KR20170022420A - 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드 - Google Patents

송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드 Download PDF

Info

Publication number
KR20170022420A
KR20170022420A KR1020150117357A KR20150117357A KR20170022420A KR 20170022420 A KR20170022420 A KR 20170022420A KR 1020150117357 A KR1020150117357 A KR 1020150117357A KR 20150117357 A KR20150117357 A KR 20150117357A KR 20170022420 A KR20170022420 A KR 20170022420A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
coil
pad
coils
transmitting
Prior art date
Application number
KR1020150117357A
Other languages
English (en)
Inventor
유승희
고정민
유봉기
이병국
김민국
주동명
Original Assignee
(주)창성
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)창성, 성균관대학교산학협력단 filed Critical (주)창성
Priority to KR1020150117357A priority Critical patent/KR20170022420A/ko
Publication of KR20170022420A publication Critical patent/KR20170022420A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • B60L11/182—
    • H02J7/025—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 송신 패드는, 송신 코일은, 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 이루어지며, 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드의 중심과 송신 패드의 중심이 정렬된 경우에는 메인 송신 코일만이 활성화되며, 수신 패드의 중심이 송신 패드의 중심과 정렬되지 않은 경우에는 송신 코일 및 수신 코일 간의 결합 계수에 기초하여 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들이 선택적으로 활성화될 수 있다.

Description

송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드{TRANSMITTING PAD AND WIRELESS CHARGING PAD COMPRISING THEREOF}
본 출원은, 무선 충전용 패드에 관한 것이다.
도 1은 종래의 전기 자동차에 적용되는 무선 충전 장치를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 장치는 전력을 무선으로 전송하는 급전 패드(10)와, 급전 패드(10)에 의해 전송되는 전력을 수신하는 집전 패드(20)로 구성된다.
상술한 무선 충전 장치는, 급전 패드(10)에 전류를 공급하면 전자기 유도 현상에 의해 자속이 생성되고, 생성된 자속은 급전 패드(10)와 자기적으로 결합된 집전 패드(20)에 유도 기전력을 야기하여 급전 패드(20)에 전류를 흐르게 한다.
하지만, 급전 패드(10)와 집전 패드(20)의 중심이 정확히 정렬되지 않는 경우 양자 간의 결합의 정도(결합 계수)가 급감하게 되므로 전력 전달 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
무선 충전 장치로는 예를 들면 한국공개특허 제2013-0066461호(무선 충전 장치, 공개일: 2013년06월20일)이 있다.
한국공개특허 제2013-0066461호(무선 충전 장치, 공개일: 2013년06월20일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 수신 패드의 중심과 송신 패드의 중심이 정렬되지 않은 경우에도 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있는 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 송신 코일을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드에 있어서, 상기 송신 코일은, 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 이루어지며, 상기 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드의 중심과 상기 송신 패드의 중심이 정렬된 경우에는 상기 메인 송신 코일만이 활성화되며, 상기 수신 패드의 중심이 상기 송신 패드의 중심과 정렬되지 않은 경우에는 상기 송신 코일 및 상기 수신 코일 간의 결합 계수에 기초하여 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일들이 선택적으로 활성화되는 송신 패드를 제공한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 송신 코일을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드; 상기 송신 코일과 자기적으로 결합된 수신 코일을 통해 상기 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드를 포함하며, 상기 송신 코일은, 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 이루어지며, 상기 수신 패드의 중심과 상기 송신 패드의 중심이 정렬된 경우에는 상기 메인 송신 코일만이 활성화되며, 상기 수신 패드의 중심이 상기 송신 패드의 중심과 정렬되지 않은 경우에는 상기 송신 코일 및 상기 수신 코일 간의 결합 계수에 기초하여 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일들이 선택적으로 활성화되는 무선 충전용 패드를 제공한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 송신 코일을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드; 상기 송신 코일과 자기적으로 결합된 수신 코일을 통해 상기 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드를 포함하며, 상기 송신 코일은, 메인 송신 코일만으로 이루어지며, 상기 수신 코일은, 메인 수신 코일 및 복수의 보조 수신 코일들로 이루어지는 무선 충전용 패드가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 송신 패드의 송신 코일을 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 구성하고, 수신 패드의 중심과 송신 패드의 중심이 정렬되지 않은 경우에는 결합 계수에 기초하여 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들을 선택적으로 활성화함으로써, 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래 전기자동차용 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 형태에 따른 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드의 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 일 형태에 따른 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드의 측면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 송신 패드의 코일들의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 송신 패드의 코일들의 다양한 활성화 상태를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다양한 페라이트 형상을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 수신 패드와 송신 패드의 이격 거리에 따른 결합 계수를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 무선 충전용 패드의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 무선 충전용 패드의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2a는 본 발명의 일 형태에 따른 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드의 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 일 형태에 따른 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드의 측면도이다. 그리고 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 송신 패드의 코일들의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 형태에 따른 무선 충전용 패드(100)는 송신 코일(112, 113)을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드(110) 및 송신 코일(112, 113)과 자기적으로 결합된 수신 코일(122)을 통해 송신 패드(110)로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드(120)를 포함할 수 있다.
