KR20140060177A - Wireless power transmitter - Google Patents

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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

A wireless power transmitting apparatus according to the embodiment of the present invention transmits power to a wireless power receiving apparatus by wireless. The wireless power transmitting apparatus includes a transmission coil which transmits power from a power supply device to the wireless power receiving apparatus and a magnet which is located in the transmission coil and changes the direction of a part of magnetic fields going from the transmission coil to the outside of the transmission coil.

Description

무선전력 송신장치{WIRELESS POWER TRANSMITTER}[0001] WIRELESS POWER TRANSMITTER [0002]

본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송신장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless power transmission techniques. More particularly, the present invention relates to a wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power to a wireless power receiving apparatus.

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. The electromagnetic induction method is rapidly commercialized mainly in small-sized devices, but there is a problem in that the transmission distance of electric power is short.

현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.Up to now, the energy transmission method using a wireless method includes a resonance method in addition to electromagnetic induction and a remote transmission technique using a short wavelength radio frequency.

특히, 최근에는 전자기 유도 및 공진을 이용하여 무선으로 전력을 전송하는 방식이 많이 사용되고 있다.In particular, recently, a method of wirelessly transmitting electric power using electromagnetic induction and resonance is widely used.

그러나, 상기 전력 전송 방식은 외부로 유출되는 자기장이 많아 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간 전력 전송 효율이 떨어지고, 인체에 유해한 영향을 끼치는 문제가 있었다.However, the power transmission system has a problem that the power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus is deteriorated due to a large number of magnetic fields flowing out to the outside, and harmful influence is exerted on the human body.

본 발명은 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치의 전력 전송 효율을 향상시키고, 인체에 유해한 자기장의 유출되는 것을 방지할 수 있는 무선전력 송신장치의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a wireless power transmission apparatus capable of improving the power transmission efficiency of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus and preventing leakage of a harmful magnetic field to a human body.

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 송신장치는 전력 공급 장치로부터 공급받은 전력을 상기 무선전력 수신장치에 전송하는 송신 코일 및 상기 송신 코일의 내측에 위치하고, 상기 송신 코일에서 형성되어 상기 송신 코일의 외부로 향하는 자기장 중 일부 자기장의 방향을 변경시키는 자석을 포함한다.A wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power to a wireless power reception apparatus according to an embodiment of the present invention includes a transmission coil for transmitting power received from a power supply apparatus to the wireless power reception apparatus, And a magnet which is formed in the transmission coil and changes the direction of a part of the magnetic field out of the transmission coil.

본 발명의 실시 예에 따르면, 송신 코일 내부에 자석을 배치시킴에 따라 외부로 향하는 자기장의 방향을 변경시켜 송신 코일 내부에 위치한 무선전력 수신장치로의 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by disposing the magnet in the transmission coil, the direction of the magnetic field directed to the outside can be changed to improve the power transmission efficiency to the wireless power receiving device located in the transmission coil.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 송신 코일 내부에 자석을 배치시킴에 따라 외부로 향하는 자기장의 방향을 변경시켜 외부로 누출되는 자기장을 최소할 수 있다. 이로 인해, 인체에 유해한 자기장의 유출을 감소시킬 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, by disposing the magnet in the transmission coil, the direction of the magnetic field directed to the outside can be changed to minimize the magnetic field leaking to the outside. This can reduce the outflow of magnetic fields harmful to the human body.

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 실시 예에 따른, 송신 유도 코일의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전력 공급 장치와 무선전력 송신장치의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선전력 수신장치의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 구성 예이다.
도 6은 자석을 송신 코일 내부에 배치하지 않은 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 보여주는 H-Field이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 송신 코일 내부에 자석을 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 보여주는 H-Filed이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 알니코 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 정면에서 보여주는 H-Field이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 네오디뮴 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 정면에서 보여주는 H-Field이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 사마륨 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 정면에서 보여주는 H-Field이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 알니코 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 평면에서 보여주는 H-Field이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 네오디뮴 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 평면에서 보여주는 H-Field이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 사마륨 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 평면에서 보여주는 H-Field이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 활용 예를 보여준다.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 according to an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram of a power supply apparatus and a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an equivalent circuit diagram of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration example of a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is an H-field showing the distribution of the magnetic field formed around the transmission coil in case of power transmission when the magnet is not disposed inside the transmission coil.
FIG. 7 is an H-field showing the distribution of a magnetic field formed around a transmission coil when power is transmitted when a magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an H-field showing a distribution of a magnetic field formed in the vicinity of a transmission coil at the time of power transmission, when the alnico magnet is disposed inside the transmission coil according to the embodiment of the present invention.
9 is an H-field showing a distribution of a magnetic field formed in the vicinity of a transmission coil in a front view when a neodymium magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention.
10 is an H-field showing in front a distribution of a magnetic field formed around a transmission coil in power transmission when a samarium magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention.
11 is an H-field showing a distribution of a magnetic field formed in the vicinity of a transmission coil when transmitting an electric power when an alnico magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention.
12 is an H-field showing a distribution of a magnetic field formed in the vicinity of a transmission coil when power is transmitted when a neodymium magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an H-field showing a distribution of a magnetic field formed in the vicinity of a transmission coil in power transmission, when a samarium magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows an application example of a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

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 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무선전력 전송 시스템은 전력 공급 장치(100), 무선전력 송신장치(200), 무선전력 수신장치(300), 부하(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system may include a power supply 100, a wireless power transmission device 200, a wireless power reception device 300, and a load 400.

