KR101974718B1 - Wireless charger utilizing a three-dimensional coil structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리로 작동되는 모바일 기기의 충전 장치로, 모바일 기기를 전선을 사용하지 않고, 3D 입체 구조로 이루어진 코일을 이용하여 무선으로 충전할 수 있도록 하는 무선 충전장치(100)에 관한 것으로, 판상형의 제1코일판(210)과 상기 제1코일판(210)의 양측에 이격된 상태로 상기 제1코일판(210)과 소정 각도를 형성하며, 입체적으로 배치되는 제2코일판(220)과 제3코일판(230)을 구비하는 송신기(200) 및 상기 송신기(200) 내부 공간에 배치되는 판상형의 수신기(300)를; 포함하고, 상기 송신기(200)에 구비된 상기 제1 내지 3코일판(210)(220)(230) 가운데 적어도 하나의 코일판에 전류가 흐르면, 상기 수신기(300)에 무선으로 전력이 전달되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a charging device for a battery-powered mobile device, and to a wireless charging device (100) for wirelessly charging a mobile device using a coil having a 3D solid structure without using wires. The second coil plate 220 is formed three-dimensionally and formed a predetermined angle with the first coil plate 210 in a state spaced apart from both sides of the first coil plate 210 and the first coil plate 210 of the And a transmitter (200) having a third coil plate (230) and a plate-shaped receiver (300) disposed in an interior space of the transmitter (200); And a current flows in at least one of the first to third coil plates 210, 220, and 230 provided in the transmitter 200 to wirelessly transmit power to the receiver 300. It is characterized by.
Description
본 발명은 배터리로 작동되는 모바일 기기의 충전 장치로, 모바일 기기를 전선을 사용하지 않고, 3D 입체 구조로 이루어진 코일을 이용하여 무선으로 충전할 수 있도록 하는 무선 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charging device for a battery operated mobile device, and to a wireless charging device for wirelessly charging a mobile device using a coil having a 3D structure without using wires.
장소에 구애 받지 않고 사용할 수 있는 스마트폰, 스마트 워치와 같은 웨어러블 기기가 꾸준히 발전하고, 대중화됨에 따라 남녀노소 불문하고 누구나 사용할 수 있게 되었다. As wearable devices such as smart phones and smart watches that can be used regardless of place have been steadily developed and popularized, they can be used by everyone regardless of gender.
웨어러블 기기는 내부에 구비된 배터리를 통해 전원을 공급받아 작동되기 때문에 어디에서나 휴대하여 사용할 수 있지만, 배터리를 모두 소모하게 되면 더 이상 사용할 수 없기 때문에 반드시 충전해주어야 한다.The wearable device can be used anywhere because it is powered by a battery provided inside, but when the battery is exhausted, the wearable device can no longer be used.
웨어러블 기기를 충전하기 위해서는 웨어러블 기기에 형성된 접속 단자에 충전기의 충전 단자를 삽입하여 일정 시간동안 배터리를 충전한다.In order to charge the wearable device, the charging terminal of the charger is inserted into a connection terminal formed in the wearable device to charge the battery for a predetermined time.
하지만, 이와 같은 충전 방식은 웨어러블 기기의 접속 단자가 외부에 노출되어 있어 각종 이물질에 쉽게 오염될 수 있으며, 이는 기기의 수명에도 심각한 영향을 끼치게 된다. 또한 충전 단자의 경우 단자가 작은 충격에도 쉽게 부러지거나 휘어져 단자의 접촉 불량으로 충전을 하지 못하는 경우가 발생하기도 한다.However, in such a charging method, the connection terminal of the wearable device is exposed to the outside, which may be easily contaminated with various foreign substances, which seriously affects the life of the device. In addition, in the case of the charging terminal, even if the terminal is easily broken or bent under a small impact, charging may not be possible due to a poor contact of the terminal.
이와 같은 문제점을 극복하기 위해 무선 충전 방식이 다수 제안되어 있다.In order to overcome such a problem, a number of wireless charging schemes have been proposed.
