KR20130103699A

KR20130103699A - Apparatus for delivering wireless power

Info

Publication number: KR20130103699A
Application number: KR1020130104811A
Authority: KR
Inventors: 배수호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2013-09-24
Also published as: KR101349448B1

Abstract

PURPOSE: A wireless power transmitting device is provided to maximize power transmission efficiency by maintaining a coupling coefficient between a transmission resonant coil and a reception resonant coil. CONSTITUTION: A terminal (30) has a left side (30b), a right side (30c), and a bottom side. The left side faces the right side. The terminal includes a reception resonant coil (410) which receives power by magnetic resonance and a reception induction coil which transmits the received power to the terminal. The reception resonant coil includes a first side, a second side, a third side, and a fourth side. The first side and the second side of the reception resonant coil are parallel to the bottom side of the terminal. A magnetic material (430) shields a magnetic field which is formed in the reception resonant coil.

Description

Wireless power transmission device {APPARATUS FOR DELIVERING WIRELESS POWER}

본 발명은 무선전력 전달장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless power transmission device.

무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.In the 1800s, electric motors and transformers using electromagnetic induction principles began to be used, and then radio waves and lasers were used to transmit the electric energy to the desired devices wirelessly. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Our electric toothbrushes and some wireless shavers are actually charged with electromagnetic induction. Electromagnetic induction is a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. Electromagnetic induction method is rapidly commercialized around small devices, but there is a problem that the transmission distance of power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission system by radio system includes electromagnetic induction, self-resonance and remote transmission using short-wave radio frequency.

최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 자기 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.In recent years, among such wireless power transmission techniques, energy transmission using self resonance is widely used.

자기 공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측에 형성된 전기신호가 코일을 통해 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.In the wireless power transmission system using self-resonance, since the electric signals formed on the transmission side and the reception side are wirelessly transmitted through the coil, the user can easily charge electronic devices such as portable devices.

그러나, 종래 무선전력 수신장치는 양호도 및 송신 측의 송신 공진 코일과 수신 측의 수신 공진 코일 간 결합계수를 동시에 고려하지 못하는 문제가 있었다.However, the conventional wireless power receiver has a problem in that it is impossible to simultaneously consider the goodness and the coupling coefficient between the transmission resonance coil on the transmission side and the reception resonance coil on the reception side.

이와 관련된 선행특허문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0133813호가 있다.As a related prior patent document there is Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0133813.

본 발명은 수신 공진 코일의 배치를 통해 양호도를 개선시키고, 송신 공진 코일과 수신 공진 코일 간 결합계수를 일정하게 유지시켜 전력 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 무선전력 전달장치의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus that can improve the good quality through the arrangement of the reception resonance coil, and to maximize the power transmission efficiency by maintaining a constant coupling coefficient between the transmission resonance coil and the reception resonance coil.

본 발명의 실시 예에 따른 하면, 좌 측면, 및 우 측면을 포함하는 단말기에 무선으로 전력을 전달하는 무선전력 전달장치는 자기 공진을 이용하여 전력을 수신하는 수신 공진 코일 및 상기 수신된 전력을 상기 단말기에 전달하는 수신 유도 코일을 포함하고, 상기 수신 공진 코일은 제1 면, 제2 면, 제3 면, 제4 면을 형성하고, 상기 제1 면은 상기 하면의 일측에 인접하여 배치되며, 상기 제2 면은 상기 하면의 타측에 인접하여 배치되며, 상기 제3 면은 상기 좌 측면에 인접하여 배치되며, 상기 제4 면은 상기 우 측면에 인접하여 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power to a terminal including a left side and a right side includes a reception resonance coil for receiving power using magnetic resonance and the received power. A receiving induction coil for transmitting to the terminal, The receiving resonance coil is formed on the first surface, the second surface, the third surface, the fourth surface, the first surface is disposed adjacent to one side of the lower surface, The second surface may be disposed adjacent to the other side of the lower surface, the third surface may be disposed adjacent to the left side, and the fourth surface may be disposed adjacent to the right side.

상기 수신 공진 코일은 하나의 도선이 1회 이상으로 권선되어 상기 제1 면, 제2 면, 제3 면, 제 4면을 포함하는 직사각형의 형태를 갖을 수 있다.The reception resonance coil may have a rectangular shape in which one conductive wire is wound one or more times to include the first surface, the second surface, the third surface, and the fourth surface.

상기 제1 면 및 상기 제2 면은 상기 하면에 평행하고, 상기 제3 면은 상기 좌 측면과 평행하고, 상기 제4 면은 상기 우 측면과 평행일 수 있다.The first surface and the second surface may be parallel to the lower surface, the third surface may be parallel to the left side surface, and the fourth surface may be parallel to the right side surface.

상기 제1 면과 상기 제2 면은 서로 평행하며, 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.The first surface and the second surface may be parallel to each other and disposed at a predetermined distance.

상기 일정한 거리는 상기 하면이 직사각형의 형태를 갖는 경우, 상기 하면의 짧은 변의 길이보다 더 짧을 수 있다.The predetermined distance may be shorter than the length of the short side of the lower surface when the lower surface has a rectangular shape.

상기 제3 면과 상기 제4 면은 서로 평행하고, 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다. The third surface and the fourth surface may be parallel to each other and disposed at a predetermined distance.

상기 일정한 거리는 상기 하면이 직사각형의 형태를 갖는 경우, 상기 하면의 긴 변의 길이보다 더 길 수 있다.The constant distance may be longer than the length of the long side of the lower surface when the lower surface has a rectangular shape.

상기 제1 면, 제2 면 및 하면이 직사각형의 형태를 갖는 경우, 상기 제1,2 면의 긴 변 길이는 상기 하면의 긴 변 길이보다 더 길 수 있다.When the first, second and lower surfaces have a rectangular shape, the long side length of the first and second surfaces may be longer than the long side length of the lower surface.

상기 제1 면, 제2 면 및 하면이 직사각형인 경우, 상기 제1,2 면의 짧은 변 길이는 상기 하면의 짧은 변 길이보다 더 짧을 수 있다.When the first surface, the second surface, and the lower surface are rectangular, the short side length of the first and second surfaces may be shorter than the short side length of the lower surface.

