KR20220062942A - Cup-shaped magnetic resonance coil structure for wireless charging of devices - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cup-shaped wireless charging structure. The structure includes: a curved-type structure in which a side portion, in which a transmission coil with a magnetic resonant method for wirelessly supplying power can be laid, is formed in a cylinder shape; and at least one power transmission unit having the same central angle based on a central axis of the curved-type structure to be laid in the side portion. The power transmission unit forms an electromagnetic field for wireless power transmission in an inward direction of the curved-type structure by the transmission coil.

Description

컵 모양의 무선충전 구조체{Cup-shaped magnetic resonance coil structure for wireless charging of devices}Cup-shaped magnetic resonance coil structure for wireless charging of devices

본 발명은 컵 모양의 무선충전 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선으로 전력을 공급하기 위한 자기공진 방식의 송신 코일이 컵 모양의 구조체의 외주면에 형성되며, 구조체의 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 배열되어 전력을 수신하는 전력수신부가 어느 방향에서나 일정한 전력을 공급받는 것이 가능한 컵 모양의 무선충전 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to a cup-shaped wireless charging structure, and more particularly, a magnetic resonance type transmitting coil for wirelessly supplying power is formed on the outer peripheral surface of the cup-shaped structure, and the same central angle with respect to the central axis of the structure. It relates to a cup-shaped wireless charging structure that is arranged to have a power receiving unit receiving power to receive constant power from any direction.

일반적으로 우리 주변에서 사용하는 스마트폰을 포함하는 전자기기는 배터리를 충전하여 기기를 사용할 수 있으며, 산업이 발전함에 따라 배터리를 충전하기 위한 전력의 공급이 무선 방식으로 사용이 가능하다.In general, electronic devices including smartphones used around us can use the device by charging the battery, and as the industry develops, the power supply for charging the battery can be used in a wireless way.

전력을 공급하기 위한 선을 연결하지 않은 상태에서 전력을 공급하는 방식은 크게 자기유도방식, 자기공진방식(자기공명 방식) 또는 전자기파 전송 방식을 포함할 수 있다.A method of supplying power in a state in which a line for supplying power is not connected may largely include a magnetic induction method, a magnetic resonance method (magnetic resonance method), or an electromagnetic wave transmission method.

현재까지 대부분의 스마트폰 기기에 무선으로 전력을 공급하는 방식은 자기유도방식이 채택되고 있으나, 자기유도방식은 전력을 공급할 수 있는 전송 거리가 짧아 전력을 공급하기 위한 송신코일과 공급받는 수신코일이 상당히 가까운 거리에 근접한 상태에서 사용해야 하기 때문에 송신코일과 수신코일이 서로 간의 위치 정합성이 매우 민감하다.Until now, the magnetic induction method has been adopted as the method of wirelessly supplying power to most smartphone devices. However, the magnetic induction method has a short transmission distance that can supply power, so a transmitting coil for supplying power and a receiving coil for supplying power are used. Since it has to be used at a fairly close distance, the positional coherence between the transmitting coil and the receiving coil is very sensitive.

또한, 전자기파 전송 방식은 전력의 전송 효율이 높지 않으며, 인체에 대한 유해성이 자기유도방식이나 자기공진방식에 비해 크기 때문에 일상 생활에서 사용하기에는 적절하지 않다.In addition, the electromagnetic wave transmission method is not suitable for use in daily life because the transmission efficiency of power is not high, and the harmfulness to the human body is greater than that of the magnetic induction method or the magnetic resonance method.

이러한 문제를 해결하기 위해 자기공진방식의 무선충전 구조체에 관한 연구가 지속되고 있으나, 전력을 공급하기 위한 공진코일의 형상에 따라서 무선으로 전력을 공급하는 효율이 크게 차이날 수 있는 가능성이 있다.In order to solve this problem, research on a magnetic resonance type wireless charging structure continues, but there is a possibility that the efficiency of wirelessly supplying power may vary greatly depending on the shape of a resonance coil for supplying power.

한편, 스마트 기기의 무선충전장치의 예로써, 한국공개특허 제10-2016-0050445호 '무선충전장치'에서는 중심영역 및 상기 중심영역의 둘레에 공진 코일패턴이 형성된 주변영역을 포함하는 제1인쇄회로기판, 자기유도 코일조립체, 상기 중심영역과 중첩되게 상기 자기유도 코일조립체가 결합 배치된 제2 인쇄회로기판 및 상기 제1, 2 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며, 상기 공진 코일패턴 미 상기 자기유도 코일조립체로 전원을 공급하여, 무선전력신호가 송신되게 제어하는 제어모듈이 실장된 제3 인쇄회로기판을 포함하는 무선충전장치가 기재되어 있다.On the other hand, as an example of a wireless charging device for a smart device, in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0050445 'Wireless Charging Device', a first printing including a central region and a peripheral region in which a resonance coil pattern is formed around the central region A circuit board, a magnetic induction coil assembly, a second printed circuit board on which the magnetic induction coil assembly is coupled and disposed to overlap the central region, and the first and second printed circuit boards are electrically connected to each other, and the resonance coil pattern is not the magnetic A wireless charging device including a third printed circuit board on which a control module for controlling a wireless power signal to be transmitted by supplying power to an induction coil assembly is mounted is described.

그러나, 상기와 같은 제10-2016-0050445호와 같은 무선충전장치는 자기유도 코일조립체의 자기유도방식을 이용한 무선충전방식의 장치가 개시되어 있을 뿐, 자기공진방식을 이용한 무선충전장치에 대한 다른 어떠한 수단도 기재되지 않았다.However, as for the wireless charging device such as No. 10-2016-0050445 as described above, a device of a wireless charging method using a magnetic induction method of a magnetic induction coil assembly is disclosed, and other methods for a wireless charging device using a magnetic resonance method are disclosed. No means were described.