예를 들어, 한국 공개특허공보 제10-2016-0055004호(공개일자: 2016.05.17.)는 무선충전기용 송신장치로, 복수 개의 평판형 코일이 일부가 서로 중첩되도록 연결되더라도 높이차에 의한 영향을 없앨 수 있는 무선충전기용 송신장치에 관한 것이다.For example, Korean Patent Publication No. 10-2016-0055004 (published date: 2016.05.17.) Is a transmitter for a wireless charger, even if a plurality of flat coils are connected so that some of them overlap each other. It relates to a transmitter for a wireless charger that can eliminate the.
또 다른 예로, 한국 공개실용신안공보 제20-2013-0004994호(공개일자: 2013.08.21.)는 무선 충전기용 코일로, 비접촉식으로 소형 전자기기의 배터리에 전원을 공급하여 충전할 수 있는 무선 충전기의 전원저장부에 사용되는 코일 구조에 관한 것이다.As another example, Korean Utility Model Publication No. 20-2013-0004994 (published: 2013.08.21.) Is a coil for a wireless charger, a wireless charger that can be charged by charging the battery of a small electronic device in a non-contact manner. It relates to a coil structure used in the power storage unit of.
이외에도 무선충전을 위한 다양한 형태의 장치나 방법이 다수 제안되어 있다.In addition, various types of devices or methods for wireless charging have been proposed.
본 발명은 3차원 코일 구조에 의하여 높은 충전 효율을 갖는 무선 충전 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a wireless charging device having a high charging efficiency by the three-dimensional coil structure.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치는 판상형의 제1코일판과 상기 제1코일판의 양측에 이격된 상태로 상기 제1코일판과 소정 각도를 형성하며, 입체적으로 배치되는 제2코일판과 제3코일판을 구비하는 송신기 상기 송신기 내부 공간에 배치되는 판상형의 수신기를 포함하고, 상기 송신기에 구비된 상기 제1 내지 3코일판 가운데 적어도 하나의 코일판에 전류가 흐르면, 상기 수신기에 무선으로 전력이 전달되도록 한다.Wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention for achieving this object forms a predetermined angle with the first coil plate in a state spaced apart from both sides of the plate-shaped first coil plate and the first coil plate. And a transmitter having a second coil plate and a third coil plate disposed in three dimensions, the receiver having a plate shape disposed in an internal space of the transmitter, wherein at least one coil plate of the first to third coil plates provided in the transmitter. When a current flows in, power is transmitted to the receiver wirelessly.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 수신기는 ‘ㄷ’자 형으로 배치된 송신기의 내부에 설치된다.Preferably, in the present invention, the receiver is installed inside the transmitter arranged in the '' 'shape.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 수신기는 제1코일판의 높이방향에 대한 경사각도 및 제1코일판의 평면방향에 대한 회전각도의 조절이 가능하다.Preferably, in the present invention, the receiver is capable of adjusting the inclination angle with respect to the height direction of the first coil plate and the rotation angle with respect to the plane direction of the first coil plate.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 수신기는 상기 제1코일판의 높이방향으로부터 0도 내지 60도로 경사를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the receiver is arranged to have an inclination of 0 to 60 degrees from the height direction of the first coil plate.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 수신기는 제1코일판의 평면방향으로부터 0도 또는 180도로 회전되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the receiver is rotated from 0 degrees or 180 degrees from the plane direction of the first coil plate.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 3코일판에는 코일이 복수 회 감겨져 있으며, 상기 제1코일판, 상기 제2코일판, 상기 제3코일판은 사각형상으로 형성되고, 상기 수신기는 코일이 감겨진 사각형상으로 형성된다.Preferably, in the present invention, a coil is wound around the first to third coil plates a plurality of times, and the first coil plate, the second coil plate, and the third coil plate are formed in a quadrangular shape. The coil is formed in a wound shape.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1코일판과 상기 수신기는 상기 제2코일판 및 상기 제3코일판의 크기보다 작은 형상으로 형성된다.Preferably, in the present invention, the first coil plate and the receiver are formed in a shape smaller than the size of the second coil plate and the third coil plate.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 적어도 3개의 판상형으로 이루어진 코일판이 'ㄷ'자 형상으로 배치되는 송신기 및 상기 송신기 내부 공간에 배치되는 판상형의 수신기를 포함하고, 상기 송신기에 구비된 코일판 가운데 적어도 하나의 코일판에 전류가 흐르면, 상기 수신기에 무선으로 전력이 전달되도록 한다.Preferably, in the present invention, at least one coil plate made of at least three plate-shaped includes a transmitter disposed in the '' 'shape and a plate-shaped receiver disposed in the transmitter inner space, at least one of the coil plate provided in the transmitter When a current flows through the coil plate, the power is wirelessly transmitted to the receiver.