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KR20160129675A - 걸이식 유연한 무선 충전 장치 - Google Patents

걸이식 유연한 무선 충전 장치 Download PDF

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KR20160129675A
KR20160129675A KR1020150133702A KR20150133702A KR20160129675A KR 20160129675 A KR20160129675 A KR 20160129675A KR 1020150133702 A KR1020150133702 A KR 1020150133702A KR 20150133702 A KR20150133702 A KR 20150133702A KR 20160129675 A KR20160129675 A KR 20160129675A
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KR
South Korea
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wireless charging
carrier portion
coil assembly
charging device
transmitter coil
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KR1020150133702A
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유-초우 예
충-허 예
첸-치 우
춘-팅 예
쉬예-중 후앙
보-루에이 쳉
치-밍 후
츄-쳉 추이
Original Assignee
제이터치 코포레이션
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Publication date
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Priority claimed from TW104117865A external-priority patent/TW201644137A/zh
Application filed by 제이터치 코포레이션 filed Critical 제이터치 코포레이션
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Abstract

무선 충전 장치는 유연한 캐리어 부재, 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체 및 걸이 요소를 포함한다. 유연한 캐리어 부재는 메인 캐리어 부분 및 적어도 하나의 서브-캐리어 부분을 포함한다. 적어도 하나의 서브-캐리어 부분이 메인 캐리어 부분과 연결되어, 메인 캐리어 부재와 적어도 하나의 서브-캐리어 부분이 협력하여 적어도 하나의 포켓이 형성되게 한다. 각각의 포켓은 입구와 수용 공간을 가진다. 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체가 메인 캐리어 부분 내에 배치되며 상기 포켓의 상기 수용 공간 내에 적어도 하나의 전력 수신 장치를 무선으로 충전하기 위한 적어도 하나의 특정된 주파수를 갖는 전자파를 발산한다. 상기 걸이 요소는 메인 캐리어 부분과 연결된다. 유연한 캐리어 부재는 걸이 요소를 통해 물체에 걸린다.

Description

걸이식 유연한 무선 충전 장치{HANGING-TYPE FLEXIBLE WIRELESS CHARGING DEVICE}
본 발명은 무선 충전 장치와 관련되며, 더 구체적으로 걸이형 가요성 무선 충전 장치와 관련된다.
오늘날, 다양한 휴대용 전자 장치, 가령, 모바일 폰 또는 태블릿 컴퓨터가 우리 일상에서 널리 사용되고 있다. 휴대용 전자 장치에 전기 에너지를 제공하기 위해, 충전 장치는 휴대용 전자 장치의 빌트-인 배터리를 충전하도록 사용된다. 일반적으로, 충전 장치는 유선 충전 장치 및 무선 충전 장치로 분류된다. 무선 충전 장치가 다양한 환경에서 동작할 수 있지만 전력 케이블에 의해 제한되기 때문에, 유선 충전 장치는 점차 무선 충전 장치에 의해 대체되고 있다.
무선 충전 동작은 또한 유도성 충전 동작(inductive charging operation) 또는 비접촉식 충전 동작(non-contact charging operation)이라고 지칭된다. 무선 충전 기술에 의해, 전기 에너지가 무선 전송 방식으로 전력 제공 장치에서 전력 수신 장치로 전송된다. 일반적으로, 3개의 무선 전력 충전 그룹은 WPC(Wireless Power Consortium)(QI), PMA (Power Matters Alliance) 및 A4WP (Alliance for Wireless Power)를 포함한다. WPC 및 A4WP 표준은 무선 충전 기술의 메인스트림이다. 무선 충전 기술은 자기 유도 기술(저주파수) 및 자기 공진 기술(고주파수)을 포함한다. 상기 자기 유도 기술은 단거리 에너지 송신에만 적용된다. 자기 유도 기술의 전력 변환 효율이 더 높다. 그러나 전력-수신 장치는 자기 유도 기술에 따라 전력 제공 장치와 정렬 및 부착되어야 하기 때문에, 전력 제공 장치는 복수의 전력 수신 장치를 동시에 충전할 수 없다. 자기 공진 기술에 의해, 송신기 단자와 수신기 단자 간 에너지 전송이 특정된 공진 주파수로 구현된다. 결과적으로, 자기 공진 기술이 자기 유도 기술에 비교할 때 더 장거리 에너지 전송에 적용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위한 무선 충전 장지의 사용을 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 장치(11)는 무선 송신 방식으로 전력 수신 장치(12)에게 전기 에너지를 전송한다. 일반적으로 무선 충전 장치(11)의 코일 조립체는 다중-코어 구리 와이어로 만들어진다. 덧붙여, 구리 와이어가 페라이트 자기 옥사이드로 만들어진 강성 기판 상에 장착된 후, 코일 조립체가 생성된다. 상기 코일 조립체는 케이스 내에 설치된다. 다시 말하면, 실시 요건 및 동작 환경에 따라 무선 충전 장치의 형태가 변경되지 않을 수 있고, 무선 충전 장치는 전력 수신 장치를 충전하기 위해 데스크(또는 평면 표면) 상에 배치되는 것이 일반적이다. 따라서 무선 충전 장치의 적용이 제한적이다. 덧붙여, 무선 충전 장치를 저장하고 지니는 것이 어렵다. 특히 더 넓은 표면의 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위해 무선 충전 장치가 사용될 때, 무선 충전 장치의 부피와 중량이 증가된다. 이러한 상황에서, 무선 충전 장치를 지니는 것이 어렵다.
덧붙여, 현재 무선 충전 장치는 서로 다른 기술에 의해 동작한다. 따라서 일반적으로 코일 조립체와 송신기 단자 회로의 결합 주파수(coupling frequency)가 상이하다. 이러한 환경에서, 무선 충전 장치의 구성요소와 전력 수신 장치의 구성요소는 서로 호환되지 않ㅁ는다. 비호환성 때문에, 서로 다른 무선 충전 장치의 코일 조립체와 회로 구성요소는 일반적으로 서로 다르다. 따라서 휴대용 전자 장치의 유형에 따라 무선 충전 장치가 커스텀화된다. 이러한 환경에서, 무선 충전 장치의 적용이 제한적이다. 덧붙여, 무선 충전 장치는 서로 다른 무선 충전 기술에 따라 설계된 복수의 전력 수신 장치를 무선으로 충전할 수 없다.
본 발명의 목적은 가요성의 얇은 구조물을 갖는 걸이형 가요성 무선 충전 장치를 제공한다. 걸이형 가요성 무선 충전 장치는 자기 공진(magnetic resonance) 및/또는 자기 유도(magnetic induction)에 따라 무선 충전 동작을 수행할 수 있다. 걸이형 가요성 무선 충전 장치는 거는 방식(hanging manner)으로 장착될 수 있다. 덧붙여, 걸이형 가요성 무선 충전 장치는 쉽게 저장 및 운반될 수 있다. 따라서, 무선 충전 적용 및 편의가 향상되고, 레이아웃 공간이 절약된다.
