WO2014178667A1 - 무선전력 수신장치 - Google Patents

무선전력 수신장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2014178667A1
WO2014178667A1 PCT/KR2014/003890 KR2014003890W WO2014178667A1 WO 2014178667 A1 WO2014178667 A1 WO 2014178667A1 KR 2014003890 W KR2014003890 W KR 2014003890W WO 2014178667 A1 WO2014178667 A1 WO 2014178667A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
receiving coil
pattern
wireless power
magnetic
magnetic field
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/003890
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김양현
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to JP2016511683A priority Critical patent/JP6093908B2/ja
Priority to CN201480037422.4A priority patent/CN105359378B/zh
Priority to US14/888,658 priority patent/US10148134B2/en
Priority to EP14791509.4A priority patent/EP2996220B1/en
Publication of WO2014178667A1 publication Critical patent/WO2014178667A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • 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
    • 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
    • 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
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmission technology. More particularly, the present invention relates to a wireless power receiver for preventing the weakness of the magnetic material of the wireless power receiver and improving power transmission efficiency.
  • Wireless power transmission technology (wireless power transmission or wireless energy transfer), which transfers electric energy wirelessly to a desired device, has already started to use electric motors or transformers using electromagnetic induction principles in the 1800's. A method of transmitting electrical energy by radiating the same electromagnetic wave has also been attempted. Electric toothbrushes and some wireless razors that we commonly use are actually charged with the principle of electromagnetic induction.
  • Electromagnetic induction refers to a phenomenon in which a voltage is induced and a current flows when a magnetic field is changed around a conductor. Electromagnetic induction method is rapidly commercialized around small devices, but there is a problem that the transmission distance of power is short.
  • energy transmission methods using wireless methods include remote transmission technology using resonance and short wavelength radio frequency in addition to electromagnetic induction.
  • a wireless power transmission system using electromagnetic induction or resonance power is wirelessly transmitted through coils of a transmitting side and a receiving side, so that a user can easily charge an electronic device such as a portable device.
  • the transmitter of the wireless power transmission system includes a magnet for alignment with the receiver.
  • the magnet included in the transmitting coil of the transmitting apparatus guides the position between the transmitting side coil and the receiving side coil so that the alignment of the transmitting side coil and the receiving side coil can be improved, thereby improving power transmission efficiency.
  • the reverse magnetic field generated by the magnet and the magnetic field generated by the magnetic body of the receiver cancel each other to increase the saturation current.
  • the magnetic material may be saturated, and the magnetic property may be weakened.
  • the Q value of the receiving coil is reduced, the power transmission efficiency between the wireless power transmitter and the wireless power receiver can be reduced, so that a magnetic material is not affected by the magnet.
  • An object of the present invention is to provide a wireless power receiver for preventing the magnetic material of the wireless power receiver from being saturated due to the influence of an external magnetic field.
  • the present invention provides a wireless power receiver that can improve the power transmission efficiency between the wireless power transmitter and the wireless power receiver by preventing the magnetic material of the wireless power receiver from being saturated due to the magnet provided in the wireless power transmitter. The purpose.
  • a wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter is disposed in a magnetic body and the magnetic body, the receiving coil coupled to the transmission coil of the wireless power transmitter and receives power; It is disposed inside the receiving coil, and includes a magnetic saturation prevention unit for preventing the magnetic body from being saturated by the influence of an external magnetic field.
  • the magnetic saturation prevention unit may prevent the magnetic body from being saturated by a magnet provided in the wireless power transmitter.
  • the magnetic saturation prevention unit may change the direction of the magnetic field formed in the receiving coil to the inside of the receiving coil to prevent saturation of the magnetic body.
  • the magnetic saturation prevention part may include at least one of an L pattern, a circle pattern, a square pattern, a triangular pattern, and a hexagonal pattern formed of a metal.
  • the magnetic saturation prevention part may include at least two patterns of an L pattern, a circle pattern, a square pattern, a triangular pattern, and a hexagonal pattern.
  • the magnetic saturation prevention unit may be disposed at any one of the at least two patterns in the center of the receiving coil, the remaining pattern is spaced apart from the inner center of the receiving coil by a predetermined distance.
  • the ratio of the area formed by the inner side of the receiving coil to the area formed by the magnetic saturation preventing unit may be in the range of 0.204 to 0.716.
  • the magnetic material of the wireless power transmitter may be prevented from saturating due to the magnet provided in the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may change the direction of the magnetic field formed in the receiving coil to the inside to concentrate the magnetic field inside the receiving coil. As a result, power transmission efficiency between the wireless power transmitter and the wireless power receiver can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining the specifications of the receiving coil provided in the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the direction of the magnetic field formed in the receiving coil, when using the magnetic saturation prevention unit according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 23 are H-fields for showing a radiation pattern of a magnetic field according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 24 is an experimental data table illustrating power transmission efficiency according to an area ratio of an inner area of a receiving coil and an area of a square pattern according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 25 is an inner area of the receiving coil according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless power receiver 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view for explaining a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view of the present invention 4 is a view illustrating a specification of a receiving coil included in a wireless power receiver according to an embodiment
  • FIG. 4 illustrates a direction of a magnetic field formed in the receiving coil when a magnetic saturation prevention unit is used according to an embodiment of the present invention. It is a figure for following.
  • the wireless power receiver 10 may include a magnetic body 100, a receiving coil 200, and a magnetic saturation preventing unit 300.
  • the magnetic body 100 may change the direction of the magnetic field received from the wireless power transmitter. Specifically, the magnetic material 100 may reduce the amount of magnetic field that may leak to the outside by changing the direction of the magnetic field received from the transmitting coil provided in the wireless power transmitter to the inside of the receiving coil 200. As a result, a shielding effect can be obtained that minimizes the amount of magnetic field leaking to the outside.
  • the magnetic material 100 changes the direction of the magnetic field received from the transmitting coil of the wireless power transmitter to the inside of the receiving coil 200 so that the receiving coil 200 can receive the magnetic field intensively from the transmitting coil.
  • the magnetic body 100 may absorb the magnetic field leaking to the outside of the magnetic field received from the transmitting coil to release it as heat. Due to the role of the magnetic body 100, the amount of the magnetic field that may leak to the outside and affect the human body may be reduced.
  • the magnetic body 100 may have the form of a sheet or a substrate.
  • the receiving coil 200 and the magnetic saturation preventing part 300 to be described later may be disposed on the magnetic material 100.
  • the receiving coil 200 may be coupled to a transmitting coil provided in the wireless power transmitter to receive power wirelessly from the transmitting coil through a magnetic field.
  • the receiving coil 200 may wirelessly receive power from the transmitting coil through electromagnetic induction.
