 단열부(520) 각각에 통기홀(531, 532)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 수용부(510) 또는 단열부(520) 중 어느 하나에 통기홀(530)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 통기홀(530)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(530)이 케이스(500)의 측면 높이와 동일하게 플랫하게 형성되거나, 내측으로 함몰되게 형성될 수 있으며 실시 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한 수용부(510)에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써, 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
(제2 실시예)
도 6은 제2 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(600)는 수용부(610)와 단열부(620)로 구성될 수 있다.
수용부(610)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판(611)과 전력 송신 코일(613) 및 이를 지지하는 코일 기판(612)을 수용한다.
다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(600)는 (a) 예시도와 같이 수용부(610)와 단열부(620)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 수용부(610)와 단열부(620)는 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
수용부(610)는 송신 코일(613) 및 상기 송신 코일(613)에 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(611)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(610)는 기판(611) 및 송신 코일(613)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 수용부(610)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 바람직하게 상기 송신 코일은 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(622)과 인접하게 형성될 수 있다.
수용부(610)의 상부에는 단열부(620)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(620)는 수용부(610)에 실장되는 기판(611) 및 송신 코일(613)의 발열을 저감하고, 배치면(622)에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킬 수 있다.
단열부(620)는 수용부(610)로부터 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(620)는 수용부(610)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(620)는 수용부(610)의 높이 이하 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
단열부(620)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위하여 수용부(610)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 단열부(620)는 실시 형태에 따라 수용부(610)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(620)는 제1 단열부(621)와 제2 단열부(622)로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(621)는 수용부(610)에 상부에 형성되고, 에어갭 또는 단열 물질로 충진되게 형성되는 단열층으로 구성될 수 있다. 제2 단열부(622)는 단열물질을 포함하고, 제1 단열부(621)의 하부에 배치되는 송신 코일(613)의 송신 전력이 투과될 수 있는 물질로 형성될 수 있다.
또한, 제2 단열부(622)는 상기 제1 단열부(621)의 상부에 위치하며, 단열물질을 포함하는 단열부재로 형성될 수 있다. 이때 상기 제2 단열부(622)는 단열 물질을 포함하는 패드 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 단열부(622)는 (b) 예시도와 같이 상면이 무선전력 수신기가 배치되는 배치면으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 단열부(622)는 배치면과 상기 제1 단열부(621) 사이에 배치될 수 있다.
또한 수용부(610)와 단열부(620)에는 통기홀(630)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(630)은 수용부(610)와 단열부(620)내의 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 도 6에서는 수용부(610)와 단열부(620) 각각에 통기홀(631, 632)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 수용부(610) 또는 단열부(620) 중 어느 하나에 통기홀(630)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 통기홀(630)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(630)이 케이스(600)의 측면 높이와 동일하게 플랫하게 형성되거나, 내측으로 함몰되게 형성될 수 있으며 실시 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한 수용부(610)에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써, 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
도 6에 따른 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무서눙전 시 무선전력 수신기의 배터리 온도를 42℃ 전후로 저하시키는 효과를 가질 수 있다.
상기와 같이 다른 실시 예에서는 단열부를 에어갭 또는 단열 물질을 포함하는 단열층과 상기 단열층 상부에 배치되는 단열 물질을 포함하는 단열부재를 배치함으로써, 수용부(610)의 온도를 저감시키고, 단열부재의 상면에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킴으로써, 무선충전 효율을 유지하며 안정적인 무선충전을 실행할 수 있다.
(제3 실시예)
도 7은 제3 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 8는 도 7의 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(700)는 수용부(710)와 단열부(720)로 구성될 수 있다.
수용부(710)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판(711)과 전력 송신 코일(713) 및 이를 지지하는 코일 기판(712)을 수용한다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(700)는 (a)예시도와 같이 수용부(710)와 단열부(720)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 수용부(710)와 단열부(720)는 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
수용부(710) 송신 코일(713) 및 상기 송신 코일(713)에 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(711)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(710)는 기판(711) 및 송신 코일(713)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 수용부(710)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 바람직하게 상기 송신 코일은 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(722)과 인접하게 형성될 수 있다.
수용부(710)의 상부에는 단열부(720)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(720)는 수용부(710)에 실장되는 기판(711) 및 송신 코일(713)의 발열을 저감하고, 배치면(722)에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킬 수 있다.
단열부(720)는 수용부(710)로부터 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(720)는 수용부(710)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(720)는 수용부(710)의 높이 이하 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
단열부(720)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위하여 수용부(710)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 단열부(720)는 실시 형태에 따라 수용부(710)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(720)는 제1 단열부(721)와 제2 단열부(722)로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(721)는 수용부(710)에 상부에 형성되고, 에어갭 또는 단열 물질로 충진되게 형성되는 단열층으로 구성될 수 있다. 제2 단열부(722)는 무선전력 수신기가 배치되면 배치면에 배치될 수 있다. 구체적으로 제2 단열부(722)는 고무(rubber)를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 제2 단열부(722)는 (b) 예시도와 같이 배치면(723)에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제2 단열부(722)는 고무를 포함하는 링 형상으로 배치면(723)의 형상에 대응하게 배치될 수 있다. 또는 고무를 포함하는 패드 형상으로 상기 배치면(723)을 커버하도록 배치될 수 있다. 상기 제2 단열부(722)를 구성하는 단열부재는 고무로써, 그 형상은 한정되지 않으며, 다양한 형상 및 배치 구조를 가질 수 있다.