특히 송신 패드(110)는 송신 절연판(111), 메인 송신 코일(112)과 복수의 보조 송신 코일들(113)로 구성된 송신 코일(112, 113) 및 송신측 페라이트(114)를 포함하며, 수신 패드(120)는 수신 절연판(121), 수신 코일(122) 및 수신측 페라이트(123)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 송신 패드(110)의 구조를 설명하면, 송신 절연판(111)의 상부면에 메인 송신 코일(112)과 복수의 보조 송신 코일(113)을 포함한 송신 코일(112, 113)이 부착되며, 송신 절연판(111)의 하부면에는 송신측 페라이트(114)가 부착될 수 있다.
상술한 송신 코일(112, 113) 중 복수의 송신 코일들(113)은, 송신 절연판(111)의 중심(이하, 송신 패드의 중심과 같음, C1)을 기준으로 부착된 동일한 크기를 가지는 N×N개의 코일들을 포함할 수 있으며(도 2a에서는 2×2개의 코일들을 도시함), 송신 코일(112, 113) 중 메인 송신 코일(112)은 그 중심이 송신 절연판(111)의 중심(C1)과 정렬되도록 부착될 수 있다. 여기서, '정렬'의 의미는 메인 송신 코일(112)의 중심과 송신 절연판(111)의 중심(C1)이 동일축상에 위치한다는 의미일 수 있다.
비록, 도 2a 및 도 2b에서는 메인 송신 코일(112)은 복수의 보조 송신 코일들(113)의 상부에 부착되는 것으로 도시되어 있으나, 실시 형태에 따라서는 메인 송신 코일(112)은 복수의 보조 송신 코일들(113)과 송신 절연판(111) 사이에 부착될 수도 있다.
한편, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 송신 패드의 코일들의 다양한 실시예를 도시한 도면이다. 비록 도 3a 내지 도 3d에서는 2×2의 구체적인 수치를 예시하고 있으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, N×N개의 코일들로 확장될 수 있음에 유의하여야 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 송신 코일은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 송신 절연판(111)의 중심(C1)을 기준으로 배치된 2×2의 복수의 보조 송신 코일들(113)만으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 송신 코일(112, 113)은, 메인 송신 코일(112) 및 2×2의 복수의 보조 송신 코일들(113)을 포함할 수 있다. 여기서, 메인 송신 코일(112)은 후술하는 바와 같이 그 크기가 달라질 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 메인 송신 코일(112)은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 보조 송신 코일들(113)을 모두 포함하는 영역내에서 최대의 크기를 가질 수 있다. 복수의 보조 송신 코일들(113)을 모두 포함하는 영역 내에서 최대 형상(원)을 그리면 최대 형상의 지름이 메인 송신 코일(112)의 지름(크기)이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 메인 송신 코일(112)은, 도 3d에 도시된 바와 같이, 복수의 보조 송신 코일들(113)과 동일한 크기를 가질 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 메인 송신 코일(112)은, 도 3b에 도시된 크기와 도 3d에 도시된 크기 사이의 값을 가질 수도 있다(도 3c 참조).
한편, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 송신 패드의 코일들의 다양한 활성화 상태를 도시한 도면이다. 여기서, '활성화'란 코일에 전류가 인가된 상태를 의미한다.