상기 제3,4 면 및 상기 좌, 우 측면이 직사각형인 경우, 상기 제3,4 면의 긴 변 길이는 각각 상기 좌, 우 측면의 긴 변 길이보다 더 짧을 수 있다.When the third and fourth surfaces and the left and right sides are rectangular, the long sides of the third and fourth surfaces may be shorter than the long sides of the left and right sides, respectively.

상기 제3,4 면 및 상기 좌, 우 측면이 직사각형인 경우, 상기 제3,4 면의 짧은 변 길이는 각각 상기 좌, 우 측면의 짧은 변 길이보다 더 작을 수 있다.When the third and fourth surfaces and the left and right sides are rectangular, short side lengths of the third and fourth surfaces may be smaller than short side lengths of the left and right sides, respectively.

상기 하 면은 상기 좌, 우 측면 각각과 서로 수직이고, 상기 좌 측면과 상기 우 측면은 서로 평행일 수 있다.The lower surface may be perpendicular to each of the left and right sides, and the left side and the right side may be parallel to each other.

상기 무선전력 전달장치는 상기 전달장치 및 상기 수신 공진 코일 사이에 위치하는 자성체를 더 포함할 수 있다.The wireless power transmission device may further include a magnetic material positioned between the transmission device and the reception resonance coil.

상기 자성체는 상기 수신 공진 코일에 형성된 자기장의 방향을 변경시킬 수 있다.The magnetic material may change the direction of the magnetic field formed in the reception resonance coil.

상기 자성체는 페라이트를 포함할 수 있다.The magnetic material may include ferrite.

상기 수신 유도 코일은 상기 수신 공진 코일로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신할 수 있다.The reception induction coil may receive power from the reception resonance coil by electromagnetic induction.

본 발명의 실시 예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 수신 공진 코일의 배치를 통해 단말기가 놓이는 방향에 영향 없이 전력 전송의 효율을 일정하게 유지시킬 수 있다.First, the efficiency of power transmission can be kept constant without the direction in which the terminal is placed through the arrangement of the reception resonance coil.

둘째, 수신 공진 코일의 배치를 통해 송신 공진 코일과 수신 공진 코일 간 결합계수를 일정하게 유지시킴과 동시에 양호도를 개선시킬 수 있다.Second, through the arrangement of the receiving resonant coil it is possible to maintain a constant coupling coefficient between the transmitting resonant coil and the receiving resonant coil and to improve the goodness.

한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 송신 유도 코일(210)의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 소스(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.
도 5는 송신 공진 코일과 수신 공진 코일 간의 결합계수에 따라 전력 전송 효율이 변화함을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)의 구조를 포함한 무선전력 전달장치(400)의 구조도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)의 구조를 포함한 무선전력 전달장치(400)의 저면도 및 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무선전력 전달장치(400)의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무선전력 전달장치(400)의 좌 측면(30b)도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무선전력 전달장치(400)의 하면(30a)도이다.
도 11은 본 발명의 제1,2,3 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)을 포함하는 무선전력 전달장치(400)의 효과를 3가지 측면에서 비교해 놓은 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil 210, in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of a power source 100 and a wireless power transmission device 200, in accordance with an embodiment of the invention.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus 300 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for describing power transmission efficiency according to a coupling coefficient between a transmission resonance coil and a reception resonance coil.
6 is a structural diagram of a wireless power transmission device 400 including a structure of a reception resonance coil 410 according to the first embodiment of the present invention.
7 is a bottom view and a side view of a wireless power transmission device 400 including a structure of a reception resonance coil 410 according to a second embodiment of the present invention.
8 is a front view of a wireless power transmission device 400 according to a third embodiment of the present invention.
9 is a left side view 30b of the wireless power transmission device 400 according to the third embodiment of the present invention.
10 is a bottom view 30a of the wireless power transmission device 400 according to the third embodiment of the present invention.
11 is a view comparing the effects of the wireless power transmission device 400 including the reception resonance coil 410 according to the first, second, and third embodiments of the present invention in three aspects.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템은 전력 소스(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system may include a power source 100, a wireless power transmission device 200, and a wireless power reception device 300.

무선전력 송신장치(200)는 송신 유도 코일(210) 및 송신 공진 코일(220)을 포함할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 may include a transmission induction coil 210 and a transmission resonance coil 220.

무선전력 수신장치(300)는 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320), 정류 회로(330), 부하(340)을 포함할 수 있다. The wireless power receiving apparatus 300 may include a receiving resonant coil 310, a receiving induction coil 320, a rectifying circuit 330, and a load 340.

전력 소스(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결된다.Both ends of the power source 100 are connected to both ends of the transmission induction coil 210.

송신 공진 코일(220)은 송신 유도 코일(210)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.The transmission resonant coil 220 may be disposed at a certain distance from the transmission induction coil 210.

수신 공진 코일(310)은 수신 유도 코일(320)과 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다.
The reception resonance coil 310 may be disposed at a predetermined distance from the reception induction coil 320.

*수신 유도 코일(320)의 양단은 정류 회로(330)의 양단과 연결되고, 부하(340)는 정류 회로(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(340)는 무선전력 수신장치(300)에 포함되지 않고, 별도로 구성될 수 있다.Both ends of the receiving induction coil 320 are connected to both ends of the rectifier circuit 330, the load 340 is connected to both ends of the rectifier circuit 330. In one embodiment, the load 340 is not included in the wireless power receiving apparatus 300 and may be configured separately.

전력 소스(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 자기 공진 현상에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 무선전력 수신장치(300)로 전달된다.The power generated by the power source 100 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 and the power transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 And transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 having the same resonance frequency value.

이하에서는 보다 구체적으로 전력전송 과정을 설명한다.More specifically, the power transmission process will be described below.

전력 소스(100)는 소정 주파수의 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스일 수 있다.The power source 100 may be an alternating current power source providing alternating current power of a predetermined frequency.

송신 유도 코일(210)에는 전력 소스(100)로부터 공급받은 전력에 의해 교류 전류가 흐른다. 송신 유도 코일(210)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신 공진 코일(220)에도 교류 전류가 유도된다. 그 후, 송신 공진 코일(220)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. An alternating current flows in the transmission induction coil 210 by the electric power supplied from the electric power source 100. When an alternating current flows in the transmission induction coil 210, an alternating current is also induced in the transmission resonance coil 220 that is physically spaced apart by electromagnetic induction. Thereafter, the power transmitted to the transmission resonant coil 220 is transmitted to the wireless power receiving apparatus 300 which forms a resonant circuit with the wireless power transmitting apparatus 200 by self-resonance.