일 실시 예에서 전력 공급 장치(100)는 무선전력 송신장치(200)에 포함될 수 있다.In one embodiment, the power supply 100 may be included in the wireless power transmission device 200.

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), 정류부(330)를 포함할 수 있다. The wireless power receiving apparatus 300 may include a receiving resonant coil 310, a receiving induction coil 320, and a rectifying unit 330.

전력 공급 장치(100)의 양단은 송신 유도 코일(210)의 양단과 연결된다.Both ends of the power supply device 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 resonant coil 310 may be disposed at a certain distance from the reception induction coil 320. [

수신 유도 코일(320)의 양단은 정류부(330)의 양단과 연결되고, 부하(400)는 정류부(330)의 양단에 연결된다. 일 실시 예에서 부하(400)는 무선전력 수신장치(300)에 포함될 수 있다.Both ends of the reception induction coil 320 are connected to both ends of the rectification part 330 and the load 400 is connected to both ends of the rectification part 330. In one embodiment, the load 400 may be included in the wireless power receiving device 300.

전력 공급 장치(100)에서 생성된 전력은 무선전력 송신장치(200)로 전달되고, 무선전력 송신장치(200)로 전달된 전력은 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 supply apparatus 100 is transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 and the power transmitted to the wireless power transmission apparatus 200 is resonated with 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 공급 장치(100)는 소정 주파수를 갖는 교류 전력을 생성하여 무선전력 송신장치(200)에 전달한다.The power supply apparatus 100 generates and transmits AC power having a predetermined frequency to the wireless power transmission apparatus 200.

송신 유도 코일(210)과 송신 공진 코일(220)은 유도 결합되어 있다. 즉, 송신 유도 코일(210)는 전력 공급 장치(100)로부터 공급받은 전력에 의해 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격 되어 있는 송신 공진 코일(220)에도 교류 전류가 유도된다. The transmission induction coil 210 and the transmission resonance coil 220 are inductively coupled. That is, when the alternating current flows by the electric power supplied from the power supply device 100, the transmission induction coil 210 induces an alternating current also in the transmission resonance coil 220 which is physically separated by the electromagnetic induction.

그 후, 송신 공진 코일(220)로 전달된 전력은 공진에 의해 무선전력 송신장치(200)와 공진 회로를 이루는 무선전력 수신장치(300)로 전달된다. 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 resonance.

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

수신 공진 코일(310)은 송신 공진 코일(220)로부터 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 공진 코일(310)과 유도 결합된 수신 유도 코일(320)로 전달된다. 수신 유도 코일(320)로 전달된 전력은 정류부(330)를 통해 정류되어 부하(400)로 전달된다.The reception resonance coil 310 receives power from the transmission resonance coil 220 by 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 inductively coupled to the reception resonance coil 310 by electromagnetic induction. The power transmitted to the reception induction coil 320 is rectified through the rectifying part 330 and transferred to the load 400.

일 실시 예에서 송신 유도 코일(210), 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)은 원형, 타원형, 사각형 등과 같은 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.In one embodiment, the transmission induction coil 210, the transmission resonance coil 220, the reception resonance coil 310, and the reception induction coil 320 may have a shape such as a circle, an ellipse, a square, and the like, none.

무선전력 송신장치(200)의 송신 공진 코일(220)은 자기장을 통해 무선전력 수신장치(300)의 수신 공진 코일(310)에 전력을 전송할 수 있다. The transmitting resonant coil 220 of the wireless power transmitting apparatus 200 can transmit power to the receiving resonant coil 310 of the wireless power receiving apparatus 300 through a magnetic field.

구체적으로, 송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)은 공진 주파수에서 동작하도록 공진 결합되어 있다. Specifically, the transmitting resonant coil 220 and the receiving resonant coil 310 are resonantly coupled to operate at a resonant frequency.

송신 공진 코일(220)과 수신 공진 코일(310)의 공진 결합으로 인해, 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율은 크게 향상될 수 있다.The power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can be greatly improved due to the resonance coupling between the transmission resonance coil 220 and the reception resonance coil 310.

무선전력 전송에서 품질 지수(Quality Factor)와 결합계수(Coupling Coefficient)는 중요한 의미를 갖는다. 즉, 전력 전송 효율은 품질 지수 및 결합계수가 큰 값을 가질수록 향상될 수 있다.In wireless power transmission, quality factor and coupling coefficient have important meaning. That is, the power transmission efficiency can be improved as the quality index and coupling coefficient have larger values.

품질 지수(Quality Factor)는 무선전력 송신장치(200) 또는 무선전력 수신장치(300) 부근에 축척할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.The quality factor may mean an index of energy that can be accumulated in the vicinity of the wireless power transmission apparatus 200 or the wireless power reception apparatus 300.

품질 지수(Quality Factor)는 동작 주파수(w), 코일의 형상, 치수, 소재 등에 따라 달라질 수 있다. 품질 지수는 수식으로 Q=w*L/R 와 같이 표현될 수 있다. L은 코일의 인덕턴스이고, R은 코일자체에서 발생하는 전력손실량에 해당하는 저항을 의미한다.The quality factor may vary depending on the operating frequency (w), the shape of the coil, the dimensions, and the material. The quality index can be expressed as a formula Q = w * L / R. L is the inductance of the coil, and R is the resistance corresponding to the amount of power loss occurring in the coil itself.

