KR101382355B1 - Wireless inductive power transmission system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도 방식의 무선전력 전송 시스템은 무선전력을 공급하는 무선전력발신부 및 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하되, 무선전력발신부는 전원으로부터 전류가 공급되는 발신부인덕터를 포함하며, 무선전력수신부는 상기 발신부인덕터에 의하여 전류가 유도되는 복수의 수신부인덕터를 포함한다.The wireless power transmission system of the electromagnetic induction method according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmitter for supplying wireless power and a wireless power receiver for receiving the wireless power, the wireless power transmitter is a current supplied from the power source And a bridging inductor, wherein the wireless power receiver includes a plurality of receiver inductors from which current is induced by the transmitter inductor.

Description

전자기 유도방식의 무선전력 전송 시스템 {Wireless inductive power transmission system}Electromagnetic inductive wireless transmission system {Wireless inductive power transmission system}

본 발명은 무선전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기 유도방식의 무선전력 전송 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless power transmission system, and more particularly to a wireless power transmission system of the electromagnetic induction method.

유비쿼터스 시대가 도래하면서 전자기기들의 모바일화 경향이 증대하고 이에 발맞추어 전자기기에 무선으로 전력을 공급하는 방안에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 전력을 공급하는 송전단과 공급받는 전자기기(수전단) 간에 물리적인 접촉이 없이 자기 결합(inductive coupling), 용량 결합(capacitive coupling) 또는 안테나 등의 공진구조를 이용하여 공간을 통해 전력을 공급(전송)하는 것이다.With the advent of the ubiquitous era, the tendency of electronic devices to be mobile has been increasing, and the research on the method of supplying electric power wirelessly to electronic devices has been actively conducted. It uses a resonant structure such as inductive coupling, capacitive coupling, or antenna to supply power through space without physical contact between the power supply terminal and the supplied electronic device (receiver). Transmission).

무선 전력의 공급 방식은 주로 자기 결합 원리를 이용하는데, 이는, 도 1에 제시된 바와 같이, 간단한 코일(coil) 구조를 통해 구현할 수 있다. 즉, 송전단에 해당하는 1차 코일(1)과 수전단에 해당하는 2차 코일(2)간 상호 인덕턴스(Mutual inductance, M)로 인해 발생하는 자기 결합에 의해 유도 전류(I2)가 발생되며, 이 유도 전류(I2)에 의해 수전단에 전력이 공급되는 것이다.The method of supplying wireless power mainly uses a magnetic coupling principle, which can be implemented through a simple coil structure, as shown in FIG. 1. That is, induction current I 2 is generated by magnetic coupling generated due to mutual inductance (M) between the primary coil 1 corresponding to the power transmission stage and the secondary coil 2 corresponding to the power receiving stage. In this case, electric power is supplied to the power receiving end by the induced current I 2 .

이때 유도 전류(I2)의 크기는 1차 코일(1)의 중심부와 2차 코일(2)의 중심부와의 거리(O, misalignment), 양 코일의 분리 간격(d, separation)에 따라 변화하는데, 전자기학의 일반원칙에 따르면 이들 두 거리가 커질수록 작아진다. 왜냐하면 전원 소스로부터 1차 코일(1)에 인가되는 전류(I1, 송출 전류)에 의해 1차 코일(1) 주변에 자기장이 형성되고, 형성되는 자기장의 세기는 거리에 따라 감소하기 때문이다. 따라서 앙페르의 법칙(Ampere's law) 내지는 비오-사바르의 법칙(Biot-Savart's law)에 의해 상기 두 거리가 커질수록 1차 코일(1) 주변에 형성되는 자기장의 세기는 감소하며, 이렇게 형성되는 자기장으로부터 상호 인덕턴스에 의해 2차 코일(2) 주변에 유도되는 자기장의 세기도 감소하며, 2차 코일(2) 주변에 유도되는 자기장에 의해 유도되는 유도 전류(I2)의 크기도 작아지는 것이다.At this time, the magnitude of the induced current (I 2 ) changes depending on the distance (O, misalignment) between the center of the primary coil (1) and the center of the secondary coil (2), the separation distance (d, separation) of both coils. However, according to the general principles of electromagnetism, these two distances get smaller as they get larger. This is because the magnetic field is formed around the primary coil 1 by the current I 1 , the current being applied to the primary coil 1 from the power source, and the strength of the formed magnetic field decreases with distance. Therefore, according to Ampere's law or Biot-Savart's law, as the two distances increase, the strength of the magnetic field formed around the primary coil 1 decreases. The intensity of the magnetic field induced around the secondary coil 2 by mutual inductance from the magnetic field is also reduced, and the magnitude of the induced current I 2 induced by the magnetic field induced around the secondary coil 2 is also reduced. .