임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로 사이는 자기 공진에 의해 전력이 전송될 수 있다. 이와 같은 자기 공진에 의한 전력 전송은 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 더 먼 거리까지 더 높은 효율로 전력 전달이 가능하게 한다.Power can be transmitted by self resonance between two LC circuits whose impedance is matched. Such power transmission by self-resonance enables power transmission to a higher efficiency, farther than the power transmission by electromagnetic induction.

수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 자기 공진에 의해 전력을 수신한다. 수신된 전력으로 인해 수신 공진 코일(310)에는 교류 전류가 흐른다. 수신 공진 코일(310)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 유도 코일(320)로 전달된다. 수신 유도 코일(320)로 전달된 전력은 정류 회로(330)를 통해 정류되어 부하(340)로 전달된다.
The reception resonance coil 310 receives electric power from the transmission resonance coil 220 by self resonance. An AC current flows in the reception resonant coil 310 due to the received power. The power transmitted to the reception resonance coil 310 is transmitted to the reception induction coil 320 by electromagnetic induction. The power delivered to the reception induction coil 320 is rectified through the rectifier circuit 330 and delivered to the load 340.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 송신 유도 코일(210)의 등가 회로도이다. 2 is an equivalent circuit diagram of a transmission induction coil 210 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다. As shown in FIG. 2, the transmission induction coil 210 may be formed of an inductor L1 and a capacitor C1, thereby constituting a circuit having an appropriate inductance and a capacitance value.

송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)의 양단은 캐패시터(C1)의 양단에 연결된 등가회로로 구성될 수 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)은 인턱터(L1)와 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된 등가회로로 구성될 수 있다.The transmission induction coil 210 may include an equivalent circuit connected at both ends of the inductor L1 to both ends of the capacitor C1. That is, the transmission induction coil 210 may be composed of an equivalent circuit in which the inductor L1 and the capacitor C1 are connected in parallel.

캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 가변 캐패시터를 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)의 등가 회로도 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.
The capacitor C1 may be a variable capacitor, and impedance matching may be performed by adjusting the variable capacitor. The equivalent circuits of the transmission resonant coil 220, the reception resonant coil 310, and the reception induction coil 320 may be the same as those shown in Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 소스(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of a power source 100 and a wireless power transmission device 200, in accordance with an embodiment of the invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1, L2)와 캐패시터(C1, C2)로 구성될 수 있다.
3, the transmission induction coil 210 and the transmission resonance coil 220 may include inductors L1 and L2 and capacitors C1 and C2 having a predetermined inductance value and a capacitance value, respectively.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선전력 수신장치(300)의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus 300 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 수신 공진 코일(310)과 수신 유도 코일(320)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3, L4)와 캐패시터(C3, C4)로 구성될 수 있다. 4, the reception resonant coil 310 and the reception induction coil 320 may include inductors L3 and L4 and capacitors C3 and C4 having a predetermined inductance value and a capacitance value, respectively.

정류회로(330)는 다이오드(D1)와 정류 캐패시터(C5)로 구성될 수 있으며, 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 출력할 수 있다. 정류회로(330)는 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 정류기의 정류소자로서 실리콘 정류기가 사용될 수 있다. 평활 회로는 정류 출력을 매끄럽게 하는 역할을 한다.The rectifier circuit 330 may include a diode D1 and a rectification capacitor C5. The rectifier circuit 330 may convert AC power into DC power and output the AC power. The rectifier circuit 330 may include a rectifier and a smoothing circuit. As the rectifier element of the rectifier, a silicon rectifier may be used. The smoothing circuit smoothes the rectified output.

부하(340)는 1.3V의 직류 전원으로 표시되어 있으나, 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 여기서, 1.3V는 예시에 불과하다.
The load 340 is indicated by a direct current power supply of 1.3 V, but may be any rechargeable battery or device requiring direct current power. Here, 1.3 V is only an example.

도 5는 송신 공진 코일과 수신 공진 코일 간의 결합계수에 따라 전력 전송 효율이 변화함을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for describing power transmission efficiency according to a coupling coefficient between a transmission resonance coil and a reception resonance coil.

도 5를 참고하면, 송신 공진 코일(220)과 제1 단말기(10) 및 제2 단말기(20)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 5, a transmission resonance coil 220, a first terminal 10, and a second terminal 20 are illustrated.

송신 공진 코일(220)은 다양한 형태를 가질 수 있으나, 원형의 형태를 갖는 것으로 가정한다.The transmission resonant coil 220 may have various shapes, but it is assumed to have a circular shape.

제1 단말기(10) 및 제2 단말기(20)는 셀룰러 폰, PCS(Personal Communication Servie) 폰, GSM 폰, CDMA-2000 폰, WCDMA 폰과 같은 통상적인 이동 전화기, PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants), 스마트 폰, MBS(Mobile Broadcast System) 폰 일 수 있다.The first terminal 10 and the second terminal 20 are conventional mobile telephones such as cellular phones, PCS (Personal Communication Servie) phones, GSM phones, CDMA-2000 phones, WCDMA phones, Portable Multimedia Players (PMPs), PDAs. (Personal Digital Assistants), smart phones, and mobile broadcast system (MBS) phones.

결합계수는 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)간의 전자기적 결합의 정도를 나타내는 지표를 의미한다. 결합계수는 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)간 거리, 방향, 위치 중 적어도 어느 하나에 의해 달라질 수 있다.Coupling coefficient refers to an index indicating the degree of electromagnetic coupling between the transmission resonance coil 220 and the reception resonance coil 310. The coupling coefficient may vary depending on at least one of a distance, a direction, and a position between the transmission resonance coil 220 and the reception resonance coil 310.

도 5에서 제1 단말기(10)와 송신 공진 코일(220) 사이의 거리는 제2 단말기(20) 및 송신 공진 코일(220) 사이의 거리가 같다고 가정한다.In FIG. 5, it is assumed that the distance between the first terminal 10 and the transmission resonance coil 220 is equal to the distance between the second terminal 20 and the transmission resonance coil 220.

