KR101189289B1 - A wireless power transmission apparatus - Google Patents

A wireless power transmission apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101189289B1
KR101189289B1 KR1020110055289A KR20110055289A KR101189289B1 KR 101189289 B1 KR101189289 B1 KR 101189289B1 KR 1020110055289 A KR1020110055289 A KR 1020110055289A KR 20110055289 A KR20110055289 A KR 20110055289A KR 101189289 B1 KR101189289 B1 KR 101189289B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
transformer
coil
transmission
magnetic
Prior art date
Application number
KR1020110055289A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
배수호
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 KR1020110055289A priority Critical patent/KR101189289B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101189289B1 publication Critical patent/KR101189289B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
    • H01P1/218—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a frequency selective coupling element, e.g. YIG-filters
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE: A wireless power transmission device is provided to manufacture a wireless power transmitter in a simplified form by using a transformer also performing as a filter. CONSTITUTION: A transformer(15) converts a voltage of power generated from a power source(10). The transformer includes a magnetic substance having permeability properties selectively passing the power in a predetermined frequency range. A transmission coil forms magnetic field by being connected to the transformer. A resonant coil for transmission transmits power by being coupled with the transmission coil. [Reference numerals] (11) Signal generator; (12) Amplifier; (15) Selective transformer; (AA) Small signal; (BB) Pulse type big signal; (CC) Transmitter

Description

무선 전력 송신 장치{A WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS}Wireless power transmitter {A WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS}

본 발명은 무선 전력 전송 기술에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 소위 자기 공진 현상을 이용한 무선 전력 전송에 있어서, 전송할 전력을 생성하는 전력 소스를 구성하는 변압기를 주파수 선택성 재질로 구성하여 고조파를 제거하기 위한 필터의 역할도 수행할 수 있도록 구성한 무선 전력 송신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless power transfer technology. More specifically, in the wireless power transmission using a so-called self-resonant phenomenon, the transformer constituting the power source for generating the power to be transmitted to be made of a frequency selective material to serve as a filter for removing harmonics. It relates to the configured wireless power transmission apparatus.

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 시도되었다. 우리가 흔히 사용하는 전동칫솔이나 일부 무선면도기도 실상은 전자기유도 원리로 충전된다. 현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 자기 유도, 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다. 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. To date, energy transmission methods using wireless methods include magnetic induction, magnetic resonance, and long-distance transmission technology using short wavelength radio frequencies.

위와 같은 무선 전력 전송에서는 송신할 전력을 생성하는 전력 소스가 필수적인데, 이때 전력 소스에는 소신호를 생성하는 신호 발생기와 이를 증폭하는 증폭기, 변압기 및 증폭시에 발생하는 고조파를 제거하는 필터가 포함된다.In such a wireless power transmission, a power source for generating power to transmit is essential. The power source includes a signal generator for generating a small signal, an amplifier for amplifying it, a transformer, and a filter for removing harmonics generated during amplification. .

이에 따라, 보다 효율적이고 단순화된 전력 소스를 포함하는 무선 전력 송신장치 요구된다.Accordingly, there is a need for a wireless power transmitter that includes a more efficient and simplified power source.

본 발명은 종래의 무선 전력 송신 장치에서 필터 역할을 겸할 수 있는 변압기를 사용하여 간소화된 무선 전력 송신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a simplified wireless power transmission apparatus using a transformer that can serve as a filter in a conventional wireless power transmission apparatus.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신 장치는, 전력 소스로부터 발생되는 전력의 전압을 변환하고, 기설정된 주파수 범위의 전력만을 선택적으로 통과시키는 투자율 특성을 갖는 자성체를 포함하는 변압부; 상기 변압부와 연결되어 자기장을 형성하는 송신 코일부; 및 상기 송신 코일부와 커플링되어 전력을 송신하는 송신용 공진 코일부를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, a wireless power transmitter includes: a transformer including a magnetic material having a magnetic permeability characteristic that converts a voltage of power generated from a power source and selectively passes only power in a predetermined frequency range; A transmission coil part connected to the transformer part to form a magnetic field; And a transmission resonant coil unit coupled to the transmission coil unit to transmit power.