또한, 한국등록특허 제10-1522572호 '휴대기기용 무선충전 배터리장치'에서도 휴대기기의 일측에 형성된 배터리장착홈에 삽입되고, 외부에서 공급되는 자기장에 의해 유도전력을 발생시키는 하나 이상의 충전유도코일; 상기 충전유도코일과 연결되어 발생된 유도전력을 제어하는 충전회로판; 상기 충전회로판과 전기적으로 연결되는 배터리셀; 및 상기 배터리셀과 전기적으로 연결되어 상기 휴대기기에 접속되는 휴대기기접속단자를 포함하는 휴대기기용 무선충전 배터리장치가 개시되어 있으나, 상기의 제10-1522572호와 같은 종래의 특허에서도 자기공진방식을 이용하여 스마트폰을 포함하는 스마트 기기를 무선으로 충전하기 위한 다른 어떠한 수단도 기재되지 않았다.In addition, in Korea Patent No. 10-1522572 'Wireless charging battery device for mobile devices', one or more charging induction coils are inserted into the battery mounting groove formed on one side of the mobile device and generate induced power by a magnetic field supplied from the outside. ; a charging circuit board connected to the charging induction coil to control the generated induction power; a battery cell electrically connected to the charging circuit board; and a wireless charging battery device for a portable device including a portable device connection terminal electrically connected to the battery cell and connected to the portable device, but even in conventional patents such as No. 10-1522572, a magnetic resonance method is disclosed. No other means for wirelessly charging a smart device including a smart phone using

따라서, 스마트 기기의 무선충전을 원활히 하기 위하여 무선으로 전력을 공급하는 효율이 저하되지 않는 공진코일구조가 형성되는 무선충전 구조체의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, in order to facilitate wireless charging of smart devices, it is necessary to develop a wireless charging structure in which a resonance coil structure is formed in which the efficiency of wirelessly supplying power is not reduced.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 컵 모양의 원기둥 구조의 곡면을 따라서 형성되는 세 쌍의 전력송신부가 중심축을 기준으로 일정한 간격으로 배열되어, 전력수신부의 위치에 따른 무선 전력 공급의 효율이 차이가 발생하지 않도록 형성되며, 전력을 공급하기 위한 자기공진코일이 스파이럴 구조로 형성되어 자기공진을 통한 무선 전력 공급의 효율을 증가시키도록 하는 컵 모양의 무선충전 구조체를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention is proposed to solve the above problems, and three pairs of power transmitters formed along a curved surface of a cup-shaped columnar structure are arranged at regular intervals based on a central axis, and wireless power supply according to the position of the power receiver The purpose of providing a cup-shaped wireless charging structure is that it is formed so that there is no difference in the efficiency of There is this.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체는, 측면부가 원기둥의 형상으로 형성되는 곡면형 구조체; 및 상기 곡면형 구조체의 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 하여 상기 측면부에 매립되는 형태로 형성되는 홀수개의 전력송신부;를 포함하고, 상기 전력송신부는, 무선으로 전력을 공급하기 위한 자기공진방식의 송신코일에 의해 상기 곡면형 구조체의 내측 방향으로 무선 전력 송신을 위한 전자기장을 형성할 수 있다.A cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes: a curved structure in which a side portion is formed in a cylindrical shape; and an odd number of power transmitters formed to have the same central angle with respect to the central axis of the curved structure so as to be embedded in the side part, wherein the power transmitter includes a magnetic resonance method for wirelessly supplying power An electromagnetic field for wireless power transmission may be formed in the inner direction of the curved structure by the transmission coil.

이때, 상기 전력송신부는, 상기 송신코일의 외측을 둘러싸는 사각형의 구조로 상기 측면부에 매립되어 외부로부터 공급받은 전력을 상기 송신코일로 전달하는 소스코일;을 포함하고, 상기 소스코일은, 자기유도방식으로 상기 송신코일에 전력을 공급할 수 있다.In this case, the power transmitter includes a source coil embedded in the side portion in a rectangular structure surrounding the outer side of the transmitting coil to transmit power supplied from the outside to the transmitting coil; and the source coil is magnetic induction. In this way, power can be supplied to the transmission coil.

이때, 상기 홀수개로 형성되는 전력송신부는, 상기 송신코일과 소스코일이 한 쌍으로 마련되는 상기 전력송신부가 세 쌍이 마련되어 상기 측면부에 배열될 수 있다.In this case, three pairs of the power transmitter including the transmission coil and the source coil as a pair may be provided and arranged on the side surface of the odd number of power transmitters.

또한, 상기 송신코일은 상기 소스코일의 내측 부분에 스파이럴 구조로 배열되어 상기 측면부에 매립되는 형태로 형성될 수 있다.In addition, the transmission coil may be arranged in a spiral structure on an inner portion of the source coil to be embedded in the side portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체는 상기 전력송신부에서 상기 곡면형 구초제의 내측방향으로 송신하는 무선 전력을 수신하기 위한 수신코일과 상기 수신코일에서 수신하는 전력을 외부에 공급하도록 형성되는 로드코일을 포함하는 전력수신부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention receives the power received from the receiving coil and the receiving coil for receiving the wireless power transmitted in the inner direction of the curved herbicide from the power transmitter to the outside It may further include; a power receiver including a load coil formed to supply.

이때, 상기 수신코일은, 상기 송신코일에서 자기공진방식으로 전달하는 전력을 수신하며, 사각 스파이럴 구조로 형성되고, 상기 로드코일은, 상기 수신코일로부터 자기유도방식으로 전력을 전달받으며, 상기 수신코일의 외측을 둘러싸는 사각형의 형상으로 형성될 수 잇다.At this time, the receiving coil receives power transmitted from the transmitting coil in a magnetic resonance manner, is formed in a rectangular spiral structure, and the load coil receives power from the receiving coil in a magnetic induction manner, and the receiving coil It may be formed in the shape of a rectangle surrounding the outside of.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 상기 곡면형 구조체는, 상기 측면부의 바깥 부분으로 형성되는 차단부;를 포함하고, 상기 차단부는, 상기 전력송신부에서 형성되는 전자기장이 상기 곡면형 구조체의 외측 방향으로 방출되지 않도록 전자기장을 차단할 수 있다.In addition, the curved structure of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention includes a blocking portion formed as an outer portion of the side portion, and the blocking portion includes, wherein the electromagnetic field formed in the power transmission unit is the It is possible to block the electromagnetic field so as not to be emitted in the outward direction of the curved structure.

또한, 상기 곡면형 구조체는, 내측 방향으로 형성되는 전자기장을 보완하기 위하여 바닥면에 매립되는 보조송신부;를 포함하고, 상기 보조송신부는, 상기 곡면형 프레임의 바닥면에 원형의 헬리컬 구조로 매립될 수 있다.In addition, the curved structure includes an auxiliary transmitter embedded in the bottom surface to compensate for the electromagnetic field formed in the inward direction, and the auxiliary transmitter may be embedded in the bottom surface of the curved frame in a circular helical structure. can

본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체는, 무선으로 전력을 공급하기 위한 자기공진코일이 컵 모양의 구조로 형성되며, 소스코일과 송신코일이 한 쌍으로 마련되는 전력공급부가 구조체의 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 배열되어 전력을 수신하는 전력수신부의 위치에 영향을 받지 않고 일정한 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다.In the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention, a magnetic resonance coil for wirelessly supplying power is formed in a cup-shaped structure, and a power supply unit in which a source coil and a transmission coil are provided as a pair of the structure It is arranged to have the same central angle with respect to the central axis, and there is an advantage that constant power can be supplied without being affected by the position of the power receiving unit receiving power.

