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KR101342585B1 - multi-layer Coil Structure of Wireless Charging System - Google Patents

multi-layer Coil Structure of Wireless Charging System Download PDF

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KR101342585B1
KR101342585B1 KR1020120029960A KR20120029960A KR101342585B1 KR 101342585 B1 KR101342585 B1 KR 101342585B1 KR 1020120029960 A KR1020120029960 A KR 1020120029960A KR 20120029960 A KR20120029960 A KR 20120029960A KR 101342585 B1 KR101342585 B1 KR 101342585B1
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South Korea
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coil
output
power
receives
voltage
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KR1020120029960A
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Inventor
차주헌
Original Assignee
유노시스템 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 적층 평면 코일 구조를 가진 무접점 충전 시스템은 1차측 또는/및 2차측 코일을 평면 나선 코일을 적층으로 쌓고, 적층 코일을 다중으로 설치하며, 상기 적층으로 쌓인 다중 평면 나선 코일을 직렬 또는 병렬로 연결하여 코일의 권선수와 자속수를 증가시킬 수 있도록 함으로써 전력 전송을 효율적으로 하는 것에 관한 것이고, 또한 본 발명의 무접점 충전 시스템은 1차측 코일의 출력 전압을 PC, USB 또는 어댑터와 같은 다양한 전원 소스를 이용하여 무접점 충전을 위한 전력 전송을 하는 것에 관한 것이며, 전력 전송 시 EMC를 개선하기 위한 것을 특징으로 하는 것이다.The contactless charging system having a laminated planar coil structure of the present invention is a primary side and / or secondary side coils stacked in a planar spiral coil, a multilayer coil is installed, and the multi-planar spiral coils stacked in a series or The present invention relates to efficient power transmission by allowing parallel winding to increase the number of windings and magnetic flux of the coil. The present invention also relates to a contactless charging system of the present invention, in which the output voltage of the primary coil is changed to PC, USB or an adapter. The present invention relates to power transmission for contactless charging using various power sources, and to improve EMC in power transmission.

Description

무접점 충전 시스템의 다층 코일 구조{multi-layer Coil Structure of Wireless Charging System}Multi-layer Coil Structure of Wireless Charging System

본 발명은 무선 충전 시스템에 있어서의 다층 코일 구조에 관한 것이다. 일반적으로 무선의 전력 전송은 1차측 코일로 전력을 무선으로 방사하면 1차측 코일에서 방사된 전력이 2차측 코일에 유도되어 전력 전송이 이루어지는 것이다. 따라서 상기와 같은 무선으로의 전력 전송은 손실이 크게 발생하여 전력 전송 효율이 낮은 것이 보통이다. 본 발명은 무선으로 전송되는 전력에 있어서 전력 전송의 효율을 높이기 위한 코일 구조에 관한 것이다. 일반적으로 전송된 전력을 수신하는 코일은 권선수가 많을수록 유도 기전력이 많이 발생되고 그 유도 기전력의 크기는 E = 4.44 fnφ로 정의되며, 여기서 f는 전원주파수, n은 코일 권선수, φ는 자속수이다. 따라서 자속이 클수록 권선수가 많을수록 유기 기전력이 큰 것을 알 수 있는 것이다.
The present invention relates to a multilayer coil structure in a wireless charging system. In general, in the wireless power transmission, when the power is radiated wirelessly to the primary coil, the power radiated from the primary coil is induced to the secondary coil to transmit power. Therefore, the power transmission to the wireless as described above is a large loss is usually low power transmission efficiency. The present invention relates to a coil structure for increasing the efficiency of power transmission in power transmitted wirelessly. In general, the larger the number of windings, the more the induced electromotive force is generated, and the magnitude of the induced electromotive force is defined as E = 4.44 fnφ, where f is the power frequency, n is the number of coil turns, and φ is the number of magnetic fluxes. . Therefore, it can be seen that the larger the magnetic flux, the larger the number of turns, the larger the organic electromotive force.

