KR20220107528A - 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치 - Google Patents

링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치 Download PDF

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KR20220107528A
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Abstract

본 개시에서는 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치가 제공된다. 본 개시의 링형 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체와 커패시터(capacitor)를 포함하며, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 하고, 상기 전도체의 양 단은 상기 커패시터의 양 단과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치는 이 밖에 다양한 실시예가 적용될 수 있다.

Description

링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치{ANNULAR RESONATOR AND WIRELESS POWER TRANSMITTER COMPRISING A ANNULAR RESONATOR}
본 개시의 다양한 실시예들은 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.
무선 충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 무선 전력 송신 장치(예: 충전 패드)에 올려놓기만 하면 휴대폰의 배터리가 자동으로 충전될 수 있는 기술을 말한다. 이러한 무선 충전 기술은 전자 제품에 전력 공급을 위한 커넥터를 구비하지 않아도 되어 방수기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않게 되므로 전자 장치의 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있다.
최근 무선 충전 기술이 발전하면서, 하나의 전자 장치(무선 전력 송신 장치)에서 다른 다양한 전자 장치(무선 전력 수신 장치)로 전력을 공급하여 충전하는 방법이 연구되고 있다. 무선 충전 기술에는 코일을 이용한 전자기 유도 방식과, 공진(resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/microwave radiation) 방식이 있다.
최근에는 예컨대 스마트 폰과 같은 전자 장치를 중심으로 전자기 유도 방식 또는 공진 방식을 이용한 무선 충전 기술이 보급되고 있다. 무선 전력 송신기(power transmitting unit, PTU)(예: 무선 전력 송신 장치)와 무선 전력 수신기(power receiving unit, PRU)(예: 스마트 폰 또는 웨어러블 전자 장치)가 접촉하거나 일정 거리 이내로 접근하면, 무선 전력 송신기의 전송 코일 또는 공진기와 무선 전력 수신기의 수신 코일 또는 공진기 사이의 전자기 유도 또는 전자기 공진 등의 방법에 의해 무선 전력 수신기의 배터리가 충전될 수 있다.
무선 전력 송신기 또는 무선 전력 송신 장치는 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 공진기 또는 코일을 포함할 수 있다. 상기 공진기의 형상은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 공진기의 형상에 따라 무선 전력 전송에 관한 특성이 달라질 수 있다.
예컨대, 공진기를 링형 공진기(annular resonator)로 구현하는 경우, 상기 링형 공진기의 단면은 원형일 수 있으며, 공진기의 표면에서 중심부를 향하는 내측면과 공진기의 외곽을 향하는 외측면이 대칭인 구조를 형성할 수 있다.
상기 링형 공진기를 통해 형성되는 자기장은 상기 링형 공진기의 단면의 구조와 무관하게 상기 링형 공진기의 내측면에서 형성되는 자기장의 형태와 외측면에서 형성되는 자기장의 형태가 상이할 수 있다.
상기 링형 공진기에서 외측면의 형태와 내측면의 형태를 대칭인 구조로 형성할 경우 자기장의 방사 형태와 정렬이 되지 않아 전류의 밀집 현상(current crowding)이 증가하고, 전류의 흐름이 비균일하여 저항이 높아짐에 따라 공진기의 효율이 저하될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에서는, 링형 공진기에서 공진기의 표면에서 중심부를 향하는 내측면과 공진기의 외곽을 향하는 외측면의 곡률을 상기 공진기에 의해 형성되는 자기장의 곡률과 정렬시킴으로써 공진기의 무선 전력 전송 효율을 높일 수 있는 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치를 제공할 수 있다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 한 실시예에 따른 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체와 커패시터(capacitor)를 포함하며, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 하고, 상기 전도체의 양 단은 상기 커패시터의 양 단과 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 클 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 공진기는, 링형(annualr) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 클 수 있다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로; 상기 증폭회로에 전기적으로 연결된 임피던스 매칭 회로; 상기 임피던스 매칭 회로에 전기적으로 연결된 피딩 루프(feeding loop); 및 상기 피딩 루프에 전자기적으로 결합된(electromagnetically coupled) 공진기를 포함하며, 상기 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체와 커패시터(capacitor)를 포함하며, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 하고, 상기 전도체의 양 단과 상기 커패시터의 양 단은 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 무선 전력 송신 장치는, 입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로; 임피던스 매칭 회로; 및 공진기를 포함하며, 상기 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 클 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 무선 전력 송신 장치는, 입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로; 임피던스 매칭 회로; 및 공진기를 포함하며, 상기 공진기는, 링형(annualr) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 클 수 있다.