또한 수용부(710)와 단열부(720)에는 통기홀(730)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(730)은 수용부(710)와 단열부(720)내의 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있이다. 도 7에서는 수용부(710)와 단열부(720) 각각에 통기홀(731, 732)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 수용부(710) 또는 단열부(720) 중 어느 하나에 통기홀(730)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 통기홀(730)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(730)이 케이스(700)의 측면 높이와 동일하게 플랫하게 형성되거나, 내측으로 함몰되게 형성될 수 있으며 실시 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한 수용부(710)에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써, 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 상기 또 다른 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스에 의하여 무선충전 실행 중 기판(711) 또는 송신 코일(713)의 발열에 의하여 무선충전장치가 오동작하거나 무선전력 수신기가 완충 시점까지 정상 동작 하지 않는 문제점을 해결할 수 있다. 도 8에서는 또 다른 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스를 이용하여 무선충전 동작 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
구체적으로 도 8에서는 무선 충전 시 시간에 따른 무선전력 수신기의 배터리 충전 전류, 무선전력 수신기의 배터리 충전률 및 배터리 온도를 나타낸다. 무선전력 수신기는 최초 충전이 시작되면 가장 높은 세기로 배터리 충전 전류가 흐를 수 있다. 또한 배터리 충전률은 가장 높은 속도로 상승할 수 있다.
이후 무선충전이 진행됨에 따라 배터리 충전률은 기존 80% 대비 향상된 85%까지 지속적으로 증가하게 된다. 이때 배터리 온도는 완충 시점까지 최고 40℃로 전후 하여 유지될 수 있다. 즉, 배터리의 온도는 무선충전 시 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 실시 예가 적용된 케이스에 의하여 전달이 최소화 될 수 있다. 따라서 무선전력 수신기 및 배터리가 무선충전 시 발생하는 자체 열과 미량의 무선전력 송신기의 전도열에 의해 특정 온도를 유지할 수 있다. 일반적인 무선충전장치의 케이스 구조에 의하면, 무선충전에 의해 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 무선전력 수신기에 전도되게 되고, 그에 따른 배터리의 온도가 충전 시간이 지속됨에 따라 증가하게 된다. 그러나 본 실시 예에서는 무선전력 송신기의 발열을 저감하고, 발생하는 열에 대한 전도율을 저감시킬 수 있는 케이스 구조를 적용함으로써, 배터리 온도 상승을 저감시키고 그에 따른 안정적이며 높은 효율의 배터리 충전이 실행될 수 있다
(제4 실시예)
도 9는 제4 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 9의 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(900)는 수용부(910)와 단열부(920)로 구성될 수 있다.
수용부(910)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판(911)과 전력 송신 코일(913) 및 이를 지지하는 코일 기판(912)을 수용한다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(900)는 (a)예시도와 같이 수용부(910)와 단열부(920)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 수용부(910)와 단열부(920)는 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
수용부(910) 송신 코일(913) 및 상기 송신 코일(913)에 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(911)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(910)는 기판(911) 및 송신 코일(913)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 수용부(910)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 바람직하게 상기 송신 코일은 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(922)과 인접하게 형성될 수 있다.
수용부(910)의 상부에는 단열부(920)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(920)는 수용부(910)에 실장되는 기판(911) 및 송신 코일(913)의 발열을 저감하고, 배치면(922)에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킬 수 있다.
단열부(920)는 수용부(910)로부터 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(920)는 수용부(910)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(920)는 수용부(910)의 높이 이하 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
단열부(920)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위하여 수용부(910)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 단열부(920)는 실시 형태에 따라 수용부(910)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(920)는 제1 단열부(921)와 복수의 제2 단열부(922, 923)으로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(921)는 수용부(910)의 상부에 형성되고, 에어갭 또는 단열 물질로 충진되게 형성되는 단열층으로 구성될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따른 복수의 제2 단열부(922, 923)는 상기 단열층(921)의 상부에 배치되거나, 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(922)으로 형성되는 제1 단열부재(922)와 상기 제1 단열부재(922)의 상부에 배치되는 제2 단열부재(923)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 단열부재(922)는 단열물질을 포함하고, 제1 단열부(921)의 하부에 배치되는 송신 코일(913)의 송신 전력이 투과될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 또한 제1 단열부재(922)는 단열 물질을 포함하는 패드 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 단열부재(921)는 (b) 예시도와 같이 상면이 무선전력 수신기가 배치되는 배치면으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 단열부재(922)는 배치면과 상기 제1 단열부(921) 사이에 배치될 수 있다.
또한 제2 단열부재(923)는 고무(rubber)를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 제2 단열부재(923)는 (b) 예시도와 같이 제1 단열부재(922)의 상면에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제2 단열부재(923)는 고무를 포함하는 링 형상으로 제1 단열부재(922)의 형상에 대응하게 배치될 수 있다. 또는 고무를 포함하는 패드 형상으로 상기 제1 단열부재(922)를 커버하도록 배치될 수 있다. 상기 제2 단열부재(923)를 구성하는 단열부재는 고무로써, 그 형상은 한정되지 않으며, 다양한 형상 및 배치 구조를 가질 수 있다.
또한 수용부(910)와 단열부(920)에는 통기홀(930)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(930)은 수용부(910)와 단열부(920)내의 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있이다. 도 6에서는 수용부(910)와 단열부(920) 각각에 통기홀(931, 932)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 수용부(910) 또는 단열부(920) 중 어느 하나에 통기홀(930)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 통기홀(930)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(930)이 케이스(900)의 측면 높이와 동일하게 플랫하게 형성되거나, 내측으로 함몰되게 형성될 수 있으며 실시 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한 수용부(910)에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써, 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 상기 또 다른 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스에 의하여 무선충전 실행 중 기판(911) 또는 송신 코일(913)의 발열에 의하여 무선충전장치가 오동작하거나 무선전력 수신기가 완충 시점까지 정상 동작 하지 않는 문제점을 해결할 수 있다. 도 10에서는 또 다른 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스를 이용하여 무선충전 동작 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
구체적으로 도 10에서는 무선 충전 시 시간에 따른 무선전력 수신기의 배터리 충전 전류, 무선전력 수신기의 배터리 충전률 및 배터리 온도를 나타낸다. 무선전력 수신기는 최초 충전이 시작되면 가장 높은 세기로 배터리 충전 전류가 흐를 수 있다. 또한 배터리 충전률은 높은 속도로 상승할 수 있다.
