KR20200052034A - Wireless charging pad and wireless charging apparatus - Google Patents

Wireless charging pad and wireless charging apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20200052034A
KR20200052034A KR1020180135113A KR20180135113A KR20200052034A KR 20200052034 A KR20200052034 A KR 20200052034A KR 1020180135113 A KR1020180135113 A KR 1020180135113A KR 20180135113 A KR20180135113 A KR 20180135113A KR 20200052034 A KR20200052034 A KR 20200052034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless charging
block core
charging pad
wire
pad
Prior art date
Application number
KR1020180135113A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신용환
조용남
백종석
이병혁
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020180135113A priority Critical patent/KR20200052034A/en
Priority to PCT/KR2019/014968 priority patent/WO2020096344A1/en
Publication of KR20200052034A publication Critical patent/KR20200052034A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to a wireless charging pad comprising: a transmitting/receiving coil which is formed by being wound with a wire; and at least one magnetic body arranged near the transmitting/receiving coil, wherein the magnetic body comprises a first block core, and a second block core aligned with the first block core in the extending direction of the wire. Therefore, an effect caused by voids formed when arranging a plurality of block cores is minimized.

Description

무선 충전 패드 및 무선 충전 장치{Wireless charging pad and wireless charging apparatus}Wireless charging pad and wireless charging apparatus

본 발명은 무선 충전 패드 및 무선 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging pad and a wireless charging device.

전자 기기에 대한 연구가 지속됨에 따라, 전자 기기에 전기 에너지를 공급하는 무선 충전 시스템에 대한 연구도 함께 이루어지고 있다.As research into electronic devices continues, research into wireless charging systems that supply electrical energy to electronic devices is also being conducted.

이동 단말기의 무선 충전 시스템 및 전기 자동차의 무선 충전 시스템에 대해 많은 업체들이 연구 개발에 몰두하고 있다. 이러한 무선 충전 시스템에는, 무선 충전 패드와 임피던스 보상을 위한 공진 탱크를 비롯한 여러 전자 부품이 포함된다. 무선 충전 패드는 자성체를 포함하는데, 높은 전력 송수신을 위해서는 무선 충전 패드가 커야하고 그에 따라 표면적이 큰 자성체를 이용해야 한다. 표면적이 큰 자성체를 생성하기 위해서는 공정상 어려움이 있고, 생산 비용이 증가하는 문제가 있다. 또한, 표면적이 큰 자성체는 취성의 문제가 있다.Many companies are devoted to research and development of wireless charging systems for mobile terminals and wireless charging systems for electric vehicles. Such a wireless charging system includes several electronic components, including a wireless charging pad and a resonant tank for impedance compensation. The wireless charging pad includes a magnetic material, and in order to transmit and receive high power, the wireless charging pad must be large and a magnetic material having a large surface area must be used accordingly. In order to produce a magnetic body having a large surface area, there are difficulties in the process, and there is a problem in that production costs are increased. In addition, a magnetic body having a large surface area has a brittleness problem.

공개 번호 10-2005-0096068(이하, 선행 문헌)은 멀티 충전이 가능한 무접점 배터리 충전 시스템 및 그 코어 블록이 설계 방법에 관한 것으로, 코발트 또는 페라이트 재질의 소형 평판 코어 다수개를 이어 붙여 무선 충전 패드를 제작하는 방식을 제안한다. 선행 문헌은, 자속의 방향에 관계없이 무선 충전이 가능하도록, 수평 코일이 다수개로 이루어진 평판 코어를 감싸도록 양끝이 절곡되어 구성된다. 선행 문헌은, 동일한 블럭 코어를 자속의 방향을 고려하지 않고 임의로 배치하면서 형성된 공극에 의해 발열이 발생하거나 전력 전송 효율이 떨어지는 문제가 있다.Publication No. 10-2005-0096068 (hereinafter referred to as a prior art document) relates to a design method for a contactless battery charging system capable of multi-charging and its core block. Suggests a way to make it. The prior literature is configured such that both ends are bent so that the horizontal coil wraps a flat core made of a plurality of coils so that wireless charging is possible regardless of the direction of the magnetic flux. In the prior literature, there is a problem in that heat is generated or power transmission efficiency is deteriorated by voids formed while arranging the same block core at random without considering the direction of magnetic flux.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 블럭 코어의 배치시 형성되는 공극에 의한 영향을 최소화하는 무선 충전 패드를 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problem, the present invention has an object to provide a wireless charging pad that minimizes the effect of voids formed when a plurality of block cores are disposed.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드는, 제1 블럭 코어와 제2 블럭 코어를 송수신 코일의 와이어가 연장되는 방향으로 나란하게 배치한다.In order to achieve the above object, in the wireless charging pad according to the embodiment of the present invention, the first block core and the second block core are arranged side by side in a direction in which the wires of the transmitting and receiving coils extend.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the present invention, there are one or more of the following effects.

첫째, 자성체를 블럭 코어로 배치시, 공극에 따른 자기 저항을 최소화 함으로써, 인덕턴스 감소분을 줄여, 자성체 자체의 발열이 줄어 무선 충전 패드 전체의 효율이 증가하는 효과가 있다.First, when the magnetic body is placed in a block core, by minimizing the magnetic resistance according to the air gap, the inductance reduction is reduced, and the heating of the magnetic body itself is reduced, thereby increasing the efficiency of the entire wireless charging pad.

둘째, 공극에 따른 자기 저항을 최소화 함으로써, 인덕턴스 효율을 높일 수 있어 전체 자성체 사이즈를 작게 설계할 수 있는 효과가 있다.Second, by minimizing the magnetic resistance according to the air gap, it is possible to increase the inductance efficiency, thereby making it possible to design the entire magnetic body size small.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 방식을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드의 등가 회로를 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드의 구성을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 코일 및 송수신 코일에 흐르는 전류, 전류 방향에 따른 자속의 방향을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수신 패드 및 송신 패드의 자기 결합시의 자속 방향을 확인할 수 있는 맥스웰 시뮬레이션(Maxwell simulation) 결과이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드의 자기 회로를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 9a 내지 도 9b는 블럭 코어의 배치 방법에 따른 공극의 영향을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10b 및 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 제1 블럭 코어 및 제2 블럭 코어를 예시한다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드를 설명하는데 참조되는 도면이다.
1 is a view showing the appearance of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view referred to for describing a wireless charging method according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates an equivalent circuit of a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.
5 is a view referred to for explaining the configuration of a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.
6 is a view referred to for explaining a direction of a magnetic flux according to a current direction and a current flowing through a transmission / reception coil and a transmission / reception coil according to an embodiment of the present invention.
7 is a Maxwell simulation (Maxwell simulation) results that can confirm the direction of magnetic flux during magnetic coupling of the receiving pad and the transmitting pad according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are diagrams referred to for describing a magnetic circuit of a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.
9A to 9B are diagrams referred to for explaining the influence of voids according to a method of arranging block cores.
10A is a view referred to for describing a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.
10B and 10C illustrate a first block core and a second block core according to an embodiment of the present invention.
11A to 11C are diagrams referred to for describing a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "modules" and "parts" for components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles distinguished from each other in themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, detailed descriptions of related known technologies are omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed in this specification may be obscured. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 외관을 도시한 도면이다.1 is a view showing the appearance of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 시스템의 블럭도이다.2 is a block diagram of a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 무선 충전 시스템(100)은, 전력 송신 장치(10)와 전력 수신 장치(20)를 포함할 수 있다. 무선 충전 시스템(100)은, 전기 자동차 배터리의 무선 충전, 로봇 청소기의 무선 충전, 이동 단말기 배터리의 무선 충전 등에 이용될 수 있다.Referring to the drawings, the wireless charging system 100 may include a power transmitting device 10 and a power receiving device 20. The wireless charging system 100 may be used for wireless charging of an electric vehicle battery, wireless charging of a robot cleaner, wireless charging of a mobile terminal battery, and the like.

전기 자동차 배터리의 무선 충전에 무선 충전 시스템(100)이 이용되는 경우, 전력 송신 장치(10)는, 충전소 등에 설치될 수 있고, 전력 수신 장치(20)는, 차량 내부에 구비될 수 있다. 로봇 청소기 배터리의 무선 충전에 무선 충전 시스템(100)이 이용되는 경우, 전력 송신 장치(10)는, 포터블 형식으로 구성될 수 있고, 전력 수신 장치(20)는, 로봇 청소기 내부에 구비될 수 있다. 이동 단말기 배터리의 무선 충전에 무선 충전 시스템(100)이 이용되는 경우, 전력 송신 장치(10)는, 포터블 형식으로 구성될 수 있고, 전력 수신 장치(20)는, 이동 단말기 내부에 구비될 수 있다.When the wireless charging system 100 is used for wireless charging of an electric vehicle battery, the power transmission device 10 may be installed in a charging station or the like, and the power receiving device 20 may be provided inside the vehicle. When the wireless charging system 100 is used for wireless charging of the robot cleaner battery, the power transmission device 10 may be configured in a portable format, and the power receiving device 20 may be provided inside the robot cleaner. . When the wireless charging system 100 is used for wireless charging of the mobile terminal battery, the power transmission device 10 may be configured in a portable format, and the power reception device 20 may be provided inside the mobile terminal. .