이러한 자기 유도 원리를 통한 전력 공급 기술은 생체 삽입형 의료기기에도 적용되고 있다. 특히 인체에 삽입되어야 하는 특성상 무선전력전송 방식이 주로 사용되고 있는데 이는 유선 방식과 달리 피부를 관통하는 전선 및 기구를 필요로 하지 않으므로 일상생활에 미치는 제약을 최소화할 수 있기 때문이다. The power supply technology through the magnetic induction principle is also applied to bio-invasive medical devices. In particular, the wireless power transmission method is mainly used due to the nature to be inserted into the human body, because unlike wired methods, wires and devices that penetrate the skin are not required, thereby minimizing the restrictions on daily life.

체내 삽입형 신경 소자의 역할이 증대됨에 따라 충분한 전력을 효율적으로 공급하기 위한 기술, 생체의 움직임으로 인한 코일 사이의 위치 변화에 따른 효율 저하를 해결하기 위한 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한 전기 소자 및 전자기장의 유해성에 따른 생체의 피해를 방지하기 위한 기술들에 대한 연구가 이루어지고 있다. As the role of the implantable neural device in the body increases, researches on a technology for efficiently supplying sufficient electric power and a technique for solving a decrease in efficiency due to a change in position between coils due to movement of a living body are being conducted. In addition, researches have been made on techniques for preventing damage to living bodies due to the harmfulness of electrical devices and electromagnetic fields.

체내 삽입된 소자에 전력의 안정적인 공급을 위한 기술은 인체의 움직임으로 인하여 공진 코일 사이의 간격이 벌어지거나 정렬 위치에서 벗어나게 될 경우 전체적인 효율이 저하되는 문제점을 해결하려는 데에 중점을 두고 있다. 이와 동시에 체내 삽입된 무선전력전송 소자의 위치를 체외에서 정확히 파악하는 기술의 개발도 활발히 이루어지고 있다. 체내 삽입된 소자의 위치를 파악하기 위한 기술로는 Zoubir Hamici 가 제안한 방법이 대표적이다. 체내 삽입된 소자와 체외 소자간 ASK(amplitude shift keying) 방식을 사용하여 전력전송 및 위치정보를 확인하는 기술이다. 하지만 이 경우, 체내소자 및 체외소자 모두 ASK 을 위한 별도의 통신모듈을 구성해야 하는 번거로움이 있다. The technology for the stable supply of power to the device inserted into the body is focused on solving the problem that the overall efficiency is degraded when the gap between the resonant coils due to the human body movement or move out of the alignment position. At the same time, the development of a technique for accurately identifying the location of the wireless power transmission device inserted in the body has been actively made. The technique proposed by Zoubir Hamici is a representative technique for locating the inserted device. It is a technology for confirming power transmission and position information by using an amplitude shift keying (ASK) method between a device inserted in a body and an external device. However, in this case, both the internal device and the external device has a need to configure a separate communication module for the ASK.

그리고 전자기 유도 방식의 무선전력전송 기술은 유선방식에 비해 전력의 전송 효율이 낮은 단점이 있다. 특히, 체내에 삽입된 인덕터와 체외에서 전력을 공급해주는 인덕터간의 비정렬 문제는 전자기유도방식의 전력 전송효율을 떨어트리는 가장 큰 요인이다.In addition, the electromagnetic induction wireless power transmission technology has a disadvantage of lower power transmission efficiency than the wired method. In particular, the misalignment problem between the inductor inserted into the body and the inductor that supplies the power outside the body is the biggest factor in reducing the power transmission efficiency of the electromagnetic induction method.

