WO2013105776A1 - 무선 충전 시스템용 수신기 - Google Patents

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WO2013105776A1
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wireless charging
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless charger, and more particularly, to a receiver for a wireless charging system that provides a novel design structure for efficiently receiving power transmitted wirelessly from the wireless charger.
  • a wireless transmission and reception unit is provided with a situation in which a wireless charging technology is being developed.
  • mobile communication terminals have been developed in various forms, and accordingly, there have been as many charging jacks as various power chargers.
  • charger compatibility problems have been highlighted, but these charging jacks have been standardized as 24-pin charging jacks to solve the compatibility problem between users.
  • connection terminal method as described above is different from the standard and shape of the terminal according to the device, the user has a difficulty in purchasing a new charging device every time, this method is to discard the conventional charger when purchasing a new device New problems arise.
  • a non-contact magnetic induction method that is, a wireless charging method has been devised.
  • a primary circuit operating at a high frequency is configured in a charging mother and a secondary circuit is configured in a battery side, i.e., in a portable electronic device or a battery, so that the current of the charging mother, i.e., energy is stored by inductive coupling.
  • a battery side i.e., in a portable electronic device or a battery
  • the current of the charging mother i.e., energy is stored by inductive coupling.
  • Contactless charging with inductive coupling is already used in some applications (eg electric toothbrushes, electric shavers, etc.).
  • the prior art 1 (Korea Patent No. 10-0928439) is provided to be located between the first upper core (coil) and the second upper core, the control unit is a signal transmitted from a contactless power receiving device, the bottom core, The first upper core and the second upper core are determined to be received and the power signal is transmitted through the corresponding core in response to the determination result, but the coil (antenna) having a complex function is not presented. It does not present the optimal design conditions or structure.
  • the prior art 2 (Republic of Korea Patent Registration 10-0928439) is the induction pattern core of the primary side core portion is provided with a bottom core layer consisting of a plurality of cores to the top of the PCB base, a plurality of the top of the gap panel on the bottom core layer An upper core layer serving as a core is provided, and the lower core layer and the upper core layer are positioned to cross each other and are provided in a plurality of layers, but a structure for a coil (antenna) having a complex function is not presented.
  • the optimum design conditions are not specified.
  • the prior art 3 (Korea Patent Registration 10-1001262) is a cradle in which the portable terminal is detachably seated; And a charging module provided in the holder so that the magnetic field generated from the power supplied from the outside is transferred to the portable terminal by electromagnetic induction when the portable terminal is seated on the holder. It does not provide a case for a coil (antenna) that has a similar function, but also does not provide specific design conditions.
  • An object of the present invention in order to effectively receive the power transmitted from the wireless power transmitter in the wireless charging system, to provide a design structure of the wireless power receiver, in detail the structure of a new shape, selection method and design method of the coil, etc. To provide.
  • the receiver for the wireless charging system comprises a coil 52 capable of receiving power energy and power received at the coil.
  • the receiver for the wireless charging system is provided in the mobile terminal 60, an NFC coil 51 is further provided outside the coil, and the coil and the NFC coil
  • the ferrite sheet 59 is further provided.
  • the NFC coil and the coil are spaced apart from each other, and the separation distance is within 1-10 mm, and includes a controller 10 for controlling wireless power reception in the component.
  • the portable terminal controls the portable terminal.
  • the main chip 110 controls the wireless charging receiver.
  • the coil is provided on the surface of the battery embedded in the portable terminal, and the component 55a of the wireless charging receiver is provided on the side of the battery.
  • the PCB substrate 55 with the component and the substrate 50 with the coil are separated into two, the component is provided on the side of the battery and the substrate 50 of the coil is provided on the surface of the battery.
  • the substrate 55 provided with the component and the substrate 50 provided with the coil are connected to each other by a flexible connection line 57.
  • the component 55a when the component 55a is provided on the side of the battery, the component is present between the substrate 50 and the side of the battery, and the coil is provided on the lower case 61 of the mobile terminal.
  • the coil is attached to the lower case 61
  • the film 62 is attached to the coil is provided in the lower case of the mobile terminal, the data circuit path received through the NFC coil, and wireless power
  • the circuit paths through which the received power energy is transmitted through the receiving coils are separated from each other, so that the two coils are separated into circuits.
  • the ferrite sheet provided in the coil and the NFC coil are integrated, and a groove is formed in the ferrite sheet to make a space, and the coil and the NFC coil are provided in the cavity of the groove, and the ferrite
  • the sheet surface is provided with a coil and an NFC coil, and a ferrite sheet is provided between the coil and the NFC coil.
  • the ferrite sheet is made of manganese or zinc
  • the ferrite sheet is made of manganese oxide or zinc oxide or iron oxide, and whether the use of the wireless charger and nfc is displayed on the display screen of the mobile terminal.
  • the area provided with the coil is more than 40% of the battery surface area 90 or less, when the coil is provided on the case surface. 40% or more of the surface area of the case area is 90 or less.
  • the ferrite sheet and the coil is filmed and attached to the battery or the case, the coil is provided on the inner surface of the case, the protective film is attached, or the coil is provided on the outer surface of the case, the protective film is attached.
  • a coil is provided inside the case, a coil is provided on the surface of the battery, a protective film is attached, and two or more types of coils having different characteristics may be provided, and an NFC module controlling the nfc coil and a coil are controlled.
  • the mcu is provided separately, and the NFC module and the mcu are again controlled by the main cpu of the portable terminal, or the main cpu of the portable terminal directly controls the nfc coil and the coil.
  • the present invention by effectively designing the shape of the coil of the receiver in the wireless power system and providing a structure that can further increase the efficiency of the receiver magnetic field, it is possible to selectively receive the wireless power according to the state of the wireless power transmitter. And it provides a receiver for a wireless power system that is also effective to increase the reception efficiency.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a receiving unit for a wireless charging system of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram of another embodiment of a charging scheme.
  • 3 and 4 are views showing in detail the coil of the present invention.
  • 5 to 7 are diagrams of an embodiment showing the arrangement in the case of a multi-coil.
  • 9 and 10 are flowcharts illustrating the present invention.
  • 11 to 17 are diagrams of embodiments illustrating a one-chipization method and a block diagram configuration.
  • 18 to 23 are views of an embodiment in which a receiver is provided on a battery surface.
  • 24 to 27 are views of an embodiment in which the receiver is attached to the side of the battery charging case.
  • 28 to 31 are diagrams of embodiments in which a loop coil is formed in the device case.
  • 32 is a view illustrating a region where a loop coil is formed in a lower case.
  • 33 to 37 are views showing the arrangement of the wireless power reception coil 52 and the NFC coil 51.
  • 38 and 40 are diagrams of embodiments illustrating control between coils.
  • 41 to 44 are diagrams of embodiments having ferrite sheets.
  • 45 is a diagram of an embodiment of a structure in which a coil is directly formed on a ferrite sheet.
  • 46 to 49 are diagrams illustrating yet another embodiment in which a coil is provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a receiving unit for a wireless charging system of the present invention.
  • the wireless charging system includes a transmitter for transmitting power energy and a receiver for receiving power energy, and the transmitter periodically determines whether a sensor is driven and a charge request signal is detected to detect a predetermined signal.
  • the transmitter of the transmitter is turned on.
  • the battery voltage of the receiver is checked through the signal of the receiver, and the state of the chargeable state is confirmed, the power transmission is performed.
  • the receiving unit receives the power energy, the battery of the receiving unit is charged with power. That is, the block diagram of FIG. 1 is intended to provide an effective design structure of the receiver to effectively perform such a general wireless charging system.
  • An antenna loop coil substrate 50 that primarily receives wireless power is provided.
  • the present invention provides a multi-coil. That is, the loop coil substrate 50 of the present invention is provided with a coil 52 of the WPC method, a coil 53 of the KTP method, and an antenna coil 51 used for near field communication (NFC).
  • the coils 51, 52, 53 are provided on one plate.
  • the antenna coil 51 used for Near Field Communication (NFC) is provided at the outermost side as shown in the figure.
  • Zigbee 11 which is a communication module that transmits and receives mutual signals from the transmitter and receiver, the controller 10 for controlling each signal and component by a predetermined program, and the final mobile phone 60 with voltage or power.
  • Converter 12 is provided to match the battery voltage, such as). In this case, the converter 12 may serve to increase or decrease the voltage according to the situation, and may increase or decrease the amount of power.
  • another feature of the present invention includes a WPC matching part 14 and a KTP matching part 15, respectively. That is, in the present invention, the WPC type coil 52 and the KTP type coil 53 exist, and the matching parts 14 and 15 function to receive power energy by selecting one of the two methods. to be.
  • coil inductance coil inductance
  • FIG. 2 is a diagram of another embodiment of a charging scheme.
  • a charging controller 17 may be provided between the converter 12 and the battery 70 to directly charge the battery 70.
  • the charging controller may be provided in the form of a charging IC (Integrated Circuit). Also known as charging management controller (Charging Management Controller), it is natural that a variety of methods, such as pulse, linear, switch can be applied.
  • 3 and 4 are views showing in detail the coil of the present invention.
  • the flexible coil substrate or the ordinary substrate for example, PCB, plastic or metal substrate
  • the NFC coil 51 is provided at the outermost part
  • the WPC coil 52 and the KTP coil 53 are provided therein.
  • the KTP coil 53 forms two coils (inner coil and outer coil) and a WPC coil 52 therebetween.
  • the WPC coil 52 is provided in the form of a spiral (Spiral) by winding a coil in the form of an electric wire such as copper directly, the KTP coil 53 and the NFC coil is a thin film on the substrate (Coil in the form of a thin film formed through an etching process after deposition or printing coating) is provided.
  • the substrate may be a base substrate (PCB or a substrate such as metal or resin) for coating and forming the loop coil, or may be a substrate for supporting the loop coil.
  • the substrate supporting the loop coil may be a substrate having a simple meaning for fixing the spiral coil to a plate (hard or flexible plate made of metal, resin, or resin).
  • the spiral coil can be attached to the substrate with a tape or adhesive material.
  • another embodiment of the present invention provides a method for providing a coil to another component.
  • FIG. 4 is a diagram of another embodiment of a heterogeneous coil.
  • the KTP method has an inductance value of 3 (Micro Henry), and the WPC method is 9 In this case, the number of turns of the corresponding coils is different. Therefore, as shown in the drawing, the WPC coil is used to connect the leader lines 52a and 52b to the beginning and the end of the coil 52, and the KTP coil connects the leader lines 52c and 52b to the middle and the end of the coil 52. Use it.
  • the WPC leader lines 52a and 52b are connected to the WPC matching part 14, and the KTP leader lines 52b and 52c are connected to the KTP matching part 15.
  • the wireless power energy is received through the coil connected to the lead wire connected to the matching part selected by the controller 10.
  • 5 to 7 are diagrams of an embodiment showing the arrangement in the case of a multi-coil.
  • a coil having a different charging method is a coil set (for example, a B charging coil is wound around the inside or a vortex of an A charging coil, or a lead wire is provided in the middle of the coil.
  • a coil from which charging can be selected is called a coil set).
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which three coil sets overlap, and similarly, FIG. 7 illustrates a case in which two or more coil sets are provided but not overlapped.
  • FIG. 8 is a general structure for supplying power energy to a wireless charger.
  • the receiver 200 has a structure in which antenna loop coils 52 and 53 are connected in series with a capacitor C, and the transmitter 300 also has an antenna loop.
  • the coil 31 has a structure connected in parallel with the capacitor (C).
  • the transmission unit 300 is further provided with a resonance filter, the resonance filter (Resonance Filter) is configured as a structure in which the coil 52 and the capacitor (C) is connected in series. In this case, the series and parallel connection of the loop coil and the condenser may be changed.
  • the resonance filter Resonance Filter
  • the wireless charger is generally used in the WPC (Wireless Power Consortium) method, and in order to transfer wireless power energy of the WPC method, the following conditions are generally used.
  • WPC Wireless Power Consortium
  • the coil and the capacitor have a structure connected in series.
  • the medium is the antenna loop coils 52 and 53 and the antenna coils 52 and 53 are connected in series in a structure that is connected to the capacitor.
  • the KTP method which we developed in-house, has the following features.
  • the biggest difference between WPC and KTP is the difference between coil inductance and frequency.
  • the reference can be set to 1 MHz in the difference of frequency values.
  • the WPC method is low frequency below 1 MHz (Mega Hertz) and the KTP method is high frequency above 1 MHz (Mega Hertz).
  • the WPC method uses a frequency of 100-200 KHz, and the high frequency is used in the KTP method 6-8 MHz or more.
  • the WPC method is "8 micro Henry-12 micro Henry
  • the KTP method is "600 nano Henry-2 micro Henry”.
  • the KTP scheme having the above characteristics has a significant advantage. For example, even in a component that oscillates frequency, it is possible to miniaturize the component by using a high frequency (high frequency can generally reduce the size of the component), and to reduce the inductance value of the coil so that the antenna loop coil is used instead of the spiral coil.
  • substrate) can be used.
  • the number of turns (Turns) of the coil is also more than 50 times the WPC method, the KTP method may be possible less than 50 times.
  • the number of turns is a number mentioned as a standard applied to a mobile phone device.
  • a mobile phone device is a number generally calculated when an area thereof is within a maximum of 100 cm square.
  • 9 and 10 are flowcharts illustrating the present invention.
  • the wireless charging system includes a transmitter for transmitting power energy and a receiver for receiving power energy, and when the receiver sends a signal requesting power energy transmission to the transmitter, the transmitter periodically drives the sensor to receive a predetermined signal.
  • the charge request signal is detected, and sends a charge signal to the receiver. That is, the signal received through the short-range communication module 16 at the receiver through this general process is sent to the controller 10, and the controller 10 exchanges signals with the transmitter by a predetermined method. 152 steps)
  • the present invention provides a design structure capable of receiving power energy of different methods.
  • the method of the transmitter can be distinguished based on the mutual short-range communication signal, the corresponding matching part is selected and activated, and eventually the coil connected to the matching part is activated. (154 steps and 160 steps)
  • a signal capable of distinguishing between methods may be included in the near-field communication signal, and when the methods are distinguished, a corresponding matching part may be immediately selected.
  • the corresponding matching part is selected according to the block diagram of FIG. 1 (in step 6, the process may proceed directly to step 160 from step 154).
  • the method may be selected by analyzing the magnitude value of the wireless power energy transmitted from the transmitter.
  • the WPC method and the KTP method have different voltage, frequency, impedance, or inductance values.
  • the WPC method and the KTP method are analyzed to determine the method.
  • the determination is then made by the controller 10 by a predetermined method. After the determination is completed, the corresponding matching part is selected (step 160).
  • the reason for the above determination in the controller 10 is that the feature value for each method is previously described in the controller 10 or the memory (not mentioned in the present invention, but a memory element is provided to perform a predetermined algorithm). It is stored, and it is determined based on the stored value.
  • the corresponding coil is also activated to receive wireless power energy.
  • the wireless power energy is received through the antenna coils 52 and 53, the converter 12 is controlled through the control unit 10 to generate a voltage 5V at which the battery can be finally charged.
  • the battery is charged (step 166).
  • the controller 10 determines the ratio that the converter should convert according to the selected method, and converts the voltage or power according to the ratio to finally output the output (step 168).