전력 송신 장치(10)는, AC/DC 컨버터(11), DA/AC 인버터(12), 공진 탱크(13) 및 송신 패드(14)를 포함할 수 있다. AC/DC 컨버터(11)는, 계통(1)에서 제공되는 교류 형태의 전기 에너지를 직류 형태로 전환할 수 있다. DC/AC 컨버터(12)는, 직류 형태의 전기 에너지를 교류 형태의 전기 에너지로 전환한다. 이때, DC/AC 컨버터(12)는, 수십 내지 수백 kHz의 고주파 신호를 생성할 수 있다. 공진 탱크(13)는, 무선 충전에 적합하게 임피던스를 보상한다. 송신 패드(14)는, 전기 에너지를 무선으로 전송한다. 송신 패드(14)는, 내부에 송신 코일(15)을 포함한다.The power transmission device 10 may include an AC / DC converter 11, a DA / AC inverter 12, a resonance tank 13 and a transmission pad 14. The AC / DC converter 11 may convert electrical energy in the form of AC provided from the system 1 into a form of DC. The DC / AC converter 12 converts electrical energy in the form of direct current into electrical energy in the form of alternating current. At this time, the DC / AC converter 12 may generate high-frequency signals of tens to hundreds of kHz. The resonance tank 13 compensates for impedance suitable for wireless charging. The transmission pad 14 transmits electric energy wirelessly. The transmission pad 14 includes a transmission coil 15 therein.

전력 수신 장치(20)는, 수신 패드(21), 공진 탱크(22) 및 정류기(23)를 포함할 수 있다. 수신 패드(21)는, 전기 에너지를 무선으로 수신한다. 수신 패드(21)는, 내부에 수신 코일(25)을 포함한다. 송신 패드(14)와 수신 패드(21)는, 자기 결합(magnetic coupling)을 가지는 코일 세트(송신 코일(15) 및 수신 코일(25))를 포함한다. 송신 패드(14)와 수신 패드(21)는, 고주파 구동 신호로 인해 발생하는 자기장(magnetic field)를 매개로 물리적인 전극간의 접촉(electrical contact)없이 전기 에너지를 전달한다. 공진 탱크(22)는, 무선 충전에 적합하게 임피던스를 보상한다. 정류기(21)는, 배터리(30)에 직류 형태의 전기 에너지를 공급하기 위해, 교류 형태의 전기 에너지를 직류 형태의 전기 에너지로 전환한다. 배터리(30)는, 차량, 로봇 청소기 또는 이동 단말기에 구비될 수 있다.The power receiving device 20 may include a receiving pad 21, a resonance tank 22, and a rectifier 23. The receiving pad 21 wirelessly receives electrical energy. The receiving pad 21 includes a receiving coil 25 therein. The transmitting pad 14 and the receiving pad 21 include a coil set (transmitting coil 15 and receiving coil 25) having magnetic coupling. The transmitting pad 14 and the receiving pad 21 transmit electric energy without physical contact between physical electrodes through a magnetic field generated by a high frequency driving signal. The resonance tank 22 compensates for impedance suitable for wireless charging. The rectifier 21 converts the electrical energy in the AC form to the electrical energy in the DC form in order to supply the DC 30 with electrical energy. The battery 30 may be provided in a vehicle, a robot cleaner, or a mobile terminal.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 방식을 설명하는데 참조되는 도면이다.3 is a view referred to for describing a wireless charging method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선 충전 시스템은, 유도 결합 방식 또는 공진 결합 방식을 이용할 수 있다.Referring to FIG. 3, the wireless charging system may use an inductive coupling method or a resonance coupling method.

유도 결합 방식(Inductive Coupling) 방식은, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면 그 전류에 의해 자기장이 변하고, 이로 인하여 2차 코일(coil)을 지나는 자속이 변하게 되어 2차 코일(coil)측에 유도 기전력이 생기게 되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일(coil)을 근접시킨 채 1차 코일(coil)의 전류만 변화시키면 유도 기전력이 생기게 된다. 이 경우, 주파수 특성은 크게 영향을 받지 않으나, 각 코일(coil)을 포함하는 송신 장치(예를 들면, 무선 충전 장치) 및 수신 장치(예를 들면, 이동 단말기) 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)에 따라 전력 효율이 영향을 받게 된다.In the inductive coupling method (Inductive Coupling), if the intensity of the current flowing through the primary coil (coil) of the two adjacent coils (coil) changes the magnetic field by the current, thereby passing through the secondary coil (coil) The principle is that the magnetic flux changes and the induced electromotive force is generated on the secondary coil side. That is, according to this method, induction electromotive force is generated when only the current of the primary coil is changed while the two coils are brought into proximity without spatially moving the two conductors. In this case, the frequency characteristic is not greatly affected, but the alignment and distance between the transmitting device (e.g., wireless charging device) and the receiving device (e.g., mobile terminal) including each coil. According to (Distance), power efficiency is affected.

공진 결합(Resonance Coupling) 방식은, 일정 거리가 떨어진 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일(coil)에 공진 주파수(Resonance Frequncy)를 인가하여 발생한 자기장 변화량 중 일부가 동일한 공진 주파수의 2차 코일(coil)에 인가되어 2차 코일(coil)에서 유도 기전력이 발생되는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 송수신 장치가 각각 동일 주파수로 공진하는 경우, 전자파가 근거리 전자장을 통해 전달되게 되므로, 주파수가 다르면 에너지 전달이 없게 된다. 이 경우, 주파수의 선택이 중요한 문제가 될 수 있다. 소정 거리 이상 이격된 공진 주파수간에는 서로간에 에너지 전달이 없으므로, 공진 주파수 선택을 통해 충전 대상 기기를 선택할 수도 있다. 만일, 하나의 공진 주파수에 하나의 기기만이 할당되는 경우, 공진 주파수의 선택은 곧 충전 대상 기기를 선택하는 의미를 가질 수도 있다.In the resonance coupling method, a part of the amount of magnetic field variation generated by applying a resonance frequency to a primary coil among two coils separated by a certain distance is a secondary coil having the same resonance frequency ( coil) to use the principle that induced electromotive force is generated in the secondary coil. That is, according to this method, when the transmitting and receiving devices each resonate at the same frequency, since electromagnetic waves are transmitted through a short-range electromagnetic field, energy transmission is not performed at different frequencies. In this case, the choice of frequency can be an important issue. Since there is no energy transfer between the resonant frequencies spaced apart by a predetermined distance or more, the device to be charged may be selected through the selection of the resonant frequency. If only one device is allocated to one resonance frequency, the selection of the resonance frequency may have a meaning of selecting a device to be charged soon.

공진 결합 방식은 유도 결합 방식에 비해, 각 코일(coil)을 포함하는 송신 장치 및 수신 장치 사이의 배열(Alignment) 및 거리(Distance)가 상대적으로 전력 효율에 덜 영향을 주는 장점이 있다.The resonant coupling method has an advantage in that alignment and distance between a transmitting device and a receiving device including each coil have less influence on power efficiency, compared to an inductive coupling method.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드의 등가 회로를 예시한다.4 illustrates an equivalent circuit of a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드(500)는, 전력 송신 장치(10)의 송신 패드(14) 또는 전력 수신 장치(20)의 수신 패드(21)로 이용될 수 있다. 무선 충전 패드(500)는, 이동 단말기와 같은 소형 장치의 무선 충전에 이용될 수 있으나, 전기 자동차와 같은 대형 장치의 무선 충전에 이용되는 것이 바람직하다.The wireless charging pad 500 according to an embodiment of the present invention may be used as the transmission pad 14 of the power transmission device 10 or the reception pad 21 of the power reception device 20. The wireless charging pad 500 may be used for wireless charging of a small device such as a mobile terminal, but is preferably used for wireless charging of a large device such as an electric vehicle.