다양한 실시예에 따른 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치는 링형 공진기에서 공진기 단면의 내측면과 외측면의 곡률을 상기 공진기에 의해 형성되는 자기장의 곡률과 정렬시킴으로써 전류의 밀집 현상을 감소시키고, 전류의 흐름을 균일하게 하여 저항을 감소시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따른 링형 공진기 및 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치는 링형 공진기에서 공진기 단면의 내측면과 외측면의 곡률을 상기 공진기에 의해 형성되는 자기장의 곡률과 정렬시킴으로써 Q-팩터(quality factor)를 증가시키고, 무선 전력 송신 장치의 전송 효율을 향상시키며 전송 거리를 증가시킬 수 있다.
도 1a은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 회로도이다.
도 1b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기 주변에 형성되는 자기장의 크기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면과 중심 간의 거리를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 송신측 공진기와 수신측 공진기 간의 거리를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치를 나타내는 도면이다.
도 9b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 송신측 공진기와 수신측 공진기 간의 거리를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면에 따른 Q-팩터 및 결합 계수를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면에 따른 Q-팩터 및 결합 계수를 나타내는 그래프이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1a를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(160)(예컨대, 전자 장치)는 무선 전력 수신 장치(150)(이하, '전자 장치(150)' 또는 '외부 전자 장치'라 명명함)에 무선으로 전력(161)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160)는, 다양한 충전 방식에 따라 전자 장치(150)로 전력(161)을 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(160)는, 유도 방식에 따라 전력(161)을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160)가 유도 방식에 의한 경우에, 무선 전력 송신 장치(160)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 코일, 통신 변복조 회로 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터는 적어도 하나의 코일과 함께 공진 회로를 구성할 수도 있다. 무선 전력 송신 장치(160)는, WPC(wireless power consortium) 표준(또는, Qi 표준)에서 정의된 방식으로 동작할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(160)는, 공진 방식에 따라 전력(161)을 송신할 수 있다. 공진 방식에 의한 경우에는, 무선 전력 송신 장치(160)는, 예를 들어 전력 소스, 직류-교류 변환 회로, 증폭 회로, 임피던스 매칭 회로, 적어도 하나의 커패시터, 적어도 하나의 공진기 또는 코일, 아웃 밴드 통신 회로(예: BLE(bluetooth low energy) 통신 회로) 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 공진기 또는 코일은 공진 회로를 구성할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160)는, A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준(또는, AFA(air fuel alliance) 표준)에서 정의된 방식으로 동작할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160)는, 공진 방식 또는 유도 방식에 따라 전류가 흐르면 유도 자기장을 생성할 수 있는 공진기 또는 코일을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160)가 유도 자기장을 생성하는 과정을, 무선 전력 송신 장치(160)가 전력(161)을 무선으로 송신한다고 표현할 수 있다. 아울러, 전자 장치(150)는, 주변에 형성된 시간에 따라 크기가 변경되는 자기장에 의하여 유도 기전력이 발생되는 코일을 포함할 수 있다. 