  • the flowchart of FIG. 9 provides a method for receiving power energy transmitted by two types of transmitters in a wireless power system. That is, when the power energy is transmitted in one of two methods, the receiver may be selected in a manner to receive the transmitted power energy and thus receive the power energy.
  • the receiver selects a method of receiving power energy to be transmitted, it does not necessarily have to select one of two methods. That is, if the coil can be distinguished and selected through inductance, impedance, voltage, frequency, and short-range communication code, the receiver may select one of three or more methods of power energy to be transmitted and send power energy. In the end, the receiver may be able to receive power energy.
  • the transmitter may have other schemes in addition to the WPC scheme and the KTP scheme, and thus, the transmitter may transmit power energy in a manner other than the two schemes. Even in this case, it is determined how the power energy transmitted through the inductance, impedance, voltage, frequency and communication code of the coil is determined, and the receiver of the present invention is selected in a corresponding manner, and thus receives the received power energy. You can get it.
  • FIG. 10 is a diagram of another embodiment of analyzing a state to select a scheme.
  • Starting wireless charging will transmit and receive power energy (steps 100-102).
  • Step 104 That is, a switch or a menu method (the selection method can use a conventional method, so the description of the manual selection method is omitted in the present invention)
  • the charging signals of the receiving coils 52 and 51 are analyzed. You can do voltage analysis, frequency analysis, and impedance analysis.
  • the antenna coil is selected according to the analysis value. (Step 104-Step 110)
  • Step 112 For example, by analyzing the frequency value, if the method is selected, the receiver coil receives the frequency value of the selected method To have it.
  • 11 to 17 are diagrams of embodiments illustrating a one-chipization method and a block diagram configuration.
  • FIG. 11 is a block 100 illustrating a component capable of being made into one chip.
  • the controller 10, the communication module (Zigbee), the converter 12, the matching part 14 (15), the communication part 13, etc. can be one-chip.
  • each component when receiving wireless power energy, each component may be configured to receive wireless power energy in a state where a battery is embedded in a mobile phone or an electronic device.
  • the main CPU chip 110 of the mobile phone component or the electronic device may replace the function of the control unit 10 of the receiver.
  • Fig. 12 shows an embodiment in this case.
  • the communication module Zigbee
  • the converter 12 the matching part 14 (15)
  • the communication part 13 etc. except the control unit 10 into one chip You can do it.
  • FIG. 13 is a diagram of an embodiment in which all of the remaining parts except for the antenna loop coil 50 and the antenna chip 6 are mounted on a mobile phone device or an electronic device to minimize the receiver part.
  • 14 is a diagram illustrating a case where the main CPU chip 110 of the mobile phone or the electronic device replaces the function of the receiver control unit 10.
  • one part or one chip may mean integration. This means that it can be integrated into I.C. by integration and can be made into a single part through micro electro mechanical systems (MEMS).
  • MEMS micro electro mechanical systems
  • 15 to 17 is a diagram of another embodiment in which the mobile phone controller (main chip) 110 performs wireless charger control.
  • control unit 10 for controlling a wireless charger is provided, and the control unit 10 controls the mobile phone central processing unit (main chip) 110 again.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an embodiment of a block diagram when the mobile phone controller 110 and the wireless charger controller 10 exchange information with each other.
  • the wireless charger controller 10 When the wireless charger controller 10 receives power energy, the wireless charger controller 10 transmits the reception state to the mobile phone controller 110.
  • an antenna coil suitable for the charging method is selected and converted based on the analysis value. (See the previous description) (Step 128)
  • the information on the selection method is also transmitted to the mobile phone controller (step 130).
  • step 122 does not necessarily need to be earlier than step 124.
  • Step 124 It may be after step 128.
  • 17 is a diagram of an embodiment of a method of controlling wireless charging in a mobile phone screen.
  • the screen 74 may be displayed in the above-described embodiment, the date 71 may be displayed and the charging history may be stored.
  • the end 72 can be selected, the charging method 73 can be selected and the charging method can be displayed.
  • Receiver for a wireless charging system characterized in that displayed on the display screen of the mobile terminal whether the wireless charger and nfc.
  • 18 to 23 are views of an embodiment in which a receiver is provided on a battery surface.
  • the component part 55 is a view showing a form provided on the surface of the battery by providing the receiver component on one substrate or a substrate of the same layer.
  • the flexible connecting line 57 is manufactured by printing a conductive line on a resin substrate that can be bent with a connecting line made by a method similar to a conventional FPC (Flexible Printed Circuit).
  • FPC Flexible Printed Circuit
  • the external connection terminal 56 is also provided, and the external connection terminal 56 is a terminal for electrically connecting the battery to a mobile phone or an electronic device.
  • the terminal 56 is provided on the upper surface of the substrate 55.
  • the 20 is a view showing a state in which the component part 55 substrate and the loop coil substrate 50 are folded by the flexible connection line 57.
  • the reason why the external connection terminal 56 is provided above the substrate 55 is to provide a structure that enables the connection with the outside when the substrate 55 is folded. In this way, the substrate of the loop coil 50 is attached to the surface of the battery 70 and the substrate of the component part 55 is attached to the side of the battery 70.
  • 21 and 22 illustrate a principle in which the component board 55 may be mounted on the side of the battery 70. That is, the component 55a mounted on the component board 55 is formed to protrude as shown in FIG. 14. In order for the protruding component 55a to be attached to the side of the battery 70, the recess on the side of the battery is placed. 70a is provided, in order to be provided with a groove on the side of the battery 70, a separate plastic structure is used, that is, instead of forming a groove on the side of the battery, a separate plastic structure having a groove is formed on the side of the battery. Is attached.
  • the component substrate 55 is not attached to one side as shown in FIG. 21, but is attached to three sides. That is, the component substrate 55 may be attached to one side, and may be attached to two or three sides, and of course, may be attached to four sides in some cases.
  • the component 55a When the substrate 55 is attached to the side of the battery 70 as shown in FIG. 20, the component 55a is not visible, and the component 55a is visible when the substrate 55 is unfolded as shown in FIG. 21 or 22. To this end, when the substrate 55 is attached to the side of the battery 70, the component 55a is formed on the inner surface of the substrate.
  • FIG. 23 is a view showing a region where an antenna loop coil 52 is formed on a battery surface.
  • the battery 70 is not exactly rectangular in shape, and the loop coil 52 is not even more rectangular in shape.
  • the battery 70 is not a quadrangle
  • the battery 70 may be formed in a quadrangular shape using four connection lines of the battery, and a quadrangular shape may be formed by connecting the outermost portions of the loop coils 52.
  • a quadrangular shape may be formed by connecting the outermost portions of the loop coils 52.
  • FIG. 16 Although only one loop coil 52 is shown in FIG. 16, another loop coil 51 or 53 may be formed. In other words, even if multiple coils are used, the outermost part can be connected to form a rectangle. Then, the domain in which the coil is formed can be represented.
  • the respective ratios can be considered. If the loop coil is formed on the surface of the battery 70 in an area that is too small, the magnetic field area of the wireless power is also reduced, so the efficiency is less. Therefore, it must be over a certain size. And, if the loop coils 51, 52, 53 are formed to be visible to the naked eye when they are formed on the battery surface, a design effect can be considered.
  • the ratio of one side of the battery rectangle to the one side of the rectangle of the loop coil can be considered, and about 70% may be appropriate, so the following relationship is established.
  • the component part substrate 55 is also formed on the surface of the battery 70, as in the embodiment of Figure 18, the area occupied by the coil is relatively reduced, so the following relationship can be considered.
  • the ratio ml maximum value may be 1.0 but may be about the same size as about 0.99.
  • the area of the loop coil region may be 49% or more of the area of the quadrangle made by the battery.
  • the actual loop coils can be round or rectangular with curves, and the inside of the coils can be empty, so the area of pure loop coils is much smaller. That is, the area of the actual loop coil may be only about 20% to 80% of the area of the domain.
  • the antenna loop coils 51, 52, 53 may be directly attached to the battery surface without using the antenna loop coil substrate 50 separately.
  • the antenna loop coils 51, 52, 53 may be attached to the battery surface using a tape or the like.
  • the film can be attached to the surface of the battery 70 using a film having a size that can cover all of the antenna loop coils 51, 52, 53.
  • an adhesive may be coated on the film, or the film may be attached with a tape.
  • 24 to 27 are views of an embodiment in which the receiver is attached to the side of the battery charging case.
  • FIG. 24 is a view illustrating a state in which the battery travel charger 80 is closed
  • FIG. 25 is a view illustrating a state in which the battery charging case 80 is opened. Then, it is shown that the transmitter substrate 50 is attached to the bottom of the side of the upper case.
  • FIG. 25 is a view showing that the loop coil substrate 50 of the transmitter is attached, and the actual position is shown in FIG. It is preferable that the loop coil substrate 50 is located at the lower side as much as possible, and therefore, the position of the loop coil substrate 50 is provided at the lower side as shown in FIG. 26.
  • the roof coil substrate 50 may be attached to the bottom under the lower case 82, and may be covered with the lower cover 82a thereon, and as shown in FIG. While the roof coil substrate 50 may be attached to the outside of the case 82, the transmitter part 55a may be formed by mounting a separate space inside the case, but the groove space 82b may be installed in the lower case 82. By making the component 55a to be mounted in the groove space 82b, of course, the space efficiency can be increased.
  • 27 is a view showing the proportion of the area occupied by the loop coil in the battery charging case.
  • the battery charging case 80 is not exactly rectangular in shape, and the loop coil 52 is not even rectangular in shape.
  • the battery charging case 80 may be formed in a quadrangular form by using four connection lines, and the outermost portion of the loop coil 52 may be connected to form a quadrangular shape.
  • the outermost portion of the loop coil 52 may be connected to form a quadrangular shape.
  • FIG. 27 it is obvious that another loop coil 51 or 53 may be formed. In other words, even if multiple coils are used, the outermost part can be connected to form a rectangle. Then, the domain in which the coil is formed can be represented.
  • the respective ratios can be considered. If the loop coil is formed on the surface of the battery charging case 80 with an area that is too small, the magnetic field area of the wireless power is also reduced, so the efficiency is less. Therefore, it must be over a certain size. And, if the loop coils 51, 52, 53 are formed to be visible to the naked eye, a design effect can also be considered.
  • a ratio between one side of the battery rectangle and one side of the rectangle of the loop coil can be considered, and about 70% may be appropriate, so the following relationship is established.
  • the ratio may be 1.0 but may be about the same size as about 0.99.
  • the area of the pure loop coil is inevitably much smaller, and the actual area of the loop coil may be only 20% to 80% of the area of the domain.
  • the coil 52 and the NFC coil 51 which receive the wireless power energy may be formed in one piece, the coil 52 and the NFC coil 51 may not be formed in one piece. That is, sometimes only the wireless power reception coil 52 may be provided, or the wireless power reception coil 52 and the NFC coil 51 may be provided together.
  • the area for the coil is provided, the receiver for a wireless charging system, characterized in that 40% or more of the surface area of the battery.
  • 28 to 31 are diagrams of embodiments in which a loop coil is formed in the device case.
  • the device may be a portable terminal, a mobile phone, or another electronic device.
  • another device refers to a device in which a battery charged with receiving wireless power energy is used.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a method of attaching the roof coil 52 to the lower case 61 and attaching and mounting a film 62 or the like on the upper end thereof.
  • the loop coil 52 since the loop coil 52 is symbolic, the loop coil 52 may be two or more loop coils 51, 52, 53 or a substrate 50 on which the loop coil is formed. .
  • the film 60 is also symbolic and can be said to be a fixing means for attaching the loop coil 52 or the substrate 50 to the lower case 61. That is, an adhesive may be coated on the film 62 to fix the lower case 61, and the film may be fixed to the lower case using a tape. Naturally, only the tape may be used instead of the film 62.
  • the substrate 50 When the loop coil is formed on the substrate 50, a method of attaching or fixing the substrate 50 to the lower case is used. Instead of the film 60, the substrate is directly attached to the lower case 61. You can also cape. Of course, adhesives, tapes, fixing screws, fixing pins and the like can also be used.
  • FIG. 29 illustrates an embodiment in which a loop coil 52 (which may be two or more loop coils or a substrate on which a loop coil is formed) is attached below the lower case 61, and a film 62 is attached below it.
  • a loop coil 52 which may be two or more loop coils or a substrate on which a loop coil is formed
  • a film 62 is attached below it.
  • Drawing since the film 62 is exposed to the outside of the case as it is, it is preferable to use a thicker film 62. It may have a thickness of about a kind of plate, but preferably not more than 1 mm.
  • the method of attaching is based on the Example of FIG.
  • FIG. 30 is a view illustrating an embodiment in which a loop coil is formed inside a lower case.
  • the loop coil 52 (or two or more loop coils or substrates) is indicated by a dotted line, which indicates that the loop coil 52 is formed inside the lower case.
  • the loop coil 52 in this embodiment, means two or more loop coils or substrates
  • the loop coil 52 is formed inside the mold. It is inserted into the injection molding method. That is, what is necessary is just to use the method of inserting and injecting the shape of a thin board
  • the thickness of the lower case 61 is considered and the thickness of the loop coil 52 may be less than 1 mm in order to facilitate the work inserted into the mold.
  • connection terminal 61a is formed in the lower case 61.
  • the lower case At the time of injection, the connecting terminal 61a may also be formed by being inserted into a mold while being connected to the loop coil.
  • FIG. 31 shows the distance "d” from the bottom to the loop coil 52 when the loop coil 52 is formed in the lower case 61.
  • the distance is determined in consideration of the maximum thickness of the lower case and the mutual distance between the wireless power energy transmitter and the receiver coil. That is, the "d” value is suitably within 1.5 mm. However, in the embodiment of Figs. 29 and 30, the "d” value is appropriately within 1.0 mm.
  • the value "d" shown in the embodiment of FIG. 31 is a value applicable to both the case where the loop coil is mounted to the battery and the case where the loop coil is mounted to the battery charging case.
  • 32 is a view illustrating a region where a loop coil is formed in a lower case.
  • the lower case 61 is also not exactly rectangular in shape, and the loop coil 52 is not even more rectangular in shape.
  • the lower case 61 may be formed in a quadrangular shape using four connection lines, and the outermost portion of the loop coil 52 may be connected to form a quadrangular shape.
  • the outermost portion of the loop coil 52 may be connected to form a quadrangular shape.
  • another loop coil 51 or 53 may be formed. In other words, even if multiple coils are used, the outermost part can be connected to form a rectangle. Then, the domain in which the coil is formed can be represented.
  • the respective ratios can be considered. If the loop coil is formed on the surface of the lower case 61 too small, the magnetic field area of the wireless power is also small, so the efficiency is less. Therefore, it must be over a certain size. And, if the loop coils 51, 52, 53 are formed to be visible to the naked eye, a design effect can also be considered.
  • a ratio between one side of the case rectangle and one side of the rectangle of the loop coil may be considered, and about 70% may be appropriate, so the following relationship is established.
  • the ratio may be 1.0 but may be about the same size as about 0.99.
  • the actual loop coil area may be about 20% to 80% of the area of the domain.
  • 40% or more of the surface area of the case area is 90 or less.
  • 33 to 37 are views showing the arrangement of the wireless power reception coil 52 and the NFC coil 51.
  • the coil 52 and the NFC coil 51 for receiving the wireless power energy may be formed integrally, but may not be formed integrally.
  • the coil or antenna may be provided in the battery 70, may be provided in the battery travel charger (80), it may be provided in the lower case 61 on the mobile terminal.