이후 무선충전이 진행됨에 따라 배터리 충전률은 완충 시점(충전률 100%)까지 지속적으로 증가하게 된다. 이때 배터리 온도는 완충 시점까지 최고 40℃로 전후 하여 유지될 수 있다. 즉, 배터리의 온도는 무선충전 시 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 실시 예가 적용된 케이스에 의하여 전달이 최소화 될 수 있다. 따라서 무선전력 수신기 및 배터리가 무선충전 시 발생하는 자체 열과 미량의 무선전력 송신기의 전도열에 의해 특정 온도를 유지할 수 있다. 일반적인 무선충전장치의 케이스 구조에 의하면, 무선충전에 의해 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 무선전력 수신기에 전도되게 되고, 그에 따른 배터리의 온도가 충전 시간이 지속됨에 따라 증가하게 된다. 그러나, 본 실시 예에서는 무선전력 송신기의 발열을 저감하고, 발생하는 열에 대한 전도율을 저감시킬 수 있는 케이스 구조를 적용함으로써, 배터리 온도 상승을 저감시키고 그에 따른 안정적이며 높은 효율의 배터리 충전이 실행될 수 있다
(제5 실시예)
도 11은 제5 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1100)는 수용부(1100)와 단열부(1120)로 구성될 수 있다.
수용부(1110)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판(1111)과 전력 송신 코일(1113) 및 이를 지지하는 코일 기판(1112)을 수용한다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1100)는 (a) 예시도와 같이 수용부(1110)와 단열부(1120)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 수용부(1110)와 단열부(1120)는 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
수용부(1110)는 송신 코일(1113) 및 상기 송신 코일(1113)에 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(1111)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(1110)는 기판(1111) 및 송신 코일(1113)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 수용부(1110)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 바람직하게 상기 송신 코일은 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(1122)과 인접하게 형성될 수 있다.
수용부(1110)의 상부에는 단열부(1120)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(1120)는 수용부(1110)에 실장되는 기판(1111) 및 송신 코일(1113)의 발열을 저감하고, 배치면(1122)에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킬 수 있다.
단열부(1120)는 수용부(1110)로부터 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(1120)는 수용부(1110)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(1120)는 수용부(1110)의 높이 이하 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
단열부(1120)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위하여 수용부(1110)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 단열부(1120)는 실시 형태에 따라 수용부(1110)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(1120)는 제1 단열부(1121)와 제2 단열부(1122)로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(1121)는 수용부(1110)에 상부에 형성되고, 에어갭 또는 단열 물질로 충진되게 형성되는 단열층으로 구성될 수 있다. 제2 단열부(1122)는 종이와 같이, 제1 단열부(621)의 하부에 배치되는 송신 코일(613)의 송신 전력이 투과될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 이때 상기 제2 단열부(1122)는 종이 재질의 패드 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 단열부(1122)는 (b) 예시도와 같이 상면이 무선전력 수신기가 배치되는 배치면으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 단열부(1122)는 배치면과 상기 제1 단열부(1121) 사이에 배치될 수 있다.
또한 수용부(1110)와 단열부(1120)에는 통기홀(1130)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(1130)은 수용부(1110)와 단열부(620)내의 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있이다. 도 11에서는 수용부(1110)와 단열부(1120) 각각에 통기홀(1131, 1132)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 수용부(1110) 또는 단열부(1120) 중 어느 하나에 통기홀(1130)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 통기홀(1130)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(1130)이 케이스(1100)의 측면 높이와 동일하게 플랫하게 형성되거나, 내측으로 함몰되게 형성될 수 있으며 실시 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한 수용부(1110)에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써, 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
도 11에 따른 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 배터리 온도를 41℃전후로 저하시키는 효과를 가질 수 있다.
상기와 같이 또 다른 실시 예에서는 단열부를 에어갭 또는 단열 물질을 포함하는 단열층과 상기 단열층 상부에 배치되는 종이 패드의 단열부재를 배치함으로써, 수용부(1110)의 온도를 저감시키고, 단열부재의 상면에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킴으로써, 무선충전 효율을 유지하며 안정적인 무선충전을 실행할 수 있다.
(제6 실시예)
도 12는 제6 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 13는 도 11의 무선충전장치 케이스가 적용된 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제6 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1200)는 수용부(1210)와 단열부(1220)로 구성될 수 있다.
수용부(1210)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판(1211)과 전력 송신 코일(1213) 및 이를 지지하는 코일 기판(1212)을 수용한다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1200)는 (a)예시도와 같이 수용부(1210)와 단열부(1220)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 수용부(1210)와 단열부(1220)는 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
수용부(1210) 송신 코일(1213) 및 상기 송신 코일(1213)에 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(1211)을 수용할 수 있다. 상기 수용부(910)는 기판(1211) 및 송신 코일(1213)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 수용부(1210)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 바람직하게 상기 송신 코일은 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(1222)과 인접하게 형성될 수 있다.
수용부(1210)의 상부에는 단열부(1220)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(1220)는 수용부(1210)에 실장되는 기판(1211) 및 송신 코일(1213)의 발열을 저감하고, 배치면(1222)에 배치되는 무선전력 수신기에 열 전도를 감소시킬 수 있다.
