KR20150090668A - Wireless electric power relay apparatus, wireless electric power transmission apparatus, and wireless electric power transmission system - Google Patents

Wireless electric power relay apparatus, wireless electric power transmission apparatus, and wireless electric power transmission system Download PDF

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KR20150090668A KR1020140011573A KR20140011573A KR20150090668A KR 20150090668 A KR20150090668 A KR 20150090668A KR 1020140011573 A KR1020140011573 A KR 1020140011573A KR 20140011573 A KR20140011573 A KR 20140011573A KR 20150090668 A KR20150090668 A KR 20150090668A
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relay coil
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박운규
박래혁
김영선
류성한
한민석
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

An embodiment of the present invention provides a wireless electric power relay apparatus and a wireless electric power transmission apparatus. In a wireless electric power relay apparatus which relays a magnetic field generated in a wireless electric power transmission apparatus to a wireless electric power receiving apparatus, the wireless electric power relay apparatus includes a relay coil which forms a closed loop. The inside of the closed loop of the relay coil is adjacent to the receiving coil of the wireless electric power receiving apparatus. The outside of the closed loop is adjacent to the electric power transmission coil of the wireless electric power transmission apparatus. The magnetic field is relayed by the closed loop to the wireless electric power receiving apparatus.

Description

무선 전력 중계 장치, 무선 전력 송신 장치, 및 무선 전력 전송 시스템{Wireless electric power relay apparatus, wireless electric power transmission apparatus, and wireless electric power transmission system}Technical Field The present invention relates to a wireless power relay apparatus, a wireless power transmission apparatus, and a wireless power transmission apparatus,

본 발명의 일 실시예는 무선 전력 중계 장치, 무선 전력 송신 장치, 및 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a wireless power relay apparatus, a wireless power transmission apparatus, and a wireless power transmission system.

무선 전력 전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 가전기기나 전기자동차에 전원을 공급하는 기술을 말하며, 전원 케이블을 이용하여 전원이 필요한 장치를 전원 콘센트에 연결하지 않고도 무선으로 충전이 가능하다는 장점 때문에 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.Wireless power transmission refers to the technology that supplies power to home electric appliances or electric vehicles wirelessly instead of the conventional wired power line. The advantage of wireless power charging is that it can be charged wirelessly Therefore, related research is actively proceeding.

무선 전력 전송 기술에는 크게 자기유도방식, 자기공진방식 및 마이크로파 방식이 있다. 마이크로파 방식은 마이크로파와 같은 초고주파의 전자파를 안테나를 통해 방사시켜서 전력을 전송하는 기술로서, 장거리 무선전력전송이 가능하지만 전자파에 의한 안전문제가 고려되어야 한다. 자기유도방식은 근접한 코일 간의 자기유도결합을 이용한 기술로서, 2개의 송/수전 코일 간의 거리는 수 cm 이내이며 두 코일의 배열 조건에 의해서 전송 효율이 크게 좌우된다. 자기공진방식은 공진 결합(resonant coupling)에 의해 서로 떨어진 두 공진기 간에 비방사형 자기장 에너지가 전달되는 기술로서, 송/수전 코일 간의 거리가 1~2m 정도에서 무선전력전송이 가능하며, 자기유도방식에 비해 비교적 두 코일의 정렬이 유연하고, 중계 코일을 이용하여 무선충전 가능범위를 확장할 수 있다는 장점이 있다.Wireless power transmission technologies include magnetic induction, magnetic resonance, and microwave. The microwave method is a technology for transmitting electric power by radiating a very high frequency electromagnetic wave such as a microwave through an antenna. However, it is necessary to consider a safety problem by electromagnetic waves although long distance wireless power transmission is possible. The magnetic induction method is a technique using magnetic induction coupling between adjacent coils. The distance between two transmission / reception coils is within a few cm, and the transmission efficiency is largely influenced by the arrangement condition of the two coils. The self-resonance method is a technique in which non-radiation magnetic field energy is transmitted between two resonators that are separated from each other by a resonant coupling. The distance between the transmitting and receiving coils is 1 to 2 m, The arrangement of the two coils is relatively flexible and the range of the wireless rechargeable can be expanded by using the relay coil.