구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 메인 송신 코일(112)만이 활성화될 수 있다. 이 경우는 수신 패드(120)의 중심과 송신 패드(110)의 중심이 정렬된 경우일 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측의 2개의 코일만이 활성화되거나(도 4b 참조), 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 3개의 코일만이 활성화되거나(도 4c 참조), 복수의 보조 송신 코일들(113) 모두가 활성화되거나(도 4d 참조) 되도록 구성될 수 있다. 이를 위해 메인 송신 코일(112)과 복수의 보조 송신 코일들(113) 각각에 흐르는 전류는 독립적으로 제어될 수 있어야 한다(도 4b 내지 도 4d에서 메인 송신 코일(112)은 미도시함). 즉, 도 4c에 도시된 바와 같이 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 좌측 상부의 코일만 전류 방향을 반대로 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 수신 패드(120)의 구조를 설명하면, 수신 절연판(121)의 하부면에 수신 코일(122)이 부착되며, 수신 절연판(121)의 상부면에는 수신측 페라이트(123)가 부착될 수 있다. 여기서, 수신 코일(122)은 그 중심이 수신 절연판(121)의 중심(수신 패드의 중심과 같음, C2)과 정렬되도록 부착될 수 있다.
상술한 절연판(111, 121)은, 송신 코일(112, 113)과 송신측 페라이트(114) 간 및 수신 코일(122)과 송신측 페라이트(123) 간의 절연을 위한 것으로, 운모, 폴리프로필렌, 아크릴과 같이 전기나 열을 전달하지 않는 절연 물질로 이루어질 수 있다.
상술한 코일들(112, 113, 122)은, 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부 방향으로 다수회 권선되며, 절연을 위해 절연 피복된 것일 수 있다. 또한, 상술한 코일들(112, 113, 122)은 원형의 형상을 도시하고 있으나, 실시 형태에 따라서는 삼각형, 사각형 등 다각형의 형태로 권선될 수도 있으며, 원형이나 다각형의 조합으로 구현될 수도 있음에 유의하여야 한다.
한편, 페라이트(114, 123)는, 송신 코일(112, 113) 및 수신 코일(122) 간의 결합 계수를 향상시키기 위한 것이다. 구체적으로 송신측 페라이트(114)는 송신 절연판(111)의 양면 중 메인 송신 코일(112) 및 복수의 보조 송신 코일(113)이 부착되는 면의 반대면에 부착되며, 수신측 페라이트(123)는 수신 절연판(121)의 양면 중 수신 코일(122)이 부착되는 면의 반대면에 부착될 수 있다.
상술한 페라이트(114, 123)는, 예를 들면 도 5a와 같은 방사 형상, 도 5b와 같은 다단의 직선 형상(가로), 도 5c와 같은 다단의 직선 형상(세로), 도 5d와 같은 다단의 원형 형상, 도 5f와 같은 그물망 형상일 수 있다. 또는 도 5e와 같이 송신 절연판(111)의 양면 중 메인 송신 코일(112) 및 복수의 보조 송신 코일(113)이 부착되는 면의 반대면을 모두 커버하도록 부착되거나, 수신 절연판(121)의 양면 중 수신 코일(122)이 부착되는 면의 반대면을 모두 커버하도록 부착될 수 있다.
상술한 무선 충전용 패드(100)는, 수신 패드(120)의 중심(도 2b의 C2 참조)과 송신 패드(110)의 중심(도 2b의 C1 참조)이 정렬된 경우에는 송신 패드(110)의 메인 송신 코일(112)만이 활성화될 수 있으며, 수신 패드(120)의 중심이 송신 패드(110)의 중심과 정렬되지 않은 경우에는 송신 코일 및 수신 코일간의 결합 계수에 기초하여 메인 송신 코일(112) 및 복수의 보조 송신 코일들(113)이 선택적으로 활성화될 수 있다.
이하, 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수신 패드와 송신 패드의 이격 거리에 따른 결합 계수를 상세하게 설명한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 수신 패드와 송신 패드의 이격 거리에 따른 결합 계수를 도시한 도면이다. 도 6a 내지 도 6e에서 수신 패드(120)와 송신 패드(110)의 수직 방향(도 2a의 Z축 방향 참조)의 이격 거리는 50mm이며, X축은 수신 패드(120)의 중심(도 2b의 C2 참조)이 송신 패드(110)의 중심(도 2b의 C1 참조)으로부터 수평 방향(도 2a의 X축 방향 참조)으로 이격되는 거리이며, Y축은 결합 계수이다.