위의 경우, 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)의 전력 전송 효율은 제1 단말기(10)와 제2 단말기(20) 각각에서 달라진다. 제1 단말기(10)가 송신 공진 코일(220)로부터 수신하는 전력은 제2 단말기(20)가 송신 공진 코일(220)로부터 수신하는 전력보다 작다. 즉, 송신 공진 코일(220)과 제2 단말기(20) 간 전력 전송 효율이 송신 공진 코일(200)과 제1 단말기(10)간 전력 전송 효율보다 더 크다.In the above case, the power transmission efficiency of the transmission resonant coil 220 and the reception resonant coil 310 is different in each of the first terminal 10 and the second terminal 20. The power received by the first terminal 10 from the transmission resonant coil 220 is less than the power received by the second terminal 20 from the transmission resonant coil 220. That is, the power transmission efficiency between the transmission resonance coil 220 and the second terminal 20 is greater than the power transmission efficiency between the transmission resonance coil 200 and the first terminal 10.

전송 효율이 차이가 나는 이유는 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)간 결합계수가 다르기 때문이다. 제1 단말기(10)의 수신 공진 코일(310)은 수평으로 놓여있고, 제2 단말기(20)의 수신 공진 코일(310)은 수직으로 놓여있어 각각 송신 공진 코일(220)과 자기장을 형성하는 양이 달라진다.The reason why the transmission efficiency is different is that the coupling coefficient between the transmission resonance coil 220 and the reception resonance coil 310 is different. The receiving resonant coil 310 of the first terminal 10 lies horizontally, and the receiving resonant coil 310 of the second terminal 20 lies vertically, respectively, to form a transmission resonant coil 220 and a magnetic field. This is different.

구체적으로, 제1 단말기(10)의 경우, 가로로 놓여 있으므로, 수신 공진 코일(310) 또한, 가로로 놓여 있고, 제2 단말기(20)의 경우, 세로로 놓여 있으므로, 수신 공진 코일 또한, 세로로 놓여 있다. 이렇게 되면, 송신 공진 코일(220)에서 수신 공진 코일(310)의 일단과 끝단을 바라보았을 때 형성되는 반경이 제2 단말기(20)의 경우가 제1 단말기(10)의 경우보다 커지게 된다. 따라서, 제2 단말기(20)의 수신 공진 코일(310)은 제1 단말기(10)의 수신 공진 코일(310)보다 많은 양의 자기장을 수신할 수 있게 된다. Specifically, since the first terminal 10 is placed horizontally, the reception resonance coil 310 is also placed horizontally, and in the case of the second terminal 20 is placed vertically, the reception resonance coil is also vertical. Lies. In this case, the radius formed when the transmission resonant coil 220 looks at one end and the end of the reception resonant coil 310 is larger than that of the first terminal 10. Accordingly, the reception resonance coil 310 of the second terminal 20 may receive a larger amount of magnetic field than the reception resonance coil 310 of the first terminal 10.

결론적으로, 도 5의 예에서 송신 공진 코일(220)과 제1 단말기(10)의 수신 공진 코일(310)의 결합계수는 송신 공진 코일(220)과 제2 단말기(20)의 수신 공진 코일(310)의 결합계수보다 작게 된다.
In conclusion, in the example of FIG. 5, the coupling coefficient of the transmission resonant coil 220 and the reception resonant coil 310 of the first terminal 10 corresponds to the reception resonant coil 220 of the transmission resonant coil 220 and the second terminal 20. It becomes smaller than the coupling coefficient of 310).

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)의 구조를 포함한 무선전력 전달장치(400)의 구조도이다.6 is a structural diagram of a wireless power transmission device 400 including a structure of a reception resonance coil 410 according to the first embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 무선전력 전달장치(400)는 수신 공진 코일(410) 및 자성체(430)를 포함할 수 있다. 무선전력 전달장치(400)는 이외에도 수신 유도 코일(미도시)를 포함할 수 있다. 이하에서, 수신 유도 코일(미도시)은 수신 공진 코일(410)에 인접하고, 수신 공진 코일(410)과 동일한 구조를 갖는 것으로 설명한다.Referring to FIG. 6, the wireless power transmission apparatus 400 may include a reception resonance coil 410 and a magnetic body 430. The wireless power transmission device 400 may further include a reception induction coil (not shown). Hereinafter, the reception induction coil (not shown) is adjacent to the reception resonance coil 410 and will be described as having the same structure as the reception resonance coil 410.

수신 유도 코일(미도시)는 수신 공진 코일(410)로부터 전자기 유도에 의해 전력을 수신할 수 있다.The reception induction coil (not shown) may receive power from the reception resonance coil 410 by electromagnetic induction.

자성체(430)는 수신 공진 코일(410)에 형성되는 자기장을 차폐하기 위한 용도로 사용된다. The magnetic body 430 is used for shielding the magnetic field formed in the reception resonance coil 410.

자성체(430)는 송신 공진 코일(220)로부터 전달되는 자기장이 단말기(30)와 같은 전도체에 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 자성체(430)는 송신 공진 코일(220)로부터 전달되는 자기장의 방향을 변경시켜 수신 공진 코일(410)로 더 많은 자기장이 전달될 수 있도록 한다.The magnetic body 430 may prevent the magnetic field transmitted from the transmission resonance coil 220 from being absorbed by a conductor such as the terminal 30. That is, the magnetic body 430 changes the direction of the magnetic field transmitted from the transmission resonance coil 220 to allow more magnetic fields to be transmitted to the reception resonance coil 410.

자성체(430)는 강철과 같은 페라이트(ferrite)를 포함할 수 있고, 바람직하게는 강철로 이루어진 박막시트 형태를 가질 수 있다.The magnetic body 430 may include a ferrite such as steel, and may preferably have a thin film sheet made of steel.

수신 공진 코일(410)은 단말기(30)와 일정한 간격을 두고, 단말기(30)의 저면에 배치된다. 수신 공진 코일(410)은 하나의 도선이 직사각형의 형태로 복수 번 감겨진 구조를 이룰 수 있다.The reception resonance coil 410 is disposed on the bottom surface of the terminal 30 at regular intervals from the terminal 30. The reception resonance coil 410 may have a structure in which one conductive wire is wound a plurality of times in a rectangular shape.