중계 코일을 이용한 자기공진방식의 경우, 송전 코일, 중계 코일, 및 수신 코일 간에 공진 주파수를 맞추기 위해 커패시터를 사용한다. 전송되는 전력량이 증가할수록 커패시터의 크기는 증가하게 된다. 커패시터의 크기 증가는 필연적으로 무선 전력 송수신 장치 및 무선 전력 중계 장치의 크기 증가를 야기하는바, 무선 전력 송수신 장치 및 무선 전력 중계 장치가 사용되는 전자기기의 두께를 증가시켜 전자기기의 박막화를 가로막는 문제점이 있다. In the case of a self-resonance system using a relay coil, a capacitor is used to match the resonance frequency between the transmission coil, the relay coil, and the reception coil. As the amount of power transferred increases, the size of the capacitor increases. The increase in the size of the capacitors inevitably leads to an increase in the size of the wireless power transceiver and the wireless power relay apparatus and increases the thickness of the electronic apparatus in which the wireless power transceiver and the wireless power relay apparatus are used, .

또한, 부하에 해당하는 무선 전력 수신 장치의 위치 변동으로 인한 부하 변동이 급격히 발생하는 경우 커패시터가 파손되는 문제점이 있다. In addition, if the load fluctuation due to the positional change of the wireless power receiving apparatus corresponding to the load occurs rapidly, there is a problem that the capacitor is broken.

한국공개특허공보 제2012-0040779호, "무선 전력 전송 장치"Korean Patent Publication No. 2012-0040779, "Wireless Power Transmission Device"

본 발명의 주된 목적은 제품의 박막화가 가능하고 부하 변동에 따른 파손의 위험이 없는 무선 전력 중계 장치, 무선 전력 송신 장치, 및 무선 전력 전송 시스템을 제공한다. The main object of the present invention is to provide a wireless power relay apparatus, a wireless power transmission apparatus, and a wireless power transmission system which are capable of thinning a product and are free from the risk of damage due to load fluctuations.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 중계 장치는, 무선 전력 송신 장치에서 생성된 자기장을 무선 전력 수신 장치로 중계하는 무선 전력 중계 장치에 있어서, 폐루프를 형성하는 중계 코일을 구비하며, 상기 중계 코일은 상기 폐루프 내측이 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 인접하도록 배치되고, 상기 폐루프 외측이 무선 전력 송신 장치의 송전 코일과 인접하도록 배치되어, 상기 폐루프를 통해 상기 자기장을 무선 전력 수신 장치로 중계할 수 있다.A wireless power relay apparatus according to an embodiment of the present invention relays a magnetic field generated in a wireless power transmission apparatus to a wireless power reception apparatus, the wireless power relay apparatus comprising a relay coil forming a closed loop, The coil is disposed such that the closed loop inner side is adjacent to the receive coil of the wireless power receiving device and the closed loop outer side is disposed adjacent to the transmission coil of the wireless power transmission device, Device.

본 발명에 있어서, 상기 무선 전력 중계 장치는 커패시터 없이 상기 중계 코일로 상기 자기장을 중계할 수 있다.In the present invention, the wireless power relay apparatus can relay the magnetic field to the relay coil without a capacitor.

본 발명에 있어서, 상기 중계 코일은 도전성 폐루프로 이루어질 수 있다.In the present invention, the relay coil may be made of a conductive closed loop.

본 발명에 있어서, 상기 도전성 폐루프는 동박으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the conductive closed loop may be made of a copper foil.

본 발명에 있어서, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 중계 코일이 외부로 노출되는 것을 막도록 상기 중계 코일을 감싸는 은폐부를 더 구비할 수 있다.In the present invention, the wireless power relay apparatus may further include a concealing unit for enclosing the relay coil to prevent the relay coil from being exposed to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템은, 자기장을 통해 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치와, 상기 자기장을 포집하여 중계하는 중계 코일로 이루어진 무선 전력 중계 장치와, 상기 무선 전력 중계 장치를 통해 상기 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치를 구비하며, 상기 중계 코일은 폐루프를 형성하며, 상기 폐루프 내에는 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일이 배치되고, 상기 폐루프 외측에는 상기 무선 전력 송신 장치의 송전 코일이 인접하여 배치되어, 상기 폐루프를 통해 상기 자기장이 무선 전력 수신 장치로 중계되어 상기 무선 전력이 전송될 수 있다.A wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention includes a wireless power transmission device that transmits power through a magnetic field and a relay coil that collects and relays the magnetic field, Wherein the relay coils form a closed loop, wherein a receive coil of the wireless power receiving device is located in the closed loop, and wherein the wireless power transmission The transmission coils of the device are disposed adjacent to each other so that the magnetic field can be relayed to the wireless power receiving device through the closed loop to transmit the wireless power.

