KR20170063825A - 유도성 전력 전달 시스템용 송신기 - Google Patents

Abstract

충전될 장치를 수용하는 인클로저를 포함하는 유도 전력 전달 송신기가 개시된다. 인클로저는 하나 이상의 측벽과 인클로저 내에 교류 자기장을 발생시키는 하나 이상의 코일을 갖는다. 하나 이상의 코일의 밀도는 하나 이상의 측벽의 단부로부터의 거리에 따라 변화한다.

Description

유도성 전력 전달 시스템용 송신기{TRANSMITTER FOR INDUCTIVE POWER TRANSFER SYSTEM}

본 발명은 유도성 전력 전달(inductive power transfer, 이하 'IPT'로 지칭) 시스템의 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 그러한 시스템들에서 사용하기 위한 새로운 구성을 갖는 전력 송신기에 관한 것이다.

IPT 시스템들은 확립된 기술(예를 들어, 전동 칫솔의 무선 충전) 및 개발 기술(예를 들어 '충전 매트' 상에서의 휴대용 장치들의 무선 충전)의 잘 알려진 영역이다. 일반적으로, 1차 측은 송신 코일 또는 코일들로부터 시변 자기장을 생성한다. 이 자기장은 적합한 수신 코일에 교류 전류를 유도하며, 상기 수신 코일은 이후 배터리를 충전하거나 장치 또는 다른 부하에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 송신기 또는 수신기 코일들이 커패시터들과 연결되어 공진 회로를 생성하는 것이 가능하며, 이는 대응하는 공진 주파수에서 전력 처리량 및 효율을 증가시킬 수 있다.

IPT 시스템 설계에서 극복해야 할 기본적인 문제는 효율적인 전력 전달을 보장하는 것이다. 성능을 향상시키기 위한 일 접근법은, 전용 충전 마운트를 사용하는 전동 칫솔의 무선 충전의 경우와 같이, 송신기 및 수신기 코일들의 정확한 정렬을 요구하는 것이었다. 그러나, 정확한 정렬을 요구하는 것은 단순한 장치의 충전 및 전력 공급과 같은 일부 IPT 시스템들의 핵심 목표들 중 하나를 손상시켜, 사용자의 참여가 최소화된다.

IPT 시스템의 다른 유형은 충전(또는 전력공급) 패드이다. 통상적으로, 이들 시스템들은 적절한 장치가 표면 상에 배치될 때, 장치 내의 적절한 수신기 코일 장치에 의해 전력이 수신되게끔 자기장을 생성하도록 구성된 표면을 제공한다. 알려진 다양한 전송 코일 구성들이 있다. 일 예에서, 단일 코일은 표면 아래에 그리고 표면과 동일 평면 상에 배치된다. 코일은 작을 수 있고, 따라서 수신기 코일은 전력 전달을 달성하기 위해 여전히 적절히 정렬되어야 한다. 대안적으로, 코일은 표면의 전체 영역을 덮도록 클 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 수신기가 표면의 어느 곳에나 배치될 수 있다. 이것은 장치 충전 또는 전력공급 측면에서 더 많은 자유를 허용한다(즉, 사용자는 장치를 매트의 어느 위치에든지 놓기만 하면 됨). 그러나, 그러한 구성에 의해 생성된 자기장은 균일하지 않으며, 코일의 중심을 향해 특히 더욱 약할 수 있다. 따라서 수신기 코일들은 표면 상의 위치에 따라 다른 양의 전력을 유도한다.

제3 유형의 IPT 시스템은 충전(또는 전력공급) 인클로저이다. 전형적으로, 이들 시스템들은 박스의 벽 및/또는 베이스에 통합된 송신기 코일들을 갖는 박스를 제공한다. 코일들은 박스 내에 자기장을 생성하여, 장치가 박스 내에 배치될 때, 장치 내의 적절한 수신기 코일 배열에 의해 전력이 수신된다. 코일들은 코일들의 배열, 또는 대형 코일, 또는 이들의 조합일 수 있다. 그러나, 충전 패드와 동일한 단점이 발생할 수 있다. 즉, 필드(field)는 체적(volume) 전체에 걸쳐 균일하지 않으며 특히 중심을 향해 약하다. 따라서, 장치가 인클로저의 중앙에 배치 되더라도, 충분한 전력 전달을 보장하려면, 1차 측의 전력이 더욱 높아야 하며, 이로 인해 손실이 증가하고 효율이 저하된다.

위의 모든 시나리오들에서, (페라이트(ferrite)와 같은) 높은 자기 투자율을 갖는 재료로 만들어진 층(layer)/코어(core)가 송신기 또는 수신기에 포함되어 자기장을 통한 에너지 전달이 개선될 수 있다는 것이 알려져 있다.

본 발명의 목적은 개선된 전력 전달 특성들을 갖는 자기장을 생성하거나 적어도 대중에게 유용한 선택을 제공하는 송신기를 제공하는 것이다.

일 예시적인 실시예에 따른 유도 전력 전달 송신기가 제공되며, 하나 이상의 측벽을 갖는 충전될 장치를 수용하는 인클로저; 상기 인클로저 내에서 교류 자기장을 생성하는 하나 이상의 코일; 및 상기 하나 이상의 코일을 구동하는 구동 회로를 포함하고, 상기 하나 이상의 코일의 밀도는 하나 이상의 측벽의 단부로부터의 거리에 따라 변화한다.

다른 예시적인 실시예에 따른 유도 전력 전달 송신기가 제공되며, 베이스 부분 및 베이스로부터 돌출하는 하나 이상의 측벽을 갖는 충전될 장치를 수용하는 인클로저; 상기 인클로저 내에서 교류 자기장을 생성하는 하나 이상의 코일; 및 상기 하나 이상의 코일을 구동하는 구동 회로를 포함하고, 상기 하나 이상의 코일의 밀도는 초기에 상기 베이스 부분으로부터 거리가 증가함에 따라 감소하고, 상기 베이스 부분으로부터 거리가 더 증가함에 따라 증가한다.