도 4를 참조하면, 무선 충전 패드(500)는, 전력 송신용 패드(500a) 또는 전력 수신용 패드(500b)로 이용될 수 있다. 전력 송신용 패드(500a)는, 공진 탱크(13) 및 전력 송신용 코일(520a)을 포함할 수 있다. 전력 송신용 패드(500a)는, 전력 변환기(11,12)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전력 변환기(11, 12)는, 도 2를 참조하여 설명한 AC/DC 컨버터(11) 및 DC/AC 인버터(12)를 포함할 수 있다. 전력 수신용 패드(500b)는, 공진 탱크(22) 및 전력 수신용 코일(520b)을 포함할 수 있다. 전력 수신용 패드(500b)는, 정류기(23)와 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, the wireless charging pad 500 may be used as a pad 500a for power transmission or a pad 500b for power reception. The power transmission pad 500a may include a resonance tank 13 and a power transmission coil 520a. The power transmission pad 500a may be electrically connected to the power converters 11 and 12. The power converters 11 and 12 may include an AC / DC converter 11 and a DC / AC inverter 12 described with reference to FIG. 2. The power receiving pad 500b may include a resonance tank 22 and a power receiving coil 520b. The power receiving pad 500b may be electrically connected to the rectifier 23.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드의 구성을 설명하는데 참조되는 도면이다. 도 5는 무선 충전 패드의 분해 사시도를 예시한다. 도 5는 수신 패드(21)를 예시하여 설명한다. 송신 패드(14)는, 지면을 기준으로 할 때, 수신 패드(21)와 적층 순서만 반대일 뿐, 도 5에 대한 설명이 적용될 수 있다.5 is a view referred to for explaining the configuration of a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention. 5 illustrates an exploded perspective view of the wireless charging pad. 5 illustrates the receiving pad 21 by way of example. When the transmission pad 14 is based on the ground, only the stacking order of the reception pad 21 is reversed, and the description of FIG. 5 may be applied.

도 5를 참조하면, 무선 충전 패드(500)는, 제1 케이스(610), 권취 가이드(620), 적어도 하나의 송수신 코일(520), 자성체(510), 알루미늄 플레이트(630), 절연 시트(640) 및 제2 케이스(650)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the wireless charging pad 500 includes a first case 610, a winding guide 620, at least one transmission / reception coil 520, a magnetic body 510, an aluminum plate 630, an insulating sheet ( 640) and the second case 650.

제1 케이스(610)는, 제2 케이스(650)와 함께 무선 충전 패드(500)의 외관을 형성할 수 있다. 제1 케이스(610)는, 제2 케이스(650)와 결합하여 내부에 공간을 형성할 수 있다. 형성된 공간에, 권취 가이드(620), 송수신 코일(520), 자성체(ferrite plate)(510), 알루미늄 플레이트(630), 절연 시트(640)가 수용될 수 있다.The first case 610 may form an external appearance of the wireless charging pad 500 together with the second case 650. The first case 610 may be combined with the second case 650 to form a space therein. In the formed space, the winding guide 620, the transmission / reception coil 520, the ferrite plate 510, the aluminum plate 630, and the insulating sheet 640 may be accommodated.

권취 가이드(620)는, 권취 가이드(620)는, 송수신 코일(520)의 내측에 위치할 수 있다. 권취 가이드(620)는, 결합시, 고정되어 움직이지 않도록 송수신 코일(520)을 구속할 수 있다. 실시예에 따라, 권취 가이드(620)는, 제1 케이스(610)와 일체형으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 권취 가이드(620)는, 생략될 수 있다. 송수신 코일(520)은 나선형으로 형성되어, 전체적인 형상이 원형, 타원형 또는 다각형을 형성할 수 있다. 권취 가이드(620)는, 송수신 코일(520) 원형, 타원형 또는 다각형으로 권취될 수 있도록 원형, 타원형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다.The winding guide 620, the winding guide 620 may be located inside the transmission / reception coil 520. The winding guide 620, when coupled, can be fixed to the transmitting and receiving coil 520 so that it is fixed and does not move. According to an embodiment, the winding guide 620 may be formed integrally with the first case 610. Depending on the embodiment, the winding guide 620 may be omitted. The transmitting / receiving coil 520 is formed in a spiral shape, so that the overall shape may form a circular, elliptical, or polygonal shape. The winding guide 620 may have a circular, elliptical or polygonal shape so that the transmission / reception coil 520 can be wound in a circular, elliptical or polygonal shape.

송수신 코일(520)은, 전력 전송을 위한 코일일 수 있다. 송수신 코일(520)은, 무선으로 전력을 송신하거나 수신할 수 있다. 무선 충전 패드(500)가 송신 패드(14)로 기능하는 경우, 송수신 코일(520)은, 송신 코일(15)로 설명될 수 있다. 무선 충전 패드(500)가 수신 패드(15)로 기능하는 경우, 송수신 코일(520)은, 수신 코일(25)로 설명될 수 있다. 송수신 코일(520)은 나선형(spiral)으로 형성될 수 있다. 송수신 코일(520)의 감김으로 인해, 송수신 코일(520)은 전체적으로 원형, 타원형 또는 다각형의 외관을 형성할 수 있다. 송수신 코일(520)은, 인입선과 인출선을 포함할 수 있다. The transmission / reception coil 520 may be a coil for power transmission. The transmission / reception coil 520 may transmit or receive power wirelessly. When the wireless charging pad 500 functions as the transmission pad 14, the transmission / reception coil 520 may be described as the transmission coil 15. When the wireless charging pad 500 functions as the receiving pad 15, the transmitting / receiving coil 520 may be described as the receiving coil 25. The transmission / reception coil 520 may be formed in a spiral shape. Due to the winding of the transmitting / receiving coil 520, the transmitting / receiving coil 520 may have an overall circular, elliptical, or polygonal appearance. The transmitting and receiving coil 520 may include an incoming line and an outgoing line.

자성체(510)는, 원형, 타원형 또는 다각형의 형상을 가질 수 있다. 자성체(510)는, 적어도 하나의 플레이트로 구성될 수 있다. 자성체(510)는, 페라이트를 이용하는 것이 바람직하다. 자성체(510)는, 송수신 코일(520)과 층을지며 배치될 수 있다. 자성체(510)는, 송수신 코일(520)의 위 또는 아래에 배치될 수 있다. 자성체(510)는, 송수신 코일(520) 내측에 배치될 수 있다. 송수신 코일(520)은, 자성체(510)를 중심으로 권취될 수 있다.The magnetic body 510 may have a circular, elliptical, or polygonal shape. The magnetic body 510 may be composed of at least one plate. It is preferable to use ferrite for the magnetic body 510. The magnetic body 510 may be disposed while being layered with the transmission / reception coil 520. The magnetic body 510 may be disposed above or below the transmission / reception coil 520. The magnetic body 510 may be disposed inside the transmission / reception coil 520. The transmitting and receiving coil 520 may be wound around the magnetic body 510.

절연 시트(640)는, 의도되지 않은 전류를 차폐할 수 있다. 예를 들면, 절연 시트(640)는, 자성체(510)에 흐르는 표면 전류를 차폐할 수 있다. 예를 들면, 절연 시트(640)는, 공진 탱크(530)의 커패시터가 무선 충전 패드(500) 내의 다른 구성 요소들과 통전되지 않도록 차폐할 수 있다.The insulating sheet 640 can shield unintended currents. For example, the insulating sheet 640 can shield the surface current flowing through the magnetic body 510. For example, the insulating sheet 640 may shield the capacitor of the resonant tank 530 from being energized with other components in the wireless charging pad 500.

절연 시트(640)는, 알루미늄 플레이트(630)와 자성체(510) 사이에 위치할 수 있다. 절연 시트(640)는, 여러 절연 물질로 형성될 수 있으나, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)로 형성되는 것이 바람직하다.The insulating sheet 640 may be positioned between the aluminum plate 630 and the magnetic body 510. The insulating sheet 640 may be formed of various insulating materials, but is preferably formed of polycarbonate (PC).

알루미늄 플레이트(630)는, 자기장을 차폐할 수 있다. 알루미늄 플레이트(630)는, 전력 전송 및/또는 전력 수신 과정에서 발생되는 자기장이 외부로 유출되지 않도록 차폐할 수 있다. 알루미늄 플레이트(630)는, 방열 기능을 수행할 수 있다. 알루미늄 플레이트(630)는, 전력 전송 및/또는 전력 수신 과정에서 송수신 코일(520) 및/또는 자성체(510)에서 발생되는 열을 무선 충전 패드(500) 외부로 유도할 수 있다.The aluminum plate 630 can shield the magnetic field. The aluminum plate 630 may shield the magnetic field generated in the process of power transmission and / or power reception from leaking to the outside. The aluminum plate 630 may perform a heat dissipation function. The aluminum plate 630 may induce heat generated from the transmission / reception coil 520 and / or the magnetic material 510 in the process of power transmission and / or power reception to the outside of the wireless charging pad 500.

알루미늄 플레이트(630)는, 자성체(510)와 제2 케이스(650) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄 플레이트(630)는, 자성체(510) 아래에 위치할 수 있다. The aluminum plate 630 may be positioned between the magnetic body 510 and the second case 650. For example, the aluminum plate 630 may be positioned under the magnetic body 510.

