WO2019009639A1 - 일정한 피치를 가지는 수신 코일을 포함하는 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

일정한 피치를 가지는 수신 코일을 포함하는 무선 전력 전송 시스템 Download PDF

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WO2019009639A1
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wire
wireless power
receiving coil
diameter
pitch
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PCT/KR2018/007628
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English (en)
French (fr)
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조인귀
김상원
김성민
문정익
윤재훈
이호진
장동원
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한국전자통신연구원
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmission system.
  • the size of the wireless power transmitting apparatus and the wireless power receiving apparatus that wirelessly transmit and receive power.
  • the density of the transmitting coil and the receiving coil included in each of the wireless power transmitting apparatus and the wireless power receiving apparatus can be increased.
  • the receiving coil may be wound more closely in order to obtain a high inductance while considering the space inside the device. If the receiving coils are wound more tightly, the efficiency of receiving power can be reduced and heat can be generated. The heat generated in the receiving coil reduces the magnitude of the current output from the receiving coil, thereby hindering fast charging.
  • the present invention proposes a structure of a receiving coil of a wireless power transmission system that improves the efficiency of receiving power and reduces the amount of heat energy generated.
  • a wireless power receiving apparatus comprising: a coil through which a current due to a magnetic field generated by a transmission coil of a wireless power transmission apparatus flows; a first wire including concentric circles; And a receiving coil formed of a second wire not including a concentric circle, wherein the receiving coil is wound around the same center of the first wire and the second wire.
  • the diameter of the second wire corresponds to the pitch of the first wire.
  • the diameter of the second wire corresponds to N times the diameter of the first wire (N is an integer greater than 1).
  • a wireless power receiving apparatus in which the diameter of the first wire and the diameter of the second wire are equal to each other.
  • the diameter of the second wire corresponds to the diameter of the concentricity of the first wire.
  • the first wire and the second wire are disposed coplanar within the receiving coil.
  • a wireless power receiving apparatus in which the concentricity of the first wire is a ridge wire is provided.
  • the second wire is used to maintain the pitch of the first wire.
  • a pitch of the first wire is associated with an internal resistance of the receiving coil.
  • the internal resistance of the receiving coil decreases.
  • a wireless power receiving apparatus includes a receiving coil through which a current due to a magnetic field generated by a transmitting coil of a wireless power transmitting apparatus flows, and the receiving coil includes: There is provided a wireless power receiving apparatus comprising a first wire and a second wire for holding the pitch of the first wire without including the concentricity.
  • the diameter of the second wire corresponds to the pitch of the first wire.
  • the diameter of the second wire corresponds to N times the diameter of the first wire (N is an integer greater than 1).
  • a wireless power receiving apparatus in which the diameter of the first wire and the diameter of the second wire are equal to each other.
  • the diameter of the second wire corresponds to the diameter of the concentricity of the first wire.
  • the first wire and the second wire are disposed coplanar within the receiving coil.
  • a wireless power receiving apparatus in which the concentricity of the first wire is a ridge wire is provided.
  • the second wire is used to maintain the pitch of the first wire.
  • a pitch of the first wire is associated with an internal resistance of the receiving coil.
  • the internal resistance of the receiving coil decreases.
  • the structure of the receive coil according to one embodiment can be used to improve the efficiency of receiving power and reduce the amount of thermal energy generated.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a receiving coil of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the receiving coil of Fig. 2.
  • FIG 4 is an exemplary view for explaining the current density inside the first wire according to the direction of the current flowing in the first wire in the receiving coil according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of a receiving coil of a wireless power receiving apparatus according to another embodiment.
  • first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.
  • the terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a wireless power transmission apparatus 110 and a wireless power reception apparatus 120 according to an embodiment.
  • the wireless power transmission apparatus 110 is a device that supplies power to a wireless power receiving apparatus 120 that is not physically connected using a wire.
  • the wireless power receiving apparatus 120 may provide the power supplied from the wireless power transmitting apparatus 110 to a load connected to the wireless power receiving apparatus 120.
  • the wireless power transmission apparatus 110 may generate a magnetic field in a space including the wireless power receiving apparatus 120 to supply power to the wireless power receiving apparatus 120.
  • the wireless power transmission apparatus 110 can convert the power input from an external power source (battery, commercial AC power source) into a magnetic field.
  • the wireless power transmission apparatus 110 includes an AC-RF transmitter 111, a controller 112, a monitoring unit 113, and a controller 114, in order to generate a magnetic field in a space including the wireless power receiving apparatus 120.
  • a transmit coil 114 The wireless power transmission device 110 converts an input AC signal (e.g., commercial AC power) into an RF signal used to generate a magnetic field in the transmission coil 114, using an AC-RF transmitter 111 can do.
  • the AC-RF transmitter 111 may include an inverter.
  • the wireless power transmission apparatus 110 can use the monitoring unit 113 to input an RF signal to the transmission coil 114 or perform impedance matching and tracking of the state of the transmission coil 114.
  • the wireless power transmission apparatus 110 can control the AC-RF transmitter 111 and the monitoring unit 113 using the controller 112.
  • the wireless power transmission device 110 can use the controller 112 to control power efficiency and control the frequency of the RF signal.
  • the wireless power transmission apparatus 110 and the wireless power reception apparatus 120 may use an RF signal to transmit and receive power wirelessly. Accordingly, the wireless power transmission apparatus 110 and the wireless power reception apparatus 120 may include a complex radio wave circuit including a circuit to which a DC / RF conversion technique or an RF / DC conversion technique is applied.
  • the wireless power receiving apparatus 120 may include a receiving coil 121 through which a current due to a magnetic field generated by the transmitting coil 114 flows when the receiving coil 120 is disposed in a space adjacent to the transmitting coil 114.
  • the receiving coil 121 may have a loop structure or an antenna structure for receiving a magnetic field for power supply and data transmission.
  • the wireless power transmitting device 110 and the wireless power receiving device 120 may transmit power using magnetic resonance or magnetic induction.
  • the receiving coil 121 is disposed in a space adjacent to the transmitting coil 114 (i.e., a space in which a magnetic field generated in the transmitting coil 114 exists)
  • the current induced by the magnetic field generated in the transmitting coil 114 May flow to the receiving coil 121.
  • a magnetic resonance due to a magnetic field generated in the transmission coil 114 is generated in the reception coil 121, so that a current can flow in the reception coil 121.
  • the current flowing in the receiving coil 121 may be an alternating current whose magnitude changes with time.
  • the wireless power receiving apparatus 121 may include a monitoring unit 122 for monitoring an alternating current flowing in the receiving coil 121 or for performing impedance matching.
  • the wireless power receiving apparatus 121 may include an RF-DC rectifier 123 for converting an alternating current output from the receiving coil 121 into a direct current.
  • the wireless power receiving apparatus 121 may include a DC-DC converter 124 for changing the magnitude of the DC current converted in the RF-DC rectifier 123.
  • the wireless power receiving apparatus 121 includes an application combiner 121 for changing the direct current in consideration of the load in order to supply the power obtained from the receiving coil 121 to an external load (for example, a circuit using the obtained power) (125).