또한, 전력공급부의 송신코일과 전력수신부의 수신코일이 스파이럴 구조로 형성되어 무선으로 전력을 공급하는 효율을 증가시키는 효과가 있다.In addition, since the transmission coil of the power supply unit and the reception coil of the power reception unit are formed in a spiral structure, there is an effect of increasing the efficiency of wirelessly supplying power.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 전력송신부의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 전력송신부의 송신코일과 소스코일을 정면에서 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 전력수신부에 마련되는 수신코일과 로드코일을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 전력수신부가 도 2의 전력송신부에 형성되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 곡면형 구조체에 차단부가 형성되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 곡면형 구조체의 바닥면에 보조송신부가 형성되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대하여 공진주파수 13.56MHz에서 전력수신부의 x축 각도에 따른 전력전송효율을 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대하여 공진주파수 13.56MHz에서 전력수신부의 z축 각도에 따른 전력전송효율을 보여주는 그래프이다.
도 10은 전력송신부와 전력수신부의 거리 차이에 따른 전력전송효율을 보여주는 그래프이다.
도 11는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대하여 전력수신부의 x축 각도가 60도일 때의 전력전송효율을 네트워크분석기로 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 12는 전력수신부의 z축 각도가 300도일 때의 전력전송효율을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 13은 전력송신부와 전력수신부의 거리차이가 5 mm일 때의 전력전송효율을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
1 is a view showing the appearance of a cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the structure of the power transmitter of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a transmission coil and a source coil of the power transmitter of FIG. 2 from the front.
4 is a view showing a receiving coil and a load coil provided in the power receiving unit of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a state in which the power receiver of FIG. 4 is formed in the power transmitter of FIG. 2 .
6 is a view showing a state in which a blocking portion is formed in the curved structure of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a state in which the auxiliary transmitter is formed on the bottom surface of the curved structure of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing power transmission efficiency according to the x-axis angle of the power receiver at a resonance frequency of 13.56 MHz for the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing power transmission efficiency according to the z-axis angle of the power receiver at a resonance frequency of 13.56 MHz for the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing power transmission efficiency according to a difference in distance between a power transmitter and a power receiver.
11 is a graph showing the results of measuring power transmission efficiency with a network analyzer when the x-axis angle of the power receiver is 60 degrees with respect to the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing a result of measuring the power transmission efficiency when the z-axis angle of the power receiver is 300 degrees.
13 is a graph showing a result of measuring the power transmission efficiency when the distance difference between the power transmitter and the power receiver is 5 mm.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various transformations may be applied and various embodiments may be provided. In addition, it should be understood that the contents described below include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, terms such as 1st, 2nd, etc. are terms used to describe various components, meanings are not limited thereto, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numbers used throughout this specification refer to like elements.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described below are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It should be construed as not precluding the possibility of addition or existence of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 13 .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 모습을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 전력송신부의 구조를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 전력송신부의 송신코일과 소스코일을 정면에서 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 전력수신부에 마련되는 수신코일과 로드코일을 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4의 전력수신부가 도 2의 전력송신부에 형성되는 모습을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the appearance of a cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing the structure of the power transmitter of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a view showing a transmitting coil and a source coil of the power transmitting unit of FIG. 2 from the front, and FIG. 4 is a view showing a receiving coil and a load coil provided in the power receiving unit of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention and FIG. 5 is a view showing a state in which the power receiver of FIG. 4 is formed in the power transmitter of FIG. 2 .

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 곡면형 구조체(100)와 전력송신부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.1 to 5 , the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention may include a curved structure 100 and a power transmitter 200 .

곡면형 구조체(100)는 측면부가 원기둥의 형상으로 형성되어 전력송신부(200)가 매립될 수 있는 구조를 제공하기 위하여 마련되는 것으로, 측면부가 곡면형 구조체(100)의 중심축을 기준으로 동일한 곡률을 가지는 형태로 형성될 수 있다.The curved structure 100 is provided in order to provide a structure in which the side part is formed in the shape of a cylinder and the power transmitter 200 can be embedded, and the side part has the same curvature based on the central axis of the curved structure 100 . It may be formed in the shape of a branch.

이때, 곡면형 구조체(100)는 무선으로 전력을 공급하기 위한 전력송신부(200)에서 발생하는 전자기장의 흐름을 방해하지 않는 소재로 형성될 수 있으며, 전력송신부(200)간의 구조가 일정간격으로 유지될 수 있도록 할 수 있다.At this time, the curved structure 100 may be formed of a material that does not interfere with the flow of the electromagnetic field generated by the power transmitter 200 for wirelessly supplying power, and the structure between the power transmitters 200 is maintained at regular intervals. can make it happen

전력송신부(200)는 외부로부터 공급되는 전력을 이용하여 비접촉 방식으로 전력을 공급하기 위하여 마련될 수 있으며, 소스코일(220)과 송신코일(210)을 포함하여 구성될 수 있다.The power transmission unit 200 may be provided to supply power in a non-contact manner using power supplied from the outside, and may include a source coil 220 and a transmission coil 210 .

이때, 전력송신부(200)는 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 매립되는 형태로 형성되어 소스코일(220)과 송신코일(210)이 일정한 구조를 형성하도록 할 수 있으며, 전력송신부(200)가 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 매립되는 형태는 측면부(110)의 내측면과 외측면 사이에 배치되는 것을 의미할 수 있다.At this time, the power transmitting unit 200 is formed in a shape to be embedded in the side portion 110 of the curved structure 100 so that the source coil 220 and the transmitting coil 210 form a certain structure, and the power transmitting unit ( The shape in which the 200 is embedded in the side part 110 of the curved structure 100 may mean that it is disposed between the inner surface and the outer surface of the side part 110 .

이때, 측면부(110)에 매립되는 전력송신부(200)는 곡면형 구조체(100)의 중심축을 기준으로 홀수개의 전력송신부(200)가 동일한 중심각을 형성하는 형태로 배치되어 매립될 수 있다.In this case, the power transmitter 200 embedded in the side part 110 may be embedded in a form in which an odd number of power transmitters 200 form the same central angle with respect to the central axis of the curved structure 100 .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전력송신부(200)는 상기에 설명한 바와 같이 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 매립될 수 있으나, 전력송신부(200)가 형성되는 위치는 이에 한정되지 아니하고, 측면부(110)의 내측면에 부착되는 형태 또는 외측면에 부착되는 형태로 형성될 수도 있다.In addition, the power transmitter 200 according to the embodiment of the present invention may be embedded in the side part 110 of the curved structure 100 as described above, but the position where the power transmitter 200 is formed is not limited thereto. No, it may be formed in a form attached to the inner surface of the side part 110 or in a form attached to the outer surface.

