KR101745043B1 - 무선 전력 전송 기기 및 그 방법 - Google Patents

무선 전력 전송 기기 및 그 방법 Download PDF

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    • H04B5/24—
    • H04B5/79—

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치는 복수의 중계 공진 코일들을 포함하는 중계 공진부; 및 무선전력 수신장치와 상기 중계 공진 코일과의 상호 인덕턴스 성분에 의하여 변화되는 공진 주파수를 갖는 전력을 상기 중계 공진부에 전달하는 송신부를 포함한다.

Description

무선 전력 전송 기기 및 그 방법{A WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것으로서, 특히 자기 공진 현상을 이용하여 에너지를 효율적으로 전송하는 무선 전력 전송 기기 및 그 방법에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선 전력 전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오 파(radio wave)나 레이저(laser)와 같은 전자기파를 방사해서 전기 에너지를 전송하는 방법도 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동 칫솔이나 일부 무선 면도기도 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.
최근에 이슈가 되고 있는 단거리 무선 전력 전송 기술의 응용 분야를 보면, 건물 내에 무선 전력 송신 장치를 설치하고, 건물 내부에서 사용자가 휴대폰이나 노트북 등과 같은 모바일 기기 내에 무선 전력 수신 장치를 사용하면 별도의 전원 케이블을 연결하지 않아도 계속해서 충전되는 경우가 대표적이다.
그런데, 종래의 무선 전력 전송 기술에서는 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치의 존재 여부 및 위치와 관계없이 항상 일정한 전력을 송신하거나 중계하므로 전력이 낭비되고 인체에 유해한 문제점이 있다.
이와 관련된 선행특허문헌으로는 일본 공개특허공보 특개2011-151989호가 있다.
본 발명은 자기 공진 현상을 이용하여 에너지를 전송하는 무선 전력 전송 기기 및 그 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 전력 수신 장치의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송하는 무선 전력 전송 기기 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 공진을 이용하여 무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는 중계 공진부 및 상기 무선전력 수신장치와 상기 중계 공진부의 상호 인덕턴스 성분에 의해 변경된 상호 변경 공진 주파수를 갖는 교류 전력을 상기 중계 공진부에 전달하는 전력 소스를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 공진을 이용하여 무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 전달하는 무선전력 중계장치로서, 복수의 중계 공진기를 포함하고, 상기 무선전력 중계장치는 상기 복수의 중계 공진기 중 상기 무선전력 수신장치의 위치에 대응하는 중계 공진기의 상호 인덕턴스 성분에 의해 변경된 상호 변경 공진 주파수를 갖는 교류 전력을 상기 무선전력 수신장치에 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치의 위치에 대응하는 중계 공진기를 통해 에너지를 전송함으로써, 무선 전력 수신 장치로의 에너지 전송 효율을 향상할 수 있다.
또한, 무선 전력 송신 장치는 특정 중계 공진기를 통해 에너지 전송을 집중함으로써, 에너지 낭비를 감소할 수 있고 인체에 유해한 자기장의 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 무선 전력 송신 장치는 특정 중계 공진기와 무선 전력 수신 장치 사이의 상호 인덕턴스 성분에 의해 발생된 상호 공진 주파수를 이용하여 에너지를 전송함으로써, 능동적인 전송 방법에 비해 저 비용의 간단한 회로로 구현될 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 코일부의 등가 회로도;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 소스와 송신부의 등가 회로도;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 공진 코일부, 수신 코일부, 평활 회로 및 부하의 등가 회로도;
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도;
도 6은 상호 공진 주파수를 계산하기 위한 중계 공진기와 무선 전력 수신 장치의 등가 회로도.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 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.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 전력 소스(10), 전력 송신부(20), 전력 수신부(30), 정류 회로(40) 및 부하(50)를 포함한다.
전력 소스(10)에서 생성된 전력은 전력 송신부(20)로 전달되고, 자기 공진 현상에 의해 전력 송신부(20)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 전력 수신부(30)로 전달된다. 전력 수신부(30)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 거쳐 부하(50)로 전달된다. 이때, 상기 부하(50)는 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치일 수 있다.
좀 더 구체적으로, 전력 소스(10)는 소정의 주파수를 갖는 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스이다.
전력 송신부(20)는 송신 코일부(21)와 송신 공진 코일부(22)로 구성된다. 송신 코일부(21)는 전력 소스(10)와 연결되며, 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 코일부(21)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신 공진 코일부(22)에도 교류 전류가 유도된다. 송신 공진 코일부(22)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 전력 송신부(20)와 공진 회로를 이루는 전력 수신부(30)로 전달된다.