제2 케이스(650)는, 제1 케이스(610)와 무선 충전 패드(500)의 외관을 형성할 수 있다. 제2 케이스(650)는, 제1 케이스(610)와 결합하여 내부에 공간을 형성할 수 있다.The second case 650 may form an external appearance of the first case 610 and the wireless charging pad 500. The second case 650 may be combined with the first case 610 to form a space therein.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 코일 및 송수신 코일에 흐르는 전류, 전류 방향에 따른 자속의 방향을 설명하는데 참조되는 도면이다.6 is a view referred to for explaining a direction of a magnetic flux according to a current direction and a current flowing through a transmission / reception coil and a transmission / reception coil according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 송수신 코일(520)은, 자성체(510) 위 또는 아래에 배치될 수 있다. 송수신 코일(520)은, 와이어가 권취되어 형성될 수 있다. 와이어는 금속으로 형성될 수 있다. 와이어는 구리로 형성되는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 6, the transmission / reception coil 520 may be disposed above or below the magnetic body 510. The transmission / reception coil 520 may be formed by winding a wire. The wire can be formed of metal. The wire is preferably formed of copper.

송수신 코일(520)의 와이어는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권취될 수 있다. 예를 들면, 송수신 코일(520)은 와이어가, 권취 가이드(620)의 외측면의 둘레를 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권취되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 송수신 코일(520)은, 내부에 공심이 존재하고, 와이어가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권취될 수 있다.The wire of the transmission / reception coil 520 may be wound in a clockwise or counterclockwise direction. For example, the transmission / reception coil 520 may be formed by winding a wire in a clockwise or counterclockwise direction along the circumference of the outer surface of the winding guide 620. For example, the transmission / reception coil 520 has an air core inside, and the wire may be wound in a clockwise or counterclockwise direction.

송수신 코일(520)은, 인입부(521), 권취부(522), 인출부(523)로 구성될 수 있다. 인입부(521)는, 송수신 코일(520)로 전류가 흘러 들어가는 부위로 정의될 수 있다. 인입부(521)는, 송수신 코일(520) 중 권취되지 않은 직선형 또는 곡선형의 와이어 부위로 설명될 수 있다. 인입부(521)의 일단은, 다른 전자 부품과 전기적으로 연결될 수 있다. 권취부(522)는, 와이어가 일방향으로 권취되어 나선형을 가지는 부위로 설명될 수 있다. 권취부(522)는, 권취 가이드(620)의 외측면의 둘레를 따라 일방향으로 권취될 수 있다. 권취부(522)는, 인입부(521)에서 연장될 수 있다. 인출부(523)는, 송수신 코일(520)에서 전류가 흘러 나가는 부위로 정의될 수 있다. 인출부(523)는, 송수신 코일(520) 중 권취되지 않은 직선형 또는 곡선형의 와이어 부위로 설명될 수 있다. 인출부(523)는, 권취부(522)에서 연장될 수 있다. 인출부(523)의 일단은, 다른 전자 부품과 전기적으로 연결될 수 있다.The transmitting / receiving coil 520 may include a lead-in section 521, a winding-up section 522, and a lead-out section 523. The lead-in portion 521 may be defined as a portion through which current flows into the transmitting / receiving coil 520. The lead-in part 521 may be described as a straight or curved wire part of the transmitting / receiving coil 520 that is not wound. One end of the lead-in portion 521 may be electrically connected to other electronic components. The winding part 522 may be described as a part where the wire is wound in one direction and has a spiral shape. The winding part 522 may be wound in one direction along the circumference of the outer surface of the winding guide 620. The winding part 522 can be extended from the lead-in part 521. The lead-out unit 523 may be defined as a portion through which current flows from the transmission / reception coil 520. The lead-out unit 523 may be described as a straight or curved wire portion of the transmission / reception coil 520 that is not wound. The lead-out portion 523 may be extended from the winding portion 522. One end of the lead-out portion 523 may be electrically connected to other electronic components.

한편, 전류는, 인입부(521)로 흘러들어가, 권취부(522)에서 흘러, 인출부(523)로 흘러 나올 수 있다. 송수신 코일(520)에 전류가 흐름에 따라, 자속이 발생한다. 도 6에 예시된 바와 같이, 자속은, 플레밍의 오른손나사 법칙에 의해, 전류 진행 방향을 기준으로, 와이어를 오른쪽을 향해 둘러싸는 방향으로 발생한다.On the other hand, electric current flows into the lead-in portion 521, flows from the winding portion 522, and flows out to the lead-out portion 523. As the current flows through the transmission / reception coil 520, magnetic flux is generated. As illustrated in FIG. 6, the magnetic flux is generated in a direction surrounding the wire toward the right, based on the current traveling direction, by Fleming's right-hand screw rule.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수신 패드 및 송신 패드의 자기 결합시의 자속 방향을 확인할 수 있는 맥스웰 시뮬레이션(Maxwell simulation) 결과이다.7 is a Maxwell simulation (Maxwell simulation) results that can confirm the direction of magnetic flux during magnetic coupling of the receiving pad and the transmitting pad according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 송수신 코일(520)은, 송신 패드(14)의 송신 코일(15) 및 수신 패드(21)의 수신 코일 중 어느 하나로 이해될 수 있다.Referring to FIG. 7, the transmission / reception coil 520 may be understood as any one of the transmission coil 15 of the transmission pad 14 and the reception coil of the reception pad 21.

서로 인접한 두개의 와이어에 같은 방향으로 전류가 흐르면 와이어와 와이어 사이는 자속의 방향이 반대가 되어 상쇄된다. 도 7과 같이 송신 코일(15)에 흐르는 전류의 흐름은, 권취부를 시계 방향으로 한바퀴 도는 화살표로 간략하게 도시될 수 있다. 도 7은 자기 결합에 의한 전력 전송(powering)의 조건은 암페어-턴(ampere-turn)의 곱에 의한 시뮬레이션 결과이다. 송신 패드(14)에서 흘러나온 자속이 수신 패드(25)의 측면으로 흘러들어가는 것을 확인할 수 있다.When current flows in two wires adjacent to each other in the same direction, the direction of magnetic flux between the wires and the wires is reversed and canceled. As shown in FIG. 7, the flow of current flowing through the transmission coil 15 can be briefly illustrated by an arrow that turns the winding part clockwise. 7 is a simulation result obtained by multiplying an ampere-turn by a condition of power transmission by magnetic coupling. It can be seen that the magnetic flux flowing from the transmitting pad 14 flows to the side of the receiving pad 25.

한편, 자성체(510)는, 송신 패드(14)의 자성체(510a) 및 수신 패드(21)의 자성체(510b) 중 어느 하나로 이해될 수 있다.Meanwhile, the magnetic body 510 may be understood as one of the magnetic body 510a of the transmitting pad 14 and the magnetic body 510b of the receiving pad 21.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드의 자기 회로를 설명하는데 참조되는 도면이다.8A and 8B are diagrams referred to for describing a magnetic circuit of a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.

도 8a는 일반적인 무선 충전 패드의 자기 등가 회로를 예시하고, 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드(500)의 자기 등가 회로를 예시한다. 8A illustrates a magnetic equivalent circuit of a typical wireless charging pad, and FIG. 8B illustrates a magnetic equivalent circuit of a wireless charging pad 500 according to an embodiment of the present invention.

도 8a의 등가 회로에서는 다음과 같은 수학식이 성립한다.In the equivalent circuit of FIG. 8A, the following equation holds.

수학식 1Equation 1

Figure pat00001
Figure pat00001

NI는 암페어-턴(ampere-turn)으로 N은 송수신 코일(520)의 턴수, I는 소스인 전류, Ψ는 자속, Rc는 블럭 코어의 고유 저항값, Rg는 공극(air gap)에 의해 발생되는 저항값을 나타 낸다.NI is an ampere-turn, N is the number of turns of the transmit / receive coil 520, I is the current as the source, Ψ is the magnetic flux, Rc is the intrinsic resistance value of the block core, and Rg is caused by the air gap Indicates the resistance value.

수학식 1에서 보는 바와 같이, Rg는 자속이 흐르는 곳에 형성된 공극이 커질수록 전체 자기 저항값은 커진다. 자속이 흐르는 것에 형성된 공극은 하나의 손실분으로 작용된다.As shown in Equation 1, the larger the pores formed where the magnetic flux flows, the larger the total magnetoresistance value becomes. The voids formed in the flux flow act as a loss.

도 8b의 등가 회로에서는 공극에 의해 발생되는 저항값이 무시할만한 수준인 경우, Rg는 0으로 표현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드에서는 블럭 코어의 배치 형태에 따라 공극에 의한 자기 저항을 최소화 할 수 있다. 이하의 설명에서는 복수의 블럭 코어를 이용하면서 공극에 의한 자기 저항값을 최소화하는 방식을 제시한다.In the equivalent circuit of FIG. 8B, when the resistance value generated by the air gap is negligible, Rg may be expressed as 0. In the wireless charging pad according to the embodiment of the present invention, magnetoresistance caused by voids may be minimized according to the arrangement form of the block core. In the following description, a method of minimizing the magnetoresistance due to voids while using a plurality of block cores is proposed.

도 9a 내지 도 9b는 블럭 코어의 배치 방법에 따른 공극의 영향을 설명하는데 참조되는 도면이다.9A to 9B are views referred to for explaining the influence of voids according to a method of arranging block cores.