본 발명은 종래의 무선 전력 송신기에서 필터 역할을 겸할 수 있는 변압기를 사용하여 무선 전력 송신기를 보다 간소화된 형태로 제조할 수 있다.The present invention can manufacture a wireless power transmitter in a more simplified form using a transformer that can serve as a filter in a conventional wireless power transmitter.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 송신 코일(21)의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전력 소스(10)와 송신부(20)의 등가회로이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 수신용 공진 코일(31), 수신 코일(32), 평활 회로(40) 및 부하(50)의 등가회로를 나타낸다.
도 5는 종래의 무선 전력 송신부의 전력 소스(10)의 구성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신부의 전력 소스(10)의 구성을 나타낸다.
도 7은 Mn-Zn합금의 주파수 특성을 나타낸다.
도 8은 Ni-Zn의 합금의 주파수 특성을 나타낸다.1 illustrates a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a transmitting coil 21 according to an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit of the power source 10 and the transmitter 20 according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates an equivalent circuit of the reception resonant coil 31, the reception coil 32, the smoothing circuit 40, and the load 50 according to an embodiment of the present invention.
5 shows a configuration of a power source 10 of a conventional wireless power transmitter.
6 illustrates a configuration of a power source 10 of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.
7 shows the frequency characteristics of the Mn-Zn alloy.
8 shows the frequency characteristics of an alloy of Ni-Zn.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보아 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸다. 1 illustrates a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.

전력 소스(10)에서 생성된 전력은 송신기(20)로 전달되고, 자기 공진 현상에 의해 송신부(20)와 공진을 이루는 즉, 공진 주파수 값이 동일한 수신기(30)로 전달된다. 수신기(30)로 전달된 전력은 정류회로(40)를 거쳐 부하(50)로 전달된다. 부하(50)는 충전지 또는 기타 전력을 필요로 하는 임의의 장치일 수 있다.The power generated by the power source 10 is transmitted to the transmitter 20, and is transmitted to the receiver 30, which resonates with the transmitter 20 by a magnetic resonance phenomenon, that is, the resonance frequency values are the same. Power delivered to the receiver 30 is delivered to the load 50 via the rectifier circuit 40. The load 50 may be a rechargeable battery or any device that requires power.

보다 구체적으로 살펴보면, 전력 소스(10)는 소정 주파수의 교류 전력을 제공하는 교류 전력 소스이다. More specifically, the power source 10 is an AC power source that provides an AC power of a predetermined frequency.

송신기(20)는 송신 코일(21)과 송신용 공진 코일(22)로 구성된다. 송신 코일(21)은 전력 소스(10)와 연결되며, 교류 전류가 흐르게 된다. 송신 코일(21)에 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 물리적으로 이격되어 있는 송신용 공진 코일(22)에도 교류 전류가 유도된다. 송신용 공진 코일(22)로 전달된 전력은 자기 공진에 의해 송신기(20)와 공진 회로를 이루는 수신기(30)로 전달된다. The transmitter 20 is composed of a transmitting coil 21 and a transmitting resonant coil 22. The transmission coil 21 is connected to the power source 10, the alternating current flows. When an alternating current flows through the transmission coil 21, an alternating current is also induced in the transmission resonant coil 22 which is physically spaced by electromagnetic induction. Power transmitted to the transmission resonant coil 22 is transmitted to the receiver 30 forming a resonant circuit with the transmitter 20 by magnetic resonance.

자기 공진에 의한 전력 전송은 임피던스가 매칭된 2개의 LC 회로간에 전력이 전송되는 현상으로써, 전자기 유도에 의한 전력 전송보다 먼 거리까지 높은 효율로 전력을 전달할 수 있다.Power transmission by magnetic resonance is a phenomenon in which power is transmitted between two LC circuits of which impedance is matched, and thus power can be transmitted with greater efficiency up to a far distance than power transmission by electromagnetic induction.

