KR20220028434A - Resonator for converting electric field energy into magnetic field energy in wireless power transmission system - Google Patents
Resonator for converting electric field energy into magnetic field energy in wireless power transmission system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220028434A KR20220028434A KR1020200109430A KR20200109430A KR20220028434A KR 20220028434 A KR20220028434 A KR 20220028434A KR 1020200109430 A KR1020200109430 A KR 1020200109430A KR 20200109430 A KR20200109430 A KR 20200109430A KR 20220028434 A KR20220028434 A KR 20220028434A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coil
- resonant
- disposed
- spiral shape
- supply terminal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2871—Pancake coils
-
- 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
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 전송 시스템에서 사용되는 송신 공진 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송신 공진 장치의 공진 코일에 인접한 전기장 에너지를 자기장 에너지로 변환하여 공진 코일 주변 전기장의 영향을 최소화하는 송신 공진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission resonator device used in a wireless power transmission system, and more particularly, to a transmission resonator device that converts electric field energy adjacent to a resonance coil of the transmission resonator device into magnetic field energy to minimize the influence of the electric field around the resonance coil. it's about
기존 무선전력전송 기술에 활용하는 공진 코일은 스파이럴 구조와 같은 개방형(open type) 공진 코일과 루프 안테나 구조와 같은 폐쇄형(close type) 공진 코일로 구분될 수 있다.The resonant coil used in the existing wireless power transmission technology may be divided into an open type resonant coil such as a spiral structure and a close type resonant coil such as a loop antenna structure.
종래의 개방형 공진 코일을 사용한 송신 공진 장치는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 구조로 형성된 상단부와 시계 방향으로 배열된 나선 구조로 형성된 하단부를 포함하는 공진 코일을 이용하여 상단부와 하단부에 흐르는 전류의 방향을 같은 방향으로 유지하고 있다. 이때, 상단부와 하단부를 통과하는 자기장은 동일한 방향을 유지하여 높은 자속을 형성하고 있으므로, 개방형 공진 코일을 사용한 송신 공진 장치는 강한 자기장으로 수신 공진 장치의 공진 코일과의 결합력을 높여 전송 거리를 증가시킬 수 있다. 그러나, 개방형 공진 코일을 사용한 송신 공진 장치에서 공진 코일의 상단부와 하단부 사이에 전위차가 존재하므로, 상단부와 하단부 사이의 중앙영역에서 강한 전기장이 발생하게 된다. 그러므로, 개방형 공진 코일은 폐쇄형 공진 코일에 비하여 전력 전송 효율이 높고 전송 거리가 길지만, 공진 코일 주변에 높은 전기장을 발생시키는 문제점이 있다. The conventional transmission resonator using an open resonant coil uses a resonant coil including an upper end formed in a spiral structure arranged in a counterclockwise direction and a lower end formed in a spiral structure arranged in a clockwise direction to determine the direction of current flowing to the upper end and lower end. keep in the same direction. At this time, since the magnetic field passing through the upper end and lower end maintains the same direction to form a high magnetic flux, the transmitting resonator using an open resonant coil increases the coupling force with the resonant coil of the receiving resonator with a strong magnetic field to increase the transmission distance. can However, since a potential difference exists between the upper end and the lower end of the resonant coil in the transmitting resonant device using the open resonant coil, a strong electric field is generated in the central region between the upper end and the lower end. Therefore, although the open resonant coil has higher power transmission efficiency and a longer transmission distance than the closed resonant coil, there is a problem in that a high electric field is generated around the resonant coil.
따라서, 개방형 공진 코일의 전력 전송 효율 및 전송 거리를 유지하면서 전기장을 감소시키는 방법이 요청되고 있다.Accordingly, there is a need for a method for reducing an electric field while maintaining power transmission efficiency and a transmission distance of an open resonant coil.
본 발명은 공진 코일에서 발생하는 자기장의 세기를 증가시키고, 외부로 누출되는 전기장의 세기를 감소시키는 송신 공진 장치를 제공한다.The present invention provides a transmission resonator device that increases the strength of a magnetic field generated in a resonant coil and reduces the strength of an electric field leaked to the outside.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 급전 단자에 연결되어 전력을 공급받으며, 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일들을 포함하는 제1 공진 코일; 및 상기 제1 공진 코일의 내부에 배치되며, 상기 제1 공진 코일이 공급 받은 전력에 따라 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제2 공진 코일을 포함할 수 있다.A transmission resonant apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a first resonant coil connected to a power supply terminal to receive power, and including spiral coils arranged in opposite directions; and a second resonant coil disposed inside the first resonant coil and configured to generate a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil according to the power supplied to the first resonant coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 제2 공진 코일은, 상기 급전 단자의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일; 및 상기 급전 단자의 하부에 상기 제1 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일을 포함하고, 상기 제1 공진 코일은, 상기 제1 코일의 상부에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일; 및 상기 제3 코일의 하부에 상기 제2 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제2 코일 및 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일을 포함할 수 있다.The second resonant coil of the transmitting resonant device according to an embodiment of the present invention may include: a first coil of a spiral shape disposed on the power supply terminal and arranged in a clockwise or counterclockwise direction; and a third coil in a spiral shape disposed in connection with the first coil under the power supply terminal and arranged in a direction opposite to the first coil, wherein the first resonance coil is an upper portion of the first coil a second coil disposed in a spiral shape arranged in a direction opposite to that of the first coil; and a fourth coil disposed under the third coil and connected to the second coil, and arranged in a direction opposite to the second coil and the third coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 상기 제1 코일 및 상기 제3 코일은, 상기 제2 코일 및 상기 제4코일에 공급된 전력에 따라 상기 제2 코일 및 상기 제4코일의 전류 방향과 일치하는 방향의 전류를 형성할 수 있다.The first coil and the third coil of the transmission resonator device according to an embodiment of the present invention have current directions of the second coil and the fourth coil according to the power supplied to the second coil and the fourth coil. It is possible to form a current in the direction coincident with
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 제1 코일은, 상기 제2 코일에서 발생하는 전기장의 반대 방향의 전기장을 형성하여 상기 제2 코일에서 외부로 발생하는 전기장을 감소시킬 수 있다.The first coil of the transmission resonator device according to an embodiment of the present invention may form an electric field in the opposite direction of the electric field generated in the second coil to reduce the electric field externally generated in the second coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 제3 코일은, 상기 제4 코일에서 발생하는 전기장의 반대 방향의 전기장을 형성하여 상기 제4 코일에서 외부로 발생하는 전기장을 감소시킬 수 있다.The third coil of the transmitting resonator according to an embodiment of the present invention may form an electric field in a direction opposite to the electric field generated in the fourth coil to reduce the electric field externally generated in the fourth coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 상기 급전 단자와 상기 제1 코일의 사이에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일; 및 상기 급전 단자와 상기 제3 코일의 사이에 상기 제5 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일로 구성된 제3 공진 코일을 더 포함할 수 있다.A transmission resonator device according to an embodiment of the present invention includes: a fifth coil having a spiral shape disposed between the power supply terminal and the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil; and a third resonant coil disposed between the power supply terminal and the third coil to be connected to the fifth coil and configured with a sixth coil having a spiral shape arranged in a direction opposite to the third coil. .
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 상기 급전 단자와 상기 제5 코일의 사이에 배치되며, 상기 제5 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일; 및 상기 급전 단자와 상기 제6 코일의 사이에 상기 제7 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제6 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일로 구성된 제4 공진 코일을 더 포함할 수 있다.A transmission resonator device according to an embodiment of the present invention includes: a seventh coil having a spiral shape disposed between the power supply terminal and the fifth coil and arranged in a direction opposite to the fifth coil; and a fourth resonant coil disposed between the power supply terminal and the sixth coil to be connected to the seventh coil and configured with an eighth coil having a spiral shape arranged in a direction opposite to the sixth coil. .
