KR20170085689A

KR20170085689A - Apparatus for receiving wireless power and terminal

Info

Publication number: KR20170085689A
Application number: KR1020160005117A
Authority: KR
Inventors: 임성현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2017-07-25

Abstract

본 실시 예는 무선전력 수신장치에 관한 것이다.
본 실시 예에 따른 무선전력 수신장치는 하부 시트; 상기 하부 시트의 상부에 배치되는 상부 시트; 상기 하부 시트와 상부 시트 사이에 배치되는 금속 분말을 포함하는 자성체;를 포함하고, 상기 하부 시트와 상기 상부 시트는 외곽이 접착된다.The present embodiment relates to a wireless power receiving apparatus.
The wireless power receiving apparatus according to the present embodiment includes a lower sheet; An upper sheet disposed on the upper portion of the lower sheet; And a magnetic body including a metal powder disposed between the lower sheet and the upper sheet, wherein the lower sheet and the upper sheet are bonded to each other.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power receiving apparatus,

본 발명은 무선전력 충전 시스템에 관한 것으로, 특히 무선전력 충전 시스템의 무선전력 수신장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless power charging system, and more particularly to a wireless power receiving device in a wireless power charging system.

일반적으로 각종 전자 기기가 배터리를 구비하고, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 구동한다. 이 때 전자 기기에서, 배터리는 교체될 수 있으며, 재차 충전될 수도 있다. 여기서, 배터리의 충전을 위하여, 전자 기기는 외부의 충전 장치와 접촉하기 위한 접촉 단자를 구비한다. 즉 전자 기기는 접촉 단자를 통해, 충전 장치와 전기적으로 연결된다. 그런데, 전자 기기에서 접촉 단자가 외부로 노출됨에 따라, 이물질에 의해 오염되거나 습기에 의해 단락(short)될 수 있다. 이러한 경우, 접촉 단자와 충전 장치 사이에 접촉 불량이 발생되어, 전자 기기에서 배터리가 충전되지 않는 문제점이 있다. Generally, various electronic apparatuses are equipped with a battery and are driven by using electric power charged in the battery. At this time, in the electronic device, the battery may be replaced and charged again. Here, in order to charge the battery, the electronic apparatus has a contact terminal for contacting the external charging apparatus. That is, the electronic device is electrically connected to the charging device through the contact terminal. However, as the contact terminal is exposed to the outside in the electronic device, it may be contaminated by foreign substances or short-circuited by moisture. In this case, there is a problem that a contact failure occurs between the contact terminal and the charging device, and the battery is not charged by the electronic device.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 무선전력 충전 시스템이 제안되고 있다. 무선전력 충전 시스템은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치를 포함한다. 여기서, 전자 기기가 무선전력 수신장치로 구현된다. 그리고 무선전력 충전 시스템에, 다양한 충전 방식들이 존재한다. 이 때 무선전력 송신장치로부터 전력을 수신하기 위하여, 무선전력 송신장치에 미리 설정된 충전 방식이 무선 전력 수신 장치에도 미리 설정되어 있어야 한다.In order to solve the above problems, a wireless power charging system has been proposed. The wireless power charging system includes a wireless power transmission device and a wireless power reception device. Here, the electronic device is implemented as a wireless power receiving device. In wireless power charging systems, there are various charging schemes. At this time, in order to receive power from the wireless power transmission apparatus, the wireless power transmission apparatus must be set in advance with a charging scheme preset in the wireless power reception apparatus.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission method using a wireless method includes a resonance method in addition to electromagnetic induction and a remote transmission technique using a short wavelength radio frequency.

이와 같은 무선전력 전송 기술 중 유도 또는 공진 방식을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.Among such wireless power transmission techniques, energy transmission methods using induction or resonance methods are widely used.

이러한 경우 무선전력 송신장치에 전력을 전송하기 위한 코일부를 구성하고, 상기 코일부에 대응되게 무선전력 수신장치에도 코일부를 형성해야 한다.In this case, a coil part for transmitting power to the wireless power transmission device should be configured, and a coil part should be formed for the wireless power reception device corresponding to the coil part.

상기한 무선전력 수신장치에 형성되는 코일부는 복수번으로 권선되어 일정 두께 및 크기를 가지고 있게 된다. 따라서 무선전력 수신장치의 소형화 또는 박막화를 위해서는 상기한 코일부의 구성은 그 목적성 및 효율성을 저해할 수 있는 요소로 작용할 수 있다.The coil portion formed in the above-mentioned wireless power receiving apparatus is wound a plurality of times to have a certain thickness and size. Therefore, in order to make the wireless power receiving apparatus smaller or thinner, the configuration of the above-mentioned coil part can serve as an element that can hinder its purpose and efficiency.

따라서 본 발명은 효율적으로 전력을 수신하기 위한 무선전력 수신장치를 제공한다. 그리고 본 발명은 무선전력 수신장치의 박막화를 위하여 코일부의 구성을 박막화 및 무선전력 송신장치에 대응되도록 구성될 수 있는 무선전력 수신장치를 제공한다.Therefore, the present invention provides a wireless power receiving apparatus for efficiently receiving power. The present invention provides a wireless power receiving apparatus capable of reducing the configuration of a coil part and corresponding to a wireless power transmission apparatus for making a wireless power receiving apparatus thinner.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 무선전력 수신장치는 하부 시트; 상기 하부 시트의 상부에 배치되는 상부 시트; 상기 하부 시트와 상부 시트 사이에 배치되는 금속 분말을 포함하는 자성체;를 포함하고, 상기 하부 시트와 상기 상부 시트는 외곽이 접착된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless power receiving apparatus including: a lower sheet; An upper sheet disposed on the upper portion of the lower sheet; And a magnetic body including a metal powder disposed between the lower sheet and the upper sheet, wherein the lower sheet and the upper sheet are bonded to each other.

본 발명에 따른 무선전력 수신장치는 장치 내부에 무선전력을 수신하기 위한 구성을 박막화 하여 구성함으로써 무선전력 수신장치의 소형화 또는 박막화를 실현할 수 있다. The wireless power receiving apparatus according to the present invention can realize the miniaturization or the thinning of the wireless power receiving apparatus by making the configuration for receiving the wireless power inside the apparatus thin.

또한 무선전력 송신장치의 코일부에 대응하게 유동적인 코일부를 형성할 수 있도록 함으로써, 무선전력 수신장치의 충전 시 위치에 대한 자유도를 향상 시킬 수 있다.Further, by forming a floating coil part in correspondence with the coil part of the wireless power transmission device, it is possible to improve the degree of freedom with respect to the charging position of the wireless power receiving device.

도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.
도 2는 자기 공진 방식 등가회로이다.
도 3a 및 3b는 무선전력 전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 무선전력 송신장치를 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 4b는 무선전력 전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 무선전력 수신장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 코일부를 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 코일부 등가 회로를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 코일부를 분해하여 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 6에서 A-A'을 따라 절단된 단면을 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기장 발생 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 리드 선의 인출 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 포함하는 무선전력 전송 시스템의 예시도이다.
1 is a magnetic induction equivalent circuit.
2 is a self-resonant-type equivalent circuit.
3A and 3B are block diagrams illustrating a wireless power transmission apparatus as one of the subsystems that constitute the wireless power transmission system.
4A and 4B are block diagrams illustrating a wireless power receiving apparatus as one of subsystems constituting a wireless power transmission system.
5 is a perspective view explaining a coil part of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing a coil part equivalent circuit of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view explaining a coil part of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a section taken along line A-A 'in Fig.
9 is an exemplary diagram for explaining a magnetic field generating operation according to an embodiment of the present invention.
10 is an exemplary diagram illustrating a lead wire drawing state of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is an exemplary diagram of a wireless power transmission system including a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same components are denoted by the same reference symbols as possible in the accompanying drawings. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.

실시예는 무선 전력 전송을 위하여 저주파(50kHz)부터 고주파(15MHz)까지의 다양한 종류의 주파수 대역을 선택적으로 사용하며, 시스템 제어를 위하여 데이터 및 제어신호를 교환할 수 있는 통신시스템의 지원이 필요하다.Embodiments use a variety of frequency bands from low frequency (50 kHz) to high frequency (15 MHz) selectively for wireless power transmission, and it is necessary to support a communication system capable of exchanging data and control signals for system control .

실시예는 배터리를 사용하거나 필요로 하는 전자기기를 사용하는 휴대단말 산업, 스마트 시계 산업, 컴퓨터 및 노트북 산업, 가전기기 산업, 전기자동차 산업, 의료기기 산업, 로봇 산업 등 다양한 산업분야에 적용될 수 있다.The embodiments can be applied to various industrial fields such as a mobile terminal industry using a battery or an electronic device required, a smart clock industry, a computer and notebook industry, a household appliance industry, an electric car industry, a medical device industry, and a robot industry .

실시예는 기기를 제공한 하나 또는 복수개의 전송 코일을 사용하여 한 개 이상의 다수기기에 전력 전송이 가능한 시스템을 고려할 수 있다.Embodiments may consider a system capable of power transmission to one or more multiple devices using one or more transmit coils that provide the device.

