KR20180071669A - Antenna for power transmitting unit - Google Patents

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KR20180071669A
KR20180071669A KR1020160174554A KR20160174554A KR20180071669A KR 20180071669 A KR20180071669 A KR 20180071669A KR 1020160174554 A KR1020160174554 A KR 1020160174554A KR 20160174554 A KR20160174554 A KR 20160174554A KR 20180071669 A KR20180071669 A KR 20180071669A
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백형일
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주식회사 아모텍
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Abstract

A wireless power transmission antenna is provided. The wireless power transmission antenna according to an embodiment of the present invention includes a first coil part including a first outer coil part and a first inner coil part and a second coil part including a second outer coil part and a second inner coil part to be overlapped on a part thereof. When the first coil part overlaps with the second coil part, bent parts included in the first outer coil part and the second outer coil part, respectively are overlapped in a mutual correspondence position. The entire bent parts of the first outer coil part are located on the upper sides of the bent parts of the second outer coil part or the entire bent parts of the second outer coil part are located on the upper sides of the bent parts of the first outer coil pat. The present invention can exhibit uniform charging efficiency in the entire area.

Description

무선 전력 송신용 안테나{Antenna for power transmitting unit}Antenna for power transmitting unit [

본 발명은 무선 전력 송신용 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체 면적에서 균일한 충전 효율을 제공하는 무선 전력 송신용 안테나에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna for wireless power transmission, and more particularly to a wireless power transmission antenna that provides uniform charging efficiency over the entire area.

최근 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer) 기술을 이용하여 다양한 모바일 장치들을 충전하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 무선 전력 전송 기술은 크게 자기 유도 방식과 자기 공진 방식을 사용하고 있다.Recently, a technology for charging various mobile devices using wireless power transfer technology is being developed. Wireless power transmission technology mainly uses magnetic induction method and self resonance method.

자기 유도 방식은 상대적으로 근거리에서 동작하며, 송신 코일에 교류전류를 공급하여 전자기파를 발생시키고, 송신 코일과 커플링된 수신 코일에 동일 주파수의 유도 전류가 흐르게 하고, 유도 전류로 충전을 수행하는 방식이다.The magnetic induction method operates relatively close to each other, generates an electromagnetic wave by supplying an alternating current to the transmission coil, induces an induction current of the same frequency to the reception coil coupled with the transmission coil, and performs charging by induction current to be.

자기 공진 방식은 자기공진 방식은 송신부와 수신부 사이의 자기 공진 커플링(Magnetic resonant coupling)에 의해 동작하게 된다. 송신 안테나의 경우 소스코일(Source coil)에서 인가된 교류 전류에 의해 발생한 자기장이 인덕티브 커플링(inductive coupling)에 의해 송신 안테나의 공진코일(Resonance coil)에 인가된다. 그리고 같은 공진주파수를 갖는 송신 안테나와 수신 안테나의 공진코일 사이에 자기 공진 커플링이 발생하며, 이는 다시 로드코일(Load coil)에 인덕티브(inductive coupling)을 일으켜 부하(load)에 전류를 공급할 수 있다.In the self-resonant mode, the self-resonant mode is operated by magnetic resonant coupling between the transmitter and the receiver. In the case of a transmitting antenna, a magnetic field generated by an alternating current applied from a source coil is applied to a resonance coil of a transmitting antenna by inductive coupling. Then, a self-resonant coupling occurs between the resonant coils of the transmission antenna and the reception antenna having the same resonance frequency. This causes inductive coupling to the load coil to supply current to the load. have.

자기공진방식은 자기유도방식에 비해 수 m 거리까지 전력을 전송할 수 있으며, 하나의 무선충전기 본체에 여러 단말기들의 다중 충전이 가능하고 코일의 중심이 정확히 일치 않더라도 충전이 가능한 장점이 있다.The self-resonant method is capable of transmitting electric power to a distance of a few meters compared to the magnetic induction method, and has a merit that multiple terminals can be charged in one body of a wireless charger and charging can be performed even if the center of the coil is not exactly matched.

그러나 수신 안테나의 특성에 따라 여러 단말기들을 다중 충전할 때 수신 안테나의 위치에 따른 편차가 크다는 문제점이 있었다. 즉, 무선충전기의 안테나 상부에 단말기들을 올려놓고 충전을 할 때, 위치에 따라 충전속도에 차이가 발생하며 따라서 제품의 신뢰성이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.However, according to the characteristics of the receiving antenna, there is a problem in that when a plurality of terminals are multiplexed, deviation according to the position of the receiving antenna is large. That is, when the terminals are placed on the antenna of the wireless charger and charged, there occurs a difference in charging speed depending on the position, and thus the reliability of the product may be deteriorated.