  • the wireless power receiving apparatus 121 may include a communicator 126 that performs communication using the magnetic field between the transmitting coil 114 and the receiving coil 121.
  • the RF-DC rectifier 123 can be generated.
  • the heat generated in the receiving coil 121 can reduce the efficiency with which the wireless power receiving apparatus 120 receives power.
  • the structure of the receiving coil 121 of the wireless power receiving apparatus 120 may have a structure for reducing or preventing heat generated in the receiving coil 121. [ In other words, the receiving coil 121 can be designed to solve the heating problem that occurs in the wireless power transmission process.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a receiving coil of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment.
  • the receiving coil may include a first wire 210 and a second wire 220.
  • the first wire 210 may include a copper core.
  • the concentricity included in the first wire 210 may be a twisted ridge wire of a plurality of enamel coated wires (e.g., a conductor wire having a diameter of 0.04 mm to 0.05 mm).
  • a current due to the magnetic field generated by the transmission coil of the wireless power transmission apparatus can flow through the first wire 210.
  • the second wire 220 may not include concentricity. Further, the second wire 220 may be a wire without imaginary loss. Therefore, a current due to the magnetic field generated by the transmission coil may not flow in the second wire 220.
  • the receiving coil may have a spiral structure in which the first wire 210 and the second wire 220 are wound on the same plane with respect to the same center.
  • a receiving coil having a spiral structure can be applied to a two-dimensional pad that can be integrated in a circuit.
  • a space between the wound wires is referred to as a pitch.
  • the second wire 220 is present at the pitch of the first wire 210, (210) may be present at the pitch of the second wire (220).
  • the second wire 220 may be used to adjust the pitch of the first wire 210. 2, since the second wire 220 is present at the pitch of the first wire 210, the pitch of the first wire 210 can be kept constant by the second wire 220 . As a result, the pitch of the first wires 210 can be precisely adjusted without increasing the thickness and size of the wireless power receiving apparatus.
  • the amount of thermal energy generated in the first wire 210 may be related to the pitch of the first wire 210.
  • the density of the current flowing within the first wire 210 can cause heat to be generated in the first wire 210.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the receiving coil of Fig. 2.
  • Fig. Fig. 3 shows a cross section of the receiving coil of Fig. 2 in the x-axis.
  • the first wire and the second wire can be simultaneously wound around the same center axis 310.
  • the inner diameter 320 of the receiving coil is a space including the center axis, which means the diameter of the empty space in which the first wire and the second wire do not exist in the receiving coil.
  • the outer diameter 330 of the receiving coil means the diameter of the wire wound on the outermost of the first wire and the second wire in the receiving coil.
  • the diameter of the first wire or the second wire means the diameter of the object constituting the first wire or the second wire (for example, the ridge wire in the case of the first wire).
  • the second wire can be disposed at the pitch of the first wire.
  • the diameter of the second wire can correspond to the pitch of the first wire.
  • the second wire can be used to maintain or adjust the pitch of the first wire. For example, when the diameter of the second wire matches the diameter of the first wire, the pitch of the first wire may match the diameter of the first wire.
  • the diameter of the second wire may correspond to N times the diameter of the first wire (N is an integer greater than one).
  • the pitch of the first wire can be N times the diameter of the first wire.
  • the diameter of the second wire can be two or three times the diameter of the first wire.
  • the diameter of the second wire may be smaller than the diameter of the first wire. The diameter of the second wire can be determined based on the relationship between the pitch of the first wire and the heat energy generated in the receiving coil.
  • the heat energy generated in the receiving coil can be reduced without increasing the size of the receiving coil.
  • the amount of heat energy generated in the receiving coil may vary according to the current density inside the first wire.
  • FIG. 4 is an exemplary view for explaining the current density inside the first wire according to the direction of the current flowing in the first wire in the receiving coil according to an embodiment. It is assumed that the structure of the receiving coil including the first wire of Fig. 4 is a spiral structure as shown in Fig. For convenience of explanation, illustration of the second wire is omitted.
  • FIG. 4 there is shown a concentric cross section 410, 411, 420, 421 included in a first wire spaced by a pitch controlled by a second wire.
  • the density of the current inside the first wire may be different in the first wire.
  • the density of the current in the first wire may vary depending on the magnitude, direction and frequency of the current flowing in the first wire.
  • the phenomenon that the density of the current in the first wire varies depending on the magnitude, direction, and frequency of the current flowing in the first wire is referred to as a proximity effect.
  • the skin effect is a kind of proximity effect in which the current density inside the conductor changes with the arrangement of the conductors when the conductor (for example, concentric circles included in the first wire) of the current is parallel to each other . The closer the frequency to the conductor is, the narrower the spacing of the parallel conductors (for example, the pitch of the first wire), the larger the proximity effect or the skin effect.
  • the proximity effect or skin effect may also occur where the first wire bends.
  • the proximity effect or the skin effect may cause an increase in the AC resistance, resulting in a loss of current due to the resistance.
  • the current flowing in the first wire may have an uneven distribution. 4, when the first wire is wound so that a current in the opposite direction flows through the end faces 410 and 411 (for example, at the end face 410, the current flows in the direction passing through the sheet, 411), the current flowing in the end faces 410, 411 can be concentrated in the direction in which the end faces 410, 411 face each other. Therefore, the density of the current in the region adjacent to the pitch among the cross sections 410 and 411 can be increased.
  • the flow of current through the cross sections 410, 411, 420, and 421 can be interrupted.
  • the interruption of the flow of current can cause an increase in the internal resistance of the first wire.
  • the receiving coil according to an embodiment can adjust the pitch of the first wire using the second wire to mitigate the proximity effect or skin effect generated inside the first wire.
  • the proximity effect or skin effect generated inside the first wire is relaxed, so that the internal resistance of the first wire may not be increased. By not increasing the internal resistance of the first wire, the power receiving efficiency of the receiving coil can be improved.
  • the above-mentioned proximity effect or skin effect can be modeled by an equivalent circuit.
  • 5 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a wireless power transmission apparatus 510 and a wireless power reception apparatus 520 according to an embodiment.
  • the transmission coil and the reception coil of the wireless power transmission apparatus 510 and the wireless power reception apparatus 520 include two inductors (the inductances of the inductors L1 and L2, respectively, and the mutual inductance of the inductors are M)
  • the parasitic resistance R1 and the parasitic resistance R2 can correspond to the internal resistance of the coil.
  • the above-mentioned proximity effect or skin effect can increase parasitic resistance R1 or parasitic resistance R2. Therefore, the parasitic resistance R1 or the parasitic resistance R2 can be changed depending on the structure of the transmission coil and the reception coil.
  • wireless power transmission efficiency may be determined as a ratio of the power P IN for feeding in power P L and the wireless power transmission apparatus 510 of the resistance R L have.
  • wireless power transmission efficiency Can be determined based on Equation (1).
  • the wireless power transmission efficiency It can be seen that the parasitic resistance R1 and the parasitic resistance R2 must be reduced. In particular, it can be seen that the parasitic resistance R2 associated with the secondary coil should be small. In addition, the wireless power transmission efficiency May be closely related to fever problems. Depending on the structure of the transmitting coil and the receiving coil, the parasitic resistance R1 and the parasitic resistance R2 can be increased. In this case, the wireless power transmission efficiency Can be reduced.