실시예에 따르면 스마트폰, 노트북 등 모바일 기기에서의 배터리 부족문제를 해결할 수 있고, 일 예로 테이블에 무선충전패드를 놓고 그 위에서 스마트폰, 노트북을 사용하면 자동으로 배터리가 충전되어 장시간 사용할 수 있게 된다. 또한 까페, 공항, 택시, 사무실, 식당 등 공공장소에 무선충전패드를 설치하면 모바일기기 제조사별로 상이한 충전단자에 상관없이 다양한 모바일기기를 충전이 가능하다. 또한 무선전력전송 기술이 청소기, 선풍기 등의 생활가전제품에 적용되면 전원케이블을 찾아 다닐 필요가 없게 되고 가정 내에서 복잡한 전선이 사라지면서 건물 내 배선이 줄고 공간활용 폭도 넓어질 수 있다. 또한 현재의 가정용 전원으로 전기자동차를 충전할 경우 많은 시간이 소요되지만 무선전력전송 기술을 통해서 고전력을 전송한다면 충전시간을 줄일 수 있게 되고 주차장 바닥에 무선충전시설을 설치하게 되면 전기자동차 주변에 전원케이블을 준비 해야 하는 불편함을 해소 할 수 있다.
According to the embodiment, it is possible to solve the battery shortage problem in a mobile device such as a smart phone and a notebook. For example, when a wireless charging pad is placed on a table and a smart phone or a notebook is used on the table, the battery is automatically charged and can be used for a long time . In addition, by installing wireless charging pads in public places such as cafes, airports, taxis, offices, restaurants, etc., mobile devices manufacturers can charge various mobile devices regardless of charging terminals. In addition, when wireless power transmission technology is applied to household electrical appliances such as cleaners, electric fans, etc., there is no need to look for power cables and complex wires can be eliminated in the home, which can reduce wiring in buildings and increase the space utilization. In addition, it takes a lot of time to charge the electric car with the current household power, but if the high power is transmitted through the wireless power transmission technology, the charging time can be reduced. If the wireless charging facility is installed at the bottom of the parking lot, It is possible to solve the inconvenience of having to prepare.

실시예에서 사용되는 용어와 약어는 다음과 같다.The terms and abbreviations used in the examples are as follows.

무선전력전송 시스템 (Wireless Power Transfer System): 자기장 영역 내에서 무선 전력 전송을 제공하는 시스템 Wireless Power Transfer System: A system that provides wireless power transmission within a magnetic field region

무선전력 송신장치(wireless power transfer system-charger; power transfer unit: PTU): 자기장 영역 내에서 다수기기의 전력수신기에게 무선전력전송을 제공하며 시스템 전체를 관리하는 장치.Wireless power transfer unit (PTU): A device that provides wireless power transmission to power receivers of multiple devices within a magnetic field region and manages the entire system.

무선전력 수신장치(Wireless Power Transfer System-Deivce; power receiver unit: PRU): 자기장 영역 내에서 전력송신기로부터 무선전력 전송을 제공받는 장치.Wireless power transfer unit (PRU): A device that is provided with a wireless power transmission from a power transmitter within a magnetic field area.

충전 영역(Charging Area): 자기장 영역 내에서 실제적인 무선 전력 전송이 이루어지는 지역이며, 응용 제품의 크기, 요구 전력, 동작주파수에 따라 변할 수 있다.Charging Area: A region where actual wireless power transmission occurs within the magnetic field region, and may vary depending on the size, required power, and operating frequency of the application product.

S 파라미터(Scattering parameter): S 파라미터는 주파수 분포상에서 입력전압 대 출력전압의 비로 입력 포트 대 출력 포트의 비(Transmission; S21) 또는 각각의 입/출력 포트의 자체 반사값, 즉 자신의 입력에 의해 반사되어 돌아오는 출력의 값(Reflection; S11, S22).Scattering parameter: The S parameter is the ratio of the input port to the output port in terms of the input voltage to the output voltage on the frequency distribution (Transmission S21) or the self reflection value of each input / output port, Reflection (S11, S22) of the reflected output.

품질 지수 Q(Quality factor): 공진에서 Q의 값은 주파수 선택의 품질을 의미하고 Q 값이 높을수록 공진 특성이 좋으며, Q 값은 공진기에서 저장되는 에너지와 손실되는 에너지의 비로 표현됨.Quality factor Q: The value of Q in resonance means the quality of frequency selection. The higher the Q value, the better the resonance characteristics. The Q value is expressed as the ratio of the energy stored in the resonator to the energy lost.

무선으로 전력을 전송하는 원리를 살펴보면, 무선 전력 전송 원리로 크게 자기 유도 방식과 자기 공진 방식이 있다.The principles of wireless power transmission include magnetic induction and self-resonance.

자기 유도 방식은 소스 인덕터(Ls)와 부하 인덕터(Ll)를 서로 근접시켜 한쪽의 소스 인덕터(Ls)에 전류를 흘리면 발생한 자속을 매개로 부하 인덕터(Ll)에도 기전력이 발생하는 비접촉 에너지 전송기술이다. 그리고 자기 공진 방식은 2개의 공진기를 결합하는 것으로 2개의 공진기 간의 고유의 주파수에 의한 자기 공진이 발생하여 동일 주파수로 진동 하면서 동일 파장 범위에서 전기장 및 자기장을 형성시키는 공명 기법을 활용하여 에너지를 무선으로 전송하는 기술이다.The magnetic induction method is a noncontact energy transfer technique in which an electromotive force is generated in the load inductor Ll via a magnetic flux generated when the source inductor Ls and the load inductor L1 are brought close to each other and a current is supplied to one of the source inductors Ls . The self-resonance method combines two resonators to generate self-resonance due to the inherent frequency between two resonators, resonating at the same frequency and utilizing resonance techniques to form an electric field and a magnetic field in the same wavelength range. Transmission technology.

도 1은 자기 유도 방식 등가회로이다.1 is a magnetic induction equivalent circuit.

도 1을 참조하면, 자기 유도 방식 등가회로에서 송신부는 전원을 공급하는 장치에 따른 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs), 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs) 그리고 수신부와의 자기적 결합을 위한 소스 코일(Ls)로 구현될 수 있고, 수신부는 수신부의 등가 저항인 부하 저항(Rl), 임피던스 매칭을 위한 부하 커패시터(Cl) 그리고 송신부와의 자기적 결합을 위한 부하 코일(Ll)로 구현될 수 있고, 소스 코일(Ls)과 부하 코일(Ll)의 자기적 결합 정도는 상호 인덕턴스(Msl)로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 1, in a magnetic induction equivalent circuit, a transmitter includes a source voltage Vs, a source resistance Rs, a source capacitor Cs for impedance matching, and a magnetic coupling with a receiving unit, And a load coil Rl for an impedance matching and a load coil Ll for magnetic coupling with a transmitting unit. The load coil Rl may be implemented as a source coil Ls for impedance matching, And the degree of magnetic coupling between the source coil Ls and the load coil Ll can be expressed by mutual inductance Msl.

도 1에서 임피던스 매칭을 위한 소스 커패시터(Cs)와 부하 커패시터(Cl)이 없는 오로지 코일로만 이루어진 자기 유도 등가회로로부터 입력전압 대 출력전압의 비(S21)를 구하여 이로부터 최대 전력 전송 조건을 찾으면 최대 전력 전송 조건은 이하 수학식 1을 충족한다.In FIG. 1, the ratio S21 of the input voltage to the output voltage is obtained from the magnetic induction equivalent circuit consisting only of the coil without the source capacitor Cs and the load capacitor Cl for impedance matching, The power transmission condition satisfies Equation (1) below.

수학식 1Equation 1

Ls/Rs=Ll/RlLs / Rs = L1 / R1

상기 수학식 1에 따라 송신 코일(Ls)의 인덕턴스와 소스 저항(Rs)의 비와 부하 코일(Ll)의 인덕턴스와 부하 저항(Rl)의 비가 같을 때 최대 전력 전송이 가능하다. 인덕턴스만 존재하는 시스템에서는 리액턴스를 보상할 수 있는 커패시터가 존재하지 않기 때문에 최대 전력 전달이 이루이지는 지점에서 입/출력 포트의 자체 반사값(S11)의 값은 0이 될 수 없고, 상호 인덕턴스(Msl) 값에 따라 전력 전달 효율이 크게 변화할 수 있다. 그리하여 임피던스 매칭을 위한 보상 커패시터로써 송신장치에 소스 커패시터(Cs)가 부가될 수 있고, 수신부에 부하 커패시터(Cl)가 부가될 수 있다. 상기 보상 커패시터(Cs, Cl)는 예로 수신 코일(Ls) 및 부하 코일(Ll) 각각에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한 임피던스 매칭을 위하여 송신장치 및 수신장치 각각에는 보상 커패시터 뿐만 아니라 추가적인 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 소자가 더 부가될 수 있다.
The maximum power transmission is possible when the ratio of the inductance of the transmission coil Ls to the source resistance Rs and the ratio of the inductance of the load coil Ll to the load resistance Rl are equal to each other. Since there is no capacitor that can compensate for reactance in a system with only an inductance, the value of the self reflection value S11 of the input / output port can not be zero at the point where the maximum power transfer occurs, and the mutual inductance Msl), the power transmission efficiency may vary greatly. Thus, the source capacitor Cs can be added to the transmission device as the compensation capacitor for impedance matching, and the load capacitor Cl can be added to the reception part. The compensation capacitors Cs and Cl may be connected in series or in parallel to the receiving coil Ls and the load coil Ll, respectively. Further, for the impedance matching, a passive element such as an additional capacitor and an inductor may be added to each of the transmitting apparatus and the receiving apparatus, in addition to the compensation capacitor.

도 2는 자기 공진 방식 등가회로이다.2 is a self-resonant-type equivalent circuit.

