KR102041988B1 - 무선 전력 전송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 장치에 관한 것으로서, 무선 전력 전송용 패드부와, 상기 패드부내에 구비되어 무선 전력 수신기에 충전 전력을 전송하는 공진기와, 상기 패드부의 외측에 구비되어 상기 공진기와 소정의 높이로 기설정된 간격을 가지는 접지면부 및 상기 공진기와 접지면부의 사이에 구비되는 다수의 금속 플레이트부를 포함하고, 상기 금속 플레이트부들의 사이에는 소정의 간격으로 슬롯부가 형성됨을 개시한다.

Description

무선 전력 전송 장치 {WIRELESS POWER TRANSFER DEVICE}
본 발명은 무선 전력 전송 장치에 관한 것으로서, 특히, 공진기와 접지면부에 사이에 슬롯부가 형성된 다수의 금속 플레이트부를 구성한 무선 전력 전송 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대용 통신 장치와 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리팩으로 구성되며, 이러한 배터리팩은 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동 단말기의 배터리팩에 전기 에너지를 공급한다.
통상적으로, 충전 장치와 배터리팩에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전 장치와 배터리팩을 전기적으로 연결한다.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전 방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이 물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리팩 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전기술이 개발되어 최근 많은 휴대용 통신 장치 및 전자 기기에 활용되고 있다.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리팩이 충전이 될 수 있는 시스템이다.
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation)방식이 있다.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자 제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.
공진 방식은, 공명(Resonance), 즉 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 이와 같이 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시킨다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.
상기 종래의 공진기를 이용하는 무선 전력 송수신 장치는 무선 전력 수신 장치와, 무선 전력 전송용 장치로 구성된다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 장치는 도 1 및 도 2와 같이, 무선 전력 수신기에 충전 전력을 제공하는 공진기(2)와, 상기 공진기(2)을 구비함과 동시에 상기 공진기(1)와 일정한 간격을 가지는 금속판으로 이루어진 무선 전력 전송용 패드(3)로 구성된다.
앞서 언급한 도 1 및 도 2와 같이, 상기 종래의 무선 전력 전송 장치(1)는 상기 무선 전력 전송용 패드(3)의 하부에 상기 공진기(2) 주변의 금속 성분에 의한 공진기 특성 변화를 최소화하기 위하여 고가의 차폐재(4)를 구성한다.
이와 같이, 상기 종래의 무선 전력 전송 장치는 고가의 차폐재를 사용함으로써, 제품의 단가가 상승할 뿐만 아니라, 전자기 차폐재를 사용하더라도 금속 성분에 의한 공진기 특성의 변화 정도가 심하게 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 금속판을 사용하는 무선 전력 전송 장치는 공진기에 흐르는 전류와 반대 방향으로 흐르는 영상 전류(Image Current)등에 의해 공진기의 품질 계수(Q-Factor) 또는 공진 특성(Quality Factor)을 저하시킬 뿐만 아니라, 제품의 전자방해잡음(Electro Magnetic Interference ; EMI)이 상승하는 단점이 있었다.
여기서, 상기 영상 전류는 단상회로에서 대지를 통하여 흐르는 누설 전류를 가리킨다.
이러한 종래의 공진기를 이용하는 무선 전력 송수신 장치는 이미 대한 민국 특허청 공개 특허 번호 제 10-2012-0128099 호 (공개일자 2012, 11, 26)에 관련 구성이 개시되어 있다.
따라서, 상기 단점을 극복하기 위해 공진기의 품질 계수(Q-Factor) 또는 공진 특성(Quality Factor)의 향상 및 외부 금속 영향 최소화 할뿐만 아니라, 제품의 전자방해잡음(Electro Magnetic Interference ; EMI)최소화 및 제품의 단가를 절감할 수 있는 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 공진기와 접지면부의 사이에 소정의 간격으로 슬롯부가 형성된 다수의 금속 플레이트부를 구성함으로써, 공진기의 품질 계수(Q-Factor)를 향상시킬 뿐만 아니라, 공진기 주변의 금속 성분이 공진기의 공진 특성(Quality Factor) 저하를 방지하고, 또한, 제품의 전기장(E-Field)을 최소화할 수 있으며, 제품의 전자방해잡음(Electro Magnetic Interference ; EMI)이 저하시킬 수 있도록 한 무선 전력 전송 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 공진기와 접지면부의 사이에 소정의 간격으로 슬롯부가 형성된 다수의 금속 플레이트부를 구성함으로써, 공진기 주변의 금속 성분에 의한 공진기 특성 변화를 최소화하기 위하여 구비되던 고가의 차폐재가 필요없어 제품의 단가가 절감시킬 뿐만 아니라, 공진기 특성의 변화를 저하시켜 공진기의 품질 계수(Q-Factor)를 더욱 향상시킬 수 있도록 한 무선 전력 전송 장치를 제공하는데 있다.