KR10-1584800BKR10-1584800B

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 위치에 무관하게 균일한 충전속도를 보장할 수 있는 무선 전력 송신용 안테나를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a wireless power transmission antenna capable of ensuring a uniform charging speed regardless of a position.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 제1외측코일부와 제1내측코일부를 포함하는 제1코일부와 제2외측코일부와 제2내측코일부를 포함하는 제2코일부가 하나 이상의 포인트에서 교차되도록 겹쳐져 배치되며, 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서, 상기 제1외측코일부와 제2외측코일부에 각각 포함되는 절곡부들이 서로 교차되도록 중첩되되, 제1외측코일부의 절곡부들 전체가 제2외측코일부의 절곡부들 상부에 위치하거나 제2외측코일부의 절곡부들 전체가 제1외측코일부의 절곡부들 상부에 위치하는 무선 전력 송신용 안테나를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized in that a first coil part including a first outer coil part and a first inner coil part, a second coil part including a second inner coil part and a second inner coil part, And wherein the first and second coil portions overlap each other such that the first and second outer coil portions and the second outer coil portions intersect with each other such that the first outer coil portion and the second outer coil portion overlap each other, Wherein some of the bends are located above the bends of the second outer coil section or the entire bends of the second outer coil section are located above the bends of the first outer coil section.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1내측코일부와 상기 제2내측코일부 각각에는 내측절곡부를 포함하며, 상기 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서, 상기 제1내측부의 내측절곡부가 제2내측부의 내측절곡부의 상부에 위치하거나, 제2내측부의 내측절곡부가 제1내측부의 내측절곡부 상부에 배치될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, each of the first inner coil portion and the second inner coil portion includes an inner bent portion. In a state where the first coil portion and the second coil portion are overlapped, The bending portion may be located on the upper portion of the inner bending portion of the second inner side portion or the inner bending portion of the second inner side portion may be disposed on the upper side of the inner bending portion of the first inner side portion.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1코일부는 상기 제1외측코일부에 연결되는 제1단부와 상기 제1내측코일부에 연결되는 제2단부를 포함하고, 상기 제2코일부는 상기 제2외측코일부에 연결되는 제1단부와 상기 제2내측코일부에 연결되는 제2단부를 포함하며, 상기 제1코일부의 제2단부와 제1내측코일부를 연결하는 코일은 제1외측코일부의 하부와 제2외측코일부의 상부를 지나도록 배치되며, 상기 제2코일부의 제2단부와 제2내측코일부를 연결하는 코일은 제1외측코일부와 제2외측코일부의 코일들의 상부를 지나도록 배치될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first coil portion includes a first end connected to the first outer coil portion and a second end connected to the first inner coil portion, And a second end connected to the second inner coil part, wherein the coil connecting the second end of the first coil part to the first inner coil part comprises a first outer coil part and a second outer coil part, The coil connecting the lower end of the coil part and the upper part of the second outer coil part and connecting the second end of the second coil part to the second inner coil part comprises a first outer coil part and a second outer coil part May be arranged to pass over the upper portions of the coils.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1외측코일부와 제2외측코일부 각각은 상기 절곡부들에 의해 중심점이 동일하며 크기가 다른 이중 사각형 스파이럴 구조일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, each of the first outer coil part and the second outer coil part may be a double rectangular spiral structure having the same center points and different sizes by the bending parts.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 이중 사각형 스파이럴 구조에서 각 사각형의 꼭지점은 곡선일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the vertices of each rectangle in the double rectangular spiral structure may be curved.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1외측코일부와 제2외측코일부를 이루는 코일들의 간격은 코일 단면 직경의 1.5 내지 2배일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the spacing of the coils constituting the first outer coil portion and the second outer coil portion may be 1.5 to 2 times the coil cross-sectional diameter.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서, 상기 제1내측코일부와 제2내측코일부를 이루는 코일들의 간격은, 코일 단면 직경의 9 내지 11배일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in a state in which the first coil portion and the second coil portion are overlapped, the interval of the coils constituting the first inner coil portion and the second inner coil portion is 9 to 11 times .

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서 상기 제1내측코일부와 제2내측코일부의 최외곽에 위치하는 코일과 제1외측코일부와 제2외측코일부 가장 안쪽의 코일 사이 간격은 코일 단면 직경의 9 내지 11배일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in a state where the first coil part and the second coil part are overlapped, a coil located at the outermost of the first inner coil part and the second inner coil part, The innermost coil-to-coil spacing of the outer coil section may be 9 to 11 times the coil section diameter.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1외측코일부와 제2외측코일부가 겹쳐진 상태에서, 최외곽에 위치하는 코일의 가로 길이에 대한 세로 길이의 비는 60 내지 70%일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in a state where the first outer coil portion and the second outer coil portion are overlapped, the ratio of the longitudinal length to the transverse length of the outermost coil may be 60 to 70%.