도 2를 참조하면, 자기 공진 방식 등가회로에서 송신장치는 소스 전압(Vs), 소스 저항(Rs) 그리고 소스 인덕터(Ls)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 소스 코일(Source coil)과 송신측 공진 인덕터(L1)와 송신측 공진 커패시터(C1)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 송신측 공진 코일(Resonant coil)로 구현되고, 수신부는 부하 저항(Rl)와 부하 인덕터(Ll)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 부하 코일(Load coil)과 수신측 공진 인덕터(L2)와 수신측 공진 커패시터(C2)의 직렬 연결로 폐회로를 구성하는 수신측 공진 코일로 구현되며, 소스 인덕터(Ls)와 송신측 인덕터(L1)는 K01의 결합계수로 자기적으로 결합되고, 부하 인덕터(Ll)와 부하측 공진 인덕터(L2)는 K23의 결합계수로 자기적으로 결합되고, 송신측 공진 인덕터(L1)와 수신측 공진 인덕터(L2)는 K12의 결합 계수로 자기적으로 결합된다. 또 다른 실시 예의 등가회로에서는 소스 코일 및/또는 부하 코일을 생략하고 송신측 공진 코일과 수신측 공진 코일만으로 이루어질 수 있다.2, in a self-resonant circuit equivalent circuit, a transmitting device includes a source coil constituting a closed circuit by a series connection of a source voltage Vs, a source resistor Rs and a source inductor Ls, Side resonant coil constituting a closed circuit by a series connection of the inductor L1 and the transmission-side resonant capacitor C1 and the receiving portion is realized by a series connection of the load resistor R1 and the load inductor L1, Side resonance coil constituting a closed circuit by a series connection of a load coil constituting the input side resonance inductor L2 and a resonance inductor L2 on the reception side and a resonance capacitor C2 on the reception side, The load inductor L1 and the load side resonance inductor L2 are magnetically coupled to each other by a coupling coefficient of K23 and the resonance inductance between the transmission side resonance inductor L1 and the reception side resonance inductor L1 is magnetically coupled with the coupling coefficient of K01, Inductor (L2) is magnetically coupled with the coupling coefficient of K12 . In the equivalent circuit of another embodiment, the source coil and / or the load coil may be omitted and only the transmission-side resonance coil and the reception-side resonance coil may be formed.

자기 공진 방식은 두 공진기의 공진 주파수가 동일할 때에는 송신장치의 공진기의 에너지의 대부분이 수신부의 공진기로 전달되어 전력 전달 효율이 향상될 수 있고, 자기 공진 방식에서의 효율은 이하 수학식 2를 충족할 때 좋아진다.When the resonance frequencies of the two resonators are the same, most of the energy of the resonator of the transmitting device is transmitted to the resonator of the receiving part to improve the power transmission efficiency. The efficiency in the self resonance method satisfies Equation 2 below When it does, it gets better.

수학식 2Equation 2

k/Γ >> 1 (k는 결합계수, Γ 감쇄율)k / Γ >> 1 (k is the coupling coefficient, Γ attenuation factor)

자기 공진 방식에서 효율을 증가시키기 위하여 임피던스 매칭을 위한 소자를 부가할 수 있고, 임피던스 매칭 소자는 인덕터 및 커패시터와 같은 수동 소자가 될 수 있다.In order to increase the efficiency in the self-resonant mode, an element for impedance matching can be added, and the impedance matching element can be a passive element such as an inductor and a capacitor.

이와 같은 무선 전력 전송 원리를 바탕으로 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전달하기 위한 무선전력전송 시스템을 살펴본다.
Based on such a wireless power transmission principle, a wireless power transmission system for transmitting power by a magnetic induction method or a self resonance method will be described.

도 3a 및 도 3b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 무선전력 송신장치를 나타낸 블록도이다.FIGS. 3A and 3B are block diagrams illustrating a wireless power transmission apparatus as one of the sub-systems constituting the wireless power transmission system.

도 3a를 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템은, 송신 장치(1000)와 송신장치(1000)으로부터 무선으로 전력을 전송 받는 수신장치 (2000)을 포함할 수 있다. 무선전력 송신장치(1000)은 입력되는 교류 신호를 전력 변환하여 교류 신호로 출력하는 송신측 전력변환부(101)과 송신측 전력변환부(101)로부터 출력되는 교류 신호에 기초하여 자기장을 생성하여 충전 영역 내의 무선전력 수신장치(2000)에 전력을 제공하는 송신측 공진회로부(102) 및 송신측 전력변환부(101)의 전력 변환을 제어하고, 송신측 전력변환부(101)의 출력 신호의 진폭과 주파수를 조절하고, 송신측 공진회로부(102)의 임피던스 매칭을 수행하며,송신측 전력변환부(101) 및 송신측 공진회로부(102)로부터 임피던스, 전압, 전류 정보를 센싱하며, 수신장치(2000)과 무선 통신할 수 있는 송신측 제어부(103)을 포함할 수 있다. 송신측 전력 변환부 101은, 교류신호를 직류로 변환하는 전력 변환부, 직류의 레벨을 가변하여 직류를 출력하는 전력 변환부, 직류를 교류로 변환하는 전력 변환부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 송신측 공진회로부(102)는 코일, 및 코일과 공진할 수 있는 임피던스 매칭부를 포함할 수 있다. 또한 송신측 제어부(103)은 임피던스, 전압, 전류 정보를 센싱하기 위한 센싱부와 무선 통신부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3A, the wireless power transmission system according to the present embodiment may include a transmitting apparatus 1000 and a receiving apparatus 2000 receiving power wirelessly from the transmitting apparatus 1000. The wireless power transmission apparatus 1000 generates a magnetic field based on the AC signal output from the transmission-side power conversion unit 101 and the transmission-side power conversion unit 101 that convert the AC signal inputted thereto and convert it into an AC signal Controls the power conversion of the transmission side resonance circuit unit 102 and the transmission side power conversion unit 101 that provides power to the wireless power receiving apparatus 2000 in the charging area and controls the power conversion of the output signal of the transmission side power conversion unit 101 The impedance matching of the transmission side resonance circuit unit 102 is performed and the impedance, voltage, and current information are sensed from the transmission side power conversion unit 101 and the transmission side resonance circuit unit 102, And a transmission side control unit 103 capable of wireless communication with the base station 2000. The transmission-side power conversion section 101 may include at least one of a power conversion section for converting an AC signal to DC, a power conversion section for varying a DC level to output a DC, and a power conversion section for converting a DC to an AC . The transmission side resonance circuit unit 102 may include a coil and an impedance matching unit capable of resonating with the coil. The transmission-side control unit 103 may include a sensing unit and a wireless communication unit for sensing impedance, voltage, and current information.

또한 도 3b를참조하면, 무선전력전송 시스템은 송신부(1000)와 상기 송신부(1000)로부터 무선으로 전력을 전송받는 수신부(2000)를 포함할 수 있고, 상기 송신부(1000)는 송신측 교류/직류 변환부(1100), 송신측 직류/교류 변환부(1200), 송신측 임피던스 매칭부(1300), 송신 코일부(1400) 그리고 송신측 통신 및 제어부(1500)을 포함할 수 있다.3, the wireless power transmission system may include a transmitter 1000 and a receiver 2000 that receives power wirelessly from the transmitter 1000. The transmitter 1000 may include a transmitter AC / A transmission side DC / AC conversion unit 1200, a transmission side impedance matching unit 1300, a transmission coil unit 1400, and a transmission side communication and control unit 1500.

송신측 교류/직류 변환부(1100)는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 전력 변환부로써, 상기 송신측 교류/직류 변환부(1100)는 서브 시스템으로 정류기(1110)와 송신측 직류/직류 변환부(1120)을 포함할 수 있다. 상기 정류기(1110)는 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 시스템으로써 이를 구현하는 실시예로 고주파수 동작 시 상대적으로 높은 효율을 가지는 다이오드 정류기, 원-칩(one-chip)화가 가능한 동기 정류기 또는 원가 및 공간 절약이 가능하고 및 데드 타임(Dead time)의 자유도가 높은 하이브리드 정류기가 될 수 있다. 또한 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 상기 정류기(1110)으로부터 제공되는 직류 신호의 레벨을 조절하는 것으로 이를 구현하는 예로 입력 신호의 레벨을 낮추는 벅 컨버터(Buck converter), 입력 신호의 레벨을 높이는 부스트 컨버터(Boost converter), 입력 신호의 레벨을 낮추거나 높일 수 있는 벅 부스트 컨버터(Buck Boost converter) 또는 축 컨버터(Cuk converter)가 될 수 있다. 또한 송신측 직류/직류 변환부(1120)는 전력 변환 제어 기능을 하는 스위치소자와 전력 변환 매개 역할 또는 출력 전압 평활 기능을 하는 인덕터 및 커패시터, 전압 이득을 조절 또는 전기적인 분리 기능(절연 기능)을 하는 트랜스 등을 포함할 수 있으며, 입력되는 직류 신호에 포함된 리플 성분 또는 맥동 성분(직류 신호에 포함된 교류 성분)을 제거하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 송신측 직류/직류 변환부(1120)의 출력 신호의 지령치와 실제 출력 치와의 오차는 피드백 방식을 통해 조절될 수 있고, 이는 상기 송신측 통신 및 제어부(1500)에 의하여 이루어 질 수 있다.The transmitting side AC / DC converting unit 1100 is a power converting unit for converting an AC signal to a DC signal, and the transmitting side AC / DC converting unit 1100 is connected to a rectifier 1110 and a transmitting side DC / (Not shown). The rectifier 1110 converts a supplied AC signal into a DC signal. The rectifier 1110 may be a diode rectifier having a relatively high efficiency in high-frequency operation, a synchronous rectifier capable of one-chip operation, And a hybrid rectifier capable of saving space and having a high degree of freedom in dead time. The transmitting side DC / DC converting unit 1120 adjusts the level of the DC signal provided from the rectifier 1110 under the control of the transmitting side communication and control unit 1500. As an example of implementing the DC signal, A buck converter, a boost converter that boosts the level of the input signal, a buck-boost converter or a Cuk converter that can raise or lower the level of the input signal. Also, the transmission side DC / DC converter 1120 includes a switching element that performs a power conversion control function, an inductor and a capacitor that perform a power conversion medium function or an output voltage smoothing function, a voltage gain control function or an electrical isolation function And may function to remove a ripple component or a ripple component (AC component included in the DC signal) included in the input DC signal. The error between the command value of the output signal of the transmitting side DC / DC converting unit 1120 and the actual output value can be adjusted through the feedback method and can be performed by the transmitting side communication and control unit 1500 .