단열부(1220)는 수용부(1210)로부터 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(1220)는 수용부(1210)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(1220)는 수용부(1210)의 높이 이하 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
단열부(1220)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위하여 수용부(1210)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 단열부(1220)는 실시 형태에 따라 수용부(1210)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(1220)는 제1 단열부(1221)와 복수의 제2 단열부(1222, 1223)으로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(1221)는 수용부(1210)의 상부에 형성되고, 에어갭 또는 단열 물질로 충진되게 형성되는 단열층으로 구성될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따른 복수의 제2 단열부(1222, 1223)는 상기 단열층(1221)의 상부에 배치되는 제1단열부재(1222)와 상기 제1 단열부재(1222)의 상부에 배치되는 제2 단열부재(1223)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 단열부재(1222)는 단열물질을 포함하고, 제1 단열부(1221)의 하부에 배치되는 송신 코일(1213)의 송신 전력이 투과될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 또한 제1 단열부재(1222)는 단열 물질을 포함하는 패드 형상으로 형성될 수 있다.
또한 제2 단열부재(1222)는 종이와 같이, 제1 단열부(1221)의 하부에 배치되는 송신 코일(1213)의 송신 전력이 투과될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 이때 상기 제2 단열부재(1223)는 종이 재질의 패드 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 단열부(1223)는 (b) 예시도와 같이 상면이 무선전력 수신기가 배치되는 배치면으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 단열부재(1223)는 배치면과 상기 제1 단열부재(1222) 사이에 배치될 수 있다.
또한 수용부(1210)와 단열부(1220)에는 통기홀(1230)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(1230)은 수용부(1210)와 단열부(1220)내의 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있이다. 도 12에서는 수용부(1210)와 단열부(1220) 각각에 통기홀(1231, 1232)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 수용부(1210) 또는 단열부(1220) 중 어느 하나에 통기홀(1230)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 통기홀(1230)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(1230)이 케이스(1200)의 측면 높이와 동일하게 플랫하게 형성되거나, 내측으로 함몰되게 형성될 수 있으며 실시 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한 수용부(1210)에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써, 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 상기 또 다른 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스에 의하여 무선충전 실행 중 기판(1211) 또는 송신 코일(1213)의 발열에 의하여 무선충전장치가 오동작하거나 무선전력 수신기가 완충 시점까지 정상 동작 하지 않는 문제점을 해결할 수 있다. 도 13에서는 또 다른 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스를 이용하여 무선충전 동작 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
구체적으로 도 13에서는 무선 충전 시 시간에 따른 무선전력 수신기의 배터리 충전 전류, 무선전력 수신기의 배터리 충전률 및 배터리 온도를 나타낸다. 무선전력 수신기는 최초 충전이 시작되면 가장 높은 세기로 배터리 충전 전류가 흐를 수 있다. 또한 배터리 충전률은 높은 속도로 상승할 수 있다.
이후 무선충전이 진행됨에 따라 배터리 충전률은 완충 시점(충전률 100%)까지 지속적으로 증가하게 된다. 이때 배터리 온도는 완충 시점까지 최고 40℃로 전후 하여 유지될 수 있다. 즉, 배터리의 온도는 무선충전 시 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 실시 예가 적용된 케이스에 의하여 전달이 최소화 될 수 있다. 따라서 무선전력 수신기 및 배터리가 무선충전 시 발생하는 자체 열과 미량의 무선전력 송신기의 전도열에 의해 특정 온도를 유지할 수 있다. 일반적인 무선충전장치의 케이스 구조에 의하면, 무선충전에 의해 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 무선전력 수신기에 전도되게 되고, 그에 따른 배터리의 온도가 충전 시간이 지속됨에 따라 증가하게 된다. 그러나, 본 실시 예에서는 무선전력 송신기의 발열을 저감하고, 발생하는 열에 대한 전도율을 저감시킬 수 있는 케이스 구조를 적용함으로써, 배터리 온도 상승을 저감시키고 그에 따른 안정적이며 높은 효율의 배터리 충전이 실행될 수 있다
도 15 내지 도 18에 도시된 제7 내지 제10 실시예를 참고하여 상세히 설명한다.
제7 내지 제10 실시예에서, 기판 수용부는 제1 수용부로 지칭되고, 코일 수용부는 제2 수용부로 지칭될 수 있지만, 이와 반대로 지칭될 수도 있다.
(제7 실시예)
도 14는 제7 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스의 무선전력 송신기를 이용하여 무선충전 시 무선전력 수신기의 충전 상태에 따른 전류 변화, 온도 변화 및 충전률 변화를 나타낸 그래프이고, 도 15은 제7 실시 예에 따른 무선전력송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15을 참조하면, 제7 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1500)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판을 수용하는 기판 수용부(1510). 전력 송신 코일(1532)를 수용하는 코일 수용부(1530) 및 상기 기판 수용부(1510)와 코일 수용부(1530) 사이에 형성되는 단열부(1520)로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1500)는 (a) 예시도에서와 같이 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 기판 수용부(1510), 코일 수용부(1530) 및 단열부(1520) 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
코일 수용부(1530)의 상면은 예시도(b)에 도시된 바와 같이 무선전력 수신기가 배치될 수 있는 배치면(1550)을 형성할 수 있다.
기판 수용부(1510)는 상기 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(1512)를 수용할 수 있다. 상기 기판 수용부(1510)는 기판(1512)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 구체적으로 기판 수용부(1510)는 기판(1512)의 크기 이상의 크기를 가질 수 있다. 이때 기판 수용부(1510)는 구동부를 실장한 기판(1512)이 수용되거나, 상기 기판 수용부(1510)에 직접 구동부가 실장될 수 있다. 즉, 기판 수용부(1510)의 일면이 구동부를 실장할 수 있는 기판으로 형성될 수 있다.