본 발명의 또 다른 목적은 동시에 또는 상이한 때에 하나 또는 복수의 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위해 하나 이상의 주파수를 갖는 전자파를 발산할 수 있는 걸이형 가요성 무선 충전 장치를 제공하는 것이다. 덧붙여, 상기 걸이형 가요성 무선 충전 장치는 자기 공진(magnetic resonance) 또는 자기 유도(magnetic induction)에 따라 적어도 하나의 전력 수신 장치를 적응적으로 또는 선택적으로 충전할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에 따라, 무선 충전 장치를 제공한다. 무선 충전 장치는 가요성 캐리어 부재, 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체 및 걸이 요소를 포함한다. 가요성 캐리어 부재는 주 캐리어 부분 및 적어도 하나의 보조 캐리어 부분을 포함한다. 적어도 하나의 보조 캐리어 부분이 주 캐리어 부분과 연결되어, 적어도 하나의 포켓이 주 캐리어 부분과 적어도 하나의 보조 캐리어 부분의 협업에 의해 형성될 수 있다. 각각의 포켓은 입구와 수용 공간을 가진다. 적어도 하나의 박막 송신기기 코일 조립체가 상기 주 캐리어 부분 내에 배치되고, 포켓의 수용 공간 내에 적어도 하나의 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위한 적어도 하나의 특정된 주파수를 갖는 전자파를 발산한다. 걸이 요소는 주 캐리어 부분과 연결된다. 가요성 캐리어 부재는 걸이 요소를 통해 물체 상에 걸린다. 하나의 실시예에서, 주 캐리어 및 보조 캐리어 모두 전자파의 발산을 차단하고 충전 효율을 향상시키기 위한 차폐 구조물을 포함한다.
해당 분양의 통상의 기술자라면 본 발명의 상기의 내용을 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 검토한 후 더 잘 이해할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위한 무선 충전 장지의 사용을 개략적으로 도시한다.
도 2a은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 무선 충전 시스템의 아키텍처를 개략적으로 도시한다.
도 2b은 도 2b의 무선 충전 시스템의 아키텍처의 변형 예시를 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 외관을 나타내는 개략적 투시도이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 외관을 나타내는 개략적 투시도이다.
도 4는 라인 AA를 따라 취해진 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치를 도시하는 개략적 횡단면도이다.
도 5a는 도 4의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 예시적 박막 송신기 코일 조립체를 도시하는 개략적 분해도이다.
도 5b는 도 4의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 또 다른 예시적 박막 송신기 코일 조립체를 도시하는 개략적 분해도이다.
도 6는 도 5a에서 나타난 무선 충전 장치의 차폐 구조물의 일례를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 송신기 모듈을 도시하는 개략적 회로도이다.
도 8은 도 2a 및 2b의 전력 수신 장치의 수신기 모듈을 도시하는 개략적 회로도이다.
도 9은 도 2a 및 2b의 전력 수신 장치의 외관을 도시하는 개략적 투시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 무선 차징 시스템의 아키텍처를 도시하는 개략적 회로도이다.
도 11은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 안테나의 예시적 구성을 도시하는 개략적 회로도이다.
도 12은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 안테나의 또 다른 예시적 구성을 도시하는 개략적 회로도이다.
도 13은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 안테나의 또 다른 예시적 구성을 도시하는 개략적 회로도이다.
본 발명이 다음의 실시예를 참조하여 더 구체적으로 기재될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 기재가 예시 및 설명 목적으로 제시된 것에 불과하다. 이는 배타적이거나 개시된 정밀한 형태에 한정되는 것도 아니다.
도 2a은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 무선 충전 시스템의 아키텍처를 개략적으로 도시한다. 도 2b은 도 2b의 무선 충전 시스템의 아키텍처의 변형 예시를 개략적으로 도시한다. 도 3a는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 외관을 나타내는 개략적 투시도이다. 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 외관을 나타내는 개략적 투시도이다. 도 4는 라인 AA를 따라 취해진 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치를 도시하는 개략적 횡단면도이다. 도 5a는 도 4의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 예시적 박막 송신기 코일 조립체를 도시하는 개략적 분해도이다. 도 5b는 도 4의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 또 다른 예시적 박막 송신기 코일 조립체를 도시하는 개략적 분해도이다.
도 2a, 2b, 3a, 4, 5a, 5b를 다시 참조할 수 있다. 무선 충전 시스템(2)은 걸이형 가요성 무선 충전 장치(3)(또한 무선 충전 장치라고 지칭됨) 및 적어도 하나의 전력 수신 장치(4)를 포함한다. 무선 충전 장치(3)는 전원(5)으로 연결된다. 예를 들어, 전원(5)은 AC 유틸리티 전원, 외부 배터리 또는 빌트-인 배터리이다. 무선 충전 장치(3)는 특정된 주파수(즉, 단일 주파수) 또는 광대역 주파수(가령, 복수의 주파수)를 갖는 전자파를 발산한다. 예를 들어, 전자파의 주파수는 60Hz 내지 300GHz이다. 따라서, 자기 유도 기술(저주파수) 또는 자기 공진 기술(고주파수)에 의해, 무선 충전 장치(3)는 동일하거나 상이한 주파수를 갖는 전자파를 통해 하나 이상의 전력 수신 장치(4)를 무선 충전할 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 장치(4)는 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터 또는 전기 제품이다.
이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 가요성 캐리어 부재(flexible carrier member)(30), 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체(31), 적어도 하나의 송신기 모듈(32) 및 차폐 구조물(34)을 포함한다. 가요성 캐리어 부재(30)는 하나의 주 캐리어 부분(301) 과 복수의 보조 캐리어 부분(302)을 포함한다. 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체(31)가 주 캐리어 부분(301) 내에 배치되며 대응하는 송신기 모듈(32)과 전기적으로 연결된다. 박막 송신기 코일 조립체(31)는 무선 충전 장치(3)의 송신기 단자로서 사용된다. 송신기 모듈(32)은 주 캐리어 부분(301) 내에 배치되고, 전원(5)과 대응하는 박막 송신기 코일 조립체(31) 사이에 전기적으로 연결된다. 덧붙여, 송신기 모듈(32)은 전원(5)으로부터 전기 에너지를 수신하고 AC 신호를 대응하는 박막 송신기 코일 조립체(31)로 발생시킨다. 복수의 보조 캐리어 부분(302)이 주 캐리어 부분(301)과 연결된다. 따라서 복수의 포켓(303)이 주 캐리어 부분(301)과 복수의 보조 캐리어 부분(302)의 협업에 의해 형성된다. 각각의 포켓(303)은 입구(304) 및 수용 공간(305)을 가진다. 상기 수용 공간(305)은 충전 존으로 사용된다. 덧붙여, 수용 공간(303)은 하나 또는 복수의 전력 수신 장치(4)를 수용할 수 있다. 걸이 요소(hanging element)(33)가 주 캐리어 부분(301)과 연결된다. 걸이 요소(33)를 통해, 가요성 캐리어 부재(30)가 물체(가령, 벽 상의 갈고리 또는 리벳(rivet))에 걸릴 수 있다. 걸이 요소(33)의 비제한적 예시로는, 천공, 걸이용 링, 걸이용 갈고리 또는 걸이용 줄이 있다.