  • the coil 52 and the NFC coil 51 for receiving the wireless power energy is formed integrally, the two coils 52, 51 are both provided in the battery 70, or the two coils This means that both of 52 and 51 are provided in the battery charging case 80, or both of the two coils 52 and 51 are provided in the lower case 61 of the mobile terminal.
  • the coil 52 for receiving the wireless power energy is provided in the lower case 61
  • the NFC coil 51 is provided in the battery 70
  • the wireless power energy Coil 52 for receiving the is provided in the battery 70
  • NFC coil 51 means the lower case (61).
  • the integral type is a case where the two coils are present in the same part
  • the non-integral type is a case where the part is not present in the same part.
  • the coils 51 and 52 may not exist in the battery or the lower case, and may exist in the form of a film between the lower case 61 and the portable terminal component 61-1.
  • the wireless power coil 52 may be present in the battery 70, the lower case 61 and the space 61-1, and the NFC coil may also be present in the battery 70, the lower case 61 and the space 61-1. ), But not in the same place is not integral.
  • the integral type is that the coil 51, 52 is present together between the battery 70, the lower case 61, 61-1.
  • the coils 51 and 52 may be wrapped in a film or a ferrite sheet.
  • the coil 51 may be one type, it may be natural that two or more types of coils. (See FIG. 3 of the present invention)
  • 33 is a diagram of an embodiment when it is not integrated.
  • the area of the wireless power receiver coil 52 and the area of the NFC coil 51 should not overlap each other.
  • the coil 52 region CA is formed in a portion where the NFC coil 51 is not formed in the entire region NA where the NFC coil 51 is formed.
  • FIG. 30 is a view showing an embodiment in which the coil 52 is provided inside the NFC coil 51 region, it should be obvious that the coil 52 is not overlapped with each other even if the coil 52 is provided outside the NFC coil 51 region.
  • FIG. 34 is a diagram of an embodiment in which a coil is provided in an area 61-1 between the portable terminal component 60 a and the lower case 61.
  • a coil is provided in an area 61-1 between the portable terminal component 60 a and the lower case 61.
  • FIG. 31 only the wireless power receiver coil 52 is illustrated, but it is obvious that the NFC coil 51 may also be provided.
  • the coils 52 and 51 of the present invention are neither attached to the lower case 61 nor attached to a portable terminal component (for example, a battery). It means that it is provided in a state.
  • a portable terminal component for example, a battery
  • the portable terminal component 60a generally means a battery 70 or other components.
  • the coils 52 and 51 may be provided on the substrate, but are wrapped with the insulating film 55c. Naturally, it may be provided in a state.
  • a ferrite sheet may be further provided between the coils 52 and 51 and the component.
  • 35 shows a schematic cross-sectional view of the coil 52 and the NFC coil 51 when present integrally.
  • the wireless power reception coil 52 and the NFC coil 51 may be provided integrally.
  • the coil 52 and the NFC coil 51 are formed on the same substrate, and the insulating layer 55a can be coated therebetween.
  • the coil 52 and the NFC coil 51 may be formed on a separate substrate 55 as shown in (B).
  • the substrate 55 is a natural flexible substrate.
  • the relative ratio between the coil 52 and the NFC coil 51 can be determined, in the present invention, the coil 52 is provided in the NFC coil 51. Therefore, the length L1 of the NFC coil 51 may be referred to as the length of the thickness of the NFC coil 51 (not the upper and lower thickness, but the horizontal thickness). On the other hand, L2 represents the distance of the area occupied by the coil 52 (ie, the shape of the coil 52 may be donut-shaped and may be empty, but also include empty parts).
  • the length of L2 is at least twice as long as the length of L1. The reason is to maximize wireless power energy reception.
  • the distance between the coil 52 and the NFC coil 51 is preferably spaced to some extent.
  • the separation distance is preferably within 1-10 mm. The most optimal separation distance is about 5 mm.
  • the coils 51 and 52 of the present invention are not necessarily provided on the substrate.
  • the coil may be attached to each part as it is.
  • the coil 61-1 may be provided by being coated with a film or the like.
  • 36 is a diagram of another embodiment. That is, when the mobile terminal is small within 5 inches (inch), it is common that the coil 52 is provided inside the NFC coil 51 as shown in (a), but the mobile terminal is larger than about 10 inches or 7 inches. In this case, the coil 52 may be provided outside the NFC coil 51.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating another embodiment of the coil arrangement in which the coil 52 is provided inside the NFC coil 51 and the coil 52 is provided outside the NFC coil 51. That is, the area of the coil 52 and the size of the coil 52 may be made larger to maximize the radio power reception energy.
  • 38 and 40 are diagrams of embodiments illustrating control between coils.
  • the NFC coil 52 is always maintained on. Keeping the on state means that the NFC coil 52 and the module controlling the NFC coil 52 are always connected.
  • the wireless charging receiving coil 51 transmits the wireless power reception energy
  • the NFC coil is maintained in the off state. At this time, keeping the off state means that the connection between the NFC coil 52 and the module controlling the NFC coil 52 is blocked.
  • 38 is an embodiment showing this principle, showing a block diagram.
  • the process of supplying the power energy received from the coil 52 to the mobile terminal 60 is similar to the previous embodiment. However, the data received through the NFC coil 51 is delivered to the mobile terminal 60 through a separate path.
  • a receiving coil 52 and an NFC coil 51 are provided, and the two coils are separated into circuits. Therefore, the controller 110a for controlling the wireless power receiver and the NFC module 110b for controlling the NFC coil 51 are separately provided. In this case, separately provided means that the functions are separated. Therefore, the control unit 110a and the NFC module 110b may be separate parts, and the functions may be distinguished from one component.
  • connection line from the coil 51 to the control unit 110a and the connection line from the NFC coil 51 to the NFC module 110b are separated from each other.
  • the NFC module 110b refers to an NFC transmission module, and the NFC transmission module includes an analog interface, an R / F level interface, a card mode detector, and data between terminals at a close distance of 10 cm. To transmit the data.
  • NFC is a non-contact short-range wireless communication module that uses the 13.56Mz frequency band as an RFID, and transmits data between terminals at a close distance of 10 cm.
  • NFC is widely used not only for payment, but also for sending goods information and travel information for visitors, traffic, and access control locks in supermarkets and general stores.
  • the switch can block the connection under the control of the control unit 110a for controlling the coil, the function of the NFC coil 51 when the connection is blocked by the switch 18 Will stop.
  • control unit 110a controls the wireless power receiving coil to receive the wireless power receiving energy
  • the control unit 110a blocks the switch to stop the NFC function.
  • the method of stopping the NFC function when receiving the wireless power reception energy may be possible in addition to the method proposed by the present invention.
  • the control unit 110a controls the receiving coil 51, the control unit 110a performs a control command to stop the NFC function.
  • FIG. 39 is a diagram of still another embodiment, in which a main power coil 110 (main chip: a chip for controlling a mobile terminal premise) existing in the mobile terminal 60 includes a coil 51 for receiving wireless power and an NFC coil 52. To control.
  • main power coil 110 main chip: a chip for controlling a mobile terminal premise
  • the main chip 110 of the portable terminal performs the functions of the controller 110a and the NFC module 110b of FIG. 38.
  • the main chip 110 includes a sector capable of performing the functions of the controller 110a and the NFC module 110b.
  • the 40 also includes a control unit 110a and an NFC module 110b for controlling a wireless charging coil, and a mobile phone control unit 110 is provided so that the mobile phone control unit 110 also controls the control unit 110a and the NFC module 110b. And, when selecting a coil suitable for the method, the controller 110a cuts off or connects the switch 18.
  • the NFC module for controlling the nfc coil and the mcu for controlling the coil are provided separately, and the main cpu of the portable terminal may control the NFC module and the mcu again, and the main cpu of the portable terminal is the nfc coil. You can also control the coil directly.
  • 41 to 44 are diagrams of embodiments having ferrite sheets.
  • the ferrite sheet may also have an insulation effect, but is a sheet-shaped component provided to minimize the influence of the magnetic field between the coils or between the coil and the component. Thus, the ferrite sheet is located between the coil and the mobile phone component.
  • FIG. 41A is a diagram showing a case where the substrate 55 on which the coils 52 and 51 are formed is viewed from above.
  • (B) is a figure of the Example provided with the ferrite sheet 59 in the upper end of a coil.
  • the ferrite sheet 59 is not only provided on the upper ends of the coils 52 and 51, but is also provided in the boundary region between the wireless power receiver coil 51 and the NFC coil 52.
  • the ferrite sheet 59 is provided in the boundary area between the coils 52 and 51, the influence of the magnetic field is reduced between the wireless power receiver coil 51 and the NFC coil 52.
  • coils 51 and 52 may be provided in the grooves. That is, it means that the inner surface (space) of the ferrite sheet surface may be formed by etching, and a coil may be formed in the space.
  • a method such as laser processing can also be used.
  • FIG. 42 is a view showing a perspective view of the ferrite sheet 59 provided on the upper end of the coil. As shown in the figure, the projections 59a are formed on the surface of the ferrite sheet 59 so that the ferrite sheet 59 is also provided in the boundary region between the wireless power receiver coil 51 and the NFC coil 52.
  • Figs. (A) and (B) are one conceptual diagrams, and do not show actual sizes as they are. That is, the thickness of the ferrite sheet 59 shown in Fig. A may not usually exceed 1 mm, and even if it has the maximum thickness, it is difficult to exceed 2 mm. Similarly, the thickness of the coil can be less than 0,5mm, and even thicker, it is difficult to exceed 2mm.
  • FIG. 43 is a view illustrating an embodiment in which ferrite sheets of different types are provided for respective regions.
  • a ferrite sheet 59-1 covering the wireless power receiver coil 51
  • a ferrite sheet 59-2 covering the NFC coil 52
  • a boundary between the coils 52 and 51 All the ferrite sheets 59-3 present in the region can use different kinds of ferrite sheets. That is, the embodiment of the present invention shows that three different types of ferrite sheets 59-1, 59-2 and 59-3 are used.
  • FIG 44 is a view of another embodiment in which a ferrite sheet is mounted. As shown in the figure, the substrate 55 in the region where no coil is present is removed and the ferrite sheet is also present in the removed region.
  • the ferrite sheet 59 may be made of a flexible material.
  • the portable terminal is designed so that the lower case 61 and the parts are in close contact with each other so that there is almost no empty space. Therefore, when the ferrite sheet 59 is mounted on the coil, it is compressed.
  • the ferrite sheet 59 is made of a flexible and flexible material, and the ferrite sheet is made thicker than the thickness T (thickness for a given space between the lower case and the part), the ferrite sheet is produced. 59 is squeezed to fill the area where the substrate 55 has been removed (the portion indicated by D in the figure).
  • a silicon steel sheet is used as a ferrite sheet
  • the material conventionally commercialized such as a manganese, zinc, a ferrite, a permalloy, a permandue, metal glass, powder iron, can be mentioned.
  • Zinc may also be used in the form of an absorber. It is also possible to use manganese oxide, zinc oxide, iron oxide and the like.
  • the shape of the ferrite sheet 59 may be provided in the region 55 from which the substrate is removed from the beginning.
  • 45 is a diagram of an embodiment of a structure in which a coil is directly formed on a ferrite sheet.
  • the coils 52 and 51 are often made to be very thin in the form of a film.
  • the coils 52 and 51 may be formed on the surface of the ferrite sheet without making grooves in the ferrite sheet. That is, Figure 5 is a view showing a ferrite sheet in the form of a film.
  • the ferrite sheet, the coil and the NFC coil are filmed and attached to the battery or the case as one set, thereby increasing the product bill.
  • 46 to 49 are diagrams illustrating yet another embodiment in which a coil is provided.
  • the NFC coil is provided in a zone separate from the wireless charging coils 52, 53. That is, in the previous embodiment, the NFC coil is the wireless charging coils 52, 53. Although provided in a form wound inside or outside, the figure is a view showing that the NFC coil is provided in a completely separate area.
  • Fig. 47 is a view of an embodiment showing the cross-sectional position; Although the NFC coil and the wireless charging coils 52 and 53 are each provided in separate zones, the NFC coil and the wireless charging coils 52 and 53 are provided on the upper portion of the lower case 61 of the mobile terminal. Of course, the lower case 61 may be provided in the middle or bottom.
  • FIG. 48 illustrates an embodiment in which an NFC coil is provided in a mobile phone (or a mobile terminal) 60, and wireless charging coils 52 and 53 are provided in a battery surface 70
  • FIG. 49 illustrates a wireless charging coil ( 52 and 53 are provided in the mobile phone (or mobile terminal) 60 and the NFC coil is provided in the battery surface 70.
  • What is provided in the mobile phone (or mobile terminal) 60 may be provided in the lower case 61, or may be provided in the form of a film between the lower case and the mobile phone parts.
  • the present invention by effectively designing the shape of the coil of the receiver in the wireless power system and providing a structure that can further increase the efficiency of the receiver magnetic field, it is possible to selectively receive the wireless power according to the state of the wireless power transmitter. And it provides a receiver for a wireless power system that is also effective to increase the reception efficiency.

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Abstract

본 발명은 비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신할 수 있는 무선 충전 시스템용 수신기에서, 상기 무선 충전 시스템용 수신기는 전력 에너지를 수신할 수 있는 코일(52)과. 상기 코일에서 수신된 전력 에너지를 정해진 출력으로 만들어 주는 부품이 구비될 때, 상기 무선 충전 시스템용 수신기가 휴대 단말기(60)에 구비되고, 상기 코일 외곽에 NFC 코일(51)이 더 구비되고, 상기 코일과 상기 NFC 코일에는 페라이트 시트(59)가 더 구비되므로서, 무선전력 시스템에서 수신부의 코일의 모양을 효과적으로 설계하고, 추가로 수신부 자계의 효율을 상승시킬 수 있는 구조를 제공하므로서, 무선전력 송신부의 상태에 따라 선택적으로 무선 전력을 수신 받을 수 있고 수신 효율도 높이는 효과를 얻게 되는 무선전력 시스템용 수신부를 제공한다.

Description

무선 충전 시스템용 수신기
본 발명은 무선 충전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 충전기에서 무선으로 전송하는 전력을 효율적으로 수신하기 위한 새로운 설계 구조를 제공하는 무선 충전 시스템용 수신기이다.
전자기기에서 무선 송,수신부가 구비되어 무선충전이 이루어지는 기술이 개발되고 있는 실정이다. 최근의 이동통신단말기는 다양한 형태로 개발되고, 이에 따라 다양한 전원충전기의 형태만큼 다양한 충전잭이 있었다. 이에 따른 충전기의 호환성 문제가 부각되었으나 이러한 충전잭들은 24핀 충전잭으로 표준화되어 이용자들에게 충전기간의 호환성 문제를 해결하였다.
하지만, 이는 여전히 충전기와 기기 간 유선케이블을 통해 충전이 이루어지기 때문에 거리의 제약으로 인해 이용자들에게 상당한 번거로움과 불편함을 주고 있다. 또한, 충전기 하나로 다수개의 단말기를 충전하는 경우, 충전기와 단말기잭의 수동적인 착탈로 인한 번거로움과 연결부의 마모나 훼손으로 인해 단말기에 손상이 가해질 수 있는 문제점이 있었다.