자기 공진에 의한 전력 전송은 임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 간에 전력이 전송되는 현상으로써, 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 먼 거리까지 높은 효율로 전력을 전달할 수 있다.
전력 수신부(30)는 수신 공진 코일부(31)와 수신 코일부(32)로 구성된다. 송신 공진 코일부(22)에 의해 전송된 전력은 수신 공진 코일부(31)에 의해 수신되어 수신 공진 코일부(31)에 교류 전류가 흐르게 된다. 수신 공진 코일부(31)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 코일부(32)로 전달된다. 수신 코일부(32)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 통해 정류되어 부하(50)로 전달된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 코일부(21)의 등가 회로이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 송신 코일부(21)는 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다.
상기 캐패시터(C1)는 고정 캐패시터 또는 가변 캐패시터일 수 있다. 상기 캐패시터(C1)가 가변 캐패시터인 경우, 전력 송신부(20)는 가변 캐패시터를 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 한편, 송신 공진 코일부(22), 수신 공진 코일부(31), 수신 코일부(32)의 등가 회로도 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 소스(10)와 전력 송신부(20)의 등가 회로이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 송신 코일부(21)와 송신 공진 코일부(22)는 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다.
특히, 송신 공진 코일부(22)의 캐패시터(C2)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 전력 송신부(20)는 상기 가변 캐패시터를 조절하여 자기 공진을 위한 공진 주파수 값을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 공진 코일부(31), 수신 코일부(32), 평활 회로(40) 및 부하(50)의 등가 회로이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수신 공진 코일부(31)와 수신 코일부(32)는 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3, L4)와 캐패시터(C3, C4)로 구성될 수 있다.
평활 회로(40)는 다이오드(D1)와 평활 캐패시터(C5)로 구성될 수 있으며, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 출력한다. 부하(50)는 1.3V의 직류 전원으로 표시되어 있으나, 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다.
한편, 이하 본 발명의 실시 예에서는, 무선 전력 수신 장치의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송하는 무선 전력 전송 기기 및 그 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(60), 중계 공진부(70) 및 무선 전력 수신 장치(80)을 포함한다. 이하, 본 실시 예에서, 상기 무선 전력 송신 장치(60)는 상기 중계 공진부(70)를 통해 무선 전력 수신 장치(80)로 에너지를 전송하게 된다.
무선 전력 송신 장치(60)는 전력 소스(10), 송신 코일부(21) 및 송신 공진 코일부(22)를 포함한다. 이러한 무선 전력 송신 장치(60)는 무선 전력 수신 장치로 직접 에너지를 전송하거나 또는 특정 중계 공진기를 통해 무선 전력 수신 장치로 에너지를 전송하게 된다.
전력 소스(10)는 자기 공진에 의한 에너지 전송을 위해 특정 주파수의 교류 전력을 발생한다. 즉, 전력 소스(10)는 특정 중계 공진기와 무선 전력 수신 장치 사이의 상호 인덕턴스 성분에 의해 야기된 상호 공진 주파수를 갖는 교류 전력을 발생한다.
송신 코일부(21)는 전력 소스(10)와 연결되며, 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 코일부(21)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신 공진 코일부(22)에도 교류 전류가 유도된다. 송신 공진 코일부(22)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 송신 장치와 공진 회로를 이루는 수신 장치로 전달된다.
송신 공진 코일부(22)는 캐패시터(22a)를 포함하며, 상기 캐패시터(22a)는 고정 캐패시터 또는 가변 캐패시터일 수 있다.
상기 송신 공진 코일부(22)의 캐패시터(22a)가 가변 캐패시터인 경우, 무선 전력 송신 장치(60)는 송신 공진 코일부(22)의 캐패시터(22a)를 통해 자기 공진을 위한 자체 공진 주파수를 조절할 수 있다.
중계 공진부(70)는 송신 공진 코일부(22)로부터 자기 공진을 통해 전송된 에너지를 무선 수신 장치(80)로 중계하는 역할을 수행한다.
상기 중계 공진부(70) 내의 중계 공진기(65)는 무선 전력 수신 장치에 구비된 수신 공진 코일부보다 더 크게 형성하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 효율적인 무선 전력 전송을 위해, 송신 측의 공진 코일과 수신 측의 공진 코일 사이에 임계값 이상의 결합 계수(coupling coefficient)가 존재하여야 하기 때문이다. 따라서, 복수의 중계 공진기(65)를 이용한 에너지 전송 방식은 무선 전력 송신 장치에서 무선 전력 수신 장치로 에너지를 바로 전달하는 방식보다 전송 효율이 증가하게 된다.