본 발명에 의하면, 코일의 배치 형상 및 코일 사이의 간격을 조정하여 전체 면적에서 고른 공진을 가지도록 하여, 위치에 따른 충전 효율의 편차 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the arrangement of the coils and the spacing between the coils are adjusted so as to have a uniform resonance in the entire area, thereby preventing deviations in charging efficiency depending on the positions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신용 안테나의 평면도,
도 2와 도 3은 각각 도 1의 무선 전력 송신용 안테나에서 제1코일부와 제2코일부의 구성도,
도 4는 도 1의 무선 전력 송신용 안테나의 S파라미터 측정표이다.
도 5는 수신측의 기준값표이다.
도 6은 본 발명의 전류 측정결과표이다.1 is a top view of an antenna for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention,
2 and 3 are diagrams showing the configuration of a first coil section and a second coil section in the antenna for wireless power transmission shown in FIG. 1,
FIG. 4 is a S-parameter measurement table of the antenna for wireless power transmission in FIG.
5 is a reference value table on the receiving side.
6 is a current measurement result table of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신용 안테나는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 제1코일부(100)와 제2코일부(200)가 상호 겹쳐지게 배치되어 무선 전력 송신용 안테나를 이룬다. 제1코일부(100)와 제2코일부(200)는 내측코일영역(IA)과 외측코일영역(OA)에 각각의 일부가 배치되며, 제1코일부(100) 및 제2코일부(200)의 구체적인 형상과 배치 관계에 대하여 상세히 설명한다. 1 to 3, the antenna for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention includes a first coil part 100 and a second coil part 200 which are arranged to overlap with each other, It forms a credit antenna. The first coil part 100 and the second coil part 200 are partially disposed in the inner coil area IA and the outer coil area OA, respectively, and the first coil part 100 and the second coil part 200 200 will be described in detail.

제1코일부(100)의 형상은 제1단부(110)와 제2단부(120)가 소정의 간격으로 이격되어 나란하게 배치되며, 외측코일영역(OA)에 제1외측코일부(130)와 내측코일영역(IA)에 제1내측코일부(140)가 배치된다.The first coil part 100 is formed such that the first end part 110 and the second end part 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance and the first outer coil part 130 is arranged in the outer coil area OA, And the first inner coil part 140 is disposed in the inner coil area IA.

제2코일부(200)의 형상은 제1단부(210)와 제2단부(220)가 소정의 간격으로 이격되어 나란하게 배치되되, 제2단부(220)는 제1코일부(100)의 제1단부(110)와 제2단부(120)의 사이에 위치한다. 또한 외측코일영역(OA)에 제2외측코일부(230)가 위치하고 내측코일영역(IA)에 제2내측코일부(240)가 위치한다.The second coil part 200 is arranged such that the first end part 210 and the second end part 220 are spaced apart from each other by a predetermined distance and the second end part 220 is disposed in parallel to the first coil part 100 And is located between the first end 110 and the second end 120. The second outer coil part 230 is located in the outer coil area OA and the second inner coil part 240 is located in the inner coil area IA.

제1코일부(100)와 제2코일부(200)는 예를 들어 코일 단면 직경이 2mm인 구리 등의 도전체 선이며 외측코일영역(OA)에 배치되는 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)는 일부에서 서로 교차되며, 중앙의 수직방향 가상선을 기준으로 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)는 대칭구조이다.The first coil portion 100 and the second coil portion 200 may include a first outer coil portion 130 disposed in the outer coil region OA and a conductor wire such as copper having a coil cross-sectional diameter of 2 mm, for example, The second outer coil part 230 intersects with each other in part, and the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 are symmetrical with respect to the center vertical imaginary line.

이러한 스파이럴 구조의 제공을 위하여 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)는 각각 제1 내지 제2절곡부(131~134, 231~234)를 포함하고 있다. 제1 내지 제2절곡부(131~134, 231~234)는 스파이럴 구조에서 외측과 내측을 대각선 방향으로 직선 연결한다.In order to provide such a spiral structure, the first outer coil portion 130 and the second outer coil portion 230 include first to second bending portions 131 to 134 and 231 to 234, respectively. The first and second bent portions 131 to 134 and 231 to 234 linearly connect the outer side and the inner side in the diagonal direction in the spiral structure.

제1코일부(100)와 제2코일부(200)가 겹쳐질 때 제1외측코일부(130)의 제1 내지 제4절곡부(131~134)와 제2외측코일부(230)의 제1 내지 제4절곡부(231~234) 각각은 대응하는 위치에서 대각선 방향으로 교차되도록 겹쳐진다.When the first coil part 100 and the second coil part 200 are overlapped with each other, the first to fourth bending parts 131 to 134 of the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 Each of the first to fourth bent portions 231 to 234 is overlapped in a diagonal direction at a corresponding position.

이때 제1외측코일부(130)의 제1 내지 제4절곡부(131~134)들이 제2외측코일부(230)의 제1 내지 제4절곡부(231~234)의 상부측에 위치하거나 반대로 제2외측코일부(230)의 제1 내지 제4절곡부(231~234)가 각각 제1외측코일부(130)의 제1 내지 제4절곡부(131~134)의 상부에 위치할 수 있다. The first to fourth bent portions 131 to 134 of the first outer coil portion 130 are positioned on the upper side of the first to fourth bent portions 231 to 234 of the second outer coil portion 230 The first to fourth bent portions 231 to 234 of the second outer coil portion 230 are respectively located on the upper portions of the first to fourth bent portions 131 to 134 of the first outer coil portion 130 .

안테나의 전체 면적에서 균일한 전력을 공급하기 위해서는 제1외측코일부(130)의 제1절곡부(131)가 제2외측코일(230)의 제1절곡부(231)의 상부측에서 교차되고, 제1외측코일부(130)의 제2절곡부(132)가 제2외측코일(230)의 제2절곡부(232)의 하부측에서 교차되는 경우와 같이 교차되는 위치가 변경되는 경우에는 전체적으로 균일한 전력의 공급이 불가능하게 된다.The first bending portion 131 of the first outer coil portion 130 is intersected on the upper side of the first bending portion 231 of the second outer coil 230 so as to supply uniform power to the entire area of the antenna And the second bent portion 132 of the first outer coil portion 130 is intersected on the lower side of the second bent portion 232 of the second outer coil 230, It becomes impossible to uniformly supply power as a whole.