코일 수용부(1530)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 코일 수용부(1530)는 바람직하게, 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(1550)과 인접하게 형성될 수 있다. 코일 수용부(1530)는 무선전력 송신을 위한 코일(1532)이 배치될 수 있다. 이때 코일 수용부(1530)는 코일(1532)을 직접 실장하거나, 상기 코일(1532)이 실장된 레이어를 수용할 수 있다.
상기 기판 수용부(1510)와 코일 수용부(1530) 사이에는 단열부(1520)가 배치될 수 있다. 구체적으로 단열부(1520)는 상기 기판 수용부(1510)에 실장되는 기판(1512)의 발열을 저감하고, 코일 수용부(1530)에 수용되는 코일(1532)에 열전도를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 단열부(1520)는 상기 기판 수용부(1510)와 코일 수용부(1530)를 이격시킴으로써, 기판(1512) 및 코일(1532) 상호간의 간섭을 저감시킬 수 있다.
단열부(1520)는 상기 기판 수용부(1510)와 코일 수용부(1530)를 이격 시키고, 열 전도를 최소화 할 수 있는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(1520)는 기판 수용부(1510)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(1520)는 기판 수용부(1510)의 높이와 유사하거나, 그 이상의 높이를 가질 수 있다.
단열부(1520)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위해 기판 수용부(1510), 코일 수용부(1530)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 단열부(1520)는 실시 형태에 따라 기판 수용부(1510) 또는 코일 수용부(1530)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다.
단열부(1520)는 기판 수용부(1510)의 발열을 저감할 수 있도록 하기 위해 에어갭으로 형성될 수 있다. 구체적으로 단열부(1520)는 임계 높이와 폭을 가지게 형성되고, 상기 단열부(1520)는 공기층으로 형성되어 기판 수용부(1510) 내에 발열 온도를 저감할 수 있다.
또는 상기 단열부(1520)는 상기 단열부(1520) 내에 에어갭이 아닌 단열 물질로 충진될 수 있다. 구체적으로 단열부(1520) 내에는 에어갭 보다 발열 온도 및 열 전달 저감의 효과를 가질 수 있도록 발열 물질이 충진되도록 형성될 수 있다.
상기 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530) 중 적어도 하나에는 통기홀(1540)을 형성할 수 있다. 구체적으로 통기홀(1540)은 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530) 내에서 발생하는 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 도 15에서는 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530) 각각에 통기홀(1541, 1542, 1543)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530) 중 어느 하나에 통기홀(1540)이 형성되도록 할 수 있다. 바람직하게, 상기 통기홀(1540)은 발열 온도가 높으며, 방열이 요구되는 곳에 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 통기홀(1540)은 기판 수용부(1510) 및 단열부(1520)에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 통기홀(1540)은 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530)에 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 상기 통기홀(1540)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(1540)은 케이스(1500) 측면의 높이와 동일하게 플랫(flat)하게 형성되거나, 내측으로 함몰 되는 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 실시 예의 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한, 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530) 중 적어도 하나 또는 각각에는 배선홀(미도시)를 형성함으로서 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
또한 상기 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530)는 각각 독립적인 공간으로 형성된 구조물을 적층하여 형성될 수 있다. 즉, 각각 독립적인 공간으로 적층되도록 형성함으로써 기판 수용부(1510), 단열부(1520) 및 코일 수용부(1530) 각각에서 발생하는 열을 효율적으로 배출하여 저감시킬 수 있다.
따라서 상기 일 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스에 의하여 무선충전 실행 중 기판(1512) 또는 코일(1532)의 발열에 의해 무선충전장치가 오동작하거나, 무선전력 수신기가 완충 시점까지 정상동작 하지 않는 문제를 해결할 수 있다. 도 14에서는 일 실시 예가 적용된 무선충전장치 케이스를 이용하여 무선충전 동작 시 무선전력 수신기의 충전 상태를 설명하기 위한 그래프이다.
구체적으로 도 14는 도시된 바와 같이 무선 충전 시 시간에 따른 무선전력 수신기의 배터리 충전 전류, 무선전력 수신기의 배터리 충전률 및 배터리 온도를 나타낸다. 무선전력 수신기는 최초 충전이 시작되면 가장 높은 세기로 배터리 충전 전류가 흐를 수 있다. 또한 배터리 온도는 무선충전이 진행되는 동안 증가할 수 있다. 또한 배터리 충전률은 가장 높은 속도로 상승할 수 있다.
이후 무선충전이 진행됨에 배터리 충전률은 완충 시점(충전률 100%)까지 지속적으로 증가하게 된다. 이때 배터리의 온도는 완충 시점까지 최고 40℃로 전후 하여 유지될 수 있다. 즉, 배터리의 온도는 무선충전 시 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 실시 예가 적용된 케이스에 의하여 전달이 최소화 될 수 있다. 따라서 무선전력 수신기 및 배터리가 무선충전 시 발생하는 자체 열과 미량의 무선전력 송신기의 전도열에 의해 특정 온도를 유지할 수 있다.
(제8 실시예)
한편, 일반적인 무선충전장치의 케이스 구조에 의하면, 무선충전에 의해 무선전력 송신기에서 발생하는 열이 무선전력 수신기에 전도되게 되고, 그에 따른 배터리의 온도가 충전 시간이 지속됨에 따라 증가하게 된다. 그러나, 본 실시 예에서는 무선전력 송신기의 발열을 저감하고, 발생하는 열에 대한 전도율을 저감시킬 수 있는 케이스 구조를 적용함으로써, 배터리 온도 상승을 저감시키고 그에 따른 안정적이며 높은 효율의 배터리 충전이 실행될 수 있다.
도 16은 제8 실시 에에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 제8 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1600)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판을 수용하는 기판 수용부(1610), 전력 송신 코일을 수용하는 코일 수용부(1630) 및 복수의 단열부(1620, 1640)으로 구성될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1600)는 (a) 예시도와 같이 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때, 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640)가 각각 독립된 공간으로 형성될 수 있다.