본 발명에 있어서, 상기 무선 전력 중계 장치는 커패시터 없이 상기 중계 코일로 상기 자기장을 중계할 수 있다.In the present invention, the wireless power relay apparatus can relay the magnetic field to the relay coil without a capacitor.

본 발명에 있어서, 상기 중계 코일은 도전성 폐루프로 이루어질 수 있다.In the present invention, the relay coil may be made of a conductive closed loop.

본 발명에 있어서, 상기 도전성 폐루프는 동박으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the conductive closed loop may be made of a copper foil.

본 발명에 있어서, 상기 무선 전력 중계 장치는 상기 중계 코일이 외부로 노출되는 것을 막도록 상기 중계 코일을 감싸는 은폐부를 더 구비할 수 있다.In the present invention, the wireless power relay apparatus may further include a concealing unit for enclosing the relay coil to prevent the relay coil from being exposed to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 적어도 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 자기장을 통해 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송신 장치에 있어서, 상기 무선 전력 송신 장치는, 상기 자기장을 발생시키는 송전 코일; 및 폐루프로 형성되며, 상기 자기장을 상기 무선 전력 수신 장치로 중계하는 중계 코일; 를 구비하며, 상기 중계 코일은 상기 폐루프 내측이 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 인접하도록 배치되고, 상기 폐루프 외측이 상기 송전 코일과 인접하도록 배치되어 상기 폐루프를 통해 상기 자기장을 무선 전력 수신 장치로 중계할 수 있다.A wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention is a wireless power transmission apparatus that wirelessly transmits power to a wireless power receiving apparatus via a magnetic field, the wireless power transmission apparatus comprising: Transmission coil; And a relay coil formed in a closed loop for relaying the magnetic field to the wireless power receiving apparatus; Wherein the relay coil is disposed such that the inside of the closed loop is adjacent to the receive coil of the wireless power receiving apparatus and the outside of the closed loop is disposed adjacent to the power transmission coil so that the magnetic field is transmitted to the wireless power It can be relayed to the receiving device.

본 발명에 있어서, 상기 중계 코일은 커패시터 없이 상기 자기장을 중계할 수 있다.In the present invention, the relay coil can relay the magnetic field without a capacitor.

본 발명에 있어서, 상기 중계 코일은 도전성 폐루프로 이루어질 수 있다.In the present invention, the relay coil may be made of a conductive closed loop.

본 발명에 있어서, 상기 도전성 폐루프는 동박으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the conductive closed loop may be made of a copper foil.

본 발명에 있어서, 상기 중계 코일이 외부로 노출되는 것을 막도록 상기 중계 코일을 감싸는 은폐부를 더 구비할 수 있다.The present invention may further include a concealing unit for enclosing the relay coil to prevent the relay coil from being exposed to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 커패시터를 사용하지 않고 무선 전력을 중계하여 제품의 박막화를 이룰 수 있으며, 부하 변동에 따른 제품 파손을 예방할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the thickness of a product by relaying wireless power without using a capacitor, and to prevent product damage due to load variation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram schematically illustrating a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically illustrating a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

본 명세서에서, 충전 기기는 충전 가능한 배터리를 장착하고 이동 가능한 장치로서, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션 등이 포함될 수 있다.In this specification, a charging device is a portable device equipped with a rechargeable battery and capable of being used as a portable device such as a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a Portable Multimedia Player ), Navigation, and the like.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(100)와 적어도 하나 이상의 중계 코일로 된 무선 전력 중계 장치(200)를 구비할 수 있다. 무선 전력 중계 장치(200)는 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선 전력 수신 장치(300)로의 경로 상에 배치되어 전자기 유도 방식을 이용하여 무선 전력 수신 장치(300)로 전력 신호를 중계할 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless power transmission system of the present invention may include a wireless power transmission apparatus 100 and a wireless power relay apparatus 200 including at least one relay coil. The wireless power relay apparatus 200 may be disposed on the path from the wireless power transmission apparatus 100 to the wireless power reception apparatus 300 and may relay the power signal to the wireless power reception apparatus 300 using the electromagnetic induction scheme .