송신측 직류/교류 변환부(1200)는 송신측 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 송신측 교류/직류 변환부(1100)으로부터 출력되는 직류 신호를 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호의 주파수를 조절할 수 있는 시스템으로 이를 구현하는 예로 하프 브릿지 인버터(Half bridge inverter) 또는 풀 브릿지 인버터(Full bridge inverter)가 있다. 또한 상기 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 출력 신호의 주파수를 생성하는 오실레이터(Ocillator)와 출력 신호를 증폭하는 파워 증폭부를 포함할 수 있다.The transmission side DC / AC conversion unit 1200 converts the DC signal output from the transmission side AC / DC conversion unit 1100 into an AC signal under the control of the transmission side communication and control unit 1500 and outputs the converted AC signal frequency A half bridge inverter or a full bridge inverter is an example of implementing this system. The transmission side DC / AC conversion unit 1200 may include an oscillator for generating a frequency of an output signal and a power amplifier for amplifying an output signal.

교류/직류 변환부(1100) 및 송신측 직류/교류 변환부(1200)의 구성은 교류 전력 공급기로 대체할 수 있으며 생략되거나 또 다른 구성으로 대체할 수도 있다.The configuration of the AC / DC converter 1100 and the transmission side DC / AC converter 1200 may be replaced by an AC power supply, or may be omitted or replaced with another configuration.

송신측 임피던스 매칭부(1300)는 서로 다른 임피던스를 가진 지점에서 반사파를 최소화하여 신호의 흐름을 좋게 한다. 송신부(1000)와 수신부(2000)의 두 코일은 공간적으로 분리되어 있어 자기장의 누설이 많으므로 상기 송신부(1000)와 수신부(2000)의 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정하여 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 인덕터, 커패시터 그리고 저항 소자로 구성될 수 있고, 통신 및 제어부(1500)의 제어 하에 상기 인덕터의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스 그리고 저항의 저항 값을 가변하여 임피던스 매칭을 위한 임피던스 값을 조정할 수 있다. 그리고 무선전력전송 시스템이 자기 유도 방식으로 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 직렬 공진 구조 또는 병렬 공진 구조를 가질 수 있고, 송신부(1000)와 수신부(2000) 사이의 유도 결합 계수를 증가시켜 에너지 손실을 최소화 할 수 있다. 그리고 무선전력전송 시스템이 자기 공진 방식으로 전력을 전송하는 경우, 송신측 임피던스 매칭부(1300)는 송신부(1000)와 수신부(2000) 간의 이격 거리가 변화되거나 금속성 이물질(FO: foreign object), 다수의 디바이스에 의한 상호 영향 등에 따라 코일의 특성의 변화로 에너지 전송 선로상의 매칭 임피던스 변화에 따른 임피던스 매칭의 실시간 보정을 가능하게 할 수 있고, 그 보정 방식으로써 커패시터를 이용한 멀티 매칭 방식, 멀티 안테나를 이용한 매칭 방식, 멀티 루프를 이용한 방식 등이 될 수 있다.The transmission-side impedance matching unit 1300 minimizes the reflected waves at points having different impedances to improve the signal flow. Since the two coils of the transmitting unit 1000 and the receiving unit 2000 are spatially separated and the leakage of the magnetic field is large, the impedance difference between the two connecting ends of the transmitting unit 1000 and the receiving unit 2000 is corrected, . The impedance matching unit 1300 may include an inductor, a capacitor, and a resistor. Under the control of the communication and control unit 1500, the inductance of the inductor, the capacitance of the capacitor, The impedance value can be adjusted. When the wireless power transmission system transmits power in a self-induction manner, the transmission-side impedance matching unit 1300 may have a series resonance structure or a parallel resonance structure, and may have an inductive coupling between the transmission unit 1000 and the reception unit 2000 The energy loss can be minimized by increasing the coefficient. When the wireless power transmission system transmits power in a self-resonant manner, the transmission-side impedance matching unit 1300 may change the separation distance between the transmission unit 1000 and the reception unit 2000, or may change a foreign object (FO) It is possible to perform real-time correction of the impedance matching according to the change of the matching impedance on the energy transmission line due to the change of the characteristics of the coil due to the mutual influence by the device of the capacitor, A matching method, a method using a multi-loop, and the like.

송신측 코일(1400)은 복수개의 코일 또는 하나의 코일로 구현될 수 있고, 송신측 코일(1400)이 복수개로 구비되는 경우 이들은 서로 이격되어 배치되거나 서로 중첩되어 배치될 수 있고, 이들이 중첩되어 배치되는 경우 중첩되는 면적은 자속 밀도의 편차를 고려하여 결정할 수 있다. 또한 송신측 코일(1400)을 제작할 때 내부 저항 및 방사 저항을 고려하여 제작할 수 있고, 이 때 저항 성분이 작으면 품질 지수(Quality factor)가 높아지고 전송 효율이 상승할 수 있다.The transmission coil 1400 may be implemented as a plurality of coils or a single coil. When a plurality of transmission coils 1400 are provided, they may be spaced apart from each other or may be overlapped with each other, The overlapping area can be determined in consideration of the deviation of the magnetic flux density. Also, when the transmission coil 1400 is manufactured, it can be manufactured in consideration of the internal resistance and the radiation resistance. If the resistance component is small, the quality factor can be increased and the transmission efficiency can be increased.

통신 및 제어부(1500)는 서브 시스템으로써 송신측 제어부(1510)와 송신측 통신부(1520)를 포함할 수 있다. 상기 송신측 제어부(1510)는 수신부(2000)의 전력 요구량, 현재 충전량 그리고 무선 전력 방식을 고려하여 상기 송신측 교류/직류 변환부(1100)의 출력 전압을 조절하는 역할을 할 수 있다. 그리고 최대 전력 전송 효율를 고려하여 상기 송신측 직류/교류 변환부(1200)를 구동하기 위한 주파수 및 스위칭 파형들을 생성하여 전송될 전력을 제어할 수 있다. 또한 수신부(2000)의 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 수신부(2000)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 한편 상기 송신측 제어부(1510)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤유닛(Micro Controller Unit) 또는 마이콤(Micom)이라고 지칭할 수 있다. 상기 송신측 통신부(1520)는 수신측 통신부(2620)와 통신을 수행할 수 있고, 통신 방식의 일 예로 블루투스 방식을 이용할 수 있다. 상기 송신측 통신부(1520)와 수신측 통신부(2620)는 서로간에 충전 상황 정보 및 충전 제어 명령 등의 송수신을 진행할 수 있다. 그리고 상기 충전 상황 정보로는 수신부(2000)의 개수, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 그리고 송신부(1000)의 전송 전력량 등을 포함할 수 있다. 또한 송신측 통신부(1520)는 수신부(2000)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있고, 상기 충전 기능 제어 신호는 수신부(2000)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다. The communication and control unit 1500 may include a transmission side control unit 1510 and a transmission side communication unit 1520 as subsystems. The transmission-side controller 1510 may control the output voltage of the transmission-side AC / DC converter 1100 in consideration of the power demand of the receiver 2000, the current charge amount, and the wireless power scheme. The frequency and switching waveforms for driving the transmission side DC / AC conversion unit 1200 may be generated in consideration of the maximum power transmission efficiency to control power to be transmitted. Also, the overall operation of the receiver 2000 can be controlled by using an algorithm, a program, or an application required for the control read from the storage unit (not shown) of the receiver 2000. Meanwhile, the transmission-side controller 1510 may be referred to as a microprocessor, a microcontroller unit, or a microcomputer. The transmission-side communication unit 1520 can perform communication with the reception-side communication unit 2620, and can use a Bluetooth system as an example of a communication system. The transmission side communication unit 1520 and the reception side communication unit 2620 can transmit and receive the charging status information and the charging control command to each other. The charging status information may include the number of the receiving unit 2000, the remaining battery level, the number of times of charging, the amount of usage, the battery capacity, the battery ratio, and the transmission power amount of the transmission unit 1000. Side communication unit 1520 can transmit a charging function control signal for controlling the charging function of the receiving unit 2000 and the charging function control signal controls the receiving unit 2000 to enable or disable the charging function And may be a control signal for disabling the control signal.

이처럼, 송신측 통신부(105)는 별도의 모듈로 구성되는 아웃-오브-밴드(out-of-band)형식으로 통신될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 송신 장치(1000)이 전송하는 전력 신호를 이용하여 수신 장치(2000)이 송신 장치(1000)에 전달하는 피드백 신호를 이용하고, 송신장치(1000)이 전송하는 전력 신호의 주파수를 쉬프트(frequency shift)를 이용하여 송신장치(1000)이 수신장치(2000)에 신호를 전송하는 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 수신장치(2000)은, 피드백 신호를 변조하여 충전 개시, 충전 종료, 배터리 상태 등의 정보를 피드백 신호를 통해 무선 전력 송신 장치 1000에 전달할 수도 있다. 또한 송신측 통신부(105)은, 송신측 제어부(103)와 별도로 구성될 수 있고, 수신장치(2000) 또한 수신측 통신부(205)이 수신장치(2000)의 제어부(203)에 포함되거나 별도로 구성될 수 있다.As described above, the transmitting-side communication unit 105 can be communicated in an out-of-band format, which is a separate module, but is not limited thereto. The transmitting- The transmitting apparatus 1000 uses the feedback signal transmitted from the receiving apparatus 2000 to the transmitting apparatus 1000 and transmits the frequency of the power signal transmitted from the transmitting apparatus 1000 to the transmitting apparatus 1000 using the frequency shift And may perform communication in an in-band format for transmitting signals to the apparatus 2000. [ For example, the receiving apparatus 2000 may modulate a feedback signal to transmit information such as start of charge, end of charge, battery state, etc. to the wireless power transmission apparatus 1000 through a feedback signal. Side communication unit 105 can be configured separately from the transmission-side control unit 103 and the reception-side communication unit 205 can be included in the control unit 203 of the reception apparatus 2000 or separately .

