KR101180891B1 - 공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템 - Google Patents

공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템 Download PDF

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Abstract

공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템은, 자계를 발생시키는 무선 에너지 송신 장치 및 상기 무선 에너지 송신 장치로부터 일정 거리 이격되어 형성되고, 상기 무선 에너지 송신 장치가 발생하는 자계를 수신하는 무선 에너지 수신 장치를 포함한다. 이때, 상기 무선 에너지 수신 장치는, 도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기는 하나 이상의 나선형 구조물을 포함하는 공진 커플러를 포함한다.

Description

공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템{RESONANCE COUPLER AND SYSTEM FOR TRANSMISSION ENERGY BY WIRELESS USING THE SAME}
본 발명의 실시예는 무선 에너지 전송 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크기를 소형화하고 에너지 전송 효율을 향상시킬 수 있는 공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템에 관한 것이다.
최근 많이 사용되고 있는 휴대용 디지털 기기들(예를 들어, 모바일 폰, 스마트 폰, PMP, MP3, 디지털 카메라, 노트북 등) 및 유비쿼터스 센서 네트워크에 사용되는 각종 센서 기기들은 사용자가 소지하고 다닐 수 있어 이동성 및 편리성에 대한 사용자의 요구를 충족시켜주고 있다. 한편, 이러한 기기들을 전력선 없이 무선으로 충전하는 기술이 개발되고 있는데, 무선으로 에너지를 전송하는 기술로는 현재 전자기 유도 방식이 많이 이용되고 있다.
그러나, 전자기 유도 방식은 무선 에너지 전송을 위해 에너지 공급 장치와 해당 디지털 기기가 매우 인접해 있어야 하므로 전송 거리에 한계가 있고, 전송 효율 또한 낮다는 문제가 있다. 이러한 문제의 해결을 위해 니어 필드(Near Field) 내에서 자계 기반 공진 방식을 이용한 무선 에너지 전송 기술이 개발되고 있다.
도 1은 종래의 자계 기반 공진 방식을 이용한 무선 에너지 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 무선 에너지 전송 시스템은 무선 에너지 송신 장치(10) 및 무선 에너지 수신 장치(20)를 포함한다. 여기서, 상기 무선 에너지 송신 장치(10)는 전원(Source)(11), 제1-1 와이어(12), 제1-2 와이어(13), 및 제1 커패시터(14)를 포함한다.
상기 전원(11)은 상기 제1-1 와이어(12) 및 상기 제1-2 와이어(13)의 일단에 각각 연결되고, 상기 제1 커패시터(14)는 상기 상기 제1-1 와이어(12) 및 상기 제1-2 와이어(13)의 타단에 각각 연결된다.
상기 전원(11)에서 상기 제1-1 와이어(12) 및 상기 제1-2 와이어(13)로 전원이 공급되면, 상기 제1 커패시터(14)의 두 도체판 사이에 전계(E-Field)가 형성되고, 상기 제1-1 와이어(12) 및 상기 제1-2 와이어(13)에는 자체 인덕턴스에 의해 자계(H-Field)가 형성된다.
이때, 상기 제1 커패시터(14)에 형성된 전계와 상기 제1-1 와이어(12) 및 상기 제1-2 와이어(13)에 형성된 자계의 주기적인 에너지 교환으로 인해, 상기 무선 에너지 송신 장치(10) 및 상기 무선 에너지 수신 장치(20) 사이의 공간에는 별도의 자계가 형성되게 된다.
상기 무선 에너지 송신 장치(10) 및 상기 무선 에너지 수신 장치(20) 사이의 공간에 형성된 자계는 상기 무선 에너지 수신 장치(20)의 제2 커패시터(24)에 전계를 형성시키고, 상기 무선 에너지 수신 장치(20)의 제2-1 와이어(22) 및 제2-2 와이어(23)에 자계를 형성시킨다.
