KR20210013946A - Wireless power transfer apparatus and system including the same - Google Patents
Wireless power transfer apparatus and system including the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210013946A KR20210013946A KR1020190091818A KR20190091818A KR20210013946A KR 20210013946 A KR20210013946 A KR 20210013946A KR 1020190091818 A KR1020190091818 A KR 1020190091818A KR 20190091818 A KR20190091818 A KR 20190091818A KR 20210013946 A KR20210013946 A KR 20210013946A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wireless power
- coil
- shielding member
- power transmission
- protruding surface
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 158
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 27
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/005—Mechanical 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
Abstract
Description
본 발명은, 무선 전력 전송 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 포함하는 무선 전력 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission device and a wireless power system including the same, and more particularly, to a wireless power transmission device capable of improving the efficiency of power transmission, and a wireless power system including the same.
일반적으로 전자기기에 전력을 공급하는 경우, 전자기기에 물리적인 케이블 또는 전선을 연결하여 상용전원을 공급하는 단자 공급 방식이 사용된다. 이러한, 단자 공급 방식은, 케이블 또는 전선들이 상당한 공간을 차지하고, 정리가 용이하지 않으며, 단선의 위험이 있다.In general, when power is supplied to an electronic device, a terminal supply method of supplying commercial power by connecting a physical cable or wire to the electronic device is used. In such a terminal supply method, cables or wires occupy considerable space, are not easy to arrange, and there is a risk of disconnection.
최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 무선 전력 전송 방식에 대한 연구가 논의되고 있다.In recent years, in order to solve this problem, research on a wireless power transmission method has been discussed.
무선 전력 전송 시스템은, 단일 코일 또는 멀티 코일을 통해 전력을 공급하는 무선 전력 전송 장치와, 무선 전력 전송 장치로부터 무선으로 공급되는 전력을 수신하여 이를 사용하는 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있다.The wireless power transmission system may include a wireless power transmission device that supplies power through a single coil or multiple coils, and a wireless power reception device that receives and uses power wirelessly supplied from the wireless power transmission device.
무선 전력 공급 방법으로는 유도 결합 방식(inductive coupling) 방식이 주로 사용되고 있으며, 이 방식은, 인접한 두 개의 코일(coil) 중 1차 코일에 흐르는 전류의 세기를 변화시키면, 그 전류에 의해 자기장이 변하고, 이로 인하여 2차 코일을 지나는 자속이 변하게 되어, 2차 코일 측에 유도 기전력이 생기는 원리를 이용한다. 즉, 이 방식에 따르면, 두 개 도선을 공간적으로 움직이지 않고도 두 개 코일을 이격시킨 채 1차 코일의 전류만 변화시키면, 유도 기전력이 생기게 된다.As a wireless power supply method, an inductive coupling method is mainly used, and this method changes the magnetic field by the current when the intensity of the current flowing through the primary coil among two adjacent coils is changed. , As a result, the magnetic flux passing through the secondary coil is changed, and an induced electromotive force is generated on the secondary coil side. That is, according to this method, when only the current of the primary coil is changed while the two coils are spaced apart without spatially moving the two conductors, induced electromotive force is generated.
한편, 이와 같은 방식을 통해 무선으로 전력을 송수신하는 경우, 전력 송수신에 있어 충전 효율을 높이기 위한 다양한 방안들이 제안되고 있다.On the other hand, in the case of wirelessly transmitting and receiving power through such a method, various methods for increasing charging efficiency in power transmission and reception have been proposed.
본 발명은, 무선으로 전력을 전송함에 있어서 전송 효율을 향상시킬 수 있는 무선 전력 전송 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공함에 있다. The present invention is to provide a wireless power transmission apparatus capable of improving transmission efficiency in wirelessly transmitting power and a system including the same.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치는, 적어도 하나의 송신 코일, 적어도 하나의 송신 코일의 일면에 배치되는 제1 차폐부재 및 적어도 하나의 송신 코일의 타면에 배치되는 제2 차폐부재를 포함하고, 제1 차폐부재는, 적어도 하나의 송신 코일의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면 및 적어도 하나의 송신 코일의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면을 포함하고, 제2 차폐부재는, 제2 돌출면에 접하고, 적어도 하나의 송신 코일의 타면 중 일부를 덮도록 배치될 수 있다.In order to achieve the above object, a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention includes at least one transmitting coil, a first shielding member disposed on one surface of the at least one transmitting coil, and the other surface of the at least one transmitting coil. And a second shielding member disposed, wherein the first shielding member includes a first protruding surface formed to surround an outer circumference of at least one transmitting coil and a second formed to be surrounded by an inner circumference of at least one transmitting coil The second shielding member may include a protruding surface, and may be disposed so as to contact the second protruding surface and cover a portion of the other surface of the at least one transmitting coil.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 시스템은, 적어도 하나의 송신 코일, 적어도 하나의 송신 코일의 일면에 배치되는 제1 차폐부재 및 적어도 하나의 송신 코일의 타면에 배치되는 제2 차폐부재를 포함하고, 제1 차폐부재는, 적어도 하나의 송신 코일의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면 및 적어도 하나의 송신 코일의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면을 포함하고, 제2 차폐부재는, 제2 돌출면에 접하고, 적어도 하나의 송신 코일의 타면 중 일부를 덮도록 배치되는 무전 전력 전송 장치를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the wireless power system according to an embodiment of the present invention includes at least one transmitting coil, a first shielding member disposed on one surface of the at least one transmitting coil, and a second surface of the at least one transmitting coil. And a second shielding member, wherein the first shielding member includes a first protruding surface formed to surround an outer circumference of at least one transmitting coil and a second protruding formed to be wrapped by an inner circumference of at least one transmitting coil Including a surface, the second shielding member may include an electroless power transmission device disposed to be in contact with the second protruding surface and to cover a portion of the other surface of the at least one transmission coil.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 전력 전송 장치의 품질 계수(quality factor)를 향상시킬 수 있어, 무선 전력 전송 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 전력 송수신 효율을 향상시킬 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a quality factor of a wireless power transmission device may be improved, and thus power transmission/reception efficiency between the wireless power transmission device and the wireless power reception device may be improved.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 내부 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 수신 장치의 내부 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 분해 사시도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 사시도이고, 도 4c는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 분해 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 차폐부재의 면적에 따른, 전력 전송부의 성능 지수와, 인덕턴스에 대한 그래프를 도시한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a wireless power system according to an embodiment of the present invention.