무선 전력 송신 장치(100)는 전력 전송을 위해 자기장을 생성하고, 무선 전력 중계 장치(200)는 상기 자기장에 의해 중계 코일에 전자기 유도가 발생하며, 상기 전자기 유도에 의한 자기장을 무선 전력 수신 장치(300)로 중계할 수 있다. 또는 무선 전력 송신 장치(100)는 전력 전송을 위해 자기장을 생성하고, 무선 전력 중계 장치(200)는 상기 자기장에 자기 공진되는 다수의 중계 코일을 이용하여 자기장을 무선 전력 수신 장치(300)로 중계할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(300)는 상기 무선 전력 중계 장치(200)에 의해 중계된 자기장에 커플링되어 내부에 저장 또는 소비되는 출력 전력을 생성할 수 있다.The wireless power transmission apparatus 100 generates a magnetic field for power transmission and the wireless power relay apparatus 200 generates electromagnetic induction in the relay coil by the magnetic field and transmits the magnetic induction by the electromagnetic induction to the wireless power receiving apparatus 300). Or the wireless power transmission apparatus 100 generates a magnetic field for power transmission and the wireless power relay apparatus 200 relays the magnetic field to the wireless power receiving apparatus 300 using a plurality of relay coils self-resonant to the magnetic field can do. The wireless power receiving apparatus 300 may be coupled to the relayed magnetic field by the wireless power relay apparatus 200 to generate output power stored or consumed therein.

무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 중계 장치(200) 및 무선 전력 수신 장치(300)는 특정 주파수에서의 상호 공진 관계로 구성될 수 있으며, 인접한 장치 간의 공진 주파수가 동일 또는 근사한 경우에, 둘 간의 송전 효율은 인접한 거리의 제곱에 비례한다.The wireless power transmission apparatus 100, the wireless power relay apparatus 200, and the wireless power reception apparatus 300 can be configured in a mutual resonance relationship at a specific frequency, and when the resonant frequencies between adjacent apparatuses are the same or approximate, The transmission efficiency between the two is proportional to the square of the adjacent distance.

무선 전력 송신 장치(100)는 전력 전송 수단으로서 송전 코일(110)을 구비할 수 있으며, 외부의 입력 전원(10)을 원하는 주파수의 RF 전력 신호로 변환한 후 이를 상기 송전 코일(110)에 인가하여 송전 코일(110) 주위에 자기장을 발생시킬 수 있다.The wireless power transmission apparatus 100 may include a transmission coil 110 as a power transmission means and may convert an external input power source 10 into an RF power signal having a desired frequency and apply it to the transmission coil 110 So that a magnetic field can be generated around the power transmission coil 110.

무선 전력 수신 장치(300)는 전력 수신 수단으로서 수전 코일(310)을 구비하며, 상기 송전 코일(110) 또는 인접한 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일과 특정 주파수에서 공진 상태로 커플링된 수전 코일(310)을 통해 상기 자기장으로부터 RF 전력 신호를 수신할 수 있다. 수신된 RF 전력 신호는 직류 전력 출력으로 변환되어 무선 전력 수신 장치(300)의 구동 전력으로 사용되거나, 또는 배터리 또는 외부의 부하 장치(400)에 공급될 수 있다.The wireless power receiving apparatus 300 includes a power receiving coil 310 as a power receiving means and is connected to a relay coil of the power transmission coil 110 or an adjacent wireless power relay apparatus 200, And may receive an RF power signal from the magnetic field through the coil 310. [ The received RF power signal may be converted to a DC power output and used as the driving power of the wireless power receiving apparatus 300, or may be supplied to a battery or an external load device 400.