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 상기 급전 단자와 상기 제3 코일의 사이에 배치되며, 상기 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일; 및 상기 제5 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제5 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제5 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일로 구성된 제3 공진 코일을 더 포함할 수 있다.A transmission resonator device according to an embodiment of the present invention includes: a fifth coil in a spiral shape disposed between the power supply terminal and the third coil and arranged in a direction opposite to the third coil; and a third resonance disposed between the fifth coil and the fourth coil in connection with the fifth coil, and including the fifth coil and a sixth coil having a spiral shape arranged in a direction opposite to the fourth coil. It may further include a coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 상기 제6 코일의 하부에 배치되며, 상기 제6 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일; 및 상기 제7 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제7 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제7 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일로 구성된 제4 공진 코일을 더 포함할 수 있다.A transmission resonator device according to an embodiment of the present invention includes: a seventh coil in a spiral shape disposed under the sixth coil and arranged in a direction opposite to the sixth coil; and a fourth resonance disposed between the seventh coil and the fourth coil and connected to the seventh coil, the seventh coil and the fourth resonance including the eighth coil in a spiral shape arranged in a direction opposite to the fourth coil It may further include a coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 급전 단자에 연결되어 전력을 공급받으며, 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일들을 포함하는 제1 공진 코일; 및 상기 제1 공진 코일의 내부에 배치되며, 상기 급전 단자로부터 상기 제1 공진 코일과 다른 극성의 전력을 공급받아 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제2 공진 코일을 포함할 수 있다.A transmission resonator apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a first resonant coil connected to a power supply terminal to receive power, and including spiral coils arranged in opposite directions; and a second resonant coil disposed inside the first resonant coil and receiving power having a polarity different from that of the first resonant coil from the power supply terminal to generate a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil. there is.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 급전 단자는 상기 제2 공진 코일의 제1 코일에 음전하를 공급하고, 상기 제2 코일의 상부에 배치된 제1 공진 코일의 제2 코일에 양전하를 공급할 수 있다.The power supply terminal of the transmitting resonant device according to an embodiment of the present invention supplies negative charges to the first coil of the second resonant coil, and applies positive charges to the second coil of the first resonant coil disposed above the second coil. can supply
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 급전 단자는 상기 제2 공진 코일의 제3 코일에 양전하를 공급하고, 상기 제3 코일의 하부에 배치된 제1 공진 코일의 제4 코일에 음전하를 공급할 수 있다.The power supply terminal of the transmitting resonant device according to an embodiment of the present invention supplies positive charges to the third coil of the second resonant coil, and applies negative charges to the fourth coil of the first resonant coil disposed under the third coil. can supply
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 제2 공진 코일은, 상기 급전 단자의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일; 및 상기 급전 단자의 하부에 상기 제1 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일을 포함하고, 상기 제1 공진 코일은, 상기 제1 코일의 상부에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일; 및 상기 제3 코일의 하부에 상기 제2 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제2 코일 및 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일을 포함할 수 있다.The second resonant coil of the transmitting resonant device according to an embodiment of the present invention may include: a first coil of a spiral shape disposed on the power supply terminal and arranged in a clockwise or counterclockwise direction; and a third coil in a spiral shape disposed in connection with the first coil under the power supply terminal and arranged in a direction opposite to the first coil, wherein the first resonance coil is an upper portion of the first coil a second coil disposed in a spiral shape arranged in a direction opposite to that of the first coil; and a fourth coil disposed under the third coil in connection with the second coil and arranged in opposite directions to the second coil and the third coil.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 급전 단자에 연결되어 전력을 공급받으며, 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일들을 포함하는 제1 공진 코일; 상기 제1 공진 코일의 내부에 배치되며, 상기 제1 공진 코일이 공급 받은 전력에 따라 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제2 공진 코일; 및 상기 제1 공진 코일의 내부에서 상기 제2 공진 코일의 하부에 배치되며, 상기 제1 공진 코일이 공급 받은 전력에 따라 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제3 공진 코일을 포함할 수 있다.A transmission resonator apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a first resonant coil connected to a power supply terminal to receive power, and including spiral coils arranged in opposite directions; a second resonant coil disposed inside the first resonant coil and configured to generate a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil according to the power supplied to the first resonant coil; and a third resonance coil disposed under the second resonance coil inside the first resonance coil and generating a magnetic field in the same direction as that of the first resonance coil according to the power supplied to the first resonance coil can do.
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치의 상기 제2 공진 코일은, 상기 급전 단자의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일; 및 상기 급전 단자의 하부에 상기 제1 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일을 포함하고, 상기 제1 공진 코일은, 상기 제1 코일의 상부에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일; 및 상기 제3 코일의 하부에 상기 제2 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제2 코일 및 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일을 포함하며, 상기 제3 공진 코일은, 상기 급전 단자와 상기 제3 코일의 사이에 배치되며, 상기 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일; 및 상기 제5 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제5 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제5 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일을 포함할 수 있다.The second resonant coil of the transmitting resonant device according to an embodiment of the present invention may include: a first coil of a spiral shape disposed on the power supply terminal and arranged in a clockwise or counterclockwise direction; and a third coil in a spiral shape disposed in connection with the first coil under the power supply terminal and arranged in a direction opposite to the first coil, wherein the first resonance coil is an upper portion of the first coil a second coil disposed in a spiral shape arranged in a direction opposite to that of the first coil; and a fourth coil disposed in connection with the second coil under the third coil and arranged in a direction opposite to the second coil and the third coil, wherein the third resonant coil comprises: a fifth coil having a spiral shape disposed between the power supply terminal and the third coil and arranged in a direction opposite to the third coil; and a sixth coil disposed between the fifth coil and the fourth coil and connected to the fifth coil and arranged in a direction opposite to the fifth coil and the fourth coil. .
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 상기 제6 코일의 하부에 배치되며, 상기 제6 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일; 및 상기 제7 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제7 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제7 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일로 구성된 제4 공진 코일을 더 포함할 수 있다.A transmission resonator device according to an embodiment of the present invention includes: a seventh coil in a spiral shape disposed under the sixth coil and arranged in a direction opposite to the sixth coil; and a fourth resonance disposed between the seventh coil and the fourth coil and connected to the seventh coil, the seventh coil and the fourth resonance including the eighth coil in a spiral shape arranged in a direction opposite to the fourth coil It may further include a coil.
본 발명의 일실시예에 의하면, 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일, 제4 코일로 구성된 제1 공진 코일의 내부에 제2 코일 및 제4 코일 각각과 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일, 제3 코일로 구성된 제2 공진 코일을 배치하여 제2 공진 코일에서 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시킴으로써, 제1 공진 코일에서 발생하는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second coil and the fourth coil and each of the second coil and the fourth coil are arranged in opposite directions inside the first resonant coil composed of the second coil and the fourth coil arranged in opposite directions. By arranging a second resonant coil composed of a first coil and a third coil in the form of generating a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil in the second resonant coil, the strength of the magnetic field generated in the first resonant coil can be increased. there is.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일, 제4 코일로 구성된 제1 공진 코일의 내부에 제2 코일 및 제4 코일 각각과 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일, 제3 코일로 구성된 제2 공진 코일을 배치하여 제2 공진 코일에서 제1 공진 코일의 반대 방향의 전기장을 발생시킴으로써, 제1 공진 코일에서 발생하는 전기장을 상쇄시켜 송신 공진 장치에서 외부로 누출되는 전기장의 세기를 감소시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the second coil and the fourth coil are arranged in opposite directions to each other inside the first resonant coil composed of the second coil and the fourth coil arranged in opposite directions. By arranging a second resonant coil composed of a spiral-shaped first coil and a third coil to generate an electric field in the opposite direction of the first resonant coil in the second resonant coil, the electric field generated in the first resonant coil is canceled and transmitted It is possible to reduce the strength of the electric field leaking from the resonator to the outside.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 송신 공진 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 송신 공진 장치가 전기장을 자기장으로 변환하는 원리를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치가 전기장을 자기장으로 변환하는 원리를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치를 포함하는 무선 전력 전송 시스템을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 S 파라미터의 특성의 일례이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 공간 복사량의 특성의 일례이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 전기장의 세기의 일례이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 자기장의 세기의 일례이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치에 포함된 코일 구조의 일례이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치에 포함된 코일의 형상의 일례이다.1 is a diagram illustrating a transmission resonator device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a first embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a principle of converting an electric field into a magnetic field by the transmission resonator device according to the first embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a transmission resonator device according to a second embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a principle of converting an electric field into a magnetic field by a transmission resonator device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a wireless power transmission system including a transmission resonator device according to an embodiment of the present invention.