2 is an internal block diagram of an apparatus for transmitting power wirelessly according to an embodiment of the present invention.
3 is an internal block diagram of an apparatus for receiving wireless power according to an embodiment of the present invention.
Figure 4a is an exploded perspective view of a power transmission unit according to an embodiment of the present invention, Figure 4b is a perspective view of the power transmission unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 4c is, according to an embodiment of the present invention, It is a cross-sectional view of the power transmission unit.
5A is an exploded perspective view of a power transmission unit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a perspective view of a power transmission unit according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a graph of a performance index of a power transmission unit and an inductance according to an area of a second shielding member according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, in order to clearly and briefly describe the present invention, the illustration of parts not related to the description is omitted, and the same reference numerals are used for identical or extremely similar parts throughout the specification.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes "module" and "unit" for the constituent elements used in the following description are given in consideration of only the ease of writing in the present specification, and do not impart a particularly important meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably with each other.
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 the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or additional possibility of additions or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, is not preliminarily excluded.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다. In addition, in this specification, terms such as first and second may be used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless power system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무선 전력 시스템(10)은, 예를 들면, 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송 장치(100) 및 전송된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
무선 전력 전송 장치(100)는, 예를 들면, 코일(181)에 흐르는 전류에 의한 자기장의 변화에 따라, 무선 전력 수신 장치(200)에 구비된 코일(281)에 전류가 유도되는 자기 유도 현상을 이용하여, 무선 전력 수신 장치(200)에 무선으로 전력을 전달할 수 있다. 이때, 무선 전력 전송 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, WPC(Wireless Power Consortium) 또는 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전방식을 이용할 수 있다. 또는, 무선 전력 전송 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 정의된 자기공명 방식의 무선 충전방식을 이용할 수 있다.The wireless
이하, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 코일(181)과, 무선 전력 수신 장치(200)에 구비된 코일(281)의 구분을 위해, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 코일(181)을 송신 코일로 명명할 수 있고, 무선 전력 수신 장치(200)에 구비된 코일(281)을 수신 코일로 명명할 수 있다.Hereinafter, in order to distinguish between the
일 실시예에 따라, 하나의 무선 전력 전송 장치(100)는, 복수의 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 전송할 수 있다. 이때, 무선 전력 전송 장치(100)는, 예를 들면, 시분할 방식에 따라 복수의 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 전송할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 무선 전력 수신 장치(200) 각각에 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 전송할 수도 있다. According to an embodiment, one wireless
한편, 하나의 무선 전력 전송 장치(100)로부터 전력을 수신할 수 있는 무선 전력 수신 장치(200)의 개수는, 예를 들면, 복수의 무선 전력 수신 장치(200) 각각의 요구 전력량, 무선 전력 전송 장치(100)의 가용 전력량 등을 고려하여 적응적으로 결정될 수 있다.Meanwhile, the number of wireless
또 다른 실시예에 따르면, 복수의 무선 전력 전송 장치(100)가, 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 전송할 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 복수의 무선 전력 전송 장치(100)와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 전송 장치(100)로부터 동시에 전력을 수신할 수 있다. According to another embodiment, a plurality of wireless
한편, 무선 전력 전송 장치(100)의 개수는, 예를 들면, 적어도 하나의 무선 전력 수신 장치(200) 각각의 요구 전력량, 무선 전력 전송 장치(100)의 가용 전력량 등을 고려하여 적응적으로 결정될 수 있다.Meanwhile, the number of wireless
무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 전송된 전력을 수신할 수 있다.The
예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)는, 모바일 폰(mobile phone), 노트북 (laptop computer), 스마트 워치(smart watch)와 같은 웨어러블 디바이스, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 조명 장치, 리모컨과 같은 전자기기일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 배터리 충전이 가능한 전자기기라면 족하다.For example, the wireless
무선 전력 전송 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 상호 간에 통신할 수 있다. 실시예에 따라, 무선 전력 전송 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)는, 단방향 통신 또는 반이중 통신하는 것도 가능하다.The wireless
이 때, 통신 방식은, 동일한 주파수 대역을 사용하는 인밴드(in-band) 통신 방식 및/또는 서로 상이한 주파수 대역을 사용하는 아웃오브밴드(out-of-band) 통신 방식일 수 있다.In this case, the communication method may be an in-band communication method using the same frequency band and/or an out-of-band communication method using different frequency bands.