다른 예시적인 실시예에 따른 유도 전력 전달 송신기가 제공되며, 교류 자기장을 생성하는 하나 이상의 코일; 상기 하나 이상의 코일을 구동하는 구동 회로; 및 하나 이상의 코일과 관련된 하나 이상의 자기 투과성 층을 포함하며, 하나 이상의 자기 투과성 층의 조합된 두께는 다양하다.

다른 예시적인 실시예에 따른 유도 전력 전달 송신기가 제공되며, 교류 자기장을 생성하는 하나 이상의 코일; 상기 하나 이상의 코일을 구동하는 구동 회로; 및 하나 이상의 코일과 관련된 하나 이상의 자기 투과성 층을 포함하며, 하나 이상의 자기 투과성 층의 투자율은 다양하다.

여러 제도권들 하에서 "포함한다", "갖는다" 및 "구성된다"라는 용어들이 배타적 또는 포괄적 의미로 사용될 수 있음을 인정한다. 본 명세서의 목적을 위해, 그리고 달리 언급되지 않는 한, 이 용어들은 포괄적인 의미를 갖는 것으로 의도된다 - 즉, 이들은 열거된 구성요소들의 포함을 의미하는 것으로 간주되며, 열거된 구성요소들의 사용에 의해 직접 참조되는 구성요소들과 다른 지정되지 않은 구성요소들 또는 요소들의 포함도 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 임의의 선행 기술에 대한 언급은 그러한 선행 기술이 공통의 일반적인 지식의 일부를 형성한다는 것을 인정하는 것이 아니다.

본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하고, 이하에서 제공되는 본 발명의 일반적인 설명 및 이하에서 제공되는 실시예들의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 제1 측면의 실시예에 따른 송신기의 도면을 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타난 본 발명의 제1 측면의 다른 실시예에 따른 송신기의 도면을 나타낸다.
도 3은 도 1에 나타난 송신기의 단면도이다.
도 4는 2개의 상이한 송신기들에 의해 생성된 자기장 라인들을 비교하는 개략도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 측면의 일 실시예에 따른 송신기의 도면을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 측면의 일 실시예에 따른 송신기의 도면을 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 송신기의 단면도를 나타낸다.
도 7a는 도 6에 도시된 측면의 일 실시예에 따른 송신기의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 송신기의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 6의 송신기에 의해 생성된 자기장 라인들의 개략도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 측면에 따른 송신기의 단면도를 나타낸다.
도 11은 2개의 상이한 송신기들에 의해 생성된 자기장 라인들을 비교하는 개략도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 송신기의 단면도를 나타낸다.
도 13은 2개의 상이한 송신기들에 의해 생성된 자기장 라인들을 비교하는 개략도를 나타낸다.
도 14는 도 12에 도시된 본 발명의 측면의 다른 실시예에 따른 송신기의 단면도를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 송신기 실시예들을 구동하기 위한 구동 회로의 개략도를 나타낸다.

코일 정렬

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IPT 시스템 용 송신기(1)가 도시되어 있다. 송신기는 측벽(3) 및 베이스 부분(4)을 갖는 충전 인클로저(2)의 형태를 취한다. 송신기는 인클로저 내부에 시변 자기장을 생성하는 코일(5)을 포함한다. 인클로저 내부에 배치된 장치(6)는 수신기 코일(7)을 포함하며, 상기 수신기 코일은 시변 자기장과 유도 결합하고 장치의 충전 또는 전력공급에 사용될 수 있는 전류를 생성한다. 상기 코일은 인클로저의 측벽에 보유되어 있으며, 도 1의 파선들로 나타나 바와 같이, 베이스 부분과 동일 평면인 인클로저의 주변에 감겨있다.

송신기(1)는 적절한 전원(8)에 연결되고, 구동 회로(미도시)는 자기장을 생성하게끔 코일을 구동하도록 구성된다. 구동 회로는 코일(5)이 특정 용도에 적합한 시변 자기장을 생성하도록 구성된다. 그러한 구동회로들은 당업자에게 공지되어 있으며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.

유도 전송된 전력을 수신할 수 있는 장치들은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 본 발명은 어떤 특정한 유형으로 제한되지 않는다. 바람직한 실시예에서, 상기 장치는 베이스 부분과 동일 평면인 수신기 코일을 포함하며, 이는 이 구성이 자기장의 플럭스(flux)가 베이스 부분에 수직인 부분에서 전력 전달을 최대화할 것이기 때문이다.

도 1에 도시된 인클로저(2)의 형상은 직각 프리즘 형태를 취한다; 그러나 본 발명은 이 점에 제한되지 않는다. 당해 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 발명이 인클로저를 한정하는 다양한 3-차원 체적들에 어떻게 적용될 수 있는지 이해할 것이다. 예를 들어, 도 2는 인클로저가 단일 연속 측벽(10)을 갖는 원통 형상인 경우의 송신기(9)를 도시한다. 이 예에서, 코일(11)은 대체로 원형이고 인클로저의 둘레 주위에 권취되며, 이는 도 2의 파선들로 나타난 바와 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 인클로저는 베이스 부분(4)을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 베이스 부분에 자기 투과성 층(예를 들어, 페라이트 층)을 포함함으로써 전력 전달을 현저히 개선시킬 수 있다. 그러나, 인클로저(2)가 베이스 부분을 포함할 필요는 없다. 당업자는 베이스 부분을 포함하지 않는 인클로저들을 충전하는 데 본 발명이 어떻게 적용될 수 있는지를 이해할 것이다.

도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 송신기(1)의 수직 단면이 도시된다. 이 도면은 측벽(3), 베이스 부분(4), 코일(5) 및 장치(6)를 도시한다. 선택적으로, 상기 인클로저는 송신기의 내부 작동부들(inner workings)을 봉지하여 송신기에 보다 매력적이고 유선형의 외관을 제공하는 (예를 들어 플라스틱 하우징과 같은) 적절한 외부 층(12)을 포함할 수 있다. 상기 코일은, 코일의 밀도(단위 높이 당 루프의 개수)가 높이에 따라 대체로 증가하도록 배열된다. 결과적으로 더 많은 루프들이 측벽들의 상단을 향하여 '집중'된다. 도 3에 도시된 루프들의 개수는 상대적으로 적은데, 이러한 적은 개수가 본 발명의 원리를 도시하는데 가장 좋은 역할을 하기 때문이다. 실제로, 루프의 개수는 어떤 점에서도 제한되지 않으며, 당업자는 일부 애플리케이션들에서 루프의 개수가 수백 또는 수천이 될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 코일은 몇몇 다른 방식으로 높이에 따라 밀도가 변하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 코일의 밀도가 초기에 높이와 함께 증가하고, 이어서 측벽들의 상부를 향해 다시 감소하는 것은 본 발명의 기술 사상과 일관된 것이다. 그러한 대안적인 실시예가 후술된다.