또한 제1코일부(100)와 제2코일부(200)는 내측코일영역(IA)에 위치하는 제1내측코일부(140)와 제2내측코일부(240)를 각각 포함한다.The first coil part 100 and the second coil part 200 each include a first inner coil part 140 and a second inner coil part 240 located in the inner coil area IA.

제1내측코일부(140)와 중앙의 수직방향 가상선을 기준으로 좌측은 내측부(142) 우측은 외측부(141)가 되며, 외측부(141)의 폭(w1)은 내측부(142)의 폭(w2)에 비하여 더 크게 되도록 내측절곡부(143)가 형성되어 있다.The right side of the inner side 142 is the outer side 141 and the width w1 of the outer side 141 is the width of the inner side 142 the inner bent portion 143 is formed so as to be larger than the inner bent portion 143. [

제1내측코일부(140)와는 대칭 구조인 제2내측코일부(240)는 외측부(241)가 좌측, 내측부(242)가 우측에 위치하며, 역시 외측부(241)의 폭이 내측부(242)에 비해 더 크도록 내측절곡부(243)가 형성되어 있다.The second inner coil part 240 having a symmetrical structure with respect to the first inner coil part 140 has the outer side part 241 on the left side and the inner side part 242 on the right side and the width of the outer side part 241, The inner bent portion 243 is formed to be larger than the inner bent portion 243.

제1내측코일부(140)의 내측절곡부(143)와 제2내측코일부(240)의 내측절곡부(243)가 서로 대각선 방향으로 교차되며, 이때에는 제1내측코일부(140)의 내측절곡부(143)가 제2내측코일부(240)의 내측절곡부(243)의 위에 위치하도록 교차한다. The inner bent portion 143 of the first inner coil portion 140 and the inner bent portion 243 of the second inner coil portion 240 intersect with each other in a diagonal direction. So that the inner bent portion 143 is positioned above the inner bent portion 243 of the second inner coil portion 240.

즉, 제1코일부(100)와 제2코일부(200)의 모든 교차부분에서 제1코일부(100)가 제2코일부(200)의 상부측에 위치하거나, 반대로 제2코일부(200)가 제1코일부(100)의 상부측에 위치하도록 균일하게 배치된다.That is, the first coil part 100 is located on the upper side of the second coil part 200 at all the intersections of the first coil part 100 and the second coil part 200, 200 are arranged on the upper side of the first coil part 100. [

제1코일부(100)와 제2코일부(200) 각각은 제1단부(110,210)와 제2단부(120,220)를 가지며, 제1코일부(100)의 제1단부(110)는 제1외측코일부(130)에 연결되고, 제2코일부(200)의 제1단부(210)는 제2외측코일부(230)에 연결되어 서로 나란하게 배치된다.Each of the first coil part 100 and the second coil part 200 has a first end 110 and a second end 120 and a first end 110 of the first coil part 100 has a first end 110, And the first ends 210 of the second coil part 200 are connected to the second outer coil part 230 and are disposed in parallel with each other.

또한 제1코일부(100)의 제2단부(120)는 제1내측코일부(140)에 연결되고, 제2코일부(200)의 제2단부(220)는 제2내측코일부(240)에 연결된다.The second end portion 120 of the first coil portion 100 is connected to the first inner coil portion 140 and the second end portion 220 of the second coil portion 200 is connected to the second inner coil portion 240 .

상기 단부들의 배치는 도면상 좌측으로부터 제2코일부(200)의 제1단부(210), 제1코일부(100)의 제2단부(120), 제2코일부(200)의 제2단부(220) 및 제1코일부(100)의 제1단부(110)가 배치된다.The arrangement of the ends is such that the first end 210 of the second coil part 200, the second end 120 of the first coil part 100, the second end 220 of the second coil part 200, The first end portion 110 of the first coil portion 100 and the first coil portion 220 are disposed.

이때 제1코일부(100)의 제2단부(120)와 제1내측코일부(140)를 연결하는 코일은 구조상 제1 및 제2외측코일부(130,230)을 지나게 되며, 이때 제2단부(120)와 제1내측코일부(140)를 연결하는 코일은 제1외측코일부(130)의 하부와 제2외측코일부(230)의 상부를 지나도록 배치한다.The coil connecting the second end 120 of the first coil part 100 and the first inner coil part 140 passes through the first and second outer coil parts 130 and 230 in a structured manner, 120 and the first inner coil part 140 are arranged to pass through the lower part of the first outer coil part 130 and the upper part of the second outer coil part 230.

또한 제2코일부(200)의 제2단부(220)와 제2내측코일부(240)를 연결하는 코일은 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)의 코일들의 상부를 지나도록 배치된다.The coil connecting the second end 220 of the second coil part 200 and the second inner coil part 240 is connected to the coil part of the first outer coil part 130 and the coil part of the second outer coil part 230 As shown in FIG.