상기 중계 공진부(70)는 규칙적으로 배열된 복수의 중계 공진기(65)를 포함한다. 이때, 상기 복수의 중계 공진기(60)는 각각 동일한 크기와 모양을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 중계 공진부(70)는 무선 전력 송신 장치와 일정한 거리에 서로 이격되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 중계 공진부(70)는 12개의 중계 공진기들이 격자 형태 또는 매트릭스 형태로 배열되는 것을 예시하고 있으나, 이를 제한하지는 않는다. 또한, 상기 중계 공진부(70)는 사각형 모양의 중계 패드 형태로 구성되는 것을 예시하고 있으나, 이를 제한하지는 않는다.
복수의 중계 공진기(65)는 각각 동일한 캐패시터(65a)를 포함하며, 상기 캐패시터(65a)는 고정 캐패시터일 수 있다. 이때, 상기 복수의 중계 공진기(65)는 각각 동일한 자체 공진 주파수(f1)를 갖는다.
이러한 중계 공진부(70) 위에 무선 전력 수신 장치(80)를 위치하면, 무선 전력 송신 장치(60)는 상기 무선 전력 수신 장치(80)의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송하게 된다.
무선 전력 수신 장치(80)는 수신 공진 코일부, 수신 코일부, 정류 회로 및 부하를 포함한다. 하지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 설명의 편의상, 무선 전력 수신 장치(80)는 수신 공진 코일부 및 수신 코일부를 포함하는 것으로 간략히 표현될 수 있다.
송신 공진 코일부(22)에 의해 전송된 전력은 수신 공진 코일부(31)에 의해 수신되어 수신 공진 코일부(31)에 교류 전류가 흐르게 된다. 수신 공진 코일부(31)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 코일부(32)로 전달된다. 수신 코일부(32)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 통해 정류되어 부하(50)로 전달된다.
각 수신 장치의 수신 공진 코일부는 동일한 캐패시터를 포함하며, 상기 캐패시터는 고정 캐패시터일 수 있다. 이때, 각 수신 장치는 동일한 자체 공진 주파수(f2)를 갖는다. 또한, 수신 장치는 상기 중계 공진부(70)의 자체 공진 주파수와 동일한 값을 갖도록 설계될 수도 있다.
상기 중계 공진부(70) 위에 무선 전력 수신 장치(80)를 위치하면, 무선 전력 송신 장치(60)는 상기 무선 전력 수신 장치(80)의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송하게 된다. 이때, 상기 무선 전력 송신 장치(60)는 상호 공진 주파수를 갖는 전력을 발생함으로써, 상기 무선 전력 수신 장치(80)의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송하게 된다.
상기 무선 전력 송신 장치가 특정 중계 공진기를 통해 무선 전력 수신 장치로 에너지를 전송하는 원리는 다음과 같다.
복수의 중계 공진기들 중 특정 중계 공진기에 수신 장치가 근접하게 되면, 특정 중계 공진기의 인덕터(L1) 성분과 수신 장치의 인덕터(L2) 성분이 서로 커플링되어 상호 인덕턴스 성분이 발생하게 된다. 이때, 상기 상호 인덕턴스 성분은 하기 수학식 1과 같이 정의된다.
[수학식 1]
Figure 112013055764397-pat00001
, 여기서 k는 결합 계수(coupling coefficient), L1은 송신 공진부의 자기 인덕턴스, L2는 수신 장치의 자기 인덕턴스이다.
특정 중계 공진기와 수신 장치 사이에 발생된 상호 인덕턴스 성분(M)은 특정 중계 공진기 또는 수신 장치의 자체 공진 주파수를 변화시키며, 상기 변화된 공진 주파수를 상호 공진 주파수(f3)라 지칭한다.
특정 중계 공진기와 수신 장치 사이의 거리 및 위치에 따라, 두 장치 사이에 발생되는 상호 인덕턴스 성분은 가변 한다. 본 실시 예에서, 상기 상호 공진 주파수(f3)는 특정 중계 공진기 바로 위에 수신 장치가 위치하는 경우, 서로 간의 상호 인덕턴스 성분에 의해 변화된 공진 주파수 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
도 6은 상호 공진 주파수를 계산하기 위한 특정 중계 공진기와 수신 장치의 등가 회로를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 특정 중계 공진기의 자체 공진 주파수 f1은 아래 수학식 2와 같이 정의된다.
[수학식 2]
Figure 112013055764397-pat00002
, 여기서 L1은 중계 공진기의 인덕턴스 값이고, C1은 중계 공진기의 캐패시턴스 값이다.