한편, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)가 상호 간에 송수신하는 데이터는, 장치의 상태에 관한 데이터, 전력 사용량에 관한 데이터, 배터리 충전에 관한 데이터, 배터리의 출력 전압 및/또는 출력 전류에 관한 데이터, 제어 명령과 관련된 데이터 등을 포함할 수 있다.On the other hand, the data transmitted and received between the wireless
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 전송 장치의 내부 블록도이다.2 is an internal block diagram of an apparatus for transmitting power wirelessly according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 무선 전력 전송 장치(100)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성을 제어하는 제어부(160), 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 무선 전력 구동부(170) 및 변환된 교류 전원을 이용하여 무선으로 전력을 전송하는 전력 전송부(180)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2, the wireless
또한, 무선 전력 전송 장치(100)는, 예를 들면, 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(110), 무선 전력 전송 장치(100)의 구동을 위한 제어 프로그램 등을 저장하는 메모리(120), 전력 전송부(180)에 구비된 구성에 입력되는 전류 및/또는 전압을 감지하는 센싱부(130), 및/또는 소정의 통신 방식에 따라, 무선 전력 수신 장치(200)와 통신하는 제1 및 제2 통신부(140, 150)를 더 포함할 수 있다.In addition, the wireless
컨버터(110)는, 예를 들면, 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 출력할 수 있다. 이때, 교류 전원은, 예를 들면, 단상 교류 전원 또는 3상 교류 전원일 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성은 컨버터(110)로부터 출력된 직류 전원에 의해 동작할 수 있다.The
도면에서는, 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 한편, 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(110)의 내부 구조도 달라질 수 있다.In the drawings, the commercial
컨버터(110)는, 예를 들면, 브릿지 다이오드를 구비할 수 있다. 예를 들면, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 다이오드 소자 및 하암 다이오드 소자가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍 또는 세 쌍의 상, 하암 다이오드 소자가 서로 병렬로 연결될 수 있다. 한편, 컨버터(110)는, 예를 들면, 복수의 스위칭 소자를 더 포함할 수도 있다. The
메모리(120)는, 예를 들면, 제어부(160)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 무선 전력 전송 장치(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.The
센싱부(130)는, 예를 들면, 전력 전송부(180)에 입력되는 전류, 전압, 송신 코일(181)의 온도 등을 감지할 수 있다. 예를 들면, 전력 전송부(180)가 송신 코일(181) 및 송신 코일(181)에 접속되는 커패시터를 구비하는 경우, 센싱부(130)는, 코일 및 커패시터 전체의 양단에 인가되는 전압(V1)과, 코일 양단에 인가되는 전압(V2)을 모두 감지할 수 있다.The
제1 및 제2 통신부(140, 150)는, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)와 통신할 수 있다. The first and
제1 통신부(140)는, 예를 들면, 제1 통신 방법으로 통신할 수 있다. 제1 통신부(140)는, 예를 들면, 장치의 상태에 관한 데이터, 전력 사용량에 관한 데이터 등을 포함하는 신호를 무선 전력 수신 장치(200)에 전송할 수 있고, 무선 전력 수신 장치(200)로부터 장치의 상태에 관한 데이터, 전력 사용량에 관한 데이터, 배터리 충전에 관한 데이터 등을 포함하는 신호를 수신할 수 있다.The
제2 통신부(150)는, 무선 전력 수신 장치(200)와 제1 통신 방법과는 상이한 제2 통신 방법으로 통신할 수 있다. 제2 통신부(150)는, 예를 들면, 장치의 상태에 관한 데이터, 전력 사용량에 관한 데이터 등을 포함하는 신호를 무선 전력 수신 장치(200)에 전송할 수 있고, 무선 전력 수신 장치(200)로부터 장치의 상태에 관한 데이터, 전력 사용량에 관한 데이터, 배터리 충전에 관한 데이터 등을 포함하는 신호를 수신할 수 있다.The
제1 및 제2 통신부(140, 150)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에서 송출되는 신호 및 무선 전력 수신 장치(200)로부터 수신되는 신호를 변복조(modulation/demodulation)하기 위한, 변복조부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The first and
제1 및 제2 통신부(140, 150)는, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)로부터 수신되는 신호를 필터링하는 필터부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 필터부는, 예를 들면, 대역통과필터(Band Pass Filter; BPF)를 구비할 수 있다.The first and
한편, 제1 통신 방법은, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)와 동일한 주파수 대역을 사용하는 인밴드(in-band) 통신 방법일 수 있다. 또한, 제2 통신 방법은, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)와 상이한 주파수 대역을 사용하는 아웃오브밴드(out-of-band) 통신 방법일 수 있다.Meanwhile, the first communication method may be, for example, an in-band communication method using the same frequency band as the wireless
한편, 무선 전력 전송 장치(100)에서 사용되는 통신 방법은, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)에 대한 데이터 등에 기초하여, 제1 및 제2 통신 방법 중 적어도 어느 하나로 변경될 수 있다. Meanwhile, the communication method used in the wireless
제어부(160)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성과 연결될 수 있고, 제어부(160)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성과 상호 간에 신호를 송수신할 수 있고, 각 구성의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The
제어부(160)는, 예를 들면, 제1 및 제2 통신부(140, 150) 중 적어도 하나를 통해, 무선 전력 수신 장치(200)와 통신할 수 있다.The
제어부(160)는, 예를 들면, 펄스폭 변조 방식(pulse width modulation; PWM)의 신호를 발생하는 PWM 발생부(160a) 및 PWM 신호에 기초하여, 구동 신호(Sic)를 생성하여 무선 전력 구동부(170)로 출력하는 드라이버(160b)를 구비할 수 있다.The
무선 전력 구동부(170)는, 예를 들면, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 적어도 하나의 스위칭 소자(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 스위칭 소자가 IGBT(insulated gate bipolar transistor)인 경우, 드라이버(160b)에서 출력된 구동 신호(Sic)가 스위칭 소자의 게이트 단자에 입력될 수 있다. The