코일(5)은 연속적이며 구동 회로(미도시)에 직렬로 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 코일은 일련의 루프를 형성하도록 반복적으로 권취되는 단일 길이의 와이어로 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 단일 길이의 와이어는 가변 게이지(varying gauge)의 와이어 영역들을 포함한다. 와이어의 영역들은 와이어의 길이가 가장 큰 직경에서 가장 좁은 직경까지 변화(graduate)할 수 있도록 적합한 방법(예를 들어, 납땜)으로 함께 연결될 수 있다. 따라서, 와이어가 도 3에 도시된 코일 구성에 따라 권취되면, 와이어의 더 좁은 영역들은 더 높은 밀도를 갖는 루프들에 대응한다. 와이어가 더 좁기 때문에, 와이어가 일정한 게이지를 갖는 경우보다 공간을 덜 차지한다. 와이어는 리츠 타입 와이어(Litz type wire)를 포함하여 임의의 적절한 전류 운반 와이어일 수 있다. 리츠 와이어(Litz wire)는 IPT 시스템들의 고주파수들에서 동작 할 때 전선에서의 스킨 효과(skin effect) 및 근접 효과(proximity effect)로 인한 전력 손실들을 크게 줄여준다는 점에서 유용하다. 본 발명의 다른 실시예에서, 하나 이상의 코일이 있다. 각각의 코일은 직렬, 병렬 또는 다른 적절한 구성으로 연결될 수 있다. 전반적으로, 코일들의 순밀도(net density)(단위 높이 당 루프들의 개수)는 여전히 본 발명에 따라 변할 수 있다.

본 발명의 이점은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기(1)의 수직 단면을 도시한 도 4a 및 도 4b에서 나타날 수 있다. 도 4a 및 도 4b는, 균일한 밀도를 갖는 코일 배열에 의해 생성된 자기장과 본 발명에 따른 코일 배열 사이의 비교를 각각 도시한다. 도 4a의 전자의 시나리오에서, 자속은 인클로저(13)의 벽들을 향하여 집중되고, 중심(14)을 향해서는 더 낮은 자속 영역이 존재함이 관측될 것이다. 그러므로, 중앙 영역에 배치된 수신기들에 충분한 전력 전달을 보장하기 위해, 송신기를 통한 전원 흐름이 증가되어야 한다. 이는 전원의 비효율적인 사용을 야기한다. 또한, 인클로저 측벽들에 더 가깝게 배치된 수신기들은 중심에 배치된 수신기보다 더욱 강한 자기장을 받는다. 이는 수신기들이 인클로저 내의 그들의 정확한 위치에 따라 전력 흐름을 조절해야 함을 요구한다. 또한, 장치의 기생 발열이 증가한다. 도 4b는 본 발명의 코일 배치에 따른 자기장을 도시한다. 관측되는 바와 같이, 가변 코일 밀도는 인클로저를 가로질러 더욱 균일한 자기장을 만든다. 효과적으로, 추가 권선은 상기 자기장을 인클로저 안으로 더 멀리 확장시킨다. 이는 위에 설명된 비-균일 장(non-uniform field)으로 인해 발생하는 문제들을 해결하는데 도움을 준다. 특히, 송신기를 통한 전력 흐름은 수신기로의 충분한 전력 전달을 보장하는 동시에 감소될 수 있으며, 이는 인클로저 내부의 그것의 배치에 관계없이 이루어질 수 있다. 송신기에서의 전력 흐름을 감소시키면, 비효율들이 최소화되고 기생 발열이 감소된다. 당업자는 도 4b에 도시된 필드(field)가 본 발명의 원리를 설명하기 위한 정성적인 것임을 이해할 것이다. 실제로, 원하는 필드 특성들을 얻기 위해 필요한 정확한 코일 배열은 치수들 및 전력 등급과 같은 많은 변수들에 의존한다. 코일 배열의 설계는 특정 애플리케이션에 적합하도록 조정될 필요가 있다는 것이 이해될 것이다.

도 3으로 돌아가면, 충전 인클로저의 측벽(3) 및 베이스 부분(4) 내에 페라이트 층들(15)이 또한 도시된다. 당업자는 자기 투과성 층들을 포함하는 것이 어떻게 전력 전달 성능 향상시킬 수 있는지를 이해할 것이다. 특히, 베이스 부분의 자기 투과성 층은 자기장 라인들을 '강압(compel)'하여 중심에 더 가깝게 분포되도록 한다. 이는 보다 균일한 필드를 제공하고 베이스 부분 전체에 걸쳐 전력 전달을 개선하는데 도움이 된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 송신기(1)가 도시된다. 이 예에서, 송신기는 전술한 충전 인클로저(2)와 유사한 충전 인클로저(2a)이지만, 충전 인클로저(2a)는 도 1의 실시예와 같이 직사각형 프리즘 형상이 아닌 불규칙한 형상을 갖는다. 즉, 인클로저는 측벽들(3) 및 베이스 부분(4)을 포함하고, 측벽들(3a) 중 하나는 대향 측벽(3b)과 상이한 크기이며, 그에 따라 결합 측벽들(3c)은 경사진 상부 면을 갖는다. 상부 및 하부와 같은 용어들은 베이스 부분(4)에 대하여(즉, 베이스 부분(4)을 기준으로) 사용된다. 인클로저(2a)의 실제 형상은 송신기의 특정 애플리케이션에 의존하지만, 본 발명과 관련하여 명세서에 기술된 코일들 및 투과성 물질의 구성들은 인클로저가 불규칙한 형상인 경우의 상황들에도 적용될 수 있음이 이해되어야 한다.