전자 장치(150)가 공진기 또는 코일을 통하여 유도 기전력을 발생시키는 과정을, 전자 장치(150)가 전력(161)을 무선으로 수신한다고 표현할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신 장치(160)는, 전자 장치(150)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치(160)는, 인-밴드 방식에 따라 전자 장치(150)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160) 또는 전자 장치(150)는, 예를 들어 온/오프 키잉(on/off keying) 변조 방식에 따라, 송신하고자 하는 데이터에 대응하여 로드(또는, 임피던스)를 변경할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160) 또는 전자 장치(150)는, 공진기 또는 코일의 전류, 전압 또는 전력의 크기 변경에 기초하여 로드 변경(또는, 임피던스 변경)을 측정함으로써, 상대 장치에서 전송하고자 하는 데이터를 확인할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신 장치(160)는, 아웃-밴드(또는 아웃 오브 밴드) 방식에 따라 전자 장치(150)와 통신을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(160) 또는 전자 장치(150)는, 공진기, 코일 또는 패치 안테나와 별도로 구비된 근거리 통신 모듈(예: BLE 통신 모듈)을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 무선 전력 송신 장치(160)의 공진 회로를 구성하는 공진기 또는 코일은 도 1b에 도시된 바와 같이 링형 공진기(100)로 구성될 수 있다.
도 1b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 사시도이다. 도 1b를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(160)에 적용될 수 있는 공진기(100)는 링형(annular shaped) 구조체로 구성될 수 있다. 상기 링형 구조체에서 도 1b에 도시된 바와 같이 A-A'축을 기준으로 상기 링형 구조체의 표면에서 중심부를 향하는 측면을 링형 구조체의 내측면으로 정의하고, 상기 링형 구조체의 표면에서 외곽을 향하는 측면을 링형 구조체의 외측면으로 정의할 수 있다. 상기 링형 구조체의 적어도 일부에 슬릿(slit)(101)이 형성될 수 있으며, 상기 슬릿(101)은 커패시터(capacitor)의 기능을 할 수 있다. 상기 링형 구조체가 무선 전력 송신 장치(160)의 회로부와 연결될 경우, 상기 슬릿(101)이 형성된 양끝단을 통해 연결될 수도 있다. 상기 슬릿(101)이 형성된 양끝단에는 커패시터(capacitor)가 연결될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 표면에는 전도체를 형성할 수 있다. 상기 링형 구조체에서 상기 슬릿(101)이 형성된 양끝단에 전류를 공급하면 상기 링형 구조체의 표면을 통해 고주파가 전달될 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기 주변에 형성되는 자기장의 크기를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 링형 공진기(100)의 표면 중 내측면에서 중심부를 향하여 형성되는 자기장과, 상기 링형 공진기(100)의 표면 중 외측면에서 외곽을 향하여 형성되는 자기장의 형태가 상이할 수 있다. 예컨대, 링형 공진기(100)의 내측면에서 중심부를 향하여 형성되는 자기장의 크기는, 상기 링형 공진기(100)의 외측면에서 외곽을 향하여 형성되는 자기장의 크기보다 상대적으로 더 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 링형 공진기(100)의 내측면에서 중심부를 향하여 형성되는 자기장의 곡률(curvature)은, 상기 링형 공진기(100)의 외측면에서 외곽을 향하여 형성되는 자기장의 곡률보다 상대적으로 더 클 수 있다. 또한, 상기 링형 공진기(100)의 내측면에서 중심부를 향하여 형성되는 자기장의 곡률 반경(radius of curvature)은, 상기 링형 공진기(100)의 외측면에서 외곽을 향하여 형성되는 자기장의 곡률 반경보다 상대적으로 더 작을 수 있다.
예컨대, 공진기를 링형 공진기(annular resonator)로 구현하는 경우, 상기 링형 공진기의 단면은 원형일 수 있으며, 공진기의 내측면과 외측면이 대칭인 구조를 형성할 수 있다. 상기 링형 공진기를 통해 형성되는 자기장은 상기 링형 공진기의 단면의 구조와 무관하게 상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 링형 공진기의 내측면에서 형성되는 자기장의 형태와 외측면에서 형성되는 자기장의 형태가 상이할 수 있다.