특히, 기존의 수신부 코일과 발신부 코일의 크기가 같은 구조에서는 1:1 정렬시에는 효율이 좋지만, 코일 간의 비정렬이 발생하면 효율이 급격하게 발생하는 문제점이 있다.
In particular, in a structure where the size of the receiver coil and the transmitter coil is the same, the efficiency of the 1: 1 alignment is good, but when the misalignment occurs between the coils, there is a problem in that the efficiency occurs rapidly.

본 발명의 실시예들은 무선전력수신부에 복수의 수신부인덕터(200)를 포함하여, 무선전력발신부와 무선전력수신부 사이에 비정렬이 발생하여도 효율적으로 전력을 전달하고자 한다.Embodiments of the present invention include a plurality of receiver inductors 200 in the wireless power receiver, to efficiently transfer power even when misalignment occurs between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

또한, 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200)는 유연인쇄회로기판으로 제조되어 인체에 용이하게 삽입되도록 하고자 한다.In addition, the transmitting unit inductor 100 and the receiving unit inductor 200 are made of a flexible printed circuit board to be easily inserted into the human body.

또한, 복수의 수신부인덕터(200)는 모두 동일한 크기로서, n행 및 n열로 배치되어, 가로방향, 세로방향 또는 대각선방향 등 다양한 방향의 비정렬 발생에 대하여 효율이 급격히 감소하는 문제를 해결하고자 한다.
In addition, the plurality of receiver inductors 200 are all the same size, and arranged in n rows and n columns, to solve the problem that the efficiency rapidly decreases against occurrence of misalignment in various directions such as a horizontal direction, a vertical direction, or a diagonal direction. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 무선전력을 공급하는 무선전력발신부 및 상기 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하되, 상기 무선전력발신부는 전원으로부터 전류가 공급되는 발신부인덕터(100)를 포함하며, 상기 무선전력수신부는 상기 발신부인덕터(100)에 의하여 전류가 유도되는 복수의 수신부인덕터(200)를 포함하는 전자기 유도 방식의 무선전력 전송 시스템이 제공될 수 있다. According to an aspect of the invention, including a wireless power transmitter for supplying wireless power and a wireless power receiver for receiving the wireless power, the wireless power transmitter includes a transmitter inductor 100 is supplied with current from the power source. The wireless power receiver may be provided with an electromagnetic induction type wireless power transmission system including a plurality of receiver inductors 200 in which current is induced by the transmitter inductor 100.

또한, 상기 발신부인덕터(100)와 복수의 수신부인덕터(200)는 사각형의 시트타입인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the transmitter inductor 100 and the plurality of receiver inductors 200 may be characterized in that the rectangular sheet type.

또한, 상기 발신부인덕터(100)와 복수의 수신부인덕터(200)는 유연인쇄회로기판에 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the transmitting unit inductor 100 and the plurality of receiving unit inductors 200 may be manufactured on a flexible printed circuit board.

또한, 상기 발신부인덕터(100)의 면적과 상기 복수의 수신부인덕터(200)가 이루는 면적은 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the area of the transmitter inductor 100 and the area of the plurality of receiver inductors 200 may be the same.

또한, 상기 복수의 수신부인덕터(200)는 모두 동일한 크기로서, n행 및 n열로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 n은 2이상의 정수이다.
In addition, the plurality of receiving unit inductors 200 may have the same size and may be arranged in n rows and n columns. N is an integer of 2 or more.

본 발명의 실시예들은 무선전력수신부에 복수의 수신부인덕터(200)를 포함하여, 무선전력발신부와 무선전력수신부 사이에 비정렬이 발생하여도 효율적으로 전력을 전달할 수 있다. Embodiments of the present invention include a plurality of receiver inductors 200 in the wireless power receiver, so that power can be efficiently transmitted even when misalignment occurs between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.