품질 지수(Quality Factor)는 0에서 무한대의 값을 가질 수 있고, 품질지수가 클수록 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.The quality factor can have a value from 0 to infinity. The larger the quality index, the higher the power transmission efficiency between the wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can be.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일 간 자기적 결합의 정도를 의미하는 것으로 0에서 1의 범위를 갖는다.Coupling coefficient means the degree of magnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil, and ranges from 0 to 1.

결합계수(Coupling Coefficient)는 송신 측 코일과 수신 측 코일의 상대적인 위치나 거리 등에 따라 달라질 수 있다.The coupling coefficient may vary depending on the relative position or distance between the transmitting coil and the receiving coil.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 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 include an inductor L 1 and a capacitor C 1, thereby constituting a circuit having an appropriate inductance and a capacitance value.

송신 유도 코일(210)은 인덕터(L1)의 양단이 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 be constituted by an equivalent circuit in which both ends of the inductor L1 are connected 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, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스가 조절됨에 따라 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 송신 공진 코일(220), 수신 공진 코일(310), 수신 유도 코일(320)의 등가 회로도 또한, 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.The capacitor C1 may be a variable capacitor, and the impedance matching may be performed as the capacitance of the capacitor C1 is adjusted. The equivalent circuit of the transmission resonant coil 220, the reception resonant coil 310, and the reception induction coil 320 may also be the same as that shown in Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 공급 장치(100)와 무선전력 송신장치(200)의 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram of a power supply apparatus 100 and a wireless power transmission apparatus 200 according to an embodiment of the present 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.

정류부(330)는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 변환된 직류 전력을 부하(400)에 전달할 수 있다. The rectifying unit 330 may convert the AC power received from the reception induction coil 320 into DC power and transmit the converted DC power to the load 400.

구체적으로, 정류부(330)는 정류기와 평활 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 정류기는 실리콘 정류기가 사용될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다이오드(D1)로 등가화 될 수 있다. Specifically, the rectifying section 330 may include a rectifier and a smoothing circuit. In one embodiment, the rectifier may be a silicon rectifier, and may be equivalent to diode D1, as shown in FIG.

정류기는 수신 유도 코일(320)로부터 전달받은 교류 전력을 직류 전력을 변환할 수 있다.The rectifier can convert the DC power to the AC power received from the reception induction coil 320.

평활 회로는 정류기에서 변환된 직류 전력에 포함된 교류 성분을 제거하여 매끄러운 직류 전력을 출력할 수 있다. 일 실시 예에서 평활 회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 캐패시터(C5)가 사용될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. The smoothing circuit can output smooth DC power by removing the AC component included in the DC power converted in the rectifier. In one embodiment, the smoothing circuit may be, but need not be, a rectifying capacitor C5, as shown in Fig.

부하(400)는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 부하(400)는 배터리를 의미할 수 있다.The load 400 may be any rechargeable battery or device requiring direct current power. For example, load 400 may refer to a battery.

무선전력 수신장치(300)는 휴대폰, 노트북, 마우스, MP3 등 전력이 필요한 단말기(또는 전자기기)에 장착될 수 있다. 이에 따라, 수신 공진 코일(310) 및 수신 유도 코일(320)은 전자기기의 형태에 맞는 형상을 가질 수 있다.The wireless power receiving apparatus 300 may be mounted in a terminal (or an electronic apparatus) requiring power such as a cellular phone, a notebook, a mouse, and an MP3. Accordingly, the reception resonant coil 310 and the reception induction coil 320 may have shapes conforming to the shape of the electronic device.

무선전력 송신장치(200)는 무선전력 수신장치(300)와 인밴드(In band) 또는 아웃 오브 밴드(out of band) 통신을 이용하여 정보를 교환할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 200 can exchange information with the wireless power reception apparatus 300 using in-band or out-of-band communication.

인밴드(In band) 통신은 무선전력 전송에 사용되는 주파수를 갖는 신호를 이용하여 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)간 정보를 교환하는 통신을 의미할 수 있다. 무선전력 수신장치(300)는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치의 스위칭 동작을 통해 무선전력 송신장치(200)에서 송신되는 전력을 수신하거나, 수신하지 않을 수 있다. 이에 따라, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력량을 검출하여 무선전력 수신장치(300)에 포함된 스위치의 온 또는 오프 신호를 인식할 수 있다. In band communication may refer to a communication in which information is exchanged between a wireless power transmission apparatus 200 and a wireless power reception apparatus 300 using a signal having a frequency used for wireless power transmission. The wireless power receiving apparatus 300 may further include a switch and may not receive or receive power transmitted from the wireless power transmitting apparatus 200 through the switching operation of the switch. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 200 can detect the amount of power consumed in the wireless power transmission apparatus 200 and recognize the ON or OFF signal of the switch included in the wireless power reception apparatus 300. [

구체적으로, 무선전력 수신장치(300)는 저항과 스위치를 이용해 저항에서 흡수하는 전력량을 변화시켜 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 변경시킬 수 있다. 무선전력 송신장치(200)는 상기 소모되는 전력의 변화를 감지하여 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 획득할 수 있다. 스위치와 저항은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보는 무선전력 수신장치(300)의 현재 충전량, 충전량 추이에 대한 정보를 포함할 수 있다.Specifically, the wireless power receiving apparatus 300 can change the power consumed in the wireless power transmitting apparatus 200 by changing the amount of power absorbed by the resistor using the resistor and the switch. The wireless power transmission apparatus 200 can detect the change in the consumed power and obtain the status information of the wireless power reception apparatus 300. [ The switch and resistor can be connected in series. In one embodiment, the status information of the wireless power receiving apparatus 300 may include information on a current charging amount and a charging amount change of the wireless power receiving apparatus 300.