이러한 두 가닥의 코일인 제1코일부(100)와 제2코일부(200)의 교차 중첩 관계는 안테나의 특성에 영향을 주며, 기생 커패시턴스를 줄이고 인덕턴스를 증가시켜야 하는 일반적인 특성뿐만 아니라 본 발명의 목적과 관련된 전체 면적에서의 균일성에도 영향을 주게 된다.The cross-over relationship between the first coil portion 100 and the second coil portion 200, which are the two coil coils, affects the characteristics of the antenna. In addition to the general characteristic that the parasitic capacitance is reduced and the inductance is increased, It also affects the uniformity in the overall area associated with the purpose.

상기와 같은 두 가닥의 코일의 교차 중첩 관계 외에 안테나의 특성에 영향을 주는 요소에 대하여 아래에서 좀 더 상세히 설명한다.In addition to the cross-over relationship of the two coils as described above, the factors that affect the characteristics of the antenna will be described in more detail below.

상기 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230) 각각은 전체적으로 중심점이 동일하며 전체적으로 직사각형 형상의 이중패턴을 이루는 스파이럴 구조이며, 직사각형 형상의 꼭지점 부분은 일정한 곡률의 곡선부(135,235)가 마련되어 있다.Each of the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 has a spiral structure having a generally central point and a rectangular shape as a whole and the vertex portion of the rectangular shape has curved parts 135, ).

또한 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)의 교차부분에서 제1 내지 제4절곡부(131~134, 231~234)가 형성되어 있다. 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)가 겹친 상태에서 최외곽을 이루는 코일의 가로 세로의 종횡비는 60 내지 70%의 범위가 바람직하다. 본 실시예에서의 코일은 가로 260mm, 세로 170mm의 크기로서, 종횡비는 65.4%인 것을 사용하였다. 또한, 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)가 겹친 상태에서 최외곽을 이루는 코일은 중심점이 동일하고 크기는 서로 다르며, 꼭지점이 둥근 사각형 패턴들이 배치된 패턴을 나타낸다.The first to fourth bent portions 131 to 134 and 231 to 234 are formed at intersections of the first outer coil portion 130 and the second outer coil portion 230. The aspect ratio of the coil forming the outermost circumference in a state where the first outer coil portion 130 and the second outer coil portion 230 are overlapped is preferably in the range of 60 to 70%. In this embodiment, the coil has a size of 260 mm in width and 170 mm in length and has an aspect ratio of 65.4%. In addition, the outermost coils in the state where the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 are overlapped represent patterns in which the center points are the same, the sizes are different, and the rectangular patterns with rounded vertices are arranged.

외측코일영역(OA)에 배치되는 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)는 서로 중첩되며, 코일 간의 간격이 제1코일부(100)와 제2코일부(200)의 코일 단면 직경의 1.5 내지 2.5배인 3 내지 5mm가 되는 것이 적당하다. 가장 바람직하게는 코일 단면 직경의 2배인 4mm가 되는 것이 바람직하다. 위의 코일 간격은 앞서 설명한 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)가 겹친 상태에서 최외곽의 코일의 가로 및 세로 길이에 적당하게 구현한 것이다.The first outer coil portion 130 and the second outer coil portion 230 disposed in the outer coil region OA overlap each other and the gap between the first coil portion 100 and the second coil portion 200, Which is 1.5 to 2.5 times the coil cross-sectional diameter of the coil. Most preferably 4 mm, which is twice the cross-sectional diameter of the coil. The above coil spacing is appropriately applied to the width and length of the outermost coil in a state where the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 described above are overlapped.

이와 같은 간격은 상기 곡선부(135,235) 부분에서도 동일하게 적용된다.This interval is equally applied to the curved portions 135 and 235 as well.

내측코일영역(IA)에 배치되는 제1내측코일부(140)와 중앙의 수직방향 가상선을 기준으로 좌측은 내측부(142) 우측은 외측부(141)가 되며, 외측부(141)의 폭(w1)은 내측부(142)의 폭(w2)에 비하여 더 크게 되도록 내측절곡부(143)가 형성되어 있다.The right side of the inner side portion 142 is the outer side portion 141 and the width w1 of the outer side portion 141 is the same as the first inner side coil portion 140 disposed in the inner coil region IA, Is formed so as to be larger than the width w2 of the inner side portion 142. [

반대로 제2내측코일부(240)는 외측부(241)가 좌측, 내측부(242)가 우측에 위치하며, 역시 외측부(241)의 폭이 내측부(242)에 비해 더 크도록 내측절곡부(243)가 형성되어 있다.The second inner coil part 240 has the inner bent part 243 so that the outer side part 241 is positioned on the left side and the inner side part 242 is positioned on the right side and the width of the outer side part 241 is larger than that of the inner side part 242, Respectively.

제1내측코일부(140)와 제2내측코일부(240)는 상호 겹쳐진 상태에서 가상의 중앙 수직선을 기준으로 대칭이 되며, 그 중앙 수직선의 좌측과 우측으로 나란하게 위치하는 변은 소정의 곡률을 가지는 곡선부(145, 245)가 된다.The first inner side coil portion 140 and the second inner side coil portion 240 are symmetrical with respect to a virtual center vertical line in a state of overlapping with each other, and the sides of the first inner side coil portion 140 and the second inner side coil portion 240, Which are curved portions 145 and 245, respectively.