  • the power received by the receiving coil 200 may be AC power, and the receiving coil 200 may transfer the received AC power to the load through the rectifier circuit.
  • the load can be any rechargeable battery or device that requires direct current power.
  • the receiving coil 200 may have a spiral or helical pattern, but is not limited thereto.
  • the receiving coil 200 may be disposed on the magnetic material 100 and may have a predetermined pattern formed by winding a plurality of conductive wires.
  • the frequency used for wireless power transmission may have a range of 100 to 150 KHz.
  • the thickness T of the receiving coil 200 may be 0.1 mm.
  • the width of one conductive line constituting the receiving coil 200 may be 0.6 mm.
  • the number of turns of the receiving coil 200 may be 15 turns.
  • the inner diameter of the receiving coil 200 may be 20mm, the outer diameter may be 40mm.
  • the distance between the conductors constituting the receiving coil 200 may be 0.12 mm or more and 0.14 mm or less.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may be disposed on the magnetic material 100 and may be disposed inside the receiving coil 200.
  • the magnetic saturation prevention part 300 includes at least one metal pattern.
  • the metal pattern is made of a metal, it may be a polygonal pattern.
  • the polygonal pattern may include a circle pattern, an L pattern, a square pattern, a triangular pattern, and a hexagonal pattern, but is not limited thereto.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern and a circle pattern.
  • the L pattern may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the original pattern may be disposed at one side of the L pattern.
  • the circle pattern may have various areas.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern and a square pattern.
  • the L pattern may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the square pattern may be disposed at one side of the L pattern.
  • the square pattern may be a square pattern and may have various areas.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern and a triangular pattern.
  • the L pattern may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the triangular pattern may be disposed at one side of the L pattern.
  • the triangular pattern may be an equilateral triangle pattern and may have various areas.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern and a hexagonal pattern.
  • the L pattern may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the hexagonal pattern may be disposed at one side of the L pattern.
  • the magnetic saturation prevention unit 300 may include only one pattern of an L pattern, a square pattern, and a circle pattern.
  • the L pattern, the square pattern, and the circle pattern may be disposed inside the receiving coil 200.
  • each pattern may be disposed at an inner center of the receiving coil 200, or may be spaced apart from the inner center of the receiving coil 200 by a predetermined distance.
  • the metal may be formed of at least one of copper, gold, and silver, but is not limited thereto.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may prevent the magnetic material 100 from being saturated due to a magnet provided in the wireless power transmitter. This will be described in detail.
  • the wireless power transmitter may include a magnet inside the transmitting coil to align a position between the transmitting coil and the receiving coil. When the reverse magnetic field generated by the magnet and the magnetic field generated by the magnetic body 100 cancel each other to increase the saturation current, the magnetic body 100 may be saturated, and the characteristics of the magnetic body 100 may be weakened.
  • the magnetic saturation prevention unit 300 may minimize the influence of the magnetic material 100 by the magnet provided in the wireless power transmitter by inducing the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. have.
  • the magnetic material of the wireless power receiver 10 may be prevented from being saturated due to the magnet provided in the wireless power transmitter, and the transmission coil of the wireless power transmitter and the wireless power receiver 10 may be prevented from saturating.
  • the power transmission efficiency between the receiving coils can be improved. This will be described with reference to FIG. 4.
  • FIG. 4 the configurations of the magnetic material 100 and the magnetic saturation prevention part 300 are not shown for convenience.
  • a magnetic field is formed in a predetermined direction near the receiving coil 200.
  • the magnetic saturation prevention part (not shown) is disposed inside the receiving coil 200 according to the embodiment of the present invention
  • the magnetic field is oriented inside the receiving coil 200 due to the magnetic saturation prevention part (not shown). You can see that changes to. This will be described in detail with reference to the simulation results of FIGS. 5 to 23.
  • FIGS. 5 to 23 will be described.
  • 5 to 23 are H-fields for showing a radiation pattern of a magnetic field according to various embodiments of the present disclosure.
  • the magnetic field means that the intensity is low as the brightness becomes low, that is, dark.
  • the strength of the magnetic field for each color is shown in the upper left corner of each simulation.
  • FIGS. 5 to 23 shows a radiation pattern of a magnetic field based on a perspective view of the wireless power receiver, and (b) shows a magnetic field based on a plan view of the wireless power receiver. The radiation pattern is shown.
  • the specification of the receiving coil 200 is the same as that described with reference to FIG. 3.
  • the frequency used in the simulation result is 150 KHz
  • the line spacing between the receiving coils 200 is 0.12 mm.
  • the configuration of the magnetic body 100 is omitted for convenience.
  • FIG. 5 shows a magnetic field radiation pattern when the magnetic saturation prevention part 300 is not included.
  • various embodiments of the present invention will be described by comparing the magnetic field radiation pattern of FIG. 5 with the magnetic saturation prevention unit 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a circle pattern 320.
  • the L pattern 310 may be disposed at an inner center of the receiving coil 200, and the original pattern 320 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the circle pattern 320 may be disposed at a lower left side from an inner center of the receiving coil 200.
  • the diameter of the circle pattern 320 is 2mm.
  • the L pattern 310 and the original pattern 320 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 6, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 6 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a circle pattern 321.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the original pattern 321 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the circle pattern 320 may be disposed at a lower left side from an inner center of the receiving coil 200.
  • the diameter of the circle pattern 321 is 4mm.
  • the L pattern 310 and the original pattern 321 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 7, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 7 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention unit 300 may include an L pattern 310 and a circle pattern 322.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the original pattern 322 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the circle pattern 322 may be disposed at the lower end of the inner center of the receiving coil 200.
  • the diameter of the circle pattern 321 is 4mm.
  • the L pattern 310 and the original pattern 322 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 8, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 8 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention unit 300 may include an L pattern 310 and a circle pattern 323.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the original pattern 323 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the circle pattern 322 may be disposed on an upper end of an inner center of the receiving coil 200.
  • the diameter of the circle pattern 321 is 4mm.
  • the L pattern 310 and the original pattern 323 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 9, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 9 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an original pattern 324.
  • the circle pattern 324 may be spaced apart from the center point inside the receiving coil 200 to a lower left by a predetermined distance.
  • the diameter of the circle pattern 324 is 2 mm.
  • the circle pattern 324 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 10, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 10 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an original pattern 325.
  • the circle pattern 325 may be spaced apart from the center of the receiving coil 200 to the lower left by a predetermined distance.
  • the diameter of the circle pattern 325 is 4mm.