더 구체적으로 설명하면, 스위치가 개방되면, 저항이 흡수하는 전력은 0이 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력도 감소한다. More specifically, when the switch is opened, the power absorbed by the resistor becomes zero, and the power consumed by the wireless power transmission apparatus 200 also decreases.

스위치가 단락되면, 저항이 흡수하는 전력은 0보다 크게 되고, 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력은 증가한다. 무선전력 수신장치에서 이와 같은 동작을 반복하면, 무선전력 송신장치(200)는 무선전력 송신장치(200)에서 소모되는 전력을 검출하여 무선전력 수신장치(300)와 디지털 통신을 수행할 수 있다. If the switch is shorted, the power absorbed by the resistor is greater than zero, and the power consumed by the wireless power transmission apparatus 200 increases. When the wireless power receiving apparatus 200 repeats this operation, the wireless power transmitting apparatus 200 can detect the power consumed in the wireless power transmitting apparatus 200 and perform digital communication with the wireless power receiving apparatus 300.

무선전력 송신장치(200)는 위와 같은 동작에 따라 무선전력 수신장치(300)의 상태 정보를 수신하고, 그에 적합한 전력을 송신할 수 있다.The wireless power transmitting apparatus 200 can receive the status information of the wireless power receiving apparatus 300 according to the above operation, and can transmit appropriate power.

이와는 반대로, 무선전력 송신장치(200) 측에 저항과 스위치를 구비하여 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보를 무선전력 수신장치(300)에 전송하는 것도 가능하다. 일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)의 상태 정보는 무선전력 송신장치(200)가 전송할 수 있는 최대공급 전력량, 무선전력 송신장치(200)가 전력을 제공하고 있는 무선전력 수신장치(300)의 개수 및 무선전력 송신장치(200)의 가용 전력량에 대한 정보를 포함할 수 있다.Conversely, it is also possible to transmit the state information of the wireless power transmission apparatus 200 to the wireless power reception apparatus 300 by providing a resistor and a switch on the wireless power transmission apparatus 200 side. In one embodiment, the status information of the wireless power transmission apparatus 200 includes the maximum amount of power that the wireless power transmission apparatus 200 can transmit, the wireless power transmission apparatus 300 that the wireless power transmission apparatus 200 is providing power, And information on the amount of available power of the wireless power transmission apparatus 200.

다음으로, 아웃 오브 밴드 통신에 대해 설명한다.Next, out-of-band communication will be described.

아웃 오브 밴드 통신은 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 이용하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환하는 통신을 말한다. 무선전력 송신장치(200)와 무선전력 수신장치(300)는 아웃 오브 밴드 통신 모듈을 장착하여 전력 전송에 필요한 정보를 교환할 수 있다. 상기 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 전력 공급 장치에 장착될 수도 있다. 일 실시 예에서 아웃 오브 밴드 통신 모듈은 블루투스, 지그비, 무선랜, NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.Out-of-band communication refers to communication in which information necessary for power transmission is exchanged by using a separate frequency band instead of the resonance frequency band. The wireless power transmission apparatus 200 and the wireless power reception apparatus 300 can exchange information necessary for power transmission by mounting an out-of-band communication module. The out-of-band communication module may be mounted on a power supply. In one embodiment, the out-of-band communication module may use a short-range communication method such as Bluetooth, ZigBee, wireless LAN, or NFC (Near Field Communication), but is not limited thereto.

다음으로 도 5 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치 및 무선전력 송신장치에서 형성되는 H-Field를 설명한다.Next, an H-field formed in a wireless power transmission apparatus and a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 to FIG.

이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치(200)를 도 1 내지 도 4의 내용에 결부시켜 설명한다.Hereinafter, a wireless power transmission apparatus 200 according to another embodiment of the present invention will be described in connection with the contents of FIG. 1 to FIG.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 구성 예이다.5 is a configuration example of a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 무선전력 송신장치(200)는 송신 코일(230) 및 자석(240)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the wireless power transmission apparatus 200 may include a transmission coil 230 and a magnet 240.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)가 공진을 이용하여 수신 측에 전력을 전송하는 경우, 송신 코일(230)은 도 1에서 설명한 송신 공진 코일(220)에 대응될 수 있고, 도 1에서 설명한 송신 유도 코일(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 무선전력 송신장치(200)는 송신 코일(230)의 공진 주파수를 조절하기 위한 가변 커패시터를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, when the wireless power transmission device 200 transmits power to the receiving side using resonance, the transmitting coil 230 may correspond to the transmitting resonant coil 220 described in FIG. 1, Described transmission induction coil (not shown). In this case, the wireless power transmission apparatus 200 may further include a variable capacitor for adjusting the resonance frequency of the transmission coil 230.

일 실시 예에서 무선전력 송신장치(200)가 전자기 유도를 이용하여 수신 측에 전력을 전송하는 경우, 송신 코일(230)은 도 1에서 설명한 송신 유도 코일(210)에 대응될 수 있고, 송신 공진 코일을 포함하지 않을 수 있다.In one embodiment, when the wireless power transmission apparatus 200 transmits the power to the reception side using electromagnetic induction, the transmission coil 230 may correspond to the transmission induction coil 210 described in FIG. 1, It may not include a coil.