그러나, 상기와 같은 접속 단자 방식은 기기에 따라 단자의 규격과 모양이 다르게 되어, 사용자는 매번 새로운 충전 장치를 구입해야 하는 어려움이 따르게 되며, 이러한 방식은 새로운 기기를 구입하게 되면 종래 충전기는 폐기하게 되는 새로운 문제를 발생시키게 된다.
그리고, 이러한 문제를 해결하기 위하여 비 접촉식 자기 유도 방법, 즉 무선 충전 방식이 고안되었다. 비접촉식 충전 방법은 고주파로 동작하는 1차 회로를 충전 모체에 구성하고 2차 회로를 밧데리측 즉, 휴대형 전자기기 내 또는 축전지 내에 구성함으로써, 충전 모체의 전류 즉, 에너지를 유도 결합에 의하여 휴대형 전자기기의 축전지에 제공하는 방식이다. 유도 결합을 이용한 비접촉식 충전 방식은 이미 일부 응용분야(예: 전동 칫솔, 전기 면도기 등)에 이용되고 있다.
그러나 휴대전화, 휴대형 MP3 플레이어, CD 플레이어, MD 플레이어, 카세트 테이프 플레이어, 노트북 컴퓨터, PDA 등의 휴대형 전자기기에 응용하고자 할 경우에는, 축전지 측에 추가되는 부피와 무게가 작아야 한다는 요구 조건 이외에도, 휴대형 전자기기 또는 축전지가 놓여지는 위치에 따른 충전효율의 편차를 개선하여야 한다.
그리고, 휴대폰이나 스마트폰에 적용할 경우 편차 개선뿐 아니라 무선 충전기도 정해진 방식에 따라 방식에 따라 몇 가지 방법이 출시되고 있는 실정이어서, 무선 충전기도 방식이 다르면 충전되지 못하는 문제점에 제기되고 있다.
또한, 두 개 이상의 코일을 구비하지 않고, 각 코일간의 설계 규격이 정해지지 않았으며, 또한 각각의 코일이 단말기에 위치하는 정확한 구조에 대해서도 서술되어 있지 않고 있는 실정이다.
즉, 선행기술 1(대한민국 등록특허 10-0928439)은 제1상부코어(코일)와 제2상부코어 사이에 위치되도록 구비되며, 컨트롤부는 무접점전력수신장치로부터 전송되는 신호가, 상기 저부코어, 제1상부코어, 제2상부코어중 어느 코어로 수신되는지를 판별하고, 판별결과에 대응하여 해당 코어를 통해 전력신호를 전송제어하는 것을 특징으로 하지만, 복합 기능을 가진 코일(안테나)를 제시하지는 않으며, 최적의 설계 조건이나 구조를 제시하지 않는다.
또한, 선행기술 2(대한민국 등록특허 10-0928439)는 1차측코어부의 유도패턴코어는 피씨비베이스의 상부로 다수의 코어로 되는 저부코어레이어가 구비되고, 저부코어레이어 상부의 간격패널 상부로 다수의 코어로 되는 상부코어레이어가 구비되며, 상기 저부코어레이어와 상기 상부코어레이어는 서로 교차되어 위치되어 구비되고 복층형으로 구비된 것이 특징이나, 복합 기능을 가진 코일(안테나)에 대한 구조를 제시하지 않을 뿐더러, 최적의 설계 조건을 구체적으로 제시하지 않고 있다.
아울러, 선행기술 3(대한민국 등록특허 10-1001262)은 휴대용 단말기가 탈착 가능하게 안착되는 거치대; 및상기 거치대에 상기 휴대용 단말기가 안착되면 외부로부터 공급받은 전원으로부터 발생되는 자기장이 전자기 유도에 의하여 상기 휴대용 단말기측으로 전달되면서 무선 충전이 이루어지도록 상기 거치대에 마련되는 충전 모듈;을 포함하는 충전 가능한 휴대폰용 케이스를 제공하지만, 마찬가지로 복합 기능을 가진 코일(안테나)에 대한 구조를 제시하지 않을 뿐더러, 최적의 설계 조건을 구체적으로 제시하지 않고 있다.
따라서, 복합 기능도 가지면서 최적의 설계 조건을 가지는 무선충전 방식의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 무선충전 시스템에서 무선 전력 송신부에서 송신하는 전력을 효과적으로 수신하기 위해, 무선전력 수신부의 설계 구조를 제공하며, 상세하게는 코일의 새로운 모양, 선택 방법 및 설계 방법 등의 구조를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신할 수 있는 무선 충전 시스템용 수신기에서, 상기 무선 충전 시스템용 수신기는 전력 에너지를 수신할 수 있는 코일(52)과.상기 코일에서 수신된 전력 에너지를 정해진 출력으로 만들어 주는 부품이 구비될 때, 상기 무선 충전 시스템용 수신기가 휴대 단말기(60)에 구비되고, 상기 코일 외곽에 NFC 코일(51)이 더 구비되고, 상기 코일과 상기 NFC 코일에는 페라이트 시트(59)가 더 구비되므로서 달성된다.
그리고, 상기 NFC 코일과 상기 코일은 서로 이격되어 있으며, 상기 이격 거리는 1- 10 mm 이내이고, 상기 부품에 무선 전력 수신을 제어하는 제어부(10)가 포함되며, 상기 휴대 단말기에는 휴대 단말기를 제어하는 메인 칩(110)이 구비될 때, 상기 메인 칩이 상기 무선 충전 수신기를 제어하게 된다.
또한, 상기 휴대 단말기 내에 내장된 밧테리가 있을 때, 상기 코일은 휴대 단말기에 내장된 밧테리 표면에 구비되고, 상기 밧테리 측면에 무선 충전 수신기의 부품(55a)이 구비된다.
아울러, 상기 부품이 구비된 피씨비 기판(55)과 코일이 구비된 기판(50)은 2 개로 분리되어 꺽여지고, 상기 부품은 밧테리 측면에 구비되고 상기 코일의 기판(50)은 밧테리 표면에 구비되며, 상기 부품이 구비된 기판(55)과 코일이 구비된 기판(50)은 서로 플렉서블 연결선(57)으로 연결된다.
한편, 상기 부품(55a)이 밧테리 측면에 구비될 때, 상기 부품은 기판(50)과 밧테리 측면 사이에 존재하고, 상기 코일은 휴대 단말기 하부 케이스(61)에 구비된다.
또한, 상기 코일이 하부 케이스(61)에 부착되고, 그 위에 필름(62)이 부착되는 방법으로 상기 코일이 휴대 단말기 하부 케이스에 구비되며, 상기 NFC 코일을 통해 수신된 데이터 회로 경로와, 무선전력 수신 코일을 통해 수신된 전력 에너지가 전달되는 회로 경로는 상호 분리되어, 상기 두 개의 코일은 회로적으로 분리된다.
이때. 상기 코일을 통해 무선 전력 에너지를 수신하게 되면, NFC 코일의 전원은 off 상태가 된다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 상기 코일과 NFC 코일에 구비되는 페라이트 시트는 일체화 된다, 그리고, 상기 페라이트 시트에 홈을 형성하여 공간을 만들고 상기 홈의 공안에 코일과 NFC 코일에 구비되고, 상기 페라이트 시트 표면에 코일과 NFC 코일에 구비되며, 코일과 NFC 코일 사이에도 페라이트 시트가 구비된다.
또한, 상기 페라이트 시트는 망간 혹은 아연으로 만들어고, 상기 페라이트 시트는 산화 망간 혹은 산화 아연 혹은 산화철로 만들어며, 무선 충전기와 nfc 사용 여부를 휴대 단말기의 디스플레이 화면에 표시된다.
한편, 상기 코일은 두 개 이상으로 중첩되고, 상기 코일이 밧테리 표면에 구비될 때, 코일이 구비되는 면적이 밧테리 표면 면적의 40 % 이상 90 이하이며, 상기 코일이 케이스 표면에 구비될 때. 케이스 면적의 표면 면적의 40 % 이상 90 이하이다.
아울러, 페라이트 시트와 코일이 필름화 되어 밧테리 혹은 케이스에 부착되고, 케이스 안쪽 면에 코일이 구비되며, 보호 필름으로 부착되거나, 혹은 케이스 바깥 면쪽에 코일이 구비되고, 보호 필름으로 부착된다.
그리고, 케이스 내부에 코일이 구비되고, 밧테리 표면에 코일이 구비되고 보호필름이 부착되며, 서로 다른 특성을 가진 2 종류 이상의 코일이 구비될 수도 있으며, nfc 코일을 제어하는 NFC 모듈과 코일을 제어하는 mcu가 별도로 구비되고, 상기 NFC 모듈과 mcu를 다시 휴대 단말기의 메인 cpu가 제어하거나, 휴대 단말기의 메인 cpu가 nfc 코일과 코일을 직접 제어한다.
본 발명에 따르면, 무선전력 시스템에서 수신부의 코일의 모양을 효과적으로 설계하고, 추가로 수신부 자계의 효율을 상승시킬 수 있는 구조를 제공하므로서, 무선전력 송신부의 상태에 따라 선택적으로 무선 전력을 수신 받을 수 있고 수신 효율도 높이는 효과를 얻게 되는 무선전력 시스템용 수신부를 제공한다.
도 1은 본 발명의 무선충전 시스템용 수신부의 블럭도를 나타낸 도면이다.
도 2는 충전 방식의 또 다른 실시예의 도면이다.
도 3과 도 4는 은 본 발명의 코일을 상세히 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 멀티 코일의 경우 배치를 나타내는 실시예의 도면이다.
도 8은 무선충전기 원리를 설명한 도면이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 순서도를 나타낸 도면이다.
도 11내지 도 17은 원칩화 방법 및 블록도 구성을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 18 내지 도 23은 밧데리 표면에 수신부가 구비된 실시예의 도면이다.
도 24 내지 도 27은 수신부가 밧데리 충전 케이스 측면에 부착된 실시예의 도면이다.
28내지 도 31은 기기 케이스에 루프 코일이 형성된 실시예의 도면이다.
도 32는 하부 케이스에서 루프 코일이 형성된 영역을 나타낸 도면이다.
도 33 내지 도 37은 무선전력 수신용 코일(52)과 NFC 코일(51)의 배치를 나타낸 도면이다.
도 38와 도 40은 코일간의 제어를 나타내는 실시예의 도면이다.
도 41 내지 도 44는 페라이트 시트를 구비하는 실시예의 도면이다.
45는 패라이트 시트에 코일을 직접 형성하는 구조의 실시예의 도면이다.
도 46내지 도 49는 코일이 구비되는 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
무선충전 시스템에서 무선 전력을 효과적으로 송송신하기 위해, 무선전력 송수신부의 설계 구조를 제공하며, 무선 전력 에너지를 송수신 하는 효율을 높이는 실현 가능한 구조를 제공하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템용 수신부의 설계 구조에 대해 상세히 설명한다.
- 실시예 1 -
도 1은 본 발명의 무선충전 시스템용 수신부의 블럭도를 나타낸 도면이다.
통상 무선 충전 시스템은 전력 에너지를 송신하는 송신부와 전력에너지를 수신하는 수신부로 구성되고, 송신부는 일정신호를 감지하기 위해 주기적으로 센서가 구동되고, 충전 요청신호가 감지되는 지를 판단하게 된다. 충전요청신호가 감지되는 경우, 송신부의 송전부는 켜지게 된다. 그리고, 수신부의 신호를 통해 수신부측의 배터리 전압을 확인하고, 충전 가능 상태를 확인하게 되면, 송전이 이루어진다.
이때, 상기의 상태에 돌입하게 되면, 수신부에서는 전력에너지의 수신이 수행되고, 수신부의 밧데리에 전원은 충전되게 된다. 즉, 이러한 일반적인 무선 충전 시스템을 효과적으로 수행하기 위해 수신부의 효과적인 설계 구조를 제공하고자 하는 것이 도 1의 블록도이다.
무선전력을 일차적으로 수신하는 안테나 루프 코일 기판(50)이 구비되며, 특히 본 발명에서는 멀티 코일을 제공하게 된다. 즉, 본 발명의 루프 코일 기판(50)에는 WPC 방식의 코일(52)과 KTP 방식의 코일(53) 및, 근거리 통신인 NFC(Near Field Communication) 에 사용되는 안테나 코일(51)을 제공한다. 그리고, 상기 코일(51)(52)(53)은 하나의 판에 구비되게 된다.
이때, 도면에서 처럼 최 외각에 NFC(Near Field Communication) 에 사용되는 안테나 코일(51)이 구비된다.
그리고, 상기의 설명에서 송수신부의 상호 신호를 주고 받는 통신 모듈인 지그비(Zigbee)(11), 각각의 신호와 부품을 정해진 프로그램에 의해 제어하는 제어부(10) 및 전압 혹은 전력을 최종적인 휴대폰(60) 등의 밧데리 전압에 맞도록 하여 주는 컨버터(12)가 구비된다. 이때, 상기 컨버터(12)는 상황에 따라 전압을 높이거나 낮추는 역할을 할 수 있고, 마찬가지로 전력량을 높이거나 낮출 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명의 또 다른 특징은 WPC 매칭 파트(Matching Part)(14)와 KTP 매칭 파트(Matching Part)(15)가 각각 구비된다. 즉, 본 발명에서는 WPC 방식의 코일(52)과 KTP 방식의 코일(53)이 존재하며, 상기 두가지 방식 중에서 하나를 선택하여 전력 에너지를 수신받도록 하는 기능을 하는 것이 매칭파트(14)(15)이다.
즉, 각각의 코일(Coil) 인덕턴스(inductance)가 상의 하여 각 인덕턴스에 맞게 매칭을 하는 것이다.
도 2는 충전 방식의 또 다른 실시예의 도면이다.
밧데리(70)를 직접 충전 시킬 수 있도록 컨버터(12)와 밧데리(70) 사이에 차징 컨트롤러(Charging Controller)(17)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 차징 컨트롤러는 충전 IC(Integrated Circuit) 형태로 구비될 수도 있다. 일명, 차징 매니지먼트 콜트롤러(Charging Management Controller)라고도 할 수 있으며, 펄스 방식, 리니어 방식, 스위치 방식 등 다양한 방법이 적용될 수 있음은 당연하다.
도 3과 도 4는 은 본 발명의 코일을 상세히 나타낸 도면이다.
도면에서 기판은 도시 생략하였지만, 플렉서블 수지 기판 혹은 통상의 기판(예를들면 피씨비, 플라스틱 혹은 금속 기판)에 멀티 코일이 구비됨은 당연하다. 그리고, 도 3a에서처럼 최외각에 가장 크게 NFC 코일(51)이 구비되며, 그 내부에 WPC 코일(52)과 KTP 코일(53)이 구비된다.
이때, KTP 코일(53)은 두 개의 코일(내부 코일과 외부 코일)을 형성하고 그 사이에 WPC 코일(52)을 형성하게 된다. 그리고, 도면에서 도시된 코일의 형태처럼, WPC 코일(52)은 구리 같은 전기선 형태의 코일을 직접 감아서 스파이럴(Spiral) 코일의 형태로 구비하고, KTP 코일(53)과 NFC 코일은 기판에 박막(증착이나 인쇄 코팅 후 식각 공정을 통해 형성된 박막 형태의 코일)형태로 구비된다.