제2 단열부(1640)의 상면은 예시도 (b)에 도시된 바와 같이 무선전력 수신기가 배치될 수 있는 배치면(1660)을 형성할 수 있다.
기판 수용부(1610)는 상기 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(1612)을 수용할 수 있다. 상기 기판 수용부(1610)는 기판(1612)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 구체적으로 기판 수용부(1610)는 기판(1612)의 크기 이상의 크기를 가질 수 있다. 이때 기판 수용부(1610)는 구동부를 실장한 기판(1612)이 수용되거나, 상기 기판 수용부(1610)에 직접 구동부가 실장될 수 있다. 즉, 기판 수용부(1610)의 일면이 구동부를 실장할 수 있는 기판으로 형성될 수 있다.
코일 수용부(1630)는 하나 이상의 코일을 수용할 수 있다. 코일 수용부(1630)는 바람직하게, 무선전력 수신기가 배치되면 배치면(1660)과 인접하게 형성될 수 있다. 특히 본 다른 실시 예에서는 코일 수용부(1630)의 상부에 제2 단열부(1640)를 구성함으로써, 상기 코일 수용부(1630)의 발열을 저감할 수 있다. 코일 수용부(1630)는 무선전력 송신을 위한 코일(1632)에 배치될 수 있다. 이때 코일 수용부(1630)는 코일(1632)를 직접 실장하거나, 상기 코일(1632)이 실장된 레이어를 수용할 수 있다.
상기 기판 수용부(1610)와 코일 수용부(1630) 사이 및 상기 코일 수용부(1630)와 무선전력 수신기 배치면(1660) 사이에는 단열부(1620, 1640)가 각각 배치될 수 있다.
구제척으로 기판 수용부(1610)와 코일 수용부(1630) 사이에 배치되는 제1 단열부(1620)는 기판 수용부(1610)에 실장되는 기판(1612)의 발열을 저감하고, 코일 수용부(1630)에 수용되는 코일(1632)에 열전도를 감소시킬 수 있다. 또한 상기 제1 단열부(1620)는 상기 기판 수용부(1610)와 코일 수용부(1630)를 이격시킴으로써 기판(1612) 및 코일(1632) 상호간 간섭을 저감시킬 수 잇다.
또한 제2 단열부(1640)는 코일 수용부(1630)와 무선전력 수신기 배치면(1660) 사이에 배치될 수 있다. 제2 단열부(1640)는 코일 수용부(1630)에 수용되는 코일(1632)의 발열을 저감시키고, 배치면(1660)에 배치되는 무선전력 수신기(미도시)에 열전도를 감소시킬 수 있다.
상기 제1 단열부(1620)는 상기 기판 수용부(1610)와 코일 수용부(1630)를 이격 시키고, 열 전도를 최소화 할 수 잇는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 제1 단열부(1620)는 기판 수용부(1610)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 단열부(1620)는 기판 수용부(1610)의 높이와 유사하거나 그 이상의 높이를 가질 수 있다.
또한 제2 단열부(1640)는 상기 코일 수용부(1630)와 배치면(1660)을 이격 시키고, 열 전도를 최소화하면서도, 무선충전 효율이 저감되지 않는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 제2 단열부(1640)는 코일 수용부(1630)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 단열부(1640)는 코일 수용부(1630)의 높이와 유사하거나, 그 이하의 높이를 가질 수 있다. 즉, 제2 단열부(1640)의 높이를 높게 형성하는 경우 코일(1632)과 배치면(1660)에 배치되는 무선전력 수신기(미도시)와의 거리가 멀어지게 되고 그에 따른 무선충전 효율이 저감될 수 있기 때문이다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 구성되는 실시 예에 따라 다양한 높이로 형성되도록 할 수 있다.
또한, 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640)의 폭은 심미적 효과를 높이기 위해 기판 수용부(1610), 코일 수요부(1630) 및 배치면(1660)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640)는 실시 형태에 따라 기판 수용부(1610), 코일 수용부(1630) 및 배치면(1660)의 폭을 초과하거나 미만으로 형성될 수 있다. 또한 제1 단열부(1620)와 제2 단열부(1640)의 높이와 폭은 상이하게 형성될 수 있다.
한편, 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640)는 발열 및 열 전도 저감을 위하여 에어갭으로 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640)는 임계 높이와 폭을 가지게 형성되고, 공기층으로 형성되어 기판 수용부(1610) 및 코일 수용부(1630)내에 발열 온도를 저감할 수 있다.
또는 상기 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640) 내에 에어갭이 아닌 단열 물질로 충진될 수 있다. 구체적으로 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640) 내에는 에어갭 보다 발열 온도 및 열 전달 저감의 효과를 가질 수 있도록 발열 물질이 충진되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 단열부(1620) 및 제2 단열부(1640)는 동일하게 에어갭 또는 단열 문질로 충진된게 형성하거나, 각각 상이한 구성으로 형성될 수 있다.
상기 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640) 중 적어도 하나에는 통기홀(1650)을 형성할 수 있다. 구체적으로 통기홀(1650)은 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640) 내에서 발생하는 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 도 16에서는 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640) 각각에 통기홀(1651, 1652, 1653, 1654)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640) 중 어느 하나 또는 단열부(1620, 1640)들에 통기홀(1650)이 형성되도록 할 수 있다. 바람직하게, 통기홀(1650)은 발열 온도가 높으며, 방열이 요구되는 곳에 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 통기솔(1650)은 기판 수용부(1610) 및 단열부(1620, 1640)에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 통기홀(1650)은 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640)에 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다. 한편 본 다른 실시 예에서는 상기 통기홀(1650)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(1650)은 케이스(1600) 측면의 높이와 동일하게 플랫(flat)하게 형성되거나, 내측으로 함몰 되는 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 실시 예의 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
또한, 기판 수용부(1610), 제1 단열부(1620), 코일 수용부(1630) 및 제2 단열부(1640) 중 적어도 하나 또는 각각에는 배선홀(미도시)를 형성함으로써 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
(제9 실시예)
도 17은 제9 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 제9 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1700)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판을 수용하는 기판 수용부(1710). 전력 송신 코일(1722)를 수용하는 코일 수용부(1720)로 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1700)는 (a)예시도와 같이 기판 수용부(1710)와 코일 수용부(1720)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 기판 수용부(1710) 및 코일 수용부(1720)는 각각 독립적인 공간으로 형성될 수 있다.