한편, 무선 전력 구동부(170)에 구비된 스위칭 소자는, 예를 들면, 구동 신호(Sic)에 따라, 스위칭 동작을 수행할 수 있고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원이 교류 전원으로 변환되어, 전력 전송부(180)에 출력될 수 있다.Meanwhile, the switching element provided in the
무선 전력 구동부(170)는, 예를 들면, 복수의 스위칭 소자를 구비하는 인버터(미도시)를 구비할 수 있다. The
전력 전송부(180)는, 예를 들면, 송신 코일(181)을 포함할 수 있다. 전력 전송부(180)는, 예를 들면, 동일/유사한 복수의 코일(미도시)를 포함할 수 있다.The
송신 코일(181)은, 예를 들면, 원형 형상이나, 삼각형, 사각형과 같은 다각형 형상 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
한편, 송신 코일(181)은, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)에 구비된 수신 코일(281)과 이격되어 있어, 누설 인덕턴스가 높고, 결합 계수(coupling factor)가 낮으므로 전송 효율이 낮을 수 있다. On the other hand, the
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 전력 전송부(180)는, 예를 들면, 송신 코일(181)에 접속되는 커패시터 소자(미도시)를 더 포함할 수 있고, 무선 전력 수신 장치(200)에 구비된 수신 코일(281)과 공진 회로가 형성되도록 할 수 있다. In order to solve this problem, the
송신 코일(181)에 접속되는 커패시터 소자는, 예를 들면, 송신 코일(181)에 직렬 접속될 수 있다. 실시예에 따라, 송신 코일(181)에 병렬 접속되어 공진 회로를 형성할 수도 있다.The capacitor element connected to the
전력 전송부(180)는, 예를 들면, 전력 전송의 공진 주파수를 결정할 수 있다.The
전력 전송부(180)는, 예를 들면, 송신 코일(181)의 일측에 배치되어, 누설되는 자기장을 차폐하는 차폐재(미도시)를 더 포함할 수도 있다.The
차폐재는, 예를 들면, 송신 코일(181)의 일면에 배치되는 제1 차폐부재(미도시)와, 송신 코일(181)의 타면에 배치되는 제2 차폐부재(미도시)를 포함할 수 있다.The shielding material may include, for example, a first shielding member (not shown) disposed on one side of the
제1 및 제2 차폐부재는, 예를 들면, 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 붕소(B), 규소(Si) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소의 조합으로 이루어진 페라이트를 포함할 수 있다. The first and second shielding members are, for example, one or two or more selected from the group consisting of cobalt (Co), iron (Fe), nickel (Ni), boron (B), silicon (Si), etc. It may contain ferrite made of a combination of elements.
제1 및 제2 차폐부재는, 예를 들면, 감자하기 쉽고, 히스테리시스 손실(hysteresis loss)이 적은 연자성체(soft magnetic material)로 구성될 수 있다.The first and second shielding members may be made of a soft magnetic material that is easy to demagnetize and has a low hysteresis loss.
제1 차폐부재의 면적은, 예를 들면, 누설 자기장이 저감되고, 자기장의 방향성이 극대화될 수 있도록, 송신 코일(181)이 배치된 면적 보다 클 수 있다.The area of the first shielding member may be larger than an area in which the transmitting
제1 차폐부재는, 예를 들면, 송신 코일(181)의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 송신 코일(181)은, 제1 돌출면으로 둘러싸인 내부 공간에 배치될 수 있다.The first shielding member may include, for example, a first protruding surface (not shown) formed to surround the outer periphery of the
제1 차폐부재는, 예를 들면, 송신 코일(181)의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 돌출면은, 송신 코일(181)의 중앙의 빈 영역 내에 삽입되어 돌출되도록 배치될 수 있다.The first shielding member may include, for example, a second protruding surface (not shown) formed to be wrapped around the inner circumference of the
송신 코일(181)은, 예를 들면, 제1 차폐부재의 제1 돌출면과 제2 돌출면 사이에 배치될 수 있다. The
제2 차폐부재는, 예를 들면, 송신 코일(181)의 타면 중 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 제2 차폐부재의 면적은, 예를 들면, 송신 코일(181)이 배치된 면적 보다 좁을 수 있다. The second shielding member may be disposed to cover a part of the other surface of the
제2 차폐부재는, 예를 들면, 제1 차폐부재의 제2 돌출면에 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 차폐부재는, 송신 코일(181)의 중앙에 도출된 제2 돌출면에 접하고, 송신 코일(181)의 타면 중 일부를 덮도록 배치될 수 있다.The second shielding member may be disposed to contact the second protruding surface of the first shielding member, for example. For example, the second shielding member may be disposed so as to contact the second protruding surface derived from the center of the
제1 차폐부재 및/또는 제2 차폐부재의 형상은, 예를 들면, 송신 코일(181)의 형상에 대응될 수 있다. 예를 들면, 송신 코일(181)의 형상이 원형인 경우, 제1 차폐부재 및/또는 제2 차폐부재의 형상도 원형일 수 있다.The shape of the first shielding member and/or the second shielding member may correspond to, for example, the shape of the transmitting
한편, 제1 돌출면의 높이는, 송신 코일(181)과 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일(281) 간의 결합 계수(coupling coefficient; k)에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 결합 계수(k)는, 예를 들면, 두 코일 간의 전자적인 결합의 정도를 나타내는 지표를 의미할 수 있다.Meanwhile, the height of the first protruding surface may be determined based on a coupling coefficient (k) between the transmitting