따라서, 본 발명에서 기판이라고 함은 루프 코일을 코팅하여 형성하기 위한 베이스 기판(피씨비 혹은 금속 혹은 수지등의 기판)일 수도 있고, 단지 루프 코일을 지지하기 위한 기판일 수도 있다. 이때 루프 코일을 지지하는 기판이라는 것은 스파이럴 코일을 판(금속, 수지이나 수지등으로 된 따딱하거나 플렉서블한 판)에 고정하기 위한 단순한 의미의 기판일 수도 있음은 당연하다. 즉, 스파이럴 코일을 기판에 테이프나 접착재로 붙이는 형태가 될 수가 있는 것이다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 코일을 다른 부품에 구비하는 방법을 제공한다.
도 4는 이종 코일의 또 다른 실시예의 도면이다.
예를들어, KTP 방식은 인덕턴스 값이 3
Figure PCTKR2013000147-appb-I000001
(마이크로 헨리)이고, WPC 방식은 9
Figure PCTKR2013000147-appb-I000002
라고 하면, 각각 해당되는 코일의 턴(turns) 수가 다르게 된다. 따라서, 도면에서처럼 WPC 코일은 코일(52)의 처음과 끝에 인출선(52a)(52b)를 연결하여 사용하고, KTP 코일은 코일(52)의 중간과 끝에 인출선(52c)(52b)을 연결하여 사용한다. 그리고, 상기 WPC 인출선(52a)(52b)은 WPC 매칭 파트(14)와 연결하고, KTP 인출선(52b)(52c)은 KTP 매칭 파트(15)와 연결한다.
그렇게 되면, 제어부(10)에 의해 선택된 매칭 파트와 연결된 인출선과 연결된 코일을 통해 무선전력 에너지는 수신되게 되는 것이다.
도 5 내지 도 7은 멀티 코일의 경우 배치를 나타내는 실시예의 도면이다.
도 5는 두개의 코일이 중첩되는 상태를 나타내는 실시예의 도면이다. 즉 무선충전 시스템에서 충전 방식이 다른 코일이 하나의 코일 세트(예를 들어 A 방식 충전 코일의 내부 혹은 와부에 B 방식 충전 코일이 감겨 있거나, 혹은 하나의 코일 중간에 인출선이 구비되어 방식이 다른 충전을 선택할 수 있는 코일을 코일 세트라고 함)에 구비된다.
그리고, 상기 코일 세트가 2 개 중첩되는 경우이다.
도 6은 3 개의 코일 세트가 중첩되는 경우를 나타낸 실시예의 도면이고, 마찬가지고 도 7은 2 개 이상의 코일 세트가 구비되지만, 중첩되지 않은 경우를 나타는 도면이다.
또한 도면에서처럼, 중첩되거나 중첩되지 않더라도 멀티 코일이 구비되는 경우에는, 송신부 코일에도 적용할 수 있고 수신부 코일에도 적용할 수 있다.
- 실시예 2 -
도 8은 무선충전기 원리를 설명한 도면이다.
도 8은 무선 충전기가 전력에너지를 공급하기 위한 일반적인 구조이며, 먼저 수신부(200)는 안테나 루프 코일(52)(53)이 콘덴서(C)로 직렬 연결된 구조를 가지고, 송신부(300)도 안테나 루프 코일(31)이 콘덴서(C)로 병렬 연결된 구조를 가진다. 단지 차이점은 송신부(300)는 공진 필터가 더 구비되는 것이며, 상기 공진 필터(Resonance Filter)는 코일(52)과 콘덴서(C)가 직렬 연결되는 구조로서 구성된다. 이때, 상기 루프 코일과 콘덴서의 직렬과 병렬 연결은 변경될 수 있음은 당연하다.
무선 충전기에서 일반적으로 사용하는 방식은 WPC(Wireless Power Consortium) 방식으로, WPC 방식의 무선 전력 에너지가 전달되기 위해서는 일반적으로 아래와 같은 조건을 가진다.
"전압 : 7-15V(수신부 기준), 주파수 : 100 - 200kHz, 전류 : 5V (0.7A), 전력 : 3.5W, 코일의 인덕턴스 값 : 8 마이크로 헨리(Micro Henry) - 12 마이크로 헨리 "
한편, 코일과 콘덴서는 직렬로 연결된 구조를 가진다. 무선 전력 에너지 전달에서 매개체는 안테나 루프 코일(52)(53)이며 상기 안테나 코일(52)(53)은 콘덴서와 연결되는 구조를 가지는데 직렬로 연결된다는 것이다.
한편 당사가 자체적으로 개발한 방식인 KTP 방식은 다음과 같은 특징을 가진다.
"전압 : 7-24V(수신부 기준), 주파수: 1MHz - 6.78MHz, 전류 : 5V(1A), 전력 : 5W, 코일의 인덕턴스 값 : 600nH(Nano Henry) - 2 마이크로 헨리 "
이때 상기에 표시된 전압과 전류 값은 상기의 숫자에 정확히 일치함을 의미하는 것은 아니고 범위를 나타냄은 당연하다.
하여간, WPC 방식과 KTP 방식의 가장 큰 차이점은 코일의 인덕턴스 값과 주파수 값의 차이이다. 먼저 주파수 값의 차이에서 그 기준을 1MHz 로 할 수가 있다. 즉, WPC 방식은 1MHz(Mega Hertz) 이하로 저주파이고 KTP 방식은 1MHz(Mega Hertz) 이상으로 고주파이다.
그러나, 실제 사용하는 주파수로는 WPC 방식은 100 - 200 KHz의 주파수를 사용하며, KTP 방식 6 - 8 MHz 이상으로 고주파를 사용한다는 것이다.
또한, 코일의 인덕턴스 값으로 WPC 방식은 "8 마이크로 헨리 - 12 마이크로 헨리" 이고, KTP 방식은 " 600 나노 헨리 - 2 마이크로 헨리" 이다.
상기의 특징을 가지는 KTP 방식은 상당한 장점을 가지게 된다. 예을 주파수를 발진 시키는 부품에 있어서도 고 주파수를 사용하므로서 부품의 소형화(고주파는 일반적으로 부품의 크기를 작게 할 수 있다.)가 가능하고, 코일의 인덕턴스 값을 작게 하므로서 안테나 루프 코일을 스파이럴 코일 대신, PCB 기판(혹은 수지 기판)에 인쇄 방식으로 형성한 코일을 사용할 수가 있는 것이다.
기판에 코일을 형성하므로서 양산시 유리하고 단가 절감의 효과를 가져 올 수가 있는 것이다. 그리고 코일의 턴수(Turns, 감김 횟수)도 WPC 방식은 50회 이상을 넘어가게 되는 데, KTP 방식은 50 회 이하로도 가능할 수가 있는 것이다.
한편 상기 턴수는 휴대폰 기기에 적용되는 기준으로 언급된 숫자이다, 통상 휴대폰 기기는 그 면적이 최대 100 cm제곱 이내인 경우에 일반적으로 산정한 숫자이다.
- 실시예 3 -
도 9와 도 10은 본 발명의 순서도를 나타낸 도면이다.
도 9를 먼저 서명하고자 한다. 무선 충전 시스템이 전력 에너지를 송전하는 송신부와 전력에너지를 수신하는 수신부로 구성되고, 수신부에서 전력 에너지 송신을 요청하는 신호를 송신부에 보내게 되면, 일정 신호를 수신하기 위해 주기적으로 센서가 구동되는 송신부는 충전 요청신호가 감지되고, 충전 신호를 수신부에 보내게 된다. 즉, 이러한 일반적인 과정을 통하여 수신부에서 근거리 통신 모듈(16)을 통해 받은 신호는 제어부(10)에 보내지고, 상기 제어부(10)는 정해진 방법에 의해 송신부와 상호 신호 교환을 하는 것이다.(150 - 152 단계)
그리고, 정해진 방법에 의해 상호 통신 신호를 교환한 다음 전력 에너지를 수신 받게 된다.(153 단계) 이때, 본 발명에서는 서로 다른 방식의 전력 에너지를 송신 받을 수 있는 설계 구조를 제공한다.
즉, 상호 근거리 통신신호를 근거로 송신부의 방식을 분별할 수 있다면, 해당되는 매칭 파트가 선택이 되어 활성화 되고, 결국 상기 매칭 파트와 연결된 코일이 활성화 되게 된다. (154 단계 와 160 단계)
결과적으로 상기 제어부(10)가 선택한 매칭 파트와 연결된 안테나 루프 코일을 통해 전력 에너지가 수신된다는 것이다.
즉, 상호 근거리 통신 신호에 방식을 구별할 수 있는 신호가 포함될 수 있고, 방식이 구별되게 되면 해당되는 매칭 파트가 바로 선택될 수 있다는 것이다. 여기서 해당되는 매칭 파트가 선택이 된다는 것은 도 1의 블록도 설명에 준한다.(도 6에서 154단계에서 바로 160단계로 진행할 수 있다는 것이다.)
한편, 근거리 통신 신호를 통해 방식을 선택할 수 없으면, 송신부에서 보내는 무선 전력 에너지의 크기 값 분석을 통해 방식을 선택할 수가 있다. (156 단계 - 158 단계) 도 8의 설명에서처럼 WPC 방식과 KTP 방식은 전압, 주파수, 임피이던스 혹은 인덕턴스 값이 다르며, 상기 값들을 분석하여, 어떠한 방식인가를 판별하게 된다. 그리고, 이러한 판별은 이미 정해진 방법에 의해 제어부(10)에서 판별하게 된다. 그리고 판별이 끝나면 해당되는 매칭 파트를 선택하게 된다.(160 단계)
제어부(10)에서 상기의 판단이 가능한 이유는 미리 각 방식에 대한 특징 값이 제어부(10) 혹은 메모리(본 발명에서는 따로 언급되지 않았지만 정해진 알고리즘을 수행하기 위해서는 메모리 소자가 구비되었음은 당연하다.) 저장되고, 상기 저장된 값을 근거로 어떠한 방식인가를 판단하게 되는 것이다.
해당되는 매칭 파트가 선택되어 활성화되면, 해당되는 코일도 활성화되어 무선 전력 에너지를 수신 받게 된다. (162 단계 - 164 단계) 안테나 코일(52)(53)을 통해 무선 전력 에너지를 수신 받으면, 제어부(10)를 통해 컨버터(12)가 제어되어 최종적으로 밧데리가 충전될 수 있는 전압 5V가 만들어지게 되어, 밧데리가 충전되는 것이다.(166 단계)
즉, 제어부(10)는 선택된 방식에 따라 컨버터가 변환해 주어야 하는 비율이 정해지고, 그 비율에 맞게 전압이나 전력을 변환하여 최종적으로 출력을 하는 것이다.(168 단계)
이때, 상기 도 9의 순서도는 무선전력 시스템에서 2 가지 방식의 송신부에서 송신하는 전력 에너지를 수신할 수 있는 방법을 제공하고 있다. 즉, 정해진 두 가지 방법에서 하나의 방식으로 전력에너지를 송신하면, 수신부는 송신되는 전력 에너지를 수신할 수 있는 방식으로 선택되어 전력 에너지를 수신할 수 있게 된다.
하지만, 송신되는 전력 에너지를 수신 받을 수 있는 방식을 수신부가 선택할 때, 반드시 2 가지 방식 중에서 하나를 선택해야만 하는 것은 아니다. 즉, 코일의 인덕턴스, 임피이던스, 전압, 주파수 그리고 근거리 통신 부호 등을 통해 구별하고 선택할 수 있다면, 송신되는 전력에너지의 3가지 방식 이상 중에서도 하나가 선택되어 전력에너지를 보내게 되면 수신부가 선택할 수도 있어, 결국 수신부는 전력 에너지를 수신할 수가 있게 할 수 있는 것이다.
예를들어, 송신부는 WPC 방식과 KTP 방식 이외에 다른 방식도 존재할 수 있으며, 따라서 송신부는 상기 두 가지 방식 이외에 다른 방식으로 전력 에너지를 송신할 수 있다는 것이다. 이런 경우에도 코일의 인덕턴스, 임피이던스, 전압, 주파수 그리고 통신 부호 등을 통해 송신되는 전력 에너지가 어떠한 방식인 가를 판별하여, 그에 해당되는 방식으로 본 발명의 수신부는 선택되고, 따라서 수신되는 전력 에너지를 수신 받을 수 있다는 것이다.
도 10은 상태를 분석하여 방식을 선택하는 또 다른 실시예의 도면이다.
무선 충전을 시작하면 전력 에너지를 송신하고 수신하게 된다.(100 - 102 단계)
수동으로 충전 방식을 선택하게 되면 해당 안테나 코일이 선택되도록 할 수 있다. (104 단계, 110 단계) 즉, 스위치 혹은 메뉴 방식(선택 방법은 통상의 방법을 사용할 수 있으므로 본 발명에서는 수동 선택 방법에 대해서는 별도의 설명을 생략한다,)
자동으로 충전 방식이 선택되어 지면, 수신 코일(52)(51)의 충전 신호를 분석하게 된다. 전압 분석을 할 수 있고, 주파수 분석을 할 수 있고, 임피던스 분석을 할 수가 있다. 그리고 분석 값에 따라 해당 안테나 코일을 선택하게 된다. (104 단계 - 110 단계)
그리고, 분석된 전압 값, 주파수 값, 임피던스 값 등에 맞게 코일에 그에 대응하는 값을 갖도록 한다, (112 단계) 예를들어 주파수 값을 분석하여, 방식이 선택되었으면 수신부 코일에는 선택된 방식의 주파수 값을 갖도록 하는 것이다.
상기와 같은 방식이 정해지면, 무선전력에서지 송수신이 일어나게 되고 밧테리는충전되게 된다.
- 실시예 4 -
도 11내지 도 17은 원칩화 방법 및 블록도 구성을 나타낸 실시예의 도면이다.
부품의 간단화 및 원가 절감을 위해서는 부품의 원칩(One Chip)화 중요한 수단이 될 수 있으며, 도 11은 원칩화 할 수 있는 부품을 하나의 블록(100)으로 나타낸 도면이다.
즉, 제어부(10), 통신 모듈(Zigbee), 컨버터(12), 매칭 파트(14)(15), 통신파트(13)등을 하나의 부품으로 원칩화 할 수 있게 된다.
한편, 무선 전력 에너지를 수신할 때, 휴대폰 혹은 전자기기에 밧데리를 내장한 상태에서 무선전력 에너지를 수신할 수 있도록 각각의 부품을 구성할 수 있다. 이 경우에는 부품의 비용 절감을 위해서 휴대폰 부품 혹은 전자 기기의 메인 CPU 칩(110)이 수신부의 제어부(10) 기능을 대신할 수가 있다.
아울러. 도 12는 이런 경우의 실시예를 나타낸 도면이다. 이때에, 수신부의 부품들을 원칩화할 경우에는, 제어부(10)를 제외한 통신 모듈(Zigbee), 컨버터(12), 매칭 파트(14)(15), 통신파트(13)등 을 하나의 부품으로 원칩화 할 수 있게 된다.
또한, 도 13은 안테나 루프 코일(50)과 안테나 칩(6)을 제외하고 나머지 부품을 모두 휴대폰 기기나 전자 기기에 장착하여 수신부 부품을 최소한으로 하고자 하는 실시예의 도면이다. 도 14는 수신부 제어부(10)의 기능을 휴대폰이나 전자 기기의 메인 CPU Chip(110)이 대신하였을 경우를 나타낸 도면이다.