또한, 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200)는 유연인쇄회로기판으로 제조되어 인체에 용이하게 삽입되어 이용될 수 있다.In addition, the transmitting unit inductor 100 and the receiving unit inductor 200 may be manufactured by using a flexible printed circuit board and easily inserted into a human body.

또한, 복수의 수신부인덕터(200)는 모두 동일한 크기로서, n행 및 n열로 배치되어, 가로방향, 세로방향 또는 대각선방향 등 다양한 방향의 비정렬 발생에 대하여 효율이 급격히 감소하는 문제를 해결할 수 있다.
In addition, the plurality of receiver inductors 200 are all the same size and are arranged in n rows and n columns, thereby solving a problem in that the efficiency is rapidly reduced in the occurrence of misalignment in various directions such as a horizontal direction, a vertical direction, or a diagonal direction. .

도 1은 자기 결합 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 단일의 수신부인덕터에 의한 전자기 유도 방식에 의한 무선전력전송 및 비정렬이 발생한 경우를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 인덕터의 형태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 수신부인덕터를 2x2 로 배열한 것을 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도 방식에 의한 무선전력전송 및 비정렬이 발생한 경우를 도시한 것이다.
도 8 내지 10은 각각 수신부인덕터가 하나인 경우, 2x2인경우, 3x3인경우 비정렬 발생시 효율을 확인한 실험결과이다. 1 is a view for explaining the principle of magnetic coupling.
2 and 3 illustrate a case where wireless power transmission and misalignment are caused by an electromagnetic induction method using a single receiver inductor.
4 illustrates various inductor shapes according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates an arrangement of the receiver inductors 2 × 2 according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 illustrate a case in which wireless power transmission and misalignment are caused by an electromagnetic induction method according to an embodiment of the present invention.
8 to 10 are experimental results confirming efficiency when unalignment occurs in the case of one receiver inductor, 2x2, and 3x3, respectively.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3은 단일의 수신부인덕터(200)에 의한 전자기 유도 방식에 의한 무선전력전송 및 비정렬이 발생한 경우를 도시한 것이다. 여기서 비정렬은 수신부인덕터(200)와 발신부인덕터(100)의 중심과 중심이 서로 어긋나 배치되는 것을 의미한다. 2 and 3 illustrate a case in which wireless power transmission and misalignment are caused by an electromagnetic induction method by a single receiver inductor 200. Here, the misalignment means that the center and the center of the receiver inductor 200 and the transmitter inductor 100 are shifted from each other.

도 2에서 보는 바와 같이 전자기 유도방식의 무선전력전송은 무선 전력을 공급하는 발신부인덕터(100)와 상기 발신부인덕터(100)에서 공급하는 전력을 수신하는 전력 수신부 인덕터사이의 전자기 유도 작용에 의해 이루어 진다.As shown in FIG. 2, the wireless power transmission of the electromagnetic induction method is performed by an electromagnetic induction between a transmitter inductor 100 for supplying wireless power and a power receiver inductor for receiving power supplied from the transmitter inductor 100. Is done.

도 2는 하나의 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200)가 1:1로 완전히 정렬이 이루어진 상태를 나타낸 것인데, 이와 같은 상태에서 전력전송이 이루어지면, 최대의 효율로서 수신부인덕터(200)로 무선전력전송이 가능하다. 그러나, 수신부인덕터(200)는 인체 내에 삽입되는 것이어서 인체의 움직임에 의하여 그 위치가 변경될 수 있고, 발신부인덕터(100) 역시 항상 고정된 위치를 유지할 수 있는 것은 아니다. 2 shows a state in which one transmitting unit inductor 100 and the receiving unit inductor 200 are completely aligned in a 1: 1 manner, when power transmission is performed in such a state, the receiving unit inductor 200 is maximized. Wireless power transmission is possible. However, since the receiver inductor 200 is inserted into the human body, its position may be changed by the movement of the human body, and the transmitter inductor 100 may not always maintain a fixed position.