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 수신기는 서로 대면하는 한 쌍의 코일판을 이어주는 코일판의 높이 방향으로부터 0도 내지 60도로 경사를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably in the present invention, the receiver is characterized in that it is arranged to have an inclination of 0 to 60 degrees from the height direction of the coil plate connecting the pair of coil plates facing each other.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 수신기는 서로 대면하는 한 쌍의 코일판을 이어주는 코일판의 평면 방향에 수직인 축을 회전축으로 0도 또는 180도로 회전된 상태로 배치되도록 한다.Preferably, in the present invention, the receiver is arranged such that the axis perpendicular to the plane direction of the coil plate connecting the pair of coil plates facing each other is rotated at 0 degrees or 180 degrees with respect to the rotation axis.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 수신기는 서로 대면하는 한 쌍의 코일판을 이어주는 코일판과 수신기의 크기는 서로 대면하는 한 쌍의 코일판보다 작은 크기로 형성된다.Preferably, in the present invention, the size of the coil plate and the receiver connecting the pair of coil plates facing each other is formed to a size smaller than the pair of coil plates facing each other.
본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치는 2차원 구조의 코일보다 충전 효율이 상승하는 효과가 있다.Wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention has the effect that the charging efficiency is higher than the coil of the two-dimensional structure.
본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치는 수신기가 다양한 각도에 위치하더라도 충전 효율이 우수한 효과가 있다.Wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention has an excellent charging efficiency even if the receiver is located at various angles.
본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치는 컵 홀더와 같은 다양한 주변 기기에 적용이 가능하다.Wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention is applicable to a variety of peripheral devices such as cup holder.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치의 개념도,
도 2는 본 발명의 수신기에 대한 경사각에 따른 충전 효율 그래프,
도 3은 본 발명의 송신기와 수신기의 회전과 경사각도에 따른 충전 효율 그래프,
도 4는 본 발명의 각 코일판의 경사각도에 대한 평균 충전효율 비교 그래프,
도 5는 본 발명은 제1코일판의 회전각에 따른 무선 충전 효율 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치의 실시예를 도시한 도면.1 is a conceptual diagram of a wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention,
2 is a charging efficiency graph according to the inclination angle for the receiver of the present invention,
3 is a charging efficiency graph according to the rotation and tilt angles of the transmitter and the receiver of the present invention;
4 is a graph comparing the average charging efficiency of the inclination angle of each coil plate of the present invention,
5 is a wireless charging efficiency graph according to the rotation angle of the first coil plate,
6 is a view showing an embodiment of a wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Specific structural or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are only illustrated for the purpose of describing the embodiments according to the inventive concept, and the embodiments according to the inventive concept may be implemented in various forms. In addition, it should not be construed as limited to the embodiments described herein, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치에 대한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention.
자기 유도 방식을 이용한 무선 충전 시스템에 있어서, 기존의 2차원의 평면 구조로 이루어진 코일보다 무선 충전 효율이 더 높이기 위해 복수개의 코일을 사용하여 3차원 구조의 코일로 구성되었다.In the wireless charging system using a magnetic induction method, it is composed of a coil having a three-dimensional structure by using a plurality of coils in order to increase the wireless charging efficiency than the coil of a conventional two-dimensional planar structure.
3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치(100)(이하 “무선 충전 장치”라 함)는 송신기(200)와 수신기(300)로 이루어져 있다. The wireless charging device 100 (hereinafter, referred to as a “wireless charging device”) formed of a three-dimensional structure coil includes a
송신기(200)는 TX 코일로 이루어진 송신 안테나(transmitting antenna)로, 세 개의 판상형으로 이루어진 코일판(210)(220)(230)이 구비되어 있으며, 수신기(300)는 RX 코일 안테나로 이루어진 수신 안테나(receiving antenna)이다.
세 개의 코일판(210)(220)(230)으로 이루어진 송신기(200)는 제1코일판(210)과 제1코일판(210)의 양 측단과 이격된 상태로 소정의 각도를 형성하며 입체적으로 배치되는 제2코일판(220) 및 제3코일판(230)을 포함한다.