  • the receiving coil of the wireless power receiving apparatus 520 includes the second wire for maintaining the pitch of the first wire including the concentricity, so that the parasitic resistance R2 has a relatively small value Lt; / RTI > Since the parasitic resistance R2 has a relatively small value, the wireless power transmission efficiency Can be improved, and the amount of heat energy generated in the wireless power receiving apparatus 520 can be reduced.
  • Table 1 shows the magnitude of the current flowing in the receiving coil and the temperature of the receiving coil (i.e., the amount of thermal energy generated in the receiving coil) according to the structure of the receiving coil of the wireless power receiving apparatus 520 according to the embodiment It is a measured table.
  • the transmit coil has a turn number of 10 turns, the inductance value is 5.5 [mu] m, and the Q value can be 85.
  • Case 1 to Case 4 in Table 1 indicate structures and measured results of four different receiving coils corresponding to the transmitting coil.
  • Case 1 is a receiving coil having a general coil structure (ie, a receiving coil manufactured by winding a general copper wire without a second wire)
  • Case 2 is a receiving coil in which a copper wire used in the receiving coil of Case 1 is replaced with a ridge wire
  • 3 to Case 4 correspond to the receiving coil including the second wire for holding the pitch of the first wire including the ridge wire as the receiving coil according to an embodiment.
  • the second wire of Case 3 to Case 4 may be disposed at the pitch of the first wire in consideration of the proximity effect or the skin effect.
  • the temperature characteristics in Table 1 were measured 10 minutes after the transmit coil and the receive coil were operated.
  • the pitch of the receiving coil having the general coil structure of Case 1 can converge to 0 as the copper wire is tightly wound.
  • Case 2 shows the result of experiment on the receiving coil wound by 17 turns like the coil structure of Case 1 as the receiving coil which replaced the copper wire used in the receiving coil of Case 1 with the ridge wire.
  • the receiving coil of Case 2 has an inductance value of 13.3 uH and a Q value of 43.2.
  • the receiving coil in case 3 is a 9-turn receiving coil with a ridge wire. It has an inductance value of 3.58 uH and a Q value of 21.4.
  • the outer diameters of the receiving coils of Case 1 to Case 4 are all the same.
  • the pitches of the receiving coils of Case 3 and Case 4 can be determined by the diameter level of the ridge wire. That is, the diameters of the second wires of the receiving coils of Case 3 and Case 4 may correspond to the diameter of the ridge wire.
  • the receiving coil of Case 4 is a structure that has two more turns around the inner diameter, and the inner diameter is relatively smaller. The difference between the receiving coil of Case 3 and the receiving coil of Case 4 is that the first wire is wound 9 turns and 11 turns, respectively.
  • the internal resistance R2 of the receiving coil is 0.270817 ?, 0.321621 ?, 0.135738 ?, 0.146877 ?, and the receiving coil of Case 3 can have the lowest internal resistance.
  • Case 1's receive coil (typically the receive coil used for wireless charging) has a 68% efficiency at a 0.85A load and a temperature of 41.6 ° C. It can be seen that the receiving coil of Case 3 has a temperature of 37.8 ° C at 0.85A load, so that less thermal energy is generated than the receiving coil of Case 1. Comparing the temperature (54.4 °C) of the receiving coil of Case 3 with the receiving coil of Case 1, the temperature decreased from 75.3 °C to 54.4 °C and the receiving coil of Case 3 with low internal resistance showed excellent temperature characteristic As shown in Fig.
  • the receiving coil of Case 3 or Case 4 is compared with the receiving coil of Case 1 or Case 2, the receiving coil having a relatively large pitch considering the proximity effect has a better temperature characteristic As shown in Fig. Particularly, when a relatively large current flows in the receiving coil for rapid charging, it can be seen that the structure of the receiving coil becomes a more important factor for heat generation.
  • the receiving coil may have a helical structure in which the first wire 610 and the second wire 620 included in the receiving coil are helically wound as well as the spiral structure of FIG.
  • the first wire 610 may include a concentricity through which a current generated by a magnetic field existing around the reception coil flows, and the second wire 620 may not include the concentricity.
  • the receiving coil can be generated by winding the first wire 610 and the second wire 620 along the same center.
  • the second wire 620 may be disposed at the pitch of the first wire 610 wound.
  • the diameter of the second wire 620 may correspond to the diameter of the first wire or the diameter of the concentric (e.g., ridge wire) included in the first wire.
  • the size of the pitch of the first wire 610 may correspond to the diameter of the second wire 620, that is, the diameter of the first wire or the diameter of the concentric circle included in the first wire.
  • the diameter of the second wire 620 may correspond to N times the diameter of the first wire 610 (N is an integer greater than one).
  • the pitch of the first wire 610 may be N times the diameter of the second wire 610.
  • the diameter of the second wire 620 may be two or three times the diameter of the first wire 610.
  • the diameter of the second wire 620 may be less than the diameter of the first wire 610.
  • the diameter of the second wire 620 can be determined based on the relationship between the pitch of the first wire 610 and the heat energy generated in the receiving coil. More specifically, the diameter of the second wire 620 can be determined based on the relationship between the parasitic resistance R 2 of Equation 1 and the pitch of the first wire 610.
  • the proximity generated by the first wire 610 can be alleviated.
  • the proximity effect or skin effect generated at the first wire 610 is relaxed, the parasitic resistance of the receiving coil can be reduced.
  • the parasitic resistance of the receiving coil is reduced, the amount of thermal energy generated in the receiving coil can be reduced and the wireless power transfer efficiency of the receiving coil can be improved.
  • the receiving coil according to an embodiment can be formed by simultaneously tightly winding the first wire 610 including concentricity and the second wire 620 not including concentricity, thereby increasing the size of the receiving coil
  • the problem that the internal resistance (or parasitic resistance) of the coil increases due to the proximity effect or the skin effect can be solved.
  • the size of the receiving coil included in the small device becomes smaller, which may cause a heat generation problem and a lowering of transmission efficiency.
  • the Q value of the resonator included in each of the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus may affect the wireless power transmission efficiency.
  • the internal resistance of the receiving coil which is a secondary resonant coil, may affect the wireless power transmission efficiency.
  • the internal resistance of the receiving coil is determined based on the proximity effect or the skin effect, and the receiving coil according to an embodiment uses the second wire 620 to relax the proximity effect and the skin effect, thereby lowering the internal resistance of the receiving coil ,
  • the wireless power transmission efficiency can be improved.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a receiving coil of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment.
  • a first wire including concentricity and a second wire not including concentricity can be coupled to each other.
  • the diameter of the second wire may correspond to the diameter of the first wire or the concentricity contained in the first wire.
  • the concentricity of the first wire can be a ridge wire.
  • the second wire may be a lossless imaginary wire that does not include concentricity.
  • the combined first wire and the second wire may be wound along the same center.
  • the first wire and the second wire wound may have a spiral structure.