후술하는 바와 같이, 베이스 부분에 자기 투과성 층(예를 들어, 페라이트 층)을 포함시킴으로써 전력 전달을 현저히 개선시킬 수 있다. 그러나, 도 1의 실시예와 같이, 인클로저(2a)가 베이스 부분을 포함할 필요는 없다. 당업자는 베이스 부분을 포함하지 않는 인클로저들을 충전하는데 있어 본 발명이 어떻게 적용될 수 있는지를 이해할 것이다.

인클로저(2a) 내부에 시변 자기장을 발생시키는 코일(5)은 인클로저의 측벽들에 보유되며, 도 5의 점선으로 도시된 바와 같이 베이스 부분과 동일 평면인 인클로저의 주변에 권취된다. 인클로저(2a)의 불규칙한 형상은 실질적으로 균일한 방식으로 인클로저의 내부 모두를 실질적으로 둘러싸는 자기장을 발생시키면서 불규칙한 형상을 수용하는 코일(5)의 권취 구성을 필요로 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이것은, 코일(5)의 권선들이 인클로저(2a)의 적어도 상부에서 측벽 부분들(3a, 3b, 3c)의 상면을 따르도록 하고, 전술한 코일 배열의 가변 밀도를 채용함으로써, 달성된다. 따라서, 수신기 코일(7)을 포함하는 인클로저(2a) 내부에 배치된 장치(6)는 시변 자기장과 유도 결합하여 인클로저 내에서 장치의 상대적인 위치에 관계없이 장치의 충전 또는 전력공급이 가능해질 것이다.

송신기(1)는 적절한 전원에 연결되고, 구동 회로(미도시)는 코일을 구동하도록 구성되어 자기장이 생성된다. 상기 구동 회로는 코일(5)이 특정 애플리케이션에 적합한 시변 자기장을 생성하도록 구성된다. 그러한 구동 회로는 당업자에게 공지되어 있으며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.

송신기 코일에 의해 유도된 자기장의 균일성의 추가적인 향상이 도 5의 송신기(1)를 도시하는 도 6에 도시된 코일 배치를 사용하여 달성될 수 있다. 도 6에서, 코일(5)은 설명을 돕기 위해 실선으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 코일(5)의 권선 구성은 이전과 같이 인클로저(2a)의 불규칙한 형상을 수용하지만, 도 1 및 도 5의 실시예들에 도시된 것과는 상이한 가변 밀도 배치(단위 높이 당 루프의 개수)가 사용된다. 즉, 코일 권선들의 밀도가 베이스 부분(4)으로부터 측벽들(3)의 상부 면까지 단조 증가하는 이전의 실시예와는 달리, 도 6 실시예에서의 코일 권선들의 밀도는 측벽들의 하부 및 상부 부분들(3 및 4) 모두에서 증가되고, 측벽들의 중간 부분에서 감소된다. 즉, 인클로저의 상부 부분에서의 부분(5a) 및 인클로저의 하부 부분에서의 부분(5b)의 권선들은 인클로저의 중간 부분에서의 부분(5c)의 권선들보다 더 가깝게 이격된다. 결과적으로 더 많은 루프들이 측벽들의 상부과 하부를 향해 '집중'된다. 도 6에 도시된 루프들의 개수는 상대적으로 적은데, 이러한 적은 개수가 본 발명의 원리를 도시하는데 가장 좋은 역할을 하기 때문이다. 실제로, 루프의 개수는 어떤 점에서도 제한되지 않으며, 당업자는 일부 애플리케이션들에서 루프의 개수가 수백 또는 수천이 될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명자는 이러한 대안적인 코일 권선 구성이 유도된 자기장에서 훨씬 양호한 균일 성을 제공한다는 것을 발견했다. 이 구성은 또한 인클로저 내에 요구되는 필드를 제공하면서도 인클로저 모양, 치수들, 및 구성의 불규칙성들을 수용하는 것을 허용한다.

도 7을 참조하면, 도 6에 도시된 송신기(1)의 수직 단면도가 도시된다. 이 도면은 측벽들(3),베이스 부분들(4), 코일(5) 및 장치(6a)를 나타낸다. 인클로저는 송신기의 내부 작동부들(inner workings)을 둘러싸는 적절한 외부 층(12)(예를 들어 플라스틱 하우징)을 선택적으로 포함할 수 있다. 외부 층(12)은 송신기(1) 자체에 대한 케이싱일 수 있거나 차량 내장재 또는 다른 기반물의 구성요소의 일부일 수 있다. 장치(6a)는 이전의 도면들에 도시된 장치의 대체로 직사각형인 항목보다는 임의적으로 형상화된 항목으로 도시된다. 장치(6a)의 임의적 형상은 본 발명의 다양한 실시예들의 송신기에 의해 유도된 자기장의 균일성이 장치(들) 내 수신기 코일(들)의 송신기 코일(들)에 대한 형상 및/또는 상대적인 방위(orientation)와 무관하게 효과적인 무선 또는 유도 전력 전달을 달성하도록 함을 도시하는데 사용된다.

도 5 및 6의 코일(5)은 연속적이며 구동 회로(미도시)에 직렬로 연결된다. 일 실시예에서, 코일은 일련의 루프들을 형성하도록 반복적으로 권취되는 단일 길이의 와이어로 구성되며 상기 루프들은 도 7에 나타난 바와 같이 측벽들의 하부 및 상부 부분들에서의 코일 일부(5a, 5b)에서 더 가깝게 되고, 측벽들의 중간 부분에서의 코일 일부(5c)에서 더 멀어지게 된다. 다른 실시예에서, 코일(5)은 도 8에 나타난 바와 같이 가변 게이지(varying gauge)의 와이어 영역들을 가질 수 있다. 즉, 측벽들의 최상 및 최하 부분들에서의 영역들(5d)은, 측벽들의 중간 부분에서의 영역(5f)보다 두꺼운 인접 영역(5e)보다 더 두껍다. 이들 와이어의 영역들은 와이어의 길이가 가장 큰 직경에서 가장 좁은 직경까지 그리고 상기 측벽들의 높이에 걸쳐 다시 가장 큰 직경까지 변화(graduate)하도록 적합한 방법(예를 들어, 납땜)으로 함께 연결될 수 있다. 와이어는 리츠 타입 와이어(Litz type wire)를 포함하여 임의의 적절한 전류 운반 와이어일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 하나 이상의 코일이 있다. 각각의 코일은 직렬, 병렬 또는 다른 적절한 구성으로 연결될 수 있다. 전반적으로, 코일들의 순밀도(net density)(단위 높이 당 루프들의 개수)는 여전히 본 발명에 따라 변할 수 있다.