7 is an example of the characteristics of the S parameter of the transmission resonator according to the second embodiment of the present invention.
8 is an example of the characteristics of the spatial radiation amount of the transmission resonator according to the second embodiment of the present invention.
9 is an example of the strength of the electric field of the transmission resonator device according to the second embodiment of the present invention.
10 is an example of the strength of the magnetic field of the transmission resonator device according to the second embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a third embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a fourth embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a fifth embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a sixth embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a seventh embodiment of the present invention.
16 is an example of a coil structure included in a transmission resonator device according to an embodiment of the present invention.
17 is an example of a shape of a coil included in a transmission resonator device according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.The terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 송신 공진 장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a transmission resonator device according to a first embodiment of the present invention.
송신 공진 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 급전 단자(110), 제1 코일(120), 제2 코일(130), 제3 코일(140), 및 제4 코일(150)을 포함할 수 있다. The
제1 코일(120)는 급전 단자(110)의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
제2 코일(130)는 제1 코일(120)의 상부에 배치되며, 제1 코일(120)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
제3 코일(140)는 급전 단자(110)의 하부에 제1 코일(120)과 연결되어 배치되며, 제1 코일(120)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
제4 코일(150)는 제3 코일(130)의 하부에 제2 코일(130)과 연결되어 배치되며, 제2 코일(130) 및 제3 코일(140)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
예를 들어, 제2 코일(130)이 시계 반대 방향으로 돌면서 안에서 바깥으로 펴져가는 나선 형태인 경우, 제2 코일(130)의 하부에 배치된 제1 코일(120)은 시계 방향으로 돌면서 안에서 바깥으로 펴져가는 나선 형태일 수 있다. 또한, 제2 코일(130)과 연결된 제4 코일(150)도 시계 방향으로 돌면서 안에서 바깥으로 펴져가는 나선 형태이며, 제1 코일(120)와 제4 코일(150) 사이에 배치된 제3 코일(140)은 제2 코일(130)과 같이 시계 반대 방향으로 돌면서 안에서 바깥으로 펴져가는 나선 형태일 수 있다.For example, when the
급전 단자(110)는 외부의 전원 소스로부터 입력받은 전력을 제2 코일(130) 및 제4 코일(150)에 제공할 수 있다.The
또한, 제2 코일(130) 내지 제4 코일(150) 간의 높이는 G이고, 제1 코일(120)과 제2 코일(130) 사이 및 제3 코일(140)과 제4 코일(150) 사이에는 갭(S)가 발생할 수 있다.In addition, the height between the
그리고, 송신 공진 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2 코일(130), 제4 코일(150), 및 급전 단자(110)로 구성된 제1 공진 코일(210)과 제1 코일(120), 및 제3 코일(140)로 구성된 제2 공진 코일(220)을 결합하여 제작될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2 코일(130)은 제1 공진 코일(210)의 상단 스파이럴부이고, 제4 코일(150)은 제1 공진 코일(210)의 하단 스파이럴부일 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는, 제2 코일(130), 및 제4 코일(150)이 상하로 배치된 도 2와 달리 제2 코일(130), 및 제4 코일(150)이 접전 단자(110)를 기준으로 전후, 또는 좌우에 배치될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 2 , the transmitting
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 코일(120)은 제2 공진 코일(220)의 상단 스파이럴부이고, 제3 코일(140)은 제2 공진 코일(220)의 하단 스파이럴부일 수 있다. 또한, 제2 코일(130), 및 제4 코일(150)이 접전 단자(110)를 기준으로 전후, 또는 좌우에 배치되는 경우, 제1 코일(120) 및 제3 코일(140)도 제2 코일(130), 및 제4 코일(150)의 위치에 따라 접전 단자(110)를 기준으로 전후, 또는 좌우에 배치될 수 있다. And, as shown in FIG. 2 , the
구체적으로, 송신 공진 장치(100)는 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일(130), 제4 코일(150)로 구성된 제1 공진 코일(210)의 내부에 제2 코일(130), 및 제4 코일(150) 각각과 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일(120), 제3 코일(140)로 구성된 제2 공진 코일(220)을 배치하여 제작될 수 있다.Specifically, the transmitting
제1 공진 코일(210)와 제2 공진 코일(220)을 포함하는 송신 공진 장치(100)는 제1 공진 코일(210) 및 제2 공진 코일(220)에 인접한 전기장 에너지를 자기장 에너지로 변환하여 공진 코일 주변 전기장의 영향을 최소화할 수 있다. 송신 공진 장치(100)가 전기장 에너지를 자기장 에너지로 변환하는 원리는 이하 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.The transmitting
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 송신 공진 장치가 전기장을 자기장으로 변환하는 원리를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a principle of converting an electric field into a magnetic field by the transmission resonator device according to the first embodiment of the present invention.
전원 소스로부터 급전 단자(110)에 도 3에 도시된 바와 같은 전압이 공급되는 경우, 급전 단자(110)에 연결된 제2 코일(130) 및 제4 코일(150)에는 각각 시계 반대 방향으로 전류(311) 및 전류(312)가 흐를 수 있다. 그리고, 전류(311) 및 전류(312)에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이 제4 코일(150)에서 제2 코일(130)로 흐르는 방향의 자기장(310)이 발생할 수 있다. 또한, 양전하가 공급된 제2 코일(130)에는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 코일(130)에서 방출하는 방향의 전기장(331, 332, 333)이 발생할 수 있다. 그리고, 음전하가 공급된 제4 코일(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 제4 코일(150)을 향하여 모이는 방향의 전기장(341, 342)이 발생할 수 있다.When the voltage as shown in FIG. 3 is supplied to the
이때, 제2 코일(130)의 하부에 배치된 제1 코일(120)은 제2 코일(130)에 흐르는 전류(311)에 의하여 음전하가 유기되어 시계 반대 방향으로 전류(321)가 흐를 수 있다. 또한, 제4 코일(150)의 상부에 배치된 제3 코일(140)은 제4 코일(150)에 흐르는 전류(312)에 의하여 양전하가 유기되어 시계 반대 방향으로 전류(322)가 흐를 수 있다. 그리고, 전류(321) 및 전류(322)에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이 제3 코일(140)에서 제1 코일(120)로 흐르는 방향의 자기장(320)이 발생할 수 있다. 또한, 음전하가 공급된 제1 코일(120)에는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 코일(120)을 향하여 모이는 방향의 전기장(351, 352, 353)이 발생할 수 있다. 그리고, 양전하가 공급된 제3 코일(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 제3 코일(140)에서 방출하는 방향의 전기장(353, 361, 362)이 발생할 수 있다.In this case, in the