즉, 곡면형 구조체(100)는 홀수개로 마련되는 전력송신부(200)가 하나의 중심축으로부터 동일한 중심각을 가지면서 일정한 간격으로 배열되는 형태의 코일구조를 형성하도록 지지하는 것이며, 전력송신부(200)의 송신코일(210)과 소스코일(220)이 형성되는 구조를 유지할 수 있는 다른 매개체로도 구성될 수도 있다.That is, the curved structure 100 is supported to form a coil structure in which an odd number of power transmitters 200 are arranged at regular intervals while having the same central angle from one central axis, and the power transmitter 200 It may also be composed of another medium capable of maintaining the structure in which the transmission coil 210 and the source coil 220 are formed.

이때, 바람직하게는 홀수개로 마련되는 전력송신부(200)는 송신코일()과 소스코일()으로 이루어지는 세 쌍의 전력송신부(200)가 측면부(110)에 매립되도록 할 수 있다.In this case, the power transmitter 200, which is preferably provided in odd number, may allow three pairs of power transmitters 200 including a transmission coil ( ) and a source coil ( ) to be embedded in the side part 110 .

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 홀수개의 전력송신부(200)가 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 배열되나, 바람직하게는 세 개의 전력송신부(200)가 동일한 중심각을 가지도록 배열되는 형태로 형성될 수 있으며, 각각의 전력송신부(200)간의 간격이 벌어지지 않도록 형성될 수 있다.That is, the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention is arranged such that an odd number of power transmitters 200 on the side surface 110 of the curved structure 100 have the same central angle with respect to the central axis. , Preferably, the three power transmitters 200 may be formed in a form in which they are arranged to have the same central angle, and may be formed so that the distance between the respective power transmitters 200 is not widened.

이때, 곡면형 구조체(100)에 매립되는 전력송신부(200)는 외부로부터 전력을 공급받는 소스코일(220)이 송신코일(210)에 전력을 전달할 수 있으며, 소스코일(220)로부터 전력을 전달받은 송신코일(210)은 곡면형 구조체(100)의 내측방향 즉, 전력송신부(200)가 형성되는 구조의 중심축 방향으로 무선 전력 공급을 위한 전자기장이 형성되도록 할 수 있다.At this time, in the power transmitter 200 embedded in the curved structure 100 , the source coil 220 receiving power from the outside may transmit power to the transmitting coil 210 , and transmit power from the source coil 220 . The received transmission coil 210 may form an electromagnetic field for wireless power supply in the inner direction of the curved structure 100 , that is, in the direction of the central axis of the structure in which the power transmitter 200 is formed.

소스코일(220)은 외부와 연결되는 전력공급선 또는 전원선에 의해 전력을 공급받을 수 있으며, 전력공급선 또는 전원선은 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 연결되도록 하여 소스코일(220)과 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 곡면형 구조체(100)의 바닥면이나 측면부(110)의 일측에 전력이 저장되는 배터리가 구비되어 소스코일(220)로 전력을 공급하는 것이 가능하다.The source coil 220 may receive power by a power supply line or a power line connected to the outside, and the power supply line or power line is connected to the side part 110 of the curved structure 100 so as to be connected to the source coil 220 . may be connected to, but is not limited thereto, and a battery for storing power is provided on one side of the bottom surface or side part 110 of the curved structure 100 to supply power to the source coil 220 .

도 2 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력송신부(200)는 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 매립되는 송신코일(210)에 대하여 소스코일(220)이 송신코일(210)의 외측부분을 둘러싸는 형상으로 형성될 수 있다.2 to 3 , in the power transmitter 200 according to an embodiment of the present invention, the source coil 220 is the transmitting coil with respect to the transmitting coil 210 embedded in the side portion 110 of the curved structure 100 . It may be formed in a shape surrounding the outer portion of the 210 .

이때, 후술하겠지만, 하나의 송신코일(210)은 사각의 스파이럴 구조로 형성될 수 있으며, 소스코일(220)은 송신코일(210)의 외측부분에 사각형의 구조로 형성되며, 송신코일(210)과 일정한 간격을 유지하도록 배치될 수 있다.At this time, as will be described later, one transmitting coil 210 may be formed in a rectangular spiral structure, and the source coil 220 is formed in a rectangular structure on the outer portion of the transmitting coil 210 , and the transmitting coil 210 . and may be arranged to maintain a constant distance.

외부로부터 전력을 공급받은 소스코일(220)은 송신코일(210)에 무선으로 전력을 전달할 수 있으며, 소스코일(220)은 자기유도방식으로 송신코일(210)에 전력을 공급하도록 할 수 있다.The source coil 220 supplied with power from the outside may wirelessly transmit power to the transmission coil 210 , and the source coil 220 may supply power to the transmission coil 210 in a magnetic induction method.

이때, 소스코일(220)과 송신코일(210)은 0.1 mm 내지 6 mm의 범위 이내의 간격을 유지하도록 하여 자기유도방식에 의한 무선전력공급이 원활하게 수행되도록 할 수 있으나, 소스코일(220)과 송신코일(210)의 사이의 간격은 이에 한정되지 아니하고, 자기유도방식에 의해 전력을 공급할 수 있는 거리인 경우에 다양하게 배치되도록 할 수 있다. At this time, the source coil 220 and the transmitting coil 210 can be kept at a distance within the range of 0.1 mm to 6 mm so that the wireless power supply by the magnetic induction method can be smoothly performed, but the source coil 220 The distance between the transmission coil 210 and the transmission coil 210 is not limited thereto, and may be arranged in various ways in the case of a distance capable of supplying power by a magnetic induction method.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 다수의 전력송신부(200)가 곡면형 구조체(100)의 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 하여 측면부(110)에 배치되어 원기둥의 구조를 형성할 수 있다.2, the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention has a side portion ( 110) to form a cylindrical structure.

더 자세하게는, 송신코일(210)과 소스코일(220)이 한 쌍을 이루는 전력송신부(200)는 정면에서 바라볼 때에 평면의 사각형 구조로 보이도록 형성되나, 측면에서 바라보게 되면 곡면형 구조체(100)의 중심축을 기준으로 일정한 곡률을 형성하도록 휘어진 형태로 형성될 수 있다.In more detail, the power transmitter 200 in which the transmitting coil 210 and the source coil 220 form a pair is formed to have a flat rectangular structure when viewed from the front, but a curved structure when viewed from the side ( 100) may be formed in a curved shape to form a constant curvature based on the central axis.