상기 무선 에너지 수신 장치(20)에 형성된 전계 및 자계는 상기 제2-1 와이어(22) 및 제2-2 와이어(23)와 연결된 전자 부품(예를 들어, 배터리 등)으로 전달되게 된다. 즉, 상기 제1-1 와이어(12), 상기 제1-2 와이어(13), 및 상기 제1 커패시터(14)가 제1 커플링 루프를 형성하고, 상기 제2-1 와이어(22), 상기 제2-2 와이어(23), 및 상기 제2 커패시터(24)가 제2 커플링 루프를 형성하여, 상기 제1 커플링 루프 및 제2 커플링 루프 간에 자계를 매개체로 에너지가 송수신된다.
종래의 무선 에너지 전송 시스템은 커패시터(14, 24) 소자를 사용하여 전체 시스템의 크기를 소형화 하였지만, 커패시터(14, 24) 소자로 인해 방사 전력이 작아져 결국 에너지 전송 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
즉, 커패시터(14, 24) 소자를 사용하는 경우, 와이어(12, 13, 22, 23)의 길이를 짧게 하여 전체 시스템의 크기는 소형화 할 수 있지만 상대적으로 방사 저항(Rr)이 작아지게 된다. 여기서, 방사 저항이 작아지면 방사 전력이 작아지고, 방사 전력이 작아지면 에너지 전송 효율이 줄어들게 된다. 다시 말하면, 에너지 전송 효율은 해당 시스템에 인가한 전력과 해당 시스템에서 방사한 전력의 비로 나타낼 수 있는데, 커패시터(14, 24) 소자를 사용하면 방사 저항이 작아져 방사 전력(Pr=I²Rr)이 작아지므로, 에너지 전송 효율 또한 줄어들게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 무선 에너지 전송 시스템의 크기를 소형화하면서 에너지 전송 효율을 향상시킬 수 있는 공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템은, 자계를 발생시키는 무선 에너지 송신 장치; 및 상기 무선 에너지 송신 장치로부터 일정 거리 이격되어 형성되고, 상기 무선 에너지 송신 장치가 발생하는 자계를 수신하는 무선 에너지 수신 장치를 포함하며, 상기 무선 에너지 수신 장치는, 도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기는 하나 이상의 나선형 구조물을 포함하는 공진 커플러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공진 커플러는, 도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기는 하나 이상의 나선형 구조물을 포함하고, 상기 도선의 전체 길이에 의한 인덕턴스 및 상기 도선 간의 갭에 의한 커패시턴스의 결합에 따른 공진 주파수에서 공진하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 공진 커플러를 하나 이상의 나선형 구조물로 형성함으로써, 무선 에너지 전송 시스템의 크기를 최소화 할 수 있으며, 별도의 커패시터 소자를 사용하지 않아 커패시터 소자에 따른 손실을 방지할 수 있어 에너지 전송 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 자계 기반 공진 방식을 이용한 무선 에너지 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 송신 장치의 정면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 수신 장치를 나타낸 측면도 및 사시도.
도 5는 종래의 무선 에너지 전송 시스템에 의한 에너지 전송 효율을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에 의한 에너지 전송 효율을 나타낸 그래프.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 공진 커플러 및 이를 이용한 무선 에너지 전송 시스템의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선 에너지 전송 시스템(100)은 무선 에너지 송신 장치(102) 및 무선 에너지 수신 장치(104)를 포함한다.
상기 무선 에너지 송신 장치(102)는 전원부(미도시)로부터 전원을 공급받아 LC 공진에 의한 자계를 발생시킨다. 상기 무선 에너지 송신 장치(102)는 제1 전압 인가 루프(111) 및 제1 공진 커플러(113)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 송신 장치의 정면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 제1 전압 인가 루프(111)는 상기 전원부(미도시)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는다. 상기 제1 공진 커플러(113)는 상기 제1 전압 인가 루프(111)와 상호 이격하여 형성되며 상기 제1 전압 인가 루프(111)와의 커플링에의한 LC 공진을 통해 자계를 발생시킨다.