  • the first and second wires wound may have a helical structure.
  • the pitch of the first wire or the second wire can be maintained at a constant value.
  • the pitch of the first wire may correspond to the diameter of the second wire
  • the pitch of the second wire may also correspond to the diameter of the first wire.
  • the pitch of the first wire is maintained at a constant value, the proximity effect and the skin effect generated in the wound first wire can be alleviated. Therefore, the parasitic resistance of the receiving coil can have a relatively small value, and relatively small thermal energy can be generated. Furthermore, the wireless power transmission efficiency of the receiving coil can be improved.
  • the components described in the embodiments may be implemented by a programmable logic device such as one or more DSP (Digital Signal Processor), a processor, a controller, an application specific integrated circuit (ASIC), and a field programmable gate array Logic Element, other electronic devices, and combinations thereof.
  • DSP Digital Signal Processor
  • ASIC application specific integrated circuit
  • At least some of the functions or processes described in the embodiments may be implemented by software, and the software may be recorded in a recording medium.
  • the components, functions and processes described in the embodiments may be implemented by a combination of hardware and software.
  • the apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components.
  • the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions.
  • the processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software.
  • the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG.
  • the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller.
  • Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded.
  • the software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave.
  • the software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner.
  • the software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
  • the program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software.
  • Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치에 있어서, 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 흐르는 코일로, 동심을 포함하는 제1 와이어 및 상기 제1 와이어의 피치에 위치하고, 동심을 포함하지 않는 제2 와이어로 구성된 수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일은 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 동일한 중심에 따라 감겨진 것인 무선 전력 수신 장치가 제공된다.

Description

일정한 피치를 가지는 수신 코일을 포함하는 무선 전력 전송 시스템
본 발명은 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
다양한 디바이스에 적용되기 위하여, 무선으로 전력을 송수신하는 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 크기를 줄일 필요가 있다. 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 크기가 줄어듦에 따라, 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치 각각에 포함된 송신 코일 및 수신 코일의 밀도가 증가될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰과 같은 작은 디바이스에 수신 코일을 삽입하는 경우, 디바이스 내부의 공간을 고려하면서 높은 인덕턴스를 획득하기 위하여, 수신 코일이 상대적으로 더 촘촘히 감겨질 수 있다. 수신 코일이 상대적으로 더 촘촘히 감겨지는 경우, 전력을 수신하는 효율이 감소될 수 있고, 열이 발생될 수 있다. 수신 코일에서 발생되는 열은 수신 코일에서 출력되는 전류의 크기를 줄임으로써, 고속 충전을 방해할 수 있다.
본 발명은 전력을 수신하는 효율을 개선하고 발생되는 열 에너지의 양을 줄이는 무선 전력 전송 시스템의 수신 코일의 구조를 제안한다.
일실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치에 있어서, 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 흐르는 코일로, 동심을 포함하는 제1 와이어 및 상기 제1 와이어의 피치에 위치하고, 동심을 포함하지 않는 제2 와이어로 구성된 수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일은, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 동일한 중심에 따라 감겨진 것인 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어의 직경은, 상기 제1 와이어의 피치에 대응하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어의 직경은, 상기 제1 와이어의 직경의 N배(상기 N은 1 보다 큰 정수)에 대응하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 직경 및 상기 제2 와이어의 직경은 서로 동일한 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어의 직경은, 상기 제1 와이어의 동심의 직경에 대응하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는, 상기 수신 코일 내에서 동일 평면 상에 배치되는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 동심은 릿지 와이어인 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어는, 상기 제1 와이어의 피치를 유지하기 위해 사용되는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 피치는, 상기 수신 코일의 내부 저항과 연관되는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 피치가 증가할수록, 상기 수신 코일의 내부 저항이 작아지는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치에 있어서, 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 흐르는 수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일은, 상기 전류가 흐르는 동심이 포함된 제1 와이어 및 상기 동심을 포함하지 않고 상기 제1 와이어의 피치를 유지하기 위한 제2 와이어를 포함하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어의 직경은, 상기 제1 와이어의 피치에 대응하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어의 직경은, 상기 제1 와이어의 직경의 N배(상기 N은 1 보다 큰 정수)에 대응하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 직경 및 상기 제2 와이어의 직경은 서로 동일한 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어의 직경은, 상기 제1 와이어의 동심의 직경에 대응하는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는, 상기 수신 코일 내에서 동일 평면 상에 배치되는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 동심은 릿지 와이어인 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 와이어는, 상기 제1 와이어의 피치를 유지하기 위해 사용되는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 피치는, 상기 수신 코일의 내부 저항과 연관되는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 와이어의 피치가 증가할수록, 상기 수신 코일의 내부 저항이 작아지는 무선 전력 수신 장치가 제공된다.
일실시예에 따른 수신 코일의 구조를 이용하여, 전력을 수신하는 효율을 개선하고 발생되는 열 에너지의 양을 줄일 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신 코일의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 수신 코일의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 수신 코일에서, 제1 와이어에 흐르는 전류의 방향에 따른 제1 와이어 내부의 전류 밀도를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 등가 회로를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신 코일의 구조를 도시한 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(110) 및 무선 전력 수신 장치(120)의 구조를 도시한 도면이다.
무선 전력 송신 장치(110)는 도선을 이용하여 물리적으로 연결되지 않은 무선 전력 수신 장치(120)로 전력을 공급하는 장치이다. 무선 전력 수신 장치(120)는 무선 전력 수신 장치(120)와 연결된 부하에, 무선 전력 송신 장치(110)로부터 공급 받은 전력을 제공할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 무선 전력 수신 장치(120)로 전력을 공급하기 위하여, 무선 전력 수신 장치(120)를 포함하는 공간에 자기장을 생성할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 외부의 전력원(배터리, 상용 교류 전원)으로부터 입력된 전력을 자기장으로 변환할 수 있다.
도 1을 참고하면, 무선 전력 송신 장치(110)는 무선 전력 수신 장치(120)를 포함하는 공간에 자기장을 생성하기 위하여, AC-RF 송신기(111), 컨트롤러(112), 모니터링부(113) 및 송신 코일(114)을 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 AC-RF 송신기(111)를 이용하여, 입력된 교류 신호(예를 들어, 상용 교류 전원)를, 송신 코일(114)에서 자기장을 생성하는데 이용되는 RF 신호로 변환할 수 있다. 교류 신호를 RF 신호로 변환하기 위하여, AC-RF 송신기(111)는 인버터를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 모니터링부(113)를 이용하여, RF 신호를 송신 코일(114)로 입력하거나, 임피던스 매칭 및 송신 코일(114)의 상태 추적을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(110)는 컨트롤러(112)를 이용하여 AC-RF 송신기(111) 및 모니터링부(113)를 제어할 수 있다. 더 나아가서, 무선 전력 송신 장치(110)는 컨트롤러(112)를 이용하여 전력 효율을 제어하고, RF 신호의 주파수를 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(110) 및 무선 전력 수신 장치(120)는 전력을 무선으로 송수신하기 위하여, RF 신호를 이용할 수 있다. 따라서, 무선 전력 송신 장치(110) 및 무선 전력 수신 장치(120)는 DC/RF 변환 기술 또는 RF/DC 변환 기술이 적용된 회로를 포함하는 복합적인 전파 회로를 포함할 수 있다.