상기 링형 공진기에서 외측면의 형태와 내측면의 형태를 대칭인 구조로 형성할 경우 자기장의 방사 형태와 정렬이 되지 않아 전류의 밀집 현상(current crowding)이 증가하고, 전류의 흐름이 비균일하여 저항이 높아짐에 따라 공진기의 효율일 저하될 수 있다.
후술하는 다양한 실시예에서는, 상기 링형 공진기에서 공진기 단면의 내측면과 외측면의 곡률을 상기 공진기에 의해 형성되는 자기장의 곡률과 정렬시킴으로써 공진기의 무선 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면 형태를 설명하기로 한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 도 1b의 링형 공진기(100)에서 A-A'축을 기준으로 상기 링형 구조체의 표면 중에서 중심부를 향하는 측면을 링형 구조체의 내측면으로 정의하고, 상기 링형 구조체의 표면 중에서 외곽을 향하는 측면을 링형 구조체의 외측면으로 정의할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 링형 공진기(100)의 단면(300)은 자기장의 곡률과 정렬시키기 위해 내측면과 외측면이 비대칭이 되도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률(curvature)은 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률보다 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 상기 제1 측면의 곡률 반경(radius of curvature)은 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 상기 제2 측면의 곡률 반경보다 더 작을 수 있다. 예컨대, 상기 제1 측면의 곡률과 상기 제2 측면의 곡률의 비는 1 보다 클 수 있다. 상기 제1 측면의 곡률 반경과 상기 제2 측면의 곡률 반경의 비는 1 보다 작을 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면(300)에서 내부 영역(301)의 면적은 Aa로 나타낼 수 있다. 상기 링형 구조체의 단면(300)을 수용하는 최소 면적의 직사각형은 제1 방향의 길이가 Wa이고, 제2 방향의 길이가 Wb일 수 있다. 상기 링형 구조체의 단면(300)을 수용하는 최소 면적의 직사각형의 면적은 Wa×Wb일 수 있다. 상기 제1 방향은 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 방향에 대응할 수 있으며, 상기 Wa는 상기 링형 구조체의 단면(300)에서 상기 제1 방향의 최대 길이가 될 수 있다. 상기 제2 방향은 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응할 수 있으며, 상기 Wb는 상기 링형 구조체의 상기 단면(300)에서 상기 제2 방향의 최대 길이가 될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면(300)에서, 상기 링형 구조체의 단면(300)을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 단면 내부 영역(301)의 면적(Aa)을 제외한 상기 단면(300) 외부에 형성되는 영역들(예컨대, 제1 영역(303) 및 제2 영역(302)) 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(303)의 제1 면적(Ab)은 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(302)의 제2 면적(Ac)보다 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(303)의 제1 면적(Ab)과 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(302)의 제2 면적(Ac)의 비는 하기 <수학식 1>과 같이 1보다 클 수 있다.
Figure pat00001
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면(300)은, 도 3에 도시된 바와 같이 곡면으로 형성될 수 있으며, 후술하는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 다각형으로도 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면(300)에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비는 하기 <수학식 2>와 같이 1 초과이고 10 미만일 수 있다.
Figure pat00002
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비는 3 초과이고 5 미만일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비는 1.5 초과이고 5 미만일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비는 2 초과이고 4.5 미만일 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면을 나타내는 도면이다. 다양한 실시예에 따라, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 링형 공진기의 단면은 다각형의 형태로 구성될 수도 있다.