제1 내지 제3 코일판(210)(220)(230)은 직사각형 형상으로 형성될 수 있고, 제2코일판(220)과 제3코일판(230)은 서로 마주보도록 설치될 수 있다. 이때 송신기(200)는 전체적으로 ‘ㄷ’형상을 하게 되며, 코일판(210)(220)(230)은 반드시 서로 접하도록 위치하고 있을 필요는 없으나, 각각의 자리를 유지해야 할 것이다.The first to
구체적으로 송신기(200)는 도 1의 정면에서 바라보았을 때 상부가 개방된 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수 있다. In more detail, when viewed from the front of FIG. 1, the
수신기(300)는 송신기(200)의 코일판(210)(220)(230)이 형성하는 공간 내부에 위치하고 있으며, 제1코일판(210)의 높이방향, 즉 도 1에서 XY평면에 대하여 Z축 방향으로의 경사각(θ) 및 제1코일판(210)의 평면방향, 즉 도 1에서 XY평면에 대한 Z축을 회전축으로 회전각(φ) 조절이 이루어질 수 있다.The
한편, 제1 내지 제3코일판(210)(220)(230) 중 적어도 어느 하나의 코일판(210)(220)(230)에 전류가 흐르게 되면, 각각의 코일판(210)(220)(230) 중심부에서 양 끝단을 향해 자기장이 형성되며, 자기 유도 방식으로 전력이 수신기(300)에 전달되어 충전이 이루어지게 된다.Meanwhile, when a current flows in at least one of the first to
제1코일판(210)의 크기로는 가로 80-90mm, 세로 30-40mm로 이루어져 있으며, 제2코일판(220)과 제3코일판(230)은 각각 가로, 세로 80-90mm의 크기로 이루어져 있다. 수신기(300)의 크기는 가로 60-90mm, 세로 60-90mm로 이루어져 있고, 정격 출력은 5V/6A이다. The size of the
제2코일판(220)과 제3코일판(230)은 동일한 크기로, 크기가 가장 큰 코일판으로 구성되어 있으며, 제1코일판(210)과 수신기(300)는 제2, 제3코일판(220)(230)의 크기보다 작은 형상을 할 수 있다. The
따라서 입체적 구조로 구성된 송신기(200)에는 코일판(210) (220)(230)의 중심에서 양 끝단을 향해 발생하게 되는 자기장이 중첩되는 구간이 발생하게 되어 수신기(300)의 충전 효율이 2차원 구조보다 상승하게 된다.Therefore, in the
또한 코일판(210)(220)(230)이 수신기(300)보다 크기가 크기 때문에 수신기(300)를 송신기(200)의 내부 공간에 쉽게 넣었다 꺼낼 수 있을 것이며, 어느 각도에서 충전이 가능하다.In addition, since the
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 무선 충전 장치의 수신기 경사각에 따른 충전 효율을 그래프로 보여주고 있다. 2, the charging efficiency according to the receiver tilt angle of the wireless charging device according to the present invention is shown in a graph.
송신기(200)에 위치한 수신기(300)의 충전 효율을 측정하기 위해서 제1 내지 제3코일판(210)(220)(230)에 Power supply로 입력전압 12V/1A까지 인가하고, 수신기(300)에 5V/0.6A(출력 3W)를 출력하도록 Loader기에 연결한다. 그리고 입력에 대한 출력비로 측정 위치에 따른 효율을 측정한다.In order to measure the charging efficiency of the
송신기(200)의 제1코일판(210)을 XY평면이라 하고, 제1코일판(210)의 수직으로 높이 방향을 Z축이라 할 때, 수신기(300)가 Z축 방향으로 각도의 변화를 경사각(θ)이라 하고, XY평면상에서 회전하는 각도를 회전각(φ)이라 한다.When the
이때 수신기(300)를 회전각(φ) 0도, 경사각(θ)을 0도, 15도 30도, 45도, 60도, 75도, 90도로 각각 변화를 주어 측정한 충전 효율은 하기의 표 1과 같이 구성된다.In this case, the charging efficiency measured by changing the
측정된 효율을 비교해보면, 제1코일판(210)과 제2코일판(220)의 충전 효율이 거의 일치하고 있으며, 제1코일판(210)과 제2코일판(220)의 충전 효율이 제3코일판(230)의 충전 효율보다 더 높게 나타난다.When comparing the measured efficiency, the charging efficiency of the
즉, 제1코일판(210)과 제2코일판(220)의 충전 효율은 거의 일치하고, 경사각(θ)을 크게 할수록 충전 효율은 낮아지게 된다. 또한 경사각(θ)이 더 커질수록 제1코일판(210)과 제2코일판(220)의 충전 효율이 제3코일판(230)의 충전 효율보다 더 큰 차이가 발생하게 된다.That is, the charging efficiency of the
도 3과 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 송신기와 수신기의 기울임과 회전에 따른 충전 효율 그래프와 각 코일판의 경사각도에 대한 평균 충전효율을 비교 하여 나타낸 것이다.Referring to Figures 3 and 4, it is shown by comparing the average charging efficiency with respect to the inclination angle of the coil and the charging efficiency graph according to the tilt and rotation of the transmitter and the receiver according to the present invention.