제1내측코일부(140)와 제2내측코일부(240)가 겹쳐진 상태에서 최외곽에 위치하는 코일의 가로 길이는 180mm이며, 세로 길이는 90mm가 된다. 즉 종횡비가 50%이며 좌우측이 반원형인 패턴이 된다. 이때의 종횡비도 45 내지 55%의 범위에서 조정할 수 있다.In the state where the first inner coil part 140 and the second inner coil part 240 are overlapped, the width of the coil located at the outermost position is 180 mm and the vertical length is 90 mm. That is, a pattern in which the aspect ratio is 50% and the left and right sides are semicircular. The aspect ratio can be adjusted in the range of 45 to 55%.

또한 제1내측코일부(140)의 외측부(141)와 제2내측코일부(240)의 내측부(242) 사이의 간격 및 제1내측코일부(140)의 내측부(142)와 제2내측코일부(240)의 외측부(241) 사이의 간격은 제1코일부(100) 및 제2코일부(200)를 이루는 코일 단면 직경에 의존하며, 바람직하게는 9배 내지 11배, 코일 단면 직경이 2mm인 경우 18 내지 22mm를 유지한다. 이때 가장 바람직한 간격은 10배인 20mm이다. The distance between the outer side 141 of the first inner coil part 140 and the inner side 242 of the second inner coil part 240 and the distance between the inner side part 142 of the first inner side coil part 140 and the inner side The distance between the outer portions 241 of the portion 240 depends on the coil cross-sectional diameter of the first coil portion 100 and the second coil portion 200 , preferably 9 to 11 times, And 18 to 22 mm in the case of 2 mm. The most preferred spacing is 20 mm, which is 10 times .

또한, 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)에서 제1코일부(100)와 제2코일부(200)는 코일간의 간격 역시 제1코일부(100) 및 제2코일부(200)를 이루는 코일 단면 직경에 의존하며, 바람직하게는 1.5 배 내지 2.5 배, 코일 단면 직경이 2mm인 경우 3내지 5mm를 유지한다. The first coil part 100 and the second coil part 200 in the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 are arranged such that the distance between the first coil part 100 and the second coil part 200, Depending on the coil cross-sectional diameter of the coil portion 200, preferably 1.5 to 2.5 times, and 3 to 5 mm when the coil cross-sectional diameter is 2 mm.

본 실시예에서는 제1내측코일부(140)와 제2내측코일부(230)에서 20mm가 되도록 서로 중첩되고, 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)에서 4mm가 되도록 서로 중첩되어, 시메트릭 구조를 이룬다. 이때 외측코일부들의 가장 안쪽 코일과 내측코일들의 가장 외측 코일간의 간격은 18 내지 22mm로 코일 단면 직경의 9 내지 11배가 되도록 한다. In this embodiment, the first inner coil part 140 and the second inner coil part 230 are overlapped with each other to have a length of 20 mm , and the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 are 4 mm Overlap each other to form a symmetric structure. The distance between the innermost coil of the outer coil portions and the outermost coil of the inner coils is 18 to 22 mm, which is 9 to 11 times the coil cross-sectional diameter .

상기 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)에서의 코일간 간격에 비하여 제1내측코일부(140)와 제2내측코일부(240)에서의 코일간 간격은 4.5 내지 5.5배가 되는 18 내지 22mm가 되도록 한다.The spacing between the coils in the first inner coil part 140 and the second inner coil part 240 is 4.5 to 4.5 times as large as the spacing between the coils in the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230. [ 5.5 to 18 to 22 mm .

상기 제1외측코일부(130)의 제1절곡부(131)와 제2외측코일부(230)의 제1절곡부(231)는 서로 대각선 방향으로 교차하게 되며, 이와 동일하게 제2절곡부(132,232)들, 제3절곡부(133,233)들 및 제4절곡부(134,234)들도 서로 대각선 방향으로 교차된다. The first bent portion 131 of the first outer coil portion 130 and the first bent portion 231 of the second outer coil portion 230 intersect with each other in a diagonal direction, The third bending portions 133 and 233, and the fourth bending portions 134 and 234 are also diagonally intersected.

이때의 교차는 제1외측코일부(130)의 제1 내지 제4절곡부(131~134)들이 제2외측코일부(230)의 제1 내지 제4절곡부(231~234)들의 상부측에 위치하게 된다. 반대로 제2외측코일부(230)의 제1 내지 제4절곡부(231~234)들이 제1외측코일부(130)의 상부측에 있을 수도 있다.The crossover at this time is such that the first to fourth bending portions 131 to 134 of the first outer coil portion 130 are located on the upper side of the first to fourth bending portions 231 to 234 of the second outer coil portion 230 . Conversely, the first to fourth bent portions 231 to 234 of the second outer coil portion 230 may be on the upper side of the first outer coil portion 130.