도 7에 도시된 코일 구성에서, 본 발명자는 증가된 밀도 부분들(5a 및 5b)에서의 인접한 턴들 사이로 이격된 루프들 또는 턴들(turns)의 특정 개수 및 증가에서 감소된 밀도 부분들의 특정 계조들(gradations)이 유도 자기장의 최적화된 조작을 제공한다는 것을 발견했다. 도 7a는 도 5 및 도 6에 도시된 비-정규 구성을 갖는 인클로저를 갖는 송신기의 예시적인 실시예를 도시하며, 동일한 참조 번호들이 사용된다. 도 7a의 예에서, 코일(5)의 21회 턴들이 제공되며, 인클로저(2a)의 베이스 부분(4)의 높이로부터 증가에서 감소 그리고 증가된 코일 밀도 계조들을 갖고, 상기 계조들은 인클로저(2a)의 국부적인 구성에 의존한다. 즉, 나타난 바와 같이, 인클로저의 "더 높은" 쪽의 계조들은 인클로저의 "더 낮은" 쪽의 계조들과 다르다.

특히, 이 예에서, 더 낮은 측벽(3a)상의 인클로저(2a)의 (예를 들어, 충전 "박스"의 상단으로서, 베이스 부분에 대하여 상부가 정의된) 오프닝에 가장 가까운 코일(5)의 부분(A)은 코일의 인접한 턴들이 서로 접촉하는 대부분의 코일 밀도의 10개의 턴들을 가지며, 다시 말해 인접 턴들 사이에 실질적으로 공간이 존재하지 않고, 반면에 더 높은 측벽(3b)상의 인클로저(2a)의 오프닝에 가장 가까운 코일(5)의 부분(D)은 코일의 인접한 턴들이 서로 접촉하는 대부분의 코일 밀도의 7개의 턴들을 갖는다. 더 낮은 쪽에서, 인접한 코일-턴들 사이의 간격은 1턴 동안 약 1.0mm로 증가하고, 더 높은 쪽에서 간격은 2턴들 동안 약 1.0mm로 증가한다. 상기 계조는 계속되어 더 높은 쪽 및 더 낮은 쪽 모두에서 1턴에 대해 인접한 코일-턴들 사이에서 약 3.0mm로 증가하고, 이후 양쪽에서 1턴 동안 약 5.0mm로 증가한다.

더 낮은 쪽의 봉지된 체적(예를 들어, 충전용 "박스")의 중간 부분에 있는 코일의 부분(B)에는 코일의 인접한 턴들이 약 6.0mm 떨어지도록 적어도 3번의 코일 밀도가 제공되는 반면, 더 높은 쪽의 중간 부분의 코일(5)의 부분(E)은 코일의 인접하는 턴들이 약 7.0mm 떨어진 곳에서 적어도 5번의 코일 밀도가 제공된다. 상기 계조는 계속되어 더 높은 쪽 및 더 낮은 쪽 모두에서 1턴에 대해 인접한 코일-턴들 사이에서 약 5.0mm로 감소하고, 이후 1턴 동안 약 3.0mm가 되며, 2턴 동안 약 1.0mm가 된다. 마지막으로, 더 낮은 측벽(3a) 및 더 높은 측벽(3b) 상의 인클로저(2a)의 베이스 부분(4)에 가장 가까운 코일(5)의 부분들(C 및 F)은, 각각, 코일의 인접한 턴들이 서로 접촉하는 대부분의 코일 밀도의 3개의 턴들을 가지며, 다시 말해 인접 턴들 사이에 실질적으로 공간이 존재하지 않는다.

이 구성은 인클로저의 베이스 부분으로부터의 거리에 따라 약 0.0mm 내지 약 7.0mm의 인접한 턴들 사이의 20개의 개별 간격들을 갖는 21개의 총 턴들을 제공한다. 이해되는 바와 같이, 상대적인 간격들은 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 인클로저의 "경사진(slanted)" 측면들을 지나친다.

본 발명의 실시예의 이점은 도 9에서 볼 수 있는데, 도 9는 도 8의 코일 배열을 갖는 송신기(1)의 수직 단면과 그에 의해 생성된 자기장을 도시한다. 도 9의 코일 배열에 의해 생성된 자계와 도 4a에 도시된 코일 배열에 의해 생성된 자계를 비교함으로써, 자속이 인클로저(13)의 벽들을 향하고 중심(14)을 향하여 더 낮은 자속 영역을 갖도록 집중되는 도 4a의 예와 달리, 본 실시 예의 구성에서, 자속은 인클로저(2a)의 내부를 가로질러 보다 균일하다. 효과적으로, 추가 권선들은 자기장이 인클로저 안으로 더 멀리 확장되도록 한다. 이는 앞에서 논의한 도 4a의 비-균일 필드에서 발생하는 문제를 해결하는데 도움이 된다. 특히, 본 발명의 송신기를 통한 전력 흐름은 수신기로의 충분한 전력 전달을 보장하면서도 도 4a의 그것에 비하여 감소될 수 있으며, 이는 인클로저 내부의 그것의 배치에 관계없이 이루어질 수 있다. 송신기에서의 전력 흐름을 감소시키면, 비효율들이 최소화되고 기생 발열이 감소된다. 당업자는 도 9에 도시된 자기장이 본 발명의 원리를 설명하기 위한 정성적인 것임을 이해할 것이다. 실제로, 원하는 필드 특성들을 달성하기 위해 필요한 정확한 코일 배열은 치수들 및 전력 등급과 같은 많은 변수들에 의존한다. 코일 배열의 설계는 특정 애플리케이션에 적합하도록 조정될 필요가 있다는 것이 이해될 것이다.