다시 말하자면, 하나의 전력송신부(200)는 수직방향이 직선의 형태로 형성되며, 수평방향이 일정한 곡률을 가지는 형태로 형성될 수 있고, 하나 이상의 전력송신부(200)가 중심축으로부터 동일한 간격으로 이격되도록 하여 나란히 배열되었을 때에 동일한 곡률을 형성하도록 할 수 있다.In other words, one power transmitter 200 may be formed in a shape having a straight line in the vertical direction and a constant curvature in the horizontal direction, and one or more power transmitters 200 are spaced apart from the central axis at the same interval. As much as possible, the same curvature can be formed when they are arranged side by side.

바람직하게는, 전력송신부(200)는 곡면형 구조체(100) 측면부(110)가 나타내는 곡률과 동일한 곡률을 가지도록 형성될 수 있으며, 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에는 세 쌍의 전력송신부(200)가 동일한 중심각을 가지도록 하여 매립될 수 있다.Preferably, the power transmitter 200 may be formed to have the same curvature as the curvature indicated by the side portion 110 of the curved structure 100 , and the side portion 110 of the curved structure 100 has three pairs of power The transmitter 200 may be embedded to have the same central angle.

이때, 각각의 전력송신부(200)는 서로 간에 일정한 간격을 가지도록 형성될 수 있으나, 바람직하게는 서로가 인접하게 형성되어 전력송신부(200)에 의해 형성되는 구조에서 빈 공간이 발생하지 않도록 할 수 있다.At this time, each of the power transmitters 200 may be formed to have a certain distance from each other, but preferably, they are formed adjacent to each other so that an empty space does not occur in the structure formed by the power transmitter 200. there is.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 송신코일(210)과 소스코일(220)이 한 쌍을 이루는 전력송신부(200)가 하나의 중심축을 기준으로 삼면을 형성하도록 하며, 각각의 전력송신부(200)의 곡률이 하나의 원기둥 형상으로 형성되도록 하나의 구조체를 형성할 수 있다.That is, in the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention, the power transmission unit 200 in which the transmission coil 210 and the source coil 220 form a pair forms three sides based on one central axis. One structure may be formed so that the curvature of each power transmitter 200 is formed in a single cylindrical shape.

이때, 전력송신부(200)의 크기는 한정되지 아니하고, 형성하고자 하는 크기에 따라 달라질 수 있으며, 하나의 중심축으로부터 이격되는 거리를 멀리하여 구조체를 크게 형성하거나, 이격되는 거리를 좁게 하여 구조체를 작게 형성하는 것도 가능하다.At this time, the size of the power transmitter 200 is not limited, and may vary depending on the size to be formed, and the structure may be formed larger by increasing the distance away from one central axis, or the structure may be made smaller by narrowing the spaced distance from one central axis. It is also possible to form

또한, 수직방향과 수평방향에 대하여도 크기를 조절하도록 하여 원기둥의 형상이 수직방향으로 길게 형성될 수도 있다.In addition, the shape of the cylinder may be formed elongated in the vertical direction by adjusting the size also in the vertical and horizontal directions.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)의 송신코일(210)은 곡면형 구조체(100)의 측면부(110)에 스파이럴 구조로 매립될 수 있다.2 to 3 , the transmission coil 210 of the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention may be embedded in the side portion 110 of the curved structure 100 in a spiral structure. there is.

이때, 송신코일(210)은 소스코일(220)이 형성되는 사각형의 구조 내측에서 직각으로 꺾이는 형태의 사각 스파이럴 구조로 형성될 수 있으며, 매립되는 송신코일(210)은 스파이럴 구조 간의 간격에 따라서 길이를 다양하게 정하도록 할 수 있다.At this time, the transmitting coil 210 may be formed in a rectangular spiral structure in a shape that is bent at right angles inside the rectangular structure in which the source coil 220 is formed, and the embedded transmitting coil 210 has a length according to the spacing between the spiral structures. can be set in various ways.

또한, 송신코일(210)은 사각 스파이럴 구조로 형성될 수 있으나, 원형의 스파이럴 구조로도 형성되는 것이 가능하며, 헬리컬 구조로도 형성될 수도 있다.In addition, the transmission coil 210 may be formed in a rectangular spiral structure, but may also be formed in a circular spiral structure or may be formed in a helical structure.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 전력송신부(200)로부터 전력을 수신하기 위한 전력수신부(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다.4 to 5 , the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention may be configured to further include a power receiver 300 for receiving power from the power transmitter 200 . .

전력수신부(300)는 전력송신부(200)로부터 전달되는 전력을 수신하기 위하여 마련될 수 있으며, 수신코일(310)과 로드코일(320)을 포함하여 구성될 수 있다.The power receiving unit 300 may be provided to receive power transmitted from the power transmitting unit 200 , and may include a receiving coil 310 and a load coil 320 .

수신코일(310)은 사각의 스파이럴 구조로 형성될 수 있으며, 로드코일(320)은 사각 스파이럴 구조로 형성되는 수신코일(310)의 외측 부분을 감싸는 사각형의 형상으로 형성될 수 있다.The receiving coil 310 may be formed in a rectangular spiral structure, and the load coil 320 may be formed in a rectangular shape surrounding the outer portion of the receiving coil 310 formed in the rectangular spiral structure.

이때, 수신코일(310)과 로드코일(320)을 한 쌍으로 하여 형성되는 전력수신부(300)는 전력송신부(200)와 달리 평면의 판형 구조로 형성될 수 있다.At this time, the power receiving unit 300 formed by the receiving coil 310 and the load coil 320 as a pair may be formed in a flat plate-like structure, unlike the power transmitting unit 200 .

수신코일(310)은 송신코일(210)에서 자기공진방식을 통해 무선으로 전달하는 전력을 수신할 수 있으며, 송신코일(210)로부터 전달받은 전력을 자기유도방식으로 로드코일(320)에 전송하도록 형성될 수 있다.The reception coil 310 may receive power wirelessly transmitted from the transmission coil 210 through a magnetic resonance method, and transmit the power received from the transmission coil 210 to the load coil 320 in a magnetic induction method. can be formed.

이때, 수신코일(310)과 로드코일(320)은 자기유도방식에 의한 전력의 공급이 원활하게 수행될 수 있도록 서로간에 0.1 mm 내지 6 mm의 간격을 유지하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 송신코일(210)로부터 전달받은 전력을 로드코일(320)로 전송하는 과정에서 손실이 발생하지 않는 간격 범위 내에서 다양하게 형성될 수 있다.At this time, the receiving coil 310 and the load coil 320 may be formed to maintain an interval of 0.1 mm to 6 mm between each other so that the power supply by the magnetic induction method can be smoothly performed, but is not limited thereto. , may be formed in various ways within an interval range in which loss does not occur in the process of transmitting the power received from the transmission coil 210 to the load coil 320 .