즉, 송신 공진 장치(100)의 중앙에 유기되는 자기장(310)와 자기장(320)는 도 3에 도시된 바와 같이 방향이 동일하므로, 자기장(310)과 자기장(320)이 중첩되어 송신 공진 장치(100)에서 발생하는 자기장의 세기도 증가할 수 있다.That is, since the
반면, 제2 코일(130)에서 발생한 전기장(331)과 제1 코일(120)에서 발생한 전기장(351)은 도 3에 도시된 바와 같이 방향이 반대이므로, 전기장(331)과 전기장(351)이 상쇄되어 송신 공진 장치(100)에서 상부로 방출되는 전기장의 세기가 감소될 수 있다. 또한, 제2 코일(130)과 제4 코일(150) 사이에서 발생한 전기장(333)과 제1 코일(120)과 제3 코일(140) 사이에서 발생한 전기장(353)은 도 3에 도시된 바와 같이 방향이 반대이므로, 전기장(333)과 전기장(353)이 상쇄되어 제2 공진 코일(220)의 내부에서 발생하는 전기장의 세기가 감소될 수 있다. 그리고, 제4 코일(150)에서 발생한 전기장(342)과 제3 코일(140)에서 발생한 전기장(362)은 도 3에 도시된 바와 같이 방향이 반대이므로, 전기장(342)과 전기장(362)이 상쇄되어 송신 공진 장치(100)에서 하부로 방출되는 전기장의 세기가 감소될 수 있다.On the other hand, since the
반면, 제1 공진 코일(210)과 제2 공진 코일(220) 사이의 갭인 제2 코일(130)과 제1 코일(110) 사이에서 발생한 전기장들(332, 352), 및 제4 코일(150)과 제3 코일(140) 사이에서 발생한 전기장들(361, 341)은 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 방향의 전기장일 수 있다. 따라서, 전기장(332)과 전기장(352)이 중첩되어 제2 코일(130)과 제1 코일(110) 사이의 전기장의 세기가 증가하고, 전기장(341)과 전기장(361)이 중첩되어 제4 코일(150)과 제3 코일(140) 사이의 전기장의 세기가 증가할 수 있다.On the other hand, electric fields 332 and 352 generated between the
즉, 전기장 에너지는 제1 공진 코일(210)과 제2 공진 코일(220) 사이의 갭에서 증가하고, 갭을 제외한 나머지 영역에서 감소하므로, 송신 공진 장치(100)에서 발생하는 전기장의 세기가 감소할 수 있다. 또한, 제1 공진 코일(210)과 제2 공진 코일(220) 사이의 갭에서 증가한 전기장 에너지는 자기장 에너지로 변환될 수 있다.That is, the electric field energy increases in the gap between the first
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a transmission resonator device according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예에 따른 송신 공진 장치(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 급전 단자(110)에서 제1 공진 코일에 전력을 급전하는 지점을 병렬로 연결함으로써, 제2 공진 코일에 포함된 제1 코일(410), 및 제3 코일(430)에 전력을 공급할 수 있다. As shown in FIG. 4 , the transmitting
제1 코일(410)는 급전 단자(110)의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
제2 코일(420)는 제1 코일(410)의 상부에 배치되며, 제1 코일(410)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
제3 코일(430)는 급전 단자(110)의 하부에 제1 코일(410)과 연결되어 배치되며, 제1 코일(120)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
제4 코일(440)는 제3 코일(430)의 하부에 제2 코일(420)과 연결되어 배치되며, 제2 코일(420) 및 제3 코일(430)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.The
급전 단자(110)는 외부의 전원 소스로부터 입력받은 전력을 제1 코일(410) 내지 제4 코일(440)에 제공할 수 있다. 이때, 급전 단자(110)는 병렬로 연결된 지점을 통하여 제2 공진 코일에는 제1 공진 코일과 다른 극성의 전력을 공급하여 제1 공진 코일과 제2 공진 코일에 동일한 방향의 전류가 흐르도록 할 수 있다. 예를 들어, 급전 단자(110)는 제2 코일(420)과 제3 코일(430)에 양전하를 공급하고, 제1 코일(410)과 제4 코일(440)에 음전하를 공급할 수 있다.The
제2 실시예에 따른 송신 공진 장치(400)는 제2 공진 코일에도 전력을 급전함으로써, 송신 공진 장치(400)보다 결합력을 강화 시킬 수 있다.The
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치가 전기장을 자기장으로 변환하는 원리를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a principle of converting an electric field into a magnetic field by a transmission resonator device according to a second embodiment of the present invention.
전원 소스로부터 급전 단자(110)에 도 5에 도시된 바와 같은 전압이 공급되는 경우, 급전 단자(110)에 연결된 제2 코일(420) 및 제4 코일(440)에는 각각 시계 반대 방향으로 전류(311) 및 전류(312)가 흐를 수 있다. 그리고, 전류(311) 및 전류(312)에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 제4 코일(440)에서 제2 코일(420)로 흐르는 방향의 자기장(310)이 발생할 수 있다. 또한, 양전하가 공급된 제2 코일(420)에는 도 5에 도시된 바와 같이 제2 코일(420)에서 방출하는 방향의 전기장(531, 532, 533)이 발생할 수 있다. 그리고, 음전하가 공급된 제4 코일(440)는 도 5에 도시된 바와 같이 제4 코일(440)을 향하여 모이는 방향의 전기장(541, 542)이 발생할 수 있다.When a voltage as shown in FIG. 5 is supplied to the
이때, 제2 코일(420)의 하부에 배치된 제1 코일(410)은 제2 코일(420)과 반대로 음전하가 공급되므로, 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일(410)에 시계 반대 방향으로 전류(321)가 흐를 수 있다. 또한, 제4 코일(440)의 상부에 배치된 제3 코일(430)은 제4 코일(440)과 반대로 양전하가 공급되므로, 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일(430)에 시계 반대 방향으로 전류(322)가 흐를 수 있다. 그리고, 전류(321) 및 전류(322)에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 제3 코일(430)에서 제1 코일(410)로 흐르는 방향의 자기장(320)이 발생할 수 있다. 또한, 음전하가 공급된 제1 코일(410)에는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 코일(410)을 향하여 모이는 방향의 전기장(551, 552, 553)이 발생할 수 있다. 그리고, 양전하가 공급된 제3 코일(430)는 도 5에 도시된 바와 같이 제3 코일(430)에서 방출하는 방향의 전기장(553, 561, 562)이 발생할 수 있다.At this time, since the negative charge is supplied to the
즉, 송신 공진 장치(400)의 중앙에 유기되는 자기장(310)와 자기장(320)는 도 5에 도시된 바와 같이 방향이 동일하므로, 자기장(310)과 자기장(320)이 중첩되어 송신 공진 장치(400)에서 발생하는 자기장의 세기도 증가할 수 있다.That is, since the
반면, 제2 코일(420)에서 발생한 전기장(531)과 제1 코일(410)에서 발생한 전기장(551)은 도 5에 도시된 바와 같이 방향이 반대이므로, 전기장(531)과 전기장(551)이 상쇄되어 송신 공진 장치(400)에서 상부로 방출되는 전기장의 세기가 감소될 수 있다. 또한, 제2 코일(420)과 제4 코일(440) 사이에서 발생한 전기장(533)과 제1 코일(410)과 제3 코일(430) 사이에서 발생한 전기장(553)은 도 5에 도시된 바와 같이 방향이 반대이므로, 전기장(533)과 전기장(553)이 상쇄되어 제2 공진 코일(220)의 내부에서 발생하는 전기장의 세기가 감소될 수 있다. 그리고, 제4 코일(440)에서 발생한 전기장(542)과 제3 코일(430)에서 발생한 전기장(562)은 도 5에 도시된 바와 같이 방향이 반대이므로, 전기장(542)과 전기장(562)이 상쇄되어 송신 공진 장치(400)에서 하부로 방출되는 전기장의 세기가 감소될 수 있다.On the other hand, since the
반면, 제1 공진 코일(210)과 제2 공진 코일(220) 사이의 갭인 제2 코일(420)과 제1 코일(110) 사이에서 발생한 전기장들(532, 352), 및 제4 코일(440)과 제3 코일(430) 사이에서 발생한 전기장들(561, 341)은 도 5에 도시된 바와 같이 동일한 방향의 전기장일 수 있다. 따라서, 전기장(532)과 전기장(552)이 중첩되어 제2 코일(420)과 제1 코일(110) 사이의 전기장의 세기가 증가하고, 전기장(541)과 전기장(561)이 중첩되어 제4 코일(440)과 제3 코일(430) 사이의 전기장의 세기가 증가할 수 있다.On the other hand,
즉, 전기장 에너지는 제1 공진 코일(210)과 제2 공진 코일(220) 사이의 갭에서 증가하고, 갭을 제외한 나머지 영역에서 감소하므로, 송신 공진 장치(400)에서 발생하는 전기장의 세기가 감소할 수 있다. 또한, 제1 공진 코일(210)과 제2 공진 코일(220) 사이의 갭에서 증가한 전기장 에너지는 자기장 에너지로 변환될 수 있다.That is, the electric field energy increases in the gap between the first
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치를 포함하는 무선 전력 전송 시스템을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a wireless power transmission system including a transmission resonator device according to an embodiment of the present invention.