  • the circle pattern 325 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 11, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater in FIG. 11 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • FIG. 10 and FIG. 11 it can be seen that the embodiment of FIG. 11 having a large area of the circle pattern has a greater intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 than the embodiment of FIG. 10.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an original pattern 326.
  • the circle pattern 326 may be spaced apart from the inner center of the receiving coil 200 by a predetermined distance.
  • the diameter of the circle pattern 326 is 4 mm.
  • the circle pattern 326 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 12, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater in FIG. 12 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an original pattern 327.
  • the circle pattern 327 may be disposed to coincide with the center of the circle pattern 327 and the center inside the receiving coil 200.
  • the diameter of the circle pattern 325 is 8mm.
  • the circle pattern 327 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 13, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater in FIG. 12 including the magnetic saturation preventing part 300. 12 and 13, the area of the circle pattern is larger, and the embodiment of FIG. 13 in which the center point of the circle pattern coincides with the inner center point of the receiver coil 200 is compared with the embodiment of FIG. 12. It can be seen that the strength of the magnetic field formed inside 200 is greater.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a square pattern 331.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the square pattern 331 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the rectangular pattern 331 may be disposed at the lower left side from the inner center of the receiving coil 200.
  • the square pattern 331 may be in the form of a square, the length of one side of the square is 3mm.
  • the L pattern 310 and the square pattern 331 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 14, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater in FIG. 14 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a square pattern 333.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the square pattern 333 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the rectangular pattern 333 may be disposed at the lower left side from the inner center of the receiving coil 200.
  • the square pattern 333 may be in the form of a square, the length of one side of the square is 4mm.
  • the L pattern 310 and the square pattern 333 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG.
  • FIG. 15 it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 15 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • FIG. 14 it can be seen that the embodiment of FIG. 15 having a large area of the square pattern has a greater intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 than the embodiment of FIG. 14.
  • the magnetic saturation prevention unit 300 may include an L pattern 310 and a square pattern 335.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the square pattern 335 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the square pattern 335 may be spaced apart from the inner center of the receiving coil 200 by a predetermined distance.
  • the square pattern 335 may be in the form of a square, the length of one side of the square is 4mm.
  • the L pattern 310 and the square pattern 335 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 16, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 16 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a square pattern 337.
  • the L pattern 310 may be disposed at an inner center of the receiving coil 200, and the square pattern 337 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the square pattern 337 may be spaced apart from the inner center of the receiving coil 200 to the top by a predetermined distance.
  • the square pattern 337 may be in the form of a square, and the length of one side of the square is 4 mm.
  • the L pattern 310 and the square pattern 337 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 17, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 17 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include a square pattern 339.
  • the square pattern 339 may be spaced apart from the inner center of the receiving coil 200 to the lower left by a predetermined distance.
  • the square pattern 339 may be in the form of a square, and the length of one side of the square is 4 mm.
  • the square pattern 339 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 18, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 18 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include a square pattern 341.
  • the square pattern 341 may be disposed to be spaced apart from the inner center of the receiving coil 200 by a predetermined distance.
  • the square pattern 341 may be in the form of a square, and the length of one side of the square is 4 mm.
  • the square pattern 341 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 19, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater in FIG. 19 including the magnetic saturation preventing unit 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include a square pattern 343.
  • the square pattern 343 may be disposed so that the center of the square pattern 343 and the inner center of the receiving coil 200 coincide with each other.
  • the square pattern 343 may be in the form of a square, the length of one side of the square is 8mm.
  • the square pattern 343 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 20, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 20 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310.
  • the L pattern 310 may be disposed at an inner center of the receiving coil 200.
  • the L pattern 310 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 21, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is larger than that of FIG. 21 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a triangular pattern 351.
  • the L pattern 310 may be disposed at the inner center of the receiving coil 200, and the triangular pattern 351 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the triangular pattern 351 may be disposed at the lower left side from the inner center of the receiving coil 200.
  • the triangular pattern 351 may be in the form of an equilateral triangle.
  • the L pattern 310 and the triangular pattern 351 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 22, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 22 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic saturation prevention part 300 may include an L pattern 310 and a hexagonal pattern 361.
  • the L pattern 310 may be disposed at an inner center of the receiving coil 200, and the hexagonal pattern 361 may be disposed at one side of the L pattern 310.
  • the hexagon pattern 361 may be disposed at the lower left side from the inner center of the receiving coil 200.
  • the hexagonal pattern 361 may be in the form of an equilateral triangle.
  • the L pattern 310 and the hexagonal pattern 361 may be disposed inside the receiving coil 200 to concentrate the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside of the receiving coil 200. That is, when comparing the radiation patterns of the magnetic field of FIG. 5 and FIG. 23, it can be seen that the intensity of the magnetic field formed inside the receiving coil 200 is greater than that of FIG. 23 including the magnetic saturation preventing part 300.
  • the magnetic body 100 of the wireless power receiver 10 may be due to a magnet provided in the wireless power transmitter. Can be prevented from being saturated.
  • the wireless power receiver 10 may change the direction of the magnetic field formed in the receiving coil 200 to the inside to concentrate the magnetic field inside the receiving coil 200. As a result, power transmission efficiency between the wireless power transmitter and the wireless power receiver 10 may be improved.
  • FIG. 24 is an experimental data table illustrating power transmission efficiency according to an area ratio of an inner area of a receiving coil 200 and an area of a square pattern according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 25 is a receiving coil according to an embodiment of the present invention. It is a graph for explaining the power transmission efficiency according to the area ratio of the inner area of the 200 and the square pattern.
  • the thickness T of the receiving coil 200 is 0.1 mm
  • the width of one conductor constituting the receiving coil 200 is 0.6 mm
  • the number of turns of the receiving coil 200 is 15 turns
  • the receiving coil 200 The gap between the conductors constituting) is 0.12 mm or more and 0.14 mm or less.
  • an inner diameter of the receiving coil 200, an inner area of the receiving coil 200, an area of a square pattern disposed at an inner center of the receiving coil 200, an inner area of the receiving coil 200, and a square pattern Experimental data of the power transmission efficiency according to the area ratio, the inner area of the receiving coil 200 and the area ratio of the square pattern, and the power transmission efficiency when there is no square pattern inside the receiving coil 200 are shown.
  • the inner diameter of the receiving coil 200 may be a diameter of a circle formed inside the receiving coil 200, and the receiving coil inner area may be an area of the circle.
  • the rectangular pattern disposed at the inner center of the receiving coil 200 may be a square pattern, and the area thereof may be a square area.
  • the power transmission efficiency when the pattern is disposed in the inner center of the receiving coil 200 is received. It can be confirmed that the larger than the case without the pattern in the inner center of the coil 200.