특히 본 또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1700)는 기판 수용부(1710)의 높이를 높게 형성한다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1700)는 코일 수용부(1720)의 상면은 예시도(b)에 도시된 바와 같이 무선전력 수신기가 배치될 수 있는 배치면(1740)을 형성할 수 있다.
기판 수용부(1710)는 상기 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(1712)를 수용할 수 있다. 상기 기판 수용부(1710)는 기판(1712)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 구체적으로 기판 수용부(1710)는 기판(1712)의 크기 이상의 크기를 가질 수 있다. 이때 기판 수용부(1710)는 구동부를 실장한 기판(1712)이 수용되거나, 상기 기판 수용부(1710)에 직접 구동부가 실장될 수 있다. 즉, 기판 수용부(1710)의 일면이 구동부를 실장할 수 있는 기판으로 형성될 수 있다. 특히 또 다른 실시 예에서는 기판 수용부(1710)의 높이를 기판(1712)의 높이보다 높게 형성됨으로써, 기판 수용부(1710) 내에서 일체형으로 단열부가 형성되도록 할 수 있다. 상기 기판 수용부(1710)의 높이는 기판(1712)의 높이의 2배 또는 3배 정도의 높이로 형성될 수 있다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 상기 기판(1712)의 발열을 저감 및 분산할 수 있도록 하는 높이이면 족하다.
코일 수용부(1720)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 코일 수용부(1720)는 바람직하게, 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(1740)과 인접하게 형성될 수 있다. 코일 수용부(1720)는 무선전력 송신을 위한 코일(1722)이 배치될 수 있다. 이때 코일 수용부(1720)는 코일(1722)을 직접 실장하거나, 상기 코일(1722)이 실장된 레이어를 수용할 수 있다.
상기 기판 수용부(1710) 및 코일 수용부(1720) 중 적어도 하나에는 통기홀(1730)을 형성할 수 있다. 구체적으로 통기홀(1730)은 기판 수용부(1710) 및 코일 수용부(1720) 내에서 발생하는 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 도 17에서는 기판 수용부(1710) 및 코일 수용부(1720) 각각에 통기홀(1731, 1732, 1733)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 기판 수용부(1710) 및 코일 수용부(1720) 중 어느 하나에 통기홀(1730)이 형성되도록 할 수 있다. 바람직하게, 상기 통기홀(1730)은 발열 온도가 높으며, 방열이 요구되는 곳에 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 통기홀(1730)은 기판 수용부(1710))에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 기판 수용부(1710)의 높이를 높게 형성함으로써, 상기 기판 수용부(1710)에는 복수의 통기홀이 형성될 수도 있다. 즉, 상기 통기홀(1730)은 기판 수용부(1710), 및 코일 수용부(1720)에 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 상기 통기홀(1720)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(1720)은 케이스(1700) 측면의 높이와 동일하게 플랫(flat)하게 형성되거나, 내측으로 함몰 되는 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 실시 예의 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
기판 수용부(1710) 및 코일 수용부(1720) 중 적어도 하나 또는 각각에는 배선홀(미도시)를 형성함으로서 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
(제10 실시예)
도 18는 제10 실시 예에 따른 무선전력 송신기 및 이를 수용하는 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 18를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1800)는 무선충전 실행에 요구되는 구동부 및 다양한 구성부를 실장하는 기판을 수용하는 기판 수용부(1810). 전력 송신 코일(1822)를 수용하는 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830)로 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1800)는 (a)예시도와 같이 기판 수용부(1810), 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830)가 수직축으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 기판 수용부(1810), 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830)는 각각 독립적인 공간으로 형성될 수 있다.
특히 본 또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1800)는 기판 수용부(1810)의 높이를 높게 형성한다.
또 다른 실시 예에 따른 무선충전장치 케이스(1800)는 코일 수용부(1820)의 상면은 예시도(b)에 도시된 바와 같이 무선전력 수신기가 배치될 수 있는 배치면(1850)을 형성할 수 있다.
기판 수용부(1810)는 상기 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판(1712)를 수용할 수 있다. 상기 기판 수용부(1810)는 기판(1812)이 수용될 수 있는 높이와 폭을 가질 수 있다. 구체적으로 기판 수용부(1810)는 기판(1812)의 크기 이상의 크기를 가질 수 있다. 이때 기판 수용부(1810)는 구동부를 실장한 기판(1812)이 수용되거나, 상기 기판 수용부(1810)에 직접 구동부가 실장될 수 있다. 즉, 기판 수용부(1810)의 일면이 구동부를 실장할 수 있는 기판으로 형성될 수 있다. 특히 또 다른 실시 예에서는 기판 수용부(1810)의 높이를 기판(1812)의 높이보다 높게 형성됨으로써, 기판 수용부(1810) 내에서 일체형으로 단열부가 형성되도록 할 수 있다. 상기 기판 수용부(1810)의 높이는 기판(1812)의 높이의 2배 또는 3배 정도의 높이로 형성될 수 있다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 상기 기판(1812)의 발열을 저감 및 분산할 수 있도록 하는 높이이면 족하다.