그러나 안테나의 전체 면적에서 균일한 전력을 공급하기 위해서는 제1외측코일부(130)의 제1절곡부(131)가 제2외측코일(230)의 제1절곡부(231)의 상부측에서 교차되고, 제1외측코일부(130)의 제2절곡부(132)가 제2외측코일(230)의 제2절곡부(232)의 하부측에서 교차되는 경우와 같이 교차되는 위치가 변경되는 경우에는 전체적으로 균일한 전력의 공급이 불가능하게 된다.However, in order to supply uniform power to the entire area of the antenna, the first bent portion 131 of the first outer coil portion 130 is bent at the upper side of the first bent portion 231 of the second outer coil 230, And the position where the second bending portion 132 of the first outer coil portion 130 intersects with the lower portion of the second bending portion 232 of the second outer coil 230 is changed It becomes impossible to uniformly supply electric power as a whole.

또한 제1내측코일부(140)의 내측절곡부(143)와 제2내측코일부(240)의 내측절곡부(243)가 서로 대각선 방향으로 교차되며, 이때에는 제1내측코일부(140)의 내측절곡부(143)가 제2내측코일부(240)의 내측절곡부(243)의 위에 위치하도록 교차한다.The inner bending portion 143 of the first inner coil portion 140 and the inner bent portion 243 of the second inner coil portion 240 intersect each other in a diagonal direction, So that the inner bent portion 143 of the second inner coil portion 240 is positioned above the inner bent portion 243 of the second inner coil portion 240.

위의 제1코일부(100)와 제2코일부(200)의 형상과 배치에 의하여 본 발명의 충전 영역(charging area, 300)은 제1외측코일부(130)와 제2외측코일부(230)의 제1절곡부(131,231)와 제2절곡부(132,232)의 사이 간격을 포함하여 외측코일영역(OA)에 배치된다. 충전 영역(300)의 가로 길이는 260mm, 세로 길이는 150mm가 된다.The charging area 300 of the present invention is formed by the shapes and arrangement of the first coil part 100 and the second coil part 200 so that the first outer coil part 130 and the second outer coil part 230 and the second bending portion 132, 232 of the outer coil region OA. The width of the filling region 300 is 260 mm, and the length of the filling region 300 is 150 mm.

안테나는 형상이나 배치, 크기, 코일의 단면 직경 및 재질 등에 약간의 차이가 있어도 그 특성이 현저하게 변화되는 특징이 있는 것으로, 앞서 구체적으로 설명한 본 발명의 특징적인 배치 관계들이 단순히 여러 반복적인 실험을 통해 구현되기는 매우 어려운 것이다. 이미 알려진 다른 구조의 안테나들이 본 발명에 비하여 기생 커패시턴스가 낮고 인덕턴스 값이 더 커 공진 특성이 더 우수할 수는 있지만, 전체 면적에서 고른 충전 기능을 제공할 수는 없는 것이다.The characteristic of the antenna is remarkably changed even if there is a slight difference in the shape, the arrangement, the size, the cross-sectional diameter and the material of the coil, and the characteristic arrangements of the present invention specifically described above are merely various repetitive experiments It is very difficult to implement. The antennas of other structures already known may have lower parasitic capacitance and higher inductance value and resonance characteristics than the present invention, but they can not provide a uniform charging function in the entire area.

본 발명은 코일 단면 직경과 코일 간의 간격의 비, 외측코일부와 내측코일부의 형상 및 간격, 두 가닥의 코일이 겹치는 부분에서의 특징적인 구성에 의하여 적당한 인덕턴스 값을 나타내며 특히 전체 면적에서 고른 충전 기능을 제공할 수 있다.The present invention represents a suitable inductance value by a characteristic configuration in a portion where a coil cross-section diameter and a coil-to-coil spacing, a shape and an interval of an outer coil portion and an inner coil portion, Function can be provided.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신용 안테나에서 측정된 S파라미터는 충전 영역(300)과 충전 영역(300) 이외의 영역에서의 S파라미터 편차가 적으며, 따라서 전체 면적에서 고른 분포의 충전 효과를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 4, the S parameter measured by the antenna for wireless power transmission according to an exemplary embodiment of the present invention has a small S parameter deviation in a region other than the charging region 300 and the charging region 300, A uniform distribution effect can be obtained in the entire area.

도 5와 도 6은 각각 수신측의 기준값들과 본 발명의 전류측정치이다.5 and 6 are the reference values on the receiving side and the current measurements of the present invention, respectively.

본 발명은 위에서 언급한 형상에 의하여 수신측의 기준값들 범위를 모두 만족한다.The present invention satisfies the range of reference values on the receiving side by the above-mentioned shape.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may be easily suggested by changing, adding, deleting, etc., but this is also within the scope of the present invention.