상기 제1 공진 커플러(113)는 예를 들어, 도선이 일정 방향으로 일정 간격을 두고 점점 안쪽으로 회전하면서 감겨있는 나선형 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 공진 커플러(113)의 전체 길이로 인해 인덕턴스 성분이 발생하고, 상기 제1 공진 커플러(113)의 도선 간의 간격에 의해 커패시턴스 성분이 발생하게 된다. 이 경우, 상기 도선 간의 간격에 의해 발생하는 커패시턴스 성분으로 인해 별도의 커패시터 소자를 사용하지 않아도 되며, 따라서 커패시터 소자에 의한 손실을 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 3에서는 상기 무선 에너지 송신 장치(102)의 일 실시예를 도시하였을 뿐이므로, 상기 무선 에너지 송신 장치(102)가 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이외의 다양한 방식으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 에너지 송신 장치(102)는 후술할 상기 무선 에너지 수신 장치(104)와 동일한 구성으로 구현할 수도 있다.
상기 무선 에너지 수신 장치(104)는 상기 무선 에너지 송신 장치(102)가 전송하는 자계를 수신하며, 상기 무선 에너지 송신 장치(102)와 일정 거리 이격되어 형성된다. 상기 무선 에너지 수신 장치(104)는 제2 전압 인가 루프(121) 및 제2 공진 커플러(123)를 포함한다. 상기 제2 전압 인가 루프(121)는 전원부(미도시)와 연결되며, 상기 제2 공진 커플러(123)와의 커플링에 의해 상기 제2 공진 커플러(123)가 수신한 자계 에너지를 무선으로 충전되는 기기로 전달한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 수신 장치를 나타낸 측면도 및 사시도이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 제2 공진 커플러(123)는 제1 나선형 구조물(125), 연결부(127), 및 제2 나선형 구조물(129)을 포함한다.
상기 제1 나선형 구조물(125)은 예를 들어, 상기 제2 전압 인가 루프(121)의 좌측에 형성된다. 상기 제1 나선형 구조물(125)은 예를 들어, 제1 도선이 반시계 방향으로 회전하면서 제1 도선 간에 일정 간격을 두고 점점 안쪽으로 감겨져 형성된다.
상기 연결부(127)는 상기 제1 나선형 구조물(125)과 상기 제2 나선형 구조물(129)을 연결한다. 예를 들어, 상기 연결부(127)는 상기 제1 나선형 구조물(125)의 말단과 상기 제2 나선형 구조물(129)의 일단을 연결한다.
상기 제2 나선형 구조물(129)은 상기 제2 전압 인가 루프(121)의 우측에 형성된다. 상기 제2 나선형 구조물(129)은 예를 들어, 상기 연결부(127)와 연결된 일단에서 제2 도선이 반시계 방향으로 회전하면서 제2 도선 간에 일정 간격을 두고 점점 바깥쪽으로 감겨져 형성된다.
즉, 상기 제2 나선형 구조물(129)은 상기 제1 나선형 구조물(125)과 같은 방향으로 회전하면서 감겨지게 된다. 만약, 상기 제2 나선형 구조물(129)이 상기 제1 나선형 구조물(125)과 반대 방향으로 회전하면서 감기게 되면, 자기장의 방향이 서로 반대되어 서로 상쇄되기 때문에, 상기 제1 나선형 구조물(125)과 같은 방향으로 회전하면서 감겨지도록 한다.
상기 제2 공진 커플러(123)는 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)의 전체 길이에 의해 인덕턴스 성분을 갖게 되고, 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)의 도선 간의 간격(갭)에 의해 커패시턴스 성분을 갖게 된다. 이때, 상기 제2 공진 커플러(123)는 상기 인덕턴스 성분 및 상기 커패시턴스 성분의 결합에 따른 공진 주파수에서 공진이 발생하게 되며, 그로 인해 상기 무선 에너지 송신 장치(102)에서 발생하는 자계를 수신하게 된다.