즉, 송신 코일(230)은 도 1에서 설명한 전력 공급 장치(100)로부터 공급받은 전력을 전자기 유도 또는 공진을 이용하여 수신 측에 전송할 수 있다.That is, the transmission coil 230 can transmit the power supplied from the power supply apparatus 100 described with reference to FIG. 1 to the reception side using electromagnetic induction or resonance.

특히, 도 1 내지 도 4에서 설명한 무선전력 수신장치가 장착된 단말기가 송신 코일(230) 내측에 위치한 경우, 송신 코일(230)은 보다 효율적으로 단말기에 전력을 전송할 수 있다. 이는 자석(240)의 영향에 의한 것으로 이에 대해서는 상세히 후술한다.In particular, when the terminal equipped with the wireless power receiving apparatus described with reference to FIGS. 1 to 4 is located inside the transmission coil 230, the transmission coil 230 can more efficiently transmit power to the terminal. This is due to the influence of the magnet 240, which will be described later in detail.

일 실시 예에서 송신 코일(230)은 일정한 높이, 일정한 직경을 갖는 헬리컬 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없고, 다양한 형태로 구성될 수 있다.In one embodiment, the transmission coil 230 may have a helical structure having a constant height and a constant diameter, but the present invention is not limited thereto and may be configured in various forms.

헬리컬 구조를 갖는 송신 코일(230)은 하나의 도선이 복수 번 권선되어 제작될 수 있다.The transmission coil 230 having a helical structure can be manufactured by winding one conductor several times.

자석(240)은 송신 코일(230)에서 형성되어 외부로 향하는 일부 자기장의 방향을 변경시킬 수 있다. 구체적으로, 자석(240)은 송신 코일(230)에서 형성되어 외부로 나가는 일부 자기장의 방향을 송신 코일(230) 내측으로 변경시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.Magnets 240 may be formed in transmit coil 230 to change the direction of some outwardly directed magnetic fields. Specifically, the magnet 240 may be formed in the transmission coil 230 to change the direction of some magnetic field externally to the inside of the transmission coil 230. [ This will be described with reference to FIG. 6 and FIG.

도 6은 자석을 송신 코일 내부에 배치하지 않은 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 보여주는 H-Field이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 송신 코일 내부에 자석을 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 보여주는 H-Filed이다.FIG. 6 is an H-field showing the distribution of the magnetic field formed around the transmission coil in case of power transmission when the magnet is not disposed inside the transmission coil. FIG. In one case, it is H-Filed which shows the distribution of the magnetic field formed around the transmitting coil during power transmission.

도 6 및 도 7의 시뮬레이션 결과는 공진을 이용하여 수신 측에 전력을 전달하는 경우의 예이고, 송신 유도 코일은 도시되어 있지 않다.The simulation results of Figs. 6 and 7 are examples of the case where power is transmitted to the reception side using resonance, and the transmission induction coil is not shown.

특히, 도 7의 경우, 후술할 알니코 자석을 사용하여 얻어진 결과이다.Particularly, in the case of Fig. 7, the result is obtained by using an alnico magnet to be described later.

또한, 도 6 및 도 7의 H-Field에서 색이 진할수록 자기장의 세기가 큼을 의미하고, 색이 연할수록 자기장의 세기가 작음을 의미한다.In addition, in FIG. 6 and FIG. 7, the higher the color, the greater the intensity of the magnetic field, and the larger the color, the smaller the intensity of the magnetic field.

도 6의 경우, 송신 코일(230)에서 형성된 자기장 중 송신 코일(230)의 상측(A) 및 하측(B)에 형성된 자기장이 도 7의 경우보다 더 큰 것을 확인할 수 있다. 이는 송신 코일(230) 내부에 자석이(240)이 배치되지 않은 경우, 송신 코일(230) 내부에 자석(240)이 배치된 경우에 비해, 송신 코일(230)의 외부로 향하는 자기장이 더 많아짐을 의미한다. 6, it can be seen that the magnetic field formed on the upper side A and the lower side B of the transmission coil 230 in the magnetic field formed in the transmission coil 230 is larger than in the case of FIG. This is because when the magnet 240 is not disposed in the transmission coil 230, the magnetic field directed to the outside of the transmission coil 230 is greater than when the magnet 240 is disposed inside the transmission coil 230 .

즉, 송신 코일(230) 내부에 자석(240)이 배치되면, 자석(240)이 배치되지 않은 경우에 비해, 송신 코일(230) 내부에 형성되는 자기장의 양이 더 많아지고, 외부로 향하는 자기장의 양이 감소하게 된다. That is, when the magnet 240 is disposed inside the transmission coil 230, the amount of the magnetic field formed inside the transmission coil 230 becomes larger than in the case where the magnet 240 is not disposed, Is reduced.

이로 인해, 송신 코일(230) 내측에 자기장이 집중적으로 형성되어 송신 코일(230) 내측에 위치한 무선전력 수신장치가 장착된 단말기로의 전력 전송 효율이 향상될 수 있다. Accordingly, a magnetic field is intensively formed inside the transmission coil 230, so that the power transmission efficiency to the terminal equipped with the wireless power receiving device located inside the transmission coil 230 can be improved.