RF 신호가 송신 코일(114)에 입력됨에 따라, 자기장이 송신 코일(114)과 인접한 공간에 생성될 수 있다. 무선 전력 수신 장치(120)는 송신 코일(114)과 인접한 공간에 배치되는 경우, 송신 코일(114)에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 흐르는 수신 코일(121)을 포함할 수 있다. 수신 코일(121)은 전력의 공급 및 데이터의 전송을 위한 자기장을 수신하는 루프 구조 또는 안테나 구조를 가질 수 있다.
무선 전력 송신 장치(110) 및 무선 전력 수신 장치(120)는 자기 공명 또는 자기 유도를 이용하여 전력을 전송할 수 있다. 수신 코일(121)이 송신 코일(114)과 인접한 공간(즉, 송신 코일(114)에서 발생된 자기장이 존재하는 공간)에 배치되는 경우, 송신 코일(114)에서 발생된 자기장에 의해 유도된 전류가 수신 코일(121)에 흐를 수 있다. 또는, 송신 코일(114)에서 발생된 자기장에 의한 자기 공명이 수신 코일(121)에서 발생됨으로써, 전류가 수신 코일(121)에 흐를 수 있다. 수신 코일(121)에 흐르는 전류는 그 크기가 시간에 따라 변경되는 교류 전류일 수 있다.
무선 전력 수신 장치(121)는 수신 코일(121)에 흐르는 교류 전류를 모니터링하거나 임피던스 매칭을 수행하는 모니터링부(122)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(121)는 수신 코일(121)에서 출력되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 RF-DC 정류기(123)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(121)는 RF-DC 정류기(123)에서 변환된 직류 전류의 크기를 변경하는 DC-DC 변환기(124)를 포함할 수 있다. 무선 전력 수신 장치(121)는 수신 코일(121)로부터 획득된 전력을 외부의 부하(예를 들어, 획득된 전력을 사용하는 회로)로 공급하기 위하여, 부하를 고려하여 직류 전류를 변경하는 애플리케이션 결합기(125)를 포함할 수 있다. 이외에도, 무선 전력 수신 장치(121)는 송신 코일(114) 및 수신 코일(121) 사이의 자기장을 이용하여 통신을 수행하는 통신기(126)를 포함할 수 있다.
전력이 무선 전력 송신 장치(110)에서 무선 전력 수신 장치(120)로 공급되는 동안, 무선 전력 송신 장치(110)에 포함된 인버터, RF-DC 정류기(123)뿐만 아니라, 수신 코일(121)에서 열이 발생될 수 있다. 수신 코일(121)에서 발생되는 열은 무선 전력 수신 장치(120)가 전력을 수신하는 효율을 줄일 수 있다. 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(120)의 수신 코일(121)의 구조는 수신 코일(121)에서 발생되는 열을 줄이거나 방지하는 구조를 가질 수 있다. 바꾸어 말하면, 수신 코일(121)은 무선 전력 전송 과정에서 발생되는 발열 문제를 해결하도록 설계될 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신 코일의 구조를 도시한 도면이다.
수신 코일은 제1 와이어(210) 및 제2 와이어(220)를 포함할 수 있다. 제1 와이어(210)는 동심(copper core)을 포함할 수 있다. 제1 와이어(210)에 포함된 동심은 극세선의 에나멜 코팅된 복수의 와이어들(예를 들어, 0.04mm 내지 0.05mm의 직경을 가지는 도체 와이어)이 꼬인 릿지 와이어일 수 있다. 무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 제1 와이어(210)에 흐를 수 있다. 제2 와이어(220)는 동심을 포함하지 않을 수 있다. 더 나아가서, 제2 와이어(220)는 허수의 손실이 없는 와이어일 수 있다. 따라서, 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 제2 와이어(220)에 흐르지 않을 수 있다.
도 2를 참고하면, 수신 코일은, 제1 와이어(210) 및 제2 와이어(220)가 동일한 중심을 기준으로 동일 평면상에 감겨지는 스파이럴 구조를 가질 수 있다. 스파이럴 구조를 가지는 수신 코일은 회로에 집적될 수 있는 2차원 패드에 적용될 수 있다. 송신 코일 또는 수신 코일을 구성하는 와이어에서, 감겨진 와이어 사이의 공간을 피치라 한다. 도 2를 참고하면, 제1 와이어(210) 및 제2 와이어(220)가 동일 평면상에 위치됨에 따라, 제2 와이어(220)가 제1 와이어(210)의 피치에 존재하고, 제1 와이어(210)가 제2 와이어(220)의 피치에 존재할 수 있다.
제2 와이어(220)는 제1 와이어(210)의 피치를 조절하는데 이용될 수 있다. 도 2를 참고하면, 제2 와이어(220)가 제1 와이어(210)의 피치에 존재하기 때문에, 제1 와이어(210)의 피치가 제2 와이어(220)에 의해 일정한 크기로 유지될 수 있다. 결국, 제1 와이어(210)의 피치는 무선 전력 수신 장치의 두께 및 크기를 증가시키는 케이스 없이 정확히 조절될 수 있다.
송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 제1 와이어(210)에 흐름에 따라, 열이 제1 와이어(210)에서 발생될 수 있다. 제1 와이어(210)에서 발생되는 열 에너지의 양은 제1 와이어(210)의 피치와 연관될 수 있다. 인접한 제1 와이어(210)에서, 제1 와이어(210) 내부에 흐르는 전류의 밀도가 제1 와이어(210)에서 발생되는 열을 야기할 수 있다.
도 3은 도 2의 수신 코일의 단면을 도시한 도면이다. 도 3은 도 2의 수신 코일의 x축에서의 단면을 도시한 것이다. 제1 와이어 및 제2 와이어는 동일한 중심축(310)을 기준으로 동시에 감겨질 수 있다. 수신 코일의 내경(320)은 중심축을 포함하는 공간으로써, 수신 코일에서 제1 와이어 및 제2 와이어가 존재하지 않는 빈 공간의 직경을 의미한다. 수신 코일의 외경(330)은 수신 코일에서 제1 와이어 및 제2 와이어 중 제일 바깥쪽에 감겨진 와이어의 직경을 의미한다. 제1 와이어 또는 제2 와이어의 직경은 제1 와이어 또는 제2 와이어를 구성하는 물체(예를 들어, 제1 와이어의 경우, 릿지 와이어)의 직경을 의미한다.