상기 제2 공진 커플러(123)는 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)에서 도선의 감은 횟수를 조정하여 공진 주파수를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)에서 도선의 감은 횟수를 증가시키면, 상기 제2 공진 커플러(123)의 전체 길이가 길어져 인덕턴스가 증가하고, 상기 도선 간의 갭(Gap) 면적이 증가하여 캐패시턴스가 증가하므로, 공진 주파수가 낮아지게 된다.
반면에, 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)에서 도선의 감은 횟수를 감소시키면, 상기 제2 공진 커플러(123)의 전체 길이가 짧아져 인덕턴스가 감소하고, 상기 도선 간의 갭(Gap) 면적이 감소하여 캐패시턴스가 감소하므로, 공진 주파수가 높아지게 된다.
상기 제2 공진 커플러(123)는 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)로 인해 좁은 공간에서 적은 부피를 차지하며 전체 도선의 길이를 충분히 길게 형성할 수 있어 상기 무선 에너지 수신 장치(104)의 크기를 최소화 할 수 있게 된다. 상기 무선 에너지 수신 장치(104)는 전력을 무선으로 충전하는 기기(예를 들어, 휴대용 디지털 기기 및 센서 기기 등)에 장착되기 때문에 그 부피를 최소화 할 필요가 있다.
특히, 이동통신 단말기에 무선 에너지 전송 시스템을 적용하기 위해서는 무선 에너지 수신 장치(104)를 소형화 하여야 하는데, 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 제2 나선형 구조물(129)을 이용하여 상기 제2 공진 커플러(123)를 형성하면, 무선 에너지 수신 장치(104)의 크기를 최소화 할 수 있게 된다.
상기 제2 공진 커플러(123)는 상기 제1 나선형 구조물(125) 및 상기 제2 나선형 구조물(129)의 도선 간의 간격(갭)에 의해 자체적으로 커패시턴스 성분을 갖기 때문에, 별도의 커패시터 소자를 사용할 필요가 없으며, 따라서 커패시터 소자로 인한 손실을 방지하여 에너지 수신 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 4에서는 제2 공진 커플러(123)가 서로 연결된 두 개의 나선형 구조물로 이루어진 것으로 도시하였으나, 제2 공진 커플러(123)는 이에 한정되지 않으며, 그 이외의 다양한 형상 및 구조로 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 공진 커플러(123)는 한 개의 나선형 구조물로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제2 공진 커플러(123)를 한 쌍의 나선형 구조물(125, 129)로 형성함으로써, 무선 에너지 전송 시스템(100)을 최소화 할 수 있으며, 별도의 커패시터 소자를 사용하지 않아 에너지 전송 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 5는 종래의 무선 에너지 전송 시스템에 의한 에너지 전송 효율을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템에 의한 에너지 전송 효율을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 종래의 무선 에너지 전송 시스템은 무선 에너지 송신 장치와 무선 에너지 수신 장치 간의 거리가 20㎝, 30㎝, 40㎝, 50㎝, 60㎝, 70㎝일 때 에너지 전송 효율이 각각 66.4%, 45.5%, 27%, 12.8%, 2.8%, 1.2%인 것을 알 수 있다.
반면에 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템은 무선 에너지 송신 장치와 무선 에너지 수신 장치 간의 거리가 20㎝, 30㎝, 40㎝, 50㎝, 60㎝, 70㎝일 때 에너지 전송 효율이 각각 74.6%, 57.8%, 47.2%, 32.7%, 15.3%, 2.9%인 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템은 각 거리에서 종래의 무선 에너지 전송 시스템보다 에너지 전송 효율이 높은 것을 확인할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
102 : 무선 에너지 송신 장치 104 : 무선 에너지 수신 장치
111 : 제1 전압 인가 루프 113 : 제1 공진 커플러
121 : 제2 전압 인가 루프 123 : 제2 공진 커플러
125 : 제1 나선형 구조물 127 : 연결부
129 : 제2 나선형 구조물