상기한 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은, 무선 전력 전송 장치에 있어서,
무선 전력 전송용 패드부;
상기 패드부에 구비되는 공진기;
상기 공진기와 소정의 높이로 간격을 가지는 접지면부; 및
상기 공진기와 접지면부의 사이에 구비되는 다수의 금속 플레이트부를 개시한다.
본 발명은, 무선 전력 전송 장치에 있어서,
무선 전력 전송용 패드부;
상기 패드부내에 구비되어 무선 전력 수신기에 충전 전력을 전송하는 공진기;
상기 패드부의 외측에 구비되어 상기 공진기와 소정의 높이로 기설정된 간격을 가지는 접지면부; 및
상기 공진기와 접지면부의 사이에 구비되는 다수의 금속 플레이트부를 포함하고,
상기 금속 플레이트부들의 사이에는 소정의 간격으로 슬롯부가 형성됨을 개시한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 무선 전력 전송 장치에 의하면,
공진기와 접지면부의 사이에 슬롯부가 형성된 다수의 금속 플레이트부를 구성하여 금속 성분에 의해 발생되는 영상 전류(Image Current ;누설 전류)를 제거하고, 이로인해 공진기의 품질 계수(Q-Factor)를 향상시킬 뿐만 아니라, 공진기 주변의 금속 성분이 공진기의 공진 특성(Quality Factor) 저하를 방지할 수 있고, 또한, 제품의 전기장(E-Field)을 최소화할 수 있으며, 제품의 전자방해잡음(Electro Magnetic Interference ; EMI)이 저하시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 공진기 주변의 금속 성분에 의한 공진기 특성 변화를 최소화하기 위하여 구비되던 고가의 차폐재가 필요없으므로, 제품의 제조 단가가 절감시킬 뿐만 아니라, 공진기 특성의 변화를 저하시켜 공진기의 품질 계수(Q-Factor)를 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 종래의 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 측면도.
도 2는 종래의 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치 나타낸 회로도.
도 6a은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성 중 금속 플레이트부를 미적용한 방사 효과 그래프를 나타낸 도면.
도 6b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성 중 금속 플레이트부를 적용한 방사 효과 그래프를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성 중 금속 플레이트부를 적용하여 고주파 저기 효과를 나타낸 그래프 도면.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 구성을 나타낸 도면들이다.
도 3 및 4를 참조하여, 상기 무선 전력 전송 장치의 구성을 설명하기로 한다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 전력 전송용 패드부(20)와, 공진기(30)와, 접지면부(40)와, 다수의 금속 플레이트부(50)를 포함하고, 상기 패드부(20)는 후술하는 상기 공진기(30) 및 상기 금속 플레이트부(50)를 구비할 수 있도록 되어 있다. 상기 공진기(30)는 무선 전력 수신기(미도시 됨)에 충전 전력을 전송하도록 상기 패드부(20)내에 구비된다. 상기 접지면부(40)는 상기 공진기(30)와 소정의 높이로 기설정된 간격을 가지도록 상기 패드부(20)의 외측에 구비된다. 상기 금속 플레이트부(50)들은 공진기(30)가 외부 금속 성분에 의해 그 특성에 영향을 받지 않도록 상기 공진기(30)와 상기 접지면부(40)의 사이에 구비된다.
즉, 상기 금속 플레이트부(50)들의 사이에는 소정의 간격으로 슬롯부(51)가 형성됨으로써, 외부 금속 성분에 의해 발생되는 영상 전류(Image Current ;누설 전류)를 제거하고, 이로인해 외부 금속 성분이 공진기(30)의 공진 특성에 미치는 영향을 저하시킬 뿐만 아니라, 공진기(30)의 품질 계수(Q-Factor)를 향상시킬 수 있다.