따라서, 도 3에서 보는 바와 같이 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200)사이에는 비정렬이 발생할 수 밖에 없으며, 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200) 사이에 비정렬이 발생하면 전력전송효율은 완전히 정렬이 이루어진 상태에 비하여 급격히 감소하게 된다. Therefore, as shown in FIG. 3, the misalignment may occur between the transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200, and if misalignment occurs between the transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200, power may be generated. The transmission efficiency is drastically reduced compared to the fully aligned state.

그러나, 전력전송효율을 증가시키기 위하여 비정렬이 발생한 경우마다, 정렬상태로 만들어 전력전송을 할 수 없으므로, 본 발명의 실시예들은 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200)사이에 비정렬이 발생한 경우라도 최대한 전력전송효율을 유지하고자 한다. However, whenever misalignment occurs in order to increase the power transmission efficiency, since it is impossible to transmit power by making an alignment state, embodiments of the present invention provide a misalignment between the transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200. Even if it occurs, the power transmission efficiency is to be maintained as much as possible.

본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도 방식의 무선전력전송시스템은 무선전력을 공급하는 무선전력발신부 및 상기 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함한다. 무선전력발신부는 전류를 공급하는 전원부와 상기 전원부로부터 전류를 공급받아 유도전류을 발생시키는 발신부인덕터(100)를 포함한다. 그리고 무선전력수신부는 상기 발신부인덕터(100)에 의하여 전류가 유도되는 수신부인덕터(200)를 포함하며, 상기 수신부인덕터(200)에는 상기 수신부인덕터(200)로부터 전력을 공급받아 작동하는 다양한 장치들이 연결될 수 있다. An electromagnetic induction type wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmitter for supplying wireless power and a wireless power receiver for receiving the wireless power. The wireless power transmitter includes a power supply unit for supplying current and a transmitter unit inductor 100 generating current by receiving current from the power supply unit. In addition, the wireless power receiver includes a receiver inductor 200 in which a current is induced by the transmitter inductor 100, and the receiver inductor 200 is provided with various devices operating by receiving power from the receiver inductor 200. Can be connected.

이하에서는 도면을 참조하여, 특히 본 발명의 일실시예에 따른 수신부인덕터(200)의 형태 및 배열에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the drawings, in particular with respect to the shape and arrangement of the receiver inductor 200 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 인덕터의 형태를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 수신부인덕터(200)를 2x2로 배열한 것을 도시한 것이다. FIG. 4 illustrates various inductor shapes according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 illustrates arrangement of the receiver inductor 200 in 2 × 2 according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발신부인덕터(100) 및 수신부인덕터(200)는 시트타입형태로서 그 두께가 얇게 제작되고, 또한 유연인쇄회로기판에 제작되어 인체 등에 용이하게 삽입이 가능하도록 제작된다.4 to 5, the transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200 according to the exemplary embodiment of the present invention have a sheet type shape, the thickness of which is manufactured to be thin, and is manufactured on a flexible printed circuit board. It is manufactured to be easily inserted into a back.

도 4를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 발신부인덕터(100) 및 수신부인덕터(200)는 시트형태로서 사각형, 육각형, 팔각형, 원형 등 다양한 형태로 제작이 가능하다. 그러나 인덕터 코일의 내부반경이 작을 때, 사각형 형태가 가장 높은 인덕턱스 값을 가지므로 사각형 형태를 이용하는 것이 가장 효율적이다. Referring to FIG. 4, the transmitting unit inductor 100 and the receiving unit inductor 200 according to the exemplary embodiment of the present invention may be manufactured in various forms such as a square, a hexagon, an octagon, and a circle as a sheet form. However, when the inner radius of the inductor coil is small, it is most efficient to use the rectangular shape because the rectangular shape has the highest inductance value.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수신부인덕터(200)는 n x n형태로 배열된다. 즉, 종래에는 발신부인덕터(100)와 동일한 크기의 수신부인덕터(200)를 하나 배치하였지만, 본 발명의 일실시예에서는 발신부인덕터(100)와 동일한 크기의 면적에 복수개의 수신부인덕터(200)를 n x n 형태로 배치하는 것이다. 도 5에서는 2x2 인 경우를 예시로 나타낸 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to Figure 5, the receiver inductor 200 according to an embodiment of the present invention is arranged in the form of n x n. That is, although one receiver inductor 200 having the same size as the transmitter inductor 100 is conventionally disposed, in one embodiment of the present invention, a plurality of receiver inductors 200 are provided in the same area as the transmitter inductor 100. To be in the form of nxn. In FIG. 5, the case of 2 × 2 is shown as an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일실시예에서는 복수개의 수신부인덕터(200)를 n x n 형태로 배열하여 비정렬이 발생하여도 높은 전력전송효율을 유지할 수 있다. 이에 대해서는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도 방식에 의한 무선전력전송 및 비정렬이 발생한 경우를 도시한 도 6 및 도 7를 참조하여 설명한다. In an embodiment of the present invention, a plurality of receiver inductors 200 may be arranged in a form of n × n to maintain high power transmission efficiency even when misalignment occurs. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7 illustrating a case where wireless power transmission and misalignment are caused by an electromagnetic induction method according to an embodiment of the present invention.