도 3a에 도시된 실시예에서, 가요성 캐리어 부재(30)는 벽 매트(wall mat)이다. 주 캐리어 부분(301) 및 복수의 보조 캐리어 부분(302)이 가요성 천으로 만들어진다. 따라서 가요성 캐리어 부재(30)는 접개들이형이고 저장 가능하다. 가요성 캐리어 부재(30)는 쉽게 저장되고 운반될 수 있기 때문에, 가요성 캐리어 부재(30)를 이용하는 편의가 향상된다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 가요성 캐리어 부재(30)는 사용자가 어디에 있던지 사용자의 신체 상에 걸리거나 사용자에 의해 지니게 되는 웨이스트백(waist bag), 벨트 백 또는 핸드백이다. 따라서 무선 충전 동작이 순간적으로 수행될 수 있다. 실시 요건에 따라 가요성 캐리어 부재(30)의 유형 및 형태가 변할 수 있다.
도 2a에 도시된 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 박막 송신기 코일 조립체(31) 및 송신기 모듈(32)을 포함한다. 결과적으로, 무선 충전 장치(3)는 특정된 주파수를 갖는 전자파를 발상시켜 전력 수신 장치(4)를 무선 충전할 수 있다. 도 2b에 도시된 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 복수의 박막 송신기 코일 조립체(31) 및 복수의 송신기 모듈(32)을 포함한다. 박막 송신기 코일 조립체(31)는 대응하는 송신기 모듈(32)과 전기적으로 연결된다. 무선 충전 장치(3)는 특정된 주파수 또는 복수의 주파수를 갖는 전자파를 발산시켜 동시에 또는 상이한 때에 하나 또는 복수의 전력 수신 장치(4)를 무선 충전할 수 있다. 이 실시예에서, 적어도 하나의 송신기 모듈(32)은 회로 기판(6) 상에 배치된다.
도 3a, 4, 5a, 5b를 다시 참조할 수 있다. 가요성 캐리어 부재(30)의 주 캐리어 부분(301)이 표면 층(301a) 및 하부 층(301b)을 포함한다. 표면 층(301a)과 하부 층(301b)은 서로에게 대향한다. 복수의 보조 캐리어 부분(302)이 주 캐리어 부분(301)의 표면 층(301a)과 연결된다. 바람직하게는 그러나 비배타적으로, 스티칭(stitching) 수단 또는 고온 융해(hot melting) 수단에 의해 복수의 보조 캐리어 부분(302)이 주 캐리어 부분(301) 상에 고정된다. 따라서 복수의 포켓(303)이 주 캐리어 부분(301)과 복수의 보조 캐리어 부분(302)의 협업에 의해 형성된다. 각각의 포켓(303)은 입구(304) 및 수용 공간(305)을 가진다. 수용 공간(305)은 대응하는 보조 캐리어 부분(302) 및 주 캐리어 부분(301)에 의해 형성된다. 보조 캐리어 부분(302)의 크기 및 보조 캐리어 부분(302)이 주 캐리어 부분(301) 상에 스티칭되는 영역의 크기에 따라 각각의 수용 공간(305)의 크기가 결정된다. 도 3a에 도시된 실시예에서, 무선 충전 장치(3)의 가요성 캐리어 부재(30)는 주 캐리어 부분(301) 및 3개의 보조 캐리어 부분(302)을 포함한다. 스티칭 수단 또는 고온 융해 수단에 의해 3개의 보조 캐리어 부분(302)이 주 캐리어 부분(301) 상에 고정된다. 따라서, 3열의 포켓(303)이 형성된다. 제1 열은 4개의 포켓(303)을 포함하고, 제2 열은 4개의 포켓(303)을 포함하며, 제3 열은 2개의 포켓(303)을 포함한다. 다시 말하면, 무선 충전 장치(3)는 전력 수신 장치(4)를 무선 충전하기 위해 자신의 수용 공간(305)에 적어도 10개의 전력 수신 장치(4)를 수용할 수 있는 10개의 포켓(303)을 포함한다. 포켓(303)의 개수 및 형태가 실시 요건에 따라 달라질 수 있다.
이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 적어도 하나의 지시 유닛(indicating unit)(34) 및 스위칭 유닛(35)을 더 포함한다. 지시 유닛(34) 및 스위치 유닛(35)이 가요성 캐리어 부재(30) 상에 배치된다. 예를 들어, 지시 유닛(34)은 무선 충전 장치(3)의 동작 상태를 지시하기 위해 서로 다른 색상의 광을 발산하는 프롬프트 램프이다. 예를 들어, 무선 충전 장치(3)의 동작 상태의 비제한적 예시로는 비충전 상태, 충전 중 상태 또는 완충 상태가 있다. 스위치 유닛(35)을 수동으로 조절함으로써, 무선 충전 장치(3)의 무선 충전 동작이 선택적으로 활성화 또는 비활성화된다. 선택적으로, 무선 충전 장치(3)는 적어도 하나의 잠금 요소(39)를 더 포함한다. 상기 잠금 요소(39)는 대응하는 포켓(303)의 입구(304) 근처에 위치한다. 덧붙여, 잠금 요소(39)는 주 캐리어 부분(301) 및 대응하는 보조 캐리어 부분(302)과 연결된다. 포켓(303)의 입구(304)가 잠금 요소(39)에 의해 잠금된 후, 포켓(303) 내 전력 수신 장치(4)가 바닥에 떨어지지 않을 것이다. 잠금 요소(39)의 예시로는 스트랩형 또는 시트형 패스너(fastener) 또는 지퍼(zipper)를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 박막 송신기 코일 조립체(31)가 주 캐리어 부분(301)의 표면 층(3011) 및 하부 층(301b) 사이에 연결된다. 따라서, 수용 공간(305) 내 전력 수신 장치(4)가 자기 공진 또는 자기 유도에 따라 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)에 의해 무선 충전될 수 있다. 송신기 모듈(32)이 대응하는 박막 송신기 코일 조립체(31)와 전기적으로 연결되고, 주 캐리어 부분(301)의 표면 층(3011)과 하부 층(301b) 사이에 연결된다. 송신기 모듈(32)은 주 캐리어 부분(301)의 가장자리 근방에 위치하고 송신기 모듈(32)은 보조 캐리어 부분(302)에 의해 덮이지 않는다.