무선 전력 중계 장치(200)는 중계 코일로 구성될 수 있으며, 상기 중계 코일은 폐루프로 이루어질 수 있다. 상기 폐루프의 직경 및 권선수는 무선 전력 전송의 전송 효율을 최대화할 수 있도록 구현될 수 있다. 무선 전력 중계 장치(200)는 중계 코일만으로 이루어지고, 전자기 유도에 의해 자기장이 중계되므로 공진 주파수를 맞추기 위해 별도의 커패시터를 구비하지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 중계 장치(200)는 송전 코일(110)과 중계 코일(200), 또는 중계 코일(200)과 수전 코일(310) 사이의 공진 주파수를 매칭하지 않고 전력을 전송하므로 별도의 커패시터가 불필요하며, 무선 전력 중계 장치(200)에 커패시터가 없으므로 무선 전력 중계 장치(200)를 소형화, 박막화할 수 있다. 또한, 무선 전력 수신 장치의 위치 변동으로 인한 부하 변동이 급격히 발생하는 경우 커패시터가 파손되어 무선 전력 중계 장치(200)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. The wireless power relay apparatus 200 may be configured as a relay coil, and the relay coil may be a closed loop. The diameter and the winding of the closed loop can be implemented to maximize the transmission efficiency of the wireless power transmission. Since the wireless power relay device 200 is made up of only the relay coil and the magnetic field is relayed by electromagnetic induction, no separate capacitor is provided to match the resonance frequency. That is, the wireless power relay apparatus 200 according to an exemplary embodiment of the present invention does not match the resonance frequency between the power transmission coil 110 and the relay coil 200, or between the relay coil 200 and the power reception coil 310 A separate capacitor is not required because the power is transmitted, and since there is no capacitor in the wireless power relay apparatus 200, the wireless power relay apparatus 200 can be made smaller and thinner. In addition, when the load fluctuation due to the fluctuation of the position of the wireless power receiving apparatus occurs abruptly, it is possible to prevent the damage of the wireless power relay apparatus 200 due to the damage of the capacitor.

도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.2 and 3 are schematic diagrams illustrating a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신 장치(100), 무선 전력 중계 장치(200), 및 무선 전력 수신 장치(300)를 구비할 수 있다. Referring to FIG. 2, a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention may include a wireless power transmission apparatus 100, a wireless power relay apparatus 200, and a wireless power reception apparatus 300.

상술한 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(300)는 각각 송전 코일(110)과 수신 코일(310)을 구비할 수 있다. As described above, the wireless power transmission apparatus 100 and the wireless power reception apparatus 300 may include the transmission coil 110 and the reception coil 310, respectively.

무선 전력 중계 장치(200)는 중계 코일(211)을 구비할 수 있다. 중계 코일(211)은 폐루프를 형성할 수 있다. 폐루프는 도전성 물질이 이루어질 수 있으며, 일 예로서 동박으로 이루어질 수 있다. The wireless power relay apparatus 200 may include a relay coil 211. The relay coil 211 can form a closed loop. The closed loop may be made of a conductive material, and may be made of a copper foil as an example.

폐루프에 의해 형성된 영역 내에 무선 전력 수신 장치(300)의 수전 코일(310)이 배치될 수 있다. 또한, 폐루프 외측에 인접하여 무선 전력 송신 장치(100)의 송전 코일(110)이 배치될 수 있다. 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(211)은 송전 코일(110)이나 수전 코일(310)의 공진 주파수에 매칭되지 않고 무선 전력을 중계하는바, 무선 전력의 효율을 증대하기 위해 수전 코일(310)은 중계 코일(211)인 폐루프의 내측 영역에 배치되며, 송전 코일(110)은 폐루프의 외측에 인접하여 배치될 수 있다. The power reception coil 310 of the wireless power receiving apparatus 300 may be disposed in the region formed by the closed loop. Further, the transmission coil 110 of the wireless power transmission apparatus 100 can be disposed adjacent to the outside of the closed loop. The relay coil 211 of the wireless power relay apparatus 200 relays the wireless power without matching with the resonance frequency of the power transmission coil 110 or the power reception coil 310. In order to increase the efficiency of the wireless power, 310 are disposed in the inner region of the closed loop which is the relay coil 211, and the transmission coil 110 can be disposed adjacent to the outside of the closed loop.