또한, 자석(240)이 송신 코일(230)에서 형성되어 외부로 향하는 일부 자기장의 방향을 송신 코일(230) 내측으로 변경시킴에 따라 차폐 효과도 얻을 수 있다. 즉, 외부로 나가는 자기장이 감소함에 따라 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 상황이 미연에 방지될 수 있다.In addition, a shielding effect can also be obtained by changing the direction of some magnetic field directed to the outside toward the inside of the transmission coil 230 by forming the magnet 240 in the transmission coil 230. That is, as the magnetic field exiting to the outside is reduced, a situation that can have harmful effects on the human body can be prevented in advance.

다시 도 5를 설명하면, 자석(240)의 직경(r2)은 송신 코일(230)의 직경(r1)보다 작고, 자석(240)의 높이(h2)는 송신 코일(230)의 높이(h1)보다 작을 수 있다.5, the diameter r2 of the magnet 240 is smaller than the diameter r1 of the transmission coil 230 and the height h2 of the magnet 240 is equal to the height h1 of the transmission coil 230. [ .

일 실시 예에서 자석(240)의 높이(h2)는 송신 코일(230)의 높이(h1)의 절반 이하일 수 있다.In one embodiment, the height h2 of the magnet 240 may be less than half the height h1 of the transmitting coil 230. [

일 실시 예에서 자석(240)은 알니코(ALNICO) 자석, 네오디뮴(NEODYMUM) 자석, 사마륨(SMCO) 자석 중 어느 하나일 수 있다. In one embodiment, the magnet 240 can be any of an ALNICO magnet, a NEODYMUM magnet, and a SAMMO magnet.

알니코 자석은 알루미늄, 니켈 및 코발트를 주원료로 하여 만들어진 자석으로, 성형방법에 따라 주조 알니코(Cast ALNICO)와 소결 알니코(Sintered ALNICO)로 구분될 수 있다. 알니코 자석은 안정된 온도 특성을 가져 자속량의 변화가 극히 적고, 높은 자속밀도를 갖는다.AlNiCo magnets are made of aluminum, nickel and cobalt as main materials. They can be classified into cast AlNICO and sintered ALNICO depending on the molding method. AlNiCo magnets have stable temperature characteristics and have extremely low flux rate and high magnetic flux density.

네오디뮴 자석은 네오디뮴(Nd)을 주원료로 만들어지며, 잔류자속 밀도와 보자력이 매우 크다. 다만, 네오디뮴 자석은 온도 특성이 좋지 않아, 온도 변화에 따른 자속밀도의 감소가 심하다.Neodymium magnets are made of neodymium (Nd) as the main material and have very high residual magnetic flux density and coercive force. However, neodymium magnets have poor temperature characteristics, and magnetic flux density decreases with temperature.

사마륨 자석은 사마륨(Sm)을 주원료로 만들어지며, 잔류자속밀도와 보자력이 매우 크고, 안정된 온도 특성을 갖는다.The samarium magnet is made of samarium (Sm) as the main material, has a very high residual magnetic flux density and coercive force, and has a stable temperature characteristic.

다음으로 도 8 내지 도 13을 참조하여, 자석(240)으로 위 3가지 종류의 자석을 사용할 경우, 각각에 대해 송신 코일(230) 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 설명한다.Next, with reference to Figs. 8 to 13, a description will be given of the distribution of the magnetic field formed around the transmission coil 230 for each of the above three kinds of magnets when the magnets 240 are used.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 알니코 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 정면에서 보여주는 H-Field이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 네오디뮴 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 정면에서 보여주는 H-Field이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 사마륨 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 정면에서 보여주는 H-Field이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 알니코 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 평면에서 보여주는 H-Field이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 네오디뮴 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 평면에서 보여주는 H-Field이고, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 사마륨 자석을 송신 코일 내부에 배치한 경우, 전력 전송 시 송신 코일 주변에서 형성되는 자기장의 분포를 평면에서 보여주는 H-Field이다.FIG. 8 is an H-field showing a distribution of a magnetic field formed in the vicinity of a transmission coil in a front view when an alnico magnet is disposed inside a transmission coil according to an embodiment of the present invention, and FIG. Field is an H-field showing in front a distribution of a magnetic field formed around the transmission coil when power is transmitted when neodymium magnets are arranged inside the transmission coil according to an example, Field is an H-field showing the distribution of the magnetic field formed around the transmission coil when power is transmitted, and FIG. 11 is a graph showing an H-field when the alnico magnet is disposed inside the transmission coil according to the embodiment of the present invention. Field is a H-field showing a distribution of the magnetic field formed around the transmission coil at the time of transmission in a plane, and Fig. 12 is a graph showing the distribution Field is a H-field showing a distribution of the magnetic field formed around the transmission coil in power transmission when viewed in a plane, and Fig. 13 is a graph showing the distribution of the magnetic field generated in the transmission coil when the samarium magnet is disposed inside the transmission coil according to the embodiment of the present invention. Field is an H-field showing the distribution of the magnetic field formed in the vicinity of the transmission coil in a plane.

도 8 내지 도 13의 시뮬레이션 결과는 공진을 이용하여 수신 측에 전력을 전달하는 경우의 예이고, 송신 유도 코일은 도시되어 있지 않다.The results of the simulation shown in Figs. 8 to 13 are examples of transmission of power to the reception side using resonance, and transmission induction coils are not shown.