이때, 로드코일(320)은 전력을 사용하기 위한 스마트 기기 또는 충전배터리 등과 연결되어 전달받은 전력을 연결된 기기로 전달하도록 할 수 있다.In this case, the load coil 320 may be connected to a smart device or a rechargeable battery for using power to transmit the received power to the connected device.

즉, 전력수신부(300)는 전력을 사용하기 위한 기기에 부착되거나, 매립된 상태로 형성될 수 있으며, 로드코일(320)이 외부의 기기와 연결되어 전력을 공급하도록 형성될 수 있다.That is, the power receiver 300 may be attached to or embedded in a device for using power, and the load coil 320 may be connected to an external device to supply power.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 곡면형 구조체에 차단부가 형성되는 모습을 보여주는 도면이다.6 is a view showing a state in which a blocking portion is formed in the curved structure of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)의 곡면형 구조체(100)는 측면부(110)의 외측면으로 차단부(111)를 포함하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the curved structure 100 of the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention may be formed to include a blocking part 111 as an outer surface of the side part 110 . .

차단부(111)는 측면부(110)의 내측에 매립되는 전력송신부(200)로부터 발생하는 전자기장이 곡면형 구조체(100)의 외측 부분을 향해 방출되는 것을 방지하도록 할 수 있다.The blocking part 111 may prevent the electromagnetic field generated from the power transmitter 200 embedded in the inner side of the side part 110 from being emitted toward the outer part of the curved structure 100 .

이때, 차단부(111)는 전력송신부(200)에서 발생하는 전자기장을 차폐할 수 있는 소재로 형성될 수 있으며, 전자기장의 차폐가 가능한 금속재질이나 탄소복합소재를 활용할 수도 있고, 나노복합소재를 이용하여 차단부(111)를 형성할 수도 있다.In this case, the blocking unit 111 may be formed of a material capable of shielding the electromagnetic field generated by the power transmission unit 200, and a metal material or carbon composite material capable of shielding the electromagnetic field may be used, or a nanocomposite material may be used. Thus, the blocking part 111 may be formed.

또한, 차단부(111)는 곡면형 구조체(100)의 외측면으로 전자기장이 방출되지 못하도록 필름을 부착하는 형태로 형성될 수도 있다.In addition, the blocking part 111 may be formed in the form of attaching a film to the outer surface of the curved structure 100 to prevent the electromagnetic field from being emitted.

예컨대, 전자기장을 차단할 수 있는 금속이나 탄소소재 또는 고분자 나노 소재를 이용하여 피막층을 형성하고, 측면부(110)의 외측면으로 부착이 가능한 형태의 필름으로 마련하여 차단이 필요한 부분에 부착하는 방식으로 전력송신부(200)에서 발생하는 전자기장이 외부로 방출되지 않도록 할 수 있다.For example, a film layer is formed using a metal, carbon material, or polymer nano material that can block electromagnetic fields, and a film of a form that can be attached to the outer surface of the side part 110 is provided and attached to the part that needs to be blocked. The electromagnetic field generated by the transmitter 200 may be prevented from being emitted to the outside.

이때, 차단부(111)는 곡면형 구조체(100)의 측면부(110) 외측면을 모두 감싸는 형태 즉, 외측 방향에 노출되는 모든 면으로 형성될 수 있으며, 더 자세하게는, 측면부(110)의 외측면으로 한 층의 막이 형성되는 형태로 형성될 수 있다.At this time, the blocking part 111 may be formed in a shape that surrounds all the outer surfaces of the side part 110 of the curved structure 100 , that is, all surfaces exposed to the outside direction, and in more detail, the outside of the side part 110 . It may be formed in a form in which a film of one layer is formed laterally.

또한, 차단부(111)는 곡면형 구조체(100)의 바닥면 하부에도 형성될 수 있다.In addition, the blocking part 111 may be formed under the bottom surface of the curved structure 100 .

다시 말하면, 차단부(111)는 곡면형 구조체(100)의 측면부(110) 내측면을 제외한 모든 면에 형성되도록 하여 전력송신부(200)의 송신코일(210)로부터 발생하는 전자기장이 곡면형 구조체(100)의 내측 방향으로만 형성되도록 할 수 있다.In other words, the blocking unit 111 is formed on all surfaces except the inner surface of the side portion 110 of the curved structure 100, so that the electromagnetic field generated from the transmission coil 210 of the power transmission unit 200 is formed on the curved structure ( 100) may be formed only in the inner direction.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체의 곡면형 구조체의 바닥면에 보조송신부가 형성되는 모습을 보여주는 도면이다.7 is a view showing a state in which the auxiliary transmitter is formed on the bottom surface of the curved structure of the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 원기둥 형상으로 형성되는 곡면형 구조체(100)의 바닥면 즉, 지면과 접하는 면으로 보조송신부(400)를 더 포함하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention is a bottom surface of the curved structure 100 formed in a cylindrical shape, that is, a surface in contact with the ground. It may be formed to further include.

보조송신부(400)는 자기공진방식으로 전력을 무선 공급할 수 있는 보조송신코일(410)과 보조송신코일(410)에 전력을 전달하는 보조소스코일(420)을 포함하여 구성될 수 있으며, 전력송신부(200)와 전력을 공급받고, 무선으로 전달하는 방식이 유사하게 작용할 수 있다.The auxiliary transmitting unit 400 may be configured to include an auxiliary transmitting coil 410 capable of wirelessly supplying power in a magnetic resonance method and an auxiliary source coil 420 transmitting power to the auxiliary transmitting coil 410, the power transmitting unit A method of receiving power from 200 and transmitting it wirelessly may work similarly.

다만, 보조송신부(400)는 전력송신부(200)에 의해 형성되는 컵 모양의 구조에서 바닥면에 위치하도록 형성될 수 있으며, 보조송신코일(410)과 보조소스코일(420)이 한 쌍으로 마련되는 보조송신부(400)의 전체 형상이 원형의 판형구조로 형성될 수 있다.However, the auxiliary transmitting unit 400 may be formed to be positioned on the bottom surface in the cup-shaped structure formed by the power transmitting unit 200, and the auxiliary transmitting coil 410 and the auxiliary source coil 420 are provided as a pair. The overall shape of the auxiliary transmission unit 400 may be formed in a circular plate-shaped structure.