  • power transmission efficiency may generally range from 60 to 64%.
  • a pattern for preventing saturation of the magnetic material is disposed at the inner center of the receiving coil 200 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 25, the magnetic saturation prevention is prevented at the inner center of the receiving coil 200.
  • the power transmission efficiency is improved due to the arrangement of the patterns.
  • the ratio between the inner area of the receiving coil 200 and the area formed by the square pattern located at the inner center of the receiving coil 200 is 0.204 or more and 0.716 or less
  • 64% Exceeding the power transmission efficiency can be obtained, it can be expected to improve the power transmission efficiency that can be obtained from the existing wireless power transmission technology.
  • the inner diameter of the receiving coil 200 may be 25 mm or more and 60 mm or less
  • the area of the square pattern may be 100 mm2 or more and 2025 mm2 or less.
  • Wireless power receiver 10 is a mobile phone, smart phone (laptop computer), laptop computer (laptop computer), digital broadcasting terminal, PDA (Personal Digital Assistants), PMP (Portable Multimedia Player), navigation It may be mounted to a mobile terminal such as.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 자성체와 상기 자성체에 배치되고, 상기 무선전력 송신장치의 송신 코일과 커플링되어 전력을 수신하는 수신 코일 및 상기 수신 코일의 내측에 배치되고, 상기 자성체가 외부 자기장의 영향에 의해 포화되는 것을 방지하는 자성체 포화 방지부를 포함한다.

Description

무선전력 수신장치
본 발명은 무선전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선전력 수신장치의 자성체의 특성이 약화되는 것을 방지하고, 전력 전송 효율을 향상시키기 위한 무선전력 수신장치에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 원하는 기기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission 또는 wireless energy transfer)은 이미 1800년대에 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기가 사용되기 시작했고, 그 후로는 라디오파나 레이저와 같은 전자파를 방사해서 전기에너지를 전송하는 방법도 시도 되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 전자기 유도는 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전자기 유도 방식은 소형 기기를 중심으로 상용화가 빠르게 진행되고 있으나, 전력의 전송 거리가 짧은 문제가 있다.
현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 전자기 유도 이외에 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.
최근에는 이와 같은 무선 전력 전송 기술 중 전자기 유도 또는 공진을 이용한 에너지 전달 방식이 많이 사용되고 있다.
전자기 유도 또는 공진을 이용한 무선전력 전송 시스템은 송신 측과 수신 측의 코일을 통해 전력이 무선으로 전달되기 때문에 사용자는 휴대용 기기와 같은 전자기기를 손쉽게 충전할 수 있다.
또한, 무선전력 전송 시스템의 송신장치는 수신장치와의 정렬을 위해 자석을 포함하고 있다. 송신장치의 송신 코일의 내측에 포함된 자석으로 인해 송신 측의 코일과 수신 측의 코일 간의 위치를 가이드하여 송신 측의 코일과 수신 측의 코일의 정렬이 맞추어져 전력전송 효율이 향상될 수 있다.
그러나, 기존에는 송신장치에 구비된 자석이 송신장치의 송신 코일 내측에 삽입될 경우, 상기 자석에 의해 발생하는 역자장과 수신장치의 자성체에 의해 발생하는 자장이 서로 상쇄되어 포화 전류가 증가하게 되면, 자성체가 포화되어, 자성체의 특성이 약화될 수 있다. 자성체의 특성이 약화되면, 수신 코일의 특성 즉, 수신 코일의 인덕턴스(L) 및 수신 코일의 저항 성분(R)이 변화될 수 있어, 수신 코일(200)의 품질지수(Q, Q=W*L/R)가 감소될 수 있다. 수신 코일의 Q 값 감소되면, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간 전력 전송 효율을 감소될 수 있기 때문에 상기 자석에 의해 자성체가 영향 받지 않도록 하는 방안이 필요하다.
본 발명은 외부의 자기장에 의한 영향으로 인해 무선전력 수신장치의 자성체가 포화되는 것을 방지하는 무선전력 수신장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 무선전력 송신장치에 구비된 자석으로 인해 무선전력 수신장치의 자성체가 포화되는 것을 방지하여 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간의 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있는 무선전력 수신장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 송신장치로부터 무선으로 전력을 수신하는 무선전력 수신장치는 자성체와 상기 자성체에 배치되고, 상기 무선전력 송신장치의 송신 코일과 커플링되어 전력을 수신하는 수신 코일 및 상기 수신 코일의 내측에 배치되고, 상기 자성체가 외부 자기장의 영향에 의해 포화되는 것을 방지하는 자성체 포화 방지부를 포함한다.
상기 자성체 포화 방지부는 상기 자성체가 상기 무선전력 송신장치에 구비된 자석에 의해 포화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 자성체 포화 방지부는 상기 수신 코일에서 형성되는 자기장의 방향을 상기 수신 코일의 내측으로 변경시켜 상기 자성체의 포화를 방지할 수 있다.
상기 자성체 포화 방지부는 금속으로 구성된 L 패턴, 원 패턴, 사각 패턴, 삼각 패턴 및 육각 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 자성체 포화 방지부는 L 패턴, 원 패턴, 사각 패턴, 삼각 패턴 및 육각 패턴 중 적어도 2개의 패턴을 포함할 수 있다.
상기 자성체 포화 방지부는 상기 적어도 2개의 패턴 중 어느 하나의 패턴은 상기 수신 코일 내측 중심에 배치되고, 나머지 패턴은 상기 수신 코일 내측 중심으로부터 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 수신 코일의 내측이 형성하는 면적과 상기 자성체 포화 방지부가 형성하는 면적의 비율은 내지 0.204 내지 0.716의 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 자성체 포화 방지부의 구성으로 인해 무선전력 송신장치에 구비된 자석으로 인해 무선전력 수신장치의 자성체가 포화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선전력 수신장치는 수신 코일에서 형성되는 자기장의 방향을 내측으로 변경시켜 수신 코일의 내측으로 자기장을 집중시킬 수 있다. 이로 인해, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치 간의 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치에 구비된 수신 코일의 스펙을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 자성체 포화 방지부를 사용한 경우, 수신 코일에서 형성되는 자기장의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 23은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따라 수신 코일의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율에 따른 전력 전송 효율을 설명하기 위한 실험 데이터표이고, 도 25는 본 발명의 실시 예에 따라 수신 코일의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율에 따른 전력 전송 효율을 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 수신장치에 구비된 수신 코일의 스펙을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 자성체 포화 방지부를 사용한 경우, 수신 코일에서 형성되는 자기장의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 2를 참고하면, 무선전력 수신장치(10)는 자성체(100), 수신 코일(200), 자성체 포화 방지부(300)를 포함할 수 있다.