도 4a를 참조하면, 다각형으로 형성된 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 단면 내부 영역(411)의 면적(Aa1)을 제외한 상기 단면 외부에 형성되는 영역들(예컨대, 제1 영역(413) 및 제2 영역(412)) 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(413)의 제1 면적(Ab1)은 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(412)의 제2 면적(Ac1)보다 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(413)의 제1 면적(Ab1)과 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(412)의 제2 면적(Ac1)의 비는 하기 <수학식 3>과 같이 1보다 클 수 있다.
Figure pat00003
도 4b를 참조하면, 다각형으로 형성된 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 단면 내부 영역(421)의 면적(Aa2)을 제외한 상기 단면 외부에 형성되는 영역들(예컨대, 제1 영역(423) 및 제2 영역(422)) 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(423)의 제1 면적(Ab1)은 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(422)의 제2 면적(Ac1)보다 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(423)의 제1 면적(Ab1)과 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(422)의 제2 면적(Ac1)의 비는 하기 <수학식 4>와 같이 1보다 클 수 있다.
Figure pat00004
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면과 중심 간의 거리를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 송신측 공진기와 수신측 공진기 간의 거리를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, A-A'을 축으로 하는 평면상에서 링형 구조체의 최대 반경은 제1 반경(R)으로 지칭할 수 있다. 상기 링형 구조체에서 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면과 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면의 경계를 기준으로 하는 상기 링형 구조체의 반경은 제2 반경(Re)으로 지칭할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 링형 구조체의 단면(300)에서 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)가 증가할수록 Q-팩터는 증가하는 반면, 평균 전류가 흐르는 제2 반경(Re)이 감소하기 때문에 무선 전력 송신 장치의 공진기(100)와 무선 전력 수신 장치의 공진기(600) 간의 결합 계수(coupling coefficienct)(k)는 감소할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 증가할수록 Q-팩터는 증가하는 반면, 무선 전력 송신 장치의 공진기(100)와 무선 전력 수신 장치의 공진기(600)간의 최소 거리(Dreal)를 고정시킬 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 무선 전력 송신 장치의 공진기(100)의 중심축과 무선 전력 수신 장치의 공진기(600)의 중심측 간의 거리(D)는 멀어지게 되므로 공진기 간 결합 계수는 감소할 수 있다.
상기 조건에 따라, 하기 <수학식 5>의 조건을 만족하는 경우 무선 전력 송신 장치의 효율이 상대적으로 증가할 수 있다.
Figure pat00005
도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 무선 전력 송신 장치의 공진기(100)는 고주파(예컨대, 6.78MHz)의 경우 상기 공진기(100)의 표면에만 전류가 흐를 수 있으므로, 공진기(100)의 표면에 전도체(710)(예컨대, 구리)를 형성할 수 있다. 이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이 공진기 몸체(720)의 표면에 전도체(710)(예컨대, 구리)를 도금 또는 증착시킬 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 하부 금형(820a)에 의해 하부 전도체(810a)를 프레스 금형하고, 상부 금형(820b)에 의해 상부 전도체(810b)를 프레스 금형한 후, 상부 구조체와 하부 구조체를 접합함으로써 링형 공진기(100)를 제조할 수 있다. 