이때, 보조송신부(400)는 곡면형 구조체(100)의 바닥면에 매립되는 형태로 형성될 수 있으며, 바닥면의 내측면에 부착되는 형식으로 형성될 수도 있다.At this time, the auxiliary transmitter 400 may be formed in a form to be embedded in the bottom surface of the curved structure 100, or may be formed to be attached to the inner surface of the bottom surface.

이때, 보조송신부(400)는 원형의 판형 구조로 형성될 수 있으나, 곡면형 구조체(100)의 바닥면이 형성되는 형상에 따라서 일정 곡률이 형성되는 곡면의 형태로도 형성될 수도 있다.In this case, the auxiliary transmitter 400 may be formed in a circular plate-shaped structure, but may also be formed in a curved surface having a certain curvature depending on the shape in which the bottom surface of the curved structure 100 is formed.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대하여 공진주파수 13.56MHz에서 전력수신부의 x축 각도에 따른 전력전송효율의 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대하여 공진주파수 13.56MHz에서 전력수신부의 z축 각도에 따른 전력전송효율의 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이고, 도 10은 전력송신부와 전력수신부의 거리 차이에 따른 전력전송효율의 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이고, 도 11는 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체에 대하여 전력수신부의 x축 각도가 60도일 때의 전력전송효율을 네트워크분석기로 측정한 결과를 보여주는 그래프이고, 도 12는 전력수신부의 z축 각도가 300도일 때의 전력전송효율을 측정한 결과를 보여주는 그래프이고, 도 13은 전력송신부와 전력수신부의 거리차이가 5 mm일 때의 전력전송효율을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.8 is a graph showing simulation results of power transmission efficiency according to the x-axis angle of the power receiver at a resonance frequency of 13.56 MHz for a cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an embodiment of the present invention It is a graph showing the simulation result of the power transmission efficiency according to the z-axis angle of the power receiver at the resonance frequency of 13.56 MHz for the cup-shaped wireless charging structure according to is a graph showing the simulation results of , and FIG. 11 is a graph showing the results of measuring power transmission efficiency with a network analyzer when the x-axis angle of the power receiver is 60 degrees with respect to the cup-shaped wireless charging structure according to an embodiment of the present invention 12 is a graph showing the result of measuring the power transmission efficiency when the z-axis angle of the power receiving unit is 300 degrees, and FIG. 13 is the power transmission efficiency when the distance difference between the power transmitting unit and the power receiving unit is 5 mm. This is a graph showing the results.

도 8 내지 도 13을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)는 원기둥의 형상으로 형성되는 전력송신부(200)의 구조 내측으로 마련되는 전력수신부의 위치나 배열상태에 따라서 자기공진방식으로 무선공급되는 전력의 전력전송효율의 편차가 크지 않은 것을 확인할 수 있다.8 to 13 , the cup-shaped wireless charging structure 1 according to an embodiment of the present invention is the position or arrangement of the power receiving unit provided inside the structure of the power transmitting unit 200 formed in the shape of a cylinder. Therefore, it can be confirmed that the deviation of the power transmission efficiency of the power wirelessly supplied by the magnetic resonance method is not large.

도 8을 참조하면, 자기공진방식에 의해 전력송신부(200)로부터 전력수신부(300)가 전력을 공급받는 전력전송효율에 대하여 전력수신부(300)의 x축 각도에 따른 시뮬레이션을 진행한 결과, x축 각도가 40도 내지 90도의 범위를 형성할 때에 전력전송효율이 80% 내지 90%인 것으로 나타났으며, 전력수신부(300)의 z축 각도에 따른 전력전송효율을 시뮬레이션한 결과, z축의 각도가 0도에서 330도의범위에 대하여 80%이상의 전력전송효율이 나타나는 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 8 , as a result of performing a simulation according to the x-axis angle of the power receiving unit 300 with respect to the power transmission efficiency to which the power receiving unit 300 is supplied with power from the power transmitting unit 200 by the magnetic resonance method, x When the axial angle forms a range of 40 to 90 degrees, the power transmission efficiency is found to be 80% to 90%, and as a result of simulating the power transmission efficiency according to the z-axis angle of the power receiver 300, the z-axis angle It was confirmed that the power transmission efficiency of 80% or more appeared in the range of 0 to 330 degrees.

이때, 전력수신부(300)의 x축이 0도인 상태는 전력수신부(300)의 송신코일(210)과 전력송신부(200)의 수신코일(310)이 서로 정렬된 상태를 의미하며, 전력수신부(300)의 z축이 0도인 상태는 전력수신부(300)가 전력송신부(200)로 형성되는 구조 내측에서의 방향성을 나타낼 수 있다.At this time, the state in which the x-axis of the power receiver 300 is 0 degrees means that the transmit coil 210 of the power receiver 300 and the receive coil 310 of the power transmitter 200 are aligned with each other, and the power receiver ( The state in which the z-axis of 300 is 0 degrees may indicate the directionality inside the structure in which the power receiver 300 is formed of the power transmitter 200 .

또한, 도 10을 참조하면, 전력송신부(200)로부터 전력수신부(300)가 이격되는 거리에 다른 전력송신효율에 대하여 시뮬레이션한 결과, 전력수신부(300)가 전력송신부(200)로부터 이격되는 거리가 5 mm 이상 45 mm이하의 범위 즉, 시뮬레이션을 진행한 범위 영역에서 85% 내지 95%의 전력전송효율이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.In addition, referring to FIG. 10 , as a result of simulations for power transmission efficiencies different from the distance at which the power receiving unit 300 is separated from the power transmitting unit 200 , the distance at which the power receiving unit 300 is separated from the power transmitting unit 200 is It was confirmed that power transmission efficiency of 85% to 95% appeared in the range of 5 mm or more and 45 mm or less, that is, in the range in which the simulation was performed.

상기와 같은 도 8 내지 도 10의 전력수신부(300)의 위치 및 방향에 따른 전력전송효율의 결과를 통해 전력수신부(300)가 세 쌍의 전력송신부(200)로 이루어지는 원기둥의 구조 내에서 어떠한 정렬 상태에 있더라도 무선전력 공급의 효율이 유지되는 것을 확인할 수 있었다.Through the results of the power transmission efficiency according to the position and direction of the power receiver 300 of FIGS. 8 to 10 as described above, the power receiver 300 is formed of three pairs of power transmitters 200. Any alignment within the structure of the cylinder It was confirmed that the efficiency of wireless power supply was maintained even in the state.