무선 전력 시스템은 급전 단자(110)를 포함하는 송신 공진 장치(400)와 부하(610)을 포함하는 수신 공진 장치(600)을 포함할 수 있다.The wireless power system may include a
이때, 송신 공진 장치(400)는 급전 단자(110) 및 급전 단자(110)에 연결된 외부의 전원 소스와 제1 공진 코일 및 제2 공진 코일 사이에 임피던스 정합회로가 배치될 수 있다. 또한, 수신 공진 장치(600)는 부하(610)와 제1 공진 코일 및 제2 공진 코일 사이에도 정합회로가 배치될 수 있다.In this case, in the
수신 공진 장치(600)은 도 6에 도시된 바와 같이 송신 공진 장치(400)에서 급전 단자(110)를 부하(610)로 대체한 구조일 수 있다. 즉, 수신 공진 장치(600)는 제1 공진 코일 안에 제2 공진 코일이 배치된 구조로 제작될 수 있다. 그리고, As shown in FIG. 6 , the
수신 공진 장치(600)가 송신 공진 장치(400)로부터 거리 D 이하로 이격된 장소에 위치한 경우, 수신 공진 장치(600)는 송신 공진 장치(400)에서 발생하는 자기장에 따라 제1 공진 코일 및 제2 공진 코일에 전하기 유기되어 전력을 생성하고, 생성한 전력을 부하(610)에 저장할 수 있다.When the
도 7은 무선 전력 전송 시스템에서 거리 D = 1.5W (W=40cm)이고, 송신 공진 장치(400) 및 수신 공진 장치(600)의 G = 0.5W인 경우, 제1 공진 코일과 제2 공진 코일 간의 갭인 S의 변화에 따른 S파라미터 특성의 일례이다.7 shows a first resonant coil and a second resonant coil when the distance D=1.5W (W=40cm) and G=0.5W of the transmitting
도 7에 도시된 S파라미터 특성에 따르면, 송신 공진 장치(400)에 공급된 전력의 대부분이 수신 공진 장치(600)으로 전송되는 것을 확인할 수 있다.According to the S-parameter characteristic shown in FIG. 7 , it can be confirmed that most of the power supplied to the
또한, 제1 공진 코일과 제2 공진 코일 간의 갭인 S가 증가할수록 무선 전력 전송 시스템에서 사용하는 전체 공진 주파수가 높아지며, 제1 공진 주파수 S11와 제2 공진 주파수 S12간의 차이가 더 넓게 형성될 수 있다.In addition, as the gap S between the first resonant coil and the second resonant coil increases, the overall resonant frequency used in the wireless power transmission system increases, and the difference between the first resonant frequency S 11 and the second resonant frequency S 12 becomes wider. can
즉, 제1 공진 코일과 제2 공진 코일 간의 갭인 S가 증가할수록 송신 공진 장치(400) 및 수신 공진 장치(600)의 공진 코일들 간의 결합력이 증가하여 전력 전송 거리를 증가시킬 수 있다.That is, as the gap S between the first resonant coil and the second resonant coil increases, the coupling force between the resonant coils of the
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 공간 복사량의 특성의 일례이다.8 is an example of the characteristics of the spatial radiation amount of the transmission resonator according to the second embodiment of the present invention.
이때, 무선 전력 전송 시스템에서 거리 D = 1.5W (W=40cm)이고, 송신 공진 장치(400) 및 수신 공진 장치(600)의 G = 0.9W이며, 제1 공진 코일과 제2 공진 코일 간의 갭인 S가 2cm일 수 있다. 또한, 급전 단자(110)를 통하여 입력되는 전력이 1 Watt일 수 있다. 그리고, 모델(810)은 하나의 공진 코일을 사용한 종래의 송신 공진 장치에서의 θ 성분 실현 이득 모델이고, 모델(820)는 송신 공진 장치(400)에서의 θ 성분 실현 이득 모델일 수 있다.At this time, in the wireless power transmission system, the distance D = 1.5 W (W = 40 cm), G = 0.9 W of the transmitting
모델(810)과 모델(820)을 비교하면, 송신 공진 장치(400)가 종래의 송신 공진 장치에 비하여 공간 복사량이 약 19dB 감소한 것을 확인할 수 있다. 송신 공진 장치(400)는 공간 복사량을 감소시킴으로써, 송신 공진 장치(400)에서 일정 거리 안에 위치한 무선 기기 혹은 전기 전자 기기에 간섭과 오동작을 유발할 확률이 종래의 송신 공진 장치에 비하여 감소할 수 있다.When the
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 전기장의 세기의 일례이다.9 is an example of the strength of the electric field of the transmission resonator device according to the second embodiment of the present invention.
이때, 무선 전력 전송 시스템에서 거리 D = 1.5W (W=40cm)이고, 송신 공진 장치(400) 및 수신 공진 장치(600)의 G = 0.9W이며, 제1 공진 코일과 제2 공진 코일 간의 갭인 S가 2cm일 수 있다. 또한, 급전 단자(110)를 통하여 입력되는 전력이 1 Watt일 수 있다. 그리고, 모델(910)은 하나의 공진 코일을 사용한 종래의 송신 공진 장치에서의 50 V/m 이상 전기장 영역 크기 모델이고, 모델(920)는 송신 공진 장치(400)에서의 50 V/m 이상 전기장 영역 크기 모델일 수 있다.At this time, in the wireless power transmission system, the distance D = 1.5 W (W = 40 cm), G = 0.9 W of the transmitting
모델(910)과 모델(920)을 비교하면, 송신 공진 장치(400)가 종래의 송신 공진 장치에 비하여 높은 전기장을 갖는 영역의 크기가 감소한 것을 확인할 수 있다. 즉, 송신 공진 장치(400)는 종래의 송신 공진 장치에 비하여 송신 공진 장치(400)에서 일정 거리 안의 전기장의 세기를 감소시킬 수 있다.When the
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 송신 공진 장치의 자기장의 세기의 일례이다.10 is an example of the strength of the magnetic field of the transmission resonator device according to the second embodiment of the present invention.
이때, 무선 전력 전송 시스템에서 거리 D = 1.5W (W=40cm)이고, 송신 공진 장치(400) 및 수신 공진 장치(600)의 G = 0.9W이며, 제1 공진 코일과 제2 공진 코일 간의 갭인 S가 2cm일 수 있다. 또한, 급전 단자(110)를 통하여 입력되는 전력이 1 Watt일 수 있다. 그리고, 모델(1010)은 하나의 공진 코일을 사용한 종래의 송신 공진 장치에서의 0.1 A/m 이상 자기장 영역 크기 모델이고, 모델(1020)는 송신 공진 장치(400)에서의 0.1 A/m 이상 자기장 영역 크기 모델일 수 있다.At this time, in the wireless power transmission system, the distance D = 1.5 W (W = 40 cm), G = 0.9 W of the transmitting
모델(1010)과 모델(1020)을 비교하면, 송신 공진 장치(400)가 종래의 송신 공진 장치에 비하여 높은 자기장을 갖는 영역의 크기가 증가한 것을 확인할 수 있다. 즉, 송신 공진 장치(400)는 전기장 에너지를 자기장 에너지로 변환함으로써, 종래의 송신 공진 장치에 비하여 공진 코일의 자기장 결합을 증가시킬 수 있다.When the
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a third embodiment of the present invention.