수신 장치의 자체 공진 주파수 f2는 아래 수학식 3과 같이 정의된다.
[수학식 3]
Figure 112013055764397-pat00003
, 여기서 L2는 수신 장치의 인덕턴스 값이고, C2는 수신 장치의 캐패시턴스 값이다.
도 6에서, 중계 공진기와 수신 장치 사이의 상호 인덕턴스 성분으로 인한 입력 임피던스 Z1 및 Z2 는 아래 수학식 4, 5와 같이 정의된다.
[수학식 4]
Figure 112013055764397-pat00004
[수학식 5]
Figure 112013055764397-pat00005

이러한 상호 인덕턴스 성분에 의해, 중계 공진기의 인덕턴스 성분은 아래 수학식 5와 같이 L1에서 L1로 변경된다. 즉, 중계 공진기의 인덕턴스 성분은 수학식 Z1과 같다.
[수학식 6]
Figure 112013055764397-pat00006
상호 인턱던스 성분에 의해, 중계 공진기의 상호 공진 주파수(f3)는 아래 수학식 7과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112013055764397-pat00007
한편, 상기 수학식 7에서, 수신 장치의 상호 공진 주파수는 L1을 L2로, C1을 C2로, L2을 L1으로, C2를 C1 값으로 변경하여 계산될 수 있으며, 그 값은 중계 공진기의 상호 공진 주파수와 동일하다.
무선 전력 송신 장치(60)는 상기 상호 공진 주파수(f3)에 대한 정보를 미리 저장하고 있다. 그리고, 무선 전력 송신 장치(60)는 전력 소스(10)를 통해 상호 공진 주파수(f3)를 갖는 교류 전력을 발생하여, 무선 전력 수신 장치의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송하게 된다. 즉, 실제 에너지 전송은 자체 공진 주파수가 아닌 상호 공진 주파수(f3)로 이루어진다.
가령, 도 5에 도시된 바와 같이, 수신 장치(80)가 6번 중계 공진기 위에 위치하게 되면, 상기 6번 중계 공진기와 수신 장치 사이의 상호 인덕턴스 성분에 의해 자체 공진 주파수가 상호 공진 주파수(f3)로 변경된다.
무선 전력 송신 장치(60)가 중계 공진부(70) 방향으로 상호 공진 주파수(f3)를 갖는 전력을 전송하게 되면, 상기 중계 공진부(70)의 6번 중계 공진기만이 상기 상호 공진 주파수(f3)에 대해 자기 공진을 발생한다. 따라서, 상기 6번 중계 공진기만이 그 위에 존재하는 수신 장치(80)로 전력을 중계하게 된다.
상기 중계 공진부(70)의 나머지 중계 공진기는 자체 공진 주파수(f1)를 갖기 때문에, 상기 상호 공진 주파수(f3)에 대해 자기 공진을 발생하지 않는다. 따라서, 무선 전력 송신 장치(60)는 나머지 중계 공진기를 통해 수신 장치(80)로 비교적 작은 전력만을 전송하게 된다.
한편, 중계 공진부(70) 상에 무선 전력 수신 장치가 위치하지 않으면, 상기 중계 공진부 내의 모든 중계 공진기는 상기 상호 공진 주파수(f3)에 대해 자기 공진을 발생하지 않는다. 따라서, 무선 전력 송신 장치, 중계 공진부 및 무선 전력 수신 장치 사이에는 자기 공진에 의한 에너지 전송이 이루어지지 않게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는 중계 공진부 상에 존재하는 무선 전력 수신 장치의 위치에 대응하는 특정 중계 공진기를 통해 에너지를 전송함으로써, 상기 무선 전력 수신 장치로의 에너지 전송 효율을 향상할 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 전력 소스 20 : 전력 송신부
21 : 송신 코일부 22 : 송신 공진 코일부
30 : 전력 수신부 31 : 수신 공진 코일부
32 : 수신 코일부 40 : 정류회로
50 : 부하 60 : 무선 전력 송신 장치
70 : 전력 중계부 80 : 무선 전력 수신 장치

Claims (17)

  1. 제2 공진 주파수(f2)를 갖는 무선전력 수신장치(80)에 무선으로 교류 전력을 송신하는 무선전력 송신장치에 있어서,
    전력 소스(10);
    송신 코일부(21);
    송신용 공진 코일부(22); 및
    각각 제1 공진 주파수(f1)를 갖는 복수개의 중계 공진기(70)를 포함하고,
    상기 전력 소스(10)는 제3 공진 주파수(f3)를 갖는 교류 전력을 생성하고,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는, 상기 무선전력 수신장치(80)가 상기 복수개의 중계 공진기 중 적어도 하나의 중계 공진기에 배치될 경우, 상기 무선전력 수신장치(80)와 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 상호 인덕턴스 성분(M)에 의해 상기 무선전력 수신장치(80)의 상기 제2 공진 주파수(f2) 및 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 제1 공진 주파수(f1)가 변경된 주파수이고,
    상기 송신 코일부(21)는 상기 전력 소스(10)로부터 상기 제3 공진 주파수(f3)를 갖는 교류 전력을 공급받아 자기장을 발생하고,
