KR101719875B1 - 무선 전력 송신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 송신 장치가 공개된다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코어, 상기 송신 코어 상에 형성되고, 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일, 및 상기 송신 코어 상에 형성되고, 표면에서의 법선과 상기 송신 코어가 이루는 각이 예각이 되도록 형성되는 자성체를 포함한다.

Description

무선 전력 송신 장치 {WIRELESS CHARGING SYSTEM}
본 발명은 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.
무선 기술의 발전에 따라, 무선 기술은 데이터 전송에서 전력 전송까지 다양한 기능을 제공하고 있다. 최근에는 다양한 휴대 장치로 비접촉으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신 기술이 주요한 이슈가 되고 있다.
그러나 종래의 무선 전력 송신 기술은, 원활한 충전을 위해서는 제한된 요건이 다수 존재한다. 즉, 무선 전력 송수신에는 제한된 송신 거리, 제한적인 송수신 장치의 위치 관계 등의 한계가 있으며, 이로 인하여 무선 전력 수신 장치를 무선 전력 송신 장치의 특정 위치, 또는 특정 방향을 향하도록 위치시켜야 무선 전력 송수신이 실질적으로 가능한 한계가 있었다.
한편, 무선 전력 송수신 기술은 다양한 휴대 장치에 적용되는 추세에 있으며, 이에 따라 다양한 환경에서도 효율적으로 충전할 수 있는 무선 전력 송신 기술에 대한 요구가 발생하고 있다.
일본 공개특허공보 제2013-062987호
본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 휴대 장치에 대하여 효과적으로 무선 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코어, 상기 송신 코어 상에 형성되고, 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일, 상기 송신 코어 상에 형성되고, 표면에서의 법선과 상기 송신 코어가 이루는 각이 예각이 되도록 형성되는 자성체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일, 및 상기 송신 코일의 중앙부에 배치되고, 표면에서의 법선과 상기 송신 코일이 형성된 면이 이루는 각이 예각이 되도록 형성되는 자성체를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 다양한 휴대 장치에 대하여 효과적으로 무선 전력을 송신할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 이용하면, 무선 전력을 수신하는 전자 장치의 수신 코일 및/또는 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치의 송신 코일을 보다 자유롭게 설계할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 적용된 어플리케이션의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 무선 전력 송신 장치의 송신 코일과 무선 전력 수신 장치의 수신 코일이 서로 수직하게 배치된 경우의 사시도, 측면도 및 평면도이다.
도 3은 무선 전력 송신 장치 또는 무선 전력 수신 장치에 사용되는 코일의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 4 내지 도 5는 무선 전력 수신 장치와 무선 전력 송신 장치의 위치에 따른 자기 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 9 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 도면이다.
도 10은 자기적 평균점의 연장선과 수신 코일의 중간점과의 각도에 따른 효율을 도시하는 그래프이다.
도 11 내지 도 12 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 일부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치가 적용된 어플리케이션의 일 예를 도시하는 도면으로서, 도 1에서 100은 무선 전력 송신 장치를, 200은 무선 전력 수신 장치를 각각 나타낸다.
무선 전력 송신 장치(100)는 외부로부터 입력되는 전원을 이용하여 무선 전력을 송신한다. 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력을 송신하기 위한 송신 코일을 포함할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 제공되는 무선 전력을 수신받는다. 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력을 수신하기 위한 수신 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(200)는 다양한 전자 기기들에 장착되거나, 상기 전자 기기들과 일체형으로 구현될 수 있다. 도 1에는 상기 전자 기기가 시계 형태의 웨어러블 장치(wearable device)인 경우를 예시하고 있으나, 상기 전자 기기는 안경 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일은 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일에 대하여 다양한 각도로 위치할 수 있다. 종래의 경우, 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일과 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일이 평행한 상태에서만 충전이 원활히 이루어졌으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일과 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일이 평행하지 않는 경우, 예컨대, 도시된 예와 같이 90도를 유지하는 경우에도 원활하게 무선 전력이 송수신될 수 있다.