도 5a 및 5b를 참조할 수 있다. 이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)는 가요성 기판(311), 발진 시작 안테나(oscillation starting antenna)(312), 공진 안테나(313), 제1 보호층(314), 및 제2 보호층(315)을 포함한다. 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)는 가요성 기판(311)의 2개의 대향하는 표면 상에 배치된다. 구체적으로, 발진 시작 안테나(312)는 가요성 기판(311)의 제1 표면(311a) 상에 배치되고, 공진 안테나(313)는 가요성 기판(311)의 제2 표면(311b) 상에 배치된다. 덧붙여, 하나 이상의 커패시터(316)는 공진 안테나(313)의 제1 단부(313a)와 제2 단부(313b) 사이에 연결된다. 발진 시작 안테나(312)의 두 단부 모두가 송신기 모듈(32)과 연결된다. 이 실시예에서, 공진 안테나(313)의 더 큰 부분이 가요성 기판(311)의 제2 표면(311b) 상에 배치되고, 공진 안테나(313)의 제1 단부(313a)는 가요성 기판(311)의 천공(311c)을 관통하고 제1 표면(311a)에서 돌출된다. 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)는 각각 제1 보호층(314) 및 제2 보호층(315)에 의해 덮인다. 즉, 제1 보호층(314) 및 제2 보호층(315)은 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)의 외부 면에 각각 위치한다. 덧붙여, 제1 보호층(214) 및 제2 보호층(215)은 각각 하부 층(301b) 및 표면 층(301a) 근방에 위치한다. 송신기 모듈(32)로부터의 AC 신호가 박막 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나(312)에 의해 수신될 때, 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)의 결합 효과가 발생한다. 결과적으로, 특정된 공진 주파수를 갖는 전자파 및 대응하는 전력 수신 장치(4)의 무선 수신 유닛(4a)의 박막 수신기 코일 조립체(41)가 결합 효과를 야기한다. 결합 효과에 반응하여, 자기 공진 또는 자기 유도에 따라 무선 충전 장치(3)로부터의 전기 에너지가 박막 수신기 코일 조립체(41)에 의해 수신된다. 수신된 전기 에너지가 수신기 모듈(42)에 의해 출력 전압으로 더 변환된다. 출력 전압이 부하(4b)로 전송되어, 전력 수신 장치(4)를 무선 충전할 수 있다. 일부 실시예에서, 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)가 단일-루프 안테나 또는 다중-루프 안테나이다. 덧붙여, 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)는 원형, 타원형, 또는 사각형을 가진다.
박막 송신기 코일 조립체(31)는 차폐 구조물(317)을 더 포함한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 차폐 구조물(317)이 발진 시작 안테나(312)와 제1 보호층(314) 사이에 배열된다. 차폐 구조물(317)이 주 캐리어 부분(301)의 하부 층(301b)을 향하는 전자파의 발산을 차단하도록 사용된다. 따라서, 전자파의 효과가 향상된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 차폐 구조물(317)은 제1 보호층(314)의 외부 면에 위치한다. 마찬가지로, 차폐 구조물(317)이 주 캐리어 부분(301)의 하부 층(301b)을 향하는 전자파의 발산을 차단하도록 사용된다. 따라서, 전자파의 효과가 향상된다. 덧붙여, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 보조 캐리어 부분(302)은 외부 층(302a) 및 내부 층(302b)을 포함한다. 또 다른 차폐 구조물(306)은 보조 캐리어 부분(302) 내에 배치되는데, 즉, 외부 층(302a)과 내부 층(302b) 사이에 배열된다. 차폐 구조물(306)은 보조 캐리어 부분(302)의 외부 층(302a)으로의 전자파의 발산을 차단하고 전자파의 이득을 증가시키도록 사용된다.
일부 실시예에서, 제1 접착층 및 제2 접착층(도시되지 않음)이 각각 가요성 기판(311)의 제1 표면(311a) 및 제2 표면(311b) 상에 배치된다. 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)는 전기 전도성 물질로 만들어진다. 덧붙여, 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)는 각각 대응하는 접착층을 통해 가요성 기판(311)의 제1 표면(311a) 및 제2 표면(311b) 상에 고정된다. 제1 접착층 및 제2 접착층 각각은 광 경화성 접착 물질, 열 경화성 접착 물질 또는 그 밖의 다른 임의의 적절한 경화성 접착 물질(가령, 비닐 아세테이트-에틸렌 코폴리머 겔, 폴리이미드 겔, 고무 겔, 폴리올레핀 겔 또는 수분 경화성 폴리우레탄 겔)로 만들어진다. 일부 실시예에서, 접착층은 경화성 접착 물질 및 자기 물질을 함유한다. 바람직하게는 그러나 비배타적으로, 자기 물질은 강자성 파우더이다. 대안적으로, 일부 다른 실시예에서, 가요성 기판(311)은 접착층에 의해 대체된다.
바람직하게는 그러나 비배타적으로 가요성 기판(311)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 신 글래스(thin glass), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI) 또는 폴리카보네이트(PC)로 만들어진다. 일부 실시예에서, 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)가 단일-루프 안테나 또는 다중-루프 안테나이다. 덧붙여, 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)는 원형, 타원형, 또는 사각형을 가진다. 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)의 전기 전도성 물질의 비제한적 예를 들면, 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 또는 그래핀이 있다. 덧붙여, 제1 보호층(314) 및 제2 보호층(315) 각각은 보호성 페인트(protective paint)로 만들어진다. 보호성 페인트의 비제한적 예를 들면, 에폭시 수지, 아크릴 실리콘류, 폴리우레탄 고무, 비닐 아세테이트-에틸렌 코폴리머 겔, 폴리이미드 겔, 고무 겔, 폴리올레핀 겔, 수분 경화성 폴리우레탄 겔이 있다.
도 6는 도 5a에서 나타난 무선 충전 장치의 차폐 구조물의 일례를 개략적으로 도시한다. 도 7에 도시된 실시예에서, 차폐 구조물(317)은 주 캐리어 부분(301)의 하부 층(301b)을 향한 더 높은 주파수(가령, 6MHz 초과의 주파수)를 갖는 전자기파의 발산을 차단하고 전자파의 효과를 향상시키기 위한 금속망이다. 금속망은 구리, 금, 은, 알루미늄, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 인듐, 주석, 니켈, 철, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 금속성 물질 또는 금속성 복합 물질로 만들어진다. 금속망의 패턴은 복수의 망 유닛(3171)을 포함한다. 서로 십자형으로 교차하지 않는 망 유닛(3171)의 모든 2개의 인접한 금속 라인(3171 및 3173)이 거리 d만큼 이격되어 있다. 거리 d는 박막 송신기 코일 조립체(31)로부터의 전자파의 파장보다 짧다. 일부 다른 실시예에서, 차폐 구조물(317)은 주 캐리어 부분(301)의 하부 층(301b)을 향한 더 낮은 주파수(가령, 60Hz 내지 20MHz의 주파수)를 갖는 전자파의 발산을 차단하고 전자파의 효과를 향상시키기 위한 투자성 필름(magnetically-permeable film)이다. 투자성 필름은 페라이트, 아연-니켈 페라이트, 아연-망간 페라이트 또는 철-실리콘-알루미늄 합금 및 접착 물질의 혼합물이다. 또 다른 실시예에서, 차폐 구조물(317)은 주 캐리어 부분(301)의 하부 층(301b)을 향한 광대역 주파수(가령, 60Hz 내지 300GHz의 주파수)를 갖는 전자파의 발산을 차단하고 전자파의 효과를 향상시키기 위한 복합 필름이다. 예를 들어, 복합 필름은 금속망과 투자성 필름의 조합이다. 보조 캐리어 부분(302)의 차폐 구조물(306)의 구조, 물질 및 기능이 차폐 구조물(317)의 것과 유사하며, 본 명세서에서 중복으로 기재되지 않는다. 선택사항으로서, 또 다른 차폐 구조물(도시되지 않음)이 포켓(303)의 입구(304)를 향한 전자파의 발산을 차단하기 위해 잠금 요소(39) 내에 배치된다. 잠금 요소(39)의 차폐 구조물의 구조, 물질 및 기능이 차폐 구조물(317)의 것과 유사하며, 본 명세서에 중복으로 기재되지 않는다.