블럭 형태의 자성체(블럭 코어)를 나란하게 배치하는 경우, 아무리 가깝게 붙여서 배치한다고 하여도 물리적인 공극이 존재할 수 밖에 없다. 이러한 물리적인 공극은 저항분(도 8a의 Rg)로 나타나게 된다.When a block-shaped magnetic material (block core) is arranged side by side, there is no choice but to have physical voids even if they are placed closely together. These physical voids are represented by the resistance (Rg in FIG. 8A).

도 9a에 예시된 바와 같이, 복수의 블럭 코어의 배치에 따라 공극(910)이 와이어의 연장 방향으로 형성되는 경우, 수많은 자속이 공극을 통해 지나가게 된다. 이경우, 공극에 의한 저항값(도 8a의 Rg)는 자기 회로에 영향을 미칠만큼 커질 수 밖에 없다. 이경우, 자속 방향 대비 공극(910)에 대한 유효 면적이 커질수 밖에 없고 공극(920)이 형성된 영역(760)에서 모든 자속이 공극(910)을 지날 수 밖에 없다.As illustrated in FIG. 9A, when the pores 910 are formed in the extending direction of the wire according to the arrangement of the plurality of block cores, a number of magnetic fluxes pass through the pores. In this case, the resistance value due to the air gap (Rg in FIG. 8A) has to be large enough to affect the magnetic circuit. In this case, the effective area for the pores 910 in comparison with the magnetic flux direction is forced to increase, and in the region 760 where the pores 920 are formed, all magnetic fluxes are forced to pass through the pores 910.

도 9b에 예시된 바와 같이, 복수의 블럭 코어의 배치에 따라 공극(920)이 와이어의 연장 방향과 수직한 방향으로 형성되는 경우, 극 소수의 자속만 공극을 통해 지나가게 된다. 이경우, 공극에 의한 저항값(도 8b)은 무시할만한 수준이 된다. 이경우, 자속들은 릴럭턴스가 높은 공극보다 릴럭턴스가 작은 자성체로 흐르고, 이경우, 자속 방향 대비 공극(920)에 대한 유효 면적이 적어 공극(920)이 형성된 영역(770)에서 대부분의 자속이 공극(920) 주변 자성체(블럭 코어)로 흐르게 된다.As illustrated in FIG. 9B, when the pores 920 are formed in a direction perpendicular to the extension direction of the wire according to the arrangement of the plurality of block cores, only a small number of magnetic fluxes pass through the pores. In this case, the resistance value due to the air gap (FIG. 8B) becomes a negligible level. In this case, the magnetic fluxes flow to the magnetic material having a smaller reluctance than the air gap having a high reluctance, and in this case, the effective magnetic field is smaller than the air gap 920 in the region 770 where the air gap 920 is formed due to a small effective area for the air gap 920 in the magnetic flux direction. 920) flows to the surrounding magnetic material (block core).

한편, 도 9a에 예시된 공극(910)은 송수신 코일(520)의 인덕턴스를 형성하는데 문제가 될 수 있다.Meanwhile, the air gap 910 illustrated in FIG. 9A may be a problem in forming the inductance of the transmission / reception coil 520.

수학식 2Equation 2

Figure pat00002
Figure pat00002

L은 송수신 코일(520)의 인덕턴스, λ는 쇄교 자속, I는 소스인 전류, N은 송수신 코일(520)의 턴수, R은 릴럭턴스, P는 퍼미언스를 나타낸다.L is the inductance of the transmitting and receiving coil 520, λ is the flux linkage, I is the current as the source, N is the number of turns of the transmitting and receiving coil 520, R is the reluctance, and P is the permeance.

송수신 코일(520)의 인덕턴스는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. 인덕턴스는 릴럭턴스와 반비례하고, 릴럭턴스의 역수는 퍼미언스로 표현된다. 보통 무선 충전 패드 설계시, 자성체를 한판으로 설계하는 것이 유리하지만, 한판으로 설계하기 위한 제작 공정상 어려움이 있고, 생산 비용이 증가하는 현실적인 문제가 있다. 또한, 큰 자성체를 한판으로 설계하는 경우, 자성체의 취성이 높아지는 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해소하기 위해 복수의 블럭 코어를 나란하게 배치하는 자성체를 이용한다.The inductance of the transmission / reception coil 520 may be expressed as Equation (2). Inductance is inversely proportional to reluctance, and the reciprocal of reluctance is expressed in permeance. Usually, when designing a wireless charging pad, it is advantageous to design the magnetic material in one plate, but there is a difficulty in the manufacturing process for designing in one plate, and there is a practical problem of increasing production cost. In addition, when a large magnetic body is designed in a single plate, there is a problem that the brittleness of the magnetic body increases. In order to solve these problems, a magnetic body is disposed in which a plurality of block cores are arranged side by side.

도 9a와 같이 복수의 블럭 코어를 배치하게 되면, 공극에 의한 저항값(도 8a의 Rg)이 증가하게 되어 인덕턴스가 감소한다. 즉, 퍼미언스가 감소한다. 도 9b와 같이 복수의 블럭 코어를 배치하게 되면, 공극에 의한 저항값이 무시할만한 수준이 되어 인덕턴스의 감소분도 최소화할 수 있게된다.When a plurality of block cores are arranged as shown in FIG. 9A, the resistance value (Rg in FIG. 8A) due to the air gap increases, and inductance decreases. That is, the permeance decreases. When a plurality of block cores are arranged as shown in FIG. 9B, the resistance value due to the air gap becomes negligible, so that the decrease in inductance can be minimized.

도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드를 설명하는데 참조되는 도면이다.10A is a view referred to for describing a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.

도 10b 및 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 제1 블럭 코어 및 제2 블럭 코어를 예시한다. 도 10b는, 자성체(510)를 형성하는 제1 블럭 코어(1010) 및 제2 블럭 코어(1020)만 분리하여 예시하고, 도 10c는 제1 블럭 코어(1010)와 제2 블럭 코어(1020)를 각각 개별적으로 예시한다.10B and 10C illustrate a first block core and a second block core according to an embodiment of the present invention. 10B illustrates only the first block core 1010 and the second block core 1020 separately forming the magnetic body 510, and FIG. 10C shows the first block core 1010 and the second block core 1020. Each is individually illustrated.

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 무선 충전 패드(500)는, 송수신 코일(520) 및 자성체(510)를 포함할 수 있다. 10A to 10C, the wireless charging pad 500 may include a transmit / receive coil 520 and a magnetic body 510.

송수신 코일(520)은, 자기 결합(Magnetic coupling)에 의해 무선으로 전력을 송신하거나 수신할 수 있다. 송수신 코일(520)은, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 와이어가 권취되어 형성될 수 있다. 와이어는 공극(1001)과 교차되는 방향으로 연장될 수 있다. 와이어는 공극(1001)과 교차되는 방향으로 권취될 수 있다. 권취부는, 공극(1001)과 교차되는 방향으로 와이어가 권취될 수 있다.The transmitting / receiving coil 520 may transmit or receive power wirelessly by magnetic coupling. The transmission / reception coil 520 may be formed by winding a wire as described with reference to FIG. 6. The wire may extend in a direction intersecting the void 1001. The wire may be wound in a direction intersecting the void 1001. The winding portion, the wire may be wound in a direction intersecting the void 1001.

자성체(510)는, 송수신 코일(510)의 주변에 배치될 수 있다. 예를 들면, 자성체(510)는, 지면을 기준으로 송수신 코일(510)의 아래에 배치될 수 있다. 예를 들면, 자성체(510)는, 지면을 기준으로 송수신 코일(510)의 위체 배치될 수 있다. 자성체(510)는, 송수신 코일(510)과 접촉될 수 있다.The magnetic body 510 may be disposed around the transmission / reception coil 510. For example, the magnetic body 510 may be disposed below the transmission / reception coil 510 with respect to the ground. For example, the magnetic body 510 may be disposed above the transmission / reception coil 510 based on the ground. The magnetic body 510 may be in contact with the transmission / reception coil 510.

자성체(510)는, 복수의 블럭 코어(block core)를 포함할 수 있다. 복수의 블럭 코어의 개수에는 제한을 두지 않는다. 블럭 코어는, 다른 블럭 코어와 함께 배치되어 자성체(510)를 구성하는 서브 자성체로 설명될 수 있다. 블럭 코어는, 페라이트를 이용하는 것이 바람직하다. 블럭 코어는, 송수신 코일(510) 전체를 커버하는 자성체(510)에 비해 상대적으로 작은 크기의 자성체로도 설명될 수 있다.The magnetic body 510 may include a plurality of block cores. There is no limit to the number of block cores. The block core may be described as a sub magnetic body that is disposed together with another block core to form the magnetic body 510. It is preferable to use ferrite as the block core. The block core may also be described as a magnetic body having a relatively small size compared to the magnetic body 510 covering the entire transmission / reception coil 510.

자성체(510)는, 제1 블럭 코어(1010) 및 제2 블럭 코어(1020)를 포함할 수 있다. 제2 블럭 코어(1020)는, 송수신 코일(520)의 와이어가 연장되는 방향으로 제1 블럭 코어(1010)와 나란하게 배치될 수 있다. 와이어가 연장되는 방향은, 전류가 흐르는 방향 또는 전류가 흐르는 방향의 반대 방향으로 설명될 수 있다. 또는, 와이어가 연장되는 방향은, 와이어가 권취되는 방향으로 설명될 수 있다.The magnetic body 510 may include a first block core 1010 and a second block core 1020. The second block core 1020 may be disposed in parallel with the first block core 1010 in a direction in which the wires of the transmission / reception coil 520 extend. The direction in which the wire extends may be described in a direction in which the current flows or in the opposite direction to the direction in which the current flows. Alternatively, the direction in which the wire extends may be described as a direction in which the wire is wound.

자성체(510)는, 송수신 코일(520)의 턴수 및 송수신 코일(520)에 흐르는 전류의 피크값의 곱으로부터의 고유의 자기 저항 성분을 가지는 물체로 정의될 수 있다. 여기서, 고유의 자기 저항 성분은, 공극에 의해 발생되는 자기 저항 성분은 제외된 것이다. 도 10에서는, 자성체(510)가 송수신 코일(520)의 전체를 커버하는 것으로 예시하지만, 자성체(510)는, 도 11c와 같이 더 작은 단위로 설명될 수 있다.The magnetic body 510 may be defined as an object having an intrinsic magnetoresistive component from the product of the number of turns of the transmit / receive coil 520 and the peak value of the current flowing through the transmit / receive coil 520. Here, the intrinsic magnetoresistance component excludes the magnetoresistance component generated by the voids. In FIG. 10, although the magnetic body 510 is illustrated as covering the entire transmission / reception coil 520, the magnetic body 510 may be described in smaller units as illustrated in FIG. 11C.

제1 블럭 코어(1010)는, 입체 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 블럭 코어(1010)는, 특정 높이값을 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다.The first block core 1010 may have a three-dimensional shape. For example, the first block core 1010 may have a plate shape having a specific height value.

제2 블럭 코어(1020)는, 입체 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 블럭 코어(1020)는, 특정 높이값을 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제2 블럭 코어(1020)의 높이값은 제1 블럭 코어(1010)의 높이값과 같을 수 있다. The second block core 1020 may have a three-dimensional shape. For example, the second block core 1020 may have a plate shape having a specific height value. The height value of the second block core 1020 may be the same as the height value of the first block core 1010.

제2 블럭 코어(1020)는, 일면이 제1 블럭 코어(1010)와 마주보게 배치되어 공극(1001)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제2 블럭 코어(1020)의 제1 측면은 제1 블럭 코어(1010)의 제1 측면과 마주보게 배치되어, 제2 블럭 코어(1020)의 제1 측면과 제1 블럭 코어(1010)의 제1 측면 사이에 공극(1001)이 형성될 수 있다.In the second block core 1020, one surface may be disposed to face the first block core 1010 to form an air gap 1001. For example, the first side of the second block core 1020 is disposed to face the first side of the first block core 1010, so that the first side and the first block core of the second block core 1020 ( A void 1001 may be formed between the first sides of 1010).

공극(1001)의 길이 방향(1002)은, 와이어의 연장 방향(1009)와 수직할 수 있다. 제2 블럭 코어(1020)가 송수신 코일(520)의 와이어가 연장되는 방향으로 제1 블럭 코어(1010)와 나란하게 배치되고, 제2 블럭 코어(1020)의 일면이 제1 블럭 코어(1010)와 마주보게 배치됨으로써 형성된 공극(100)은 길이 방향(1002)이 와이어의 연장 방향(1009)과 수직하게 된다. 그에 따라, 극소수의 자속만 공극(1001)을 통해 지나가거나, 공극(1001)을 통해 지나가는 자속이 없게 되고, 자속이 공극(1001) 주변의 제1 블럭 코어(1010) 및 제2 블럭 코어(1020)로 흐르게 된다. 이경우, 공극(1001)의 길이 방향(1002)은, 공극(1001) 주변의 자성체(510)에서 흐르는 자속(1011, 1021)의 방향과 같을 수 있다. 공극(1001)의 길이 방향(1002)은, 제1 블럭 코어(1010) 및 제2 블럭 코어(1020)에서 흐르는 자속(1011, 1021)의 방향과 같을 수 있다. 공극(100)의 길이 방향(1002)은, 자성체(510)에 흐르는 적어도 하나의 자속의 방향과 평행할 수 있다.The longitudinal direction 1002 of the void 1001 may be perpendicular to the extending direction 1009 of the wire. The second block core 1020 is disposed in parallel with the first block core 1010 in a direction in which the wires of the transmission / reception coil 520 extend, and one surface of the second block core 1020 has a first block core 1010. The voids 100 formed by facing each other have a longitudinal direction 1002 perpendicular to the extending direction 1009 of the wire. Accordingly, only a small number of magnetic fluxes pass through the air gap 1001, or there is no magnetic flux passing through the air gap 1001, and the magnetic flux is the first block core 1010 and the second block core 1020 around the air gap 1001. ). In this case, the longitudinal direction 1002 of the air gap 1001 may be the same as the direction of the magnetic fluxes 1011 and 1021 flowing from the magnetic body 510 around the air gap 1001. The longitudinal direction 1002 of the air gap 1001 may be the same as the direction of magnetic fluxes 1011 and 1021 flowing in the first block core 1010 and the second block core 1020. The longitudinal direction 1002 of the void 100 may be parallel to the direction of at least one magnetic flux flowing in the magnetic body 510.

한편, 송수신 코일(520)의 인덕턴스는 공극(1001)의 형성 방향과 연관성을 가질 수 있다. 자속이 공극(1001)을 지나는 양이 늘어날수록 공극(1001)에 의해 발생되는 저항값(도 8a의 Rg)이 증가하게 된다. 그에 따라 릴럭턴스가 증가하게 되어, 송수신 코일(520)의 인덕턴스값이 감소한다. 자속이 공극(1001)을 지나는 양이 줄어들수록 공극(1001)에 의해 발생되는 저항값이 감소하게 된다. 그에 따라 릴럭턴스가 감소하게 되어, 송수신 코일(520)의 인덕턴스값이 증가한다.Meanwhile, the inductance of the transmission / reception coil 520 may have a relationship with the formation direction of the void 1001. As the amount of magnetic flux passing through the void 1001 increases, the resistance value (Rg in FIG. 8A) generated by the void 1001 increases. Accordingly, the reluctance increases, and the inductance value of the transmission / reception coil 520 decreases. As the amount of magnetic flux passing through the void 1001 decreases, the resistance value generated by the void 1001 decreases. Accordingly, the reluctance decreases, and the inductance value of the transmission / reception coil 520 increases.

도 10b 및 도 10c에 예시된 바와 같이, 제1 블럭 코어(1010)는, 제2 블럭 코어(1020)를 마주보는 제1 블럭 코어(1010)는, 제2 블럭 코어(1020)를 마주보는 제1 면(1015)을 어느 하나의 측면으로 하는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제2 블럭 코어(1020)는, 제1 면(1015)을 마주보는 제2 면(1025)을 어느 하나의 측면으로 하는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 제1 면(1015) 및 제2 면(1025) 사이에 공극(1001)이 형성될 수 있다.As illustrated in FIGS. 10B and 10C, the first block core 1010 is a first block core 1010 facing the second block core 1020, and the first block core 1010 is facing the second block core 1020. It may be formed in a plate shape with one side 1015 as any one side. The second block core 1020 may be formed in a plate shape with the second surface 1025 facing the first surface 1015 as any one side surface. An air gap 1001 may be formed between the first surface 1015 and the second surface 1025.

제1 블럭 코어(1010)는, 제1 변(1011a)이 하나의 변으로 구성된 다각형의 횡단면(1010a)을 가질 수 있다. 도 10b에서는 제1 블럭 코어(1010)의 횡단면이 사각형인 것을 예시하나, 이에 제한되지 않고, 제1 블럭 코어(1010)의 횡단면은, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형 또는 십각형일 수 있다.The first block core 1010 may have a polygonal cross-section 1010a in which the first side 1011a consists of one side. 10B illustrates that the cross section of the first block core 1010 is square, but is not limited thereto, and the cross section of the first block core 1010 is triangular, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, octagonal, or octagonal. Can be

제2 블럭 코어(1020)는 제1 변(1011a)과 같은 길이의 제2 변(1021a)이 하나의 변으로 구성된 다각형의 횡단면(1020a)을 가질 수 있다. 도 10b에서는 제2 블럭 코어(1020)의 횡단면이 사각형인 것을 예시하나, 이에 제한되지 않고, 제2 블럭 코어(1020)의 횡단면은, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형 또는 십각형일 수 있다.The second block core 1020 may have a polygonal cross-section 1020a in which the second side 1021a having the same length as the first side 1011a is composed of one side. 10B illustrates that the cross section of the second block core 1020 is square, but is not limited thereto, and the cross section of the second block core 1020 is triangular, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, octagonal, or octagonal. Can be

한편, 자성체(510)는, 제3 블럭 코어(1030)를 더 포함할 수 있다. 제3 블럭 코어(1030)는, 입체 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 블럭 코어(1030)는, 특정 높이값을 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제3 블럭 코어(1030)의 높이값은 제1 블럭 코어(1010)의 높이값과 같을 수 있다. Meanwhile, the magnetic body 510 may further include a third block core 1030. The third block core 1030 may have a three-dimensional shape. For example, the third block core 1030 may have a plate shape having a specific height value. The height value of the third block core 1030 may be the same as the height value of the first block core 1010.