이하에서는, 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일과 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일이 서로 수직하게 배치되는 경우를 예를 들어 설명하나, 이하의 실시예들은 수직 상태가 아닌 다양한 각도에서도 무선 전력의 송수신이 가능하다.
도 2는 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일과 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일이 수직으로 배치된 상태를 도시하는 사시도(a), 측면도(b) 및 평면도(c) 이다.
무선 전력 송신 장치(100)는 송신 코일(110)과 송신 코어(120)를 포함할 수 있다. 도 2에서 송신 코일(110)은 하나의 루프로 도시되었으나, 도 3과 같이 복수 횟수로 감겨 형성될 수 있다. 또는 도 6 등에 도시된 바와 같이 복수 층으로 감겨 형성될 수도 있다.
송신 코어(120)는 기판 또는 마그네틱 송신 코어로 이루어질 수 있다. 마그네틱 송신 코어는 소정의 자성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속 분말이 함유된 수지 재질로 이루어질 수 있다. 다른 예를 들어, 페라이트 시트 (NiZnCu / MnZn 계열이 포함될 수 있음), 샌더스트 계열 금속, 퍼멀로이 계열 금속, 비정질 계열의 자성체 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
무선 전력 수신 장치(200)도 수신 코일(210)과 수신 코어(220)를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 무선 전력 수신 장치(200)도 다양한 형상의 코일(210)과 다양한 재질의 수신 코어(220)로 구성될 수 있다.
도 2 및 도 4에서는 무선 전력 수신 장치(200)가 무선 전력 송신 장치(100)의 가운데에 위치하는 예를 도시하고 있다.
도시된 점선은 무선 전력 송신 장치(100)에서 송출되는 자기장이며, 도 2 및 도 4와 같이 무선 전력 수신 장치(200)가 위치하는 경우, 송출된 자기장은 무선 전력 수신 장치(200)와 수평 또는 약간의 기울기를 가지게 된다. 따라서, 송출된 자기장은 무선 전력 수신 장치(200)의 코일(210)과 자기적 결합이 거의 이루어지지 않거나 매우 약하게 결합하게 된다.
도 5에 도시된 예는 무선 전력 수신 장치(200)가 무선 전력 송신 장치(100)의 코일 위에 위치하는 예를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)에서 송출되는 자기장은 일종의 루프를 형성하므로 무선 전력 수신 장치(200)의 코일(210)을 통과할 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 장치(100)의 코일(110)과 무선 전력 수신 장치(200)의 코일(210)은 서로 자기적 결합을 이룰 수 있다.
다만, 도 5에 도시된 예와 같은 경우라도, 자기적 결합의 세기 및 효율성이 낮은 상태에 불과하므로, 도 5에 도시된 예의 경우에서는 효율적인 무선 충전을 달성하기 어렵다.
따라서, 이하에서는 도 6 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코일(110)은 복수 층으로 형성될 수 있다. 송신 코일(110)이 복수 층으로 구성되는 경우, 송신 코일(110)에서 송출되는 자기장의 플럭스가 보다 강해지고, 수직 방향성이 보다 강해진다.
따라서, 무선 전력 송신 장치(100)에서 송출되는 자기장이 보다 강해지므로, 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일(210)에서의 자기적 결합이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
이때, 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 송신 코일(110)을 통하여, 전자기 공명 방식으로 무선 전력을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 송신 코일(110)은 6.78MHz의 주파수에서 약 10μH 이하의 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 송신 코일(110)은 스파이럴 형태 또는 헬리컬 형태로 구현될 수 있으며, 상기 송신 코일(110)이 스파이럴 형태로 구현될 경우, 내경의 크기는 20mm 보다 클 수 있다. 내경의 크기가 커짐으로 인해, 무선 전력 수신 장치(200)의 배치 자유도가 향상될 수 있다. 또는 외경의 크기는 45mm 보다 클 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치에서, 송신 코어(120)의 길이는 송신 코일(110)의 직경과 동일할 수 있다. 송신 코어(120)는 상술한 바와 같이 마그네틱 송신 코어일 수 있으며, 마그네틱 송신 코어는 송신 코일(110)에서 송출된 자기장을 끌어들여 보다 강한 자기 순환 효과를 제공할 수 있다.