도 7은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 송신기 모듈을 도시하는 개략적 회로도이다. 하나의 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 하나 또는 복수의 송신기 모듈(32)을 포함한다. 각각의 송신기 모듈(32)은 대응하는 박막 송신기 코일 조립체(31)와 전기적으로 연결된다. 덧붙여, 각각의 송신기 모듈(32)은 변환 회로(321), 오실레이터(322), 전력 증폭기(323) 및 필터링 회로(324)를 포함한다. 변환 회로(321)의 입력 단부가 전원(5)과 전기적으로 연결된다. 변환 회로(321)의 출력 단부가 오실레이터(322) 및 전력 증폭기(323)와 전기적으로 연결된다. 상기 변환 회로(321)가 전원(5)으로부터의 전기 에너지를 변환하고 조정된 전압을 오실레이터(322) 및 전력 증폭기(323)로 제공하도록 사용된다. 예를 들어, 변환 회로(321)는 DC-DC 변환기, AC-AC 변환기 및/또는 DC-AC 변환기를 포함한다. 오실레이터(322)는 특정된 주파수를 갖는 AC 신호를 조절 가능한 방식으로 출력하도록 사용된다. 특정된 주파수를 갖는 AC 신호가 전력 증폭기(323)에 의해 증폭된다. 공진파 및 바람직하지 않은 주파수의 AC 신호가 필터링 회로(324)에 의해 필터링된다. 필터링된 AC 신호는 박막 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나(312)로 전송된다.
도 2a 및 2b를 다시 참조할 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 전력 수신 장치(4)는 무선 수신 유닛(4a) 및 부하(4b)를 포함한다. 무선 수신 유닛(4a) 및 부하(4b)가 개별적인 구성요소이고 단일 구성요소로 일체 구성된다. 예를 들어, 무선 수신 유닛(4a)이 무선 수신기 패드이며, 부하(4b)는 무선 충전되는 기능이 없는 모바일 전화기이다. 그러나 무선 수신기 패드와 모바일 전화기가 서로 전기적으로 연결된 후, 모바일 전화기는 무선 충전될 수 있다. 대안적으로, 또 다른 실시예에서, 무선 수신 유닛(4a)이 부하(4b)(가령, 모바일 전화기)의 케이스 내에 배치된다.
각각의 전력 수신 장치(4)의 무선 수신 유닛(4a)은 박막 수신기 코일 조립체(41) 및 수신기 모듈(42)을 포함한다. 박막 송신기 코일 조립체(31)와 마찬가지로, 박막 수신기 코일 조립체(41)는 가요성 기판, 발진 시작 안테나, 공진 안테나, 제1 보호층 및 제2 보호층을 포함한다. 덧붙여, 하나 이상의 커패시터(3)는 공진 안테나의 2개의 단부 사이에 연결된다. 박막 수신기 코일 조립체(41)의 가요성 기판, 발진 시작 안테나, 공진 안테나, 제1 보호층 및 제2 보호층의 구조, 물질 및 기능이 도 5a 및 5b에 도시된 박막 송신기 코일 조립체(31)의 가요성 기판, 발진 시작 안테나, 공진 안테나, 제1 보호층 및 제2 보호층의 것과 유사하며, 본 명세서에서 중복 기재되지 않는다. 박막 수신기 코일 조립체(41)와 박막 송신기 코일 조립체(31) 간 결합 효과 때문에, 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)로부터의 전기 에너지가 자기 공진 또는 자기 유도에 따라 박막 수신기 코일 조립체(41)에 의해 수신될 수 있다. 따라서, 전력 수신 장치(4)가 무선 충전 장치(3)의 수용 공간(305) 내 배치될 때, 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)에 의해 발산되는 전자파의 더 높은 주파수(가령, 6. 78MHz)와 전력 수신 장치(4)의 박막 수신기 코일 조립체(41)의 주파수가 동일한 경우, 자기 공진에 따라 전기 에너지가 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)로부터 무선 수신 유닛(4a)의 박막 수신기 코일 조립체(41)로 전송될 수 있다. 대안적으로, 전력 수신 장치(4)가 무선 충전 장치(3)의 수용 공간(305) 내 배치될 때, 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)에 의해 발산되는 전자파의 더 낮은 주파수(가령, 100KHz)와 전력 수신 장치(4)의 박막 수신기 코일 조립체(41)의 주파수가 동일한 경우, 자기 유도에 따라 전기 에너지가 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)로부터 무선 수신 유닛(4a)의 박막 수신기 코일 조립체(41)로 전송될 수 있다.
도 8은 도 2a 및 2b의 전력 수신 장치의 수신기 모듈을 도시하는 개략적 회로도이다. 도 2a, 2b, 및 8를 참조할 수 있다. 무선 수신 유닛(4a)은 적어도 하나의 수신기 모듈(42)을 포함한다. 각각의 수신기 모듈(42)은 필터링 회로(421), 정류 회로(422), 전압 안정기(423) 및 DC 전압 조절 회로(424)를 포함한다. 필터링 회로(421)는 박막 수신기 코일 조립체(41)의 공진 안테나와 전기적으로 연결된다. 박막 수신기 코일 조립체(41)로부터의 AC 신호의 공진파가 필터링 회로(421)에 의해 필터링된다. 정류 회로(422)는 필터링 회로(421) 및 전압 안정기(423)와 전기적으로 연결되어, AC 신호를 정류된 DC 전압으로 변환할 수 있다. 전압 안정기(423)는 정류 회로(422) 및 DC 전압 조절 회로(424)와 전기적으로 연결되어, 정류된 DC 전압을 안정화시켜 정격 전압 값을 갖는 안정화된 DC 전압으로 만들 수 있다. 상기 DC 전압 조절 회로(424)는 전압 안정기(423) 및 부하(4b)와 전기적으로 연결되어 상기 안정화된 DC 전압을 조정된 DC 전압으로 조절(가령, 증가)할 수 있다. 조정된 DC 전압이 부하(4b)로 제공되어 부하(4b)(가령, 모바일 전화기의 배터리)를 충전할 수 있다.