더불어, 상기 금속 플레이트부(50)의 면적(A2)은 상기 공진기(30)의 면적(A1)보다 같거나 크게 형성됨이 바람직하다. 상기 금속 플레이트부(50)의 면적(A2)은 상기 접지면부(40)의 면적(A3)보다 같거나 작게 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 금속 플레이트부(50)들은 2개 이상의 조각 금속면으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 슬롯부(51)는 상기 금속 플레이트부(50)들의 사이에서 일정한 간격으로 나누어짐이 바람직하다.
상기 슬롯부(51)는 격자 모양의 형상으로 배치됨이 바람직하다. 상기 슬롯부(51)는 격자 모양의 형상이외 다른 형상도 가능하다(예컨대, 곡선 형상 및 사선 형상등)
또한, 상기 접지면부(40) 및 상기 금속 플레이트부(50)는 금속 재질로 이루어짐이 바람직하다. 상기 접지면부(40) 및 상기 금속 플레이트부(50)는 금속 재질이외에 다른 재질도 가능하다.
상기 공진기(30)는 루프 공진기(30)로 이루어짐이 바람직하다. 상기 공진기(30)는 루프 공진기(30)이외에 다른 공진기(30)도 가능하다.
상기 공진기(30)와 상기 접지면부(40)의 사이의 간격은 상기 슬롯부(51)의 간격보다 넓게 형성됨이 바람직하다. 더불어, 상기 공진기(30)의 폭은 상기 패드부(20)의 폭보다 작게 형성함이 바람직하다.
더불어, 상기 공진기(30)와 상기 금속 플레이트부(50)의 사이의 이격거리(C1)는 상기 금속 플레이트부(50)와 상기 접지면부(40)의 사이의 이격 거리(C2)보다 넓게 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 장치의 동작 과정을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에 무선 충전 시스템을 설명하면, 다음과 같다.
상기 무선 충전 시스템(미 도시됨)은 무선 전력 전송 장치(10) 및 적어도 하나 이상의 무선 전력 수신기(미 도시됨)를 포함한다. 무선 전력 전송 장치(10)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기에 무선으로 각각 전력을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 전송 장치(10)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 전력 수신기와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 전력 수신기로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다.
한편, 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 전력 수신기와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 상기 무선 전력 전송 장치(10) 및 무선 전력 수신기는 소정의 프레임으로 구성된 패킷을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 복수 개의 무선 전력 수신기로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기에 전력을 전송할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)가 공진 방식을 채택한다. 상기 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 전송 장치(10)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리팩의 충전을 수행할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 수신기는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 상기 무선 전력 전송 장치(10) 제어 정보 등을 상기 무선 전력 전송 장치(10)에 송신할 수 있다.
즉, 무선 전력 전송을 위해서는 특정 주파수의 전류가 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 공진기(30)에 인가되어 전기장을 형성하며, 형성된 전기장이 무선 전력 수신기의 공진기(미 도시됨)와 커플링되어 전력이 전송된다. 이때, 제품의 전력 전송의 효율을 높이지 위해서는 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 공진기(30)와 무선 전력 수신기(미도시 됨)의 공진기(미 도시됨)의 품질 계수를 높게 설계한다.
이와 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 공진기(30)의 품질 계수를 높게 설계하기 위해서 아래와 같이 구성된다.
먼저, 도 3은 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(10)의 구성을 나타낸 측면도 이고, 도 4는 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(10)의 구성을 나타낸 평면도 이다.
도 3과 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 전력 전송용 패드부(20)와, 공진기(30)와, 접지면부(40)와, 다수의 금속 플레이트부(50)와, 제어부 및 통신부를 포함할 수 있다.
여기서, 기재된 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 제어부 및 통신부는 미도시 한다.
또한 무선 전력 수신기는 전력 수신부, 제어부 및 통신부를 포함할 수 있다.
여기서, 기재된 상기 무선 전력 수신기의 전력 수신부와, 제어부 및 통신부는 미도시 한다.
상기 공진기(30)는 무선으로 상기 무선 전력 수신기에 충전 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다.
아울러, 무선 전력 전송 장치(10)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기로 제공할 수 있다.
상기 무선 전력 전송 장치(10)의 제어부는 무선 전력 전송 장치(10)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 제어부는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 전송 장치(10)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 제어부는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다.