한편, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200) 간의 전력 송수신 효율을 의미하는 성능 지수(figure of merit)는, 예를 들면, 이하 수학식 1과 같이, 송신 코일(181)과 무선 전력 수신 장치(200)의 수신 코일(281) 간의 결합 계수(k)와, 송신 코일(181)의 품질 계수(quality factor; Q)를 통해 결정될 수 있다. 여기서, 품질 계수(Q)는, 예를 들면, 무선 전력 송신 장치(100) 또는 무선 전력 수신 장치(200)의 부근에 축적할 수 있는 에너지의 지표를 의미할 수 있다.On the other hand, the figure of merit, which means power transmission/reception efficiency between the wireless
보다 구체적으로, 송신 코일(181)의 품질 계수(Q)는, 송신 코일(181)의 인덕턴스(inductance)에 비례하고, 저항(resistance), 즉 송신 코일(181)에서 발생하는 전력 손실량에 반비례한다. More specifically, the quality factor (Q) of the transmitting
이때, 송신 코일(181)의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면과, 및 송신 코일(181)의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면에 의해, 송신 코일(181)에서 수신 코일(281)로 향하지 않고 누설되는 자속(magnetic flux)는 줄어들고, 송신 코일(181)에서 수신 코일(281)로 향하는 자속이 늘어나게 되어, 결과적으로 송신 코일(181)의 인덕턴스(inductance)가 증가하고, 송신 코일(181)의 품질 계수(Q)는 높아지게 된다.At this time, by the first protruding surface formed to surround the outer circumference of the transmitting
또한, 제2 돌출면에 접하고, 송신 코일(181)의 일부를 덮는 제2 차폐부재에 의해, 송신 코일(181)에서 수신 코일(281)으로 향하는 자속(magnetic flux)이 더 늘어나게 되어, 송신 코일(181)의 품질 계수(Q)는 보다 높아지게 된다.In addition, magnetic flux from the transmitting
따라서, 상기와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제1 차폐부재의 제1 돌출면, 제2 돌출면 및 제2 차폐부재로 인해 송신 코일(181)의 품질 계수(Q)를 높일 수 있고, 이를 통해 전력 송수신 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, as described above, according to various embodiments of the present invention, the quality factor (Q) of the transmitting
이때, 제1 돌출면, 제2 돌출면 및/또는 제2 차폐부재의 높이가 높을수록, 송신 코일(181)의 품질 계수(Q)는 높아질 수 있으나, 송신 코일(181)과 수신 코일(281) 간의 결합 계수(k)는 감소할 수 있다. 따라서, 제1 돌출면, 제2 돌출면 및/또는 제2 차폐부재의 높이는, 전력 송수신 효율을 고려하여, 결정될 수 있다.At this time, the higher the height of the first protruding surface, the second protruding surface and/or the second shielding member, the higher the quality factor Q of the transmitting
제어부(160)는, 예를 들면, 전력 전송부(180)에 구비된 송신 코일(181)을 통해, 신호를 송수신할 수 있다.The
제어부(160)는, 예를 들면, 송신 코일(181)을 통해, 충전 영역에 위치하는 물체의 존재를 판단하기 위한, 물체 감지 신호가 출력되도록 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성을 제어할 수 있다. 물체 감지 신호는, 예를 들면, 매우 짧은 펄스의 아날로그 핑(analog ping; AP) 신호일 수 있다. The
제어부(160)는, 예를 들면, 물체 감지 신호의 출력에 따라 송신 코일(181)에 흐르는 전류의 변화량에 기초하여, 충전 영역에 물체가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.The
제어부(160)는, 예를 들면, 송신 코일(181)을 통해, 무선 전력 수신 장치(200)를 활성화(awake)시키기 위한, 수신 장치 감지 신호가 출력되도록 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성을 제어할 수 있다. 수신 장치 감지 신호는, 예를 들면, 디지털 핑(digital ping; DP) 신호 일 수 있다.The
디지털 핑(DP) 신호는, 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)와의 통신 설정을 시도하기 위하여, 아날로그 핑(AP) 신호에 비해 듀티가 크게 설정될 수 있다.The digital ping (DP) signal may have a higher duty than the analog ping (AP) signal in order to attempt to establish communication with the wireless
한편, 제어부(160)는, 예를 들면, 송신 코일(181)을 통해, 무선 전력 수신 장치(200)로부터 출력되는, 수신 장치 감지 신호에 대한 응답 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)는, 디지털 핑(DP) 신호를 변조(modulate)할 수 있고, 변조된 디지털 핑(DP) 신호를 응답 신호로서 무선 전력 전송 장치(100)로 전송할 수 있다.Meanwhile, the
제어부(160)는, 예를 들면, 수신 장치 감지 신호에 대한 응답 신호에 기초하여, 충전 영역에 위치하는 물체가 무선 전력 수신 장치(200)인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(160)는, 응답 신호로서 수신된, 변조된 디지털 핑(DP) 신호를 복조(demodulate)하여 디지털 형태의 데이터를 획득할 수 있고, 획득한 데이터에 기초하여, 충전 영역에 위치하는 물체가 무선 전력 수신 장치(200)인지 여부를 판단할 수 있다.The
제어부(160)는, 예를 들면, 송신 코일(181)의 품질 계수(Q)를 산출할 수 있다. The
예를 들면, 제어부(160)는, 센싱부(130)를 통해, 송신 코일(181) 및 송신 코일(181)에 접속된 커패시터에 인가되는 전압(V1)과, 송신 코일(181)의 양단에 인가되는 전압(V2)을 검출할 수 있고, 이에 기초하여, 송신 코일(181)의 품질 계수를 산출할 수 있다. For example, the
구체적으로, 제어부(160)는, 예를 들면, 이하 수학식 2에 따라 송신 코일(181)의 품질 계수를 산출할 수 있다. Specifically, the
본 발명에서는, 품질 계수를 산출하기 위해, 송신 코일(181) 및 커패시터에 인가되는 전압(V1)과, 송신 코일(181)의 양단에 인가되는 전압(V2)을 검출하는 것으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 송신 코일(181)의 양단에 인가되는 전압(V2)과 커패시터의 양단에 인가되는 전압(V3)을 검출하여 품질 계수를 산출할 수도 있다.In the present invention, in order to calculate the quality factor, the voltage V1 applied to the transmitting
제어부(160)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 각 구성을 제어하여, 전력 전송부(180)를 통해 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 전송할 수 있다.The
제어부(160)는, 예를 들면, 복수의 코일을 구비하는 경우, 전력 전송부(180)는, 예를 들면, 코일부 또는 코일 유닛으로 명명할 수 있다. When the