도 9은 도 2a 및 2b의 전력 수신 장치의 외관을 도시하는 개략적 투시도이다. 도 2a, 2b, 및 9를 참조할 수 있다. 전력 수신 장치(4)는 무선 수신 유닛(4a) 및 부하(4b)를 포함한다. 이 실시예에서, 전력 수신 장치(4)의 무선 수신 유닛(4a)은 무선 수신기 패드이고, 부하(4b)는 무선 충전되는 기능을 갖지 않는 모바일 전화기이다. 무선 수신 유닛(4a)(즉, 무선 수신기 패드)의 커넥터(43)가 부하(4b)(즉, 모바일 전화기)의 대응하는 커넥터와 전기적으로 연결될 때, 무선 충전 장치(3)의 박막 송신기 코일 조립체(31)로부터의 전기 에너지가 무선 수신 유닛(4a)의 박막 수신기 코일 조립체(41) 및 수신기 모듈(42)에 의해 수신될 수 있다. 이 환경에서, 모바일 전화기가 무선 충전되는 기능을 갖지 않는 경우라도, 모바일 전화기는 무선 수신 유닛(4a)을 통해 무선 충전 장치(3)에 의해 무선 충전될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 무선 차징 시스템의 아키텍처를 도시하는 개략적 회로도이다. 이 실시예에서, 무선 충전 시스템(2)은 무선 충전 장치(3)와 2개의 전력 수신 장치(4 및 4')를 포함한다. 전력 수신 장치(4)는 무선 수신 유닛(4a)을 포함하고, 전력 수신 장치(4')는 무선 수신 유닛(4a')을 포함한다. 무선 수신 유닛(4a 및 4a')의 규격 및 특징에 따라, 무선 충전 장치(3)는 자기 공진 또는 자기 유도에 의해, 전력 수신 장치(4 및 4')의 부하(4b 및 4b')를 적응적 또는 선택적으로 충전할 수 있다. 이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 박막 송신기 코일 조립체(31), 송신기 모듈(32), 제어기(36), 제1 스위칭 회로(37), 제2 스위칭 회로(38), 2개의 제1 커패시터(C11, C12) 및 2개의 제2 커패시터(C21, C22)를 포함한다. 박막 송신기 코일 조립체(31) 및 모듈(32)의 구조, 기능 및 원리가 앞서 언급된 것과 유사하며, 본 명세서에서 중복 기재되지 않는다. 수신기 코일 조립체(41, 41') 및 수신기 모듈(42, 42')의 구조, 기능 및 원리가 앞서 언급된 것과 유사하며, 본 명세서에서 중복 기재되지 않는다. 제1 커패시터(C11 및 C12)는 박막 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나(도시되지 않음)와 병렬로 연결된다. 덧붙여, 제1 커패시터(C11 및 C12)는 서로 병렬로 연결되어, 전력 수신 장치(4 및 4')의 수신기 코일 조립체(41 및 41')와 유도 결합할 수 있다. 제2 커패시터(C21 및 C22) 는 박막 송신기 코일 조립체의 송신기 모듈(32)의 출력 단자와 발진 시작 안테나(도시되지 않음)와 직렬로 연결된다. 덧붙여, 제2 커패시터(C21 및 C22)는 서로 병렬로 연결되어, 송신기 모듈(32)과 유도 결합할 수 있다. 따라서, 제2 커패시터(C21 및 C22)는 신호를 필터링하고 충전 성능을 향상시킬 수 있다. 제1 스위칭 회로(37)는 2개의 제1 스위칭 요소(S11 및 S12)를 포함한다. 제1 스위칭 요소(S11 및 S12)는 각각 직렬로 대응하는 제1 커패시터(C11 및 C12)와 연결된다. 제2 스위칭 회로(38)는 2개의 스위칭 요소(S21 및 S22)를 포함한다. 제2 스위칭 요소(S21 및 S22)는 각각 직렬로 대응하는 제2 커패시터(C21 및 C22)와 연결된다. 제어기(36)는 제1 스위칭 회로(37)의 제1 스위칭 요소(S11 및 S12) 및 제2 스위칭 회로(38)의 제2 스위칭 요소(S21 및 S22)와 전기적으로 연결된다. 적응된 무선 충전 기술을 기초로 하는 전력 수신 장치(4 및 4')의 무선 수신 유닛(4a 및 4a')으로부터의 감지 신호에 따라, 제어기(36)는 제어 신호를 생성한다. 제어 신호에 따라, 제1 스위칭 회로(37)의 제1 스위칭 요소(S11 및 S12) 및 제2 스위칭 회로(38)의 제2 스위칭 요소(S21 및 S22)는 선택적으로 켜지거나 꺼진다. 따라서,무선 수신 유닛(4a 및 4a')의 규격 및 특징에 따라, 무선 충전 장치(3)는 자기 공진 또는 자기 유도에 의해, 전력 수신 장치(4 및 4')의 부하(4b 및 4b')를 적응적 또는 선택적으로 충전할 수 있다.
무선 충전 장치(3) 및 전력 수신 장치(4 및 4')의 작동 주파수는 다음 수학식에 따라 계산될 수 있다: fa = 1/[(2π)(LaCa)1/2] = 1/[(2π)(LbCb)1/2] = fb. 이 공식에서, fa는 무선 충전 장치(3)의 작동 주파수이고, fb는 전력 수신 장치(4 또는 4')의 작동 주파수이며, Ca는 제1 커패시터(C11 또는 C12)의 커패시턴스 값이며, La는 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값이고, Cb는 전력 수신 장치(4 또는 4')의 제3 커패시터(C3 또는 C3')의 커패시턴스 값이며, Lb는 수신기 코일 조립체(41 또는 41')의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값이다. 예를 들어, 제1 커패시터(C11 및 C12)의 커패시턴스 값은 각각 0. 5μF 및 0. 1nF이고, 박막 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값 L은 5μH이다. 전력 수신 장치(4)의 제3 커패시터(C3)의 커패시턴스 값이 0. 5μF이고 수신 코일 조립체(41)의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값(L3)이 5μH인 경우, 무선 충전 장치(3)의 제어기(36)는 제1 스위칭 회로(37) 및 제2 스위칭 회로(38)로 대응하는 제어 신호를 발생시킨다. 이 제어 신호에 따라, 제1 스위칭 요소(S11) 및 제2 스위칭 요소(S21)가 켜지고, 제1 스위칭 요소(S12) 및 제2 스위칭 요소(S22)가 꺼진다. 무선 충전 장치(3)에 의해 0. 5μF의 커패시턴스 값을 갖는 제1 커패시터(C11)가 선택되고 박막 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값(L)이 5μH이다. 이러한 환경에서, 무선 충전 장치(3)의 작동 주파수 및 전력 수신 장치(4)의 무선 수신 유닛(4a)의 작동 주파수는 모두 100 KHz이다. 따라서, 전력 수신 장치(4)의 무선 수신 유닛(4a)은 자기 유도에 따라 더 낮은 주파수에서 무선 충전 장치(3)에 의해 무선 충전된다. 반면, 전력 수신 장치(4')의 제3 커패시터(C3')가 0. 1nF이고 박막 수신 코일 조립체(41')의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값(L3')이 5μH인 경우, 무선 충전 장치(3)의 제어기(36)는 제1 스위칭 회로(37) 및 제2 스위칭 회로(38)로 대응하는 제어 신호를 발생시킨다. 이 제어 신호에 따라, 제1 스위칭 요소(S12) 및 제2 스위칭 요소(S22)가 켜지고, 제1 스위칭 요소(S11) 및 제2 스위칭 요소(S21)가 꺼진다. 따라서 무선 충전 장치(3)에 의해 0. 1nF의 커패시턴스 값을 갖는 제1 커패시터(C12)가 선택되고 박막 송신기 코일 조립체(31)의 발진 시작 안테나의 인덕턴스 값이 5μH이다. 이러한 환경에서, 무선 충전 장치(3)의 작동 주파수 및 전력 수신 장치(4')의 무선 수신 유닛(4a')의 작동 주파수는 모두 6. 78MHz이다. 따라서, 전력 수신 장치(4')의 무선 수신 유닛(4a')은 자기 공진에 따라 더 높은 주파수에서 무선 충전 장치(3)에 의해 무선 충전된다. 작동 주파수는 본 명세서에서 예시 및 설명 목적으로만 제시된다.