또한, 도 11 내지 도 13에서와 같이 x축의 정렬각도와 z축의 정렬각도를 달리하여 네트워크 분석기를 이용하여 전력전송효율을 측정하였을 때에 13.56MHz에서의 감도가 가장 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 전력수신부(300)의 배열상태에 따라서 전력전송효율의 편차가 크게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as in FIGS. 11 to 13, when the power transmission efficiency was measured using a network analyzer by varying the alignment angle of the x-axis and the alignment angle of the z-axis, it was confirmed that the sensitivity at 13.56 MHz was the highest, and through this It was confirmed that there was no significant variation in power transmission efficiency depending on the arrangement state of the power receiver 300 .

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 컵 모양의 무선충전 구조체(1)에서는 스파이럴 구조로 형성되는 송신코일(210)과 소스코일(220)이 한 쌍을 이루는 전력송신부(200)가 하나의 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 배열됨에 따라 내측으로 형성되는 전력수신부(300)에 무선으로 전력을 공급하는 효율이 일정하게 유지될 수 있도록 할 수 있다.Therefore, in the cup-shaped wireless charging structure 1 according to the embodiment of the present invention, the power transmission unit 200 in which the transmission coil 210 and the source coil 220 formed in a spiral structure form a pair is one central axis. As they are arranged to have the same central angle as a reference, the efficiency of wirelessly supplying power to the power receiver 300 formed inside can be constantly maintained.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Accordingly, the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

1: 무선충전 구조체
100: 곡면형 구조체
110: 측면부
111: 차단부
200: 전력송신부
210: 송신코일
220: 소스코일
300: 전력수신부
310: 수신코일
320: 로드코일
400: 보조송신부
410: 보조송신코일
420: 보조소스코일
1: Wireless charging structure
100: curved structure
110: side part
111: blocking unit
200: power transmitter
210: transmission coil
220: source coil
300: power receiver
310: receiving coil
320: rod coil
400: auxiliary transmitter
410: auxiliary transmission coil
420: auxiliary source coil

Claims (8)

측면부가 원기둥의 형상으로 형성되는 곡면형 구조체; 및
상기 곡면형 구조체의 중심축을 기준으로 동일한 중심각을 가지도록 하여 상기 측면부에 매립되는 형태로 형성되는 홀수개의 전력송신부;를 포함하고,
상기 전력송신부는,
무선으로 전력을 공급하기 위한 자기공진방식의 송신코일에 의해 상기 곡면형 구조체의 내측 방향으로 무선 전력 송신을 위한 전자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 컵 모양의 무선충전 구조체
A curved structure in which the side portion is formed in the shape of a cylinder; and
Including; and an odd number of power transmitters that are formed to be embedded in the side part to have the same central angle with respect to the central axis of the curved structure.
The power transmitter,
Cup-shaped wireless charging structure, characterized in that forming an electromagnetic field for wireless power transmission in the inner direction of the curved structure by a magnetic resonance type transmission coil for wirelessly supplying power
제1항에 있어서,
상기 전력송신부는,
상기 송신코일의 외측을 둘러싸는 사각형의 구조로 상기 측면부에 매립되어 외부로부터 공급받은 전력을 상기 송신코일로 전달하는 소스코일;을 포함하고,
상기 소스코일은,
자기유도방식으로 상기 송신코일에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 컵 모양의 무선충전 구조체
According to claim 1,
The power transmitter,
A source coil having a rectangular structure surrounding the outer side of the transmitting coil and embedded in the side portion to transmit power supplied from the outside to the transmitting coil; and
The source coil is
Cup-shaped wireless charging structure, characterized in that for supplying power to the transmission coil in a magnetic induction method
제2항에 있어서,
상기 홀수개로 형성되는 전력송신부는,
상기 송신코일과 소스코일이 한 쌍으로 마련되는 상기 전력송신부가 세 쌍이 마련되어 상기 측면부에 배열되는 것을 특징으로 하는 컵 모양의 무선충전 구조체
3. The method of claim 2,
The power transmitter formed in the odd number,
Cup-shaped wireless charging structure, characterized in that three pairs of the power transmission unit in which the transmitting coil and the source coil are provided as a pair are arranged on the side portion
제2항에 있어서,
상기 송신코일은
상기 소스코일의 내측 부분에 스파이럴 구조로 배열되어 상기 측면부에 매립되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 컵 모양의 무선충전 구조체
3. The method of claim 2,
The transmitting coil is
Cup-shaped wireless charging structure, characterized in that it is arranged in a spiral structure on the inner part of the source coil and is formed to be buried in the side part
제1항에 있어서,
상기 전력송신부에서 상기 곡면형 구초제의 내측방향으로 송신하는 무선 전력을 수신하기 위한 수신코일과 상기 수신코일에서 수신하는 전력을 외부에 공급하도록 형성되는 로드코일을 포함하는 전력수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컵 모양의 무선충전 구조체
According to claim 1,
Further comprising; Cup-shaped wireless charging structure, characterized in that
제5항에 있어서,
상기 수신코일은,
상기 송신코일에서 자기공진방식으로 전달하는 전력을 수신하며 사각 스파이럴 구조로 형성되고,
상기 로드코일은,
상기 수신코일로부터 자기유도방식으로 전력을 전달받으며, 상기 수신코일의 외측을 둘러싸는 사각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 컵 모양의 무선충전 구조체
6. The method of claim 5,
The receiving coil is
Receives power transmitted from the transmission coil in a magnetic resonance method and is formed in a rectangular spiral structure,
The load coil is
A cup-shaped wireless charging structure, characterized in that it receives power from the receiving coil in a magnetic induction method, and is formed in a rectangular shape surrounding the outside of the receiving coil.
제1항에 있어서,
상기 곡면형 구조체는,
상기 측면부의 바깥 부분으로 형성되는 차단부;를 포함하고,
상기 차단부는,
상기 전력송신부에서 형성되는 전자기장이 상기 곡면형 구조체의 외측 방향으로 방출되지 않도록 전자기장을 차단하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치
According to claim 1,
The curved structure,
Including; a blocking part formed as an outer part of the side part;
The blocking unit,
Wireless charging device, characterized in that the electromagnetic field formed in the power transmitter is blocked so as not to be emitted in the outer direction of the curved structure
제1항에 있어서,
상기 곡면형 구조체는,
내측 방향으로 형성되는 전자기장을 보완하기 위하여 바닥면에 매립되는 보조송신부;를 포함하고,
상기 보조송신부는,
상기 곡면형 프레임의 바닥면에 원형의 헬리컬 구조로 매립되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치

According to claim 1,
The curved structure,
Auxiliary transmitter embedded in the bottom surface to supplement the electromagnetic field formed in the inward direction; includes;
The auxiliary transmitter,
Wireless charging device, characterized in that it is embedded in the bottom surface of the curved frame in a circular helical structure

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