또한 본 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템의 무선전력 송신장치(1000)는 검출부(1600)를 추가로 구비할 수 있다.In addition, the wireless power transmission apparatus 1000 of the wireless power transmission system according to the present embodiment may further include a detection unit 1600.

검출부(1600)은, 송신측 교류/직류 변환부(1100)의 입력 신호, 송신측 교류/직류 변환부(1100)의 출력 신호, 송신측 직류/교류 변환부(1200)의 입력 신호, 송신측 직류/교류 변환부(1200)의 출력신호, 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 입력신호, 송신측 임피던스 매칭부(1300)의 출력신호, 송신측 코일(1400)의 입력 신호 또는 송신측 코일(1400) 상의 신호 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 일 예로, 상기 신호는 전류에 대한 정보, 전압에 대한 정보 또는 임피던스에 대한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 검출된 신호는 통신 및 제어부 (1500)으로 피드백되고 이를 기초로 상기 통신 및 제어부(1500)은, 송신측 교류/직류 변환부(1100), 송신측 직류/교류 변환부(1200), 송신측 임피던스 매칭부 (1300)을 제어할 수 있다. 또한 검출부(1600)의 검출 결과를 기초하여 상기 통신 및 제어부(1500)은, FOD(foreign object detection)를 수행할 수 있다. 그리고 상기 검출되는 신호는 전압 및 전류 중 적어도 하나일 수 있다. 한편 검출부(1600)는 통신 및 제어부(1500)와 상이한 하드웨어로 구성되거나, 하나의 하드웨어로 구현될 수 있다.
The detection unit 1600 detects an input signal of the transmission side AC / DC conversion unit 1100, an output signal of the transmission side AC / DC conversion unit 1100, an input signal of the transmission side DC / AC conversion unit 1200, The input signal of the transmission side impedance matching unit 1300, the output signal of the transmission side impedance matching unit 1300, the input signal of the transmission side coil 1400, or the transmission side coil 1400). &Lt; / RTI > For example, the signal may include at least one of information on a current, information on a voltage, or information on an impedance. The detected signal is fed back to the communication and control unit 1500 and the communication and control unit 1500 includes a transmitting side AC / DC converting unit 1100, a transmitting side DC / AC converting unit 1200, a transmitting side impedance The matching unit 1300 can be controlled. Also, the communication and control unit 1500 can perform FOD (foreign object detection) based on the detection result of the detection unit 1600. [ And the detected signal may be at least one of a voltage and a current. Meanwhile, the detection unit 1600 may be configured with hardware different from the communication and control unit 1500, or may be implemented with one hardware.

도 4a 및 도 4b는 무선전력전송 시스템을 구성하는 서브 시스템 중 하나로 무선전력 수신장치를 나타낸 블록도이다.4A and 4B are block diagrams illustrating a wireless power receiving apparatus as one of subsystems constituting a wireless power transmission system.

도 4a를 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템은 송신장치(1000)와 송신장치(1000)로부터 무선으로 전력을 전송 받는 수신장치(2000)를 포함할 수 있다. 수신장치(2000)는 송신장치(1000)로부터 전송되는 교류 신호를 수신하는 수신측 공진 회로부(201), 수신측 공진 ㅗ히로부(201)로부터의 교류 전력을 전력변환하여 직류 신호로 출력하는 수신측 전력 변환부(202)와 수신측 전력 변환부(202)로부터 출려고디는 직류 신호를 수신하여 충전되는 부하(2500), 그리고 상기 수신측 공진 회로부(201)의 전류 전압을 센싱하거나 , 수신측 공진 회로부(201)의 임피던스 매칭을 수행하거나, 수신측 전력변환부(202)의 전력 변환을 제어하고, 수신측 전력변환부(202)의 출력신호의 레벨을 조절하거나, 수신측 전력변환부(202)의 입력 도는 출력 전압이나 전류를 센싱하거나 수신측 전력변환부(202)의 출력 신호의 부하로의 공급 여부를 제어하거나, 송신장치(1000)와 통신할 수 있는 수신측 제어부(203)를 포함할 수 있다. 그리고 수신측 전력 변환부(202)는 교류 신호를 직류로 변환하는 전력 변환부, 직류의 레벨을 가변하여 직류를 출력하는 전력 변환부, 직류를 교류로 변환하는 전력 변환부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the wireless power transmission system according to the present embodiment may include a transmitting apparatus 1000 and a receiving apparatus 2000 receiving power wirelessly from the transmitting apparatus 1000. The receiving apparatus 2000 includes a receiving-side resonant circuit section 201 for receiving an AC signal transmitted from the transmitting apparatus 1000, a receiving-side resonant circuit section 201 for receiving the AC power from the receiving- A load 2500 to be charged by receiving a DC signal to be outputted from the side power conversion section 202 and the reception side power conversion section 202 and the current voltage of the reception side resonance circuit section 201, Side power conversion section 202, adjusts the level of the output signal of the reception-side power conversion section 202, or adjusts the level of the output signal of the reception-side power conversion section 202, Side control section 203 that can control the output voltage or current of the input / output terminal 202 or whether the output signal of the reception-side power conversion section 202 is supplied to the load or can communicate with the transmission device 1000, . &Lt; / RTI > The receiving-side power converting section 202 may include a power converting section for converting an AC signal to a DC, a power converting section for varying the level of the DC to output a DC, and a power converting section for converting a DC to an AC.

도 4b를 참조하면, 무선전력전송 시스템은 송신장치(1000)와 상기 송신장치(1000)로부터 무선으로 전력을 전송받는 수신장치(2000)를 포함할 수 있고, 상기 송신장치(2000)는 수신측 코일부(2100), 수신측 임피던스 매칭부(2200), 수신측 교류/직류 변환부(2300), 직류/직류변환부(2400), 부하(2500) 및 수신측 통신 및 제어부(2600)를 포함할 수 있다. 그리고 수신측 교류/직류 변환부(2300)은 교류 신호를 직류 신호로 정류하는 정류부로 지징할 수 있다.4B, the wireless power transmission system may include a transmitting apparatus 1000 and a receiving apparatus 2000 receiving power wirelessly from the transmitting apparatus 1000, and the transmitting apparatus 2000 may include a receiving apparatus And includes a coil part 2100, a reception side impedance matching part 2200, a reception side AC / DC conversion part 2300, a DC / DC conversion part 2400, a load 2500 and a reception side communication and control part 2600 can do. The receiving-side AC / DC converting section 2300 can function as a rectifying section for rectifying the AC signal into a DC signal.

수신측 코일부(2100)은 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식을 통해 전력을 수신할 수 있다. 이와 같이 전력 수신 방식에 따라서 유도 코일 또는 공진 코일 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. The receiving side coil part 2100 can receive power through a magnetic induction method or a self resonance method. As described above, at least one of the induction coil and the resonance coil may be included according to the power reception scheme.

실시 예로, 수신측 코일부(2100)는 근거리 통신용 안테나(Near Field Communication)를 함께 구비할 수 있다. 그리고 상기 수신측 코일부(2100)은 송신측 코일부(1400)와 동일할 수 있고, 수신 안테나의 치수는 수신부(200)의 전기적 특성에 따라 달라질 수 있다.In an embodiment, the receiving side coil part 2100 may be provided with a near field communication antenna. The receiving side coil part 2100 may be the same as the transmitting side coil part 1400 and the dimensions of the receiving antenna may be changed according to the electrical characteristics of the receiving part 200. [

수신측 임피던스 매칭부(2200)는 송신기(1000)와 수신기(2000) 사이의 임피던스 매칭을 수행한다. The receiving-side impedance matching unit 2200 performs impedance matching between the transmitter 1000 and the receiver 2000.

상기 수신측 교류/직류 변환부(2300)는 수신측 코일부(2100)으로부터 출력되는 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다. 그리고 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압은 정류 전압(Vrect)로 지칭할 수 있고, 수신측 통신 및 제어부(2600)는 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압을 검출하거나 변경할 수 ㅣㅇㅆ고, 수신측 교류/직류 변환부(2300)의 출력 전압이 최소값인 최소 정류 전압(Vrect_min)(또는 최소 출력 전압(Vrect_min)으로 지칭), 최대값인 최대 정류 전압(Vrect_max)(Ehsms chleo 출력 전압(Vrect_max) 최소값과 최대값 사이의 값 중 어느 하나의 전압 값을 가지는 최적 정류 전압(Vrect_set)(또는 최적 출력전압(Vrect_set)으로 지칭)에 대한 정보와 같은 상태 파라미터 정보를 송신 장치(1000)에 전송할 수 있다.The receiving-side AC / DC converter 2300 rectifies the AC signal output from the receiving-side coil part 2100 to generate a DC signal. The output side voltage of the receiving side AC / DC converting portion 2300 may be referred to as a rectified voltage Vrect. The receiving side communication and control portion 2600 may detect the output voltage of the receiving side AC / DC converting portion 2300 (Or referred to as the minimum output voltage Vrect_min), which is the minimum value of the output voltage of the receiving AC / DC converter 2300, the maximum rectified voltage Vrect_max, which is the maximum value, (Referred to as an optimum output voltage (Vrect_set)) having any one of a voltage value between the minimum value and the maximum value of the Ehsms chleo output voltage (Vrect_max) To the device 1000.

수신측 직류/직류변환부(2400)는 수신측 교류/직류 변환부(2300)에서 출력되는 직류 신호의 레벨을 부하(2500)의 용량에 맞게 조정할 수 있다.The receiving-side DC / DC converting section 2400 can adjust the level of the DC signal output from the receiving-side AC / DC converting section 2300 to the capacity of the load 2500.

상기 부하(2500)는 배터리, 디스플레이, 음성 출력 회로, 메인 프로세서 그리고 각종 센서들을 포함할 수 있다. 그리고 부하 2500는 도 4a와 같이 적어도 배터리(2510) 및 배터리 관리부 2520을 포함할 수 있다. 배터리 관리부(2520)은, 배터리(2510)의 충전 상태를 감지하여 배터리(2510)으로 인가되는 전압과 전류를 조절할 수 있다.The load 2500 may include a battery, a display, a voice output circuit, a main processor, and various sensors. The load 2500 may include at least a battery 2510 and a battery management unit 2520 as shown in FIG. 4A. The battery management unit 2520 can sense the charged state of the battery 2510 and adjust the voltage and current applied to the battery 2510.

수신측 통신 및 제어부(2600)는 송신측 통신 및 제어부(1500)로부터 웨이크-업 전력에 의해 활성화 될 수 있고, 상기 송신측 통신 및 제어부(1500)와 통신을 수행하고, 수신장치(2000)의 서브 시스템의 동작을 제어할 수 있다.The receiving side communication and control unit 2600 can be activated by the wake-up power from the transmitting side communication and control unit 1500 and performs communication with the transmitting side communication and control unit 1500, The operation of the subsystem can be controlled.

상기 수신장치(2000)는 하나 또는 복수개로 구성되어 송신장치(1000)로부터 동시에 에너지를 무선으로 전달 받을 수 있다. 즉 자기 공진 방식의 무선전력전송 시스템에서는 하나의 송신장치(1000)로부터 복수의 타켓 수신장치(2000)가 전력을 공급받을 수 있다. 이때 상기 송신부(1000)의 송신측 매칭부(1300)는 복수개의 수신장치(2000)들 사이의 임피던스 매칭을 적응적으로 수행할 수 있다. 이는 자기 유도 방식에서 서로 독립적인 수신측 코일부를 복수개 구비하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.The receiving apparatus 2000 may include one or a plurality of receiving apparatuses 2000 and may receive energy from the transmitting apparatus 1000 at the same time. That is, in the self-resonant wireless power transmission system, a plurality of target receiving apparatuses 2000 can receive power from one transmitting apparatus 1000. In this case, the transmitter matching unit 1300 of the transmitter 1000 may adaptively perform impedance matching between the plurality of receiving apparatuses 2000. This can be equally applied to a case where a plurality of reception side coil portions independent from each other in the magnetic induction system are provided.

또한 상기 수신부(2000)가 복수개로 구성된 경우 전력 수신 방식이 동일한 시스템이거나, 서로 다른 종류의 시스템이 될 수 있다. 이 경우, 송신부(1000)는 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식으로 전력을 전송하는 시스템이거나 양 방식을 혼용한 시스템일 수 있다.When the receiving unit 2000 includes a plurality of units, the power receiving systems may be the same system or different types of systems. In this case, the transmitting unit 1000 may be a system for transmitting power by a magnetic induction system or a self-resonance system, or a system for mixing both systems.

한편 무선전력전송 시스템의 신호의 크기와 주파수 관계를 살펴보면, 자기 유도 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신부(1000)에서 송신측 교류/직류 변환부(1100)은 110V~220V의 60Hz의 교류 신호를 인가 받아 10V 내지 20V의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 직류 신호를 인가받아 125KHz의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신부(2000)의 수신측 교류/직류 변환부(2300)는 125KHz의 교류 신호를 입력 받아 10V 내지20V의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 수신측 직류/직류변환부(2400)는 부하(2500)에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 상기 부하(2500)에 전달할 수 있다. 그리고 자기 공진 방식의 무선 전력 전송의 경우, 송신부(1000)에서 송신측 교류/직류 변환부(1100)은 110V~220V의 60Hz의 교류 신호를 인가 받아 10V 내지 20V의 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 송신측 직류/교류 변환부(1200)는 직류 신호를 인가받아 6.78MHz의 교류 신호를 출력할 수 있다. 그리고 수신부(2000)의 수신측 교류/직류 변환부(2300)는 6.78MHz의 교류 신호를 입력 받아 10V 내지20V의 수신측 직류 신호로 변환하여 출력할 수 있고, 직류/직류변환부(2400)는 부하(2500)에 적합한, 예를 들어 5V의 직류 신호를 출력하여 상기 부하(2500)에 전달할 수 있다.
Meanwhile, in the case of the radio power transmission of the magnetic induction type, the transmission side AC / DC conversion unit 1100 in the transmission unit 1000 converts the AC signal of 60 Hz to 110 V to 220 V And the transmission side DC / AC conversion unit 1200 can receive the DC signal and output the AC signal of 125 KHz. The receiving side AC / DC converting unit 2300 of the receiving unit 2000 receives the 125 KHz AC signal and converts it into a DC signal of 10 V to 20 V, and the receiving side DC / DC converting unit 2400 converts the DC For example, a 5V direct current signal to the load 2500, and transmit the DC signal to the load 2500. In the case of the wireless power transmission of the self-resonance type, the transmitting side AC / DC converting unit 1100 in the transmitting unit 1000 receives the alternating current signal of 60 Hz from 110 V to 220 V and converts it into a DC signal of 10 V to 20 V, And the transmission side DC / AC conversion unit 1200 can receive the DC signal and output an AC signal of 6.78 MHz. The receiving AC / DC converting unit 2300 of the receiving unit 2000 receives the AC signal of 6.78 MHz and converts it into a receiving DC signal of 10 V to 20 V, and the DC / DC converting unit 2400 A direct current signal of, for example, 5V suitable for the load 2500 can be output to the load 2500.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 코일부를 분해하여 도시하는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 코일부 등가 회로를 도시한 회로도이다.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a coil part of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing a coil part equivalent circuit of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 코일부는 실장 부재(510), 제1 단자(512), 제2 단자(513), 송신 코일(520) 및 차폐 부재(530)를 포함한다. 5 and 6, the coil unit of the wireless power transmission apparatus according to the present embodiment includes a mounting member 510, a first terminal 512, a second terminal 513, a transmission coil 520, 530).

실장 부재(510)는 는 제1 단자(512) 및 제2 단자(513) 및 송신 코일(520)을 지지한다. 이때 실장 부재(510)은 단층구조로 이루어질 수 있으며 다층구조로 이루어질 수도 있다. 그리고 실장 부재(510)는 PCB(Printed Circuit Board), FPCB(Flexible PCB) 및 필름(film)을 포함한다.The mounting member 510 supports the first terminal 512 and the second terminal 513 and the transmission coil 520. At this time, the mounting member 510 may have a single-layer structure or a multi-layer structure. The mounting member 510 includes a printed circuit board (PCB), a flexible printed circuit board (FPCB), and a film.

제1 단자(512)와 제2 단자(513)는 교대로 송신 코일(520)에 전류를 입력한다. 그리고 제1 단자(512)와 제2 단자(513)는 교대로 송신 코일(520)로부터 전류를 출력한다. 예를 들어 제1 단자(512)가 송신 코일(530)에 전류를 입력하는 경우 제2 단자(513)가 송신 코일(520)로부터 전류를 출력한다. 한편, 제2 단자(513)가 송신 코일(520)에 전류를 입력하는 경우 제1 단자(512)가 송신 코일(520)로부터 전류를 출력한다. The first terminal 512 and the second terminal 513 alternately input current to the transmission coil 520. [ The first terminal 512 and the second terminal 513 alternately output current from the transmission coil 520. For example, when the first terminal 512 inputs a current to the transmitting coil 530, the second terminal 513 outputs a current from the transmitting coil 520. [ On the other hand, when the second terminal 513 inputs a current to the transmission coil 520, the first terminal 512 outputs a current from the transmission coil 520.

이러한 제1 단자(512)와 제2 단자(513)는 실장 부재(510)에 장착된다. 이때 제1 단자(512)와 제2 단자(513)는 실장 부재(510)의 일면에 배치된다. 즉 제1 단자(512)와 제2 단자(513)는 실장 부재(510)의 상부면 또는 하부면에 배치된다. 그리고 제1 단자(512)와 제2 단자(513)는 도전성 물질로 이루어질 수 있다. The first terminal 512 and the second terminal 513 are mounted on the mounting member 510. At this time, the first terminal 512 and the second terminal 513 are disposed on one surface of the mounting member 510. That is, the first terminal 512 and the second terminal 513 are disposed on the upper surface or the lower surface of the mounting member 510. The first terminal 512 and the second terminal 513 may be made of a conductive material.

송신 코일(520)은 미리 설정된 충전 방식에 따라 전력을 송신한다. 여기서 충전 방식은 전자기 유도 방식, 공진 방식 및 전파 방사 방식을 포함한다. 이때 송신 코일(520)은 미리 결정된 공진 주파수 대역에서 동작하여 전력을 송신한다. 여기서 송신 코일(520)을 따라 전류가 전달되면 송신 코일(520) 주변 영역에 전자기장이 형성될 수 있다.The transmission coil 520 transmits power according to a preset charging scheme. Here, the charging method includes an electromagnetic induction method, a resonance method, and a radio wave radiation method. At this time, the transmission coil 520 operates in a predetermined resonance frequency band to transmit power. Here, when a current is transmitted along the transmission coil 520, an electromagnetic field may be formed in a region around the transmission coil 520.