도 3a, 7 및 10을 참조할 수 있다. 선택적으로, 무선 충전 장치(3)는 적어도 하나의 감지 요소(361)를 더 포함한다. 감지 요소(361)는 주 캐리어 부분(301) 내에 배치되거나 보조 캐리어 부분(302) 내에 배치되고 포켓(303) 근방에 위치한다. 감지 요소(361)는 포켓(303)의 입구(304)가 잠금 요소(39)에 의해 잠궈졌는지 여부를 감지하기 위해 제어기(36)와 전기적으로 연결된다. 덧붙여, 포켓(303)의 입구(304)가 잠금 요소(39)에 의해 잠궈졌는지 여부를 검출한 결과에 따라서, 감지 신호가 감지 요소(361)로부터 제어기(36)로 발생된다. 감지 신호에 따라, 제어기(36)는 제어 신호(S1)를 송신기 모듈(32)의 변환 회로(321)로 발행하여 송신기 모듈(32)의 온/오프 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 장치(4)가 포켓(303)의 수용 공간(305) 내에 배치되고 포켓(303)의 입구(304)가 잠금 요소(39)에 의해 잠궈진 후, 감지 요소(361) 및 제어기(36)의 동작이 포켓(303) 내에서 전력 수신 장치(4)를 무선 충전하도록 무선 충전 장치(3)를 자동으로 제어할 것이다.
도 11은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 안테나의 예시적 구성을 도시하는 개략적 회로도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 박막 송신기 코일 조립체(31)가 무선 충전 장치(3)의 주 캐리어 부분(301) 내에 배치된다. 박막 송신기 코일 조립체(31)는 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)를 포함한다. 상기 발진 시작 안테나(312) 및 공진 시작 안테나(313)는 복수의 포켓(303)과 부분적으로 겹친다. 송신기 모듈(32)은 주 캐리어 부분(301) 내에 배치되고, 상기 주 캐리어 부분(301)의 가장자리 근방에 위치한다. 이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 하나의 지시 유닛(indicating unit)(34) 및 하나의 스위치 유닛(35)을 더 포함한다. 상기 지시 유닛(34) 및 스위치 유닛(35)은 주 캐리어 부분(301)의 표면 층(301a) 상에 배치되고, 상기 주 캐리어 부분(301)의 가장자리 근방에 배치된다. 예를 들어, 지시 유닛(34)은 무선 충전 장치(3)의 동작 상태를 지시하기 위해 서로 다른 색상의 광을 발산하는 프롬프트 램프이다. 예를 들어, 무선 충전 장치(3)의 동작 상태의 비제한적 예시로는 비충전 상태, 충전 중 상태 또는 완충 상태가 있다. 스위치 유닛(35)을 수동으로 조절함으로써, 무선 충전 장치(3)의 무선 충전 동작이 선택적으로 활성화 또는 비활성화된다. 선택적으로, 무선 충전 장치(3)는 적어도 하나의 잠금 요소(39)를 더 포함한다. 상기 잠금 요소(39)는 대응하는 포켓(303)의 입구(304) 근처에 위치한다. 덧붙여, 잠금 요소(39)는 주 캐리어 부분(301) 및 대응하는 보조 캐리어 부분(302)과 연결된다. 포켓(303)의 입구(304)가 잠금 요소(39)에 의해 잠금된 후, 포켓(303) 내 전력 수신 장치(4)가 바닥에 떨어지지 않을 것이다. 잠금 요소(39)의 예시로는 스트랩형 또는 시트형 패스너(fastener) 또는 지퍼(zipper)를 포함한다.
도 12은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 안테나의 또 다른 예시적 구성을 도시하는 개략적 회로도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 하나의 박막 송신기 코일 조립체(31)가 무선 충전 장치(3)의 주 캐리어 부분(301) 내에 배치된다. 박막 송신기 코일 조립체(31)는 하나의 발진 시작 안테나(312) 및 복수의 공진 안테나(313)를 포함한다. 복수의 공진 안테나(313)는 대응하는 포켓(303)과 겹친다. 송신기 모듈(32)은 주 캐리어 부분(301) 내에 배치되고, 상기 주 캐리어 부분(301)의 가장자리 근방에 위치한다. 이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 복수의 지시 유닛(34)과 복수의 스위치 유닛(35)을 포함한다. 복수의 지시 유닛(34)은 대응하는 포켓(303) 내 대응하는 전력 수신 장치(4)의 충전 상태를 지시하기 위한 대응하는 보조 캐리어 부분(302)의 외부 층(302a) 상에 배치된다. 복수의 스위치 유닛(35)은 대응하는 포켓(303)의 충전 존(charging zone)에서의 충전 동작을 제어하기 위해 대응하는 보조 캐리어 부분(302)의 외부 층(302a) 상에 배치된다.
도 13은 도 3a의 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 안테나의 또 다른 예시적 구성을 도시하는 개략적 회로도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 박막 송신기 코일 조립체(31)가 무선 충전 장치(3)의 주 캐리어 부분(301) 내에 배치된다. 복수의 박막 송신기 코일 조립체(31)는 대응하는 포켓(303)과 겹친다. 덧붙여, 각각의 박막 송신기 코일 조립체(31)는 발진 시작 안테나(312) 및 공진 안테나(313)를 포함한다. 송신기 모듈(32)은 주 캐리어 부분(301) 내에 배치되고, 상기 주 캐리어 부분(301)의 가장자리 근방에 위치한다. 이 실시예에서, 무선 충전 장치(3)는 복수의 지시 유닛(34)과 복수의 스위치 유닛(35)을 포함한다. 복수의 지시 유닛(34)은 대응하는 포켓(303) 내 대응하는 전력 수신 장치(4)의 충전 상태를 지시하기 위한 대응하는 보조 캐리어 부분(302)의 외부 층(302a) 상에 배치된다. 복수의 스위치 유닛(35)은 대응하는 포켓(303)의 충전 존(charging zone)에서의 충전 동작을 제어하기 위해 대응하는 보조 캐리어 부분(302)의 외부 층(302a) 상에 배치된다.
상기의 기재로부터, 본 발명은 걸이형 가요성 무선 충전 장치를 제공한다. 걸이형 가요성 무선 충전 장치의 구조물이 가요성이고 얇다. 무선 충전 장치는 자기 공진(magnetic resonance) 또는 자기 유도(magnetic induction)에 따라 전력 수신 장치를 무선 충전할 수 있다. 덧붙여 가요성 캐리어 부재는 접개들이형이고 저장 가능하다. 가요성 캐리어 부재는 쉽게 저장되고 운반될 수 있기 때문에, 가요성 캐리어 부재를 이용하는 편의가 향상되고 레이아웃 공간이 절약된다. 덧붙여, 본 발명의 걸이형 가요성 무선 충전 장치는 동시에 또는 서로 다른 때에 적어도 하나의 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위해, 적어도 하나의 주파수를 갖는 전자파를 발산할 수 있다. 덧붙여, 상기 걸이형 가요성 무선 충전 장치는 자기 공진(magnetic resonance) 또는 자기 유도(magnetic induction)에 따라 적어도 하나의 전력 수신 장치를 적응적으로 또는 선택적으로 충전할 수 있다.