상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 전력 중계 장치(210)의 중계 코일(211)은 송전 코일(110)이나 수전 코일(310)의 공진 주파수와 매칭할 필요가 없으므로 별도의 공진 주파수 매칭을 위한 별도의 커패시터가 요구되지 않는바, 무선 전력 중계 장치(210)의 박막화가 가능하며, 갑작스런 무선 전력 수신 장치(300)의 변화에 따라 발생할 수 있는 커패시터의 파손에 의한 무선 전력 중계 장치(200)의 손상을 예방할 수 있다. As described above, since the relay coil 211 of the wireless power relay apparatus 210 of the present invention does not need to match with the resonance frequencies of the power transmission coil 110 and the power reception coil 310, It is possible to reduce the thickness of the wireless power relay apparatus 210 and to prevent damage to the wireless power relay apparatus 200 due to a capacitor breakage that may occur due to a sudden change in the wireless power receiving apparatus 300. [ Can be prevented.

무선 전력 중계 장치(200)는 은폐부(212)를 더 구비할 수 있다. 은폐부(212)는 중계 코일(211)가 외부로 노출되는 막도록 중계 코일(211)을 감싸는 것이다. 은폐부(212)는 중계 코일(211)을 감싸고 있으므로 외부 충격으로부터 중계 코일(211)을 보호할 수 있으며, 수분 및 이물질 등에 의한 중계 코일(211)의 부식을 막을 수 있다. 또한, 은폐부(212)는 중계 코일(211)을 감싸서 중계 코일(211)이 외부로 노출되지 않으므로 미감을 증진시킬 수 있다.The wireless power relay apparatus 200 may further include a shielding unit 212. The shielding portion 212 surrounds the relay coil 211 to prevent the relay coil 211 from being exposed to the outside. Since the shielding portion 212 surrounds the relay coil 211, it is possible to protect the relay coil 211 from external impact and to prevent corrosion of the relay coil 211 due to moisture and foreign matter. In addition, the shielding portion 212 can enhance the aesthetic sense since the relay coil 211 is not exposed to the outside by covering the relay coil 211.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.3 is a block diagram schematically illustrating a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 3에 도시된 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 수신 장치(300')에 도 2에 도시된 무선 전력 전송 시스템과 차이가 있다. 즉, 도 2에 도시된 무선 전력 수신 장치(300)의 수전 코일(310)은 원통형 코일로 이루어질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시된 바와 같이, 수전 코일(310')은 무선 전력 수신 장치(300')의 형상에 따라 동일 평면 코일 형태로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3, the wireless power transmission system shown in FIG. 3 differs from the wireless power transmission system shown in FIG. 2 in the wireless power reception apparatus 300 '. That is, although the power receiving coil 310 of the wireless power receiving apparatus 300 shown in FIG. 2 may be formed of a cylindrical coil, the present invention is not limited thereto, and the power receiving coil 310 ' May be in the form of a coplanar coil depending on the shape of the wireless power receiving apparatus 300 '.

이 경우에도 수전 코일(310')은 무선 전력 중계 장치(200)의 중계 코일(211) 내측에 배치될 수 있다. In this case, the power reception coil 310 'may be disposed inside the relay coil 211 of the wireless power relay device 200.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a wireless power transmission system according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 무선 전력 수신 장치(300")는 LCD, OLED와 같은 평판 디스플레이 장치일 수 있으며, 무선 전력 중계 장치(200")는 평판 디스플레이 장치의 외측을 둘러싸는 가이드 프레임 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 4, the wireless power receiving apparatus 300 '' may be a flat panel display apparatus such as an LCD or OLED, and the wireless power relay apparatus 200 '' may have a guide frame shape surrounding the outside of the flat- have.