한편, 송신 코어(120)가 송신 코일(110)보다 연장된 경우, 송신 코일(110)에서 송출되어 소정의 루프를 형성하는 자기장을 보다 강력하게 유도하므로, 수신 코일(120)에서의 자기 결합성이 보다 향상될 수 있다.
도 7 내지 도 8 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 단면도이다. 도 7 내지 도 8 각각에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코어(120)의 길이는 송신 코일(110)의 직경보다 클 수 있다. 즉, 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 코어(120)는 송신 코일(110)보다 돌출되어 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 송신 코어(120)의 연장 거리(L1, L2)는 수신 코일(210)의 길이를 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 수신 코일(210)이 무선 전력 송신 장치(100) 위에 수직으로 위치하는 경우, 수신 코일(210)의 반지름의 길이에 비례하도록 송신 코어(120)의 연장거리를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 송신 코어(120)는 송신 코일(110)의 자기적 평균점으로부터 수신 코일(210)까지의 최단 거리를, 송신 코어(120)의 최소 연장 거리로서 가질 수 있다.
도시된 예에서, 송신 코일(110)은 2층으로 구성되어 있으므로, 송신 코일(110)의 자기적 평균점은 두 층의 가운데가 됨을 알 수 있다. 보다 정확하게는, 송신 코일(110)의 위층은 3개의 권선이, 아래층에는 4개의 권선이 형성되어 있으므로, 자기적 평균점은 두 층의 가운데에서 아랫층으로 약간 치우칠 수 있다. 만약, 송신 코일(110)이 상하 대칭의 권선 횟수를 가지는 n층으로 구성되는 경우, 송신 코일(110)의 자기적 평균점은 n/2가 된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 송신 코일(110)의 자기적 평균점이 송신 코어(120)와 평행한 방향으로 연장된 가상의 선(A)과 상기 가상의 선(A)의 임의 의 점과 상기 수신 코일(210)의 중간점(B)을 연결하는 선이 이루는 각도가 45도를 형성하는 길이에 대응되도록, 송신 코어(120)의 확장 길이(L1)가 결정될 수 있다. 이 경우, 수신 코일(210)은 송신 코일(110)의 수직 상방에 위치하고 있다. 다시 말하면, 송신 코어(120)의 끝단의 위치는 송신 코일(110)의 자기적 평균점이 송신 코어(120)와 평행한 방향으로 연장된 가상의 선(A)과 상기 가상의 선(A)과 45도의 각도를 가지고 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일의 중간점(B)을 통과하는 선의 교점에 대응되는 위치를 가질 수 있다.
이러한 자기적 평균점의 연장선(A)과, 수신 코일(210)의 중간점(B)과 45도를 형성하는 길이에 대응되도록, 송신 코어(120)의 확장 길이(L1)을 결정할 수 있다.
수신 코일(210)의 중간점(B)과 자기적 평균점의 연장선(A)에 의한 각도에 대응되도록 송신 코어(120)의 확장 길이(L1)를 결정하게 되므로, 그 각도가 크면 확장 길이(L1)은 짧아지고, 그 각도가 작으면 확장 길이(L1)은 길어지게 된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 송신 코어(120)의 확장 길이(L2)는 도 7에 예시된 확장 길이(L1)보다 길 수도 있다. 도 8에 도시된 실시예의 경우, 각도θ는 45도 이하가 된다.