수신기(30)는 수신용 공진 코일(31)과 수신 코일(32)로 구성된다. 송신용 공진 코일(22)에 의해 송신된 전력은 수신용 공진 코일(31)에 의해 수신되어 수신용 공진 코일(31)에 교류 전류가 흐르게 된다. 수신용 공진 코일(31)로 전달된 전력은 전자기 유도에 의해 수신 코일(32)로 전달된다. 수신코일(32)로 전달된 전력은 정류 회로(40)를 통해 정류되어 부하(50)로 전달된다.The receiver 30 is composed of a receiving resonant coil 31 and a receiving coil 32. The power transmitted by the transmitting resonant coil 22 is received by the receiving resonant coil 31 so that an alternating current flows through the receiving resonant coil 31. Power delivered to the receiving resonant coil 31 is transmitted to the receiving coil 32 by electromagnetic induction. Power delivered to the receiving coil 32 is rectified through the rectifier circuit 40 and delivered to the load 50.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 송신 코일(21)의 등가 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 송신 코일(21)은 인덕터(L1)와 캐패시터(C1)로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 적절한 인덕턴스와 캐패시턴스 값을 갖는 회로를 구성하게 된다. 캐패시터(C1)는 가변 캐패시터일 수 있으며, 가변 캐패시터를 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 송신용 공진 코일(22), 수신용 공진 코일(31), 수신 코일(32)의 등가 회로도 도 2에 도시된 것과 동일할 수 있다.2 is an equivalent circuit diagram of a transmitting coil 21 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the transmission coil 21 may be composed of an inductor L1 and a capacitor C1, thereby forming a circuit having appropriate inductance and capacitance values. The capacitor C1 may be a variable capacitor, and impedance matching may be performed by adjusting the variable capacitor. The equivalent circuit of the transmitting resonant coil 22, the receiving resonant coil 31, and the receiving coil 32 may be the same as that shown in FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 소스(10)와 송신부(20)의 등가회로이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 송신 코일(21)과 송신용 공진 코일(22)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L1,L2)와 캐패시터(C1,C2)로 구성될 수 있다. 3 is an equivalent circuit of the power source 10 and the transmitter 20 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the transmitting coil 21 and the transmitting resonant coil 22 may be formed of inductors L1 and L2 and capacitors C1 and C2 having predetermined inductance values and capacitance values, respectively.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 수신용 공진 코일(31), 수신 코일(32), 평활 회로(40) 및 부하(50)의 등가회로를 나타낸다.4 illustrates an equivalent circuit of the reception resonant coil 31, the reception coil 32, the smoothing circuit 40, and the load 50 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 수신용 공진 코일(31)과 수신 코일(32)은 각각 소정 인덕턴스 값과 캐패시턴스 값을 갖는 인덕터(L3,L4)와 캐패시터(C3,C4)로 구성될 수 있다. 평활 회로(40)는 다이오드(D1)와 평활 캐패시터(C5)로 구성될 수 있으며, 교류 전력을 직류 전력을 변환하여 출력한다. 부하(50)는 1.3V의 직류 전원으로 표시되어 있으나, 직류 전력을 필요로 하는 임의의 충전지 또는 장치일 수 있다.As shown in FIG. 4, the receiving resonant coil 31 and the receiving coil 32 may be formed of inductors L3 and L4 and capacitors C3 and C4 having predetermined inductance values and capacitance values, respectively. The smoothing circuit 40 may be composed of a diode D1 and a smoothing capacitor C5, and outputs AC power by converting DC power. The load 50 is represented by a 1.3V direct current power source, but may be any rechargeable battery or device that requires direct current power.