코일 수용부(1820)는 하나 이상의 송신 코일을 수용할 수 있다. 코일 수용부(1820)는 바람직하게, 무선전력 수신기가 배치되는 배치면(1850)과 인접하게 형성될 수 있다. 코일 수용부(1820)는 무선전력 송신을 위한 코일(1822)이 배치될 수 있다. 이때 코일 수용부(1820)는 코일(1822)을 직접 실장하거나, 상기 코일(1822)이 실장된 레이어를 수용할 수 있다.
단열부(1830)는 코일 수용부(1820)와 무선전력 수신기 배치면(1850) 사이에 배치될 수 있다. 단열부(1830)는 코일 수용부(1820)에 수용되는 코일(1822)의 발열을 저감시키고, 배치면(1850)에 배치되는 무선전력 수신기(미도시)에 열전도를 감소시킬 수 있다.
상기 단열부(1830)는 상기 코일 수용부(1810)와 배치면(1850)을 이격 시키고, 열 전도를 최소화하면서도, 무선충전 효율이 저감되지 않는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 단열부(1830)는 코일 수용부(1820)의 높이에 대응하게 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 단열부(1830)는 코일 수용부(1820)의 높이와 유사하거나, 그 이하의 높이를 가질 수 있다. 즉, 단열부(1830)의 높이를 높게 형성하는 경우 코일(1822)과 배치면(1850)에 배치되는 무선전력 수신기(미도시)와의 거리가 멀어지게 되고 그에 따른 무선충전 효율이 저감될 수 있기 때문이다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 구성되는 실시 예에 따라 다양한 높이로 형성되도록 할 수 있다.
한편, 기판 수용부(1810), 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830)중 적어도 하나에는 통기홀(1840)이 형성될 수 있다. 구체적으로 통기홀(1840)은 기판 수용부(1810) 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830) 내에서 발생하는 열을 방출하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 도 18에서는 기판 수용부(1810), 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830) 각각에 통기홀(1841, 1842, 1843, 1844)이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나 이는 한정되지 않으며, 기판 수용부(1810), 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830) 중 어느 하나에 통기홀(1840)이 형성되도록 할 수 있다. 바람직하게, 상기 통기홀(1840)은 발열 온도가 높으며, 방열이 요구되는 곳에 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 통기홀(1840)은 기판 수용부(1810))에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 기판 수용부(1810)의 높이를 높게 형성함으로써, 상기 기판 수용부(1810)에는 복수의 통기홀이 형성될 수도 있다. 즉, 상기 통기홀(1840)은 기판 수용부(1810) 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830)에 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 상기 통기홀(1840)이 돌출된 형태로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 이는 한정되지 않으며, 상기 통기홀(1840)은케이스(1800) 측면의 높이와 동일하게 플랫(flat)하게 형성되거나, 내측으로 함몰 되는 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 실시 예의 형태에 따라 다양한 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
기판 수용부(1810), 코일 수용부(1820) 및 단열부(1830) 중 적어도 하나 또는 각각에는 배선홀(미도시)를 형성함으로서 인출 배선이 통과할 수 있도록 할 수 있다.
이 외에도 본 실시 예에서는 기판 수용과 코일 수용을 독립적으로 하고, 에어갭 또는 단열 물질로 충진된 단열부를 형성함으로써, 발열 저감 및 열 전도를 최소화 할 수 있는 무선충전장치 케이스를 제공한다.
본 발명은 무선 전력 송수신 분야에 이용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 송신 코일과, 상기 송신 코일에 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판을 수용하는 수용부; 및
    상기 수용부의 상부에 배치되고, 무선전력 수신장치가 배치되는 배치면을 형성하는 단열부;
    를 포함하고,
    상기 수용부 및 상기 단열부는 통기홀을 포함하는 무선충전장치 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단열부는 단열층과 단열부재로 형성되는 무선충전장치 케이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재는 상기 단열층의 상부에 형성되는 무선충전장치 케이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재는 상기 단열부의 배치면에 형성되는 무선충전장치 케이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재는 단열물질을 포함하는 패드로 형성되는 무선충전장치 케이스.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재는 고무 패드로 형성되는 무선충정장치 케이스.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재는 종이 패드로 형성되는 무선충전장치 케이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 종이 패드는 상면 또는 하면에 굴곡부를 포함하는 무선충전장치 케이스.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 단열층은 에어갭 또는 단열물질로 충진되는 무선충전장치 케이스.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 단열부재는 복수로 형성되는 무선충전장치 케이스.
  11. 하나 이상의 송신 코일을 수용하는 제1 수용부;
    상기 송신 코일에 제공되는 출력 전력을 제공하는 구동부를 실장한 기판을 수용하는 제2 수용부; 및
    상기 제2 수용부와 상기 제1 수용부 사이에 배치되는 제1 단열부;를 포함하고,
    상기 제2 수용부, 상기 제1 수용부 및 상기 단열부는 통기홀을 포함하는 무선충전장치 케이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단열부는 상기 제2 수용부의 높이보다 높게 형성되는 무선충전장치 케이스.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 단열부는 상기 제2 수용부와 일체로 형성되는 무선충전장치 케이스.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 수용부의 상부에 배치되는 제2 단열부를 더 포함하는 무선충전장치 케이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 단열부는 상기 제1 단열부의 높이보다 낮게 형성되는 무선충전장치 케이스.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 통기홀은 상기 제2 수용부, 제1 수용부, 단열부 중 적어도 하나에 복수로 형성되는 무선충전장치 케이스.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2 수용부, 상기 제1 수용부, 상기 단열부는 배선홀을 포함하는 무선충전장치 케이스.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제2 수용부, 상기 제1 수용부 및 상기 제1 단열부는 각각 독립적으로 형성되어 적층되는 구조를 가지는 무선충전장치 케이스.
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