본 발명에서 하나의 부품 혹은 원칩화가 의미하는 바는 집적화를 의미할 수 있다. 집적화에 의해 I.C.화할 수도 있고, MEMS(micro electro mechanical systems)을 통해 하나의 부품으로 만들 수 있다는 것을 의미하는 것이다.
도 15내지 도 17은 휴대폰 제어부(메인칩)(110)가 무선충전기 제어를 실시하는 또 다른 실시예의 도면이다.
도 15는 무선충전기를 제어하는 제어부(10)가 구비되고, 상기 제어부(10)를 휴대폰 중앙처리장치(메인칩)(110)이 다시 제어하는 경우를 나타낸 실시예의 도면이다,
도 16은 휴대폰 제어부(110)와 무선충전기 제어부(10)가 서로 정보를 주고 받는 경우의 블럭도를 나타내는 실시예의 도면이다.
무선충전기 제어부(10)가 전력에너지를 수신하게 되면, 수신 상태를 휴대폰 제어부(110)에 전송하게 된다. (120 단계 - 122 단계)그리고, 충전 방식에 맞는 안테나 코일을 선택하고, 분석값을 고려하여 변환하게 된다. (앞의 설명 참조) (128 단계)
그리고, 선택 방식에 대한 정보도 휴대폰 제어부에 전송하게 된다,(130 단계)
이때, 122단계는 반드시 124 단계 보다 순서가 앞일 필요는 없다. 124 단계다음이거나. 128 단계 다음일 수도 있다는 것이다.
도 17은 휴대폰 화면에서 무선 충전을 제어하는 방법에 대한 실시예의 도면이다.
휴대폰(혹은 휴대 단말기 화면)에서 무선충전을 선택하게 되면, 상기도와 같은 실시예의 화면(74(이 나타날 수 있으며, 날자(71)가 표기되어 충전 이력이 저장될 수 있다. 그리고, 무선충전 시작과 종료(72)를 선택할 수 있고, 충전방식(73)을 선택할 수 있으며 충전방식이 표시될 수가 있다.
무선 충전기와 nfc 사용 여부를 휴대 단말기의 디스플레이 화면에 표시되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
한편 도17과 같은 제어는 앞의 도면의 실시예의 모든 경우에 적용될 수 있음은 당연하다.
- 실시예 5 -
도 18 내지 도 23은 밧데리 표면에 수신부가 구비된 실시예의 도면이다.
도 18은 밧데리(70) 표면에 안테나 루프 코일 기판(50)과 수신부 부품부(55)가 장착되는 도면으로서, 루프 코일 기판(50)과 수신부 부품부(55)를 모두 합한 면적이 밧데리 표면 보다 넓지 않도록 하는 구조가 된다. 그리고, 상기 부품부(55)는 수신부 부품을 하나의 기판 혹은 동일층의 기판에 구비하여 밧데리 표면에 구비한 형태를 나타낸 도면이다.
도 19는 부품부(55)와 루프 코일(50)이 상호 접혀질 수 있도록 플렉서블 연결선(57)으로 연결된 상태를 나타낸 도면이다. 이때, 상기 플렉서블 연결선(57)은 통상의 FPC(Flexible Printed Circuit)과 같은 방법으로 만들어진 연결선으로 휘어짐이 가능한 수지 기판에 도선을 인쇄하여 제조한 것이다. 물론, 반드시 FPC를 사용해야 하는 것은 아니며, 두 개의 부품을 휘어짐이 가능한 연결선으로 연결할 수 있다면 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.
여기서 외부 연결 단자(56)도 구비되며, 외부 연결 단자(56)는 밧데리를 휴대폰 혹은 전자 기기와 전기적으로 연결하는 단자이다. 이때, 상기 단자(56)는 기판(55)의 위쪽 면에 구비되게 된다.
도 20은 부품부(55) 기판과 루프 코일 기판(50)이 플렉서블 연결선(57)에 의해 접혀진 상태를 나타낸 도면이다. 도면에서처럼, 기판(55)의 위쪽에 외부 연결 단자(56)가 구비되는 이유는 기판(55)이 접혀졌을 때 외부와 연결이 가능하도록 하는 구조를 제공하기 위해서이다. 이렇게 하므로서, 루프 코일(50) 기판은 밧데리(70) 표면에 부착되고 부품부(55) 기판은 밧데리(70) 측면에 부착되게 되는 것이다.
한편, 도 21와 도22는 밧데리(70) 측면에 부품부 기판(55)이 장착될 수 있는 원리를 나타낸 도면이다. 즉, 부품부 기판(55)에 장착된 부품(55a)은 도 14 에서처럼 돌출되어 있는 형태이며, 상기 돌출된 부품(55a)이 밧데리(70) 측면에 부착되기 위해서는 밧데리 측면에 부품이 놓여지는 홈(70a)가 구비되게 된다, 밧데리(70) 측면에 홈이 구비되기 위해서는 별도의 플라스틱 구조물이 사용되게 된다, 즉, 밧데리 측면에 홈을 형성하는 것이 아니라 홈이 형성된 별도의 플라스틱 구조물이 밧데리 측면에 부착된다는 것이다.
한편, 도 22와 같이 부품부 기판(55)이 도 21에서처럼 한 측면에 부착되는 것이 아니라, 3개 측면에 부착되는 실시예의 도면이다. 즉 부품부 기판(55)이 한 측면에 부착될 수 있고, 두개 측면이나 세개 측면에도 부착될 수 있다는 것이며, 당연히 경우에 따라서는 4개 측면에도 부착될 수 있다는 것이다.
그리고, 도 20에서처럼 기판(55)이 밧데리(70) 측면에 부착될 때는 부품(55a)이 보이지 않고, 도 21 이나 도 22에서처럼 기판(55)이 펼쳐졌을 때 부품(55a)이 보이도록 한다, 이를 위해서는 기판(55)이 밧데리(70) 측면에 부착될 때를 기준으로 하면 부품(55a)이 기판의 안쪽 면에 형성되도록 하는 것이다.
도 23은 밧데리 표면에서 안테나 루프 코일(52)이 형성되는 영역을 나타내는 도면이다. 일반적으로 밧데리(70)도 정확히 사각형의 모양은 아니고, 루프 코일(52)은 더욱더 사각형의 형상이 아니다.
하지만, 밧데리(70)가 사각형은 아니지만 밧데리의 네변의 연결선을 사용하여 사각형의 형태로 만들 수 있고, 루프 코일(52)의 최 외곽 부분을 연결하여 사각형의 형상을 만들 수가 있다. 도 16에서는 루프 코일(52) 하나만을 나타내었지만, 또 다른 루프 코일(51)(53)이 형성될 수 있음도 당연하다. 즉, 여러개의 코일을 사용하여도 최 외곽 부분을 연결하여 사각형을 만들 수 있다는 것이다. 그리고, 코일이 형성되는 영역(Domain)을 나타낼 수 있게 된다.
밧데리 사각형의 두변을 각각 BS1과 BS2라고 하고, 루프 코일의 사각형의 두변을 BS1-1과 BS2-1라고 할 때, 각각의 비율을 생각할 수 있다. 밧데리(70) 표면에 루프 코일이 너무 작은 면적으로 형성되면, 무선 전력의 자계 면적도 작아 지므로 그만큼 효율이 적게 된다. 따라서 일정 크기 이상 되어야 함은 당연하다. 그리고 혹여, 루프 코일(51)(52)(53)이 밧데리 표면에 형성될 때 육안으로 보이도록 형성될 경우 디자인적 효과도 생각할 수가 있다.
그리고, 이러한 점을 고려하여 밧데리 사각형의 한변과 루프 코일의 사각형의 한변의 비율을 생각할 수가 있으며, 70%정도가 적당할 수 있으므로 다음과 같은 관계가 성립된다.
(BS1-1)/(BS1) > 0.7,
(BS2-1)/(BS2) > 0.7
또한, 만일 도 18의 실시예에서처럼, 밧데리(70) 표면에 부품부 기판(55)도 형성될 경우에는 코일이 차지하는 면적이 상대적으로 줄어들게 되며 따라서 아래와 같은 관계를 생각할 수 있다.
(BS1-1)/(BS1) > 0.6
이때, 상기 비율ml 최대값은 1.0일 수도 있으나 0.99정도로 거의 크기가 비슷할 수 있다.
아울러, 상기 비율이 0.7일 때를 가정하면, 루프 코일 영역의 면적은 밧데리가 만든 사각형의 면적의 49% 이상이 될 수 있다. 그러나. 실제 루프 코일의 모양은 원형이거나 곡선이 포함된 사각형 모양이 되고, 코일 내부도 비워 있을 수도 있으므로, 순수한 루프 코일의 면적은 훨씬 더 작을 수밖에 없다. 즉, 실제 루프 코일의 면적은 영역(Domain)의 면적의 20% -80%정도 밖에 되지 않을 수도 있는 것이다.
한편, 별도의 안테나 루프 코일 기판(50)을 사용하지 않고, 안테나 루프 코일(51)(52)(53)을 직접 밧데리 표면에 부착하여도 된다. 이 경우에는 테이프 등을 사용하여 상기 안테나 루프 코일(51)(52)(53)을 밧데리 표면에 부착할 수도 있다. 그리고 당연히 안테나 루프 코일(51)(52)(53)을 모두 덮을 수 있는 크기의 필름을 사용하여 밧데리(70) 표면에 부착할 수 있음은 당연하다. 이때, 상기 필름에 접착재를 코팅할 수도 있고, 상기 필름을 테이프로 부착할 수도 있다.
- 실시예 6 -
도 24 내지 도 27은 수신부가 밧데리 충전 케이스 측면에 부착된 실시예의 도면이다.
도 24는 밧데리 충전 케이스(Batery Travel Charger)(80)가 닫혀진 상태를 나타낸 도면이고, 도 25는 밧데리 충전 케이스(80)가 열려진 상태의 도면이다. 그리고, 히부 케이스 측면 바닥에 송신부 기판(50)이 부착됨을 보인다.
이때, 도 25는 송신부의 루프 코일 기판(50)이 부착되었음을 보이는 도면이며, 단면에서 볼 때 실제 위치는 도 26 에 도시되었다. 루프 코일 기판(50)은 최대한 아래 쪽에 위치하는 것이 바람직하며, 따라서, 도 26에 도시된 바와 같이 루프 코일 기판(50)의 위치는 최대한 아래쪽에 구비되게 된다.
즉, 도 26의 (A)도에서처럼 하부 케이스(82) 아래 바닥에 루프 코일 기판(50)을 부착하고, 그 위에 하부 덮개(82a)로 덮은 형상을 하고 있을 수 있고, (B)도에서처럼 하부 케이스(82) 밖에서 루프 코일 기판(50)을 부착한 형태를 취할 수 있다, 한편 송신부 부품(55a)은 케이스 내부에 별도의 공간을 만들어 장착할 수도 있지만, 하부 케이스(82)에 홈 공간(82b)을 만들어 상기 홈 공간(82b)에 부품(55a)이 장착되도록 하므로서 공간 효율을 높일 수 있음은 물론이다.
도 27은 밧데리 충전 케이스에서 루프 코일이 차지하는 영역의 비율을 나타낸 도면이다.
즉, 밧데리 충전 케이스(80) 표면에서 안테나 루프 코일(52)이 형성되는 영역(Domain)을 나타내는 도면이다. 일반적으로 밧데리 충전 케이스(80)도 정확히 사각형의 모양은 아니고, 루프 코일(52)은 더욱더 사각형의 형상이 아니다.
하지만, 밧데리 충전 케이스(80) 네 변의 연결선을 사용하여 사각형의 형태로 만들 수 있고, 루프 코일(52)의 최 외곽 부분을 연결하여 사각형의 형상을 만들 수가 있다. 도 27에서는 루프 코일(52) 하나만을 나타내었지만, 또 다른 루프 코일(51)(53)이 형성될 수 있음도 당연하다. 즉, 여러 개의 코일을 사용하여도 최 외곽 부분을 연결하여 사각형을 만들 수 있다는 것이다. 그리고, 코일이 형성되는 영역(Domain)을 나타낼 수 있게 된다.
밧데리 충전 케이스(80) 사각형의 두 변을 각각 TS1과 TS2라고 하고, 루프 코일의 사각형의 두 변을 TS1-1과 TS2-1라고 할 때, 각각의 비율을 생각할 수 있다. 밧데리 충전 케이스(80) 표면에 루프 코일이 너무 작은 면적으로 형성되면, 무선 전력의 자계 면적도 작아 지므로 그만큼 효율이 적게 된다. 따라서 일정 크기 이상 되어야 함은 당연하다. 그리고 혹여, 루프 코일(51)(52)(53)이 육안으로 보이도록 형성될 경우 디자인적 효과도 생각할 수가 있다.
그리고, 이러한 점을 고려하여 밧데리 사각형의 한 변과 루프 코일의 사각형의 한 변의 비율을 생각할 수가 있으며, 70%정도가 적당할 수 있으므로 다음과 같은 관계가 성립된다.
(TS1-1)/(TS1) > 0.7,
(TS2-1)/(TS2) > 0.7
이때, 상기 비율이 1.0일 수도 있으나 0.99정도로 거의 크기가 비슷할 수 있다.
아울러, 순수한 루프 코일의 면적은 훨씬 더 작을 수밖에 없으며, 실제 루프 코일의 면적은 영역(Domain)의 면적의 20% -80%정도 밖에 되지 않을 수도 있는 것이다.
한편, 본 발명에서는 무선 전력 에너지를 수신하는 코일(52)과 NFC 코일(51)이 일체형으로 형성될 수도 있지만, 일체형으로 형성되지 않을 수도 있음을 보이고 있다. 즉, 때로는 무선 전력 수신용 코일(52)만 구비될 수도 있고, 무선전력 수신용 코일(52)과 NFC 코일(51)이 함께 구비될 수도 있다.
혹은, 밧테리에 구비될 때, 코일이 구비되는 면적이 밧테리 표면 면적의 40 % 이상 90 이하인 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
- 실시예7 -
도 28내지 도 31은 기기 케이스에 루프 코일이 형성된 실시예의 도면이다.
본 실시예에서 기기는 휴대용 단말기가 될 수도 있고, 휴대폰이 될 수도 있으며, 다른 전자 기기도 될 수가 있다. 이때, 다른 기기는 무선 전력 에너지를 수신받아 충전된 밧데리가 사용되는 기기를 의미한다.
도 28은 하부 케이스(61)에 루프 코일(52)을 부착하고 그 상단에 필름(62) 등을 부착하여 장착하는 방법을 나타낸 실시예의 도면이다. 이때 상기 루프 코일(52)은 상징적이므로, 상기 루프 코일(52)은 두개 이상의 루프 코일(51)(52)(53)일 수도 있고, 상기 루프 코일이 형성된 기판(50)일 수도 있음은 당연하다.
마찬가지로 상기 필름(60)도 상징적이며, 루프 코일(52)이나 기판(50)을 하부 케이스(61)에 부착하기 위한 고정 수단이라고 할 수 있다. 즉, 상기 필름(62)에 접착재를 코팅하여 하부 케이스(61)에 고정할 수 있고, 상기 필름을 테이프를 사용하여 하부 케이스에 고정할 수 있다. 당연히 상기 필름(62) 대신 테이프만을 사용할 수도 있다는 것이다.
그리고, 루프 코일이 기판(50)에 형성된 형태일 경우에는 상기 기판(50)을 하부 케이스에 부착하거나 고정하는 방법을 사용하게 되며, 상기 필름(60) 대신에 기판을 그대로 하부 케이스(61)에 곶어할 수도 있게 된다. 이때도 접착제, 테이프, 고정 나사, 고정 핀 등 같은 것이 사용될 수 있음은 당연하다.