한편, 종래의 무선 전력 송신부의 전력 소스(10)는 도 5와 같이 구성된다. On the other hand, the power source 10 of the conventional wireless power transmitter is configured as shown in FIG.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 전력 소스(10)는 소정 주파수를 갖는 신호를 발생시키는 신호 발생기(11), 발생된 신호를 증폭하는 증폭기(12), 상기 증폭된 신호를 적정 전압으로 변환하는 변압기(13) 및 목적 이외의 주파수 성분를 제거하는 필터(14)로 구성된다.As shown in FIG. 5, the conventional power source 10 includes a signal generator 11 for generating a signal having a predetermined frequency, an amplifier 12 for amplifying the generated signal, and converting the amplified signal to an appropriate voltage. It consists of a transformer 13 and a filter 14 for removing frequency components other than the purpose.

신호 발생기(11)에서 발생된 신호는 증폭기(12)에 의해 고출력으로 증폭되는데 저주파 고출력 증폭기의 경우 기본파 신호만을 만들어내기 어렵기 때문에 펄스 형태의 신호로 증폭을 하게 된다. 이때, 펄스 형태의 신호에는 목적 이외의 주파수 성분, 즉 고조파들이 많이 포함된다. 다시 말해서, 상기 펄스 형태의 신호에는 무선 통신을 위해 사용하고자 하는 주파수 이외의 다른 주파수 성분을 포함하고 있다. 이 고조파는 필터(14)에 의해 제거되어 송신부(20)로 전달된다. 필터(14)는 특정 주파수의 신호만 통과시키는 임의의 회로일 수 있으며, 신호 발생기(11)에서 생성된 신호의 주파수에 따라, 대역 통과 필터, 대역 제거 필터, 고역 통과 필터 또는 저역 통과 필터일 수 있다. The signal generated by the signal generator 11 is amplified to high power by the amplifier 12. In the case of a low frequency high power amplifier, only a fundamental wave signal is difficult to be generated, and thus amplified into a pulse signal. At this time, the pulse type signal includes a lot of frequency components other than the purpose, that is, harmonics. In other words, the pulsed signal includes a frequency component other than the frequency to be used for wireless communication. This harmonic is removed by the filter 14 and transmitted to the transmitter 20. The filter 14 can be any circuit that only passes signals of a certain frequency, and can be a bandpass filter, a bandpass filter, a highpass filter or a lowpass filter, depending on the frequency of the signal generated by the signal generator 11. have.

위와 같은 종래의 무선 전력 송신을 위한 전력 소스(10)에는 증폭에 의해 발생하는 고조파를 제거하기 위한 필터(14)가 별도로 장착되었다. In the conventional power source 10 for wireless power transmission, the filter 14 for removing harmonics generated by amplification is separately installed.

그러나, 본 발명에 따라 변압기(13)를 구성하는 자성체의 재질을 변경함으로써 필터(14)를 제거할 수 있다.However, according to the present invention, the filter 14 can be removed by changing the material of the magnetic body constituting the transformer 13.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 송신부의 전력 소스(10)의 구성을 나타낸다. 6 illustrates a configuration of a power source 10 of a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 소스(10)는 신호 발생부(11), 상기 신호 발생부(11)로부터의 전력의 전압을 변환하고, 소정 주파수 범위의 전력만 선택적으로 통과시키는 투자율 특성을 갖는 자성체를 포함하는 변압부(15)로 구성된다. As shown in FIG. 6, the power source 10 according to an embodiment of the present invention converts a voltage of the power from the signal generator 11 and the signal generator 11, and the power of a predetermined frequency range. It consists of a transformer unit 15 including a magnetic material having a permeability characteristic to selectively pass only.

전력 소스(10)에는 송신부가 연결될 수 있으며, 상기 송신부는 변압부(15)와 연결되어 자기장을 형성하는 송신 코일부, 및 상기 송신 코일부와 커플링되어 전력을 송신하는 송신용 공진 코일부를 포함할 수 있다. A transmission unit may be connected to the power source 10, and the transmission unit may be connected to the transformer unit 15 to form a magnetic field, and a transmission resonant coil unit coupled to the transmission coil unit to transmit power. It may include.