자성체(100)는 무선전력 송신장치로부터 수신하는 자기장의 방향을 변경시킬 수 있다. 구체적으로, 자성체(100)는 무선전력 송신장치에 구비된 송신 코일로부터 전달받는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 변경시켜 외부에 누출될 수 있는 자기장의 양을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 외부로 누출되는 자기장의 양을 최소화시키는 차폐 효과를 얻을 수 있다.
또한, 자성체(100)는 무선전력 송신장치의 송신 코일로부터 전달받는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 변경시켜 수신 코일(200)이 송신 코일로부터 자기장을 집중적으로 전달받을 수 있도록 한다.
또한, 자성체(100)는 송신 코일로부터 전달받는 자기장 중 외부로 누출되는 자기장을 흡수하여 열로 방출시킬 수 있다. 이러한, 자성체(100)의 역할로 인해 외부로 누출되어 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 자기장의 양이 감소될 수 있다.
자성체(100)는 시트(sheet) 또는 기판의 형태를 가질 수 있다. 자성체(100) 상에는 후술할 수신 코일(200) 및 자성체 포화 방지부(300)가 배치될 수 있다.
수신 코일(200)은 무선전력 송신장치에 구비된 송신 코일과 커플링되어 자기장을 통해 송신 코일로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 일 실시 예에서 수신 코일(200)은 송신 코일로부터 전자기 유도를 통해 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 수신 코일(200)이 수신한 전력은 교류전력일 수 있고, 수신 코일(200)은 수신한 교류전력을 정류회로를 통해 부하에 전달할 수 있다. 부하는 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다.
수신 코일(200)은 스파이럴 또는 헬리컬 형태의 패턴을 가질 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
수신 코일(200)은 자성체(100) 상에 배치될 수 있고, 복수의 도선이 권선되어 형성된 일정한 패턴을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 수신 코일(200)의 자세한 스펙은 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 무선전력 전송에 사용되는 주파수는 100 내지 150KHz 범위를 가질 수 있다. 수신 코일(200)의 두께(T)는 0.1mm 일 수 있다. 수신 코일(200)을 구성하는 하나의 도선의 폭은 0.6mm일 수 있다. 수신 코일(200)의 권선수는 15턴 일 수 있다. 수신 코일(200)의 내경은 20mm일 수 있고, 외경은 40mm일 수 있다. 수신 코일(200)을 구성하는 도선 간 간격은 0.12 이상이고 0.14mm 이하인 범위를 가질 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 설명한다.
자성체 포화 방지부(300)는 자성체(100) 상에 배치될 수 있고, 수신 코일(200)의 내측에 배치될 수 있다.
자성체 포화 방지부(300)는 적어도 하나의 금속 패턴을 포함한다. 이 때 금속 패턴은 금속으로 이루어지며, 다각형 패턴일 수 있다. 다각형 패턴은 원 패턴, L 패턴, 사각형 패턴, 세모 패턴, 육각형 패턴을 포함할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴 및 원 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, L 패턴은 수신 코일(200) 내측 중심에 배치될 수 있고, 원 패턴은 L 패턴의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 원 패턴은 다양한 면적을 가질 수 있다.
자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴 및 사각 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, L 패턴은 수신 코일(200) 내측 중심에 배치될 수 있고, 사각 패턴은 L 패턴의 일측에 배치될 수 있다. 사각 패턴은 정사각형 패턴일 수 있고, 다양한 면적을 가질 수 있다.
자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴 및 삼각 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, L 패턴은 수신 코일(200) 내측 중심에 배치될 수 있고, 삼각 패턴은 L 패턴의 일측에 배치될 수 있다. 삼각 패턴은 정삼각형 패턴일 수 있고, 다양한 면적을 가질 수 있다.
자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴 및 육각 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, L 패턴은 수신 코일(200) 내측 중심에 배치될 수 있고, 육각 패턴은 L 패턴의 일측에 배치될 수 있다.
자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴, 사각 패턴 및 원 패턴 중 하나의 패턴만을 포함할 수 있다. 이 경우, L 패턴, 사각 패턴 및 원 패턴은 수신 코일(200)의 내측에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 각 패턴은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수도 있고, 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 일정거리만큼 이격되어 배치될 수도 있다.
일 실시 예에서 상기 금속은 구리, 금, 은 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
다양한 패턴을 포함할 수 있는 자성체 포화 방지부(300)는 무선전력 송신장치에 구비된 자석으로 인해 자성체(100)가 포화되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대해 구체적으로 설명한다. 무선전력 송신장치는 송신 코일과 수신 코일 간의 위치를 정렬하기 위해 송신 코일의 내측에 자석을 포함할 수 있다. 상기 자석에 의해 발생하는 역자장과 자성체(100)에 의해 발생하는 자장이 서로 상쇄되어 포화 전류가 증가하게 되면, 자성체(100)가 포화되어, 자성체(100)의 특성이 약화될 수 있다. 자성체(100)의 특성이 약화되면, 수신 코일(200)의 특성 즉, 수신 코일(200)의 인덕턴스(L) 및 수신 코일(200)의 저항 성분(R)이 변화될 수 있어, 수신 코일(200)의 품질지수(Q, Q=W*L/R)가 감소될 수 있다. 수신 코일(200)의 Q 값 감소되면, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치(10) 간 전력 전송 효율을 감소될 수 있기 때문에 상기 자석에 의해 자성체(100)가 영향 받지 않도록 하는 방안이 필요하다.
이에 자성체 포화 방지부(300)는 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장을 수신 코일(200)의 내측으로 유기시켜 무선전력 송신장치에 구비된 자석에 의해 자성체(100)가 받는 영향을 최소화시킬 수 있다. 이로 인해, 무선전력 송신장치에 구비된 자석으로 인해 무선전력 수신장치(10)의 자성체(100)가 포화되는 것을 방지될 수 있고, 무선전력 송신장치의 송신 코일과 무선전력 수신장치(10)의 수신 코일 간의 전력 전송 효율이 향상될 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4에서는 편의상 자성체(100)와 자성체 포화 방지부(300)의 구성은 도시하지 않았다.
도 4를 참조하면, 수신 코일(200)의 근처에는 자기장이 일정방향으로 형성되어 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 자성체 포화 방지부(미도시)를 수신 코일(200)의 내측에 배치시키면, 자성체 포화 방지부(미도시)로 인해 자기장의 방향이 수신 코일(200)의 내측으로 변경되는 것을 확인할 수 있다. 이에 대해서는 도 5 내지 도 23의 시뮬레이션 결과를 참조하여 자세히 설명한다.
다음으로, 도 5 내지 도 23을 설명한다.