제3 블럭 코어(1030)는, 송수신 코일(520)의 와이어가 연장되는 방향으로 제2 블럭 코어(1020)와 나란하게 배치될 수 있다. 제3 블럭 코어(1030)는 일면이 제2 블럭 코어(1020)와 마주보게 배치되어 공극이 형성될 수 있다. The third block core 1030 may be arranged side by side with the second block core 1020 in a direction in which the wires of the transmission / reception coil 520 extend. The third block core 1030 may be formed with one surface facing the second block core 1020 to form a void.

자성체(510)는 제4 블럭 코어(1040)를 더 포함할 수 있다. 제4 블럭 코어(1040)는, 입체 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제4 블럭 코어(1040)는, 특정 높이값을 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제4 블럭 코어(1040)의 높이값은 제1 블럭 코어(1040)의 높이값과 같을 수 있다. The magnetic body 510 may further include a fourth block core 1040. The fourth block core 1040 may have a three-dimensional shape. For example, the fourth block core 1040 may have a plate shape having a specific height value. The height value of the fourth block core 1040 may be the same as the height value of the first block core 1040.

제4 블럭 코어(1040)는, 송수신 코일(520)의 와이어가 연장되는 방향으로 제3 블럭 코어(1030)와 나란하게 배치될 수 있다. 제4 블럭 코어(1040)는 일면이 제3 블럭 코어(1030)와 마주보게 배치되어 공극이 형성될 수 있다. The fourth block core 1040 may be arranged side by side with the third block core 1030 in a direction in which the wires of the transmission / reception coil 520 extend. The fourth block core 1040 may be formed with one surface facing the third block core 1030 to form voids.

제4 블럭 코어(1040)는, 송수신 코일(520)의 와이어가 연장되는 방향으로 제1 블럭 코어(1010)와 나란하게 배치될 수 있다. 제4 블럭 코어(1040)는 일면이 제1 블럭 코어(1010)와 마주보게 배치되어 공극이 형성될 수 있다.The fourth block core 1040 may be arranged side by side with the first block core 1010 in a direction in which the wires of the transmission / reception coil 520 extend. The fourth block core 1040 may be formed with one surface facing the first block core 1010 to form a void.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 패드를 설명하는데 참조되는 도면이다.11A to 11C are diagrams referred to for describing a wireless charging pad according to an embodiment of the present invention.

도 11a에 예시된 바와 같이, 자성체(510)는 복수일 수 있다. 예를 들면, 자성체(510)는, 제1 자성체(511), 제2 자성체(512), 제3 자성체(513) 및 제4 자성체(514)로 구성될 수 있다.As illustrated in FIG. 11A, the magnetic body 510 may be plural. For example, the magnetic body 510 may include a first magnetic body 511, a second magnetic body 512, a third magnetic body 513, and a fourth magnetic body 514.

복수의 자성체(511, 512, 513, 514) 각각은, 송수신 코일(520)의 턴수 및 송수신 코일(520)에 흐르는 전류의 피크값의 곱에 대한 고유의 자기 저항 성분을 가지는 물체로 정의될 수 있다. 여기서, 고유의 자기 저항 성분은, 공극에 의해 발생되는 자기 저항 성분은 제외된 것이다.Each of the plurality of magnetic bodies 511, 512, 513, and 514 may be defined as an object having an intrinsic magnetoresistive component to the product of the number of turns of the transmitting and receiving coils 520 and the peak value of the current flowing through the transmitting and receiving coils 520. have. Here, the intrinsic magnetoresistance component excludes the magnetoresistance component generated by the voids.

도 11b에 예시된 바와 같이, 복수의 자성체(511, 512, 513, 514)를 각각 구성하는 복수의 블럭 코어들의 배치에 의해 생성되는 공극의 길이 방향이 와이어의 연장 방향과 같은 경우, 수많은 자속이 공극을 통해 지나가게 된다. 그에 따라 공극에의한 자기 저항값(도 8a의 Rg)이 높아지게 된다. As illustrated in FIG. 11B, when the longitudinal direction of the voids generated by the arrangement of the plurality of block cores constituting the plurality of magnetic bodies 511, 512, 513, and 514 are the same as the extending direction of the wire, numerous magnetic fluxes are generated. It passes through the air gap. Accordingly, the magnetic resistance value (Rg in FIG. 8A) due to the air gap is increased.

도 11c에 에시된 바와 같이, 복수의 자성체(511, 512, 513, 514)를 구성하는 복수의 블럭 코어들의 배치에 의해 생성되는 공극의 길이 방향이 와이어의 연장 방향과 수직한 경우, 극 소수의 자속만 공극을 통해 지나가게 된다. 그에 따라, 공극에 의한 저항값은 무시할만한 수준이 된다. As shown in Fig. 11C, when the longitudinal direction of the voids generated by the arrangement of the plurality of block cores constituting the plurality of magnetic bodies 511, 512, 513, and 514 is perpendicular to the extending direction of the wire, very few Only the magnetic flux passes through the air gap. Accordingly, the resistance value due to the air gap becomes a negligible level.

권취부의 와이어가 직선인 경우, 도 10a에서 설명한 바와 같이, 제1 블럭 코어와 제2 블럭 코어의 배치 관계에 따라 형성되는 공극은, 와이어의 연장 방향과 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 이경우, 공극의 길이 방향은, 와이어의 연장 방향과 수직할 수 있다. 이경우, 공극의 길이 방향은, 공극 주변의 자성체에서 흐르는 자속의 방향과 같을 수 있다.When the wire of the winding portion is a straight line, as described with reference to FIG. 10A, voids formed according to the arrangement relationship between the first block core and the second block core may be formed in a direction perpendicular to the extending direction of the wire. In this case, the longitudinal direction of the air gap may be perpendicular to the extending direction of the wire. In this case, the longitudinal direction of the air gap may be the same as the direction of magnetic flux flowing in the magnetic material around the air gap.

지시부호 790과 같이, 권취부의 와이어가 직선으로 연장되는 경우, 제2 블럭 코어(1020)는, 권취부의 와이어가 연장되는 방향으로 제1 블럭 코어(1010)와 나란하게 배치되어, 와이어에 수직되는 방향으로 공극을 형성할 수 있다.As indicated by reference numeral 790, when the wire of the winding portion extends in a straight line, the second block core 1020 is disposed in parallel with the first block core 1010 in the direction in which the wire of the winding portion extends, and on the wire. Voids may be formed in a vertical direction.

지시부호 791과 같이, 권취부의 와이어가 곡선으로 연장되는 경우, 제2 블럭 코어(1020)는, 권취부의 와이어가 연장되는 방향으로 제1 블럭 코어(1010)와 나란하게 배치되어 곡선의 접선(1101)에 수직되는 방향으로 공극을 형성할 수 있다.As indicated by reference numeral 791, when the wire of the winding portion extends in a curve, the second block core 1020 is disposed in parallel with the first block core 1010 in the direction in which the wire of the winding portion extends and the tangent of the curve. A void may be formed in a direction perpendicular to (1101).