먼저, 도 8 내지 도 10에 도시된 무선전력 송신장치(200)를 정면에서 바라본 H-Field를 참조하면, 자석(240)으로 인해 송신 코일(230)에서 형성되는 자기장이 송신 코일(230) 내부에 집중적으로 형성됨을 확인할 수 있다.Referring to the H-field shown in the front view of the wireless power transmission apparatus 200 shown in FIGS. 8 to 10, a magnetic field generated in the transmission coil 230 due to the magnet 240 is transmitted to the inside of the transmission coil 230 As shown in FIG.

특히, 도 8과 도 9, 10을 비교하면, 자석(240)으로 알니코 자석을 사용한 경우, 네오디뮴 자석 및 사마륨 자석을 사용한 경우에 비해 송신 코일(230) 내부에 형성되는 자기장의 세기가 가장 큼을 확인할 수 있다. 8 and 9 and 10, when an alnico magnet is used as the magnet 240, the strength of a magnetic field formed inside the transmission coil 230 is greater than that of a neodymium magnet and a samarium magnet, Can be confirmed.

이는 알니코 자석의 넓은 범위에 까지 자기력이 미치는 특성에 따른 것으로 네오디뮴 자석 및 사마륨 자석을 사용한 경우에 비해 송신 코일(230)의 외부로 향하는 자기장의 방향을 송신 코일(230) 내측으로 더 많이 변경시키기 때문이다. 즉, 네오디뮴 자석 및 사마륨 자석의 경우, 자기력은 세나, 자석 가까이에 형성되는 자기장의 방향만을 변경시킬 수 있고, 자석과 다소 떨어진 곳에서 형성되는 자기장의 방향을 변경시킬 수 없다. 특히, 알니코 자석은 네오디뮴 자석 및 사마륨 자석의 경우와는 달리, 송신 코일(230)의 높이(h1)의 절반을 넘는 위치에 형성된 자기장의 방향도 송신 코일(230) 내측으로 변경시킬 수 있다.This is because the magnetic field is applied to a wide range of the AlNiCo magnet, and the direction of the magnetic field directed to the outside of the transmission coil 230 is changed more inside the transmission coil 230 than in the case of using Neodymium magnet and Samarium magnet Because. That is, in the case of neodymium magnets and samarium magnets, the magnetic force can change only the direction of the magnetic field formed near the magnet, and can not change the direction of the magnetic field formed at a distance from the magnet. In particular, unlike the neodymium magnet and the samarium magnet, the AlNiCo magnet can change the direction of the magnetic field formed at a position exceeding half the height h1 of the transmission coil 230 to the inside of the transmission coil 230.

결과적으로, 자석(240)으로 알니코 자석을 사용한 경우, 네오디뮴 자석 및 사마륨 자석을 사용한 경우에 비해 송신 코일(230) 내부에 위치한 무선전력 수신장치로의 전력 전송 효율이 높일 수 있고, 외부로 향하는 자기장을 차폐하는 차폐 효과 또한, 증가될 수 있다.As a result, when the alnico magnets are used as the magnets 240, the power transmission efficiency to the wireless power receiving apparatus located inside the transmission coil 230 can be increased as compared with the case where neodymium magnets and samarium magnets are used, The shielding effect of shielding the magnetic field can also be increased.

다음으로, 도 11 내지 도 13에 도시된 무선전력 송신장치(200)를 평면에서 바라본 H-Field를 참조하면, 자석(240)으로 인해 송신 코일(230)에서 형성되는 자기장이 송신 코일(230) 내부에 집중적으로 형성됨을 확인할 수 있다.Referring to the H-field of the wireless power transmission apparatus 200 shown in FIGS. 11 to 13, a magnetic field formed in the transmission coil 230 due to the magnet 240 is transmitted through the transmission coil 230, As shown in FIG.

특히, 도 11과 도 12, 13을 비교하면, 자석(240)으로 알니코 자석을 사용한 경우, 송신 코일(230) 내부에 형성되는 자기장의 세기가 가장 큼을 확인할 수 있다.11 and 12 and 13, when the magnet 240 is used as an alnico magnet, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the transmission coil 230 is the greatest.

이는 알니코 자석의 넓은 범위에 까지 자기력이 미치는 특성에 따른 것으로 네오디뮴 자석 및 사마륨 자석을 사용한 경우에 비해 송신 코일(230)의 외부로 향하는 자기장의 방향을 송신 코일(230) 내측으로 더 많이 변경시키기 때문이고, 자세한 설명은 위의 내용과 같다.This is because the magnetic field is applied to a wide range of the AlNiCo magnet, and the direction of the magnetic field directed to the outside of the transmission coil 230 is changed more inside the transmission coil 230 than in the case of using Neodymium magnet and Samarium magnet The detailed explanation is as above.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선전력 송신장치의 활용 예를 보여준다.FIG. 14 shows an application example of a wireless power transmission apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 일반적으로 차량 내부 운전석 옆에는 음료 용기 및 기타 물건을 놓기 위한 컵 홀더(1)가 구비되어 있다. 운전자는 본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치(200)를 컵 홀더(1)에 위치시켜 무선전력 수신장치가 장착된 단말기(2)를 손쉽게 충전시킬 수 있다. 즉, 운전자는 운전 중 또는 운전을 하고 있지 않은 상태에서도 송신 코일(230) 내부에 단말기(2)를 위치시켜 단말기(2)를 손쉽게 충전시킬 수 있다.Referring to FIG. 14, a cup holder 1 for placing beverage containers and other objects is provided next to the driver's seat in the vehicle. The operator can easily charge the terminal 2 equipped with the wireless power receiving apparatus by positioning the wireless power transmitting apparatus 200 according to the embodiment of the present invention in the cup holder 1. [ That is, the driver can easily charge the terminal 2 by positioning the terminal 2 in the transmission coil 230 during operation or not.