상기 링형 공진기의 제조 방법은 도 7 또는 도 8에 도시된 방법 외에도 다른 제조 방법들이 적용될 수 있으며, 도 7 또는 도 8에 도시된 방법으로 한정되는 것은 아니다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기를 포함하는 무선 전력 송신 장치를 나타내는 도면이다. 도 9a를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 증폭 회로(914), 임피던스 매칭 회로(matching circuit)(913), 피딩 루프(feeding loop)(912), 링형 공진기(100)를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 송신 장치는 증폭 회로(914)를 통해 전송하고자 하는 전력을 증폭시킨 후, 상기 증폭된 전력을 임피던스 매칭 회로(913)를 거쳐 피딩 루프(912)로 전송할 수 있다. 피딩 루프(912)는 공급된 전류에 의해 자기장을 형성시킬 수 있으며, 링형 공진기(100)는 상기 피딩 루프(912)와 전자기적으로 커플링되어(electromagnetically coupled) 자기 유도될 수 있다. 상기 링형 공진기(100)는 상기 피딩 루프(912)와의 커플링을 통해 유도된 전력에 의해 자기장을 형성함으로써 무선 전력 수신 장치로 전력을 전송할 수 있다. 상기 링형 공진기(100)의 일측에는 슬릿(101)이 형성될 수 있으며, 상기 슬릿(101)에는 커패시터(911)가 추가될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 무선 전력 송신 장치는 증폭 회로(923), 임피던스 매칭 회로(922), 링형 공진기(100)를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 송신 장치는 증폭 회로(923)를 통해 전송하고자 하는 전력을 증폭시킨 후, 상기 증폭된 전력을 임피던스 매칭 회로(922)를 거쳐 링형 공진기(100)로 전송할 수 있다. 상기 링형 공진기(100)는 임피던스 매칭 회로(922)로부터 공급된 전류에 의해 자기장을 형성함으로써 무선 전력 수신 장치로 전력을 전송할 수 있다. 상기 링형 공진기(100)의 일측에는 슬릿(101)이 형성될 수 있으며, 상기 슬릿(101)에는 커패시터(921)가 추가될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 커패시터(921)는 상기 임피던스 매칭 회로(922)에 포함될 수도 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 송신측 공진기와 수신측 공진기 간의 거리를 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 무선 전력 송신 장치의 송신측 공진기와 무선 전력 수신 장치의 수신측 공진기는 Z축 방향에서 서로 일정한 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 송신측 공진기로부터 형성된 자기장에 의해 수신측 공진기에 유도 기전력이 발생함으로써 무선 전력 송신 장치에서 무선 전력 수신 장치로 전력이 전송될 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면에 따른 Q-팩터 및 결합 계수를 나타내는 그래프이다. 도 11을 참조하면, 다양한 실시예에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 링형 구조체의 단면(300)에서, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역(303)의 제1 면적(Ab)과 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역(302)의 제2 면적(Ac)의 비에 따라 Q-팩터 및 결합 계수(k)가 달라질 수 있다.
도 11을 참조하면, Ab/Ac가 커질수록 Q-팩터와 결합 계수(k)가 더 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 링형 구조체의 단면에서 내측면의 곡률 반경을 외측면의 곡률 반경보다 작아지도록 함으로써 Q-팩터와 결합 계수를 증가시킬 수 있다. 예컨대, Ab/Ac가 1보다 작은 경우보다 Ab/Ac가 1인 경우 Q-팩터 및 결합 계수가 더 크게 나타남을 알 수 있으며, Ab/Ac가 1인 경우보다 Ab/Ac가 1보다 큰 경우 Q-팩터 및 결합 계수가 더 크게 나타남을 알 수 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 링형 공진기의 단면에 따른 Q-팩터 및 결합 계수를 나타내는 그래프이다. 도 12를 참조하면, <수학식 2>에 전술한 바와 같이 링형 구조체의 단면(300)에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 클수록 Q-팩터 및 결합 계수가 증가될 수 있다.