도 6은 정렬상태를 나타낸 것이므로 수신부인턱터가 하나인 경우와 마찬가지로 본 발명의 일실시예에서도 정렬상태에서 최대전력전송효율이 발생한다. 6 illustrates the alignment state, and thus, in one embodiment of the present invention, the maximum power transmission efficiency occurs in the alignment state as in the case where there is only one receiver inductor.

도 7은 비정렬 상태를 도시한 것인데, 도 7에서와 같이 비정렬이 발생한 경우에도 복수개의 수신부인덕터(200) 중 일부는 여전히 발신부인덕터(100)와 정렬이 유지되는 형태로 배치되게 되므로 높은 전력전송효율을 유지할 수 있다. 즉, 수신부인덕터(200)가 하나인 경우에는 비정렬이 발생하면, 인덕터 전체가 비정렬상태에 있는 것이지만, 본 발명의 일실시예에서는 수신부인덕터(200)가 복수개 배열되므로 전체적으로 볼 때 비정렬이 발생한 경우라도, 일부 수신부인덕터(200)는 여전히 정렬상태를 유지하게 되어 높은 전력전송효율을 유지할 수 있게 되는 것이다. FIG. 7 illustrates an unaligned state, even when unaligned, as shown in FIG. 7, some of the plurality of receiver inductors 200 are still arranged in a form in which alignment with the transmitter inductor 100 is maintained. Power transmission efficiency can be maintained. That is, in the case where there is only one receiver inductor 200, when the misalignment occurs, the entire inductor is in an unaligned state. Even if it occurs, some receiver inductors 200 are still in alignment to maintain high power transmission efficiency.

또한 비정렬은 가로방향, 세로방향 또는 대각선방향 등 다양한 방향으로 발생할 수 있으므로 수신부인덕터(200)를 n x n 형태로 배열하여 임의의 방향의 비정렬에 대하여 동일한 수준의 전력전송효율을 유지할 수 있다. 즉 가로방향, 세로방향 또는 대각선 방향 등 다양한 방향으로의 비정렬에 대하여 수신부인덕터(200)의 일부가 일정한 수준으로 정렬상태를 유지하게 되므로 다양한 방향의 비정렬에 대하여 유사한 전력전송효율을 유지할 수 있게 되는 것이다. In addition, since the misalignment may occur in various directions such as the horizontal direction, the vertical direction, or the diagonal direction, the receiver inductor 200 may be arranged in the form of n x n to maintain the same level of power transmission efficiency for the misalignment in any direction. That is, part of the receiver inductor 200 is maintained at a constant level with respect to misalignment in various directions such as horizontal, vertical, or diagonal directions, so that similar power transmission efficiency can be maintained for misalignment in various directions. Will be.