Claims (6)

  1. 자계를 발생시키는 무선 에너지 송신 장치; 및
    상기 무선 에너지 송신 장치로부터 일정 거리 이격되어 형성되고, 상기 무선 에너지 송신 장치가 발생하는 자계를 수신하는 무선 에너지 수신 장치를 포함하고,
    상기 무선 에너지 수신 장치는,
    도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기는 하나 이상의 나선형 구조물을 포함하는 공진 커플러 및 상기 공진 커플러와 일정 간격 이격하여 형성되고, 상기 공진 커플러를 통해 상기 무선 에너지 송신 장치가 발생시킨 자계를 수신하는 전압 인가 루프를 포함하며,
    상기 공진 커플러는,
    상기 전압 인가 루프의 좌측에 상기 전압 인가 루프와 상호 이격하여 형성되는 제1 나선형 구조물;
    상기 전압 인가 루프의 우측에 상기 전압 인가 루프와 상호 이격하여 형성되는 제2 나선형 구조물; 및
    상기 제1 나선형 구조물과 상기 제2 나선형 구조물을 연결하는 연결부를 포함하는, 무선 에너지 전송 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 나선형 구조물은, 제1 도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 제1 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기면서 형성되고,
    상기 제2 나선형 구조물은, 상기 연결부를 통해 상기 제1 나선형 구조물의 말단과 연결되고, 제2 도선이 상기 제1 나선형 구조물의 방향과 동일한 방향으로 회전하면서 상기 제2 도선 간에 일정 간격을 두고 바깥쪽으로 감기면서 형성되는, 무선 에너지 전송 시스템.
  5. 무선 에너지 송신 장치로부터 자계를 수신하는 무선 에너지 수신 장치에 사용되고, 도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기는 하나 이상의 나선형 구조물을 포함하며, 상기 도선의 전체 길이에 의한 인덕턴스 및 상기 도선 간의 갭에 의한 커패시턴스의 결합에 따른 공진 주파수에서 공진하는 공진 커플러에 있어서,
    상기 공진 커플러는,
    상기 공진 커플러를 통해 상기 무선 에너지 송신 장치가 발생시킨 자계를 수신하는 전압 인가 루프의 좌측에 상기 전압 인가 루프와 상호 이격하여 형성되는 제1 나선형 구조물;
    상기 전압 인가 루프의 우측에 상기 전압 인가 루프와 상호 이격하여 형성되는 제2 나선형 구조물; 및
    상기 제1 나선형 구조물과 상기 제2 나선형 구조물을 연결하는 연결부를 포함하는, 공진 커플러
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 나선형 구조물은, 제1 도선이 일정 방향으로 회전하면서 상기 제1 도선 간에 일정 간격을 두고 안쪽으로 감기면서 형성되고,
    상기 제2 나선형 구조물은, 제2 도선이 상기 제1 나선형 구조물의 방향과 동일한 방향으로 회전하면서 상기 제2 도선 간에 일정 간격을 두고 바깥쪽으로 감기면서 형성되는, 공진 커플러.






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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2542278B1 (es) * 2015-02-23 2016-01-22 Carlos Andrés MARTÍNEZ CASAIS Cargador inalámbrico multidispositivo
EP4142125A1 (en) * 2021-08-26 2023-03-01 Universidad de Alcalá (UAH) Miniaturized electromagnetic rotary actuator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000244226A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置およびその給電装置
JP2009106136A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Toyota Motor Corp 電動車両および車両用給電装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100602994B1 (ko) * 2002-11-22 2006-07-20 충남대학교산학협력단 초소형 안테나
JP4774217B2 (ja) * 2005-02-15 2011-09-14 高石 好 電力伝送装置、電力伝送方法
KR101371765B1 (ko) * 2007-11-15 2014-03-11 포항공과대학교 산학협력단 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 송수신 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000244226A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置およびその給電装置
JP2009106136A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Toyota Motor Corp 電動車両および車両用給電装置

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