여기서, 단말기(2)는 모바일 폰, MMP 3와 같은 휴대용 단말기일 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.Here, the terminal 2 may be a portable terminal such as a mobile phone or an MMP 3, but is not limited thereto.

무선전력 송신장치(200)는 차량 내부의 컵 홀더(1)안에 들어갈 수 있음과 동시에 컵 홀더(1)의 형태와 동일한 형태로 제작될 수 있다.The wireless power transmission device 200 can be inserted into the cup holder 1 inside the vehicle and can be manufactured in the same shape as the shape of the cup holder 1. [

이 경우, 무선전력 송신장치(200)는 송신 코일(230) 및 자석(240)를 지지하는 지지부(250)를 더 포함할 수 있다. 지지부(250)는 송신 코일(230) 및 자석(240)의 하단에 위치하여 송신 코일(230) 및 자석(240)을 받쳐주는 역할을 수행할 수 있다.In this case, the wireless power transmission apparatus 200 may further include a support portion 250 for supporting the transmission coil 230 and the magnet 240. The support part 250 may be positioned at the lower end of the transmission coil 230 and the magnet 240 to support the transmission coil 230 and the magnet 240.

특히, 운전 중 무선전력 송신장치(200)가 컵 홀더(1)안에 위치하는 경우, 단말기(2)는 차량의 흔들림이나 충격에도 큰 영향 없이 지속적으로 충전될 수 있다.Particularly, in the case where the wireless power transmitting apparatus 200 is located in the cup holder 1 during operation, the terminal 2 can be continuously charged without greatly affecting the shaking or impact of the vehicle.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 전력 공급 장치
200: 무선전력 송신장치
210: 송신 유도 코일
220: 송신 공진 코일
230: 송신 코일
240: 자석
300: 무선전력 수신장치
310: 수신 공진 코일
320: 수신 유도 코일
330: 정류부
400: 부하100: power supply
200: Wireless power transmitting device
210: transmission induction coil
220: transmission resonance coil
230: transmission coil
240: magnet
300: Wireless power receiving device
310: Receive resonant coil
320: reception induction coil
330: rectification part
400: Load

Claims (9)

무선전력 수신장치에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 송신장치로서,
전력 공급 장치로부터 공급받은 전력을 상기 무선전력 수신장치에 전송하는 송신 코일; 및
상기 송신 코일의 내측에 위치하고, 상기 송신 코일에서 형성되어 상기 송신 코일의 외부로 향하는 자기장 중 일부 자기장의 방향을 변경시키는 자석을 포함하는
무선전력 송신장치.A wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power to a wireless power receiving apparatus,
A transmitting coil for transmitting the power supplied from the power supply device to the wireless power receiving device; And
And a magnet which is located inside the transmission coil and changes the direction of a part of the magnetic field formed in the transmission coil and directed to the outside of the transmission coil
A wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 자석은
상기 외부로 향하는 자기장 중 일부 자기장의 방향을 상기 송신 코일의 내측으로 변경시키는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.The method according to claim 1,
The magnet
And changes the direction of some magnetic field in the outwardly directed magnetic field to the inside of the transmission coil
A wireless power transmission device. 제2항에 있어서,
상기 자석은
상기 일부 자기장의 방향을 상기 송신 코일의 내측으로 변경시켜 상기 송신 코일의 내측에 형성되는 자기장의 양을 증가시키고, 외부로 유출되는 자기장의 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.3. The method of claim 2,
The magnet
The direction of the magnetic field is changed to the inside of the transmission coil to increase the amount of the magnetic field formed inside the transmission coil and reduce the amount of the magnetic field to flow out to the outside
A wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 자석은 알니코(ALNICO) 자석인 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.The method according to claim 1,
Characterized in that the magnet is an ALNICO magnet
A wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 자석은 상기 송신 코일의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.The method according to claim 1,
And the magnet is disposed on the lower side of the transmission coil
A wireless power transmission device. 제5항에 있어서,
상기 자석의 높이는 상기 송신 코일 높이의 절반 이하인 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.6. The method of claim 5,
And the height of the magnet is not more than half the height of the transmission coil
A wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 송신 코일은
헬리컬 구조를 갖는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.The method according to claim 1,
The transmitting coil
Characterized by having a helical structure
A wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 전력 공급 장치로부터 전력을 제공받은 전력을 상기 송신 코일에 전자기 유도를 이용해 전달하는 송신 유도 코일을 더 포함하고,
상기 송신 코일은 상기 송신 유도 코일로부터 전달받는 전력을 공진을 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 전송하는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.The method according to claim 1,
Further comprising a transmission induction coil for transmitting the power supplied from the power supply device to the transmission coil using electromagnetic induction,
And the transmission coil transmits power received from the transmission induction coil to the wireless power receiving apparatus using resonance
A wireless power transmission device. 제1항에 있어서,
상기 송신 코일은 전자기 유도를 이용하여 상기 무선전력 수신장치에 전력을 전송하는 것을 특징으로 하는
무선전력 송신장치.
The method according to claim 1,
Wherein the transmitting coil transmits power to the wireless power receiving apparatus using electromagnetic induction
A wireless power transmission device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010284059A (en) * 2009-06-08 2010-12-16 Nec Tokin Corp Noncontact power transmission apparatus
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