우선, 도 6a는 수신 패드(120)의 중심(C2)을 송신 패드(110)의 중심(C1)으로부터 수평 방향(도 2a의 X축 방향)으로 점진적으로 이격시켰을 때의 활성화된 코일의 수와 결합 계수의 관계를 도시한 그래프이다.
도면부호 511은 메인 송신 코일(112)만을 활성화시킨 경우이며(도 4a 참조), 도면부호 512는 복수의 보조 송신 코일들(113) 모두를 활성화시킨 경우이며(도 4d 참조), 도면부호 513은 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우이며(도 4b 참조), 도면부호 514는 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 3개의 코일만을 활성화시킨 경우이다(도 4c 참조). 도면부호 512와 도면부호 513의 경우 코일 모두의 전류 방향이 동일하며, 도면부호 514의 경우 X축 방향의 코일 전류의 방향은 반대이며, Y축 방향의 코일 전류의 방향은 동일하게 구성하였다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 수신 패드(120)의 중심(C2)과 송신 패드(110)의 중심(C1)이 정렬된 경우에는 메인 송신 코일(112)만을 활성화시킨 경우 결합 계수가 가장 높은 것을 알 수 있으며(도면 부호 511 참조), X축으로의 이격 거리가 점차 커짐에 따라 대략 65mm 지점부터는 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우의 결합 계수가 가장 크게 나타남을 알 수 있다(도면부호 513 참조).
한편, 도 6b 내지 도 6d는 메인 송신 코일(112) 및 복수의 보조 송신 코일들(113)을 활성화시킨 경우로, 메인 송신 코일(112)의 크기별로 수신 패드(120)와 송신 패드(110)의 이격 거리에 따른 결합 계수를 도시한 도면이다. 참고로, 도 6b는 메인 송신 코일(112)의 크기가 가장 작은 경우(도 3d 참조), 도 6c는 메인 송신 코일(112)의 크기가 중간인 경우(도 3c 참조), 도 6d는 메인 송신 코일(112)의 크기가 가장 큰 경우(도 3b 참조)이다.
또한, 도 6b 내지 도 6d에서 도면부호 521, 531, 541은 메인 송신 코일(112)만을 활성화시킨 경우이며(도 4a 참조), 도면부호 522, 532, 542는 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우이며(도 4b 참조), 도면부호 523, 533, 543은 메인 송신 코일(112)과 함께 복수의 보조 송신 코일들(113) 모두를 활성화시킨 경우이며(도 4a 및 도 4d 참조), 도면부호 524, 534, 544는 메인 송신 코일(112)과 함께 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 3개를 활성화시킨 경우이며(도 4a 및 도 4c 참조), 도면부호 525, 535, 545는 메인 송신 코일(112)과 함께 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우이다(도 4a 및 도 4b 참조).
도 6b 내지 도 6d에서 알 수 있듯이, 수신 패드(120)의 중심(C2)과 송신 패드(110)의 중심(C1)이 정렬된 경우에는 메인 송신 코일(112)만을 활성화시킨 경우 결합 계수가 가장 높은 것을 알 수 있다(도면 부호 511, 521, 531 참조). 하지만, X축으로의 이격 거리가 증가함에 따라 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 일부를 활성화시킴으로써, 결합 계수를 높일 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 이격 거리에 따라 높은 결합 계수를 가지도록 보조 송신 코일들(113) 중 일부가 활성화될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들면, 도 6b의 경우, X축 이격 거리가 0mm 에서 40mm 사이에서는 메인 송신 코일(112)만을 활성화시키고, X축 이격 거리가 40mm 이상 75mm 이하인 지점부터는 메인 송신 코일(112) 외에 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일을 활성화시키며, X축 이격 거리가 75mm 이상에서는 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시키는 방식으로, 결합 계수를 증가시켜 전력 전달 효율을 높일 수 있다.
한편, 도 6e는 메인 송신 코일(112)의 크기별로 수신 패드와 송신 패드의 이격 거리에 따른 결합 계수를 비교 도시한 도면이다.