도 5 내지 도 23은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 자기장의 방사 패턴을 보여주기 위한 H-Field이다.
도 5 내지 도 23의 H-Field에서 자기장은 명도가 낮은 색, 즉 어두운 색으로 갈수록 세기가 약한 것을 의미한다. 각 색에 대한 자기장의 세기는 각 시뮬레이션 자료의 좌측 상단에 표시되어 있다.
또한, 도 5 내지 도 23 각각의 도면에서 (a) 도면은 무선전력 수신장치의 사시도를 기초로 자기장의 방사 패턴을 보여주고 있고, (b) 도면은 무선전력 수신장치의 평면도를 기초로 자기장의 방사 패턴을 보여주고 있다.
도 5 내지 도 23에서 수신 코일(200)의 스펙은 도 3에서 설명한 것과 같고, 특히, 시뮬레이션 결과에서 사용한 주파수는 150KHz이고, 수신 코일(200)의 선 간 간격은 0.12mm이다.
또한, 도 5 내지 도 23에서 편의상 자성체(100)의 구성은 생략했다.
먼저, 도 5는 자성체 포화 방지부(300)를 포함하지 않은 경우의 자기장 방사 패턴을 보여준다. 이하에서는, 도 5와 자성체 포화 방지부(300)를 포함한 경우의 자기장 방사 패턴을 비교하여 본 발명의 다양한 실시 예를 설명한다.
도 6을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 원 패턴(320)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 원 패턴(320)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 원 패턴(320)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(320)의 지름은 2mm 이다. L 패턴(310) 및 원 패턴(320)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 6의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 6의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 7을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 원 패턴(321)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 원 패턴(321)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 원 패턴(320)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(321)의 지름은 4mm 이다. L 패턴(310) 및 원 패턴(321)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 7의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 7의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 8을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 원 패턴(322)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 원 패턴(322)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 원 패턴(322)은 수신 코일(200)의 내측 중심의 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(321)의 지름은 4mm 이다. L 패턴(310) 및 원 패턴(322)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 8의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 8의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 9를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 원 패턴(323)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 원 패턴(323)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 원 패턴(322)은 수신 코일(200)의 내측 중심의 상단에 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(321)의 지름은 4mm 이다. L 패턴(310) 및 원 패턴(323)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 9의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 9의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 10을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 원 패턴(324)을 포함할 수 있다. 원 패턴(324)은 수신 코일(200)의 내측에 있는 중심점으로부터 좌측 하단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(324)의 지름은 2mm 이다. 원 패턴(324)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 10의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 10의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 11을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 원 패턴(325)을 포함할 수 있다. 원 패턴(325)은 수신 코일(200)의 내측에 있는 중심으로부터 좌측 하단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(325)의 지름은 4mm 이다. 원 패턴(325)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 11의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 11의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다. 또한, 도 10과 도 11을 비교해 보면, 원 패턴의 면적이 큰 도 11의 실시 예가 도 10의 실시 예에 비해 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 12를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 원 패턴(326)을 포함할 수 있다. 원 패턴(326)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 하단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(326)의 지름은 4mm 이다. 원 패턴(326)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 12의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 12의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 13를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 원 패턴(327)을 포함할 수 있다. 원 패턴(327)은 원 패턴(327)의 중심과 수신 코일(200)의 내측에 있는 중심이 일치되도록 배치될 수 있다. 여기서, 원 패턴(325)의 지름은 8mm 이다. 원 패턴(327)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 13의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 12의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다. 또한, 도 12와 도 13을 비교해 보면, 원 패턴의 면적이 더 크고, 원 패턴의 중심점이 수신 코일(200)의 내측 중심점과 일치되는 도 13의 실시 예가 도 12의 실시 예에 비해 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 14를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 사각 패턴(331)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 사각 패턴(331)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 사각 패턴(331)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(331)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 3mm 이다. L 패턴(310) 및 사각 패턴(331)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 14의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 14의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 15를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 사각 패턴(333)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 사각 패턴(333)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 사각 패턴(333)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(333)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 4mm 이다. L 패턴(310) 및 사각 패턴(333)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 15의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 15의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다. 또한, 도 14와 도 15를 비교해 보면, 사각 패턴의 면적이 큰 도 15의 실시 예가 도 14의 실시 예에 비해 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 16을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 사각 패턴(335)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 사각 패턴(335)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 사각 패턴(335)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 하단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(335)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 4mm 이다. L 패턴(310) 및 사각 패턴(335)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 16의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 16의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 17을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 사각 패턴(337)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 사각 패턴(337)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 사각 패턴(337)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 상단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(337)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 4mm 이다. L 패턴(310) 및 사각 패턴(337)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 17의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 17의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 18을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 사각 패턴(339)을 포함할 수 있다. 사각 패턴(339)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(339)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 4mm 이다. 사각 패턴(339)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 18의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 18의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 19를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 사각 패턴(341)을 포함할 수 있다. 사각 패턴(341)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 하단으로 일정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(341)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 4mm 이다. 사각 패턴(341)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 19의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 19의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 20을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 사각 패턴(343)을 포함할 수 있다. 사각 패턴(343)은 사각 패턴(343)의 중심과 수신 코일(200)의 내측 중심이 일치되도록 배치될 수 있다. 여기서, 사각 패턴(343)은 정사각형의 형태일 수 있고, 정사각형의 한 변의 길이는 8mm 이다. 사각 패턴(343)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 20의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 20의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 21을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있다. 여기서, L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 21의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 21의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 22를 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 삼각 패턴(351)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 삼각 패턴(351)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 삼각 패턴(351)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 삼각 패턴(351)은 정삼각형의 형태일 수 있다. L 패턴(310) 및 삼각 패턴(351)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 22의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 22의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
다음으로 도 23을 참고하면, 자성체 포화 방지부(300)는 L 패턴(310) 및 육각 패턴(361)을 포함할 수 있다. L 패턴(310)은 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치될 수 있고, 육각 패턴(361)은 L 패턴(310)의 일측에 배치될 수 있다. 특히, 육각 패턴(361)은 수신 코일(200)의 내측 중심으로부터 좌측 하단에 배치될 수 있다. 여기서, 육각 패턴(361)은 정삼각형의 형태일 수 있다. L 패턴(310) 및 육각 패턴(361)은 수신 코일(200)의 내측에 배치되어 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 수신 코일(200)의 내측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 도 5와 도 23의 자기장의 방사 패턴을 비교해 보면, 수신 코일(200) 내측에 형성되는 자기장의 세기는 자성체 포화 방지부(300)가 포함된 도 23의 경우가 더 큼을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다양한 패턴을 포함하는 자성체 포화 방지부(300)의 구성으로 인해 무선전력 송신장치에 구비된 자석으로 인해 무선전력 수신장치(10)의 자성체(100)가 포화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(10)는 수신 코일(200)에서 형성되는 자기장의 방향을 내측으로 변경시켜 수신 코일(200)의 내측으로 자기장을 집중시킬 수 있다. 이로 인해, 무선전력 송신장치와 무선전력 수신장치(10) 간의 전력 전송 효율이 향상될 수 있다.