송신 코어(120)의 확장 길이에 따른 효과를 나타내는 실험적 데이터는 아래의 표 1과 같다.
각도θ S21 Passive Low Power Resonator Efficiency
59 -10.9dB 0.081283
53.4 -10.4dB 0.091201
48.5 -10.2dB 0.095499
44.2 -9.8dB 0.104713
표 1의 데이터는 권선된 단층의 송신 코일을 이용하여 취득한 데이터로서, 와이어 두께는 1.2mm이다.
각도 θ가 59도 인 경우는, 도 6에 도시된 바와 같이 송신 코일(110)과 송신 코어(120)가 같은 크기인 상태이다. 즉, 송신 코어의 확장 길이가 0인 경우를 의미한다.
표 1에서 각도 θ가 줄어들수록 송신 코어(120)의 길이가 길어지게 되며, 그에 따른 공진 성능이 향상됨을 알 수 있다. 또한, S21은 안테나의 입력 파워와 출력 파워의 관계로부터 도출되는 값으로서, 0dB에 가까울수록 높은 성능을 의미하며, S21의 데이터에서도 송신 코어(120)의 확장 길이가 길어짐에 따라 높은 성능을 가짐을 알 수 있다.
이러한 표 1의 데이터를 포함하여 도 10의 그래프를 얻을 수 있다. 도 10은 상술한 데이터에 대응되는, 자기적 평균점의 연장선과, 수신 코일(210)의 중간점과의 각도에 따른 효율을 도시하는 그래프이다.
상기의 데이터에서 알 수 있듯이, 각도가 45도에서 높은 효율을 가짐을 알 수 있다. 즉, 45 각도까지는 송신 코어(120)의 확장 길이가 길어질수록 효과도 비례적으로 커짐을 알 수 있으나, 각도가 45도 이하로 줄어들도록 송신 코어(120)가 확장되는 경우에는 그 효과가 유사함을 알 수 있다.
즉, 송신 코어(120)의 길이가 지나치게 긴 경우, 무선 전력 송신 장치(100)의 크기가 필수적으로 커지게 되는 문제가 있다. 따라서, 송신 코어(120)의 길이는 충분한 효과를 가지는 한도에서 가능한 한 짧은 조건을 만족하는 것이 보다 유리하며, 이로부터 45도 각도일 때 최소 확장 길이로서 임계적인 의의를 가질 수 있음을 알 수 있다.
일 실시예에서, 무선 전력 송신 장치(100)는 케이스(130)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 케이스(130)는 무선 전력 수신 장치(200)의 위치를 표시할 수 있는 소정의 구조물 또는 시각적 수단을 포함할 수 있다. 즉, 무선 전력 수신 장치(200)가 송신 코일(110)에 대응되는 위치에 거치되도록, 케이스(130)는 해당 위치에 소정의 홈, 마크, 표시 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 전력 수신 장치(200)가 손목 시계 형상의 웨어러블 장비인 경우, 케이스(130)는 해당 웨어러블 장비의 형상의 일부에 대응되는, 또는 웨어러블 장비를 거치할 수 있는 소정의 음각 형상을 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 자성체(140)을 더 포함할 수 있다.
자성체(140)은 송신 코일(110)의 내측에 위치하여, 송신 코일(110)에서 송출되는 자기장의 플럭스를 증폭하거나 또는 방향성을 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코일(110), 송신 코어(120), 및 자성체(140)를 포함한다. 도 11에서 점선 화살표는 자기장의 플럭스(flux)를 나타낸 것이다.
송신 코일(110)은 무선으로 전력을 전송한다. 상술한 바와 같이, 상기 송신 코일(110)은 전자기 공명 방식으로 전력을 전송할 수 있다. 상기 송신 코일(110)은 6.78MHz의 주파수에서 약 10μH 이하의 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 송신 코일(110)은 스파이럴 형태 또는 헬리컬 형태로 구현될 수 있다. 상기 송신 코일(110)이 스파이럴 형태로 구현될 경우, 상술한 바와 같이, 내경의 크기는 20mm 보다 클 수 있다. 또한, 송신 코일(110)의 외경의 크기는 45mm보다 클 수 있다.