도 6의 수신 공진 코일(410)의 배치는 단말기(30)가 도 5에서 제1 단말기(10)와 같이 놓여있을 경우, 송신 공진 코일(220)로부터 수신하는 자기장의 양이 적어 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(410)의 결합계수가 작아지기 때문에 전력 전송 효율을 낮출 수 있다. 그러나, 단말기(30)가 놓여있는 형태에 따라 결합계수가 변하여 전력 전송 효율이 달라질 수 있다.
In the arrangement of the reception resonance coil 410 of FIG. 6, when the terminal 30 is placed together with the first terminal 10 in FIG. 5, the amount of the magnetic field received from the transmission resonance coil 220 is small, and thus the transmission resonance coil ( Since the coupling coefficient between the 220 and the reception resonance coil 410 is reduced, the power transmission efficiency can be lowered. However, the coupling coefficient may vary according to the form in which the terminal 30 is placed, and thus the power transmission efficiency may vary.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)의 구조를 포함한 무선전력 전달장치(400)의 저면도 및 측면도이다.7 is a bottom view and a side view of a wireless power transmission device 400 including a structure of a reception resonance coil 410 according to a second embodiment of the present invention.

도 7을 참고하면, 무선전력 전달장치(400)는 수신 공진 코일(410) 및 자성체(430)를 포함할 수 있다. 무선전력 전달장치(400)는 이외에도 수신 유도 코일(미도시)를 포함할 수 있다. 이하에서, 수신 유도 코일(미도시)은 수신 공진 코일(410)에 인접하고, 수신 공진 코일(410)과 동일한 구조를 갖는 것으로 설명한다.Referring to FIG. 7, the wireless power transmission device 400 may include a reception resonance coil 410 and a magnetic body 430. The wireless power transmission device 400 may further include a reception induction coil (not shown). Hereinafter, the reception induction coil (not shown) is adjacent to the reception resonance coil 410 and will be described as having the same structure as the reception resonance coil 410.

자성체(430)는 송신 공진 코일(220)로부터 전달되는 자기장이 무선전력 수신장치(300)와 같은 전도체에 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 자성체(430)는 송신 공진 코일(220)로부터 전달되는 자기장의 방향을 변경시켜 수신 공진 코일(410)로 더 많은 자기장이 전달될 수 있도록 한다.The magnetic body 430 may prevent the magnetic field transmitted from the transmission resonant coil 220 from being absorbed by a conductor such as the wireless power receiver 300. That is, the magnetic body 430 changes the direction of the magnetic field transmitted from the transmission resonance coil 220 to allow more magnetic fields to be transmitted to the reception resonance coil 410.

수신 공진 코일(410)은 하나의 도선이 복수 번 감겨진 형태로 단말기(30)의 외곽을 따라 배치된다.The reception resonant coil 410 is disposed along the outside of the terminal 30 in a shape in which one conductive wire is wound a plurality of times.

도 7의 수신 공진 코일(410) 배치는 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(410)간 거리를 가깝워 결합계수가 커질 수 있다. 결합계수가 커지면, 전력 전송 효율이 증가한다. 그러나, 수신 공진 코일(410)이 단말기(30)의 외곽을 따라 배치되기 때문에 무선전력 전달장치(400) 및 단말기(30)가 결합된 경우, 전체 사이즈가 커지고, 수신 공진 코일(410)과 단말기(30)의 전자기적 거리가 가깝기 때문에 송신 공진 코일(220)로부터 전달되는 자기장이 전도체인 단말기(30)에 흡수되어 양호도(Quality factor)가 낮아질 수 있다. 여기서, 양호도는 손실전력의 역수에 해당하는 값을 의미할 수 있다. 또한, 단말기(30)가 놓여 있는 방향에 따라 결합계수가 달라져 전력 전송 효율이 달라질 수 있다.
In the arrangement of the reception resonant coil 410 of FIG. 7, the coupling coefficient may increase due to a close distance between the transmission resonant coil 220 and the reception resonant coil 410. As the coupling coefficient increases, the power transfer efficiency increases. However, since the reception resonance coil 410 is disposed along the outside of the terminal 30, when the wireless power transmission device 400 and the terminal 30 are combined, the overall size is increased, and the reception resonance coil 410 and the terminal are combined. Since the electromagnetic distance of 30 is close, the magnetic field transmitted from the transmission resonant coil 220 may be absorbed by the terminal 30, which is a conductor, thereby lowering the quality factor. Here, the goodness level may mean a value corresponding to the inverse of the lost power. In addition, the coupling coefficient may vary depending on the direction in which the terminal 30 is placed, and thus the power transmission efficiency may vary.

다음으로 도 8 내지 도 10에서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)의 구조를 포함한 무선전력 전달장치(400)를 설명한다.Next, the wireless power transmission apparatus 400 including the structure of the reception resonance coil 410 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10.

도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무선전력 전달장치(400)의 정면도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무선전력 전달장치(400)의 좌 측면(30b)도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 무선전력 전달장치(400)의 하면(30a)도이다.
FIG. 8 is a front view of a wireless power transmission device 400 according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a left side view 30b of the wireless power transmission device 400 according to a third embodiment of the present invention. 10 is a bottom view 30a of the wireless power transmission device 400 according to the third embodiment of the present invention.

*도 8을 참고하면, 무선전력 전달장치(400)는 수신 공진 코일(410) 및 자성체(430)를 포함할 수 있다. 무선전력 전달장치(400)는 이외에도 수신 유도 코일(미도시)를 포함할 수 있다. 이하에서, 수신 유도 코일(미도시)은 수신 공진 코일(410)에 인접하고, 수신 공진 코일(410)과 동일한 구조를 갖는 것으로 설명한다.Referring to FIG. 8, the wireless power transmission device 400 may include a reception resonance coil 410 and a magnetic body 430. The wireless power transmission device 400 may further include a reception induction coil (not shown). Hereinafter, the reception induction coil (not shown) is adjacent to the reception resonance coil 410 and will be described as having the same structure as the reception resonance coil 410.

자성체(430)는 수신 공진 코일(410)에 형성되는 자기장을 차폐하기 위한 용도로 사용된다.The magnetic body 430 is used for shielding the magnetic field formed in the reception resonance coil 410.

자성체(430)는 송신 공진 코일(220)로부터 전달되는 자기장이 단말기(30)와 같은 전도체에 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 자성체(430)는 송신 공진 코일(220)로부터 단말기(30)로 향하는 자기장의 방향을 변경시켜 수신 공진 코일(410)로 더 많은 자기장이 전달될 수 있도록 한다.The magnetic body 430 may prevent the magnetic field transmitted from the transmission resonance coil 220 from being absorbed by a conductor such as the terminal 30. That is, the magnetic body 430 changes the direction of the magnetic field from the transmission resonance coil 220 to the terminal 30 so that more magnetic fields can be transmitted to the reception resonance coil 410.

자성체(430)는 단말기(30)를 수용할 수 있는 형태를 가질 수 있다. 일 실시 에서 자성체(430)의 두께는 단말기(30)의 두께보다 얇을 수 있다.The magnetic body 430 may have a form that can accommodate the terminal 30. In one embodiment, the thickness of the magnetic body 430 may be thinner than the thickness of the terminal 30.

도 8을 참고하면, 수신 공진 코일(410)은 자성체(430)와 일정한 간격을 두고, 자성체(430)의 하 측에 위치할 수 있다. 즉, 수신 공진 코일(410)은 단말기(30)의 하 측에 위치할 수 있다. 수신 공진 코일(410)은 하나의 도선이 복수 번 감긴 형태로 자성체(430)의 하 측에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 8, the reception resonance coil 410 may be positioned below the magnetic body 430 at a predetermined interval from the magnetic body 430. That is, the reception resonance coil 410 may be located under the terminal 30. The reception resonant coil 410 may be positioned below the magnetic material 430 in a form in which one conductive wire is wound a plurality of times.

수신 공진 코일(410)은 제1 면(410a), 제2 면(410b), 제3 면(410c), 제4 면(410d)을 포함할 수 있다. The reception resonance coil 410 may include a first surface 410a, a second surface 410b, a third surface 410c, and a fourth surface 410d.

단말기(30)는 하면(30a), 좌 측면(30b), 우 측면(30c)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 하면(30a), 좌 측면(30b), 우 측면(30c)은 직사각형의 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.The terminal 30 may include a bottom surface 30a, a left side surface 30b, and a right side surface 30c. In an embodiment, the bottom surface 30a, the left side surface 30b, and the right side surface 30c may have a rectangular shape, but are not limited thereto.

하면(30a)은 좌 측면(30b) 및 우 측면(30c)과 서로 수직일 수 있다.The lower surface 30a may be perpendicular to the left side 30b and the right side 30c.

일 실시 예에서 수신 공진 코일(410)은 하나의 도선이 1회 이상으로 권선되어 제1 면(410a), 제2 면(410b), 제3 면(410c), 제4 면(410d)을 포함하는 직사각형을 형성할 수 있다. 제1 면(410a), 제2 면(410b), 제3 면(410c), 제4 면(410d)의 각 권선된 도선 사이의 거리는 소정의 거리를 가질 수 있고, 거리가 0일 수도 있다.In one embodiment, the reception resonance coil 410 is wound one or more times to include a first surface 410a, a second surface 410b, a third surface 410c, and a fourth surface 410d. Can form a rectangle. The distance between each of the wound wires of the first surface 410a, the second surface 410b, the third surface 410c, and the fourth surface 410d may have a predetermined distance, and the distance may be zero.

제1 면(410a), 제2 면(410b), 제3 면(410c), 제4 면(410d)은 도 10에서 도시된 바와 같이 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정될 필요 없이 타원형 등 다양한 다각형의 형태를 포함할 수 있다.The first surface 410a, the second surface 410b, the third surface 410c, and the fourth surface 410d may have a rectangular shape as shown in FIG. 10. However, without being limited to this, it may include various polygonal shapes such as elliptical.

수신 공진 코일(410)의 제1 면(410a)과 제2 면(410b)은 서로 평행할 수 있다. The first surface 410a and the second surface 410b of the reception resonance coil 410 may be parallel to each other.

수신 공진 코일(410)의 제1 면(410a)은 하면(30a)의 일측에 인접하여 배치될 수 있고, 제2 면(410b)은 하면(30a)의 타측에 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 제1 면(410a) 및 제2 면(410b)은 서로 평행할 수 있으나, 평행하지 않을 수도 있다. 제1 면(410a) 및 제2 면(410b)은 자성체(430)를 사이에 두고, 하면(30a)에 인접하여 배치될 수 있다.The first surface 410a of the reception resonance coil 410 may be disposed adjacent to one side of the lower surface 30a, and the second surface 410b may be disposed adjacent to the other side of the lower surface 30a. In an embodiment, the first surface 410a and the second surface 410b may be parallel to each other, but may not be parallel to each other. The first surface 410a and the second surface 410b may be disposed adjacent to the lower surface 30a with the magnetic body 430 interposed therebetween.

제1 면(410a)과 제2 면(410b)은 일정한 거리를 두고 배치될 수 있다. 제1 면(410a)과 제2 면(410b) 사이의 거리는 하면(30a)의 짧은 변 길이보다 더 작을 수 있다.The first surface 410a and the second surface 410b may be disposed at a predetermined distance. The distance between the first surface 410a and the second surface 410b may be smaller than the short side length of the lower surface 30a.

제1 면(410a) 및 제2 면(410b)의 각 긴 변의 길이는 하면(30a)의 긴 변의 길이보다 더 길 수 있고, 제1 면(410a) 및 제2 면(410b)의 각 짧은 변의 길이는 하면(30a)의 짧은 변의 길이보다 더 짧을 수 있다.The length of each long side of the first side 410a and the second side 410b may be longer than the length of the long side of the bottom side 30a, and the length of each short side of the first side 410a and the second side 410b. The length may be shorter than the length of the short side of the lower surface 30a.

자성체(430)는 제1 면(410a)과 제2 면(410b)과 하면(30a) 사이에 위치할 수 있다. 자성체(430) 또한 직사각형의 형태를 가질 수 있다.The magnetic body 430 may be located between the first surface 410a, the second surface 410b, and the lower surface 30a. The magnetic body 430 may also have a rectangular shape.

도 8을 참고하면, 제3 면(410c) 및 제4 면(410d)은 서로 평행 할 수 있다. 그러나, 이에 한정될 필요는 없고, 평행하지 않을 수도 있다.Referring to FIG. 8, the third surface 410c and the fourth surface 410d may be parallel to each other. However, the present invention is not limited thereto and may not be parallel.