송신 공진 장치(1100)는 도 11에 도시된 바와 같이 제1 공진 코일(210), 제2 공진 코일(220)의 안쪽에 제5 코일(1110)과 제6 코일(1120)로 구성된 제3 공진 코일(1130)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 11 , the transmitting
이때, 제5 코일(1110)은 제2 공진 코일(220)의 제1 코일(120)의 하부에 배치되며, 제1 코일(120)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다. 또한, 제6 코일(1120)은 제2 공진 코일(220)의 제3 코일(140)의 상부에 배치되며, 제3 코일(140)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다.In this case, the
또한, 제5 코일(1110)과 제1 코일(120) 간의 갭 및 제6 코일(1120)과 제3 코일(140) 간의 갭은 도 1에 도시된 S일 수 있다.Also, the gap between the
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.12 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a fourth embodiment of the present invention.
송신 공진 장치(1200)는 도 12에 도시된 바와 같이 제1 공진 코일(210), 제2 공진 코일(220), 및 제3 공진 코일(1130)의 안쪽에 제7 코일(1210)과 제8 코일(1220)로 구성된 제4 공진 코일(1230)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 12 , the transmitting
이때, 제7 코일(1210)은 제3 공진 코일(1130)의 제5 코일(1110)의 하부에 배치되며, 제5 코일(1110)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다. 또한, 제8 코일(1220)은 제3 공진 코일(1130)의 제6 코일(1120)의 상부에 배치되며, 제6 코일(1120)의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 코일일 수 있다. 또한, 제7 코일(1210)과 제5 코일(1110) 간의 갭 및 제8 코일(1220)과 제6 코일(1120) 간의 갭은 도 1에 도시된 S일 수 있다.In this case, the
즉, 도 11, 및 도 12에 도시된 바와 같이 공진 코일들 내부에 N개의 공진 코일을 더 포함하는 송신 공진 장치, 및 수신 공진 장치를 제작할 수 있다. 이때, 추가되는 공진 코일의 코일들은 인접한 코일들의 반대 방향으로 배열된 형태로 형성될 수 있다. That is, as shown in FIGS. 11 and 12 , a transmitting resonant device and a receiving resonant device further including N resonant coils inside the resonant coils may be manufactured. In this case, the coils of the resonant coil to be added may be formed to be arranged in the opposite direction to the adjacent coils.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a fifth embodiment of the present invention.
송신 공진 장치(1300)는 도 13에 도시된 바와 같이 제1 공진 코일(1301)과 제1 공진 코일(1301)의 안쪽에 배치된 제2 공진 코일(1302), 및 제3 공진 코일(1303)을 포함할 수 있다. 이때, 제3 공진 코일(1303)은 제2 공진 코일(1302)의 하부에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 13 , the transmitting
구체적으로, 제1 공진 코일(1301)은 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일(1310) 및 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일(1320)로 구성될 수 있다.Specifically, the first
그리고, 제2 공진 코일(1302)은 제1 코일(1310)의 하부에 배치되며 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일(1330) 및 제3 코일(1330)의 하부에 배치되며 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일(1340)로 구성될 수 있다.In addition, the second
또한, 제3 공진 코일(1303)은 제4 코일(1340)의 하부에 배치되며 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일(1350) 및 제5 코일(1350)과 제2 코일(1320) 사이에 배치되며, 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일(1360)로 구성될 수 있다.In addition, the third
도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.14 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a sixth embodiment of the present invention.
송신 공진 장치(1400)는 도 14에 도시된 바와 같이 제1 공진 코일(1401)과 제1 공진 코일(1401)의 안쪽에 배치된 제2 공진 코일(1402), 제3 공진 코일(1403) 및 제4 공진 코일(1404)을 포함할 수 있다. 이때, 제3 공진 코일(1403)은 제2 공진 코일(1402)의 하부에 배치되고, 제4 공진 코일(1404)은 제3 공진 코일(1403)의 하부에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 14 , the transmitting
구체적으로, 제1 공진 코일(1401)은 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일(1410) 및 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일(1420)로 구성될 수 있다.Specifically, the first
그리고, 제2 공진 코일(1402)은 제1 코일(1410)의 하부에 배치되며 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일(1430) 및 제3 코일(1430)의 하부에 배치되며 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일(1440)로 구성될 수 있다.In addition, the second
또한, 제3 공진 코일(1403)은 제4 코일(1440)의 하부에 배치되며 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일(1450) 및 제5 코일(1450)의 하부에 배치되며, 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일(1460)로 구성될 수 있다.In addition, the third
그리고, 제4 공진 코일(1404)은 제6 코일(1460)의 하부에 배치되며 시계 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일(1470) 및 제7 코일(1470)과 제2 코일(1420) 사이에 배치되며, 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일(1480)로 구성될 수 있다.In addition, the fourth
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치, 및 수신 공진 장치는 도 13, 도 14에 도시된 바와 같이 제1 공진 코일 내부에 N개의 공진 코일들을 적층하는 구조로 제작될 수 있다.That is, the transmitting resonant device and the receiving resonant device according to an embodiment of the present invention may be manufactured in a structure in which N resonant coils are stacked inside the first resonant coil as shown in FIGS. 13 and 14 .
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 송신 공진 장치의 코일 결합 구조를 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating a coil coupling structure of a transmission resonator device according to a seventh embodiment of the present invention.
송신 공진 장치(1500)는 도 15에 도시된 바와 같이 공진 주파수를 튜닝하기 위한 비손실 소자(1510)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 비손실 소자(1510)는 인덕턴스 소자 혹은 캐패시터일 수 있다.The
또한, 송신 공진 장치(1500)는 코일이 겹치는 지점에 쇼트 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 코일이 겹치는 지점에 손실이 적은 유전체인 부도체를 설치할 수도 있다.Also, in order to prevent a short circuit from occurring at the point where the coils overlap, the
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치에 포함된 코일 구조의 일례이다.16 is an example of a coil structure included in a transmission resonator device according to an embodiment of the present invention.
송신 공진 장치에서 공진 코일들에 포함된 코일이 급전 단자(110), 또는 공진 코일의 반대쪽 코일과 연결하기 위하여 꺾이는 지점(1600)은 도 16의 케이스 1(Case 1)에 도시된 바와 같이 중앙에 위치할 수 있다.In the transmission resonator device, the
또한, 송신 공진 장치에서 공진 코일들에 포함된 코일이 급전 단자(110), 또는 공진 코일의 반대쪽 코일과 연결하기 위하여 꺾이는 지점(1600)은 도 16의 케이스 2(Case 2)에 도시된 바와 같이 내부의 측면에 위치할 수도 있다.In addition, as shown in
그리고, 송신 공진 장치에서 공진 코일들에 포함된 코일이 급전 단자(110), 또는 공진 코일의 반대쪽 코일과 연결하기 위하여 꺾이는 지점(1600)은 도 16의 케이스 1(Case 1)에 도시된 바와 같이 외부에 위치할 수도 있다.And, as shown in
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치에 포함된 코일의 형상의 일례이다.17 is an example of a shape of a coil included in a transmission resonator device according to an embodiment of the present invention.
송신 공진 장치에서 공진 코일들 각각에 포함된 코일은 도 17의 케이스 1(Case 1)에 도시된 바와 같은 원형 나선 구조, 케이스 2(Case 2)에 도시된 바와 같은 사각 나선 구조, 케이스 3(Case 3)에 도시된 바와 같은 육각 나선 구조, 및 케이스 4(Case 4)에 도시된 바와 같은 팔각 나선 구조 중 하나로 형성될 수 있다.The coil included in each of the resonant coils in the transmission resonator device has a circular spiral structure as shown in
또한, 송신 공진 장치에서 공진 코일들 각각에 포함된 코일은 도 17에 도시되지 않은 다양한 형상의 나선 구조 중 하나로 형성될 수도 있다. Also, in the transmission resonator device, a coil included in each of the resonant coils may be formed of one of various shapes of spiral structures not shown in FIG. 17 .