상기 무선 전력 전송 장치(10)의 통신부는 무선 전력 수신기와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 통신부는 무선 전력 수신기의 통신부(미 도시됨)와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
상기 무선 전력 전송 장치(10)의 통신부(미 도시됨)는 무선 전력 수신기(미 도시됨)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 통신부는 무선 전력 수신기의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기의 무선 전력 수신부를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.
상기 무선 전력 전송 장치(10)의 통신부(미 도시됨)는 무선 전력 수신기(미 도시됨) 뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다.
즉, 상기 무선 전력 전송 장치(10) 및 상기 무선 전력 수신기(미 도시됨)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 전송 장치(10)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 충전 과정이 수행될 수 있다.
미도시된 무선 전력 수신기는 전력 수신부, 제어부, 통신부, 정류부, DC/DC 컨버터부, 스위치부 및 충전부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 수신기의 구성인 전력 수신부, 제어부, 통신부, 정류부, DC/DC 컨버터부, 스위치부 및 충전부에 대한 설명은 여기에서는 생략하도록 한다.
앞선 언급한 바와 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 전력용 전송용 패드부(20)내에 공진기(30)가 구비되고, 상기 패드부(20)의 외측에 상기 공진기(30)와 소정의 높이로 기설정된 간격을 가지는 접지면부(40)가 구비되며, 상기 공진기(30)와 상기 접지면부(40)의 사이에 소정의 간격으로 슬롯부(51)가 형성된 다수의 금속 플레이트부(50)가 구비된다.
즉, 무선 전력 전송 장치(10)의 공진기(30)의 품질 계수(Q-Factor) 또는 공진 특성(Quality Factor)의 향상 및 전기장(E-Field)을 최소화를 위해서는 아래 같은 수학식 조건이 필요하다.
[수학식 1]
Figure 112013016382288-pat00001
상기 QL 은 공진기(30)의 품질 계수(Q factor), Q1 은 금속 플레이트부(50)의 품질 계수, Q2는 접지면부(40)의 품질 계수를 나타낸다. 여기서 공진기(30)를 제외한 나머지 부분의 품질 계수 Q는 Q1과 Q1의 합으로 나타낼 수 있으며, Q 값은 <수학식 1>에 나타낸 바와 같다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(10)의 회로도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송 장치(10)는, 공진기(30), 금속 플레이트부(50) 및 접지면부(40)를 포함한다. 상기 공진기(30)는 RL 직렬 회로를 포함한다. 공진기(30)에 포함된 인덕터(LS)의 일단은 저항(RS)에 연결되고, 타단은 금속 플레이트부(50)에 연결된다. 공진기(30)에 포함된 저항(RS)의 일단은 인덕터(LS)에 연결되고, 타단은 금속 플레이트부(50)에 연결된다. 상기 금속 플레이트부(50)는, 공진기(30)와 접지면부(40)를 연결하는 두 개의 커패시터(C1)를 포함한다. 상기 접지면부(40)는 두 개의 RC 병렬 회로를 포함하며, 각각의 RC 병렬 회로는 금속 플레이트부(50)에 연결된다.
즉, 금속 플레이트부(50)에 포함된 제 1 커패시터의 일단은 공진기(30)의 인피던스에 연결되고 타단은 제 1 RC 병렬 회로에 직렬 연결된다. 또한, 금속 플레이트부(50)에 포함된 제 2 커패시터의 일단은 공진기(30)의 저항에 연결되고 타단은 제 2 RC 병렬 회로에 직렬 연결된다.
여기서, 도 6a은 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(10)의 구성 중 금속 플레이트부(50)를 미적용한 방사 효과 그래프 이고, 도 6b는 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(10)의 구성 중 금속 플레이트부(50)를 적용한 방사 효과 그래프 이며, 도 7은 본 발명에 따른 무선 전력 전송 장치(10)의 구성 중 금속 플레이트부(50)를 적용하여 고주파 저지(Hamonics Suppression) 효과를 나타낸 그래프 이다.
즉, 도 6a와 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 금속 플레이트부(50)를 미적용시에는 그래프가 불규칙으로 표시되고, 도 6b와 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 금속 플레이트부(50)를 적용시에는 그래프가 규칙적으로 표시된다.
또한, 도 7과 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 금속 플레이트부(50)를 적용할 경우 고주파 저지 효과를 360MHz, 520MHz에서 효과를 확인할 수 있다.