본원 발명의 실시예와 같이, 복수의 블럭 코어를 배치하는 경우, 공극에 의한 저항값이 낮아지고, 시스템 효율이 향상된다. 또한, 퍼미언스가 높아져 특정 인덕턴스를 요구하는 자성체의 크기가 종래 기술 대비, 작아져 전체 무선 충전 패스(500)의 크기가 작아질 수도 있다.As in the embodiment of the present invention, when a plurality of block cores are arranged, the resistance value due to the air gap is lowered, and system efficiency is improved. In addition, the size of the magnetic material requiring a specific inductance is increased, and the size of the entire wireless charging path 500 may be reduced compared to the prior art.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered illustrative. The scope of the invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

500 : 무선 충전 패드500: wireless charging pad

Claims (14)

와이어가 권취되어 형성되는 송수신 코일; 및
상기 송수신 코일의 주변에 배치되는 적어도 하나의 자성체;를 포함하고,
상기 자성체는,
제1 블럭 코어(block core); 및
상기 와이어가 연장되는 방향으로 상기 제1 블럭 코어와 나란하게 배치되는 제2 블럭 코어;를 포함하는 무선 충전 패드.
A transmission / reception coil formed by winding a wire; And
Includes; at least one magnetic body disposed around the transmitting and receiving coil;
The magnetic material,
A first block core; And
A wireless charging pad including; a second block core disposed in parallel with the first block core in a direction in which the wire extends.
제 1항에 있어서,
상기 자성체는,
상기 송수신 코일의 턴수 및 상기 송수신 코일에 흐르는 전류의 피크값의 곱으로부터의 고유의 자기 저항 성분을 가지는 물체로 정의되는 무선 충전 패드.
According to claim 1,
The magnetic material,
A wireless charging pad defined as an object having an intrinsic magnetoresistive component from the product of the number of turns of the transmitting and receiving coil and the peak value of the current flowing through the transmitting and receiving coil.
제 1항에 있어서,
상기 제2 블럭 코어는,
일면이 상기 제1 블럭 코어와 마주보게 배치되어 공극(air gap)을 형성하는 무선 충전 패드.
According to claim 1,
The second block core,
A wireless charging pad having one surface facing the first block core to form an air gap.
제 3항에 있어서,
상기 공극의 길이 방향은,
상기 와이어의 연장 방향과 수직한 무선 충전 패드.
According to claim 3,
The longitudinal direction of the void,
Wireless charging pad perpendicular to the extending direction of the wire.
제 3항에 있어서,
상기 공극의 길이 방향은,
상기 공극 주변의 상기 자성체에서 흐르는 자속의 방향과 같은 무선 충전 패드.
According to claim 3,
The longitudinal direction of the void,
Wireless charging pad in the same direction as the magnetic flux flowing in the magnetic body around the air gap.
제 3항에 있어서,
상기 와이어는,
상기 공극과 교차되는 방향으로 연장되는 무선 충전 패드.
According to claim 3,
The wire,
A wireless charging pad extending in a direction intersecting the air gap.
제 3항에 있어서,
상기 송수신 코일의 인덕턴스는,
공극의 형성 방향과 연관성을 가지는 무선 충전 패드.
According to claim 3,
The inductance of the transmitting and receiving coil,
A wireless charging pad that is related to the direction of formation of voids.
제 1항에 있어서,
상기 제1 블럭 코어는,
상기 제2 블럭 코어를 마주보는 제1 면을 어느 하나의 측면으로 하는 플레이트 형상으로 형성되고,
상기 제2 블럭 코어는,
상기 제1 면을 마주보는 제2 면을 어느 하나의 측면으로 하는 플레이트 형상으로 형성되고,
상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이에 공극이 형성되는 무선 충전 패드.
According to claim 1,
The first block core,
The first block facing the second block core is formed in a plate shape with any one side surface,
The second block core,
The second surface facing the first surface is formed in a plate shape with any one side,
A wireless charging pad in which a void is formed between the first surface and the second surface.
제 8항에 있어서,
상기 제1 블럭 코어는,
제1 변이 하나의 변으로 구성된 다각형의 횡단면을 가지는 무선 충전 패드.
The method of claim 8,
The first block core,
A wireless charging pad having a polygonal cross section in which the first side is composed of one side.
제 9항에 있어서,
상기 제2 블럭 코어는,
상기 제1 변과 같은 길이의 제2 변이 하나의 변으로 구성된 다각형의 횡단면을 가지는 무선 충전 패드.
The method of claim 9,
The second block core,
The wireless charging pad having a second side of the same length as the first side has a polygonal cross-section consisting of one side.
제 1항에 있어서,
상기 송수신 코일은,
일방향으로 권취되어 나선형을 가지는 권취부;를 포함하는 무선 충전 패드.
According to claim 1,
The transmitting and receiving coil,
Wireless charging pad comprising a; winding in one direction and having a spiral.
제 11항에 있어서,
상기 권취부의 와이어가 직선으로 연장되는 경우, 상기 제2 블럭 코어는, 상기 권취부의 와이어가 연장되는 방향으로 상기 제1 블럭 코어와 나란하게 배치되어, 상기 와이어에 수직되는 방향으로 공극을 형성하는 무선 충전 패드.
The method of claim 11,
When the wire of the winding portion extends in a straight line, the second block core is arranged in parallel with the first block core in a direction in which the wire of the winding portion extends to form a void in a direction perpendicular to the wire. Wireless charging pad.
제 11항에 있어서,
상기 권취부의 와이어가 곡선으로 연장되는 경우, 상기 제2 블럭 코어는, 상기 권취부의 와이어가 연장되는 방향으로 상기 제1 블럭 코어와 나란하게 배치되어, 상기 곡선의 접선에 수직되는 방향으로 공극을 형성하는 무선 충전 패드.
The method of claim 11,
When the wire of the winding portion extends in a curve, the second block core is arranged in parallel with the first block core in a direction in which the wire of the winding portion extends, and the voids in a direction perpendicular to the tangent of the curve Wireless charging pad to form a.
제 1항에 있어서,
상기 자성체는,
상기 와이어가 연장되는 방향으로 상기 제2 블럭 코어와 나란하게 배치되는 제3 블럭 코어를 더 포함하고,
상기 제3 블럭코어는,
일면이 상기 제2 블럭 코어와 마주보게 배치되어 공극이 형성되는 무선 충전 패드.

According to claim 1,
The magnetic material,
Further comprising a third block core disposed in parallel with the second block core in the direction in which the wire extends,
The third block core,
A wireless charging pad in which one side is disposed facing the second block core to form a void.

KR1020180135113A 2018-11-06 2018-11-06 Wireless charging pad and wireless charging apparatus KR20200052034A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180135113A KR20200052034A (en) 2018-11-06 2018-11-06 Wireless charging pad and wireless charging apparatus
PCT/KR2019/014968 WO2020096344A1 (en) 2018-11-06 2019-11-06 Wireless charging pad and wireless charging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180135113A KR20200052034A (en) 2018-11-06 2018-11-06 Wireless charging pad and wireless charging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200052034A true KR20200052034A (en) 2020-05-14

Family

ID=70611362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180135113A KR20200052034A (en) 2018-11-06 2018-11-06 Wireless charging pad and wireless charging apparatus

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20200052034A (en)
WO (1) WO2020096344A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124558A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 에스케이씨 주식회사 Wireless charging device and mobility means comprising same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364180B1 (en) * 2012-09-20 2014-02-20 한국과학기술원 Wireless power supplying apparatus using commercial frequency for electric vehicle
KR101813301B1 (en) * 2013-10-14 2017-12-28 삼성전기주식회사 Magnetic sheet, wireless charging module and method for manufacturing magnetic sheet
KR101741678B1 (en) * 2015-09-08 2017-06-16 한국과학기술원 Apparatus for Wireless Power Feeding and Pick-up Robust to Deviation of Up and Down Left and Right
CN109155535B (en) * 2016-03-10 2022-07-26 无线先进车辆电气化有限公司 Biplane wireless power transmission pad
KR101957189B1 (en) * 2016-03-28 2019-03-13 주식회사 플렉스파워 Three Axis Wireless Power Receiver and Manufacturing Method Thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124558A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 에스케이씨 주식회사 Wireless charging device and mobility means comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020096344A1 (en) 2020-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7194091B2 (en) Inductive power transfer device
US10158256B2 (en) Contactless connector system tolerant of position displacement between transmitter coil and receiver coil and having high transmission efficiency
US7969045B2 (en) Installation
US9972434B2 (en) Magnetically permeable structures
US20210036553A1 (en) Inductive Power Transfer
CN107430933B (en) Ground side coil unit
JP5646688B2 (en) Contactless power supply system
US9123466B2 (en) Wireless power transfer systems containing foil-type transmitter and receiver coils
JP5462019B2 (en) Non-contact power feeding device
KR20200052034A (en) Wireless charging pad and wireless charging apparatus
KR101369415B1 (en) Transmitter used in wireless power transfer and wireless power transfer system having the same
US20190157906A1 (en) Inductive Power Transfer Using Diverted Magnetic Field
KR102521855B1 (en) Wireless charging pad and wireless charging apparatus
JP2016004990A (en) Resonator
CN108599394B (en) Wireless charging system capable of realizing energy funnel effect and wireless charging method thereof
KR20200052033A (en) Wireless charging pad and wireless charging apparatus
CN217115741U (en) Wireless charging additional device and wireless electric energy transmitting device
CN112189293B (en) Wireless charging plate and wireless charging device
US11303153B2 (en) Wireless charging pad and wireless charging apparatus
KR102546991B1 (en) Wireless charging pad and wireless charging apparatus
CN110506379B (en) System for wireless power transfer between low and high potentials, and high voltage circuit breaker
JP2024042725A (en) Matching circuit for wireless power receiving device
KR20150086792A (en) Wireless Electric Power Supply Apparatus