도 29는 하부 케이스(61) 아래쪽에 루프 코일(52)(두개 이상의 루프 코일일 수 있고, 루프 코일이 형성된 기판일 수도 있다.)이 부착되고, 그 아래에 필름(62)이 부착되는 실시예의 도면이다. 이때에는 상기 필름(62)이 케이스 외부에 그대로 노출되므로 좀 더 두꺼운 필름(62)을 사용하는 것이 좋다. 일종의 판 정도의 두께를 가져도 되는 것이며 그러나 1mm를 넘지 않는 것이 바람직하다. 그밖에 부착하는 방법은 도 21의 실시예에 준하게 된다.
도 30은 하부 케이스 내부에 루프 코일은 형성한 실시예의 도면이다.
도 30의 도면에서는 루프 코일(52)(혹은 두개 이상의 루프 코일이나 기판)을 점선으로 표시하였는데, 이것은 하부 케이스 내부에 루프 코일(52)이 형성되었음을 나타내기 위한 것이다.
하부 케이스(61) 내부에 루프 코일(52)이 형성되도록 하기 위해서는 하부 케이스를 사출할 때, 상기 루프 코일(52)(본 실시예에서는 두 개 이상의 루프 코일이나 기판을 의미한다.)을 금형 내부에 삽입하여 사출하는 방법을 사용하게 된다. 즉, 통상의 케이스 내부에 얇은 기판의 형상(루프 코일이나 루프 코일이 형성된 기판은 얇은 기판의 형상이라고 할 수 있다.)을 삽입하여 사출하는 방법을 사용하면 되는 것이다. 그러나 이때, 하부 케이스(61)의 두께가 고려되고 금형 내부에 삽입되는 작업을 용이하게 하기 위해 상기 루프 코일(52)의 두께도 1mm 이내로 하는 것이 좋다.
한편, 루프 코일이 하부 케이스 내부에 형성될 때 내부의 루프 코일과 외부의 회로와 연결하기 위한 수단이 필요하며, 이를 위해 연결단자(61a)가 하부 케이스(61)에 형성된다, 이때, 하부 케이스 사출시에 상기 연결 단자(61a)도 상기 루프 코일과 연결된 상태에서 금형에 삽입되어 형성할 수가 있다.
도 31은 하부 케이스(61)에 루프 코일(52)이 형성될 경우에, 가장 아래에서부터 루프 코일(52)까지의 거리 "d"를 나타낸 도면이다. 상기 거리는 하부 케이스의 최대 두께를 고려하고 무선전력 에너지 송신부와 수신부 코일의 상호 거리를 고려하여 정하게 된다. 즉, 상기 "d"값은 1.5mm 이내가 적당하다. 하지만, 도 29와 도 30의 실시예에서는 상기 상기 "d"값은 1.0mm 이내가 적당하다.
그리고, 도 31의 실시예에서 나타낸 "d" 값은 밧데리에 루프 코일이 장착되는 경우와 밧데리 충전 케이스에 루프 코일이 장착되는 경우 모두에 적용될 수 있는 값이다.
도 32는 하부 케이스에서 루프 코일이 형성된 영역을 나타낸 도면이다.
즉, 하부 케이스(61) 표면에서 안테나 루프 코일(52)이 형성되는 영역(Domain)을 나타내는 도면이다. 일반적으로 하부 케이스(61)도 정확히 사각형의 모양은 아니고, 루프 코일(52)은 더욱더 사각형의 형상이 아니다.
하지만, 하부 케이스(61) 네변의 연결선을 사용하여 사각형의 형태로 만들 수 있고, 루프 코일(52)의 최 외곽 부분을 연결하여 사각형의 형상을 만들 수가 있다. 본 실시예에서는 루프 코일(52) 하나만을 나타내었지만, 또 다른 루프 코일(51)(53)이 형성될 수 있음도 당연하다. 즉, 여러 개의 코일을 사용하여도 최 외곽 부분을 연결하여 사각형을 만들 수 있다는 것이다. 그리고, 코일이 형성되는 영역(Domain)을 나타낼 수 있게 된다.
하부 케이스(61) 사각형의 두변을 각각 CS1과 CS2라고 하고, 루프 코일의 사각형의 두변을 CS1-1과 CS2-1라고 할 때, 각각의 비율을 생각할 수 있다. 하부 케이스(61) 표면에 루프 코일이 너무 작은 면적으로 형성되면, 무선 전력의 자계 면적도 작아지므로 그만큼 효율이 적게 된다. 따라서 일정 크기 이상 되어야 함은 당연하다. 그리고 혹여, 루프 코일(51)(52)(53)이 육안으로 보이도록 형성될 경우 디자인적 효과도 생각할 수가 있다.
그리고, 이러한 점을 고려하여 케이스 사각형의 한변과 루프 코일의 사각형의 한변의 비율을 생각할 수가 있으며, 70%정도가 적당할 수 있으므로 다음과 같은 관계가 성립된다.
(CS1-1)/(CS1) > 0.6,
(CS2-1)/(CS2) > 0.7
이때, 상기 비율이 1.0일 수도 있으나 0.99정도로 거의 크기가 비슷할 수 있다.
아울러, 실제 루프 코일의 면적은 영역(Domain)의 면적의 20% -80%정도 밖에 되지 않을 수도 있는 것이다.
혹은, 케이스에 구비될 때. 케이스 면적의 표면 면적의 40 % 이상 90 이하이다.
- 실시예 8 -
도 33 내지 도 37은 무선전력 수신용 코일(52)과 NFC 코일(51)의 배치를 나타낸 도면이다.
본 발명에서는 무선 전력 에너지를 수신하는 코일(52)과 NFC 코일(51)이 일체형으로 형성될 수도 있지만, 일체형으로 형성되지 않을 수도 있음을 보이고 있다.
본 발명에서는 무선 전력 코일 혹은 안테나가 위치할 수 있는 부품을 생각할 수가 있다. 본 발명에서 코일 혹은 안테나는 밧데리(70)에 구비될 수가 있고, 밧데리 충전 케이스(Batery Travel Charger)(80)에 구비될 수가 있으며, 휴대 단말기위 하부 케이스(61)에 구비될 수가 있다.
이때, 무선 전력 에너지를 수신하는 코일(52)과 NFC 코일(51)이 일체형으로 형성되었다 함은, 상기 두 개의 코일(52)(51)이 모두 밧데리(70)에 구비되거나, 상기 두 개의 코일(52)(51)이 모두 밧데리 충전 케이스(80)에 구비되거나, 상기 두 개의 코일(52)(51)이 모두 휴대 단말기의 하부 케이스(61)에 구비되는 경우를 의미한다.
그리고, 일체형으로 형성되지 않았다 함은, 무선 전력 에너지를 수신하는 코일(52)은 하부 케이스(61)에 구비되지만, NFC 코일(51)은 밧데리(70)에 구비되는 경우이고, 혹은 무선 전력 에너지를 수신하는 코일(52)은 밧데리(70)에 구비되지만, NFC 코일(51)은 하부 케이스(61)를 의미한다.
즉, 상기 예 이외에도 일체형이라 함은 상기 두 개의 코일이 동일 부품에 존재하는 경우이고, 일체형이 아니라 함은 상기 부품이 동일 부품에 존재하지 않는 경우이다.
물론, 상기 코일(51)(52)이 밧데리 혹은 하부 케이스에 존재하지 않고, 하부 케이스(61)와 휴대 단말기 부품 사이(61-1)에 필름 형태로 존재할 수도 있음은 당연하다.
그러면 일체형과 비 일체형의 경우의 수가 상당히 발생하게 된다.
즉, 무선 전력 코일(52)이 밧데리(70), 하부 케이스(61), 사이(61-1)에 존재할 수 있고, NFC 코일도 밧데리(70), 하부 케이스(61), 사이(61-1)에 존재할 수 있으나, 같은 곳에 존재하지 않는 경우가 일체형이 아니게 된다.
그리고 일체형은 밧데리(70), 하부 케이스(61), 사이(61-1)에 상기 코일(51)(52)이 함께 존재한다는 것이다.
그리고, 상기 코일(51)(52)이 휴대 단말기 부품과 하부 케이스 사이(61-1)에 존재할 경우 상기 코일(51)(52)이 필름 같은 것이나 페라이트 시트로 감싸 있게 됨은 당연하다.
한편, 상기 코일(51)은 하나의 방식일 수도 있지만, 두 가지 이상의 방식의 코일일 수 있음은 당연하다. (본 발명의 도 3 참조)
도 33은 일체형이 아닌 경우의 실시예의 도면이다.
무선 전력 수신 코일(52)의 영역과 NFC 코일(51)의 영역이 서로 겹치지 말아야 한다.
즉, NFC 코일(51)이 형성된 전체 영역(NA)에서 NFC 코일(51)이 형성되지 않은 부분에 코일(52) 영역(CA)이 형성되도록 하는 것이다. 물론 부분적으로 일부 겹칠 수는 있더라도 통신에 방해가 될 정도로 겹치지는 말아야 한다는 것이다.
또한, 도면에서는 NFC 코일(51)이 코일(52) 보다 상단에 구비된 실시예를 도시하였으나, NFC 코일(51)이 코일(52)보다 하단에 구비되는 경우도 마찬가지로 서로 겹치지 말아야 한다.
아울러, 도 30에서는 NFC 코일(51) 영역 내부에 코일(52)이 구비되는 실시예의 도면이지만, NFC 코일(51) 영역 외부에 코일(52)이 구비되어도 서로 겹치지 말아야 함은 당연하다.
도 34는 휴대 단말기 부품(60a)과 하부 케이스(61) 사이의 영역(61-1)에 코일이 구비되는 실시예의 도면이다. 도 31에서는 무선 전력 수신 코일(52)만 구비된 것으로 도시되었지만, 실제로는 NFC 코일(51)도 함께 구비될 수 있음은 당연하다.
그리고, 사이 영역(61-1)에 구비된다는 것은 본 발명의 코일(52)(51)이 하부 케이스(61)에 부착되지도 않고, 휴대 단말기 부품(예를 들면 밧데리 등)에 부착되지도 않은 상태로 구비된다는 것을 의미한다.
또한 상기 휴대 단말기 부품(60a)은 밧데리(70) 혹은 다른 부품을 통칭적으로 의미한다. 그리고, 휴대 단말기 부품(60a)과 하부 케이스(61) 사이의 영역(61-1)에 코일이 구비될 때에는, 코일(52)(51)이 기판에 구비될 수도 있지만 절연 필름(55c)으로 감싼 상태로 구비될 수도 있음은 당연하다. 그리고 도면에서는 도시 생략되었지만, 코일(52)(51)과 부품 사이에는 페라이트 시트가 더 구비될 수 있다.
도 35는 일체형으로 존재할 경우 코일(52)과 NFC 코일(51)의 단면 위치 개요도를 나타낸 것이다. 본 발명에서는 무선 전력 수신용 코일(52)과 NFC 코일(51)이 일체형으로 구비될 수 있음은 보이는 것이다.
(A)도에서 보는 바와 같이 코일(52)과 NFC 코일(51)이 동일 기판에 형성되고, 그 사이에 절연층(55a)이 코팅될 수가 있다. 또한, (B)도와 같이 별도의 기판(55)에 코일(52)과 NFC 코일(51)이 형성될 수가 있다. 그리고 상기 기판(55)은 통상의 플렉서블 기판을 사용함은 당연하다.
한편, 코일(52)과 NFC 코일(51)의 상대적인 비율을 정할 수 있는데, 본 발명에서는 NFC 코일(51)의 내부에 코일(52)을 구비하도록 하였다. 따라서 NFC 코일(51)의 길이 L1은 NFC 코일(51)의 두께의 길이(상하 뚜께가 아니며 수평 두께임.)라고 할 수가 있다. 반면에, L2는 코일(52)이 차지하는 영역의 거리를 나타낸다.(즉, 코일(52)의 형태가 도우넛 모양으로 내부가 비여 있을 수도 있으나 비어 있는 부분도 포함된다는 것이다.)
본 발명에서는 L1의 길이보다 L2의 길이가 최소한 2 배 이상은 되도록 하고 있다. 그 이유는 무선 전력 에너지 수신을 극대화하기 위해서이다.
또한, 바람직하기는 코일(52)과 NFC 코일(51)의 거리(도면에서 볼 때 좌우 거리를 의미함.)는 어느 정도 이격되어 있는 것이 좋다. 그리고 상기 이격 거리는 1 - 10 mm 이내가 바람직하다. 그리고, 가장 최적의 이격 거리는 5mm 정도가 적당하다.
한편 본 발명의 실시하기 위해서, 본 발명의 코일(51)(52)이 반드시 기판에 구비되어야 하는 것은 아니다. 상기 코일이 그대로 각 부품에 부착될 수도 있다는 것이다. 그러나 사이(61-1)에 구비될 때에는 상기 코일(61-1)은 필름 등으로 코팅되어서 구비될 수 있음은 당연하다.
도 36은 또 다른 실시예의 도면이다. 즉 휴대 단말기가 5인치(inch) 이내로 작은 경우에는 (가)도에서처럼 코일(52)이 NFC 코일(51) 내부에 구비되는 경우가 일반적이 된다, 하지만, 휴대 단말기가 10인치 혹은 7인치 정도로 클 때에는 코일(52)이 NFC 코일(51) 외부에 구비되는 경우도 있게 된다.
도 37은 코일 배치의 또 다른 실시예의 도면으로, NFC 코일(51) 내부에도 코일(52)이 구비되고, NFC 코일(51) 외부에도 코일(52)이 구비되는 경우가 된다. 즉, 코일(52)의 면적과 코일(52)의 크기를 더 크게 하여 무전전력 수신 에너지를 극대화 할 수 있다.
- 실시예 9 -
도 38와 도 40은 코일간의 제어를 나타내는 실시예의 도면이다.
일반적으로 NFC 코일(52)은 항시 on 상태를 유지하게 된다. on 상태를 유지한다는 것은 NFC 코일(52)과 NFC 코일(52)을 제어하는 모듈이 항시 연결되어 있다는 것을 의미한다.
그러나, 무선충전 수신용 코일(51)이 무선 전력 수신 에너지를 송신하게 되면, NFC 코일은 off 상태를 유지하게 된다. 이때, off 상태를 유지한다는 것은 NFC 코일(52)과 NFC 코일(52)을 제어하는 모듈의 연결이 차단된다는 것을 의미한다.
도 38 이러한 원리를 나타내는 실시예이 블록도를 나타낸 도면이다.
코일(52)에서 수신된 전력 에너지가 휴대 단말기(60)에 공급되는 과정은 앞의 실시예와 비슷하다. 다만, NFC 코일(51)을 통해 수신되는 데이터가 별도의 경로를 통하여 휴대 단말기(60)에 전달되게 된다.
도면에서처럼 수신 코일(52)과 NFC 코일(51)이 구비되며, 상기 두 개의 코일은 회로적으로 분리되게 된다. 따라서, 무선 전력 수신부를 제어하는 제어부(110a)와 NFC 코일(51)을 제어하는 NFC 모듈(110b)은 별도로 구비된다. 이때 별도로 구비된다는 것은 기능을 분리한다는 것을 의미하며 따라서 제어부(110a)와 NFC 모듈(110b)을 별도 부품으로 할 수도 있고, 하나의 부품에서 기능을 구별할 수 있다.
그러므로, 두 경로로 구분된다는 정확한 의미는 코일(51)에서 제어부(110a)까지의 연결선과 NFC 코일(51)에서 NFC 모듈(110b)까지의 연결선을 상호 분리된 다는 것이다.
상기 NFC 모듈(110b)은 NFC Transmission모듈을 의미하고, 또한, 상기 NFC Transmission 모듈에는 아날로그 인터페이스(Analogue Interface), R/F Level Interface, Card Mode Detecter 등으로 구성되며, 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송할 수 있도록 하는 기능을 한다.
일반적으로 NFC는 전자태그(RFID)의 하나로 13.56Mz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
그리고, 스위치(18)를 더 구비하며, 상기 스위치는 코일을 제어하는 제어부(110a)의 제어로 연결을 차단할 수 있고, 상기 스위치(18)에 의해 연결이 차단되게 되면 NFC 코일(51)의 기능은 정지되게 된다.
결과적으로, 무선 전력 수신 코일을 상기 제어부(110a)가 제어하여 무선 전력 수신 에너지를 수신하게 되면, 상기 제어부(110a)는 스위치를 차단하여, NFC 기능을 정지하게 한다는 것이다.
한편, 무선 전력 수신 에너지를 수신받게 될 경우 NFC 기능을 정지하게 되는 방법은 본 발명에서 제시하는 방법 이외에 다른 방법도 가능할 수 있다. 가장 중요한 것은 상기 제어부(110a)가 수신 코일(51)을 제어하면 NFC 기능을 정지하는 제어 명령을 수행한다는 것이다.
도 39는 또 다른 실시예의 도면으로, 휴대 단말기(60) 내에 존재하는 메인칩(110)(Main Chip : 휴대 단말기 전제를 제어하는 칩)에서 무선 전력 수신용 코일(51)과 NFC 코일(52)을 제어하게 된다.
즉, 도 38의 제어부(110a)와 NFC 모듈(110b)의 기능을 휴대 단말기의 메인칩(110)이 수행하게 된다. 이를 위해서는 상기 메인칩(110) 내에 제어부(110a)와 NFC 모듈(110b)의 기능을 수행할 수 있는 섹터를 구비하게 되는 것이다.
도 40은 무선 충전 코일을 제어하는 제어부(110a)와 NFC 모듈(110b)도 구비되고, 휴대폰 제어부(110)가 구비되어 휴대폰 제어부(110)가 상기 제어부(110a)와 NFC 모듈(110b)도 제어함을 보이고 있다, 그리고, 방식에 맞는 코일을 선택할 때에는 제어부(110a)가 스위치(18)를 차단하거나 연결하게 된다.
즉 ,본 발명에서는 nfc 코일을 제어하는 NFC 모듈과 코일을 제어하는 mcu가 별도로 구비되고, 상기 NFC 모듈과 mcu를 다시 휴대 단말기의 메인 cpu가 제어할 수도 있고, 또한 휴대 단말기의 메인 cpu가 nfc 코일과 코일을 직접 제어할 수도 있다는 것이다.
- 실시예 10 -
도 41 내지 도 44는 페라이트 시트를 구비하는 실시예의 도면이다.
페라이트 시트는 절연 효과도 가질 수 있지만, 코일 서로 간에 혹은 코일과 부품 간에 자장의 영향을 주는 것을 최소화하기 위해 구비되는 시트 형태의 부품이다. 따라서, 상기 페라이트 시트는 코일과 휴대폰 부품 사이에 위치하게 된다.
도 41의 (A)도는 코일(52)(51)이 형성된 기판(55)을 위에서 보게 되었을 경우를 나타내는 도면이다.
그리고, (B)도는 코일 상단에 페라이트 시트(59)를 구비한 실시예의 도면이다. 도면에서처럼, 페라이트 시트(59)는 코일(52)(51) 상단에만 구비되는 것이 아니라, 무선 전력 수신 코일(51)과 NFC 코일(52) 사이의 경계 영역에도 구비된다.
상기 코일(52)(51) 사이의 경계 영역에 페라이트 시트(59)가 구비되므로서, 무선 전력 수신 코일(51)과 NFC 코일(52) 상호간에 자장의 영향을 감소시키게 된다.
이때, 도 41을 보면 페라이트에 홈이 파여진 형상에서, 상기 홈에 코일(51)(52)등이 구비된 형태로 할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 페라이트 시트 표면을 식각 등의 방법으로 내부 홈(공간)을 만들고, 상기 공간에 코일을 형성할 수도 있다는 것을 의미한다. 물론 내부 홈을 만들 때, 레이저 가공등의 방법을 사용할 수도 있다.
도 42도는 코일 상단에 구비되는 페라이트 시트(59)의 사시도를 나타낸 도면이다. 도면에서처럼, 무선 전력 수신 코일(51)과 NFC 코일(52) 사이의 경계 영역에도 페라이트 시트(59)가 구비되도록 하기 위해서, 페라이트 시트(59)의 표면에는 돌출부(59a)가 형성되게 된다.
한편, 상기 도(A)와 도(B)는 하나의 개념도로서, 실제의 크기를 그대로 도시한 것은 아니다. 즉, 도(A)에서 표시된 페라이트 시트(59)의 두께는 통상 1mm를 넘지 않을 수도 있고, 최대한의 두께를 가져도 2mm를 넘기가 어렵다. 마찬가지로 코일의 두께도 0,5mm 이내가 될 수 있고 두껍더라도 2mm를 넘기기 어렵다.
도 43 영역별로 서로 다른 종류의 페라이트 시트가 구비되도록 하는 실시예의 도면이다.
도 43에서처럼, 무선 전력 수신 코일(51)을 커버하는 페라이트 시트(59-1), NFC 코일(52)커버하는 페라이트 시트(59-2), 그리고, 상기 코일(52)(51) 사이의 경계 영역에 존재하는 페라이트 시트(59-3) 모두 다른 종류의 페라이트 시트를 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 3 가지의 서로 다른 종류의 페라이트 시트(59-1)(59-2)(59-3)를 사용함을 보이고 있다.
무선 전력 수신 코일(51)과 NFC 코일(52)의 전기적 특성은 서로 다르게 되며, 따라서 그에 맞게 서로 다른 페라이트 시트(59-1)(59-2)를 사용하게 된다. 그리고, 코일 사의의 경계 영역의 전기 특성 또한 코일(52)(51)과 다르기 때문에 또 다른 페라이트 시트(59-3)를 사용하게 되는 것이다.
도 44는 페라이트 시트가 장착되는 또 다른 실시예의 도면이다. 도면에서처럼, 코일이 존재하지 않는 영역의 기판(55)은 제거하고, 제거된 영역에도 페라이트 시트가 존재하도록 하는 실시예의 도면이다.
이 경우에는 페라이트 시트(59)를 유연한 재료를 사용할 수도 있게 된다. 실제로 휴대 단말기는 하부 케이스(61)와 부품은 밀착되게 되어 빈 공간이 거의 없게 설계되어 진다. 따라서 페라이트 시트(59)가 코일에 장착되게 되면, 압착되게 된다.
이때, 신축성이 있고 유연한 성질이 있는 재료로 페라이트 시트(59)를 만들고, 도면에서 표시된 두께 T(하부 케이스와 부품 사이에 실제 주어진 공간에 맞는 두께)보다 더 두껍게 페라이트 시트를 제작하게 되면, 페라이트 시트(59)는 압착되어 기판(55)이 제거된 영역(도면에서 D로 표시된 부분)을 채우게 된다.
그리고, 페라이트 시트로는 규소 강판을 사용하지만, 망간, 아연, 페라이트, 퍼말로이, 퍼멘듀어, 메탈유리, 분말철 등 기존에 상용화된 재료를 들 수 있다. 또한 흡수체 형태로 아연 등을 사용할 수 있다. 또한, 산화 망간, 산화 아연, 산화 철 등의 사용도 가능하다.
물론, 처음부터 페라이트 시트(59)의 모양을 기판이 제거된 영역(55)에도 구비되도록 제작할 수 있음은 당연할 것이다.
도 45는 패라이트 시트에 코일을 직접 형성하는 구조의 실시예의 도면이다.
통상적으로 코일(52)(51)은 필름 형태로 매우 얇게 만들어자는 경우가 많으며 그러한 경우에는, 패라이트 시트에 홈을 만들지 않고 페라이트 시트 표면에 코일(52)(51)을 그대로 형성할 수도 있다. 즉, 도 5는 필름 형태의 페라이트 시트를 나타낸 도면이다.
이상의 구조에 의하여, 페라이트 시트와 코일 및 NFC 코일이 필름화 되어 하나의 세트로 밧테리 혹은 케이스에 부착되므로서 상품서을 더 높일 수 있다.
- 실시예 11 -
도 46내지 도 49는 코일이 구비되는 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 46은 NFC 코일이 무선 충전 코일(52)(53)과는 별도의 영역(zone)에 구비되는 실시예의 도면이다, 즉, 앞의 실시예에서는 NFC 코일이 무선충전 코일(52)(53)을 내부 혹은 외부에서 감겨지는 형태로 구비되었지만, 본 도면은 완젼히 별도 영역에 NFC 코일이 구비됨을 나타내는 도면이다.
도 47은 단면 위치를 나타내는 실시예의 도면이다. NFC 코일과 무선 충전 코일(52)(53)이 각각 별도의 영역(zone)에 구비되지만 휴대 단말기 하부 케이스(61) 상단에 구비됨을 보이는 도면이다. 물론 하부 케이스(61) 중간 혹은 하단에 구비될 수 있음은 당연하다.
도 48과 도 49는 구비되는 위치가 다른 경우의 실시예의 도면이다.
즉, 도 48은 NFC 코일은 휴대폰(혹은 휴대단말기)(60)에 구비되고, 무선 충전 코일(52)(53)은 밧테리 표면(70)에 구비되는 실시예이고, 도 49는 무선 충전 코일(52)(53)은 휴대폰(혹은 휴대단말기)(60)에 구비되고, NFC 코일은 밧테리 표면(70)에 구비되는 실시예이이다.
이때. 휴대폰(혹은 휴대 단말기)(60)에 구비된다는 것은 하부 케이스(61)에 구비될 수도 있고, 하부 케이스와 휴대폰 부품 사이에 필름 형태로 구비될 수도 있다는 것이다.
본 발명에 따르면, 무선전력 시스템에서 수신부의 코일의 모양을 효과적으로 설계하고, 추가로 수신부 자계의 효율을 상승시킬 수 있는 구조를 제공하므로서, 무선전력 송신부의 상태에 따라 선택적으로 무선 전력을 수신 받을 수 있고 수신 효율도 높이는 효과를 얻게 되는 무선전력 시스템용 수신부를 제공한다.

Claims (30)

  1. 비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신할 수 있는 무선 충전 시스템용 수신기에서,
    상기 무선 충전 시스템용 수신기는 전력 에너지를 수신할 수 있는 코일(52)과. 상기 코일에서 수신된 전력 에너지를 정해진 출력으로 만들어 주는 부품이 구비될 때,
    상기 무선 충전 시스템용 수신기가 휴대 단말기(60)에 구비되고, 상기 코일 외곽에 NFC 코일(51)이 더 구비되고,
    상기 코일과 상기 NFC 코일에는 페라이트 시트(59)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 NFC 코일과 상기 코일은 서로 이격되어 있으며, 상기 이격 거리는 1- 10 mm 이내인 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부품에 무선 전력 수신을 제어하는 제어부(10)가 포함되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 휴대 단말기에는 휴대 단말기를 제어하는 메인 칩(110)이 구비될 때, 상기 메인 칩이 상기 무선 충전 수신기를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기,
  5. 제 1항에 있어서, 상기 휴대 단말기 내에 내장된 밧테리가 있을 때, 상기 코일은 휴대 단말기에 내장된 밧테리 표면에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  6. 제 5 항에서, 상기 밧테리 측면에 무선 충전 수신기의 부품(55a)이 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 부품이 구비된 피씨비 기판(55)과 코일이 구비된 기판(50)은 2 개로 분리되어 꺽여지고, 상기 부품은 밧테리 측면에 구비되고 상기 코일의 기판(50)은 밧테리 표면에 구비되며, 상기 부품이 구비된 기판(55)과 코일이 구비된 기판(50)은 서로 플렉서블 연결선(57)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 부품(55a)이 밧테리 측면에 구비될 때, 상기 부품은 기판(50)과 밧테리 측면 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 코일은 휴대 단말기 하부 케이스(61)에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 코일이 하부 케이스(61)에 부착되고, 그 위에 필름( 62)이 부착되는 방법으로 상기 코일이 휴대 단말기 하부 케이스에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 NFC 코일을 통해 수신된 데이터 회로 경로와, 무선전력 수신 코일을 통해 수신된 전력 에너지가 전달되는 회로 경로는 상호 분리되어, 상기 두 개의 코일은 회로적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  12. 제 1 항에 있어서. 상기 코일을 통해 무선 전력 에너지를 수신하게 되면, NFC 코일의 전원은 off 상태가 되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 코일과 NFC 코일에 구비되는 페라이트 시트는 일체화 된 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 페라이트 시트에 홈을 형성하여 공간을 만들고 상기 홈의 공안에 코일과 NFC 코일에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 페라이트 시트 표면에 코일과 NFC 코일에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  16. 제 1항에 있어서, 코일과 NFC 코일 사이에도 페라이트 시트가 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 페라이트 시트는 망간 혹은 아연으로 만들어진 것을 특징으로 하는 는 무선 충전 시스템용 수신기.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 페라이트 시트는 산화 망간 혹은 산화 아연 혹은 산화철로 만들어진 것을 특징으로 하는 는 무선 충전 시스템용 수신기.
  19. 제 1 항에 있어서,무선 충전기와 nfc 사용 여부를 휴대 단말기의 디스플레이 화면에 표시되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  20. 제 1 항에 있어서,상기 코일은 두 개 이상으로 중첩된 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 코일이 밧테리 표면에 구비될 때, 코일이 구비되는 면적이 밧테리 표면 면적의 40 % 이상 90 이하인 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 코일이 케이스 표면에 구비될 때. 케이스 면적의 표면 면적의 40 % 이상 90 이하인 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  23. 제 1 항에 있어서, 페라이트 시트와 코일 및 NFC 코일이 필름화 되어 하나의 세트로 밧테리 혹은 케이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  24. 제 1 항에 있어서, 케이스 안쪽 면에 코일이 구비되고, 보호 필름으로 부착되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  25. 제 1 항에 있어서, 케이스 바깥 면쪽에 코일이 구비되고, 보호 필름으로 부착되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  26. 제 1 항에 있어서, 케이스 내부에 코일이 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  27. 제 1 항에 있어서, 밧테리 표면에 코일이 구비되고 보호필름이 부착되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  28. 제 1 항에 있어서, 서로 다른 특성을 가진 2 종류 이상의 코일이 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  29. 제 1 항에 있어서, nfc 코일을 제어하는 NFC 모듈과 코일을 제어하는 mcu가 별도로 구비되고, 상기 NFC 모듈과 mcu를 다시 휴대 단말기의 메인 cpu가 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
  30. 제 1 항에 있어서, 휴대 단말기의 메인 cpu가 nfc 코일과 코일을 직접 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 충전 시스템용 수신기.
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