도 7 및 도 8을 다시 참조하면, 충전 인클로저(2a)의 측벽들(3) 및 베이스 부분(4) 내에 자기 투과성 물질 요소들(15a)도 도시되어있다. 당업자라면 페라이트와 같은 자기 투과성 물질을 포함함으로써 어떻게 전력 전달의 성능이 개선될 수 있는지 이해할 것이다. 특히, 적절한 자기 투과성 재료는 자기장 라인들을 '강압'하여 중심에 더 가깝게 분포하도록 한다. 이는 보다 균일한 필드를 제공하고 베이스 부분 전체 영역에 걸쳐 전력 전달을 개선하는데 도움이 된다. 또한 송신기 인클로저 외부로의 (전자) 자기장들의 생성을 방지하거나 차폐한다. 이는 송신기의 안전성을 높이고 차량 내부(interior)와 같은 기타 전자 또는 금속 구성요소가 있는 환경들에서 송신기 사용의 호환성도 향상시킨다. 이러한 차폐 효과는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 요소들(15a) 사이에 갭이 존재하지 않음을 보장함으로써 향상된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 측벽들의 상부 면의 영역에 송신기 코일(들)을 감싸는 자기 투과성 재료 요소(들)의 추가 부분들(15b)을 제공함으로써 추가적인 개선이 제공될 수 있다. 자기 투과성 물질의 또는 자기 투과성 물질을 포함하는 이동가능 덮개(movable lid)가 또한 제공될 수 있다. 효과적인 차폐는 도 3 실시예에서의 요소들(15)의 구성에 의해서도 제공되며, 이는 후술될 실시예에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 일부 용도들의 송신기에서, 도 1의 연결부(8)와 같은 인클로저 및 전력 연결부들의 형상/구성을 수용하기 위해 자기 투과성 재료 요소들이 일부를 형성하는 케이싱에서 갭들을 필요로 할 수 있음이 주목된다. 갭들을 피할 수 있거나 갭들이 필요한 애플리케이션에서, 자기 투과성 재료 요소들은 몰딩 또는 당업자에게 공지된 다른 기술들에 의해, 별도의 요소들보다는 단일 유닛으로 형성될 수 있다.

전술한 충전/전력공급 인클로저들은 독립형 장치일 필요는 없으며 기존의 또는 특별히 설계된 구조물들에 통합될 수 있다. 예로서, 책상 서랍이 본 발명에 따라 구성될 수 있으며, 따라서 사용자는 전자 장치들을 서랍 안으로 놓기만 하면 그들이 충전되거나 또는 전력공급될 수 있을 것이다. 또 다른 예에서, 차량 내부의 콘솔 또는 다른 유사한 구성 요소가 본 발명에 따른 송신기 인클로저를 포함하도록 구성될 수 있으며, 따라서 사용자는 자신의 전자 장치들을 차량 콘솔 또는 유사한 구성요소에 배치하기만 하면 되고, 그에 따라 장치들의 충전 또는 전력 공급이 허용된다.

자기 투과성 층(magnetically permeable layer) - 가변 두께

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 송신기(1)의 단면이 도시된다. 이 예에서, 송신기는 이전의 실시예들과 관련하여 설명된 충전 인클로저(2)와 유사한 충전 인클로저이다. 상기 인클로저는 측벽(3) 및 인클로저의 둘레 주위에 권취된 코일(5)을 포함하며, 이들은 모두 적절한 외부 층(12) 내에 하우징된다. 베이스 부분(4)에는 주 자기 투과성 층(16)이 포함된다. 전술한 바와 같이, 자기 투과성 층을 포함하는 것은 본질적으로 자기장을 '재형성'함으로써 전력 전달을 개선시킬 수 있다. 이 주 자기 투과성 층에 더하여, 상기 주 자기 투과 층에 인접하여 위치된 추가 자기 투과성 층(17)이 있다.

추가 자기 투과성 층(17)을 포함하는 결과, 충전 인클로저(2)의 중앙을 향하는 자기 투과성 층의 유효 두께가 증가된다. 도 10에 도시된 본 발명의 실시예에서, 이것은 충전 인클로저의 중심을 향한 자기장을 추가적으로 강압(compelleling)함으로써 전력 전달을 개전하는데 도움을 주고, 그에 따라 더욱 균일한 자기장이 달성된다. 이는 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 자기장 라인들의 비교에 의해 입증된다. 도 11a의 이전의 시나리오에서, 자속은 인클로저(18)의 벽들을 향하여 집중되고 중심(19)을 향하여 더 낮은 자속의 영역을 가짐을 알 수 있다. 이것은 이전 도 4와 관련하여 설명된 것과 동일한 문제들을 야기한다. 도 11b는 본 발명의 자기 투과성 층 배열에 따른 자기장을 설명한다. 관측되는 바와 같이, 인클로저(2)의 중심(20)을 향한 자기 투과성 층의 증가된 두께는 보다 균일한 자기장을 초래한다. 이것이 일어나는 메카니즘은, 추가 자기 투과성 층을 포함함으로써 자기 투과성 층의 높이를 높이는 것으로, 인클로저의 중심을 향해 통과하는 필드 라인들에 대한 공기를 통한 더 짧은 자기 경로를 초래한다. 결과적으로, 자기장은 중심쪽으로 '당겨지게(attracted)' 된다. 동등하게, 더 두꺼운 자기 투과성 층은 감소된 자기저항의 더 긴 영역을 갖는 자기 경로를 제공하고; 그러므로 자기장은 이 영역 쪽으로 밀려날 것이다. 보다 균일한 자기장은 앞서 도 4a와 관련하여 설명된 바와 같이 비-균일 필드로부터 발생하는 문제점들을 해결하는데 도움을 준다.