도 3을 참고하면, 제1 와이어 및 제2 와이어가 동일한 중심축(310)을 기준으로 동시에 감겨짐에 따라, 제2 와이어가 제1 와이어의 피치에 배치될 수 있다. 제1 와이어 및 제2 와이어를 동시에 촘촘히 감는 경우, 제2 와이어의 직경이 제1 와이어의 피치에 대응할 수 있다. 이 경우, 제2 와이어는 제1 와이어의 피치를 유지하거나 조절하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 제2 와이어의 직경이 제1 와이어의 직경과 일치하는 경우, 제1 와이어의 피치는 제1 와이어의 직경과 일치할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 제2 와이어의 직경은 제1 와이어의 직경의 N배(N은 1 보다 큰 정수)에 대응할 수 있다. 이 경우, 제2 와이어가 제1 와이어의 피치에 배치되므로, 제1 와이어의 피치는 제1 와이어의 직경의 N배가 될 수 있다. 예를 들어, 제2 와이어의 직경은 제1 와이어의 직경의 2배 또는 3배가 될 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 제2 와이어의 직경은 제1 와이어의 직경보다 작을 수 있다. 제2 와이어의 직경은 제1 와이어의 피치 및 수신 코일에서 발생되는 열 에너지의 관계에 기초하여 결정될 수 있다.
동심을 포함하는 제1 와이어 및 동심을 포함하지 않는 제2 와이어를 동시에 촘촘히 감는 경우, 수신 코일의 크기가 증가하지 않으면서, 수신 코일에서 발생되는 열 에너지가 감소될 수 있다. 전류가 동심을 포함하는 제1 와이어에 흐르는 경우, 수신 코일에서 발생되는 열 에너지의 양은 제1 와이어 내부의 전류 밀도에 따라 달라질 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 수신 코일에서, 제1 와이어에 흐르는 전류의 방향에 따른 제1 와이어 내부의 전류 밀도를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 4의 제1 와이어를 포함하는 수신 코일의 구조는 도 2와 같은 스파이럴 구조인 것으로 가정한다. 설명의 편의를 위하여, 제2 와이어의 도시를 생략한다.
도 4를 참고하면, 제2 와이어에 의해 조절되는 피치만큼 이격된 제1 와이어에 포함된 동심의 단면(410, 411, 420, 421)이 도시된다. 송신 코일의 자기장에 의해 발생된 전류가 제1 와이어에 흐르는 경우, 제1 와이어의 형태로 인하여, 제1 와이어 내부의 전류의 밀도가 제1 와이어 내에서 서로 다를 수 있다. 제1 와이어 내부의 전류의 밀도는 제1 와이어에 흐르는 전류의 크기, 방향 및 주파수에 따라 달라질 수 있다.
제1 와이어 내부의 전류의 밀도가 제1 와이어에 흐르는 전류의 크기, 방향 및 주파수에 따라 달라지는 현상을 근접 효과라 한다. 표피 효과(skin effect)는 근접 효과의 일종으로써, 전류가 흐르는 도체(예를 들어, 제1 와이어에 포함된 동심)들이 서로 평행할 때에, 도체 내부의 전류 밀도가 도체의 배치에 따라 달라지는 현상이다. 도체에 흐르는 주파수가 높을수록, 평행한 도체의 간격(예를 들어, 제1 와이어의 피치)이 좁을수록, 근접 효과 또는 표피 효과가 크게 발생될 수 있다. 근접 효과 또는 표피 효과는 제1 와이어가 굽은 곳에서도 발생될 수 있다. 근접 효과 또는 표피 효과는 교류 저항의 증가를 야기하여, 저항에 의한 전류의 손실을 발생시킬 수 있다.
근접 효과 또는 표피 효과가 크게 발생될수록, 제1 와이어 내부에 흐르는 전류가 균일하지 않은 분포를 가질 수 있다. 도 4를 참고하면, 단면(410, 411)에 반대 방향의 전류가 흐르도록 제1 와이어가 감겨진 경우(예를 들어, 단면(410)에서, 전류는 시트를 통과하는 방향으로 흐르고, 단면(411)에서, 전류는 그 반대 방향으로 흐르는 경우), 단면(410, 411)에서 흐르는 전류는 단면(410, 411)이 서로 마주보는 방향으로 집중될 수 있다. 따라서, 단면(410, 411) 중에서 피치와 인접한 영역의 전류의 밀도가 증가될 수 있다.
도 4를 참고하면, 단면(420, 421)에 같은 방향의 전류가 흐르도록 제1 와이어가 감겨진 경우(예를 들어, 단면(420, 421)에서, 전류가 시트를 통과하는 방향으로 흐르는 경우), 단면(420, 421)에서 흐르는 전류는 단면(420, 421)이 서로 마주보는 방향의 반대 방향으로 집중될 수 있다. 따라서, 단면(420, 421) 중에서 피치의 반대쪽 영역의 전류의 밀도가 증가될 수 있다.
단면(410, 411, 420, 421)에서 전류의 밀도가 어느 한쪽으로 집중됨에 따라, 단면(410, 411, 420, 421)을 통과하는 전류의 흐름이 방해를 받을 수 있다. 전류의 흐름이 방해를 받는 것은 제1 와이어의 내부 저항의 증가를 야기할 수 있다. 일실시예에 따른 수신 코일은 제2 와이어를 이용하여 제1 와이어의 피치를 조절함으로써, 제1 와이어 내부에서 발생되는 근접 효과 또는 표피 효과를 완화할 수 있다. 제1 와이어 내부에서 발생되는 근접 효과 또는 표피 효과가 완화됨으로써, 제1 와이어의 내부 저항이 증가되지 않을 수 있다. 제1 와이어의 내부 저항이 증가되지 않음으로써, 수신 코일의 전력 수신 효율이 개선될 수 있다.
상술한 근접 효과 또는 표피 효과는 등가 회로로 모델링될 수 있다. 도 5는 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(510) 및 무선 전력 수신 장치(520)의 등가 회로를 도시한 도면이다. 도 5를 참고하면, 무선 전력 송신 장치(510) 및 무선 전력 수신 장치(520)의 송신 코일 및 수신 코일은 2개의 인덕터(각각 L1, L2의 인덕턴스를 가지고 인덕터들의 상호 인덕턴스는 M임) 및 2개의 인덕터 각각에 연결된 기생 저항(R1, R2)로 모델링될 수 있다. 기생 저항 R1 및 기생 저항 R2는 코일의 내부 저항에 대응할 수 있다. 상술한 근접 효과 또는 표피 효과는 기생 저항 R1 또는 기생 저항 R2를 증가시킬 수 있다. 따라서, 송신 코일 및 수신 코일의 구조에 따라 기생 저항 R1 또는 기생 저항 R2가 달라질 수 있다.
무선 전력 수신 장치(520)에 연결된 부하를 저항 R L로 모델링하는 경우, 무선 전력 전송 효율은 저항 R L의 전력 P L 및 무선 전력 송신 장치(510)에서 공급하는 전력 P IN의 비율로 결정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 전송 효율
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000001
은 수학식 1에 기초하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000002
수학식 1을 참고하면, 무선 전력 전송 효율
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000003
을 개선하기 위하여, 기생 저항 R1 및 기생 저항 R2가 감소되어야 함을 알 수 있다. 특히, 2차 코일과 연관된 기생 저항 R2가 작아야 함을 알 수 있다. 또한, 무선 전력 전송 효율
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000004
은 발열 문제와 밀접한 관련이 있을 수 있다. 송신 코일 및 수신 코일의 구조에 따라, 기생 저항 R1 및 기생 저항 R2가 증가할 수 있고, 이 경우, 무선 전력 전송 효율
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000005
이 감소될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(520)의 수신 코일은 동심을 포함하는 제1 와이어의 피치를 유지하기 위한 제2 와이어를 포함함으로써, 기생 저항 R2가 상대적으로 작은 값을 가질 수 있다. 기생 저항 R2가 상대적으로 작은 값을 가지므로, 무선 전력 전송 효율
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000006
이 개선될 수 있고, 무선 전력 수신 장치(520)에서 발생되는 열 에너지의 양이 줄어들 수 있다.