    송신용 공진 코일부(22)는 상기 송신 코일부(21)와 커플링되어 상기 발생한 자기장에 의한 상기 제3 공진 주파수(f3)를 갖는 교류 전력을 공진을 이용해 상기 적어도 하나의 중계 공진기로 송신하고,
    상기 적어도 하나의 중계 공진기는 상기 제3 공진 주파수(f3)에 따라 공진하여 상기 교류 전력을 상기 무선전력 수신장치(80)로 송신하는 무선전력 송신장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 인덕턴스(L1) 및 캐패시턴스(C1), 상기 무선전력 수신장치의 인덕턴스(L2) 및 캐패시턴스(C2)에 기초하여 결정되는 무선전력 송신장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 아래 수학식과 같이 계산되는 무선전력 송신장치.
    [수학식]
    Figure 112016117408484-pat00016
    ,
    여기서 상기 L1은 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 인덕턴스 값, L2는 상기 무선전력 수신장치의 인덕턴스 값이고, C1은 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 캐패시턴스 값, C2는 상기 무선전력 수신 장치의 캐패시턴스 값임.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 상기 적어도 하나의 중계 공진기와 상기 무선전력 수신장치(80)의 상대적 위치에 따라 가변되는 무선전력 송신장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 중계 공진기(70)는 중계 패드 내에 격자 형태 또는 매트릭스 형태로 배치되어 있는 무선전력 송신장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 중계 공진기(70)는 상기 무선전력 송신장치와 일정한 거리에 이격되어 배치되는 무선전력 송신장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전력 소스(10)로부터 공급받은 교류 전력을 공진을 이용하여 상기 적어도 하나의 중계 공진기를 통해 무선전력 수신장치(80)로 전달하는 송신부(60)를 더 포함하는 무선전력 송신장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 무선전력 송신장치는 상기 제3 공진 주파수(f3)에 대한 정보를 미리 저장하고 있는 무선전력 송신장치.
  12. 무선전력 송신장치(60)로부터 무선으로 수신한 제3 공진 주파수(f3)를 갖는 교류 전력을 제2 공진 주파수(f2)를 갖는 무선전력 수신장치(80)에 무선으로 중계하는 무선전력 중계장치(70)로서,
    각각 제1 공진 주파수(f1)를 갖는 복수개의 중계 공진기를 포함하고,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 상기 무선전력 수신장치(80)가 상기 복수개의 중계 공진기 중 적어도 하나의 중계 공진기에 배치될 경우, 상기 무선전력 수신장치(80)와 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 상호 인덕턴스 성분(M)에 의해 상기 제2 공진 주파수(f2) 및 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 제1 공진 주파수(f1)가 변경된 주파수이고,
    상기 적어도 하나의 중계 공진기는 상기 제3 공진 주파수(f3)에 따라 공진하여 상기 제3 공진 주파수(f3)를 갖는 상기 교류 전력을 상기 무선전력 수신장치(80)로 중계하는 무선전력 중계장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 인덕턴스(L1) 및 캐패시턴스(C1), 상기 무선전력 수신장치(80)의 인덕턴스(L2) 및 캐패시턴스(C2)에 기초하여 결정되는 무선전력 중계장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 아래 수학식과 같이 계산되는 무선전력 중계장치.
    [수학식]
    Figure 112016117408484-pat00017
    ,
    여기서 상기 L1은 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 인덕턴스 값, L2는 상기 무선전력 수신 장치의 인덕턴스 값이고, C1은 상기 적어도 하나의 중계 공진기의 캐패시턴스 값, C2는 상기 무선전력 수신 장치의 캐패시턴스 값임.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제3 공진 주파수(f3)는 상기 적어도 하나의 중계 공진기와 상기 무선전력 수신장치(80)의 상대적 위치에 따라 가변되는 무선전력 중계장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수개의 중계 공진기는 중계 패드 내에 격자 형태 또는 매트릭스 형태로 배치되어 있는 무선전력 중계장치.
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