송신 코어(120)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB), 또는 전자기 차폐 기능을 가지는 쉴딩 시트(shielding sheet), 마그네틱 코어(magnetic core) 등으로 구성될 수 있다. 송신 코어(120)가 인쇄 회로 기판으로 구성되는 경우, 송신 코일(110)은 인쇄 회로 기판 상에 PCB 패턴 형태로 형성될 수 있다. 또한, 송신 코일(110)을 복수 층으로 형성하기 위하여, 송신 코어(120)인 인쇄 회로 기판도 복수 층으로 형성될 수 있다.
자성체(140)는 송신 코일(110)의 내경 안쪽으로 배치될 수 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 자성체(140)의 단면은 곡면 형태를 가질 수 있다. 즉, 도 10에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 경우, 송신 코일(110)의 내경 안쪽으로 단면의 형상이 곡면인 자성체(140)를 배치함으로써, 자기장의 경로가 코일의 자성체(140)의 표면에서의 법선 방향으로 형성되도록 한다. 따라서, 상기 송신 코일(110)이 배치된 기판(120)과 평행한 방향으로 위치하는 수신 코일 뿐만 아니라, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 기판(120)과 수직한 방향으로 위치하는 수신 코일(도 6 내지 도 8의 210)로도 무선 전력이 수신될 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코일(110), 기판(120), 및 자성체(141)를 포함한다. 도 11에서 점선 화살표는 자기장의 플럭스(flux)를 나타낸 것이다.
도 11에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 자성체(141)의 단면이 다각형인 것을 제외하면 도 10에 나타낸 본 발명의 일 실시예의 무선 전력 송신 장치와 동일하다. 도 10에서 설명한 것과 유사하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 송신 코일(110)의 내경 안쪽으로 자성체(141)를 배치함으로써, 자기장의 방향을 변경하여, 상기 송신 코어(120)와 평행한 방향으로 위치하는 수신 코일 뿐만 아니라, 상기 송신 코어(120)과 수직한 방향으로 위치하는 수신 코일로도 무선 전력이 원활히 수신될 수 있도록 한다.
도 10 및 도 11에서, 자성체(140, 141)의 단면의 형태가 곡면이거나, 다각형인 경우를 예시하였으나, 자성체는 자성체 표면에서의 법선과 송신 코어(120)의 각이 예각을 이룰 수 있도록 하는 범위 내에서 어떠한 형태로도 구현될 수 있다.
또한, 도 10 및 도 11에서 도시하지는 않았으나, 도 10 및 도 11에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 도 6 내지 도 8에 나타낸 것과 유사하게, 케이스(130)를 더 구비할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 나타낸 것으로서, 도 6 내지 도 8에 나타낸 무선 전력 송신 장치에 자성체를 적용한 경우를 도시한 것이다.
도시된 예에서는 반구형 자성체(140)을 도시하고 있다. 반구형 자성체(140)은 반구면에 수직한 방향, 즉, 자성체(140)의 표면의 법선 방향으로 자기장을 송출하도록 유도할 수 있으므로, 송신 코일(110)에서 송출되는 자기장이 수신 코일(210) 방향으로 보다 치우치도록 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 자성체(140)은 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 구성의 일부를 계략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 전원부(150), 증폭부(160), 및 송신 코일(110)을 구비할 수 있다. 도 13에서, 송신 코일(110)은 하나의 코일로 구성되는 경우를 예시하였으나, 송신 코일(110)은 두 개의 코일, 즉, 증폭부(110-2)로부터 고주파 전력 신호가 인가되는 제1 코일과, 상기 제1 코일과 이격되어 배치되고, 제1 코일로부터 유기된 고주파 전력을 전자기 공명 방식으로 전송하는 제2 코일을 포함할 수 있다.