표 1은 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치(520)의 수신 코일의 구조에 따라 수신 코일에 흐르는 전류의 크기 및 수신 코일의 온도(즉, 수신 코일에서 발생되는 열 에너지의 양)를 실험적으로 측정한 표이다.
Figure PCTKR2018007628-appb-img-000007
표 1을 참고하면, 송신 코일은 10턴의 턴 수를 가지며, 인덕턴스 값은 5.5 um이고, Q 값은 85일 수 있다. 표 1의 Case 1 내지 Case 4는 상기 송신 코일에 대응하는 서로 다른 4개의 수신 코일 각각의 구조 및 측정된 결과를 의미한다. Case 1은 일반적인 코일 구조(즉, 제2 와이어 없이 일반적인 동선을 감아서 제작된 수신 코일)를 가진 수신 코일, Case 2는 Case 1의 수신 코일에 사용된 동선을 릿지 와이어로 대체한 수신 코일, Case 3 내지 Case 4는 일실시예에 따른 수신 코일로써, 릿지 와이어를 포함하는 제1 와이어의 피치를 유지하기 위한 제2 와이어를 포함하는 수신 코일에 대응한다. Case 3 내지 Case 4의 제2 와이어는 근접 효과 또는 표피 효과를 고려하여 제1 와이어의 피치에 배치될 수 있다. 표 1의 온도 특성은 송신 코일 및 수신 코일이 작동한지 10분 뒤에 측정된 것이다.
Case 1의 일반적인 코일 구조를 가진 수신 코일의 피치는, 동선이 촘촘히 감겨짐에 따라 0으로 수렴할 수 있다. Case 2는 Case 1의 수신 코일에 사용된 동선을 릿지 와이어로 대체한 수신 코일로써, Case 1의 코일 구조와 같이 17턴 만큼 감긴 수신 코일에서 실험한 결과를 나타낸다. 표 1을 참고하면, Case 2의 수신 코일은 13.3 uH의 인덕턴스 값을 가지고, 43.2의 Q 값을 가진다. Case 3의 수신 코일은 릿지 와이어로 9턴을 감은 수신 코일로, 3.58 uH의 인덕턴스 값을 가지고, 21.4의 Q 값을 가진다. Case 1 내지 Case 4의 수신 코일의 외경은 모두 동일하다. 다만, Case 3 및 Case 4의 수신 코일의 피치는 릿지 와이어의 직경 수준으로 결정될 수 있다. 즉, Case 3 및 Case 4의 수신 코일의 제2 와이어의 직경은 릿지 와이어의 직경에 대응할 수 있다. Case 4의 수신 코일은 내경에서 2턴 더 감겨진 구조로써, 내경이 상대적으로 더 작다. Case 3의 수신 코일 및 Case 4의 수신 코일의 차이는 제1 와이어가 각각 9턴, 11턴 감겨진 점에 있다.
Case 1 내지 4에서, 수신 코일의 내부 저항 R2 값들은 각각 0.270817 Ω, 0.321621 Ω, 0.135738 Ω, 0.146877 Ω 로써, Case 3의 수신 코일이 가장 적은 내부 저항을 가질 수 있다. Case 1의 수신 코일은(일반적으로 무선 충전을 위해 사용되는 수신 코일), 0.85A 부하에서의 효율이 68%, 온도가 41.6℃이다. Case 3의 수신 코일은, 0.85A 부하에서의 온도가 37.8℃로써, Case 1의 수신 코일보다 적은 열 에너지가 발생하였음을 알 수 있다. Case 3의 수신 코일의 1.5A 부하에서의 온도(54.4℃)를 Case 1의 수신 코일과 비교하면, 온도가 75.3℃에서 54.4℃로 감소하여, 내부저항이 적은 Case 3의 수신 코일이 우수한 온도 특성을 가짐을 확인 할 수 있다.
Case 3 또는 Case 4의 수신 코일을 Case 1 또는 Case 2의 수신 코일과 비교하면, 내부 저항이 적은 경우, 즉, 근접효과를 고려하여 상대적으로 큰 피치를 가지는 구조를 가지는 수신 코일이 보다 우수한 온도 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 특히, 급속 충전을 위해 상대적으로 큰 전류가 수신 코일에 흐르는 경우, 수신 코일의 구조가 발열에 더 중요한 요인이 됨을 알 수 있다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신 코일의 구조를 도시한 도면이다. 수신 코일은 도 2의 스파이럴 구조뿐만 아니라, 수신 코일에 포함된 제1 와이어(610) 및 제2 와이어(620)가 나선형으로 감긴 헬리컬(helical) 구조를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 와이어(610)는 수신 코일의 주변에 존재하는 자기장에 의해 발생된 전류가 흐르는 동심을 포함하고, 제2 와이어(620)는 상기 동심을 포함하지 않을 수 있다.
도 6을 참고하면, 수신 코일은 제1 와이어(610) 및 제2 와이어(620)를 동일한 중심에 따라 감아서 생성될 수 있다. 제2 와이어(620)가 감겨진 제1 와이어(610)의 피치에 배치될 수 있다. 제2 와이어(620)의 직경은 제1 와이어의 직경 또는 제1 와이어에 포함된 동심(예를 들어, 릿지 와이어)의 직경에 대응할 수 있다. 이 경우, 제1 와이어(610)의 피치의 크기는 제2 와이어(620)의 직경, 즉, 제1 와이어의 직경 또는 제1 와이어에 포함된 동심의 직경과 일치할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 제2 와이어(620)의 직경은 제1 와이어(610)의 직경의 N배(N은 1 보다 큰 정수)에 대응할 수 있다. 이 경우, 제2 와이어(620)가 제1 와이어(610)의 피치에 배치되므로, 제1 와이어(610)의 피치는 제2 와이어(610)의 직경의 N배가 될 수 있다. 예를 들어, 제2 와이어(620)의 직경은 제1 와이어(610)의 직경의 2배 또는 3배가 될 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 제2 와이어(620)의 직경은 제1 와이어(610)의 직경보다 작을 수 있다. 제2 와이어(620)의 직경은 제1 와이어(610)의 피치 및 수신 코일에서 발생되는 열 에너지의 관계에 기초하여 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 와이어(620)의 직경은 수학식 1의 기생 저항 R2 및 제1 와이어(610)의 피치의 관계에 기초하여 결정될 수 있다.