도 10을 다시 참조하면, 자기 투과성 층의 유효 두께의 증가는 보조 블록(17)을 포함함으로써 달성된다는 것을 알 수 있다. 당업자는 보조 블록의 상대적 크기가 특정 송신기의 스케일 및 치수들에 의존함을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 일부 애플리케이션에서 서로의 상부에 크기가 감소하는 일련의(즉, 3 개 이상의) 보조 블록들을 적층하여 '스텝-피라미드(step-pyramid)' 유형의 구성을 얻는 것이 적합할 수 있으며, 상기 유효 두께는 이산적인 단계들(distrece steps)의 순서로 변화함을 이해할 것이다.

본 발명의 다른 실시예에서, 자기 투과성 층은 원래 가변 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 이 경우, 두께의 변화는 ('스텝-피라미드(step-pyramid)' 구성과 같이) 불연속적일 수 있거나 또는 연속적일 수 있다. 당해 분야의 통사으이 기술자는 자기 투과성 층에서 가변 두께를 달성하기 위한 다른 가능한 해결책들이 있음을 이해할 것이며, 본 발명은 이 점에 제한되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 자기 투과성 층의 두께는 일부 다른 방식으로 변화될 수 있으며 반드시 상기 자기 투과성 층의 중심을 향하여 증가하여야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 일부 애플리케이션들에서, 특정 송신기의 가장자리들을 향하여 더 두꺼운 자기 투과성 층을 갖는 것이 유리할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 자기 투과성 층은 페라이트 재료이다. 그러나, 당업자는 다른 적절한 재료들이 동일하거나 유사한 효과로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

비록 본 발명이 충전 인클로저의 베이스 부분과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이 애플리케이션에 제한되지 않는다. 당업자는 송신기에 자기 투과성 층을 포함하는 것이 유익한 임의의 경우에, 그 층의 두께가 본 발명에 따라 변하는 것이 가능할 수 있고 실제로 가치가 있을 수 있음을 이해할 것이다. 예로서, 표면과 동일 평면인 대형 코일을 포함하는 충전 표면은 표면의 중심을 향하여 두께가 증가하는 자기 투과성 층을 포함하는 것으로부터 이익을 얻을 수 있다. 이는 그러한 충전 표면의 중심을 향한 약한 자기장들(및 덜 효율적인 전력 전달)과 관련된 문제점들을 해결하는데 도움을 줄 것이다.

자기 투과성 층 - 가변 투자율(variable permeability)

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 송신기(1)의 단면이 도시된다. 이 예에서, 송신기는 전술한 충전 인클로저와 유사한 충전 인클로저(2)이다. 인클로저는 측벽(3) 및 인클로저의 주변 둘레에 권취된 코일(5)을 포함하며, 이들 모두는 적절한 외부 층(12) 내에 하우징된다. 베이스 부분(4)에는 자기 투과성 층(20)이 포함된다. 전술한 바와 같이, 본질적으로 자기장을 '재형성'함으로써 전력 전달을 개선시킬 수 있다.

도 12의 대응하는 그래프에 의해 도시된 바와 같이, 자기 투과성 층(20)의 투자율은 충전 인클로저(2)의 중심을 향하여 점진적으로 최대가 되는 투자율로, 충전 인클로저(2)의 폭에 걸쳐 변화한다. 도 12에 도시된 본 발명의 실시예에서, 이는 자기장을 충전 인클로저의 중심을 향해 더욱 강압함으로써 전력 전달을 향상시켜 보다 균일한 자기장을 유도하는 것을 돕는다. 이는 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이 자기장 라인들의 비교에 의해 입증된다. 도 13a의 전자의 시나리오에서, 자속은 인클로저(21)의 벽들을 향하여 집중되고 중심(22)을 향하여는 더 낮은 자속의 영역이 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 이전 도 4a와 관련하여 설명된 것과 동일한 문제들을 야기한다. 도 13b는 본 발명의 자기 투과성 층 배열에 따른 자기장을 설명한다. 관측되는 바와 같이, 인클로저의 중심을 향한 자기 투과성 층의 증가된 투자율은 보다 균일한 자기장을 초래한다. 이것이 일어나는 메카니즘은, 중심을 향하여 증가된 투자율을 갖는 자기 투과성 층이 감소된 자기저항의 영역을 갖는 자기 경로로 귀결되는 것이며, 그에 따라 자기장은 이 영역 쪽으로 밀려날 것이다. 보다 균일한 자기장은 앞서 도 4a와 관련하여 설명된 바와 같이 비-균일 필드로부터 발생하는 문제점들을 해결하는데 도움을 준다.

다시 도 12를 참조하면, 자기 투과성 층(20)은 일정한 두께이지만, 투자율은 연속적인 방식으로 변화함을 알 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 자기 투과성 층은 원래 그것의 자기 투자율 특성에서 연속적인 변화를 갖도록 제조될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 자기 투과성 층은 원래 그것의 자기 투자율 특성에서 불연속적인 변화를 갖도록 제조될 수 있다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 송신기(1)의 다른 실시예가 도시되며, 베이스 부분(4) 내에서 서로 인접하게 배열된 자기 투과성 층(23)의 몇 개의 영역들을 포함한다. 이 경우, 각 영역의 자기 투자율은 다른 크기를 가질 수 있고, 그에 따라 첨부된 그래프에서 나타나는 자기 투자율의 변화를 가져온다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인클로저의 경우, 그러한 영역들은 자기 투과성 물질의 동심원 링들(concentric rings)로 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 자기 투과성 층의 투자율은 일부 다른 방식으로 변화될 수 있으며 반드시 투자율이 자기 투과성 층의 중심을 향하여 증가될 필요는 없다. 예를 들어, 일부 애플리케이션들에서, 특정 송신기의 가장자리들을 향해 더 높은 투자율을 갖는 자기 투과성 층을 갖는 것이 유리할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 자기 투과성 층은 페라이트 재료이다. 그러나, 당업자는 다른 적절한 재료들이 동일하거나 유사한 효과를 갖도록 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

비록 본 발명이 충전 인클로저의 베이스 부분과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이 애플리케이션에 제한되지 않는다. 당업자는 송신기에 자기 투과성 층을 포함하는 것이 유익한 임의의 경우에, 그 층의 투자율이 본 발명에 따라 변하는 것이 가능할 수 있고 실제로 가치가 있을 수 있음을 이해할 것이다. 예로서, 표면과 동일 평면인 대형 코일을 포함하는 충전 표면은 표면의 중심을 향하여 투자율이 증가하는 자기 투과성 층을 포함하는 것으로부터 이익을 얻을 수 있다. 이는 그러한 충전 표면들의 중심을 향한 약한 자기장들(및 덜 효율적인 전력 전달)과 관련된 문제점들을 해결하는데 도움을 줄 것이다.