도면부호 561은 메인 송신 코일(112)만을 활성화시킨 경우이며(도 4a 참조), 도면부호 562는 메인 송신 코일(112)과 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우(도 4b 참조)로 메인 송신 코일(112)의 크기가 가장 큰 경우이며(도 3b 참조), 도면부호 563은 메인 송신 코일(112)과 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우(도 4b 참조)로 메인 송신 코일(112)의 크기가 중간 크기인 경우이며(도 3b 참조), 도면부호 564는 메인 송신 코일(112)과 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우(도 4b 참조)로 메인 송신 코일(112)의 크기가 가장 작은 크기인 경우(도 3b 참조), 도면부호 565는 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우이다(도 4b 참조).
도 6e에 도시된 바와 같이, X축 이격 거리가 0mm 이상 18mm 이하에서는 메인 송신 코일(112)만을 활성화시킨 경우 결합 계수가 가장 높으나(561 참조), X축 이격 거리가 18mm 이상부터는 메인 송신 코일(112)의 크기가 가장 크고 복수의 보조 송신 코일들(113) 중 우측 2개의 코일만을 활성화시킨 경우의 결합 계수가 가장 높게 나타남(562 참조)을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, X 축 이격 거리에 따라 구간을 나누고, 구간별로 결합 계수가 가장 높은 코일들을 선택적으로 활성화시키는 방식으로 적용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 송신 패드의 송신 코일을 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 구성하고, 수신 패드의 중심과 송신 패드의 중심이 정렬되지 않은 경우에는 결합 계수에 기초하여 복수의 보조 송신 코일들 중 일부가 활성화되도록 함으로써, 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 무선 충전용 패드의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b의 무선 충전용 패드(700)의 송신 패드(110)와 수신 패드(120)의 구조가 대체될 수 있음을 도시하고 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 송신 패드(710)는, 송신 절연판(711), 송신 코일(712) 및 송신측 페라이트(713)를 포함할 수 있으며, 수신 패드(720)는, 수신 절연판(721), 메인 수신 코일(722)과 복수의 보조 수신 코일들(723)로 구성된 수신 코일(722, 723) 및 수신측 페라이트(724)를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 무선 충전용 패드의 사시도이다.
도 2a 및 도 7의 실시예를 조합한 것으로, 무선 충전용 패드(800)는 송신 패드(810)와 수신 패드(820)로 구성되며, 송신 패드(810)와 수신 패드(820) 각각이 복수개의 코일을 포함할 수 있음을 도시하고 있다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 송신 패드(810)는, 송신 절연판(811), 메인 송신 코일(812)과 복수의 보조 송신 코일들(813)로 구성된 송신 코일(812, 813) 및 송신측 페라이트(824)를 포함하며, 수신 패드(820)는, 수신 절연판(821), 메인 수신 코일(822)과 복수의 보조 수신 코일들(823)로 구성된 수신 코일(812, 813) 및 수신측 페라이트(824)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 송신 패드의 송신 코일을 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 구성하고, 수신 패드의 중심과 송신 패드의 중심이 정렬되지 않은 경우에는 결합 계수에 기초하여 복수의 보조 송신 코일들 중 일부가 활성화되도록 함으로써, 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100, 700, 800: 무선 충전용 패드 110, 710, 810: 송신 패드
111, 711, 811: 송신 절연판 112, 712, 812: 메인 송신 코일
113, 813: 보조 송신 코일 114, 713, 813: 송신측 페라이트
120, 720, 820: 수신 패드 121, 721, 821: 수신 절연판
123, 724, 824: 수신측 페라이트 122, 722, 822: 메인 수신 코일
723, 823: 보조 수신 코일
C1: 송신 절연판의 중심 C2: 수신 절연판의 중심

Claims (14)

  1. 송신 코일을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드에 있어서,
    상기 송신 코일은, 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 이루어지며,
    상기 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드의 중심과 상기 송신 패드의 중심이 정렬된 경우에는 상기 메인 송신 코일만이 활성화되며,
    상기 수신 패드의 중심이 상기 송신 패드의 중심과 정렬되지 않은 경우에는 상기 송신 코일 및 상기 수신 코일 간의 결합 계수에 기초하여 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일들이 선택적으로 활성화되는 송신 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 패드는,
    송신 절연판을 더 포함하며,
    상기 복수의 보조 송신 코일들은, 상기 송신 절연판상에 부착된 동일한 크기를 가지는 N×N개의 코일들을 포함하며,
    상기 메인 송신 코일은, 그 중심이 상기 송신 절연판의 중심과 정렬되도록 부착되는 송신 패드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 보조 송신 코일들은,
    상기 메인 송신 코일의 상부에 부착되거나 또는 상기 메인 송신 코일과 상기 송신 절연판 사이에 부착되는 송신 패드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 송신 코일의 크기는, 상기 복수의 보조 송신 코일들을 포함하는 영역 내에서 최대의 크기를 가지는 송신 패드.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 송신 절연판의 양면 중 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일이 부착되는 면의 반대면에는 결합 계수의 향상을 위한 페라이트가 부착되는 송신 패드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 페라이트는,
    상기 송신 절연판의 양면 중 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일이 부착되는 면의 반대면을 모두 커버하도록 부착되거나, 또는 방사 형상, 다단의 직선 형상, 다단의 원형 형상, 그물 형상 중 적어도 하나 이상의 조합으로 구성되는 송신 패드.