다음으로 도 24 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 수신 코일의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 대비 전력 전송 효율의 변화를 설명한다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따라 수신 코일(200)의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율에 따른 전력 전송 효율을 설명하기 위한 실험 데이터표이고, 도 25는 본 발명의 실시 예에 따라 수신 코일(200)의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율에 따른 전력 전송 효율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 24 내지 도 25의 실험자료에서 사용된 수신 코일(200)의 스펙은 다음과 같다. 수신 코일(200)의 두께(T)는 0.1mm 이고, 수신 코일(200)을 구성하는 하나의 도선의 폭은 0.6mm이고, 수신 코일(200)의 권선수는 15턴이고, 수신 코일(200)을 구성하는 도선 간 간격은 0.12mm 이상이고 0.14mm 이하인 범위를 갖는다.
도 24를 참조하면, 수신 코일(200)의 내경, 수신 코일(200)의 내측 면적, 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치된 사각 패턴의 면적, 수신 코일(200)의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율, 수신 코일(200)의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율에 따른 전력 전송 효율 및 수신 코일(200)의 내측에 사각 패턴이 없는 경우의 전력 전송 효율의 실험 데이터가 도시되어 있다.
수신 코일(200)의 내경은 수신 코일(200)의 내측이 형성하는 원의 지름이고, 수신 코일 내측 면적은 원의 면적이 될 수 있다. 수신 코일(200)의 내측 중심에 배치된 사각 패턴은 정사각 패턴일 수 있고, 그의 면적은 정사각형 면적일 수 있다.
수신 코일(200)의 내측 면적과 사각 패턴의 면적 비율에 따른 전력 전송 효율을 도 24 및 도 25를 참조하여 살펴보면, 수신 코일(200)의 내측 중심에 패턴이 배치된 경우의 전력 전송 효율이 수신 코일(200)의 내측 중심에 패턴이 없는 경우에 비해 더 큼을 확인할 수 있다.
현재 무선전력 전송에 있어 전력 전송 효율은 일반적으로 60 내지 64%의 범위를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따라 수신 코일(200) 내측 중심에 자성체의 포화를 방지하기 위한 패턴을 배치하면, 도 25에 도시된 바와 같이, 수신 코일(200)의 내측 중심에 자성체 포화 방지를 위한 패턴의 배치로 인해 기존에 비해 전력 전송 효율이 향상됨을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 수신 코일(200)의 내측 면적과 수신 코일(200)의 내측 중심에 위치한 사각 패턴이 형성하는 면적의 비율이 0.204 이상이고 0.716 이하인 범위를 갖는 경우, 64%를 초과하는 전력 전송 효율을 얻을 수 있어 기존의 무선전력 전송 기술에서 얻을 수 있는 전력 전송 효율 보다 향상된 효과를 기대할 수 있다. 예를 들면, 수신 코일(200)의 내경은 25mm 이상이고 60mm이하이며, 사각 패턴의 면적은 100mm2 이상이고 2025mm2 이하일 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선전력 수신장치(10)는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 이동 단말기에 장착될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 자성체;
    상기 자성체에 배치되고, 전력을 수신하는 수신 코일; 및
    상기 수신 코일의 내측에 배치되고, 적어도 하나의 금속 패턴을 포함하며, 상기 자성체의 포화를 방지하는 자성체 포화 방지부를 포함하는 무선전력 수신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자성체 포화 방지부는
    상기 자성체가 상기 전력을 송신하는 무선전력 송신장치에 구비된 자석에 의해 포화되는 것을 방지하는 무선전력 수신장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자성체 포화 방지부는
    상기 수신 코일에서 형성되는 자기장의 방향을 상기 수신 코일의 내측으로 변경시켜 상기 자성체의 포화를 방지하는 무선전력 수신장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자성체 포화 방지부는
    하나의 금속 패턴을 포함하는 무전전력 수신장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속 패턴은
    상기 수신 코일의 내측 중심에 배치되는 무선전력 수신장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 금속 패턴은
    상기 수신 코일의 내측 중심으로부터 이격되어 배치된 무선전력 수신장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자성체 포화 방지부는
    두 개의 금속 패턴들을 포함하는 무선전력 수신장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 패턴들 중 어느 하나는 상기 수신 코일의 내측 중심에 배치되고, 상기 금속 패턴들 중 다른 하나는 상기 수신 코일의 내측 중심으로부터 이격되어 배치된 무선전력 수신장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 금속 패턴은
    L 패턴, 원 패턴, 사각 패턴, 삼각 패턴 및 육각 패턴을 포함하는 무선전력 수신장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 금속 패턴은
    구리, 금 및 은 중 적어도 어느 하나로 형성된 무선전력 수신장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자성체 포화 방지부의 면적이 클수록, 상기 수신 코일의 내측에 형성되는 자기장이 세기가 더 큰 무선전력 수신장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 금속 패턴의 중심이 상기 수신 코일의 내측 중심에 가까울수록, 상기 수신 코일의 내측에 형성되는 자기장의 세가가 더 큰 무선전력 수신장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수신 코일의 내측 면적과 상기 자성체 포화 방지부의 면적의 비율은 0.204 이상이고 0.716 이하인 무선전력 수신장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수신 코일의 내경은 25 mm 이상이고 60 mm 이하이며,
    상기 자성체 포화 방지부의 면적은 100 mm2 이상이고 2025 mm2 이하인 무선전력 수신장치.