본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일, 제4 코일로 구성된 제1 공진 코일의 내부에 제2 코일 및 제4 코일 각각과 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일, 제3 코일로 구성된 제2 공진 코일을 배치하여 제2 공진 코일에서 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시킴으로써, 제1 공진 코일에서 발생하는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다.A transmission resonator device according to an embodiment of the present invention provides a second coil and a fourth coil inside a first resonant coil composed of a second coil and a fourth coil arranged in opposite directions in opposite directions to each other. By arranging a second resonant coil composed of an arranged spiral-shaped first coil and a third coil to generate a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil in the second resonant coil, the strength of the magnetic field generated in the first resonant coil is increased can increase
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 송신 공진 장치는 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일, 제4 코일로 구성된 제1 공진 코일의 내부에 제2 코일 및 제4 코일 각각과 서로 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일, 제3 코일로 구성된 제2 공진 코일을 배치하여 제2 공진 코일에서 제1 공진 코일의 반대 방향의 전기장을 발생시킴으로써, 제1 공진 코일에서 발생하는 전기장을 상쇄시켜 송신 공진 장치에서 외부로 누출되는 전기장의 세기를 감소시킬 수 있다.In addition, in the transmitting resonant device according to an embodiment of the present invention, the second coil and the fourth coil are respectively opposite to each other inside the first resonant coil composed of the second coil and the fourth coil arranged in opposite directions. By arranging a second resonant coil composed of a first coil and a third coil having a spiral shape arranged in the direction to generate an electric field in the opposite direction of the first resonant coil in the second resonant coil, the electric field generated in the first resonant coil is reduced It is possible to reduce the strength of the electric field leaking from the transmission resonator device to the outside by canceling it.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.While this specification contains numerous specific implementation details, they should not be construed as limitations on the scope of any invention or claim, but rather as descriptions of features that may be specific to particular embodiments of particular inventions. should be understood Certain features that are described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments, either individually or in any suitable subcombination. Further, although features operate in a particular combination and may be initially depicted as claimed as such, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from the combination, the claimed combination being a sub-combination. or a variant of a sub-combination.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Likewise, although acts are depicted in the drawings in a particular order, it should not be construed that all acts shown must be performed or that such acts must be performed in the specific order or sequential order shown to obtain desirable results. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Further, the separation of the various device components of the above-described embodiments should not be construed as requiring such separation in all embodiments, and the program components and devices described may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You have to understand that you can.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
110: 급전 단자
120: 제1 코일
130: 제2 코일
140: 제3 코일
150: 제4 코일110: power supply terminal
120: first coil
130: second coil
140: third coil
150: fourth coil
Claims (16)
상기 제1 공진 코일의 내부에 배치되며, 상기 제1 공진 코일이 공급 받은 전력에 따라 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제2 공진 코일
을 포함하는 송신 공진 장치.a first resonant coil connected to the power supply terminal to receive power and including spiral coils arranged in opposite directions; and
A second resonant coil disposed inside the first resonant coil and generates a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil according to the power supplied to the first resonant coil
A transmission resonator device comprising a.
상기 제2 공진 코일은,
상기 급전 단자의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일; 및
상기 급전 단자의 하부에 상기 제1 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일
을 포함하고,
상기 제1 공진 코일은,
상기 제1 코일의 상부에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일; 및
상기 제3 코일의 하부에 상기 제2 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제2 코일 및 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일
을 포함하는 송신 공진 장치.The method of claim 1,
The second resonant coil,
a first coil in the form of a spiral disposed on the power supply terminal and arranged in a clockwise or counterclockwise direction; and
A third coil having a spiral shape is disposed under the power supply terminal and is connected to the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil.
including,
The first resonant coil,
a second coil in a spiral shape disposed on the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil; and
A fourth coil having a spiral shape is disposed below the third coil and is connected to the second coil and arranged in opposite directions to the second coil and the third coil.
A transmission resonator device comprising a.
상기 제1 코일 및 상기 제3 코일은,
상기 제2 코일 및 상기 제4 코일에 공급된 전력에 따라 상기 제2 코일 및 상기 제4 코일의 전류 방향과 일치하는 방향의 전류를 형성하는 송신 공진 장치.3. The method of claim 2,
The first coil and the third coil,
A transmission resonator device for forming a current in a direction coincident with current directions of the second coil and the fourth coil according to the power supplied to the second coil and the fourth coil.
상기 제1 코일은,
상기 제2 코일에서 발생하는 전기장의 반대 방향의 전기장을 형성하여 상기 제2 코일에서 외부로 발생하는 전기장을 감소시키는 송신 공진 장치.3. The method of claim 2,
The first coil is
A transmission resonator device for reducing an external electric field generated from the second coil by forming an electric field in a direction opposite to the electric field generated from the second coil.
상기 제3 코일은,
상기 제4 코일에서 발생하는 전기장의 반대 방향의 전기장을 형성하여 상기 제4 코일에서 외부로 발생하는 전기장을 감소시키는 송신 공진 장치.3. The method of claim 2,
The third coil is
A transmission resonator device for reducing an external electric field generated from the fourth coil by forming an electric field in a direction opposite to the electric field generated from the fourth coil.
상기 급전 단자와 상기 제1 코일의 사이에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일; 및
상기 급전 단자와 상기 제3 코일의 사이에 상기 제5 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일
로 구성된 제3 공진 코일을 더 포함하는 송신 공진 장치.3. The method of claim 2,
a fifth coil having a spiral shape disposed between the feed terminal and the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil; and
A sixth coil having a spiral shape is disposed between the power supply terminal and the third coil to be connected to the fifth coil and arranged in a direction opposite to the third coil.
Transmission resonant device further comprising a third resonant coil consisting of.
상기 급전 단자와 상기 제5 코일의 사이에 배치되며, 상기 제5 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일; 및
상기 급전 단자와 상기 제6 코일의 사이에 상기 제7 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제6 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일
로 구성된 제4 공진 코일을 더 포함하는 송신 공진 장치.7. The method of claim 6,
a seventh coil having a spiral shape disposed between the power supply terminal and the fifth coil and arranged in a direction opposite to the fifth coil; and
An eighth coil having a spiral shape is disposed between the power supply terminal and the sixth coil and is connected to the seventh coil and arranged in a direction opposite to the sixth coil.
Transmitting resonant device further comprising a fourth resonant coil consisting of.
상기 급전 단자와 상기 제3 코일의 사이에 배치되며, 상기 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일; 및
상기 제5 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제5 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제5 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일
로 구성된 제3 공진 코일을 더 포함하는 송신 공진 장치.3. The method of claim 2,
a fifth coil having a spiral shape disposed between the power supply terminal and the third coil and arranged in a direction opposite to the third coil; and
A sixth coil having a spiral shape is disposed between the fifth coil and the fourth coil and is connected to the fifth coil and arranged in a direction opposite to the fifth coil and the fourth coil.
Transmission resonant device further comprising a third resonant coil consisting of.
상기 제6 코일의 하부에 배치되며, 상기 제6 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일; 및
상기 제7 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제7 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제7 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일
로 구성된 제4 공진 코일을 더 포함하는 송신 공진 장치.9. The method of claim 8,
a seventh coil having a spiral shape disposed under the sixth coil and arranged in a direction opposite to the sixth coil; and
The seventh coil and the fourth coil are connected to the seventh coil and disposed between the seventh coil and the fourth coil, and the eighth coil having a spiral shape is arranged in a direction opposite to the seventh coil and the fourth coil.
Transmitting resonant device further comprising a fourth resonant coil consisting of.
상기 제1 공진 코일의 내부에 배치되며, 상기 급전 단자로부터 상기 제1 공진 코일과 다른 극성의 전력을 공급받아 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제2 공진 코일
을 포함하는 송신 공진 장치.a first resonant coil connected to the power supply terminal to receive power and including spiral coils arranged in opposite directions; and
A second resonant coil disposed inside the first resonant coil and receiving power having a polarity different from that of the first resonant coil from the power supply terminal to generate a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil
A transmission resonator device comprising a.