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 전력 수신 장치의 내부 블록도이다.3 is an internal block diagram of an apparatus for receiving wireless power according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 전력을 무선으로 수신하는 전력 수신부(280), 수신된 전력을 정류하는 정류부(210), 정류된 전력을 안정화하는 스위칭 레귤레이터(220) 및/또는 스위칭 레귤레이터(220)를 제어하여, 부하에 동작 전원을 출력하는 스위칭 레귤레이터 제어부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
또한, 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)와 통신하기 위한, 제1 통신부(240) 및 제2 통신부(250)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
전력 수신부(280)는, 예를 들면, 전력 전송부(180)로부터 전송된 전력을 수신할 수 있다. 이를 위해, 전력 수신부(280)는, 예를 들면, 적어도 하나의 코일(281)을 구비할 수 있다. The
수신 코일(281)은, 예를 들면, 송신 코일(181)에서 발생된 자기장에 의해, 유도 기전력이 발생될 수 있다. 유도 기전력에 의한 전력은, 예를 들면, 정류부(210) 및 스위칭 레귤레이터(220)를 통해, 부하에 공급될 수 있다. 예를 들면, 부하가 배터리인 경우, 유도 기전력에 의한 전력은, 배터리를 충전하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명에서는, 정류부(210) 및 스위칭 레귤레이터(220)를 통해 전력이 공급되는 부하가 배터리인 것으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The receiving
수신 코일(281)은, 예를 들면, 인쇄회로 기판(PCB)에 박막 형태의 도전성 패턴으로 형성될 수 있다. 수신 코일(281)은, 예를 들면, 폐루프(closed loop) 형상으로, 패드(미도시)에 인쇄될 수 있다. 수신 코일(281)의 극성은, 예를 들면, 동일한 방향으로 극성을 갖도록 권회하는 형상일 수 있다.The receiving
한편, 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 무선 전력 전송 장치(100)에 구비된 전력 전송부(180)와 공진 회로를 형성하기 위한, 적어도 하나의 커패시터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 커패시터는, 예를 들면, 수신 코일(281)에 직렬 또는 병렬 접속될 수 있다.Meanwhile, the wireless
한편, 무선 전력 수신 장치(200)는, 예를 들면, 수신 코일(281)의 일측에 배치되어, 누설되는 자기장을 차폐하는 차폐재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 무선 전력 수신 장치(200)는, 무선 전력 송신 장치(100)에 구비된 차폐재와 동일/유사한 차폐재를 포함할 수 있다.Meanwhile, the wireless
정류부(210)는, 예를 들면, 수신 코일(281)을 통해 수신되는 전력을 정류할 수 있다. 정류부(210)는, 적어도 하나의 다이오드(미도시)를 포함할 수 있다.The rectifying
스위칭 레귤레이터(220)는, 예를 들면, 스위칭 레귤레이터 제어부(230)의 제어에 따라, 정류부(210)에서 정류된 전력을 배터리에 공급할 수 있다. 예를 들면, 스위칭 레귤레이터(220)는, 정류부(210)에서 정류된 전력을 배터리에 공급되는 충전 전원(v)으로 출력할 수 있다.The
스위칭 레귤레이터 제어부(230)는, 예를 들면, 스위칭 레귤레이터(220)로 레귤레이터 제어 신호(Src)를 출력하여, 충전 전원(v)이 배터리로 출력되도록 제어할 수 있다.The
한편, 스위칭 레귤레이터(220)는, 예를 들면, 스위칭 레귤레이터 제어부(230)의 레귤레이터 제어 신호(Src)에 따라, DC-DC 컨버팅을 수행하여, 출력 전압을 조절할 수 있다. 스위칭 레귤레이터(220)는, 예를 들면, 레귤레이터 제어 신호(Src)를 기초로, 소정 크기의 전압을 갖는 충전 전원(v)을 출력할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 무선 전력 수신 장치(200)에는, 예를 들면, 별도의 프로세서(processor)가 포함되지 않고, 정류된 충전 전원(v)이 스위칭 레귤레이터(220)에 의해 소정 크기의 전압으로 출력되는 때에, 스위칭 레귤레이터 제어부(230)에 의해 스위칭 레귤레이터(220)가 제어될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(200)가 프로세서를 구비하지 않는 경우, 하드웨어 구성이 단순화되고, 소비 전력이 감소하는 효과가 있다.On the other hand, in the wireless
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 분해 사시도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 사시도이고, 도 4c는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 단면도이다.Figure 4a is an exploded perspective view of a power transmission unit according to an embodiment of the present invention, Figure 4b is a perspective view of the power transmission unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 4c is, according to an embodiment of the present invention, It is a cross-sectional view of the power transmission unit.
도 4a 및 4b를 참조하면, 전력 전송부(180)는, 송신 코일(181), 제1 차폐부재(190) 및 제2 차폐부재(195)를 포함할 수 있다.4A and 4B, the
본 도면에서는 송신 코일(181)의 형상을 원형으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In this drawing, the shape of the transmitting
송신 코일(181)의 형상을 원형인 경우, 제1 차폐부재(190) 및/또는 제2 차폐부재(195)의 형상도 원형일 수 있다.When the shape of the
제1 차폐부재(190)는, 송신 코일(181)이 배치되는 수용면(191), 송신 코일(181)의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면(192) 및 송신 코일(181)의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면(193)을 포함할 수 있다.The
송신 코일(181)은, 제1 차폐부재(190)의 제1 돌출면(192)과 제2 돌출면(193) 사이의 수용면(191)에 일면이 배치될 수 있고, 제2 돌출면(193)은 송신 코일(181)의 중앙의 빈 영역 내에 삽입되어 돌출될 수 있다. The
제1 차폐부재(190)의 면적은, 송신 코일(181)이 배치된 면적 보다 클 수 있다.An area of the
제2 차폐부재(195)는, 송신 코일(181)의 중앙에 도출된 제2 돌출면(193)에 접하고, 송신 코일(181)의 타면 중 일부를 덮도록 배치될 수 있다. The
제2 차폐부재(195)의 면적은, 송신 코일(181)이 배치된 면적 보다 좁을 수 있다.The area of the
도 4c를 참조하면, 제1 차폐부재(190)의 제1 돌출면(192)의 높이(h1)는, 제2 돌출면(193)의 높이(h2)와 제2 차폐부재(195)의 높이(h3)를 합한 값 이상일 수 있다. Referring to FIG. 4C, the height h1 of the first protruding
도 5a는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 분해 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 전력 전송부의 사시도이다.5A is an exploded perspective view of a power transmission unit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a perspective view of a power transmission unit according to another embodiment of the present invention.