PCT/KR2014/003890 2013-05-02 2014-04-30 무선전력 수신장치 WO2014178667A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016511683A JP6093908B2 (ja) 2013-05-02 2014-04-30 無線電力受信装置
CN201480037422.4A CN105359378B (zh) 2013-05-02 2014-04-30 无线电力接收器
US14/888,658 US10148134B2 (en) 2013-05-02 2014-04-30 Wireless power reception device
EP14791509.4A EP2996220B1 (en) 2013-05-02 2014-04-30 Wireless power reception device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0049305 2013-05-02
KR1020130049305A KR20140130837A (ko) 2013-05-02 2013-05-02 무선전력 수신장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014178667A1 true WO2014178667A1 (ko) 2014-11-06

Family

ID=51843711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/003890 WO2014178667A1 (ko) 2013-05-02 2014-04-30 무선전력 수신장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10148134B2 (ko)
EP (1) EP2996220B1 (ko)
JP (1) JP6093908B2 (ko)
KR (1) KR20140130837A (ko)
CN (1) CN105359378B (ko)
WO (1) WO2014178667A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10475571B2 (en) 2015-05-26 2019-11-12 Amosense Co., Ltd. Wireless power reception module
US10916971B2 (en) 2018-03-26 2021-02-09 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Wireless power transfer ecosystem and coils operating on substantially different power levels
WO2020044203A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 3M Innovative Properties Company Coil and method of making same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009076513A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Yoshi Takaishi 平面コイル用のシールド構造
JP2012084894A (ja) * 2006-03-24 2012-04-26 Toshiba Corp 電子機器および非接触充電装置
JP2012199370A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Hitachi Metals Ltd コイル部品並びにそれを用いた給電装置及び充電装置
JP2012222926A (ja) * 2011-04-07 2012-11-12 Hitachi Metals Ltd コイル部品並びにそれを用いた給電装置及び充電装置
JP2013021902A (ja) * 2011-06-15 2013-01-31 Tdk Corp 非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニット

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4643797B2 (ja) 2000-05-29 2011-03-02 株式会社日立メディコ ギャップ付き変圧器及びこれを用いた非接触給電装置並びにｘ線ｃｔ装置
KR101581058B1 (ko) * 2008-02-22 2015-12-29 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 유도성 커플링을 위한 자기 위치 설정 시스템
WO2012040548A1 (en) 2010-09-26 2012-03-29 Access Business Group International Llc Selectively controllable electromagnetic shielding
JP5404573B2 (ja) * 2010-09-27 2014-02-05 株式会社東芝 無線電力伝送装置および無線電力受信装置
JP5660310B2 (ja) 2011-01-14 2015-01-28 Tdk株式会社 非接触給電用２次側コイルユニット及び非接触給電装置
US9178369B2 (en) * 2011-01-18 2015-11-03 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for providing positioning freedom, and support of different voltages, protocols, and power levels in a wireless power system
JP4835796B1 (ja) * 2011-01-26 2011-12-14 パナソニック株式会社 受信側非接触充電モジュール及び受信側非接触充電機器
JP5003834B1 (ja) * 2011-06-14 2012-08-15 パナソニック株式会社 送信側非接触充電モジュール及びこれを用いた送信側非接触充電機器
CN203366973U (zh) * 2011-01-26 2013-12-25 松下电器产业株式会社 非接触充电模块以及使用该非接触充电模块的接收侧非接触充电设备及发送侧非接触充电设备
KR101232035B1 (ko) 2011-04-05 2013-02-12 한국과학기술원 안테나에서 발생하는 자기장 차폐장치
JP2014187724A (ja) * 2011-07-20 2014-10-02 Sanyo Electric Co Ltd 二次側受電機器及び充電台と二次側受電機器
JP6283615B2 (ja) 2011-12-21 2018-02-21 アモセンス・カンパニー・リミテッドＡｍｏｓｅｎｓｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 無線充電器用磁場遮蔽シート及びその製造方法と、それを用いた無線充電器用受信装置
KR101177302B1 (ko) 2012-05-30 2012-08-30 주식회사 나노맥 전자파흡수시트를 포함하는 무선인식 및 무선충전 겸용 무선안테나, 그것의 제조방법
US9410823B2 (en) * 2012-07-13 2016-08-09 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for detection of metal objects in a predetermined space

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084894A (ja) * 2006-03-24 2012-04-26 Toshiba Corp 電子機器および非接触充電装置
JP2009076513A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Yoshi Takaishi 平面コイル用のシールド構造
JP2012199370A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Hitachi Metals Ltd コイル部品並びにそれを用いた給電装置及び充電装置
JP2012222926A (ja) * 2011-04-07 2012-11-12 Hitachi Metals Ltd コイル部品並びにそれを用いた給電装置及び充電装置
JP2013021902A (ja) * 2011-06-15 2013-01-31 Tdk Corp 非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニット

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2996220A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016522664A (ja) 2016-07-28
KR20140130837A (ko) 2014-11-12
US10148134B2 (en) 2018-12-04
CN105359378B (zh) 2019-05-03
EP2996220A4 (en) 2016-12-28
CN105359378A (zh) 2016-02-24
EP2996220B1 (en) 2018-07-18
US20160094049A1 (en) 2016-03-31
EP2996220A1 (en) 2016-03-16
JP6093908B2 (ja) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017069537A1 (ko) 보호 코일 및 그를 이용하는 변압기
WO2017030289A1 (ko) 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈
WO2016072779A1 (ko) 무선충전기용 송신장치
WO2012093823A2 (en) Wireless power transmission apparatus and system for wireless power transmission thereof
WO2016190649A1 (ko) 무선전력 수신모듈
WO2013035986A1 (en) Wireless power repeater
WO2012008693A2 (ko) 무선 전력 통신용 코어 어셈블리와 그를 구비하는 무선 전력 통신용 전력 공급 장치, 그리고 무선 전력 통신용 코어 어셈블리 제조 방법
WO2017023080A1 (ko) 차량용 무선전력 송신모듈
WO2012108590A1 (en) Charging device using magnets
WO2017209481A1 (ko) 자기차폐용 하이브리드 메탈시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈
WO2019172595A1 (ko) 무선전력 송신장치
WO2017069581A1 (ko) 차량용 안테나 모듈
WO2017074104A1 (ko) 무선전력 전송용 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈
WO2013151259A1 (en) Device and system for wireless power transmission using transmission coil array
WO2017014464A1 (ko) 콤보 안테나모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치
WO2017142350A1 (ko) 휴대단말기용 백커버 및 이를 포함하는 백커버 일체형 안테나모듈
WO2016052879A1 (ko) 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치
WO2015182958A1 (ko) 무선전력 수신 장치 및 무선 통신 방법
WO2014178667A1 (ko) 무선전력 수신장치
WO2014208913A1 (ko) 수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치
WO2016114629A1 (ko) 무선 전력 전송 장치
WO2018070614A1 (ko) 무선전력 전송 장치, 무선전력 수신 장치 및 무선 충전 시스템
WO2016140463A1 (ko) 무선 전력 송수신 장치
WO2013141533A1 (ko) 무선전력 전송용 송신기 및 이를 구비한 무선전력 전송시스템
WO2017217648A1 (ko) 무선 전력 송신 안테나 및 그를 이용한 장치 및 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480037422.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14791509

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016511683

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14888658

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014791509

Country of ref document: EP