일 변형예로서, 무선 전력 송신 장치는 상술한 송전 코일(110)과 중계 코일(211)을 포함할 수 있다. 일 변형예로서의 상기 무선 전력 송신 장치는 중계 코일(211)을 포함하고 있는바, 별도의 무선 전력 중계 장치 없이 무전 전력 수신 장치에 중계 코일(211)을 통해 무선 전력을 전송할 수 있다. As a variation, the wireless power transmission apparatus may include the transmission coil 110 and the relay coil 211 described above. The wireless power transmission apparatus according to one modification includes the relay coil 211 and can transmit wireless power to the electrolone power receiving apparatus through the relay coil 211 without a separate wireless power relay apparatus.

이 경우, 중계 코일(211)은 송전 코일(110)이나 수전 코일(310)의 공진 주파수와 매칭할 필요가 없으므로 별도의 공진 주파수 매칭을 위한 별도의 커패시터가 요구되지 않는바, 무선 전력 송신 장치의 박막화가 가능하며, 갑작스런 무선 전력 수신 장치(300)의 변화에 따라 발생할 수 있는 커패시터의 파손에 의한 무선 전력 송신 장치(200)의 손상을 예방할 수 있다. In this case, since the relay coil 211 does not need to match with the resonance frequency of the power transmission coil 110 or the power reception coil 310, a separate capacitor for another resonance frequency matching is not required. It is possible to prevent the damage of the wireless power transmitting apparatus 200 due to the breakage of the capacitor which may occur due to the sudden change of the wireless power receiving apparatus 300. [

상기 무선 전력 송신 장치는 은폐부(212)를 더 구비할 수 있다. 은폐부(212)는 중계 코일(211)가 외부로 노출되는 막도록 중계 코일(211)을 감싸는 것이다. 은폐부(212)는 중계 코일(211)을 감싸고 있으므로 외부 충격으로부터 중계 코일(211)을 보호할 수 있으며, 수분 및 이물질 등에 의한 중계 코일(211)의 부식을 막을 수 있다. 또한, 은폐부(212)는 중계 코일(211)을 감싸서 중계 코일(211)이 외부로 노출되지 않으므로 미감을 증진시킬 수 있다.The wireless power transmission apparatus may further include a concealing unit 212. The shielding portion 212 surrounds the relay coil 211 to prevent the relay coil 211 from being exposed to the outside. Since the shielding portion 212 surrounds the relay coil 211, it is possible to protect the relay coil 211 from external impact and to prevent corrosion of the relay coil 211 due to moisture and foreign matter. In addition, the shielding portion 212 can enhance the aesthetic sense since the relay coil 211 is not exposed to the outside by covering the relay coil 211.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 무선 전력 송신 장치
110: 송전 코일
200: 무선 전력 중계 장치
300: 무선 전력 수신 장치
310: 수전 코일100: Wireless power transmitting device
110: Power transmission coil
200: wireless power relay device
300: Wireless power receiving device
310: Suspension coil

Claims (15)