도 5a 및 5b를 참조하면, 전력 전송부(180)는, 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c), 제1 차폐부재(190) 및 제2 차폐부재(195)를 포함할 수 있다.5A and 5B, the
본 도면에서는 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c) 각각의 형상을 부채꼴(circular sector), 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c)의 전체 형상을 원형으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present drawing, the shape of each of the plurality of transmitting
제1 차폐부재(190)는, 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c)이 배치되는 수용면(191), 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c)의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면(192) 및 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c) 각각의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면(193)을 포함할 수 있다.The
복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c)은, 제1 차폐부재(190)의 제1 돌출면(192)과 제2 돌출면(193) 사이의 수용면(191)에 일면이 배치될 수 있고, 제2 돌출면(193)은 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c) 각각의 중앙의 빈 영역 내에 삽입되어 돌출될 수 있다.One surface of the plurality of transmitting
제1 차폐부재(190)의 면적은, 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c)이 배치된 면적 보다 클 수 있다.An area of the
제2 차폐부재(195)는, 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c) 각각의 중앙에 도출된 제2 돌출면(193)에 접하고, 복수의 송신 코일(181a, 181b, 181c)의 타면 중 일부를 덮도록 배치될 수 있다. The
제2 차폐부재(195)의 면적은, 송신 코일(181)이 배치된 면적 보다 좁을 수 있다.The area of the
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 차폐부재의 면적에 따른, 전력 전송부의 성능 지수와, 인덕턴스에 대한 그래프를 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a graph of a figure of merit and an inductance of a power transmission unit according to an area of a second shielding member according to an embodiment of the present invention.
한편, 도 6의 송신 코일(181)의 인덕턴스(inductance)에 대한 그래프(610)를 참조하면, 제2 차폐부재(195)의 면적이 넓을수록 인덕턴스가 증가하는 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, referring to the
한편, 도 6의 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200) 간의 전력 송수신 효율을 의미하는 성능 지수(figure of merit)에 대한 그래프(610)를 참조하면, 제2 차폐부재(195)의 면적이 일정 수준까지 넓어질수록 성능 지수가 증가하는 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, referring to a
이때, 제2 차폐부재(195)의 면적이 일정 수준 이상으로, 송신 코일(181)의 타면을 과도하게 덮는 경우, 성능 지수가 오히려 감소하는 것도 확인할 수 있다.In this case, when the area of the
따라서, 제2 차폐부재(195)의 면적은, 무선 전력 시스템(10)의 성능 지수(figure of merit)에 기초하여 결정될 수 있다. Accordingly, the area of the
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.The accompanying drawings are only for making it easier to understand the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include water or substitutes.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.
Claims (10)
상기 적어도 하나의 송신 코일의 일면에 배치되는 제1 차폐부재; 및
상기 적어도 하나의 송신 코일의 타면에 배치되는 제2 차폐부재를 포함하고,
상기 제1 차폐부재는,
상기 적어도 하나의 송신 코일의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면; 및
상기 적어도 하나의 송신 코일의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면을 포함하고,
상기 제2 차폐부재는,
상기 제2 돌출면에 접하고, 상기 적어도 하나의 송신 코일의 타면 중 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무전 전력 전송 장치.At least one transmitting coil;
A first shielding member disposed on one surface of the at least one transmitting coil; And
Including a second shielding member disposed on the other surface of the at least one transmission coil,
The first shielding member,
A first protruding surface formed to surround an outer circumference of the at least one transmitting coil; And
And a second protruding surface formed to be wrapped around an inner circumference of the at least one transmitting coil,
The second shielding member,
In contact with the second protruding surface, the wireless power transmission device, characterized in that arranged to cover a portion of the other surface of the at least one transmission coil.
상기 제1 및 제2 차폐부재는, 연자성체(soft magnetic material)로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 1,
The first and second shielding members are wireless power transmission device, characterized in that made of a soft magnetic material (soft magnetic material).
상기 제1 차폐부재의 면적은, 상기 적어도 하나의 송신 코일에 대응하는 면적 보다 넓고,
상기 제2 차폐부재의 면적은, 상기 적어도 하나의 송신 코일에 대응하는 면적 보다 좁은 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 2,
The area of the first shielding member is larger than an area corresponding to the at least one transmitting coil,
The wireless power transmission device, characterized in that the area of the second shielding member is smaller than an area corresponding to the at least one transmission coil.
상기 제1 돌출면의 높이는, 상기 제2 돌출면의 높이 및 상기 제2 차폐부재의 높이를 합한 값 이상인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 3,
The wireless power transmission device, wherein the height of the first protruding surface is equal to or greater than a sum of the height of the second protruding surface and the height of the second shield member.
상기 적어도 하나의 송신 코일은, 복수의 송신 코일을 포함하고,
상기 제2 돌출면은, 상기 복수의 송신 코일 각각의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 4,
The at least one transmitting coil includes a plurality of transmitting coils,
The second protruding surface is a wireless power transmission device, characterized in that formed so as to be wrapped around the inner circumference of each of the plurality of transmission coils.
상기 제2 차폐부재는, 상기 복수의 송신 코일 각각의 타면 중 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 5,
The second shielding member is a wireless power transmission device, characterized in that arranged to cover a portion of the other surface of each of the plurality of transmission coils.