  7. 송신 코일을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드;
    상기 송신 코일과 자기적으로 결합된 수신 코일을 통해 상기 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드를 포함하며,
    상기 송신 코일은, 메인 송신 코일 및 복수의 보조 송신 코일들로 이루어지며,
    상기 수신 패드의 중심과 상기 송신 패드의 중심이 정렬된 경우에는 상기 메인 송신 코일만이 활성화되며,
    상기 수신 패드의 중심이 상기 송신 패드의 중심과 정렬되지 않은 경우에는 상기 송신 코일 및 상기 수신 코일 간의 결합 계수에 기초하여 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일들이 선택적으로 활성화되는 무선 충전용 패드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송신 패드는,
    송신 절연판을 더 포함하며,
    상기 복수의 보조 송신 코일들은, 상기 송신 절연판상에 부착된 동일한 크기를 가지는 N×N개의 코일들을 포함하며,
    상기 메인 송신 코일은, 그 중심이 상기 송신 절연판의 중심과 정렬되도록 부착되는 무선 충전용 패드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 보조 송신 코일들은,
    상기 메인 송신 코일의 상부에 부착되거나 또는 상기 메인 송신 코일과 상기 송신 절연판 사이에 부착되는 무선 충전용 패드.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 메인 송신 코일의 크기는, 상기 복수의 보조 송신 코일들을 포함하는 영역 내에서 최대의 크기를 가지는 무선 충전용 패드.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 송신 절연판의 양면 중 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일이 부착되는 면의 반대면에는 결합 계수의 향상을 위한 페라이트가 부착되는 무선 충전용 패드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 페라이트는,
    상기 송신 절연판의 양면 중 상기 메인 송신 코일 및 상기 복수의 보조 송신 코일이 부착되는 면의 반대면을 모두 커버하도록 부착되거나, 또는 방사 형상, 다단의 직선 형상, 다단의 원형 형상, 그물 형상 중 적어도 하나 이상의 조합으로 구성되는 무선 충전용 패드.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 수신 코일은,
    메인 수신 코일만으로 구성되거나 또는 메인 수신 코일 및 복수의 보조 수신 코일들로 이루어지는 무선 충전용 패드.
  14. 송신 코일을 통해 전력을 무선 전송하는 송신 패드;
    상기 송신 코일과 자기적으로 결합된 수신 코일을 통해 상기 송신 패드로부터 무선 전송되는 전력을 수신하는 수신 패드를 포함하며,
    상기 송신 코일은, 메인 송신 코일만으로 이루어지며,
    상기 수신 코일은, 메인 수신 코일 및 복수의 보조 수신 코일들로 이루어지는 무선 충전용 패드.