이와 같이, 상기 무선 전력 전송 장치(10)에 금속 플레이트부(50)르 적용하여 상기 무선 전력 전송 장치(10)의 품질 계수(Q factor)를 130%에서 150%로 증가하고, 공진 효율도 84%에서 86%로 증가한다. 또한, 방사 효과 감소는 약 5.0dB 감소 효과가 관찰된다.
여기서, 기존에 무선 전력 전송 장치(1: 도 1에 도시됨)는 공진기(2: 도 1에 도시됨)에 흐르는 전류와 반대 방향으로 흐르는 영상 전류(Image Current)등에 의해 공진기(2: 도 1에 도시됨)의 품질 계수(Q-Factor) 또는 공진 특성(Quality Factor)을 저하시킬 뿐만 아니라, 제품의 전자방해잡음(Electro Magnetic Interference ; EMI)이 상승하는 단점이 있었다.
상기 단점을 극복하기 위해 본 발명은 상기 공진기(30)와 상기 접지면부(40)의 사이에 슬롯부(51)가 형성된 다수의 금속 플레이트부(50)를 구성함으로써, 금속 성분에 의해 발생되는 영상 전류(Image Current ;누설 전류)를 제거하고, 이로인해 공진기(30)의 품질 계수(Q-Factor)를 향상시킬 뿐만 아니라, 공진기(30) 주변의 금속 성분이 공진기(30)의 공진 특성(Quality Factor) 저하를 최소화 할 수 있고, 또한, 제품의 전기장(E-Field)을 최소화할 수 있으며, 제품의 전자방해잡음(Electro Magnetic Interference ; EMI)이 저하시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 무선 전력 전송 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
패드부 : 20 공진기 : 30
접지면부 : 40 금속 플레이트부 : 50
슬롯부 : 51 공진기의 면적 : A1
금속 플레이트부의 면적 : A2 접지면의 면적 : A3

Claims (14)

  1. 무선 전력 전송 장치에 있어서,
    무선 전력 전송용 패드부;
    상기 패드부에 구비되는 공진기;
    상기 공진기와 소정의 높이로 간격을 가지는 접지면부; 및
    상기 공진기와 접지면부의 사이에 구비되는 다수의 금속 플레이트부를 포함하고,
    상기 공진기와 상기 다수의 금속 플레이트부의 사이의 이격거리는 상기 다수의 금속 플레이트부와 상기 접지면부의 사이의 이격 거리보다 넓게 형성되며,
    상기 다수의 금속 플레이트부는 상기 무선 전력 전송 장치에서 발생되는 영상 전류(Image Current)를 제거함을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 플레이트부들의 사이에는 소정의 간격으로 슬롯부가 형성됨을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  3. 무선 전력 전송 장치에 있어서,
    무선 전력 전송용 패드부;
    상기 패드부내에 구비되어 무선 전력 수신기에 충전 전력을 전송하는 공진기;
    상기 패드부의 외측에 구비되어 상기 공진기와 소정의 높이로 기설정된 간격을 가지는 접지면부; 및
    상기 공진기와 접지면부의 사이에 구비되는 다수의 금속 플레이트부를 포함하고,
    상기 다수의 금속 플레이트부들의 사이에는 소정의 간격으로 슬롯부가 형성되며,
    상기 공진기와 상기 다수의 금속 플레이트부의 사이의 이격거리는 상기 다수의 금속 플레이트부와 상기 접지면부의 사이의 이격 거리보다 넓게 형성되고,
    상기 다수의 금속 플레이트부는 상기 무선 전력 전송 장치에서 발생되는 영상 전류(Image Current)를 제거함을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 플레이트부들의 면적은 상기 공진기의 면적보다 같거나 크게 형성됨을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 플레이트부들의 면적은 상기 접지면부보다 같거나 작게 형성됨을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 플레이트부들은 2개 이상의 조각 금속면으로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 슬롯부는 상기 금속 플레이트부들의 사이에서 일정한 간격으로 나누어짐을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬롯부는 격자 모양의 형상으로 배치됨을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 플레이트부들은 상기 무선 전력 전송 장치에서 발생되는 영상 전류(Image Current)를 제거함을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 접지면부 및 상기 금속 플레이트부들은 금속 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 공진기는 루프 공진기로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  12. 제 3 항에 있어서, 상기 공진기와 접지면부의 사이의 간격은 상기 슬롯부의 간격보다 넓게 함을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 공진기의 폭은 상기 패드부의 폭보다 작게 형성함을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.
  14. 삭제
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