상기 충전효율 측정 방법과 동일한 조건에서 제1코일판(210)의 평면으로부터 수직 방향을 Z축이라 할 때, Z축을 회전축으로 수신기(300)의 회전각()만 180도로 회전시켜 충전 효율을 측정한 결과가 하기의 표 2와 같이 구성된다. Under the same conditions as the charging efficiency measuring method, when the vertical direction from the plane of the
제1코일판(210)과 제3코일판(230)의 충전 효율이 거의 일치하며, 경사각 (θ)이 커질수록 충전 효율은 낮아지게 된다. 또한 경사각(θ)이 커질수록 제1코일판(210)과 제3코일판(230)의 충전 효율이 제2코일판(220)의 충전 효율보다 점점 더 큰 차이가 벌어진다.The charging efficiency of the
즉, 수신기(300)의 회전각(φ)에 따라 제1코일판(210)과 제2코일판(220)의 충전효율이 거의 일치하게 나타난 상기 실험과 제1코일판(210)과 제3코일판(230)의 충전효율이 거의 일치하는 대칭적인 구조를 보여준다. That is, the experiment in which the charging efficiency of the
한편, 0도에서 90도로 수신기(300)의 경사각(θ)이 증가할수록 평균 충전 효율은 제1코일판(210)에 비해 제2코일판(220)과 제3코일판(230)에서 충전 효율이 약간 더 높으나 역전이 되기도 하며, 그 절대값은 점차 작아지는 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, as the inclination angle θ of the
따라서 제1코일판으로부터 수신기가 경사각 0도 내지 60도로 위치할 때 충전 효율이 좋은 것으로 나타나며, 60도 보다 경사가 커지면 충전 효율이 급격하게 낮아지는 것을 알 수 있다.Therefore, the charging efficiency is shown to be good when the receiver is positioned at an inclination angle of 0 degrees to 60 degrees from the first coil plate, and when the inclination is larger than 60 degrees, the charging efficiency is rapidly lowered.
도 5를 참고하면, 제1코일판의 회전각에 따른 무선 충전 효율을 그래프로 보여주고 있다.Referring to FIG. 5, the wireless charging efficiency according to the rotation angle of the first coil plate is shown in a graph.
제1코일판(210)이 2차원 구조의 경사각(θ) 0도(이하 “2차원 0도”라 함) 일 때, 2차원 구조의 경사각(θ) 45도(이하 “2차원 45도”라 함) 일 때 및 3차원 구조의 경사각(θ) 45도(이하 “3차원 45도”라 함) 일 경우, 회전각(φ)에 따른 무선 충전 효율의 변화를 비교하여 표3에서 보여주고 있다.When the
45도2D
45 degrees
45도3D
45 degrees
0도2D
0 degrees
45도2D
45 degrees
45도3D
45 degrees
0도2D
0
표 3을 참고하면, 2차원 0도 일 때 무선 충전 효율이 가장 낮게 나타났으며, 2차원 45도 일 때가 그 다음으로 높게 나타났고, 3차원 45도 일 경우 무선 충전 효율이 가장 높게 나타났다.Referring to Table 3, the wireless charging efficiency was the lowest when the two-dimensional 0 degrees, the next highest was when the two-dimensional 45 degrees, the wireless charging efficiency was the highest when the three-dimensional 45 degrees.
즉, 2차원 0도 일 때 무선 충전 효율이 36.12%로 나타나며, 2차원 45도 일 때 약 44% 정도로 나타난다. 그리고 3차원 45도 일 경우, 무선 충전 효율이 가장 높게 나타나며, 0도와 180도를 주기하는 피크를 보여준다.That is, the wireless charging efficiency is 36.12% when the two-dimensional 0 degrees, and about 44% when the two-dimensional 45 degrees. In the case of three-dimensional 45 degrees, the wireless charging efficiency is the highest, and shows a peak that cycles between 0 degrees and 180 degrees.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 구조 코일로 이루어진 무선 충전 장치의 실시예 중 컵 홀더에 설치된 모습이다.6 is a state installed in the cup holder of the embodiment of the wireless charging device consisting of a three-dimensional structure coil according to the present invention.
웨어러블 기기(500)를 장시간 사용하거나, 사용하지 않고 주머니나 가방에 넣고 휴대하고 다니다 보면 배터리를 거의 다 소모하거나 방전이 되며, 배터리가 얼마 남지 않은 웨어러블 기기(500)는 일정 시간 동안 반드시 충전을 해주어야 다시 사용할 수 있다. When the
따라서 차량의 컵 홀더(400)에 무선 충전장치(100)를 더 구비하여 운전자 또는 동승자가 사용하지 있지 않는 웨어러블 기기(500)를 위치시켜 차량을 타고 이동하는 동안 배터리 충전을 가능하게 한다.Therefore, the
컵 홀더(400)의 바닥면에 제1코일판(210)을 설치하고, 컵 홀더(400)의 측면에 제2코일판(220)과 제3코일판(230)이 서로 마주보도록 배치하여 각각의 코일판(210)(220)(230)에서 발생하는 자기장을 통해 무선 충전이 이루어지는 송신기(200)가 마련된다. 즉, 제1코일판(210)은 컵 홀더(400)의 아래면이 되고, 컵 홀더(400)의 측면에 제2코일판(220)과 제3코일판(230)이 서로 대면하고 위치하고 있어 ‘ㄷ’자 형상을 가능하게 한다.The
따라서 웨어러블 기기(500)를 충전하기 위해 충전을 위한 케이블을 항상 구비해 놓을 필요가 없으며, 사용하지 않을 때 컵 홀더(400)에 웨어러블 기기(500)를 위치시켜 놓으면, 차량이 이동하는 동안 자동으로 무선 충전이 이루어지게 된다.Therefore, it is not necessary to always have a cable for charging to charge the
또한 웨어러블 기기(500)의 단자에 삽입 가능한 별도의 전용 케이블을 각각 구비해 놓지 않아도 무선 충전이 가능한 기기라면 언제든지 충전할 수 있으며, 충전을 위한 케이블이 어지럽게 놓이지 않아 차량을 쾌적하게 유지할 수 있을 것이다.In addition, even if the device is capable of wireless charging without having a separate dedicated cable that can be inserted into each terminal of the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
100 : 무선충전 장치 200 : 송신기
210 : 제1코일판 220 : 제2코일판
230 : 제3코일판 300 : 수신기
400 : 컵 홀더 500 : 웨어러블 기기100: wireless charging device 200: transmitter
210: first coil plate 220: second coil plate
230: third coil plate 300: receiver
400: cup holder 500: wearable device
Claims (11)
상기 송신기 내부 공간에 배치되는 판상형의 수신기를; 포함하고,
상기 송신기에 구비된 상기 제1 내지 3코일판 가운데 적어도 하나의 코일판에 전류가 흐르면, 상기 수신기에 무선으로 전력이 전달되되,
상기 제2코일판과 상기 제3코일판이 서로 마주보도록 설치되어, 상기 송신기는 전체적으로 ‘ㄷ’형상을 하고,
상기 수신기는 ‘ㄷ’자 형으로 배치된 상기 송신기의 내부에 설치되는 3차원 구조로 이루어지며,
상기 수신기는 상기 제1코일판의 높이방향에 대한 경사각도 및 상기 제1코일판의 평면방향에 대한 회전각도의 조절이 가능하여,
상기 수신기는 상기 제1코일판의 높이 방향으로부터 0도 내지 60도로 경사를 갖도록 배치되고,
상기 수신기는 상기 제1코일판의 평면방향에 수직인 축을 회전축으로 0도 또는 180도로 회전된 상태로 배치되며,
상기 제1 내지 3코일판에는 코일이 복수 회 감겨져 있으며, 상기 제1코일판, 상기 제2코일판, 상기 제3코일판은 사각형상으로 형성되고, 상기 수신기는 코일이 감겨진 사각형상으로 형성되며
상기 제1코일판과 상기 수신기는 상기 제2코일판 및 상기 제3코일판의 크기보다 작은 형상으로 형성되고,
상기 수신기의 회전각이 0도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도, 15도, 30도, 45도, 60도, 75도, 90도인 경우에, 상기 제1코일판과 상기 제2코일판의 충전 효율은 상기 제3코일판의 충전 효율보다 더 높고,
상기 수신기의 회전각이 0도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도에서 90도로 증가함에 따라 제1코일판과 상기 제2코일판의 충전 효율은 낮아지고, 상기 제1코일판과 상기 제2코일판의 충전 효율이 상기 제3코일판의 충전 효율의 차이가 점점 더 벌어지며,
상기 수신기의 회전각이 180도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도, 15도 30도, 45도, 60도, 75도, 90도인 경우에, 상기 제1코일판과 상기 제3코일판의 충전 효율은 상기 제2코일판의 충전효율보다 더 높고,
상기 수신기의 회전각이 180도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도에서 90도로 증가함에 따라 상기 제1코일판과 상기 제3코일판의 충전 효율은 상기 제2코일판의 충전 효율의 차이가 점점 더 벌어지며,
상기 제1코일판의 경사각은 45도 인 것을 특징으로 하는 3차원 구조로 이루어진 무선 충전 장치.A transmitter having a plate-shaped first coil plate and a second coil plate and a third coil plate formed at a predetermined angle with respect to both sides of the first coil plate, and having a three-dimensionally disposed coil; And
A plate-shaped receiver disposed in the transmitter inner space; Including,
When a current flows in at least one coil plate among the first to third coil plates provided in the transmitter, power is wirelessly transmitted to the receiver.
The second coil plate and the third coil plate are installed to face each other, so that the transmitter has a 'c' shape as a whole,
The receiver has a three-dimensional structure that is installed inside the transmitter arranged in a 'c' shape,
The receiver is capable of adjusting the inclination angle with respect to the height direction of the first coil plate and the rotation angle with respect to the plane direction of the first coil plate,
The receiver is disposed to have an inclination of 0 degrees to 60 degrees from the height direction of the first coil plate,
The receiver is disposed in a state rotated 0 degrees or 180 degrees with respect to the axis of rotation the axis perpendicular to the plane direction of the first coil plate
Coils are wound around the first to third coil plates a plurality of times, and the first coil plate, the second coil plate, and the third coil plate are formed in a quadrangular shape, and the receiver is formed in a quadrangular shape in which the coil is wound. And
The first coil plate and the receiver are formed in a shape smaller than the size of the second coil plate and the third coil plate,
When the rotation angle of the receiver is 0 degrees and the inclination angle of the receiver is 0 degrees, 15 degrees, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, the first coil plate and the second coil plate The charging efficiency is higher than the charging efficiency of the third coil plate,
As the rotation angle of the receiver is 0 degrees and the inclination angle of the receiver increases from 0 degrees to 90 degrees, the charging efficiency of the first coil plate and the second coil plate is lowered, and the first coil plate and the second coil are lowered. The filling efficiency of the plate becomes wider and wider than the filling efficiency of the third coil plate,
When the rotation angle of the receiver is 180 degrees, and the inclination angle of the receiver is 0 degrees, 15 degrees 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, the charging of the first coil plate and the third coil plate The efficiency is higher than the charging efficiency of the second coil plate,
As the rotation angle of the receiver is 180 degrees and the inclination angle of the receiver increases from 0 degrees to 90 degrees, the charging efficiency of the first coil plate and the third coil plate is gradually different from the charging efficiency of the second coil plate. More,
Wireless charging device having a three-dimensional structure characterized in that the inclination angle of the first coil plate is 45 degrees.
상기 제1코일판과 상기 수신기는 상기 제2코일판 및 상기 제3코일판의 크기보다 작은 형상으로 형성되는 3차원 구조로 이루어진 무선 충전 장치.The method of claim 1,
The first coil plate and the receiver has a three-dimensional structure formed in a shape smaller than the size of the second coil plate and the third coil plate.
상기 수신기는 상기 제1코일판의 높이 방향으로부터 0도 내지 60도로 경사를 갖도록 배치되고,
상기 수신기는 상기 제1코일판의 평면 방향에 수직인 축을 회전축으로 0도 또는 180도로 회전된 상태로 배치되며,
상기 제1 내지 3코일판에는 코일이 복수 회 감겨져 있으며, 상기 제1코일판, 상기 제2코일판, 상기 제3코일판은 사각형상으로 형성되고, 상기 수신기는 코일이 감겨진 사각형상으로 형성되며
상기 제1코일판과 상기 수신기는 상기 제2코일판 및 상기 제3코일판의 크기보다 작은 형상으로 형성되고,
상기 수신기의 회전각이 0도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도, 15도, 30도, 45도, 60도, 75도, 90도인 경우에, 상기 제1코일판과 상기 제2코일판의 충전 효율은 상기 제3코일판의 충전 효율보다 더 높고,
상기 수신기의 회전각이 0도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도에서 90도로 증가함에 따라 제1코일판과 상기 제2코일판의 충전 효율은 낮아지고, 상기 제1코일판과 상기 제2코일판의 충전 효율이 상기 제3코일판의 충전 효율의 차이가 점점 더 벌어지며,
상기 수신기의 회전각이 180도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도, 15도 30도, 45도, 60도, 75도, 90도인 경우에, 상기 제1코일판과 상기 제3코일판의 충전 효율은 상기 제2코일판의 충전효율보다 더 높고,
상기 수신기의 회전각이 180도이고, 상기 수신기의 경사각이 0도에서 90도로 증가함에 따라 상기 제1코일판과 상기 제3코일판의 충전 효율은 상기 제2코일판의 충전 효율의 차이가 점점 더 벌어지며,
상기 제1코일판의 경사각은 45도 인 것을 특징으로 하는 3차원 구조로 이루어진 무선 충전 장치.A transmitter having at least three plate-shaped coil plates arranged in a 'c'shape; And a plate-shaped receiver disposed in the transmitter internal space. Includes, when a current flows in at least one coil plate of the coil plate provided in the transmitter, the power is wirelessly transmitted to the receiver, the second coil plate and the third coil plate are installed to face each other, the transmitter is a whole It has a 'c' shape, the receiver is located inside the space formed by the transmitter, and has a three-dimensional structure capable of adjusting the inclination angle in the height direction of the first coil plate and the rotation angle from the plane direction of the first coil plate Lose,
The receiver is disposed to have an inclination of 0 degrees to 60 degrees from the height direction of the first coil plate,
The receiver is disposed in a state rotated 0 degrees or 180 degrees with respect to the axis of rotation the axis perpendicular to the plane of the first coil plate,
Coils are wound around the first to third coil plates a plurality of times, and the first coil plate, the second coil plate, and the third coil plate are formed in a quadrangular shape, and the receiver is formed in a quadrangular shape in which the coil is wound. And
The first coil plate and the receiver are formed in a shape smaller than the size of the second coil plate and the third coil plate,
When the rotation angle of the receiver is 0 degrees and the inclination angle of the receiver is 0 degrees, 15 degrees, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, the first coil plate and the second coil plate The charging efficiency is higher than the charging efficiency of the third coil plate,
As the rotation angle of the receiver is 0 degrees and the inclination angle of the receiver increases from 0 degrees to 90 degrees, the charging efficiency of the first coil plate and the second coil plate is lowered, and the first coil plate and the second coil are lowered. The filling efficiency of the plate becomes wider and wider than the filling efficiency of the third coil plate,
When the rotation angle of the receiver is 180 degrees, and the inclination angle of the receiver is 0 degrees, 15 degrees 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, the charging of the first coil plate and the third coil plate The efficiency is higher than the charging efficiency of the second coil plate,
As the rotation angle of the receiver is 180 degrees and the inclination angle of the receiver increases from 0 degrees to 90 degrees, the charging efficiency of the first coil plate and the third coil plate is gradually different from the charging efficiency of the second coil plate. More,
Wireless charging device having a three-dimensional structure characterized in that the inclination angle of the first coil plate is 45 degrees.
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