예컨대, 도 12를 참조하면, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비는 전술한 <수학식 2>와 같이 1 초과이고 10 미만일 수 경우 Q-팩터 및 결합 계수가 더 클 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 12를 참조하면, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비가 3 초과이고 5 미만일 경우, Q-팩터는 최대값에 근접하며, 결합 계수는 0.012 이상이 될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 12를 참조하면, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비가 1.5 초과이고 5 미만일 경우, Q-팩터는 1200 이상이 될 수 있으며, 결합 계수는 0.012 이상이 될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 12를 참조하면, 상기 제1 방향의 최대 길이(Wa)와 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)의 비가 2 초과이고 4.5 미만일 경우, Q-팩터는 1225 이상이 될 수 있으며, 결합 계수는 0.0125 이상이 될 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 공진기는 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면은, 상기 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면은, 상기 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
공진기 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 공진기는, 링형(annualr) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 3 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1 초과이고 10 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1.5 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 2 초과이고 4.5 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 무선 전력 송신 장치는, 입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로; 임피던스 매칭 회로; 및 공진기를 포함하며, 상기 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 무선 전력 송신 장치는, 입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로; 임피던스 매칭 회로; 및 공진기를 포함하며, 상기 공진기는, 링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 측면에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 측면에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면은, 상기 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 링형 구조체의 단면은, 상기 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 무선 전력 송신 장치는, 입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로; 임피던스 매칭 회로; 및 공진기를 포함하며, 상기 공진기는, 링형(annualr) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며, 상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 3 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1 초과이고 10 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1.5 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 2 초과이고 4.5 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
100 : 공진기 101 : 슬릿
150 : 전자 장치 160 : 무선 전력 송신 장치
300 : 단면 301 : 내부 영역

Claims (20)

  1. 공진기에 있어서,
    링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체와 커패시터(capacitor)를 포함하며,
    상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 하고, 상기 전도체의 양 단은 상기 커패시터의 양 단과 전기적으로 연결되는, 공진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 상기 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 상기 제2 측면에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 공진기.
  3. 공진기에 있어서,
    링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며,
    상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 공진기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 링형 구조체의 단면은,
    상기 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 공진기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 링형 구조체의 단면은,
    상기 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 공진기
  6. 공진기에 있어서,
    링형(annualr) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며,
    상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 공진기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 3 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 하는, 공진기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1 초과이고 10 미만인 것을 특징으로 하는, 공진기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1.5 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 하는, 공진기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 2 초과이고 4.5 미만인 것을 특징으로 하는, 공진기.
  11. 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로;
    상기 증폭회로에 전기적으로 연결된 임피던스 매칭 회로;
    상기 임피던스 매칭 회로에 전기적으로 연결된 피딩 루프(feeding loop); 및
    상기 피딩 루프에 전자기적으로 결합된(electromagnetically coupled) 공진기를 포함하며,
    상기 공진기는,
    링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체와 커패시터(capacitor)를 포함하며,
    상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)의 곡률 반경이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)의 곡률 반경보다 더 작은 것을 특징으로 하고, 상기 전도체의 양 단과 상기 커패시터의 양 단은 전기적으로 연결되는, 무선 전력 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면에 의해 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  13. 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로;
    임피던스 매칭 회로; 및
    공진기를 포함하며,
    상기 공진기는,
    링형(annular shaped) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며,
    상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체의 단면을 수용하는 최소 면적의 직사각형 내에서 상기 링형 구조체의 외부에 형성되는 영역들 중 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 제1 측면(first side)에 의해 형성되는 제1 영역의 제1 면적(Ab)이 상기 링형 구조체의 외곽을 향하는 제2 측면(second side)에 의해 형성되는 제2 영역의 제2 면적(Ac)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 링형 구조체의 단면은,
    상기 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 링형 구조체의 단면은,
    상기 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  16. 무선 전력 송신 장치에 있어서,
    입력된 전력을 증폭시키는 증폭 회로;
    임피던스 매칭 회로; 및
    공진기를 포함하며,
    상기 공진기는,
    링형(annualr) 구조체의 표면에 형성된 전도체를 포함하며,
    상기 링형 구조체의 단면에서, 상기 링형 구조체로부터 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 수직하는 제1 방향의 최대 길이(Wa)가 상기 링형 구조체의 중심부를 향하는 방향에 대응하는 제2 방향의 최대 길이(Wb)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 3 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1 초과이고 10 미만인 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 1.5 초과이고 5 미만인 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 방향의 최대 길이와 상기 제2 방향의 최대 길이의 비가 2 초과이고 4.5 미만인 것을 특징으로 하는, 무선 전력 송신 장치.
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