제3 면(410c)은 단말기(30)의 좌 측면(30b)과 평행하며, 자성체(430)를 사이에 두고, 좌 측면(30b)에 인접하여 배치될 수 있다. 제4 면(410d)은 단말기(30)의 우 측면(30c)과 평행하며, 자성체(430)를 사이에 두고, 우 측면(30c)에 인접하여 배치될 수 있다.The third surface 410c may be parallel to the left side surface 30b of the terminal 30 and may be disposed adjacent to the left side surface 30b with the magnetic body 430 interposed therebetween. The fourth surface 410d may be parallel to the right side surface 30c of the terminal 30 and may be disposed adjacent to the right side surface 30c with the magnetic body 430 interposed therebetween.

제3 면(410c)과 제4 면(410d)은 제1 면(410a)과 제2 면(410b)을 통해 연결될 수 있다. 구체적으로, 제3 면(410c)과 제4 면(410d)을 구성하는 1회 이상 권선된 각각 도선은 제1 면(410a)과 제2 면(410b)을 구성하는 1회 이상 권선된 각각의 도선과 연결될 수 있다.The third surface 410c and the fourth surface 410d may be connected through the first surface 410a and the second surface 410b. Specifically, each of the conductive wires wound one or more times constituting the third surface 410c and the fourth surface 410d may be each wound one or more times constituting the first surface 410a and the second surface 410b. Can be connected to the conductor.

도 9를 참고하면, 제3 면(410c)의 긴 변의 길이는 좌 측면(30b)의 긴 변의 길이보다 더 짧을 수 있고, 제3 면(410c)의 짧은 변의 길이는 좌 측면(30b)의 짧은 변 길이보다 더 짧을 수 있다. 자성체(430)는 제3 면(410c)과 좌 측면(30b)을 사이에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 9, the length of the long side of the third side 410c may be shorter than the length of the long side of the left side 30b, and the length of the short side of the third side 410c may be shorter than the length of the left side 30b. It may be shorter than the side length. The magnetic body 430 may be positioned between the third surface 410c and the left side surface 30b.

도 10을 참고하면, 제1 면(410a) 및 제2 면(410b)은 제3 면(410c) 및 제4 면(410d)과 수직을 이룰 수 있다. Referring to FIG. 10, the first surface 410a and the second surface 410b may be perpendicular to the third surface 410c and the fourth surface 410d.

수신 공진 코일(410)은 단말기(30)를 수용하는 형태의 구조를 가질 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이 수신 공진 코일(410)은 단말기(30)의 하면(30a)을 따라 배치됨과 동시에 단말기(30)의 좌 측면(30b) 및 우 측면(30c)을 감싸는 형태로 구성된다. The reception resonance coil 410 may have a structure that accommodates the terminal 30. That is, as shown in FIG. 9, the reception resonance coil 410 is disposed along the lower surface 30a of the terminal 30 and surrounds the left side 30b and the right side 30c of the terminal 30. It is composed.

상기와 같은 무선전력 전달장치(400)는 단말기(30)와 탈착이 가능하여, 필요에 따라 단말기(30)와 결합 또는 분리될 수 있다.
The wireless power transmission device 400 as described above may be detachable from the terminal 30, and may be combined or separated from the terminal 30 as necessary.

도 11은 본 발명의 제1,2,3 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)을 포함하는 무선전력 전달장치(400)의 효과를 3가지 측면에서 비교해 놓은 도면이다.11 is a view comparing the effects of the wireless power transmission device 400 including the reception resonance coil 410 according to the first, second, and third embodiments of the present invention in three aspects.

각각의 경우, 무선전력 전달장치(400)와 단말기(30)는 결합된 상태를 가정한다.In each case, it is assumed that the wireless power transmitter 400 and the terminal 30 are coupled.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 수신 공진 코일(410)의 배치는 송신 공진 코일(220)을 기준으로 단말기(30)가 놓여있는 방향에 따라 결합계수가 변하는 범위가 작아 전력 전송 효율의 변화를 크지 않게 한다. 또한, 무선전력 전달장치(30)의 가로 방향의 두께가 더 커져 전체 사이즈가 위 아래로 커질 수 있으나, 세로 방향의 두께는 그대로 유지되어 사용자의 그립감을 해치지 않는다.In the arrangement of the reception resonant coil 410 according to the third embodiment of the present invention, a range in which the coupling coefficient changes according to the direction in which the terminal 30 is placed on the basis of the transmission resonant coil 220 is small so that the change in power transmission efficiency may be reduced. Do not grow big. In addition, the thickness in the horizontal direction of the wireless power transmission device 30 is larger, the overall size may be up and down, but the thickness in the vertical direction is maintained as it does not hurt the user's grip.

도 11을 참고하여 양호도(Quality factor) 측면에서 실시 예들을 비교한다.Referring to FIG. 11, the embodiments are compared in terms of quality factor.

양호도(Quality factor)를 살펴보면, 제3 실시 예의 경우, 제1 실시 예의 경우보다 양호도가 다소 낮지만, 제2 실시 예의 경우보다는 크다.Looking at the quality factor, in the third embodiment, the degree of goodness is somewhat lower than in the case of the first embodiment, but larger than in the case of the second embodiment.

다음으로 수신 공진 코일(410) 및 단말기(30)를 포함한 전체 크기를 비교해 본다.Next, the overall size including the reception resonance coil 410 and the terminal 30 will be compared.

제3 실시 예의 경우, 전체 크기는 수신 공진 코일(410)이 단말기(30)의 저면 및 측면에 배치되기 때문에 제1 실시 예보다는 크고, 제2 실시 예보다는 작다.In the case of the third embodiment, the overall size is larger than the first embodiment and smaller than the second embodiment because the reception resonance coil 410 is disposed on the bottom and side surfaces of the terminal 30.

다음으로 결합계수 측면에서 실시 예들을 비교해 본다.Next, the embodiments are compared in terms of the coupling coefficient.

제3 실시 예의 경우, 결합계수(Coupling Coefficient)의 최대 값 및 최소 값이 0.02로 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다. 결합계수가 일정하면, 전력 전송 효율이 일정하다는 의미로 해석될 수 있어 안정적인 전력 전송이 가능한 장점이 있다. In the case of the third embodiment, it can be seen that the maximum value and the minimum value of the coupling coefficient remain constant at 0.02. If the coupling coefficient is constant, it can be interpreted to mean that the power transmission efficiency is constant, there is an advantage that can be a stable power transmission.