조합(combination)

본 발명에 따른 송신기의 여러 측면들, 즉 가변 코일 밀도; 자기 투과성 층의 가변 두께; 및 자기 투과성 층의 가변 투자율과 같은 여러 측면들이 설명되었다. 당업자는 이러한 측면들 중 임의의 측면들이 임의의 수의 방식으로 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 특정 충전 인클로저에 대해, 인클로저의 상부를 향하여 증가된 코일 밀도 및 베이스 부분의 중심을 향하여 자기 투자율이 증가하는 자기 투과성 층을 포함하는 베이스 부분을 갖는 것이 가치가 있을 수 있다. 다른 예에서, 충전 표면은 자기 투과성 층을 포함할 수 있고, 층의 두께 및 자기 투자율은 충전 표면의 중심을 향하여 점차적으로 증가한다. 자기 투과성 재료를 포함하는 본 발명의 임의의 실시예에서, 재료 '층' 또는 '차폐'는 약 1.0mm 미만, 예를 들어, 약 0.5mm의 두께를 가질 수 있다. 또한, 자기 투자율은 키타가와 산업(Kitagawa Industries)에 의해 제조된 페라이트 DS037803의 투자율일 수 있다.

송신기 코일(들)에 의한 시변 자기장의 생산을 구동하는데 사용되는 구동 회로는 도 15에 설명된 바와 같은 전류 주입 토폴로지를 가질 수 있다. 이 토폴로지에서, DC 전원은 인버터 구성을 사용하여 송신기 코일(들)에 걸쳐 정현파 전압으로 변환된다. 인버터는 에너지 주입(energy injection)과 자유 발진(free oscillation)의 두 가지 동작 모드를 갖는다. 스위치(Sa)가 '폐쇄'이고 스위치(Sb)가 '개방'일 때, 인덕터(L)(예를 들어, 송신기 코일) 및 직렬 커패시터(C)에 의해 제공되는 공진 탱크(resonant tank)는 전원에 직접 연결된다. 이 기간 동안 에너지는 공진 탱크에 주입된다. 그러나, 스위치(Sa)가 '개방'이고 스위치(Sb)가 '폐쇄'이면 인덕터(L), 그것의 튜닝 커패시터(C) 및 저항(R)은 자유 발진 네트워크를 형성한다. 공진 탱크의 폐쇄 경로에 저장된 에너지는 커패시터 내 전기장의 형태로 그리고 인덕터 내 자기장의 형태로 발진할 것이다. 스위치들의 제어는 마이크로 컨트롤러와 같은 적절한 제어 회로에 의해 제공된다. 송신기가 차량 내부에 제공되는 본 발명의 애플리케이션들에서, DC 전원은 12V 전원일 수 있다. 그러나, 다른 애플리케이션들은 AC 전원을 필요로 할 수 있으며, 당업자는 이를 어떻게 구현하는지 이해할 것이다.

따라서, 보다 균일한 자기장을 발생시키는 IPT 시스템을 위한 송신기 구성이 제공된다. 필드가 보다 균일하기 때문에, 송신기와 수신기 사이의 커플링 품질이 개선되고, 장치에 전력을 공급하거나 장치를 충전하는데 필요한 전력이 줄어들어, 보다 효율적인 IPT 시스템이 달성된다. 또한, 장치들에 전력을 공급하는데 필요한 전류가 감소하기 때문에, 송신기 근처에 또는 위에 배치된 장치들에서의 기생 발열로 인한 손실들이 감소한다.

본 발명은 그 실시예들의 설명에 의해 도시되었고, 실시예들이 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구항의 범위를 그러한 상세사항들로 국한시키거나 임의의 방법으로 제한하는 것은 본 출원인의 의도가 아니다. 부가적인 장점들 및 수정들이 당업자에게 쉽게 나타날 것이다. 따라서, 보다 넓은 관점들에서 본 발명은 특정 상세한 설명, 대표적인 장치 및 방법, 및 나타나고 설명된 도시적인 예에 한정되지 않는다. 따라서, 출원인의 일반적인 발명 개념의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이, 그러한 세부 사항들로부터 출발할 수 있다.

Claims (6)

1. 유도 전력 전달 송신기에 있어서,
   베이스 부분 및 베이스로부터 돌출하는 하나 이상의 측벽을 갖는 충전될 장치를 수용하는 인클로저;
   상기 인클로저 내에서 교류 자기장을 생성하는 하나 이상의 코일; 및
   상기 하나 이상의 코일을 구동하는 구동 회로를 포함하고,
   상기 하나 이상의 코일의 밀도는 초기에 상기 베이스 부분으로부터 거리가 증가함에 따라 감소하고, 상기 베이스 부분으로부터 거리가 더 증가함에 따라 증가하는, 유도 전력 전달 송신기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하나 이상의 코일은 상기 인클로저의 주변에 대응하도록 전반적으로 권취되는, 유도 전력 전달 송신기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 인클로저는 복수의 측벽들을 갖고, 상기 측벽들 중 하나는 다른 측벽보다 전반적으로 높은, 유도 전력 전달 송신기.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 인클로저는 하나 이상의 코일과 관련된 하나 이상의 자기 투과성 요소를 포함하는, 유도 전력 전달 송신기.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 하나 이상의 코일의 밀도의 변화는 가변 게이지(varying gauge)를 갖는 와이어로부터 하나 이상의 코일을 구성함으로써 제공되는, 유도 전력 전달 송신기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 하나 이상의 코일은 리츠 와이어(Litz wire)로 만들어지는, 유도 전력 전달 송신기.
   

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