KR1020150117357A 2015-08-20 2015-08-20 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드 KR20170022420A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150117357A KR20170022420A (ko) 2015-08-20 2015-08-20 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150117357A KR20170022420A (ko) 2015-08-20 2015-08-20 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170022420A true KR20170022420A (ko) 2017-03-02

Family

ID=58426637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150117357A KR20170022420A (ko) 2015-08-20 2015-08-20 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170022420A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200069418A (ko) * 2018-12-06 2020-06-17 한국과학기술원 무선 전력 전송 장치 및 이를 이용하는 전기 자전거
WO2020122613A1 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 영남대학교 산학협력단 전력 전송 방향 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
KR102169638B1 (ko) * 2019-09-03 2020-10-23 엘지전자 주식회사 인접 코일 간의 자기장 상쇄를 방지하는 무선 충전 장치
EP3780337A4 (en) * 2018-06-26 2021-03-10 Huawei Technologies Co., Ltd. WIRELESS CHARGING DEVICE AND METHOD
KR20220084892A (ko) * 2020-12-14 2022-06-21 한국과학기술원 복수의 송신 코일 중 적어도 하나의 송신 코일을 선택적으로 구동하는 무선 전력 전송 시스템 및 그 동작 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130066461A (ko) 2011-12-12 2013-06-20 (주)그린파워 무선 충전 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130066461A (ko) 2011-12-12 2013-06-20 (주)그린파워 무선 충전 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3780337A4 (en) * 2018-06-26 2021-03-10 Huawei Technologies Co., Ltd. WIRELESS CHARGING DEVICE AND METHOD
US11923690B2 (en) 2018-06-26 2024-03-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Wireless charging apparatus and method
KR20200069418A (ko) * 2018-12-06 2020-06-17 한국과학기술원 무선 전력 전송 장치 및 이를 이용하는 전기 자전거
WO2020122613A1 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 영남대학교 산학협력단 전력 전송 방향 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
KR102169638B1 (ko) * 2019-09-03 2020-10-23 엘지전자 주식회사 인접 코일 간의 자기장 상쇄를 방지하는 무선 충전 장치
US11381117B2 (en) 2019-09-03 2022-07-05 Lg Electronics Inc. Wireless charging apparatus for preventing magnetic field cancellation between adjacent coils
KR20220084892A (ko) * 2020-12-14 2022-06-21 한국과학기술원 복수의 송신 코일 중 적어도 하나의 송신 코일을 선택적으로 구동하는 무선 전력 전송 시스템 및 그 동작 방법
US11750039B2 (en) 2020-12-14 2023-09-05 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Wireless power transfer system for selectively driving at least one transmitting coil among transmitting coils and operation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6526075B2 (ja) 無線電力伝達システムで使用される導磁コア
KR20170022420A (ko) 송신 패드 및 이를 포함하는 무선 충전용 패드
US10218222B2 (en) Non-contact charging module having a wireless charging coil and a magnetic sheet
EP2576274B1 (en) A wireless power receiving unit, a wireless power transferring unit, a wireless power transferring device and use of a wireless power transferring device
CN102782975B (zh) 电子设备以及适用于这种电子设备中的基部
JP5845404B2 (ja) 受信側非接触充電モジュール及び受信側非接触充電機器
US10277069B2 (en) Wireless power transmitter
JP2014526137A (ja) 非接触誘導型エネルギー伝達のためのフラット・コイル
KR102644869B1 (ko) 무선 전력 전송 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기
RU2593681C2 (ru) Электромеханический-электроакустический преобразователь с малой толщиной и с большим диапазоном хода и относящийся к нему способ изготовления
US9413196B2 (en) Wireless power transfer
JP6086189B2 (ja) コイル装置
JP5845406B2 (ja) 受信側非接触充電モジュール及び受信側非接触充電機器
KR101807604B1 (ko) 무선전력 전송용 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 송신모듈
KR102579078B1 (ko) 무선 전력 전송 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기
KR102085646B1 (ko) 무선전력 송신장치
JP2019041273A (ja) コイルアンテナ及び電子機器
JP4900525B1 (ja) 非接触充電モジュール及びこれを備えた送信側非接触充電機器と受信側非接触充電機器
JP6032528B2 (ja) 伝送コイル部品及び非接触充電装置
KR20170072761A (ko) 코일 장치 및 이 장치를 포함하는 기기
KR102258919B1 (ko) 차폐층을 포함하는 안테나 모듈 및 무선 전력 수신 장치
KR101926613B1 (ko) 콤보 안테나모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치
KR101693538B1 (ko) 차량용 무선충전 송신모듈
KR101453465B1 (ko) 연자성 시트, 무선 전력 수신 장치 및 그의 무선 충전 방법
KR102552239B1 (ko) 무선 전력 수신 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 송수신 시스템