수신 코일이 제1 와이어(610)의 피치를 유지하기 위해 제1 와이어(610)의 피치에 위치되는 제2 와이어(620)를 포함함으로써, 동심을 포함하는 제1 와이어(610)에서 발생되는 근접 효과 또는 표피 효과가 완화될 수 있다. 제1 와이어(610)에서 발생되는 근접 효과 또는 표피 효과가 완화됨에 따라, 수신 코일의 기생 저항이 감소될 수 있다. 수신 코일의 기생 저항이 감소됨에 따라, 수신 코일에서 발생되는 열 에너지의 양이 감소될 수 있고, 수신 코일의 무선 전력 전송 효율이 개선될 수 있다.
요약하면, 일실시예에 따른 수신 코일은 동심을 포함하는 제1 와이어(610) 및 동심을 포함하지 않는 제2 와이어(620)를 동시에 촘촘히 감음으로써, 수신 코일의 사이즈를 증가시키지 않으면서, 수신 코일의 내부 저항(또는 기생 저항)이 근접 효과 또는 표피 효과에 의해 증가하는 문제를 해결할 수 있다. 스마트폰 등의 소형 디바이스에서 무선 전력을 전송하는 경우, 소형 디바이스에 포함되는 수신 코일의 크기가 작아짐에 따라, 발열 문제 및 전송 효율 저하 문제가 발생될 수 있다. 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 수신 장치 각각에 포함된 공진기의 Q 값이 무선 전력 전송 효율에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 2차 공진 코일인 수신 코일의 내부 저항이 무선 전력 전송 효율에 영향을 미칠 수 있다. 수신 코일의 내부 저항은 근접 효과 또는 표피 효과에 기초하여 결정되는데, 일실시예에 따른 수신 코일은 제2 와이어(620)를 이용하여 근접 효과 및 표피 효과를 완화시킴으로써, 수신 코일의 내부 저항을 낮추고, 무선 전력 전송 효율을 개선할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 무선 전력 수신 장치의 수신 코일을 제작하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 단계(710)에서, 동심을 포함하는 제1 와이어 및 동심을 포함하지 않는 제2 와이어가 서로 결합될 수 있다. 제2 와이어의 직경은 제1 와이어의 직경 또는 제1 와이어에 포함된 동심에 대응할 수 있다. 제1 와이어의 동심은 릿지 와이어일 수 있다. 제2 와이어는 동심을 포함하지 않는 손실이 없는 허수의 와이어일 수 있다.
도 7을 참고하면, 단계(720)에서, 결합된 제1 와이어 및 제2 와이어가 동일한 중심에 따라 감겨질 수 있다. 제1 와이어 및 제2 와이어가 평면 상에서 동일한 중심에 따라 감겨지는 경우, 감겨진 제1 와이어 및 제2 와이어는 스파이럴 구조를 가질 수 있다. 제1 와이어 및 제2 와이어가 중심과 일정한 거리를 유지하면서 감겨지는 경우, 감겨진 제1 와이어 및 제2 와이어는 헬리컬 구조를 가질 수 있다. 제1 와이어 및 제2 와이어가 결합되어 감겨짐으로써, 제1 와이어의 피치에 제2 와이어가 존재할 수 있다. 마찬가지로, 제2 와이어의 피치에 제1 와이어가 존재할 수 있다.
따라서, 제1 와이어 또는 제2 와이어의 피치가 일정한 값으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 제1 와이어의 피치는 제2 와이어의 직경에 대응할 수 있고, 제2 와이어의 피치 또한 제1 와이어의 직경에 대응할 수 있다. 제1 와이어의 피치가 일정한 값으로 유지됨에 따라, 감겨진 제1 와이어에서 발생되는 근접 효과 및 표피 효과가 완화될 수 있다. 따라서, 수신 코일의 기생 저항이 상대적으로 적은 값을 가질 수 있고, 상대적으로 적은 열 에너지를 생성할 수 있다. 더 나아가서, 수신 코일의 무선 전력 전송 효율이 개선될 수 있다.
실시예들에서 설명된 구성요소들은 하나 이상의 DSP (Digital Signal Processor), 프로세서 (Processor), 컨트롤러 (Controller), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그래머블 논리 소자 (Programmable Logic Element), 다른 전자 기기들 및 이것들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 하드웨어 구성 요소들(hardware components)에 의해 구현될 수 있다. 실시예들에서 설명된 기능들(functions) 또는 프로세스들(processes) 중 적어도 일부는 소프트웨어(software)에 의해 구현될 수 있고, 해당 소프트웨어는 기록 매체(recording medium)에 기록될 수 있다. 실시예들에서 설명된 구성요소들, 기능들 및 프로세스들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 수신 장치에 있어서,
    무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 흐르는 코일로, 동심을 포함하는 제1 와이어 및 상기 제1 와이어의 피치에 위치하고, 동심을 포함하지 않는 제2 와이어로 구성된 수신 코일
    을 포함하고,
    상기 수신 코일은, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 동일한 중심에 따라 감겨진 것인 무선 전력 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 와이어의 직경은,
    상기 제1 와이어의 피치에 대응하는 무선 전력 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 와이어의 직경은,
    상기 제1 와이어의 직경의 N배(상기 N은 1 보다 큰 정수)에 대응하는
    무선 전력 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 직경 및 상기 제2 와이어의 직경은 서로 동일한 무선 전력 수신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 와이어의 직경은,
    상기 제1 와이어의 동심의 직경에 대응하는 무선 전력 수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는,
    상기 수신 코일 내에서 동일 평면 상에 배치되는 무선 전력 수신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 동심은 릿지 와이어인 무선 전력 수신 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 와이어는,
    상기 제1 와이어의 피치를 유지하기 위해 사용되는 무선 전력 수신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 피치는,
    상기 수신 코일의 내부 저항과 연관되는 무선 전력 수신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 피치가 증가할수록, 상기 수신 코일의 내부 저항이 작아지는 무선 전력 수신 장치.
  11. 무선 전력 수신 장치에 있어서,
    무선 전력 송신 장치의 송신 코일에 의해 발생된 자기장에 의한 전류가 흐르는 수신 코일
    을 포함하고,
    상기 수신 코일은,
    상기 전류가 흐르는 동심이 포함된 제1 와이어 및 상기 동심을 포함하지 않고 상기 제1 와이어의 피치를 유지하기 위한 제2 와이어
    를 포함하는 무선 전력 수신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 와이어의 직경은,
    상기 제1 와이어의 피치에 대응하는 무선 전력 수신 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 와이어의 직경은,
    상기 제1 와이어의 직경의 N배(상기 N은 1 보다 큰 정수)에 대응하는
    무선 전력 수신 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 직경 및 상기 제2 와이어의 직경은 서로 동일한 무선 전력 수신 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 와이어의 직경은,
    상기 제1 와이어의 동심의 직경에 대응하는 무선 전력 수신 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는,
    상기 수신 코일 내에서 동일 평면 상에 배치되는 무선 전력 수신 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 동심은 릿지 와이어인 무선 전력 수신 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제2 와이어는,
    상기 제1 와이어의 피치를 유지하기 위해 사용되는 무선 전력 수신 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 피치는,
    상기 수신 코일의 내부 저항과 연관되는 무선 전력 수신 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 와이어의 피치가 증가할수록, 상기 수신 코일의 내부 저항이 작아지는 무선 전력 수신 장치.
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