이는 실험을 통하여 확인할 수 있는데, 도 8 내지 10은 각각 수신부인덕터(200)가 하나인 경우, 2x2로 배열된 경우, 3x3으로 배열된 경우 비정렬 발생시 효율을 확인한 실험결과이다. This can be confirmed through an experiment. FIGS. 8 to 10 are experimental results confirming efficiency when unalignment occurs when the receiver inductor 200 is one, when arranged in 2x2 and when arranged in 3x3.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 발신부인덕터(100)와 수신부인덕터(200) 사이의 비정렬이 정도가 커질수록 전송효율이 감소함을 알 수 있다. 비정렬이 10mm발생하였을 때를 예로 살펴보면, 수신부인덕터(200)가 하나인 경우에는 효율이 26.17%, 수신부인덕터(200)가 2x2로 배열된 경우에는 효율이 61.71%, 수신부인덕터(200)가 3x3로 배열된 경우에는 효율이 76.25%임을 확인할 수 있다. 즉 수신부인덕터(200)를 2x2 또는 3x3로 배열한 경우 단일의 인덕터가 있는 경우보다 비정렬시 더욱 높은 전력전송효율을 가지게 되는 것이다. 8 to 10, it can be seen that transmission efficiency decreases as the degree of misalignment between the transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200 increases. For example, when the misalignment occurs 10 mm, the efficiency is 26.17% when the receiver inductor 200 is one, and 61.71% when the receiver inductor 200 is 2x2, and the receiver inductor 200 is 3x3. In the case of the arrangement, it can be seen that the efficiency is 76.25%. That is, when the receiver inductor 200 is arranged in 2x2 or 3x3, it has a higher power transmission efficiency when unaligned than when there is a single inductor.

따라서, 본 발명의 실시예를 이용하면 비정렬 등 외란이 발생할 시에도 전력전송효율이 급격히 감소하는 것을 보완하여 안정적인 전력공급이 가능하다.
Therefore, by using the embodiment of the present invention it is possible to provide a stable power supply to compensate for the sharp decrease in power transmission efficiency even when disturbance such as misalignment occurs.

100 : 발신부인덕터
200 : 수신부인덕터100: transmitter inductor
200: receiver inductor

Claims (5)

무선전력을 공급하는 무선전력발신부 및
상기 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하되,
상기 무선전력발신부는 전원으로부터 전류가 공급되는 발신부인덕터(100)를 포함하며, 상기 무선전력수신부는 상기 발신부인덕터(100)에 의하여 전류가 유도되는 복수의 수신부인덕터(200)를 포함하고,
상기 발신부인덕터(100)와 복수의 수신부인덕터(200)는 사각형의 시트타입이고, 상기 발신부인덕터(100)의 면적과 상기 복수의 수신부인덕터(200)가 이루는 면적은 동일하며, 상기 복수의 수신부인덕터(200)는 모두 동일한 크기로서, n행 및 n열로 배치되어, 상기 무선전력발신부와 상기 무선전력수신부 사이에 비정렬이 발생하여도, 상기 발신부인덕터(100)와 어느 하나의 수신부인덕터(200)가 정렬을 이루며 무선전력이 전송되는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 방식의 무선전력 전송 시스템.
(여기서, n은 2이상의 정수)
Wireless power transmitter for supplying wireless power and
Including a wireless power receiver for receiving the wireless power,
The wireless power transmitter includes a transmitter inductor 100 through which current is supplied from a power source, and the wireless power receiver includes a plurality of receiver inductors 200 through which current is induced by the transmitter inductor 100.
The transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200 are rectangular sheet types, and the area of the transmitter inductor 100 and the areas of the receiver inductor 200 are the same, and the plurality of receiver inductors 200 are the same. The receiver inductor 200 has the same size and is arranged in n rows and n columns so that the transmitter inductor 100 and any one receiver may be disposed even when misalignment occurs between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. Wireless power transmission system of the electromagnetic induction method characterized in that the inductor 200 is aligned and the wireless power is transmitted.
Where n is an integer greater than or equal to 2
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 발신부인덕터(100)와 복수의 수신부인덕터(200)는 유연인쇄회로기판에 제조되는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 방식의 무선전력 전송 시스템.



The method according to claim 1,
The transmitter inductor 100 and the receiver inductor 200 are electromagnetic induction type wireless power transmission system, characterized in that the manufacturing on a flexible printed circuit board.



삭제delete 삭제delete
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KR20110137393A (en) * 2009-04-08 2011-12-22 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 Selectable coil array

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