이에 반해, 제1 실시 예의 경우, 결합계수의 최대 값이 제3 실시 예의 최대 값과 같은 0.02이지만, 결합계수의 최소 값이 0.012로 변화가 심하여 결과적으로 전력 전송 효율이 안정적이지 못하다. 제2 실시 예의 경우, 결합계수의 최대 값이 0.3으로 가장 크나, 최소 값이 0.02로 결합계수의 변화 폭이 심하여 전력 전송 효율이 안정적이지 못하다.
In contrast, in the case of the first embodiment, the maximum value of the coupling coefficient is 0.02, which is the same as the maximum value of the third embodiment. In the case of the second embodiment, the maximum value of the coupling coefficient is the largest as 0.3, but the minimum value is 0.02, and the variation of the coupling coefficient is severe and power transmission efficiency is not stable.

결과적으로, 양호도, 결합계수, 전체 크기를 모두 고려한다면, 가장 최적의 실시 예는 제3 실시 예로 볼 수 있다.As a result, considering the goodness, the coupling coefficient, and the overall size, the most optimal embodiment can be regarded as the third embodiment.

본 실시 예에서는 자기공진을 이용한 무선전력 전달장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 전달장치는 전자기 유도를 이용한 경우에도 적용 가능할 수 있다.
In the present embodiment, a wireless power transmission apparatus using magnetic resonance has been described as an example, but the wireless power transmission apparatus according to the embodiment of the present invention may be applicable to the case of using electromagnetic induction.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and the present invention is not limited to the specific scope of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or the prospect of the present invention.

10: 제1 단말기
20: 제2 단말기
30: 단말기
30a: 하면
30b: 좌 측면
30c: 우 측면
100: 전력 소스
200: 무선전력 송신장치
210: 송신 유도 코일
220: 송신 공진 코일
300: 무선전력 수신장치
310: 수신 공진 코일
320: 수신 유도 코일
330: 정류회로
340: 부하
400: 무선전력 전달장치
400a: 제1 면
400b: 제2 면
400c: 제3 면
410: 수신 공진 코일
430: 자성체
400d: 제4 면
410: 수신 공진 코일
430: 자성체10: first terminal
20: second terminal
30: terminal
30a:
30b: left side
30c: right side
100: Power source
200: Wireless power transmitting device
210: transmission induction coil
220: transmission resonance coil
300: Wireless power receiving device
310: Receive resonant coil
320: reception induction coil
330: rectifier circuit
340: Load
400: wireless power transmission device
400a: first side
400b: second side
400c: third side
410: receiving resonance coil
430: magnetic material
400d: fourth side
410: receiving resonance coil
430: magnetic material

Claims

In the wireless power transmission device for wirelessly delivering power to the terminal,
The terminal has a first and a second outer surface and a lower surface facing each other,
A reception resonance coil for receiving power using magnetic resonance; And
Receiving induction coil for transmitting the received power to the terminal,
The receiving resonance coil has a first side, a second side, a third side, and a fourth side,
The first surface of the reception resonance coil is disposed on one side of the bottom surface of the terminal,
The second surface of the reception resonance coil is disposed on the other side of the bottom surface of the terminal,
A third surface of the reception resonance coil is disposed on a first outer surface of the terminal;
And a fourth surface of the reception resonance coil is disposed on a second outer surface of the terminal.

The method of claim 1, wherein the receiving resonance coil,
Wireless wire transfer device having a rectangular shape in which one conductive wire is wound one or more times to include first to fourth surfaces of the reception resonance coil.

The method of claim 1,
First and second surfaces of the reception resonance coil are parallel to a bottom surface of the terminal,
And a third surface of the receiving resonance coil is parallel to the first outer surface, and the fourth surface is parallel to the second outer surface.

The method of claim 1, wherein the first and second surfaces of the reception resonance coil,
Parallel to each other, the wireless power transmission device is arranged at a certain distance.

The method of claim 4, wherein the constant distance is,
When the bottom surface of the terminal has a rectangular shape, the wireless power transmission device shorter than the length of the short side of the bottom surface of the terminal.

The method of claim 1, wherein the third surface and the fourth surface of the reception resonance coil,
Wireless power transmission devices that are parallel to each other and arranged at a certain distance.

The method of claim 6, wherein the constant distance is,
When the bottom surface of the terminal has a rectangular shape, the wireless power transmission device longer than the length of the long side of the bottom surface of the terminal.

The method of claim 1,
When the first and second surfaces of the reception resonance coil and the bottom surface of the terminal have a rectangular shape, the long side length of each of the first and second surfaces of the reception resonance coil is greater than the long side length of the bottom surface of the terminal. Long wireless power transmitter.

The method of claim 1,
When the first and second surfaces of the reception resonance coil and the bottom surface of the terminal are rectangular, the short side lengths of the first and second surfaces of the reception resonance coil are shorter than the short side length of the bottom surface of the terminal. Delivery device.

The method of claim 1,
When the third and fourth surfaces of the reception resonance coil and the first and second outer surfaces of the terminal are rectangular, lengths of long sides of each of the third and fourth surfaces of the reception resonance coil are equal to the first and fourth surfaces of the terminal. Wireless power delivery device shorter than the long side length of the second outer surface.

The method of claim 1,
When the third and fourth surfaces of the reception resonance coil and the first and second outer surfaces of the terminal are rectangular, the short side lengths of the third and fourth surfaces of the reception resonance coil may be the first and fourth sides of the terminal, respectively. Wireless power delivery device smaller than the short side length of the second outer surface.

The method of claim 1,
A lower surface of the terminal is perpendicular to each of the first and second outer surfaces of the terminal;
And the first outer side surface and the second outer side surface are parallel to each other.

The method of claim 1, wherein
And a magnetic material positioned between the terminal and the reception resonance coil.

The method of claim 13, wherein the magnetic material,
Wireless power transmission device that can change the direction of the magnetic field formed in the receiving resonance coil.

The method of claim 13, wherein the magnetic material,
Wireless power transmission device comprising a ferrite.

The method of claim 1, wherein the receiving induction coil,
Wireless power transmission device for receiving power from the receiving resonance coil by electromagnetic induction.