무선 전력 송신 장치에서 생성된 자기장을 무선 전력 수신 장치로 중계하는 무선 전력 중계 장치에 있어서,
상기 무선 전력 중계 장치는,
폐루프를 형성하는 중계 코일을 구비하며,
상기 중계 코일은 상기 폐루프 내측이 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 인접하도록 배치되고, 상기 폐루프 외측이 상기 무선 전력 송신 장치의 송전 코일과 인접하도록 배치되어 상기 폐루프를 통해 상기 자기장을 무선 전력 수신 장치로 중계하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 중계 장치.A wireless power relay apparatus for relaying a magnetic field generated by a wireless power transmission apparatus to a wireless power reception apparatus,
The wireless power relay apparatus comprising:
And a relay coil for forming a closed loop,
Wherein the relay coil is disposed such that the inside of the closed loop is adjacent to the receive coil of the wireless power receiving apparatus and the outside of the closed loop is disposed adjacent to the transmission coil of the wireless power transmission apparatus, To the power receiving apparatus. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력 중계 장치는 커패시터 없이 상기 중계 코일로 상기 자기장을 중계하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 중계 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless power relay apparatus relays the magnetic field to the relay coil without a capacitor. 제1항에 있어서,
상기 중계 코일은 도전성 폐루프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 중계 장치.The method according to claim 1,
Wherein the relay coil comprises a conductive closed loop. 제3항에 있어서,
상기 도전성 폐루프는 동박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 중계 장치.The method of claim 3,
Wherein the conductive closed loop is made of a copper foil. 제1항에 있어서,
상기 무선 전력 중계 장치는 상기 중계 코일이 외부로 노출되는 것을 막도록 상기 중계 코일을 감싸는 은폐부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 중계 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless power relay apparatus further comprises a concealing unit for enclosing the relay coil to prevent the relay coil from being exposed to the outside. 자기장을 통해 전력을 전송하는 무선 전력 송신 장치;
상기 자기장을 포집하여 중계하는 중계 코일로 이루어진 무선 전력 중계 장치; 및
상기 무선 전력 중계 장치를 통해 상기 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치; 를 구비하며,
상기 중계 코일은 폐루프를 형성하며,
상기 폐루프 내에는 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일이 배치되고, 상기 폐루프 외측에는 상기 무선 전력 송신 장치의 송전 코일이 인접하여 배치되어, 상기 폐루프를 통해 상기 자기장이 무선 전력 수신 장치로 중계되어 상기 무선 전력이 전송되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.A wireless power transmission device for transmitting power through a magnetic field;
A wireless power relay device comprising a relay coil for collecting and relaying the magnetic field; And
A wireless power receiving apparatus for receiving the power through the wireless power relay apparatus; And,
The relay coil forming a closed loop,
Wherein a receiving coil of the wireless power receiving apparatus is disposed in the closed loop, and a transmission coil of the wireless power transmitting apparatus is disposed adjacent to the closed loop outside the closed loop, and the magnetic field is relayed to the wireless power receiving apparatus And the wireless power is transmitted. 제6항에 있어서,
상기 무선 전력 중계 장치는 커패시터 없이 상기 중계 코일로 상기 자기장을 중계하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the wireless power relay relays the magnetic field to the relay coil without a capacitor. 제6항에 있어서,
상기 중계 코일은 도전성 폐루프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the relay coil comprises a conductive closed loop. 제8항에 있어서,
상기 도전성 폐루프는 동박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the conductive closed loop comprises a copper foil. 제6항에 있어서,
상기 무선 전력 중계 장치는 상기 중계 코일이 외부로 노출되는 것을 막도록 상기 중계 코일을 감싸는 은폐부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the wireless power relay apparatus further comprises a concealing unit for enclosing the relay coil to prevent the relay coil from being exposed to the outside. 적어도 하나 이상의 무선 전력 수신 장치에 자기장을 통해 전력을 무선으로 전송하는 무선 전력 송신 장치에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치는,
상기 자기장을 발생시키는 송전 코일; 및
폐루프로 형성되며, 상기 자기장을 상기 무선 전력 수신 장치로 중계하는 중계 코일; 를 구비하며,
상기 중계 코일은 상기 폐루프 내측이 상기 무선 전력 수신 장치의 수신 코일과 인접하도록 배치되고, 상기 폐루프 외측이 상기 송전 코일과 인접하도록 배치되어 상기 폐루프를 통해 상기 자기장을 무선 전력 수신 장치로 중계하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 장치.A wireless power transmission apparatus for wirelessly transmitting power to at least one wireless power receiving apparatus through a magnetic field,
The wireless power transmission apparatus comprising:
A transmission coil for generating said magnetic field; And
A relay coil formed in a closed loop for relaying the magnetic field to the wireless power receiving apparatus; And,
Wherein the relay coil is arranged such that the inside of the closed loop is adjacent to the receiving coil of the wireless power receiving apparatus and the outside of the closed loop is disposed adjacent to the power transmission coil to relay the magnetic field to the wireless power receiving apparatus via the closed loop Wherein the wireless power transmission apparatus comprises: 제11항에 있어서,
상기 중계 코일은 커패시터 없이 상기 자기장을 중계하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the relay coil relays the magnetic field without a capacitor. 제11항에 있어서,
상기 중계 코일은 도전성 폐루프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the relay coil comprises a conductive closed loop. 제13항에 있어서,
상기 도전성 폐루프는 동박으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the conductive closed loop is made of a copper foil. 제1항에 있어서,
상기 중계 코일이 외부로 노출되는 것을 막도록 상기 중계 코일을 감싸는 은폐부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a concealing unit for enclosing the relay coil to prevent the relay coil from being exposed to the outside.
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