100:제1코일부 110:제1단부
120:제2단부 130:제1외측코일부
131,231:제1절곡부 132,232:제2절곡부
133,233:제3절곡부 134,234:제4절곡부
135,235:곡선부 140:제1내측코일부
141,241:외측부 142,242:내측부
143,243:내측절곡부 145,245:곡선부
300:충전영역100: first coil part 110: first end part
120: second end portion 130: first outer coil portion
131, 231: first bent portions 132, 232: second bent portions
133, 233: a third bent portion 134, 234:
135,235: Curved portion 140: First inner coil portion
141, 241: outer side 142, 242:
143, 243: Inner bend section 145, 245: Curved section
300: charging area

Claims (9)

제1외측코일부와 제1내측코일부를 포함하는 제1코일부와 제2외측코일부와 제2내측코일부를 포함하는 제2코일부가 하나 이상의 포인트에서 교차되도록 겹쳐져 배치되며,
제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서, 상기 제1외측코일부와 제2외측코일부에 각각 포함되는 절곡부들이 서로 교차되도록 중첩되되, 제1외측코일부의 절곡부들 전체가 제2외측코일부의 절곡부들 상부에 위치하거나 제2외측코일부의 절곡부들 전체가 제1외측코일부의 절곡부들 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.A first coil portion including a first outer coil portion and a first inner coil portion and a second coil portion including a second inner coil portion and a second inner coil portion are overlapped and disposed at one or more points,
Wherein the first outer coil portion and the second outer coil portion overlap each other such that the first coil portion and the second coil portion are overlapped with each other, Wherein the first outer coil portion is located at an upper portion of the bent portions of the outer coil portion or the entire bent portion of the second outer coil portion is located at an upper portion of the bent portions of the first outer coil portion. 제1항에 있어서,
상기 제1내측코일부와 상기 제2내측코일부 각각에는 내측절곡부를 포함하며, 상기 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서,
상기 제1내측부의 내측절곡부가 제2내측부의 내측절곡부의 상부에 위치하거나, 제2내측부의 내측절곡부가 제1내측부의 내측절곡부 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나. The method according to claim 1,
Wherein each of the first inner coil portion and the second inner coil portion includes an inner bent portion, wherein in a state where the first coil portion and the second coil portion overlap,
Wherein an inner bent portion of the first inner side portion is located above the inner bent portion of the second inner side portion or an inner bent portion of the second inner side portion is located above the inner bent portion of the first inner side portion. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1코일부는 상기 제1외측코일부에 연결되는 제1단부와 상기 제1내측코일부에 연결되는 제2단부를 포함하고, 상기 제2코일부는 상기 제2외측코일부에 연결되는 제1단부와 상기 제2내측코일부에 연결되는 제2단부를 포함하며,
상기 제1코일부의 제2단부와 제1내측코일부를 연결하는 코일은 제1외측코일부의 하부와 제2외측코일부의 상부를 지나도록 배치되며,
상기 제2코일부의 제2단부와 제2내측코일부를 연결하는 코일은 제1외측코일부와 제2외측코일부의 코일들의 상부를 지나도록 배치된 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first coil portion includes a first end connected to the first outer coil portion and a second end connected to the first inner coil portion, and the second coil portion includes a first coil portion connected to the first outer coil portion, And a second end connected to the second inner coil part,
The coil connecting the second end of the first coil part and the first inner coil part is arranged to pass through the lower part of the first outer coil part and the upper part of the second outer coil part,
And a coil connecting the second end of the second coil portion and the second inner coil portion is disposed to pass over the coils of the first outer coil portion and the second outer coil portion. 제2항에 있어서,
상기 제1외측코일부와 제2외측코일부 각각은 상기 절곡부들에 의해 중심점이 동일하며 크기가 다른 이중 사각형 스파이럴 구조인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.3. The method of claim 2,
Wherein each of the first outer coil portion and the second outer coil portion is a double rectangular spiral structure having the same center points and different sizes by the bending portions. 제4항에 있어서,
상기 이중 사각형 스파이럴 구조에서 각 사각형의 꼭지점은 곡선인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.5. The method of claim 4,
Wherein the vertex of each rectangle in the double rectangular spiral structure is a curved line. 제1항에 있어서,
상기 제1외측코일부와 제2외측코일부를 이루는 코일들의 간격은 코일 단면 직경의 1.5 내지 2배인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.The method according to claim 1,
Wherein an interval of the coils constituting the first outer coil portion and the second outer coil portion is 1.5 to 2 times the coil cross-sectional diameter. 제1항에 있어서,
상기 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서, 상기 제1내측코일부와 제2내측코일부를 이루는 코일들의 간격은, 코일 단면 직경의 9 내지 11배인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.The method according to claim 1,
Wherein an interval between the coils constituting the first inner coil part and the second inner coil part is 9 to 11 times the coil end face diameter in a state in which the first coil part and the second coil part are overlapped. . 제1항에 있어서,
상기 제1코일부와 제2코일부가 겹쳐진 상태에서 상기 제1내측코일부와 제2내측코일부의 최외곽에 위치하는 코일과 제1외측코일부와 제2외측코일부 가장 안쪽의 코일 사이 간격은 코일 단면 직경의 9 내지 11배인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.The method according to claim 1,
A coil located at the outermost portion of the first inner coil portion and the second inner coil portion in a state in which the first coil portion and the second coil portion are overlapped with each other, a coil between the first inner coil portion and the innermost coil portion of the second outer coil portion, Is 9 to 11 times the cross-sectional diameter of the coil. 제1항에 있어서,
상기 제1외측코일부와 제2외측코일부가 겹쳐진 상태에서, 최외곽에 위치하는 코일의 가로 길이에 대한 세로 길이의 비는 60 내지 70%인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신용 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the longitudinal length to the transverse length of the coil located at the outermost position in the state where the first outer coil portion and the second outer coil portion are overlapped is 60 to 70%.
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