전원부(150)은 전력을 증폭부(160)로 공급한다. 전원부(150)는 외부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 AD 컨버터 및 상기 직류 전원의 크기를 가변하는 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.
증폭부(160)는 전원부(150)로부터 공급받은 전력을 증폭하여 송신 코일(110)로 공급할 수 있다. 증폭부(160)는 파워 앰프 및 오실레이터 등을 포함할 수 있다.
송신 코일(110)은 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 이 때, 상기 송신 코일(110)은 전자기 공명 방식으로 전력을 전송할 수 있다.
*이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 무선 전력 송신 장치 200 : 무선 전력 수신 장치
110 : 송신 코일 120 : 송신 코어
210 : 수신 코일 220 : 수신 코어
130 : 케이스 140, 141 : 자성체
150 : 전원부 160 : 증폭부

Claims (17)

  1. 송신 코어;
    상기 송신 코어 상에 형성되고, 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일; 및
    상기 송신 코어 상에 형성되되 상기 송신 코일의 중앙부에 배치되고, 표면에서의 법선과 상기 송신 코어가 이루는 각이 예각인 부분을 포함하도록 형성되는 자성체를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신 코어는
    인쇄 회로 기판, 전자기 차폐 기능을 가지는 쉴딩 시트, 및 마그네틱 코어 중 하나인 무선 전력 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 송신 코일은
    스파이럴 형태 또는 헬리컬 형태인 무선 전력 송신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 송신 코일은
    복수개의 층으로 형성되는 무선 전력 송신 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 송신 코일은
    6.78MHz의 주파수에서 10μH 이하의 인덕턴스를 가지는 무선 전력 송신 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 자성체는
    단면의 형상이 반구형 또는 다각형 형상인 무선 전력 송신 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 송신 코어는
    상기 송신 코일보다 돌출되어 형성되는 무선 전력 송신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 송신 코어의 끝단의 위치는 상기 송신 코일의 자기적 평균점이 상기 송신 코어와 평행한 방향으로 연장된 가상의 선과 상기 가상의 선과 45도의 각도를 가지고 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일의 중간점을 통과하는 선의 교점에 대응되는 위치인 무선 전력 송신 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
    상기 송신 코일 및 상기 자성체의 상부에 형성되는 케이스를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
    외부로부터 전원을 인가받아 공급 전력을 출력하는 전원부; 및
    상기 공급 전력을 증폭한 고주파 전력을 상기 송신 코일로 공급하는 증폭부를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 송신 코일은
    상기 고주파 전력이 인가되는 제1 코일; 및
    상기 제1 코일과 이격되어 배치되고, 상기 제1 코일로부터 유기된 고주파 전력을 전자기 공명 방식으로 전송되는 제2 코일을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  13. 무선으로 전력을 전송하는 송신 코일; 및
    상기 송신 코일의 중앙부에 배치되고, 표면에서의 법선과 상기 송신 코일이 형성된 면이 이루는 각이 예각인 부분을 포함하도록 형성되는 자성체를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 송신 코일은
    6.78MHz의 주파수에서 10μH 이하의 인덕턴스를 가지는 무선 전력 송신 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 자성체는
    단면의 형상이 반구형 또는 다각형 형상인 무선 전력 송신 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는
    외부로부터 전원을 인가받아 공급 전력을 출력하는 전원부; 및
    상기 공급 전력을 증폭한 고주파 전력을 상기 송신 코일로 공급하는 증폭부를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 송신 코일은
    상기 고주파 전력이 인가되는 제1 코일; 및
    상기 제1 코일과 이격되어 배치되고, 상기 제1 코일로부터 유기된 고주파 전력을 전자기 공명 방식으로 전송되는 제2 코일을 포함하는 무선 전력 송신 장치.
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