복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및
상기 인버터를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 복수의 송신 코일에 흐르는 전류가 각각 독립적으로 제어되도록, 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 6,
An inverter having a plurality of switching elements and converting DC power into AC power according to a switching operation of the plurality of switching elements; And
Further comprising a control unit for controlling the inverter,
The control unit,
And controlling the inverter so that currents flowing through the plurality of transmission coils are independently controlled.
상기 적어도 하나의 송신 코일의 일면에 배치되는 제1 차폐부재; 및
상기 적어도 하나의 송신 코일의 타면에 배치되는 제2 차폐부재를 포함하고,
상기 제1 차폐부재는,
상기 적어도 하나의 송신 코일의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제1 돌출면; 및
상기 적어도 하나의 송신 코일의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제2 돌출면을 포함하고,
상기 제2 차폐부재는,
상기 제2 돌출면에 접하고, 상기 적어도 하나의 송신 코일의 타면 중 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무전 전력 전송 장치; 및
적어도 하나의 수신 코일을 포함하고, 상기 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하는 무선 전력 수신 장치를 포함하는 무선 전력 시스템.At least one transmitting coil;
A first shielding member disposed on one surface of the at least one transmitting coil; And
Including a second shielding member disposed on the other surface of the at least one transmission coil,
The first shielding member,
A first protruding surface formed to surround an outer circumference of the at least one transmitting coil; And
And a second protruding surface formed to be wrapped around an inner circumference of the at least one transmitting coil,
The second shielding member,
An electroless power transmission device, which is in contact with the second protruding surface and is disposed to cover a portion of the other surface of the at least one transmission coil; And
A wireless power system comprising a wireless power receiving device comprising at least one receiving coil and receiving power from the wireless power transmitting device.
상기 제1 돌출면의 높이는,
상기 제2 돌출면의 높이 및 상기 제2 차폐부재의 높이를 합한 값 이상이고,
상기 적어도 하나의 송신 코일과 상기 적어도 하나의 수신 코인 간의 결합 계수(coupling coefficient)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.The method of claim 8,
The height of the first protruding surface is,
It is equal to or greater than the sum of the height of the second protruding surface and the height of the second shield member,
The wireless power transmission apparatus, characterized in that it is determined based on a coupling coefficient between the at least one transmission coil and the at least one reception coin.
상기 무선 전력 수신 장치는,
상기 적어도 하나의 수신 코일의 일면에 배치되는 제3 차폐부재; 및
상기 적어도 하나의 수신 코일의 타면에 배치되는 제4 차폐부재를 더 포함하고,
상기 제3 차폐부재는,
상기 적어도 하나의 수신 코일의 외부 둘레를 감싸도록 형성되는 제3 돌출면; 및
상기 적어도 하나의 수신 코일의 내부 둘레에 의하여 감싸지도록 형성되는 제4 돌출면을 포함하고,
상기 제4 차폐부재는,
상기 제4 돌출면에 접하고, 상기 적어도 하나의 수신 코일의 타면 중 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 시스템.The method of claim 9,
The wireless power receiving device,
A third shielding member disposed on one surface of the at least one receiving coil; And
Further comprising a fourth shielding member disposed on the other surface of the at least one receiving coil,
The third shielding member,
A third protruding surface formed to surround an outer circumference of the at least one receiving coil; And
And a fourth protruding surface formed to be wrapped around an inner circumference of the at least one receiving coil,
The fourth shielding member,
A wireless power system, characterized in that it is disposed to be in contact with the fourth protruding surface and to cover a portion of the other surface of the at least one receiving coil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190091818A KR20210013946A (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Wireless power transfer apparatus and system including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190091818A KR20210013946A (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Wireless power transfer apparatus and system including the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210013946A true KR20210013946A (en) | 2021-02-08 |
Family
ID=74560319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190091818A KR20210013946A (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Wireless power transfer apparatus and system including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210013946A (en) |
-
2019
- 2019-07-29 KR KR1020190091818A patent/KR20210013946A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2009250645B2 (en) | Electronic device and method for connecting electronic circuit board | |
CN104810929B (en) | Wireless power receiver, terminal and wireless power transmitter | |
KR102313298B1 (en) | Wireless power transfer apparatus and system including the same | |
US11211833B2 (en) | Wireless power transfer apparatus | |
US11146117B2 (en) | Wireless power transmission apparatus for wireless charging | |
KR102205164B1 (en) | Wireless power transfer appratus and method thereof | |
US11349320B2 (en) | Wireless power transmitting device | |
KR20200038705A (en) | Wireless power transfer appratus | |
KR102198183B1 (en) | Wireless power transfer apparatus and method thereof | |
KR102269280B1 (en) | Coil device and apparatus including the same | |
KR102206468B1 (en) | Wireless power transfer apparatus and method thereof | |
KR20210013946A (en) | Wireless power transfer apparatus and system including the same | |
CN107710555A (en) | Wireless power transmission apparatus and its control method | |
KR20210011238A (en) | Wireless power transfer apparatus and system including the same | |
KR102287514B1 (en) | Wireless power transfer apparatus and system including the same | |
KR20170010870A (en) | Apparatus for wireless power transmission and the control method thereof | |
KR20210011237A (en) | Wireless power transfer apparatus and system including the same | |
KR20200038703A (en) | Wireless power transfer appratus | |
US11770029B2 (en) | Wireless power transmission device | |
KR102531671B1 (en) | Wireless Power Transmitter | |
KR20200122047A (en) | Wireless charging coil and wireless charging device | |
KR20190041754A (en) | Wireless Power Reception Method and Apparatus | |
KR20200114072A (en) | Wireless charging coil | |
KR20190047343A (en) | Wireless charging coil and wireless charging apparatus having the same | |
KR20190074734A (en) | Wireless charger having wireless communication coil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal |