KR20130134726A - Apparatus for wireless power transmission capable of magnetic field prevent diffusion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치는, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치에 있어서, 무선 전력 신호를 자기공명 방식으로 외부로 전송하는 전력 전송용 안테나; 상용 전원 공급시 무선 전력 신호를 생성하고, 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나로 공급하는 무선 전력 전송 스테이션; 및 상기 전력 전송용 안테나로부터 전송되는 무선 전력 신호의 자기장 방향 주변에 배치되어 상기 무선 전력 신호의 자기장 확산을 억제하는 적어도 하나 이상의 자기장 확산 방지 코일부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field diffusion. In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field spreading, the wireless power transmission apparatus including: a power transmission antenna for transmitting a wireless power signal to the outside in a magnetic resonance method; A wireless power transmission station generating a wireless power signal when supplying commercial power, and supplying the generated wireless power signal to the power transmission antenna; And at least one magnetic field diffusion preventing coil unit disposed around a magnetic field direction of the wireless power signal transmitted from the power transmission antenna to suppress magnetic field diffusion of the wireless power signal.
Description
본 발명은 무선으로 전력을 전송하여 구동 전원 또는 배터리 충전으로 사용할 수 있도록 하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기공명 방식을 이용한 무선 전력 전송에 있어서 무선 전력 전송을 위한 자기장의 확산을 억제할 수 있는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission system for transmitting power wirelessly to be used as a driving power source or a battery charging. The present invention relates to a wireless power transmission device capable of suppressing magnetic field diffusion that can be suppressed.
이동통신단말, PDA, PMP, 노트북 등과 같은 휴대형 전자기기는 사용자 편의성을 높이기 위하여 구동 전원으로 재충전이 가능한 이차 전지(배터리)가 흔히 이용되고 있다. 이러한 배터리를 구동 전원으로 사용함으로써, 사용자는 전력 공급을 위한 유선 환경에서 자유로울 수 있어 더욱 편리한 제품 사용이 가능하다고 할 수 있다.Portable electronic devices such as mobile communication terminals, PDAs, PMPs, laptops, and the like, are commonly used as rechargeable batteries (batteries) that can be recharged with a driving power source to increase user convenience. By using such a battery as a driving power source, the user can be free from a wired environment for power supply, which makes the product more convenient to use.
배터리는 외부 전원에 의한 충전으로 에너지가 저장되는데, 이와 같은 배터리의 충전을 위해서 가정용 상용 전원을 배터리에 필요한 가용 정격 전력으로 공급하는 별도의 유선 충전장치가 주로 사용되고 있다.The battery stores energy by charging with an external power source. In order to charge such a battery, a separate wired charging device that supplies household commercial power with the available rated power required for the battery is mainly used.
유선 충전방식은 통상적으로 충전장치의 단자와 배터리의 단자가 서로 물리적으로 접촉됨으로써 전기적으로 연결되는 방식이 주로 이용되고 있다.In the wired charging method, a method in which a terminal of a charging device and a terminal of a battery are electrically connected by physically contacting each other is mainly used.
그러나, 상기와 같은 방식은 전기적 결합은 단자가 상호 물리적으로 결합되는 방식으로 이루어지므로, 물리적 마모 현상이 발생하여 접속 신뢰성이 저하될 수 있으며, 접촉 단자가 외부로 노출되는 형태가 많아 이물질에 의한 오염 등으로 접촉 상태가 쉽게 불량해지는 문제점이 있다. 또한, 수분이나 습기가 많은 환경에서는 전기 단락 사고가 발생하거나 충전된 에너지가 쉽게 소실되는 등의 문제가 발생될 수 있다.However, in the above-described method, since the electrical coupling is made in a manner in which the terminals are physically coupled to each other, physical wear may occur and connection reliability may be deteriorated. There is a problem that the contact state easily becomes poor. In addition, in an environment with high moisture and humidity, problems such as an electric short-circuit accident or a loss of charged energy may occur.
이러한 접촉식 충전방식의 문제점을 해결하기 위하여 충전장치와 배터리의 단자가 물리적으로 비접촉되는 방식의 무접점 충전 시스템이 개시되고 있는데, 상기 무접점 충전은 알려진 바와 같이 1차 코일에서 자기장의 자속이 시간에 따라 변화하면 인접한 2차 코일에서 상기 시간에 따라 변화되는 자기장에 의하여 상기 2차 코일에 전력이 유도되는 현상을 이용하는 충전방식이다.In order to solve the problem of the contact charging method is disclosed a contactless charging system in which the terminal of the charging device and the battery is physically contactless, the contactless charging is known as the magnetic flux of the magnetic field in the primary coil In this case, the charging method uses a phenomenon in which power is induced to the secondary coil by a magnetic field that changes with time in an adjacent secondary coil.
종래의 무접점 충전방식은 유도 기전력 발생을 위한 1차 코일이 내장된 무선 패드를 구비하고, 이 무선 패드 상에 1차 코일에 대응되는 2차 코일 수단이 마련된 휴대형 전자기기를 안착시키는 방식에 의해 구현되었다.Conventional contactless charging method has a wireless pad with a built-in primary coil for induction electromotive force, by a method of seating a portable electronic device equipped with a secondary coil means corresponding to the primary coil on the wireless pad Was implemented.
그러나, 상기와 같은 방식은 유도 기전력 발생을 위한 코일을 평면형으로 구성하고 있고 전력의 전송측과 수신측이 수 mm 정도의 짧은 거리에 인접해 있어야 하며, 전송측과 수신측 간의 방향성이 존재하여 정렬에 따라 전력전송의 효율성이 급격히 변하며, 발열량이 크다는 단점이 있다.However, the above-described method has a coil structure for generating induced electromotive force, the transmitting side and the receiving side of the power should be adjacent to a short distance of a few mm, and the direction between the transmitting side and the receiving side exists and is aligned. As a result, the efficiency of power transmission changes drastically, and heat generation is disadvantageous.
최근에는 종래의 무접점 충전방식에 비해 비교적 큰 전력을 수 미터까지 보낼 수 있는 보다 진보한 방식으로 특정 공진 주파수에 에너지를 집중되게 하여 자기장 에너지 형태로 전력을 전송할 수 있는 자기공명 방식에 의한 무선 전력 전송 시스템이 제안되고 있다.Recently, the wireless power by the magnetic resonance method that can transfer the power in the form of magnetic field energy by concentrating the energy at a specific resonance frequency in a more advanced way that can send a relatively large power up to several meters compared to the conventional contactless charging method Transmission systems have been proposed.
도 1은 종래의 자기공명 방식에 의한 무선 전력 전송 장치의 개념을 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a concept of a wireless power transmission apparatus according to a conventional magnetic resonance method.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자기공명 방식에 의한 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 전송 스테이션(10)에서 생성된 무선 전력 신호를 전력 전송용 안테나(20)를 통해 외계로 전달하게 되는데, 상기 전력 전송용 안테나(20)의 중심축 방향(C)으로 자기공명에 의한 자기장(1)이 형성되게 되고, 이 자기장(1) 내에 있는 무선 전력 수신 기기(미도시)가 자기공명에 의해 무선 전력 신호를 수신하여 사용 전력으로 이용하게 된다. 그런데, 이러한 종래의 무선 전력 전송 장치에서는 전력 전송용 안테나(20)의 중심축 방향(C)으로 자기장(1)이 넓은 범위로 확산되기 때문에 이 자기장(1)이 확산되는 영역 내에 사람이 위치한 경우 인체에 나쁜 영향을 끼칠 수 있는 우려가 있으며, 이에 따른 인체 유해성에 관한 논란의 소지가 발생하는 문제점이 있었다.As shown in FIG. 1, the wireless power transmission apparatus according to the conventional magnetic resonance method transmits a wireless power signal generated by the wireless
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 자기공명 방식을 이용하여 무선 전력을 전송하는 전력 전송용 안테나 주변에 자기장의 확산을 억제하는 코일부를 설치함으로써, 사용자가 원하지 않는 영역으로 자기장이 확산되는 것을 방지할 수 있는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by installing a coil unit for suppressing the spread of the magnetic field around the power transmission antenna for transmitting wireless power using the magnetic resonance method, It is an object of the present invention to provide a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field spreading, which can prevent the magnetic field from spreading to an undesired area.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치는, 무선으로 전력을 전송할 수 있는 무선 전력 전송 장치에 있어서, 무선 전력 신호를 자기공명 방식으로 외부로 전송하는 전력 전송용 안테나; 상용 전원 공급시 무선 전력 신호를 생성하고, 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나로 공급하는 무선 전력 전송 스테이션; 및 상기 전력 전송용 안테나로부터 전송되는 무선 전력 신호의 자기장 방향 주변에 배치되어 상기 무선 전력 신호의 자기장 확산을 억제하는 적어도 하나 이상의 자기장 확산 방지 코일부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmitter capable of preventing magnetic field spreading, and in a wireless power transmitter capable of wirelessly transmitting power, power transmission for transmitting a wireless power signal to the outside in a magnetic resonance method. Antenna for; A wireless power transmission station generating a wireless power signal when supplying commercial power, and supplying the generated wireless power signal to the power transmission antenna; And at least one magnetic field diffusion preventing coil unit disposed around a magnetic field direction of the wireless power signal transmitted from the power transmission antenna to suppress magnetic field diffusion of the wireless power signal.
바람직하게, 상기 자기장 확산 방지 코일부는, 상기 전력 전송용 안테나의 중심축 방향에 대해 수직 방향으로 설치된다.Preferably, the magnetic field diffusion preventing coil unit is provided in a direction perpendicular to the direction of the central axis of the power transmission antenna.
바람직하게, 상기 자기장 확산 방지 코일부는, 상기 전력 전송용 안테나와 동일한 공진 주파수에서 공진되는 공진 코일로 이루어진다.Preferably, the magnetic field diffusion preventing coil unit is made of a resonance coil resonating at the same resonance frequency as the power transmission antenna.
바람직하게, 상기 자기장 확산 방지 코일부는, 상기 공진 코일을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일을 더 포함한다.Preferably, the magnetic field diffusion preventing coil unit further includes a receiving coil induced by magnetic induction of a wireless power signal resonating through the resonance coil.
바람직하게, 상기 자기장 확산 방지 코일부의 상기 수신 코일은 그라운드에 연결되어 유도된 무선 전력 신호를 그라운드에 접지시킨다.Preferably, the receiving coil of the magnetic field diffusion preventing coil unit is connected to ground to ground the induced wireless power signal to ground.
바람직하게, 상기 자기장 확산 방지 코일부의 상기 수신 코일은 무선 전력 전송 스테이션에 연결되어 유도된 무선 전력 신호를 무선 전력 전송 스테이션에 전달시킨다.Preferably, the receiving coil of the magnetic field diffusion preventing coil unit is connected to a wireless power transmission station to transmit the induced wireless power signal to the wireless power transmission station.
바람직하게, 상기 무선 전력 전송 스테이션은, 상기 상용 전원의 교류전원을 입력받아 직류로 변환하여 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 무선 전력 신호를 생성하는 무선 전력 신호 발생부와, 상기 무선 전력 신호 발생부로부터 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나에 전달하는 무선 전력 신호 전송부와, 무선 전력 전송 스테이션의 구성 요소 전반을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.Preferably, the wireless power transmission station, a power supply unit for receiving the AC power of the commercial power source is converted into a direct current, a wireless power signal generator for generating a wireless power signal by receiving power from the power supply; A wireless power signal transmitter for transmitting the wireless power signal generated from the wireless power signal generator to the power transmission antenna, and a control unit for controlling the overall components of the wireless power transmission station.
바람직하게, 상기 무선 전력 전송 스테이션은 자기장 확산 방지 코일부와 연결되어 상기 자기장 확산 코일부로부터 전달되는 무선 전력 신호를 재수신하는 무선 전력 신호 재수신부를 더 포함하고, 상기 자기장 확산 방지 코일부는 공진 코일을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일이 상기 무선 전력 신호 재수신부와 연결되고, 상기 무선 전력 신호 재수신부는 상기 자기장 확산 방지 코일부의 수신 코일로부터 전달되는 무선 전력 신호를 재수신하여 상기 무선 전력 신호 전송부로 공급한다.Preferably, the wireless power transmission station further includes a wireless power signal re-receiving unit connected to the magnetic field diffusion preventing coil unit to re-receive the wireless power signal transmitted from the magnetic field diffusion coil unit, wherein the magnetic field diffusion preventing coil unit is a resonance coil. The receiving coil induced by magnetic induction of the wireless power signal resonating through the wireless power signal re-receiving unit is connected, and the wireless power signal re-receiving unit receives the wireless power signal transmitted from the receiving coil of the magnetic field diffusion preventing coil unit. Re-receipt is supplied to the wireless power signal transmitter.
본 발명에 따르면, 자기공명 방식을 이용하여 무선 전력을 전송하는 전력 전송용 안테나 주변에 자기장의 확산을 억제하는 코일부를 설치함으로써, 사용자가 원하지 않는 영역으로 자기장이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 인체에 유해할 수 있는 자기장의 확산을 억제함으로써 더욱 안전한 무선 전력 전송 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, by installing a coil part for suppressing the spread of the magnetic field around the power transmission antenna for transmitting wireless power by using the magnetic resonance method, it is possible to prevent the magnetic field from spreading to an area not desired by the user. Through this, it is possible to provide a safer wireless power transmission device by suppressing the spread of the magnetic field that may be harmful to the human body.
본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 자기공명 방식에 의한 무선 전력 전송 장치의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 전력 전송 스테이션의 구성을 도시한 블록 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 is a view illustrating a concept of a wireless power transmission apparatus according to a conventional magnetic resonance method.
2 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field diffusion according to a first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field diffusion according to a second embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field diffusion according to a third embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of a wireless power transmission station according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power transmitter capable of preventing magnetic field diffusion according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a wireless power transmitter capable of preventing magnetic field diffusion according to a second embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field diffusion according to a third embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치는, 무선으로 전력을 휴대형 전자기기나 소형 가전기기로 전송하여 배터리 충전 또는 구동 전원으로 사용할 수 있도록 하는 장치로서, 상용 전원 공급시 무선 전력 신호를 생성하는 무선 전력 전송 스테이션(100)과, 상기 무선 전력 전송 스테이션(100)에서 생성된 무선 전력 신호를 자기공명 방식으로 외부로 전송하는 전력 전송용 안테나(200)와, 상기 전력 전송용 안테나(200)로부터 전송되는 무선 전력 신호의 자기장 방향 주변에 배치되어 상기 무선 전력 신호의 자기장 확산을 억제하는 적어도 하나 이상의 자기장 확산 방지 코일부(300)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the wireless power transmitter capable of preventing magnetic field diffusion according to the first exemplary embodiment of the present invention may wirelessly transmit power to a portable electronic device or a small home appliance to be used as a battery charging or driving power source. An apparatus, comprising: a wireless
상기 전력 전송용 안테나(200)는 특정 공진 주파수를 갖는 무선 전력 신호를 자기공명 방식에 의해 외부로 전송하는 매체로서, 상기 무선 전력 신호를 자기공명 방식에 의해 외부로 전송하는 공진 코일부(210)와, 상기 공진 코일부(210)에 자기 유도에 의해 상기 무선 전력 신호를 유도하는 급전 코일부(220)로 이루어진다.The
상기 전력 전송용 안테나(200)는 상기 무선 전력 전송 스테이션(100)에서 생성된 무선 전력 신호를 상기 급전 코일부(220)를 통해 자기 유도에 의해 상기 공진 코일부(210)로 전달하고, 상기 공진 코일부(210)를 통해 자기공명 방식으로 무선 전력 신호를 외부로 전파하게 된다. 이러한 공진 코일부(210)는 일종의 코일 안테나로서, 코일의 중심축 방향으로 무선 전력 신호를 자기장의 형태로 전파하게 되며, 그 형상이 가상의 평면상에 일정 직경을 갖는 스파이럴 형상으로 형성되거나, 일정 높이를 갖는 헬리컬 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 그 형태에 있어서 원형, 타원형, 사각형, 육각형 또는 팔각형으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명이 전력 전송용 안테나(200)의 형태에 의해 한정되는 것은 아니다.The
본 발명의 제1 실시예에서, 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)는 상기 전력 전송용 안테나(200)로부터 전송되는 무선 전력 신호의 자기장 방향 주변에 배치되어 상기 무선 전력 신호의 자기장 확산을 억제하는 역할을 수행한다.In the first embodiment of the present invention, the magnetic field diffusion preventing
구체적으로, 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전력 전송용 안테나(200)와 동일한 공진 주파수에서 공진되는 공진 코일(310)로 이루어진다. 그리고, 자기장 확산 방지 코일부(300)는 상기 전력 전송용 안테나(200)에서 전송되는 무선 전력 신호의 자기장의 확산을 억제하고자 하는 방향에 배치하고, 전력 전송용 안테나(200)의 중심축 방향에 대해 수직 방향을 이루도록 설치된다. 그러면, 자기장 확산 방지 코일부(300)는 위치한 방향으로 전파되는 무선 전력 신호의 자기장과 자기 공진이 이루어져 자기장의 전파 방향을 자기장 확산 방지 코일부(300) 측으로 이동시켜 흡수하게 된다. 이를 통해, 무선 전력 신호의 전파가 불필요하거나 자기장에 의한 영향을 줄이고자 하는 영역에 자기장이 확산되는 것을 억제할 수 있게 된다.Specifically, as shown in FIG. 2, the magnetic field diffusion preventing
한편, 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)가 단일의 공진 코일(310)만으로 구성되어 상기 전력 전송용 안테나(200)로부터 전파되는 무선 전력 신호의 자기장의 방향을 공진 코일(310)측으로 이동시켜 흡수하는 역할만을 수행하는 것으로 설명되었다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 자기장 확산 방지 코일부의 공진 코일(310)을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일(320)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 수신 코일(320)이 추가적으로 구성된 제2 및 제3 실시예는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Meanwhile, in the first embodiment of the present invention, the magnetic field diffusion preventing
본 발명의 제2 실시예에서, 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전력 전송용 안테나(200)와 동일한 공진 주파수에서 공진되는 공진 코일(310)과, 상기 공진 코일(310)을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일(320)로 이루어진다. 그리고, 상기 수신 코일(320)은 그라운드(G)에 연결되어 상기 공진 코일(310)로부터 유도된 무선 전력 신호를 그라운드(G)에 접지시키게 된다. 이는 불필요하게 전파되는 무선 전력 신호의 자기장의 방향 전환뿐만 아니라 이를 그라운드(G)에 접지함으로써, 완전히 소멸시킬 수 있게 하여 인체에 가해질 수 있는 자기장의 영향을 더욱 줄일 수 있는 효과를 갖게 된다.In the second embodiment of the present invention, the magnetic field diffusion preventing
또한, 본 발명의 제3 실시예에서, 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전력 전송용 안테나(200)와 동일한 공진 주파수에서 공진되는 공진 코일(310)과, 상기 공진 코일(310)을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일(320)로 이루어진다. 그리고, 상기 수신 코일(320)은 상기 무선 전력 전송 스테이션(200)에 연결되어 상기 공진 코일(310)로부터 유도된 무선 전력 신호를 무선 전력 전송 스테이션(200)으로 전달시키게 된다. 이는 불필요하게 전파되는 무선 전력 신호의 자기장의 방향 전환뿐만 아니라 이를 흡수하여 다시 무선 전력 전송 스테이션(200)으로 재전송하여 재이용할 수 있도록 할 수 있어 무선 전력 전송의 에너지 이용 효율을 더욱 높일 수 있는 효과를 갖게 된다.In addition, in the third embodiment of the present invention, the magnetic field diffusion preventing
도 5는 본 발명에 따른 무선 전력 전송 스테이션의 구성을 도시한 블록 구성도이다.5 is a block diagram showing the configuration of a wireless power transmission station according to the present invention.
이하에서, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 무선 전력 전송 스테이션(100)의 상세 구성을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a detailed configuration of the wireless
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치의 무선 전력 전송 스테이션(100)은, 상용 전원 공급시 무선 전력 신호를 생성하고 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나(200)로 공급하는 장치로서, 전원 공급부(110)와, 무선 전력 신호 발생부(120)와, 무선 전력 신호 전송부(130)와, 이들 각 구성요소들을 전반적으로 제어하는 제어부(140)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the wireless
상기 전원 공급부(110)는 상용 전원의 교류전원을 입력받아 직류로 변환하여 무선 전력 신호 발생부(220)에 공급한다.The
상기 무선 전력 신호 발생부(120)는 자기공명에 의해 무선 전력 전송이 이루어질 수 있도록 상기 전원 공급부(110)로부터 공급받은 직류전원을 특정 대역의 공진 주파수를 갖는 무선 전력 신호를 생성한다.The wireless
상기 무선 전력 신호 전송부(130)는 상기 무선 전력 신호 발생부(120)로부터 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나(200)에 전달하며, 무선 전력 신호가 최적의 상태로 외부로 전송될 수 있도록 무선 전력 신호 발생 측과 상기 전력 전송용 안테나(200) 간의 임피던스를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.The wireless
상기 제어부(140)는 일종의 마이크로 프로세서로서 무선 전력 전송 스테이션(100)의 구성 요소 전반을 제어한다.The
추가적으로, 상술된 제3 실시예에서와 같이 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)가 무선 전력 전송 스테이션(100)과 연결된 경우에는, 상기 자기장 확산 방지 코일부(300)와 연결되어 자기장 확산 방지 코일부(300)로부터 전달되는 무선 전력 신호를 재수신하는 무선 전력 신호 재수신부(150)를 더 포함한다. 이 경우, 제3 실시예에 따른 자기장 확산 방지 코일부(300)는 공진 코일(310)을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일(320)이 상기 무선 전력 신호 재수신부(150)와 연결되고, 이 무선 전력 신호 재수신부(150)는 자기장 확산 방지 코일부(300)의 수신 코일(320)로부터 전달되는 무선 전력 신호를 재수신하고, 재수신된 무선 전력 신호를 다시 상기 무선 전력 신호 전송부(130)로 공급하는 역할을 수행할 수 있다.In addition, when the magnetic field diffusion preventing
이와 같이, 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치는 자기장 확산 방지 코일부(300)를 통해 전력 전송용 안테나(200)에서 전파되는 무선 전력 신호의 자기장을 자기 유도에 의해 방향을 전환시키거나, 접지시켜 소멸시키거나, 다시 무선 전력 신호 스테이션(100)으로 전송하여 재이용할 수 있도록 할 수 있음으로 무선 전력 신호의 전파가 불필요하거나 자기장에 의한 영향을 줄이고자 하는 영역에 자기장이 확산되는 것을 억제할 수 있게 된다. 이를 통해, 인체에 유해할 수 있는 자기장의 확산을 억제할 수 있어 무선 전력 전송의 안전성을 높일 수 있게 된다.As described above, the wireless power transmitter according to the present invention redirects or grounds the magnetic field of the wireless power signal propagated by the
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
100 : 무선 전력 전송 스테이션 200 : 전력 전송용 안테나
300 : 자기장 확산 방지 코일부100: wireless power transmission station 200: antenna for power transmission
300: magnetic field diffusion preventing coil portion
Claims (8)
무선 전력 신호를 자기공명 방식으로 외부로 전송하는 전력 전송용 안테나;
상용 전원 공급시 무선 전력 신호를 생성하고, 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나로 공급하는 무선 전력 전송 스테이션; 및
상기 전력 전송용 안테나로부터 전송되는 무선 전력 신호의 자기장 방향 주변에 배치되어 상기 무선 전력 신호의 자기장 확산을 억제하는 적어도 하나 이상의 자기장 확산 방지 코일부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.In the wireless power transmission apparatus capable of transmitting power wirelessly,
A power transmission antenna for transmitting the wireless power signal to the outside in a magnetic resonance manner;
A wireless power transmission station generating a wireless power signal when supplying commercial power, and supplying the generated wireless power signal to the power transmission antenna; And
And at least one magnetic field diffusion preventing coil unit disposed around a magnetic field direction of the wireless power signal transmitted from the power transmission antenna to suppress magnetic field spreading of the wireless power signal. Power transmission device.
상기 자기장 확산 방지 코일부는,
상기 전력 전송용 안테나의 중심축 방향에 대해 수직 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.The method of claim 1,
The magnetic field diffusion preventing coil unit,
Wireless power transmission device capable of preventing magnetic field diffusion, characterized in that installed in a direction perpendicular to the direction of the center axis of the power transmission antenna.
상기 자기장 확산 방지 코일부는,
상기 전력 전송용 안테나와 동일한 공진 주파수에서 공진되는 공진 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.3. The method of claim 2,
The magnetic field diffusion preventing coil unit,
Wireless power transmission device capable of preventing magnetic field diffusion, characterized in that consisting of a resonance coil resonating at the same resonance frequency as the power transmission antenna.
상기 자기장 확산 방지 코일부는,
상기 공진 코일을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.The method of claim 3,
The magnetic field diffusion preventing coil unit,
And a receiving coil inducing a wireless power signal resonated through the resonant coil by magnetic induction.
상기 자기장 확산 방지 코일부의 상기 수신 코일은 그라운드에 연결되어 유도된 무선 전력 신호를 그라운드에 접지시키는 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.5. The method of claim 4,
And the receiving coil of the magnetic field diffusion preventing coil unit is connected to the ground to ground the induced wireless power signal to the ground.
상기 자기장 확산 방지 코일부의 상기 수신 코일은 무선 전력 전송 스테이션에 연결되어 유도된 무선 전력 신호를 무선 전력 전송 스테이션에 전달시키는 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.5. The method of claim 4,
And the receiving coil of the magnetic field diffusion preventing coil unit is connected to a wireless power transmission station to transfer the induced wireless power signal to the wireless power transmission station.
상기 무선 전력 전송 스테이션은,
상기 상용 전원의 교류전원을 입력받아 직류로 변환하여 공급하는 전원 공급부와,
상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 무선 전력 신호를 생성하는 무선 전력 신호 발생부와,
상기 무선 전력 신호 발생부로부터 생성된 무선 전력 신호를 상기 전력 전송용 안테나에 전달하는 무선 전력 신호 전송부와,
무선 전력 전송 스테이션의 구성 요소 전반을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.The method of claim 1,
The wireless power transmission station,
A power supply unit which receives an AC power of the commercial power and converts the DC power into a direct current;
A wireless power signal generation unit receiving power from the power supply unit to generate a wireless power signal;
A wireless power signal transmitter for transmitting the wireless power signal generated from the wireless power signal generator to the power transmission antenna;
Wireless power transmission apparatus capable of preventing magnetic field spreading, characterized in that it comprises a control unit for controlling the overall components of the wireless power transmission station.
상기 무선 전력 전송 스테이션은 자기장 확산 방지 코일부와 연결되어 상기 자기장 확산 코일부로부터 전달되는 무선 전력 신호를 재수신하는 무선 전력 신호 재수신부를 더 포함하고,
상기 자기장 확산 방지 코일부는 공진 코일을 통해 공진되는 무선 전력 신호를 자기 유도에 의해 유도되는 수신 코일이 상기 무선 전력 신호 재수신부와 연결되고,
상기 무선 전력 신호 재수신부는 상기 자기장 확산 방지 코일부의 수신 코일로부터 전달되는 무선 전력 신호를 재수신하여 상기 무선 전력 신호 전송부로 공급하는 것을 특징으로 하는 자기장 확산 방지가 가능한 무선 전력 전송 장치.The method of claim 7, wherein
The wireless power transmission station further includes a wireless power signal re-receiving unit connected to the magnetic field diffusion preventing coil unit to re-receive the wireless power signal transmitted from the magnetic field diffusion coil unit.
The magnetic field diffusion preventing coil unit is connected to the wireless power signal re-receiving unit is a receiving coil which is induced by magnetic induction of a wireless power signal resonating through the resonance coil,
And the wireless power signal re-receiving unit re-receives a wireless power signal transmitted from the receiving coil of the magnetic field diffusion preventing coil unit and supplies the wireless power signal to the wireless power signal transmitting unit.
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|---|---|---|---|
| KR1020120058450A KR20130134726A (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Apparatus for wireless power transmission capable of magnetic field prevent diffusion |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9837829B2 (en) | 2014-03-27 | 2017-12-05 | Lg Innotek Co., Ltd. | Wireless power transmission system having wireless power transmitter |
| US10014588B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Near-field antenna apparatus using eddy current and electronic device including the same |
| US10580560B2 (en) | 2016-12-28 | 2020-03-03 | Wits Co., Ltd. | Coil module |
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2012
- 2012-05-31 KR KR1020120058450A patent/KR20130134726A/en not_active Withdrawn
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| PA0109 | Patent application |
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