본 발명이 현재 가장 실용적이고 선호되는 실시예라고 여겨지는 것과 관련하여 기재되었지만, 본 발명이 개시된 실시예에 국한될 필요는 없다. 이와 달리, 이본 발명은 이하의 특허청구범위의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 수정 및 유사한 배열을 커버하여 이러한 모든 수정 및 유사한 구조물을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims (17)

  1. 무선 충전 장치로서, 상기 무선 충전 장치는:
    하나의 주 캐리어 부분(main carrier part)과 적어도 하나의 보조 캐리어 부분(sub-carrier part)을 포함하는 가요성 캐리어 부재(flexible carrier member) - 상기 적어도 하나의 보조 캐리어 부분은 상기 주 캐리어 부분과 연결되어, 주 캐리어 부분과 적어도 하나의 보조 캐리어 부분의 협력에 의해 적어도 하나의 포켓이 형성되며, 각각의 포켓은 입구 및 수용 공간을 가짐 - ,
    상기 주 캐리어 부분 내에 배치되고, 포켓의 수용 공간 내에 적어도 하나의 전력 수신 장치를 무선 충전하기 위한 적어도 하나의 특정된 주파수를 갖는 전자파를 발산하기 위한 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체, 및
    주 캐리어 부분과 연결되는 걸이 요소 - 상기 가요성 캐리어 부재는 걸이 요소를 통해 물체 상에 걸어짐 - 를 포함하는, 무선 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주 캐리어 부분은 표면 층 및 하부 층을 포함하며, 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체는 주 캐리어 부분의 표면 층과 하부 층 사이에 배열되며, 적어도 하나의 보조 캐리어 부분은 주 캐리어 부분의 표면 층과 연결되는, 무선 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 박막 송신기 코일 조립체는:
    제1 표면 및 제2 표면을 갖는 가요성 기판 - 제1 표면과 제2 표면이 서로 대향됨 - ,
    가요성 기판의 제1 표면 상에 배치되는 적어도 하나의 발진 시작 안테나, 및
    가요성 기판의 제2 표면 상에 배치된 적어도 하나의 공진 안테나 - 적어도 하나의 커패시터가 각각의 공진 안테나의 제1 단부와 제2 단부 사이에 연결되고, 적어도 하나의 특정된 주파수 중 하나의 특정된 주파수를 갖는 전자파가 공진 안테나 및 발진 시작 안테나의 결합 효과에 반응하여 발산됨 - 을 포함하는, 무선 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 송신기 코일 조립체는:
    발진 시작 안테나를 덮는 제1 보호층, 및
    공진 안테나를 덮는 제2 보호층을 더 포함하는, 무선 충전 장치.
  5. 제4항에 있어서, 송신기 코일 조립체는 전자파의 발산을 막기 위한 차폐 구조물을 더 포함하며, 상기 차폐 구조물은 발진 시작 안테나와 제1 보호층 사이에 배열되거나, 제1 보호층의 외부 면에 위치하며, 상기 차폐 구조물은 금속망, 투자성 필름, 또는 금속망과 투자성 필름의 조합을 포함하는, 무선 충전 장치.
  6. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 보조 캐리어 부분은 복수의 보조 캐리어 부분을 포함하며, 상기 복수의 보조 캐리어 부분은 주 캐리어 부분과 연결되어, 복수의 포켓이 주 캐리어 부분과 복수의 보조 캐리어 부분의 협력에 의해 형성되는, 무선 충전 장치.
  7. 제6항에 있어서, 박막 송신기 코일 조립체는 하나의 발진 시작 안테나 및 복수의 포켓과 부분적으로 겹치는 하나의 공진 안테나를 포함하는, 무선 충전 장치.
  8. 제6항에 있어서, 박막 송신기 코일 조립체는 하나의 발진 시작 안테나 및 복수의 공진 안테나를 포함하고, 상기 복수의 공진 안테나는 대응하는 포켓과 부분적으로 겹치는, 무선 충전 장치.
  9. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 박막 송신기 코일 조립체는 복수의 포켓에 대응하는 복수의 박막 송신기 코일 조립체를 포함하는, 무선 충전 장치.
  10. 제2항에 있어서, 각각의 보조 캐리어 부분은 외부 층, 내부 층 및 차폐 구조물을 포함하며, 상기 차폐 구조물은 외부 층과 내부 층 사이에 배열되며, 상기 차폐 구조물은 금속망, 또는 투자성 필름, 또는 금속망과 투자성 필름의 조합을 포함하는, 무선 충전 장치.
  11. 제2항에 있어서, 무선 충전 장치의 동작 상태 또는 충전 상태를 지시하기 위한 적어도 하나의 지시 유닛을 더 포함하고, 적어도 하나의 지시 유닛이 주 캐리어 부분의 표면 층 또는 대응하는 보조 캐리어 부분의 외부 층 상에 배치되는, 무선 충전 장치.
  12. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 스위치 유닛을 더 포함하며, 대응하는 스위치 유닛을 통해 대응하는 전력 수신 장치를 무선 충전하는 기능이 선택적으로 활성화 또는 비활성화되고, 적어도 하나의 스위치 유닛은 주 캐리어 부분의 표면 층 또는 대응하는 보조 캐리어 부분의 외부 층 상에 배치되는, 무선 충전 장치.
  13. 제2항에 있어서, 대응하는 포켓의 입구를 잠금하기 위한 적어도 하나의 잠금 요소를 더 포함하며, 적어도 하나의 잠금 요소가 대응하는 포켓 근방에 위치하며, 주 캐리어 부분 및 대응하는 보조 캐리어 부분과 연결되는, 무선 충전 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 잠금 요소는 차폐 요소를 더 포함하는, 무선 충전 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    무선 충전 장치의 동작을 제어하기 위한 제어기, 및
    주 캐리어 부분 또는 대응하는 보조 캐리어 부분 내에 배치되고 대응하는 포켓의 입구 근방에 위치하는 적어도 하나의 감지 요소 - 적어도 하나의 감지 요소가 제어기와 전기적으로 연결되며, 대응하는 포켓의 입구가 잠궈졌는지 여부를 판단한 결과에 따라 감지 신호를 발행함 - 를 더 포함하며,
    상기 제어기는 감지 신호에 따라 무선 충전 장치의 온/오프(on/off) 상태를 제어하도록 제어 신호를 발행하는, 무선 충전 장치.
  16. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 송신기 모듈을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 송신기 모듈은 대응하는 송신기 코일 조립체 및 전원과 전기적으로 연결되며, 송신기 모듈은 전원으로부터 전기 에너지를 수신하고 AC 신호를 대응하는 송신기 코일 조립체로 제공하는, 무선 충전 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 걸이 요소는 천공, 걸이용 링, 걸이용 갈고리 또는 걸이용 줄인, 무선 충전 장치.
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