이러한 송신 코일(520)은 실장 부재(510)에 실장된다. 이때 송신 코일(520)은 실장 부재(510)의 일 면에 배치된다. 즉 송신 코일(520)은 실장 부재(510)의 상부면 또는 하부면에 배치된다. 여기서 송신 코일(520)은 원형 또는 사각 형태로 형성될 수 있다. 그리고 송신 코일(520)은 양단부에서 제1 단자(512)와 제2 단자(513)에 연결된다. 여기서 송신 코일(520)은 도 5에 도시된 바와 같이 커패시터로 나타낼 수 있다. 또한 송신 코일(520)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또는 송신 코일(520)은 도전성 물질과 절연성 물질을 포함하며, 도전성 물질이 절연성 물질에 의해 코팅될 수 있다. 일 실시 예로 송신코일은 하나 도선(ex. 구리 도선(이 나선형태로 감긴 코일을 포함할 수 있다.The transmission coil 520 is mounted on the mounting member 510. At this time, the transmitting coil 520 is disposed on one side of the mounting member 510. That is, the transmitting coil 520 is disposed on the upper surface or the lower surface of the mounting member 510. Here, the transmission coil 520 may be formed in a circular or rectangular shape. The transmission coil 520 is connected to the first terminal 512 and the second terminal 513 at both ends. Here, the transmission coil 520 may be represented by a capacitor as shown in FIG. The transmission coil 520 may be made of a conductive material. Or the transmission coil 520 may include a conductive material and an insulating material, and the conductive material may be coated with an insulating material. In one embodiment, the transmitting coil may include a coil (e.g., coiled wire).

차폐 부재(530)는 송신 코일(520)을 격리시킨다. 즉 차폐 부재(530)는 송신 코일(520)을 무선전력 송신장치의 다른 구성들로부터 격리시킨다. 이때 차폐 부재(530)는 미리 결정된 물질적 특성을 갖는다. 여기서, 물질적 특성은 투자율(permeability; μ)을 포함한다. 그리고 차폐 부재(530)의 투자율이 송신 코일(520)의 공진 주파수 대역에서 유지될 수 있다. 이를 통해 송신 코일(520)의 공진 주파수 대역에서 차폐 부재(530)의 손실율이 억제될 수 있다.
The shielding member 530 isolates the transmission coil 520. Shielding member 530 isolates transmit coil 520 from other configurations of the wireless power transmission apparatus. At this time, the shielding member 530 has a predetermined physical property. Here, the material properties include permeability (mu). And the permeability of the shielding member 530 can be maintained in the resonant frequency band of the transmitting coil 520. [ The loss factor of the shielding member 530 in the resonant frequency band of the transmission coil 520 can be suppressed.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 코일부를 분해하여 도시하는 사시도이고, 도 8은 도 7에서 A-A'을 따라 절단된 단면을 도시하는 단면도이다.FIG. 7 is a perspective view explaining a coil part of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in FIG.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 코일부(600)는 하부 시트(610), 상부 시트(620), 접착 부재(630) 및 자성체(640)를 포함한다.7 and 8, the coil part 600 of the wireless power receiving apparatus according to the present embodiment includes a lower sheet 610, an upper sheet 620, an adhesive member 630, and a magnetic body 640 .

하부 시트(610)는 적어도 하나의 단자, 접착부재(630), 자성체(640) 및 상부 시트(620)를 지지 한다. 이때 하부 시트(610)는 필름(film)으로 구성될 수 있다.The lower sheet 610 supports at least one terminal, an adhesive member 630, a magnetic body 640 and an upper sheet 620. At this time, the lower sheet 610 may be composed of a film.

상부 시트(620)는 하부 시트(610)와 동일한 물질 및 형태로 구성될 수 있다.The top sheet 620 may be constructed of the same material and shape as the bottom sheet 610.

접착 부재(630)는 하부 시트(610)와 상부 시트(620)를 접착하고, 상기 하부 시트(610) 및 상부 시트(620) 사이에 실장되는 자성체(640)를 밀봉할 수 있다. 접착 부재(630)는 수용부(635)가 형성될 수 있다. 여기서 수용부(635)는 자성체(640)가 수용될 수 있는 영역으로, 상기 수용부(635)에는 접착제가 도포되지 않도록 형성될 수있다. 상세하게, 접착 부재(630)는 하부 시트(610)와 상부 시트(620)가 수용부(635)에 자성체(640)를 수용하고, 접착될 수 있도록 하부 시트(610) 및 상부 시트(620)의 외곽 영역을 광학용 투명 접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)를 통해 서로 접착할 수 있다. 이때 접착 부재(630)는 폐루프 형태로 형성될 수 있다. The adhesive member 630 may bond the lower sheet 610 and the upper sheet 620 and seal the magnetic substance 640 mounted between the lower sheet 610 and the upper sheet 620. [ The adhesive member 630 may be formed with a receiving portion 635. The receiving portion 635 is an area where the magnetic substance 640 can be received, and the receiving portion 635 may be formed so that no adhesive is applied. Specifically, the adhesive member 630 includes a lower sheet 610 and an upper sheet 620 to receive the magnetic material 640 in the receiving portion 635 and to be adhered to the lower sheet 610 and the upper sheet 620, Can be adhered to each other through optical clear adhesive (OCA). At this time, the adhesive member 630 may be formed in the form of a closed loop.

자성체(640)는 무선전력 송신장치의 코일부에 대응하여 상기 무선전력 송신장치로부터 출력되는 전류에 의해 자기장을 형성하고, 그에 따른 전력 수신을 위한 코일 기능을 수행할 수 있다.The magnetic body 640 may form a magnetic field in response to a current output from the wireless power transmission apparatus in response to a coil part of the wireless power transmission apparatus, and perform a coil function for receiving power according to the magnetic field.

상세하게, 자성체(640)는 액체와 함께 분말 형태의 전도성 금속 물질을 혼합한 혼합물로 구성될 수 있다. 상기 전도성 금속 물질은 무극성 물질로 구성될 수 있다. 무극성 물질의 예로는 철(Fe)을 포함할 수 있다. 또한 상기 액체는 물을 포함하는 액체 극성 물질로 구성될 수 있다.In detail, the magnetic body 640 may be composed of a mixture of a liquid and a conductive metal material in powder form. The conductive metal material may be composed of a non-polar material. An example of a non-polar material may include iron (Fe). The liquid may also be composed of a liquid polar material including water.

즉 본 실시 예에 따른 자성체(640)는 철(Fe)을 분말 형태로 액체와 혼합하여 액상 형태로 하부 시트(610), 상부 시트(620)에 의해 밀봉하여 구성할 수 있다. 무선전력 수신장치의 코일부(600)는 하부 시트(610)와 상부 시트(620)가 접착 부재(630)에 의해 접착되고, 접착 부재(630)의 수용부(635)에 자성체(640)를 수용할 수 있다.That is, the magnetic body 640 according to this embodiment can be formed by mixing iron (Fe) with a liquid in the form of powder and sealing them in a liquid form by the lower sheet 610 and the upper sheet 620. The coil section 600 of the wireless power receiving apparatus is constructed such that the lower sheet 610 and the upper sheet 620 are bonded by the bonding member 630 and the magnetic substance 640 is attached to the receiving section 635 of the bonding member 630 Can be accommodated.

상기 자성체(640)는 물을 포함하는 극성 용액(641)과 철(Fe)을 포함하는 무극성 자성체 분말(642)을 포함하여 상기 하부 시트(610), 상부 시트(620) 및 접착 부재(630)에 의해 밀봉 될 수 있다.
The magnetic body 640 includes the lower sheet 610, the upper sheet 620, and the adhesive member 630, including a polar solution 641 containing water and a non-polar magnetic powder 642 containing iron (Fe) Lt; / RTI >

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기장 발생 동작을 설명하기 위한 예시도이다.9 is an exemplary diagram for explaining a magnetic field generating operation according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 무선전력 송신장치(500)의 일측에 형성되는 단자(미도시)로 전류를 흐르게 하면 상기 무선전력 송신장치(500)에 형성되는 코일(520)에 전류가 인가되어 코일(520) 주변에는 자기장 전류(i)가 형성된다. 이때 형성되는 자기장 전류(i)는 그 방향에 따라 자기장의 방향이 형성된다. 자기장의 방향은 앙페르의 오른나사 법칙(Ampere's law)에 의해 오른속 네손가락의 방향은 전류의 방향이 되고, 엄지손가락의 방향은 자기장의 방향이 된다. 도 9를 참조하면, 자기장의 방향은 무선전력 송신장치(500)의 상측으로 무선전력 수신장치가 배치되는 경우 상기 무선전력 수신장치의 코일부(600)에 포함되는 철 가루는 무선전력 송신장치의 코일(520)과 유사한 형상으로 배열될 수 있다.9, when a current flows to a terminal (not shown) formed at one side of the wireless power transmission apparatus 500, a current is applied to the coil 520 formed in the wireless power transmission apparatus 500, A magnetic field current (i) The magnetic field current i formed at this time forms the direction of the magnetic field along the direction. The direction of the magnetic field is determined by Ampere's law of Ampere's law, the direction of the right-hand four fingers is the direction of the current, and the direction of the thumb is the direction of the magnetic field. 9, when a wireless power receiving apparatus is disposed on the upper side of the wireless power transmitting apparatus 500, the direction of the magnetic field is such that the iron powder contained in the coil unit 600 of the wireless power receiving apparatus is transmitted to the wireless power transmitting apparatus And may be arranged in a shape similar to the coil 520.