상기 급전 단자는.
상기 제2 공진 코일의 제1 코일에 음전하를 공급하고, 상기 제2 코일의 상부에 배치된 제1 공진 코일의 제2 코일에 양전하를 공급하는 송신 공진 장치.11. The method of claim 10,
The power supply terminal.
A transmission resonator device for supplying a negative charge to a first coil of the second resonant coil and supplying a positive charge to a second coil of the first resonant coil disposed above the second coil.
상기 급전 단자는.
상기 제2 공진 코일의 제3 코일에 양전하를 공급하고, 상기 제3 코일의 하부에 배치된 제1 공진 코일의 제4 코일에 음전하를 공급하는 송신 공진 장치.11. The method of claim 10,
The power supply terminal.
A transmission resonator device for supplying a positive charge to a third coil of the second resonance coil and supplying a negative charge to a fourth coil of the first resonance coil disposed under the third coil.
상기 제2 공진 코일은,
상기 급전 단자의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일; 및
상기 급전 단자의 하부에 상기 제1 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일
을 포함하고,
상기 제1 공진 코일은,
상기 제1 코일의 상부에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일; 및
상기 제3 코일의 하부에 상기 제2 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제2 코일 및 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일
을 포함하는 송신 공진 장치.11. The method of claim 10,
The second resonant coil,
a first coil in the form of a spiral disposed on the power supply terminal and arranged in a clockwise or counterclockwise direction; and
A third coil having a spiral shape is disposed under the power supply terminal and is connected to the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil.
including,
The first resonant coil,
a second coil in a spiral shape disposed on the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil; and
A fourth coil having a spiral shape is disposed below the third coil and is connected to the second coil and arranged in opposite directions to the second coil and the third coil.
A transmission resonator device comprising a.
상기 제1 공진 코일의 내부에 배치되며, 상기 제1 공진 코일이 공급 받은 전력에 따라 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제2 공진 코일; 및
상기 제1 공진 코일의 내부에서 상기 제2 공진 코일의 하부에 배치되며, 상기 제1 공진 코일이 공급 받은 전력에 따라 상기 제1 공진 코일과 동일한 방향의 자기장을 발생시키는 제3 공진 코일
을 포함하는 송신 공진 장치.a first resonant coil connected to the power supply terminal to receive power and including spiral coils arranged in opposite directions;
a second resonant coil disposed inside the first resonant coil and configured to generate a magnetic field in the same direction as that of the first resonant coil according to power supplied to the first resonant coil; and
A third resonant coil disposed under the second resonant coil inside the first resonant coil and generates a magnetic field in the same direction as the first resonant coil according to the power supplied to the first resonant coil.
A transmission resonator device comprising a.
상기 제2 공진 코일은,
상기 급전 단자의 상부에 배치되며, 시계 방향, 또는 시계 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제1 코일; 및 상기 급전 단자의 하부에 상기 제1 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제3 코일을 포함하고,
상기 제1 공진 코일은,
상기 제1 코일의 상부에 배치되며, 상기 제1 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제2 코일; 및 상기 제3 코일의 하부에 상기 제2 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제2 코일 및 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제4 코일을 포함하며,
상기 제3 공진 코일은,
상기 급전 단자와 상기 제3 코일의 사이에 배치되며, 상기 제3 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제5 코일; 및 상기 제5 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제5 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제5 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제6 코일
을 포함하는 송신 공진 장치.15. The method of claim 14,
The second resonant coil,
a first coil in the form of a spiral disposed on the power supply terminal and arranged in a clockwise or counterclockwise direction; and a third coil in a spiral shape disposed in a connection with the first coil under the power supply terminal and arranged in a direction opposite to the first coil,
The first resonant coil,
a second coil in a spiral shape disposed on the first coil and arranged in a direction opposite to the first coil; and a fourth coil in a spiral shape disposed under the third coil and connected to the second coil and arranged in opposite directions to the second coil and the third coil,
The third resonant coil,
a fifth coil having a spiral shape disposed between the power supply terminal and the third coil and arranged in a direction opposite to the third coil; and a sixth coil in a spiral shape disposed between the fifth coil and the fourth coil and connected to the fifth coil and arranged in a direction opposite to the fifth coil and the fourth coil
A transmission resonator device comprising a.
상기 제6 코일의 하부에 배치되며, 상기 제6 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제7 코일; 및
상기 제7 코일과 상기 제4 코일의 사이에 상기 제7 코일과 연결되어 배치되며, 상기 제7 코일, 및 상기 제4 코일의 반대 방향으로 배열된 나선 형태의 제8 코일
로 구성된 제4 공진 코일을 더 포함하는 송신 공진 장치.16. The method of claim 15,
a seventh coil having a spiral shape disposed under the sixth coil and arranged in a direction opposite to the sixth coil; and
The seventh coil and the fourth coil are connected to the seventh coil and disposed between the seventh coil and the fourth coil, and the eighth coil having a spiral shape is arranged in a direction opposite to the seventh coil and the fourth coil.
Transmitting resonant device further comprising a fourth resonant coil consisting of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200109430A KR20220028434A (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Resonator for converting electric field energy into magnetic field energy in wireless power transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200109430A KR20220028434A (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Resonator for converting electric field energy into magnetic field energy in wireless power transmission system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220028434A true KR20220028434A (en) | 2022-03-08 |
Family
ID=80812725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200109430A KR20220028434A (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Resonator for converting electric field energy into magnetic field energy in wireless power transmission system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220028434A (en) |
-
2020
- 2020-08-28 KR KR1020200109430A patent/KR20220028434A/en active Search and Examination
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10685780B2 (en) | Electric power feed apparatus, electric power feed system, and electronic apparatus | |
| KR101159565B1 (en) | Long range low frequency resonator and materials | |
| JP6124085B2 (en) | Wireless power transmission device, wireless power transmission device and power reception device | |
| US7298091B2 (en) | Matching network for RF plasma source | |
| US20120161544A1 (en) | Wireless power transmission device and power receiving device | |
| KR102552493B1 (en) | Wireless charger having electromagnetic wave shielding function | |
| KR20130036071A (en) | Resonant antenna system with high q factor | |
| KR20110093599A (en) | Ground radiator using capacitor | |
| CN108521152A (en) | A kind of magnetic coupling type wireless charging system | |
| WO2013153736A1 (en) | Wireless power transmitting apparatus, power transmitting apparatus, and power receiving apparatus | |
| JP6315109B2 (en) | Power supply device | |
| US10629369B2 (en) | Wireless power transmission device for transmitting power using magnetic field and electric field, and wireless power receiving device for receiving power from the wireless power transmission device | |
| JP6164720B2 (en) | Coupled resonator type wireless power transmission system | |
| KR20220028434A (en) | Resonator for converting electric field energy into magnetic field energy in wireless power transmission system | |
| US11677272B2 (en) | Wireless power transmitting device and wireless power receiving device | |
| CN108401472A (en) | Uniform wireless charging device | |
| KR101715269B1 (en) | Omnidirectional resonator in x-y plane using a crisscross structure for wireless power transfer, wireless power transfer apparatus and wireless power transfer system including the resonator | |
| KR102109104B1 (en) | Apparatus for transferring power | |
| JP2016010168A (en) | Resonator and wireless power supply system | |
| Morita et al. | Power efficiency improvement of wireless power transfer using magnetic material | |
| CN109792165B (en) | Antenna core for wireless power transmission and wireless power transmission module including the same | |
| JP2003069329A (en) | Antenna | |
| JP2015220891A (en) | Resonator and wireless power supply system | |
| JP2014138509A (en) | Resonator, and radio power feeding system | |
| KR102365766B1 (en) | Wireless power transmission device for transmitting power using magnetic field and electric field, and wireless power receiving device for receiving power from the wireless power transmission device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |