KR101163944B1 - 공진 코일 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치 - Google Patents

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KR101163944B1
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 공진 코일은 보빈; 상기 보빈의 외주면에 권선되며, 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 코일; 및 상기 코일의 측면을 감싸며 형성되며, 전력 전송 방향으로 일정 경사각을 가지며 형성된 자성체를 포함한다.

Description

공진 코일 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치{RESONANT COIL WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 공진 코일 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치에 관한 것으로, 특히 공진 코일의 주위를 감싸며, 나팔 형상을 가진 자성체를 포함하는 공진 코일 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 자기 유도, 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 송신 공진 코일을 도시한 도면이다.
송신 공진 코일에서 수신기의 반대 방향에는 일반적으로 송신부의 회로 및 금속 물체가 존재할 수 있는데, 시변자기장은 상기와 같은 금속 물체에 맴돌이 전류(eddy current)를 발생시키며, 상기 맴돌이 전류에 의해 열이 발생하여 안전상의 문제가 생길 수 있을 뿐 아니라, 에너지가 열로 소모되어 전력 전송 효율을 감소시키는 요인으로 작용한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 송신 공진 코일에서 수신부의 반대편에 자성체를 설치하여 시변자기장이 자성체만을 따라 흐를 수 있도록 한다.
이에 따라 종래에는, 도 1에 도시된 바와 같이 코일(1)의 면적보다 조금 더 큰 면적을 갖는 자성체 시트(2)를 코일의 일면에 근접하여 붙이는 방법으로 자성체를 형성한다.
그러나, 상기와 같이 자성체(2)가 형성되면, 상기 자성체의 면적은 코일의 면적만큼 넓어야 하며, 이로 인해 송신 공진 코일의 면적이 커질 경우, 자성체의 설치 비용이 늘어나는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 새로운 형상의 자성체가 설치된 공진 코일 및 상기 공진 코일이 적용된 무선 전력 전송 장치를 제공하도록 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 공진 코일은 보빈; 상기 보빈의 외주면에 권선되며, 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 코일; 및 상기 코일의 측면을 감싸며 형성되며, 전력 전송 방향으로 일정 경사각을 가지며 형성된 자성체를 포함한다.
또한, 상기 자성체의 중앙 부분에는 제 1 중공이 형성되어 있고,
상기 보빈에는 몸체 내부를 관통하는 제 2 중공이 형성되고, 상기 제 1 중공은 상기 제 2 중공이 형성된 위치에 대응되게 형성된다.
또한, 상기 자성체는, 상기 코일의 제 1면에 형성된 제 1 자성체와, 상기 제 1 자성체에 연장되어 상기 코일의 제 2면에 형성된 제 2 자성체를 포함한다.
또한, 상기 제 1면은 상기 코일의 하면이고, 상기 제 2면은 상기 코일의 측면이다.
또한, 상기 제 2 자성체는 상기 코일의 외측면을 감싸는 외측 제 2 자성체와, 상기 코일의 내측면을 감싸는 내측 제 2 자성체를 포함한다.
또한, 상기 외측 제 1 자성체와 내측 제 2 자성체 간의 폭은 상기 코일의 하부에서 멀어질수록 증가한다.
또한, 상기 자성체는 상기 시변자기장의 경로를 제공하여, 상기 전력 전송 방향을 가이드한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력전송 장치는 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 송신 코일; 및 상기 송신 코일로부터 발생한 시변자기장을 수신 코일로 송신하는 송신 공진 코일을 포함하며, 상기 송신 공진 코일의 일면에는 상기 시변자기장의 송신 방향으로 일정 경사각을 가진 자성체가 형성된다.
또한, 상기 송신 공진 코일은 몸체 내부를 관통하는 제 1 중공이 형성되어 있는 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되며, 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 코일을 포함하며, 상기 자성체에는 상기 제 1 중공에 대응되는 제 2 중공이 형성된다.
또한, 상기 자성체는, 상기 코일의 제 1 면에 형성된 제 1 자성체와, 상기 제 1 자성체로부터 연장되어 상기 코일의 제 2 면에 형성된 제 2 자성체를 포함한다.
또한, 상기 제 2 자성체는 상기 코일의 외측면을 감싸는 외측 제 2 자성체와, 상기 코일의 내측면을 감싸는 내측 제 2 자성체를 포함한다.
또한, 상기 외측 제 1 자성체와 내측 제 2 자성체 간의 폭은 상기 코일의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 증가한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 공진 코일에서 수신부의 반대편에 설치된 자성체에 의해 시변자기장이 자성체만을 따라 흐를 수 있도록 가이드 하여, 자기장에 의하여 기기에 간섭이 일어나거나 자기장이 소모되는 것을 방지할 수 있으며, 자성체의 설치 면적을 줄여 시스템 제작 비용을 줄일 수 있다.
또한, 상기 자성체가 일정 경사각을 가지며 나팔 모양으로 형성됨에 따라, 자속(Magnetic Flux)이 넓게 돌아가도록 하여 자기장이 정면으로 더 진행할 수 있도록 함과 동시에 자기장을 원하는 방향에서 더 집중되도록 함으로써, 전송 거리를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 전송 거리가 증가함에 따라 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있으며, 전력 전송 효율이 증가함에 따라 송신기에서 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 공진 코일의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 코일의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소스와 송신기의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신용 공진 코일, 수신 코일, 정류회로 및 부하의 등가 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 코일을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 공진 코일을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 공진 코일의 일면에 부착되는 자성체를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 자성체 및 공진 코일의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 전력소스(10), 송신기(20), 수신기(30), 정류회로(40) 및 부하(50)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 무선 전력 전송 시스템의 동작을 살펴보면, 전력 소스(10)에서 생성된 전력은 송신기(20)로 전달되고, 자기 공진 현상에 의해 송신기(20)와 공진을 이루는, 다시 말해서 공진 주파수 값이 동일한 수신기(30)로 전달된다. 수신기(30)로 전달된 전력은 정류회로(40)를 거쳐 부하(50)로 전달된다. 부하(50)는 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치일 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 전력 소스(10)는 기 설정된 주파수의 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스이다.
송신기(20)는 송신 코일(21) 및 송신용 공진 코일(22)로 구성된다.
송신 코일(21)은 전력 소스(10)와 연결되며, 여기에는 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 코일(21)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신용 공진 코일(22)에도 교류 전류가 유도된다.
송신용 공진 코일(22)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 송신기(20)와 공진 회로를 이루는 수신기(30)로 전달된다.
자기 공진에 의한 전력 전송은 임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 간에 전력이 전송되는 현상으로, 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 먼 거리까지 높은 효율로 전력을 전달할 수 있다.
수신기(30)는 수신용 공진 코일(31) 및 수신 코일(32)로 구성된다.
송신용 공진 코일(22)에 의해 송신된 전력은 수신용 공진 코일(31)에 의해 수신되며, 이에 따라 수신용 공진 코일(31)에는 교류 전류가 흐르게 된다.
수신용 공진 코일(31)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 코일(32)로 전달된다. 수신 코일(32)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 통해 정류되어 부하(50)로 전달된다.
이때, 수신기(30)는 전원을 공급받는 전자기기의 종류에 따라 직류 전원의 공급이 필요한 경우에는 수신 코일(32) 뒷 단에 정류 다이오드와 정류된 신호를 평활하기 위한 평활 커패시터를 포함하는 정류 회로(40)가 설치되는데, 교류 파형의 전원 공급이 필요한 부품인 경우에는 상기 다이오드와 평활 커패시터와 같은 정류 회로(40)를 생략하여 구성할 수도 있을 것이다.
또한, 상기와 같은 코일은 무선 전력의 전송 효율을 높이기 위해 채용되어 제작될 수 있으며, 둘 중 하나만을 사용하여 제작하거나 모두 사용하지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 코일(21)의 등가 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 송신 코일(21)은 인덕터(L1)와 커패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕터스와 커패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다.
커패시터(C1)는 가변 커패시터일 수 있으며, 가변 커패시터를 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 이때, 상기 가변 커패시터는 직렬로 연결될 수도 있으며, 이와 다르게 병렬로 연결될 수도 있다. 송신용 공진 코일(22), 수신용 공진 코일(31), 수신 코일(32)의 등가 회로도도 도 3에 도시된 것과 동일하게 구성될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소스(10)와 송신기(20)의 등가 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 송신 코일(21)과 송신용 공진 코일(22)은 각각 기설정된 소정의 인덕터스 값과 커패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 커패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신용 공진 코일(31), 수신 코일(32), 정류회로(40) 및 부하(50)의 등가 회로도이다.
도 5를 참조하면, 수신용 공진 코일(31)과 수신 코일(32)은 기설정된 인덕턴스 값과 커패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3, L4)와 커패시터(C3, C4)로 구성될 수 있다.
정류회로(40)는 다이오드(D1)와 평활 커패시터(C5)로 구성될 수 있으며, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 출력한다.
부하(50)는 1.3V의 직류 전원으로 표시되어 있으나, 직류 전원을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다.
도 6에 도시된 솔레노이드 타입 코일의 자체 인덕턴스(L)와 기생 커패시턴스(C)는 아래 (식 1) 및 (식 2)로 나타낼 수 있다.
Figure 112011048270131-pat00001
[μH] (식 1)
Figure 112011048270131-pat00002
[Farads] (식 2)
l: 솔레노이드 코일 길이
r: 솔레노이드의 반지름
D: 솔레노이드의 직경
N: 권선수
이와 같은, 자기 공진형 무선 전력 전송 시스템에서 송신기(20)의 송신용 공진 코일(22)에서 발생하는 자기장에 의하여 기기에 간섭이 일어나거나, 자기장이 소모될 수 있다. 다시 말해서, 상기와 같은 송신기(20)는 금속 박막 위에 형성된다. 이에 따라, 상기 자기장은 상기 금속 박막에 와전류를 발생시키고, 이로 인해 열이 발생하며 이로 인해 안전상의 문제가 발생한다. 또한, 상기 자기장이 상기 금속 박막으로 흡수되기도 하며, 에너지가 열로 소모될 수 있어 전력 전송 효율을 감소시키게 된다.
이에 따라, 상기 송신용 공진 코일(22)의 일면에는 상기 자기장에 의해 일어나는 기기의 간섭을 억제하거나, 상기 자기장의 소모되는 것을 방지하기 위한 자성체가 형성된다.
상기와 같은 자성체는 상기 자기장의 이동 경로를 제공하여, 상기 자기장이 금속 박막으로 흡수되지 않도록 가이드 한다. 상기 자성체는 일반적인 자성체 시트로 구성될 수 있다.
이하, 상기와 같이 공진 코일의 일면에 형성되는 자성체에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 공진 코일을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 공진 코일의 일면에 부착되는 자성체를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8에 도시된 자성체 및 공진 코일의 단면도이다.
도 7, 8 및 9를 참조하면, 공진 코일은 몸체 내부를 관통하는 중공이 형성되어 있는 막대 형상의 보빈(61)과, 상기 보빈(61)에 기설정된 횟수로 권선된 코일(62)을 포함한다.
상기 보빈(61)은 플라스틱 재질로 형성될 수 있으며, 몸체의 중앙 부분에 몸체 내부를 관통하는 중공이 형성되어 있다.
코일(62)은 상기 보빈(61)의 외주면을 따라 소정 횟수 이상 권선된다.
이때, 상기 보빈(61)은 코일(62)이 삽입될 수 있도록 내부에 삽입공이 형성될 수 있으며, 상기 코일(62)은 상기 삽입공 안에 형성될 수 있다.
도 8 및 9를 참조하면, 상기 보빈(61)과 코일(62)의 하면에는 자성체(63)가 부착된다.
상기 자성체(63)는 상기 코일(52)에 의해 발생한 시변자기장이 금속 박막으로 흡수되지 않도록 상기 시변자기장의 경로를 제공한다. 이에 따라, 상기 시변자기장은 상기 금속박막으로 흡수되지 않고, 상기 자성체(63)를 따라 흐르게 된다.
이때, 상기 자성체(63)는 상기 코일(52)의 하면의 모든 영역에 걸쳐 형성되지 않고, 필수적으로 필요한 영역에만 선택적으로 형성된다.
즉, 상기 자성체(63)의 중앙 영역에는 상기 자성체(63)의 제 1면 및 상기 제 1면에 대향하는 제 2 면을 관통하는 중공부가 형성되어 있다. 다시 말해서, 상기 보빈(61)의 몸체 내부에는 중공이 형성되어 있으며, 상기 중공의 형성 영역에 대응되는 위치의 상기 자성체(63)에도 상기 보빈(61)의 중공에 대응되는 중공부가 형성되어 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 상기 코일(52)의 하면의 모든 영역에 걸쳐 형성되지 않고, 실질적으로 상기 코일(52)이 형성되어 있는 영역에만 선택적으로 형성되어 있기 때문에 상기 자성체(63)가 형성되는 영역을 줄여, 이로 인한 제작 비용을 절감할 수 있도록 한다. 상기 자성체(63)의 중앙 부분에 형성된 중공부에 의해 상기 코일의 중앙 부분은 노출된다.
이때, 상기 자성체(63)는 상기 시변자기장의 흐름성을 높이기 위해 상기 코일(52)의 측면을 감싸는 형태로 형성된다.
즉, 상기 자성체(63)는 상기 코일(52)의 하면에 형성된 제 1 자성체(63a)를 포함하며, 상기 제 1 자성체(63a)로부터 연장되어 상기 코일(52)의 측면에 형성된 제 2 자성체(63b)를 포함한다.
상기 제 2 자성체(63b)는 상기 코일(52)의 측면을 감싸는 형상을 가지며, 이에 따라 상기 시변자기장의 흐름에 대한 신뢰성을 높이는 역할을 한다.
이때, 상기 제 2 자성체(63b)는 상기 코일(52)의 내측면과 외측면을 모두 감싸는 형상을 갖는다. 이를 위해 제 2 자성체(63b)는 상기 제 1 자성체(63a)로부터 연장되어 상기 코일(52)의 내측면을 감싸는 형상을 갖는 내측 제 2 자성체와, 상기 제 1 자성체(63a)로부터 연장되어 상기 코일(52)의 외측면을 감싸는 형상을 갖는 외측 제 2 자성체를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제 2 자성체(63b)는 상기 코일(52)에 대해 경사지게 형성된다. 즉, 상기 제 2 자성체(63b)는 상기 발생하는 시변자기장의 분포를 원하는 방향에 더 집중시키기 위하여 상기 제 1 자성체(63a)로부터 수직으로 연장되어 형성되지 않고, 일정 경사각을 갖도록 형성된다. 이때, 상기 경사각은 상기 제 1 자성체(63a)를 기준으로 90도 이상 180도 미만의 범위 안에 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
다시 말해서, 상기 내측 제 2 자성체와 외측 제 2 자성체는 상기 코일(52)의 내측면과 외측면에 각각 형성되는데, 상기 내측 제 2 자성체와 외측 제 2 자성체간의 폭은 상기 경사지게 형성됨에 의해 변화하게 된다. 보다 바람직하게, 상기 내측 제 2 자성체와 외측 제 2 자성체 간의 폭은 상기 코일(62)의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 증가한다. 즉, 상기 코일(62)의 하부에서 상기 내측 제 2 자성체와 외측 제 2 자성체간의 폭은 a이며, 상기 코일(62)의 상부에서 상기 내측 제 2 자성체와 외측 제 2 자성체간의 폭은 b이며, 상기 a는 b보다 작다.
이에 따라, 송신기에서 발생하는 자기장의 분포를 원하는 방향에서 더 집중될 수 있도록 하여 전력 전송 거리를 증가시켜 전력 전송 효율을 개선할 수 있도록 한다.
결론적으로, 본 발명에 의한 자성체(63)는 코일(52)을 감싸는 형상을 갖는데, 그의 중앙 부분에는 트인 중공이 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 코일(52)의 중앙 부분을 노출하도록 한다. 이에 따라, 자성체(63)가 코일의 중앙 부분은 덮지 않기 때문에 기존보다 사용되는 면적을 줄일 수 있다.
또한, 상기 자성체(63)가 코일(62)의 측면에서 일정 경사각을 가지며 형성되도록 하여, 자속이 넓게 돌아기도록 하여 자기장이 정면으로 더 진행되도록 함으로써, 전송 거리를 증가시킬 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 공진 코일에서 수신부의 반대편에 설치된 자성체에 의해 시변자기장이 자성체만을 따라 흐를 수 있도록 가이드 하여, 자기장에 의하여 기기에 간섭이 일어나거나 자기장이 소모되는 것을 방지할 수 있으며, 자성체의 설치 면적을 줄여 시스템 제작 비용을 줄일 수 있다.
또한, 상기 자성체가 일정 경사각을 갖도록 형성하여 자기장을 원하는 방향에서 더 집중되도록 함으로써, 전송 거리를 증가시켜 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10:전력소스
20: 송신기
30: 수신기
40: 정류회로
50: 부하

Claims (13)

  1. 보빈;
    상기 보빈의 외주면에 권선되며, 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 코일; 및
    상기 코일의 측면을 감싸며 형성되며, 전력 전송 방향으로 일정 경사각을 가지며 형성된 자성체를 포함하는 공진 코일.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자성체의 중앙 부분에는 제 1 중공이 형성되어 있는 공진 코일.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보빈에는 몸체 내부를 관통하는 제 2 중공이 형성되고,
    상기 제 1 중공은 상기 제 2 중공이 형성된 위치에 대응되게 형성되는 공진 코일.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자성체는,
    상기 코일의 제 1면에 형성된 제 1 자성체와,
    상기 제 1 자성체에 연장되어 상기 코일의 제 2면에 형성된 제 2 자성체를 포함하는 공진 코일.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1면은 상기 코일의 하면이고,
    상기 제 2면은 상기 코일의 측면인 공진 코일.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 자성체는
    상기 코일의 외측면을 감싸는 외측 제 2 자성체와,
    상기 코일의 내측면을 감싸는 내측 제 2 자성체를 포함하는 공진 코일.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 외측 제 1 자성체와 내측 제 2 자성체 간의 폭은 상기 코일의 하부에서 멀어질수록 증가하는 공진 코일.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 자성체는 상기 시변자기장의 경로를 제공하여, 상기 전력 전송 방향을 가이드하는 공진 코일.
  9. 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 송신 코일; 및
    상기 송신 코일로부터 발생한 시변자기장을 수신 코일로 송신하는 송신 공진 코일을 포함하며,
    상기 송신 공진 코일의 일면에는 상기 시변자기장의 송신 방향으로 일정 경사각을 가진 자성체가 형성되는 무선 전력 전송 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 송신 공진 코일은
    몸체 내부를 관통하는 제 1 중공이 형성되어 있는 보빈과,
    상기 보빈의 외주면에 권선되며, 전력 소스로부터 전력을 공급받아 시변자기장을 발생하는 코일을 포함하며,
    상기 자성체에는 상기 제 1 중공에 대응되는 제 2 중공이 형성된 무선전력전송 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 자성체는,
    상기 코일의 제 1 면에 형성된 제 1 자성체와,
    상기 제 1 자성체로부터 연장되어 상기 코일의 제 2 면에 형성된 제 2 자성체를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2 자성체는
    상기 코일의 외측면을 감싸는 외측 제 2 자성체와,
    상기 코일의 내측면을 감싸는 내측 제 2 자성체를 포함하는 무선 전력 전송 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 외측 제 1 자성체와 내측 제 2 자성체 간의 폭은 상기 코일의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 증가하는 무선 전력 전송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007330404A (ja) 2006-06-13 2007-12-27 Olympus Corp 無線給電システム及びこれを適用したカプセル内視鏡システム
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