또한, 전력 소스는(10)는 상기 신호 발생부로부터의 전력을 증폭하여 상기 변압부에 전달하는 증폭기(12)를 더 포함할 수 있다. In addition, the power source 10 may further include an amplifier 12 that amplifies the power from the signal generator and transmits it to the transformer.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 소스(10)는 신호 발생기(11)와 증폭기(12)를 포함하는 점은 종래 기술과 동일하지만, 종래의 일반 변압기(13) 대신 필터 역할을 수행할 수 있는 선택적 변압부(15)가 사용된다. The power source 10 according to the embodiment of the present invention includes the signal generator 11 and the amplifier 12 in the same manner as in the prior art, but may act as a filter instead of the conventional general transformer 13. An optional transformer 15 is used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변압부(15)는 특정 주파수의 신호는 통과시키지 않는 주파수 선택성의 변압기이다. The transformer unit 15 according to an embodiment of the present invention is a frequency selective transformer that does not pass a signal of a specific frequency.

변압부(15)는 코어를 이루는 자성체와 상기 자성체의 1차측에 권선되는 1차권선 및 2차측에 권선되는 2차권선으로 구성된다. 본 발명에 따른 변압부(15)의 자성체는 주파수 선택성을 갖는 재질이 사용된다. 예컨대, 자성체는 Mn-Zn의 합금 또는 Ni-Zn의 합금으로 구성될 수 있다.The transformer unit 15 is composed of a magnetic body constituting the core, a primary winding wound on the primary side of the magnetic body, and a secondary winding wound on the secondary side. As the magnetic body of the transformer unit 15 according to the present invention, a material having frequency selectivity is used. For example, the magnetic body may be composed of an alloy of Mn-Zn or an alloy of Ni-Zn.

또한, 변압부(15)가 제거하는 주파수 범위는 상기 Mn-Zn의 비율 또는 상기 Ni-Zn의 비율에 따라 달라질 수 있다. In addition, the frequency range removed by the transformer unit 15 may vary depending on the ratio of Mn-Zn or the ratio of Ni-Zn.

도 7은 Mn-Zn합금의 주파수 특성을 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, Mn-Zn 합금은 1.5MHz 이상의 주파수 대역은 통과시키지 않는다. 컷오프 주파수, 즉 제거하는 주파수 대역은 Mn-Zn의 비율에 따라 조절할 수 있다. 즉, 도면에서와 같이, 주파수에 따라 투자율이 변하는데, Mn-Zn 합금은 1MHz에서 가장 최고점을 이룬 뒤, 1.5MHz에서는 투자율이 급격히 감소하게 된다. 이에 따라 Mn-Zn 합금을 이용하여 자성체를 제작할 경우, 1.5MHz 이하의 주파수를 가진 신호만 통과시키도록 구성할 수 있다.7 shows the frequency characteristics of the Mn-Zn alloy. As shown in FIG. 7, the Mn-Zn alloy does not pass a frequency band of 1.5 MHz or more. The cutoff frequency, that is, the frequency band to be removed, can be adjusted according to the ratio of Mn-Zn. That is, as shown in the figure, the permeability changes with frequency, the Mn-Zn alloy peaks at 1 MHz, and then the permeability rapidly decreases at 1.5 MHz. Accordingly, when the magnetic material is manufactured using the Mn-Zn alloy, only a signal having a frequency of 1.5 MHz or less can be configured to pass.

도 8은 Ni-Zn의 합금의 주파수 특성을 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 500KHz 이상의 주파수는 통과시키지 않는다. 마찬가지로 컷오프 주파수는 Ni-Zn의 비율에 따라 달라질 수 있다. 즉, 도면에서와 같이 Ni-Zn 합금은 200KHz에서 가장 최고점을 이룬 뒤, 500mhz에서 투자율이 급격히 감소하는 특성을 갖는다. 이에 따라 상기 Ni-Zn 합금을 이용하여 자성체를 제작할 경우, 500KHz 이하의 주파수를 가진 신호만을 선택적으로 통과시키도록 할 수 있다. 8 shows the frequency characteristics of an alloy of Ni-Zn. As shown in Fig. 8, frequencies above 500 KHz are not passed. Likewise, the cutoff frequency may vary depending on the ratio of Ni-Zn. That is, as shown in the drawing Ni-Zn alloy has the highest peak at 200KHz, has a characteristic that the magnetic permeability is rapidly reduced at 500mhz. Accordingly, when the magnetic material is manufactured using the Ni-Zn alloy, only a signal having a frequency of 500 KHz or less may be selectively passed.

다시 말해서, 자성체의 주파수 특성은 그 재질의 비율로 조정할 수 있는데, 상기 Mn-Zn 의 경우 Mn과 Zn 의 구성 비율을 달리하여 주파수 특성을 조정할 수 있다. 또한, 상기 Mn-Zn 이 아닌 Ni-Zn 계열을 사용하면 주파수 특성이 아주 달라지며 수백 MHz의 고주파수까지도 일정한 투자율을 유지할 수 있다.In other words, the frequency characteristics of the magnetic material can be adjusted by the ratio of the material. In the case of Mn-Zn, the frequency characteristics can be adjusted by changing the composition ratio of Mn and Zn. In addition, when the Ni-Zn series is used instead of the Mn-Zn, the frequency characteristics are very different, and even a high frequency of several hundred MHz can maintain a constant permeability.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 전력 소스
11 : 신호 발생기
12 : 증폭기
13 : 변압기
14 : 필터
15 : 선택적 변압부
20 : 송신기
21 : 송신 코일
22 : 송신용 공진 코일
30 : 수신기
31 : 수신용 공진 코일
32 : 수신 코일
40 : 정류회로
50 : 부하10: power source
11: signal generator
12: amplifier
13: transformer
14: filter
15: selective transformer
20: transmitter
21: transmitting coil
22: resonant coil for transmission
30: receiver
31: resonant coil for reception
32: receiving coil
40: rectifier circuit
50: load

Claims (6)

전력 소스로부터 발생되는 전력의 전압을 변환하고, 기설정된 주파수 범위의 전력만을 선택적으로 통과시키는 투자율 특성을 갖는 자성체를 포함하는 변압부;
상기 변압부와 연결되어 자기장을 형성하는 송신 코일부; 및
상기 송신 코일부와 커플링되어 전력을 송신하는 송신용 공진 코일부를 포함하는 무선 전력 송신장치.A transformer unit including a magnetic material having a magnetic permeability characteristic for converting a voltage of power generated from a power source and selectively passing only power in a predetermined frequency range;
A transmission coil part connected to the transformer part to form a magnetic field; And
And a transmission resonant coil unit coupled to the transmission coil unit to transmit power. 제1항에 있어서,
상기 변압부의 자성체는 Mn-Zn의 합금 및 Ni-Zn의 합금 중 적어도 하나의 재질로 구성되는 무선 전력 송신장치.The method of claim 1,
The magnetic body of the transformer part is made of at least one material of the alloy of Mn-Zn and the alloy of Ni-Zn. 제 2항에 있어서,
상기 변압부는 상기 자성체를 구성하는 재질에 대응되는 주파수 범위의 전력만을 선택적으로 통과시키는 무선 전력 송신 장치.The method of claim 2,
And the transformer unit selectively passes only power in a frequency range corresponding to a material constituting the magnetic material. 제3항에 있어서,
상기 자성체가 Mn-Zn 의 합금으로 구성된 경우, 상기 주파수 범위는 상기 Mn 및 Zn의 구성 비율에 의해 결정되며,
상기 자성체가 Ni-Zn 의 합금으로 구성된 경우, 상기 주파수 범위는 Ni 및 Zn 의 구성 비율에 의해 결정되는 무선 전력 송신장치.The method of claim 3,
When the magnetic body is composed of an alloy of Mn-Zn, the frequency range is determined by the composition ratio of Mn and Zn,
And the frequency range is determined by a composition ratio of Ni and Zn when the magnetic material is made of an alloy of Ni-Zn. 제1항에 있어서,
상기 변압부는 상기 자성체와 상기 자성체의 1차측에 감긴 1차 코일 및 상기 자성체의 2차측에 감긴 2차 코일을 포함하는 무선 전력 송신장치.The method of claim 1,
The transformer unit includes a magnetic coil, a primary coil wound around a primary side of the magnetic body, and a secondary coil wound around a secondary side of the magnetic body. 제 1항에 있어서,
상기 전력 소스로부터 발생되는 전력을 증폭하여 상기 변압부에 전달하는 증폭기를 더 포함하는 무선 전력 송신 장치.The method of claim 1,
And an amplifier for amplifying and transferring the power generated from the power source to the transformer.
KR1020110055289A 2011-06-08 2011-06-08 A wireless power transmission apparatus KR101189289B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110055289A KR101189289B1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 A wireless power transmission apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110055289A KR101189289B1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 A wireless power transmission apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101189289B1 true KR101189289B1 (en) 2012-10-09

Family

ID=47287668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110055289A KR101189289B1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 A wireless power transmission apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101189289B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470815B1 (en) * 2013-06-17 2014-12-10 (주)파워리퍼블릭얼라이언스 Magnetic resonance type wireless power transmission apparatus for low voltage
US11351882B2 (en) 2019-08-01 2022-06-07 Hyundai Motor Company Eco-friendly vehicle and charging control method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176676A (en) 1997-12-09 1999-07-02 Tokin Corp Small-sized noncontact transmitter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176676A (en) 1997-12-09 1999-07-02 Tokin Corp Small-sized noncontact transmitter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470815B1 (en) * 2013-06-17 2014-12-10 (주)파워리퍼블릭얼라이언스 Magnetic resonance type wireless power transmission apparatus for low voltage
US11351882B2 (en) 2019-08-01 2022-06-07 Hyundai Motor Company Eco-friendly vehicle and charging control method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9634495B2 (en) Wireless power transfer using separately tunable resonators
Hui Magnetic resonance for wireless power transfer
US10027377B2 (en) Wireless power supply apparatus
CN104600757B (en) Passive receiver for wireless power transmission
KR101436063B1 (en) Wiress Power Transmission Apparatus
US10158254B2 (en) Resonant coupling power transmission system, resonance type power transmission device, and resonance type power reception device
KR20130040628A (en) Wireless power transmission apparatus
US20210083634A1 (en) High frequency wireless power transfer system, transmitter, and receiver therefor
EP2582064B1 (en) Wireless power repeater
JP6652841B2 (en) Non-contact power receiving device
KR101189289B1 (en) A wireless power transmission apparatus
Cho et al. Wireless power transfer system for docent robot by using magnetic resonant coils
KR101189298B1 (en) Resonant coil wireless power transmission apparatus having the same
KR101241499B1 (en) Resonant coil wireless power transmission apparatus using the same
US11017941B2 (en) Isolation transformer with low unwanted resonances, energy transfer device having an isolation transformer and energy transfer device for wireless transfer of energy having an isolation transformer
KR20130028447A (en) A wireless power realy apparatus and transmission system
KR20120116801A (en) A wireless power transmission circuit, a wireless power transmitter and receiver
JP2012191697A (en) Non-contact power transmission apparatus
KR101470815B1 (en) Magnetic resonance type wireless power transmission apparatus for low voltage
KR101369157B1 (en) Wireless power transfer apparatus by using magnetic induction
KR101163956B1 (en) Resonant coil, apparatus for transmitting and receiveing a wireless power using the same
KR101786086B1 (en) A transmitter and receiver for wireless power transmission with minimized flux linkage
KR101833744B1 (en) A coil for wireless power transmission and a transmitter and receiver for the same
KR101846180B1 (en) A solenoid type coil
KR101905882B1 (en) Apparatus for transmitting wireless power, apparatus for receiving wireless power, system for transmitting wireless power and method for transmitting wireless power

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150904

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160905

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170905

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180910

Year of fee payment: 7