상세하게, 도 9에 도시되는 바와 같이 자기장이 형성된 무선전력 송신 장치에 코일부(520)가 물을 포함하는 극성 용액(641)과 철(Fe)을 포함하는 무극성 자성체 분말(642)을 포함하는 무선전력 수신장치를 인접하게 되면, 철(Fe)이 무선전력 송신장치의 코일(520)에 대응되는 형상으로 배열된다. More specifically, as shown in Fig. 9, in a wireless power transmission apparatus having a magnetic field formed therein, the coil portion 520 includes a polar solution 641 containing water and a non-polar magnetic powder 642 containing iron (Fe) When the wireless power receiving apparatus is adjacent, the Fe is arranged in a shape corresponding to the coil 520 of the wireless power transmission apparatus.

따라서 무선전력 수신장치의 코일부(600)의 코일은 철 가루(642)이 자기장(MF)에 의해 무선전력 송신장치의 코일(520)과 대응되게 형성되고, 상기 형성된 코일형상의 철 가루(642)로부터 출력되는 유도 전류에 의해 무선전력 수신장치가 충전될 수 있다.The coil of the coil portion 600 of the wireless power receiving apparatus is formed such that the iron powder 642 is formed to correspond to the coil 520 of the wireless power transmitting apparatus by the magnetic field MF and the formed iron powder 642 The wireless power receiving apparatus can be charged by the induced current output from the wireless power receiving apparatus.

이하 도 10에서는 상기 유도 전류를 출력하기 위한 리드선의 배치 구조를 상세하게 설명한다.
10, the arrangement structure of the lead wires for outputting the induction current will be described in detail.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 리드 선의 인출 상태를 설명하기 위한 예시도이다. 10 is an exemplary diagram illustrating a lead wire drawing state of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 무선전력 수신장치의 코일부(600)에 철 가루에 의해 형성되는 코일(640)은 일반적인 코일의 구조에 비해 형상 및 구조의 자유도가 높을 수 있다. 따라서 유도 전류를 출력하기 위한 리드선의 배치 또한 다양한 위치에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the coil 640 formed of iron powder in the coil part 600 of the wireless power receiving device may have a higher degree of freedom in shape and structure as compared with a general coil structure. Therefore, the arrangement of the lead wires for outputting the induced current can also be formed at various positions.

도 10의 (a)에 도시된 예의 경우 제1 연결 단자(651)와 제2 연결 단자(652)를 구성하고, 제1 연결 단자(651)는 코일 형상의 외측에, 제2 연결 단자(652)는 코일 형상의 내측에 연결될 수 있도록 각각 코일부의 일단 및 타단에 위치할 수 있다.10A, the first connection terminal 651 and the second connection terminal 652 are constituted. The first connection terminal 651 is formed on the outer side of the coil shape and the second connection terminal 652 May be located at one end and the other end of the coil section, respectively, so as to be connected to the inside of the coil shape.

제1 연결 단자(651)와 제2 연결 단자(652)는 각각 리드선(661, 662)을 연결하여 유도 전류를 출력할 수 있다.The first connection terminal 651 and the second connection terminal 652 may connect the lead wires 661 and 662 to output an induced current.

본 실시 예에서는 제1 연결 단자(651)와 제2 연결 단자(652)가 각각 철 가루 코일의 외측 및 내측의 동일 평면상에 배치되는 것으로 설명하였으나. 각각의 연결 단자는 동일 평면상에 다양한 방향으로 리드선(661,662)이 인출될 수 있도록 실시 예에 따라 그 방향이 한정되지는 않는다.In the present embodiment, the first connection terminal 651 and the second connection terminal 652 have been described as being disposed on the same plane on the outer side and the inner side of the iron powder coil, respectively. The direction of each connecting terminal is not limited depending on the embodiment so that the lead wires 661 and 662 can be drawn out in various directions on the same plane.

도 10의 (b)에 도시된 예의 경우 제1 연결단자(653)와 제2 연결 단자(654)는 철 가루 코일의 상부 및 하부에 각각 배치될 수 있다. 상세하게, 철 가루 코일을 수용하는 하부 시트(610)의 내측 및 상부 시트(620)의 내측에 각각 비아를 통하여 제1 연결 단자(653)와 제2 연결 단자(654)를 연결되도록 배치할 수 있다. 제1 연결 단자(653)와 제2 연결 단자(654)는 각각 리드선(663, 664)을 연결하여 유도 전류를 출력할 수 있다.In the example shown in FIG. 10B, the first connection terminal 653 and the second connection terminal 654 may be disposed at the top and bottom of the iron powder coil, respectively. In detail, the first connection terminal 653 and the second connection terminal 654 can be disposed so as to be connected to each other, via a via, on the inner side of the lower sheet 610 receiving the iron powder coil and the inner side of the upper sheet 620 have. The first connection terminal 653 and the second connection terminal 654 may connect the lead wires 663 and 664, respectively, to output an induced current.

즉, 제1 연결 단자(653)와 제2 연결 단자(654)가 철 가루 코일의 상부 및 하부에 적층되게 형성됨으로써, 공간의 효율성을 증대시킬 수 있다. 실시 예에서는 제1 연결 단자(653)와 제2 연결 단자(654)가 철 가루 코일의 중심 상부 및 하부에 배치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 제1 연결 단자(653) 및 제2 연결 단자(654)가 적층되어 배치되는 위치는 실시 예에 따라 한정되지 않을 수 있다.
That is, the first connection terminal 653 and the second connection terminal 654 are stacked on the upper and lower portions of the iron powder coil, so that the efficiency of the space can be increased. The first connection terminal 653 and the second connection terminal 654 are disposed at the upper and lower centers of the center of the iron powder coil. However, the first connection terminal 653 and the second connection terminal 654 654 are stacked and arranged may not be limited depending on the embodiment.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 포함하는 무선전력 전송 시스템의 예시도이다.11 is an exemplary diagram of a wireless power transmission system including a wireless power receiving apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 무선전력 송수신 시스템은 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치 및 중계장치로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 11, the wireless power transmission / reception system may include a wireless power transmission device, a wireless power reception device, and a relay device.

상세하게, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치는 중계장치에 의해 상호 연결될 수 있다. 더 상세하게, 무선전력 송신장치의 코일부(700)와 무선전력 수신장치의 코일부(800)는 중계장치의 중계 코일부(900)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치의 코일부 구조가 본 발명의 다른 실시 예에서는 중계장치의 중계 코일부(900) 기능을 수행할 수 있다.In detail, the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus can be interconnected by a relay apparatus. More specifically, the coaxial portion 700 of the wireless power transmission device and the coaxial portion 800 of the wireless power reception device may be connected by the relay coil portion 900 of the relay device. That is, the coil part structure of the wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention may perform the relay coil part 900 function of the relay apparatus in another embodiment of the present invention.

도 11에서와 같이 무선전력 송신장치의 송신 코일부(700)의 코일(700)에 전류가 인가되면, 발생하는 자기장에 의하여 인접한 중계 코일부(900)에 포함되는 철 가루 코일(910)이 상기 송신 코일부(700)의 코일(700)에 대응되게 형성될 수 있다. 따라서 상기 중계 코일부(900)에 형성되는 철 가루 코일(910)에 의해 유도 전류가 발생되고, 상기 유도 전류에 의하여 인접한 무선전력 수신장치의 수신 코일부(800)의 코일(810)에도 전류가 인가 될 수 있다. 상기와 같이 철 가루 코일(910)이 형성되는 중계 코일부(900)를 무선전력 송신장치와 무선전력 수신 장치의 중계 장치로 구성함으로써, 무선전력의 송신 거리 및 무선전력 수신 거리가 증가 할 수 있으며, 그에 따른 무선 충전 효율성을 향상 시킬 수 있다.
11, when a current is applied to the coil 700 of the transmission coil unit 700 of the wireless power transmission apparatus, the iron powder coils 910 included in the adjacent relay coil unit 900 are excited by the generated magnetic field, And may be formed corresponding to the coil 700 of the transmission coil part 700. [ An induction current is generated by the iron powder coil 910 formed in the relay coil part 900 and the current is also supplied to the coil 810 of the receiving coil part 800 of the adjacent wireless power receiving device by the induction current . By configuring the relay coil part 900 in which the iron powder coils 910 are formed as the relay device of the wireless power transmission device and the wireless power reception device as described above, the transmission distance of the wireless power and the wireless power reception distance can be increased , Thereby improving the wireless charging efficiency.

Claims

A lower sheet;
An upper sheet disposed on the upper portion of the lower sheet;
And a magnetic body including a metal powder disposed between the lower sheet and the upper sheet,
And the upper sheet and the lower sheet are adhered to each other.

The method according to claim 1,
And an adhesive member disposed at the lower portion of the upper sheet and the upper sheet of the lower sheet and sealing the magnetic body by bonding the lower sheet and the upper sheet.

3. The method of claim 2,
The adhesive member
And a receiving portion for receiving the metal powder magnetic material.

The method according to claim 1,
The metal powder magnetic material
A wireless power receiving device comprising a non-polar conductive metal material.

5. The method of claim 4,
The metal powder magnetic material
A radio power receiving apparatus comprising iron (Fe).

The method according to claim 1,
The metal powder magnetic material
And a liquid of a polar material.

The method according to claim 6,
Wherein the liquid of polar material comprises water.

The method according to claim 1,
The metal powder magnetic material
And is formed in a coil shape corresponding to a shape of a coil of the wireless power transmission device by a magnetic field of the wireless power transmission device.

The method according to claim 1,
Wherein the lower sheet and the upper sheet comprise a film.

The method according to claim 1,
And a connection terminal connected to the magnetic body,
The connection terminal
Wherein the magnetic field is formed in a central region and an outer region of the magnetic body.

The method according to claim 1,
And a connection terminal connected to the magnetic body,
The connection terminal
Wherein the magnetic body is formed on upper and lower sides of the magnetic body.

12. The method of claim 11,
The connection terminal
A wireless power receiver connected via a via.

A terminal having built-in wireless power receiving apparatus according to any one of claims 1 to 12.