상기와 같은 무접점 충전 시스템의 코일 구조에 대한 종래 기술은 대한 민국 특허 등록 제10-0915842호에 개시되어 있다. 도 1 내지 도 3은 상기 특허 등록 제10-0915842호의 구성도이다. 상기도 1 내지 도 3에서 종래의 무접점 충전 시스템의 코일 구조는 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평면나선형 코어구조의 피티피에스 코어가 구비된 무접점 전력충전스테이션은, 무접점전력수신장치(50) 측으로 전력충전 및 데이터 전송용 유도자기장 신호가 발신되도록 하는 무접점 전력충전스테이션(10)에 있어서, 상기 무접점 전력충전스테이션(10)은 내부에 전력전송 및 데이터 송수신을 위한 컨트롤부(11)와, 상기 컨트롤부(11)와 전기적으로 연결되는 1차측코어부(31)가 내재되어 유도자기장 신호가 발신되도록 하며 상부로 상기 무접점 전력수신장치(50)가 놓여지는 스테이션부(30)가 구비되며, 상기 1차측코어부(31)는 코어베이스(32)에 유도패턴코어(33)가 구비되고, 상기 코어베이스(32)가 상기 스테이션부(30)에 구비되며, 상기 유도패턴코어(33)는 얇은 코일 여러가닥이 횡방향으로 나란하게 형성된 평면단위코어(330)를 이용한 평면나선형의 코어구조(PSCS, Planar Spiral Core Structure)로 하여 이루어지는 피티피에스코어(PT-PS Core, Power Transmission - Planar Spiral Core)로 구비되고, 상기 유도패턴코어(33)는 코어베이스(32)의 상부로 제1평면코어(331)와 제2평면코어(332)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 이에 상기 1차측코어부(31)의 유도패턴코어(33)는, 평면의 원형나선코어 형태의 원형코어구조, 평면의 타원형나선코어 형태의 타원형코어구조, 평면의 삼각형나선코어 형태의 삼각형코어구조, 평면의 사각형나선코어 형태의 사각형코어구조, 평면의 오각형나선코어 형태의 오각형코어구조, 평면의 육각형나선코어 형태의 육각형코어구조, 평면의 다각형나선코어 형태의 다각형코어구조 중 어느 한 형태의 평면나선코어구조로 구비될수 있다. 그리고 상기 1차측코어부(31)는 상기 유도패턴코어(33)의 아래측으로 차폐부(35)가 구비되고, 상기 차폐부(35)는 차폐패널부(351), 차폐메쉬부(352), 금속박막부(353)로 형성되어 구비될 수 있다. 또한 전원이 공급되도록 하기 위한 전원공급부(13); 상기 전원공급부(13)의 전원이 1차측코어부(31)의 제1코어(331), 제2코어(332)로 공급되도록 하기 위한 공진형컨버터(14); 컨트롤부(10)의 제어에 의하여 상기 공진형컨버터(14)로 발진신호를 전송하기 위한 프리드라이버(15); 상기 전원공급부(13), 공진형컨버터(14), 프리드라이버(15)를 포함한 무접점 전력충전스테이션(10)의 부재들이 작동되도록 제어하기 위한 컨트롤부(11); 데이터가 저장되는 스테이션메모리부(12); 상기 1차측코어부(31)의 제1코어(331), 제2코어(332)와 연결되어 무접점 전력수신장치(50)로부터 전송되는 신호를 분별하는 ID신호검출부(19); 상기 공진형컨버터(14)와 상기 제1코어(331) 사이에 연결되는 제1스위칭부(211); 상기 공진형컨버터(14)와 상기 제2코어(332) 사이에 연결되는 제2스위칭부(212)가 포함되어 구비되고, 상기 컨트롤부(11)의 제어에 의하여 상기 제1스위칭부(211), 상기 제2스위칭부(212)가 스위칭작동되도록 하는 스테이트컨트롤블럭(22)가 구비된 것으로 다수개의 평면 나선 코어에 의하여 휴대용 장치의 이동하여도 충전이 이루어질 수 있으며 또한 충전 효율을 향상할 수 있는 것이다.
The prior art for the coil structure of such a contactless charging system is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0915842. 1 to 3 are configuration diagrams of Patent Registration No. 10-0915842. 1 to 3, the coil structure of the conventional contactless charging system is a contactless power charging station equipped with a PTP core of a planar spiral core structure according to the present invention for achieving the above object, the contactless power In the contactless power charging station 10 to transmit the induction magnetic field signal for power charging and data transmission to the receiving device 50, the contactless power charging station 10 is a control for power transmission and data transmission and reception therein The unit 11 and the primary core unit 31 electrically connected to the control unit 11 are embedded so that the induction magnetic field signal is transmitted, and the station unit on which the contactless power receiver 50 is placed. 30 is provided, the primary side core portion 31 is provided with an induction pattern core 33 in the core base 32, the core base 32 is provided in the station portion 30, Judo The turn core 33 is formed of a planar spiral core structure (PSCS, Planar Spiral Core Structure) using a planar unit core 330 in which a plurality of thin coils are arranged side by side in a lateral direction (PT-PS Core, Power Transmission-Planar Spiral Core), and the induction pattern core 33 is characterized in that the first planar core 331 and the second planar core 332 are provided above the core base 32. Accordingly, the induction pattern core 33 of the primary side core portion 31 has a circular core structure in the form of a flat circular spiral core, an elliptical core structure in the form of a flat elliptical spiral core, and a triangular core structure in the form of a flat triangular spiral core. Any one of the following: a rectangular core structure in the form of a flat spiral spiral core, a pentagonal core structure in the form of a flat pentagonal spiral core, a hexagonal core structure in the form of a flat hexagonal spiral core, and a polygonal core structure in the form of a flat polygonal spiral core It may be provided with a spiral core structure. The primary side core part 31 is provided with a shielding part 35 below the induction pattern core 33, and the shielding part 35 includes a shielding panel part 351, a shielding mesh part 352, It may be formed as a metal thin film portion 353. In addition, a power supply unit 13 for supplying power; A resonant converter 14 for supplying power from the power supply unit 13 to the first core 331 and the second core 332 of the primary side core unit 31; A predriver 15 for transmitting an oscillation signal to the resonant converter 14 under control of a control unit 10; A control unit 11 for controlling the members of the contactless power charging station 10 including the power supply unit 13, the resonant converter 14, and the predriver 15 to be operated; A station memory unit 12 in which data is stored; An ID signal detection unit (19) connected to the first core (331) and the second core (332) of the primary side core unit (31) to discriminate the signal transmitted from the contactless power receiver (50); A first switching unit 211 connected between the resonant converter 14 and the first core 331; A second switching unit 212 connected between the resonant converter 14 and the second core 332 is included, and the first switching unit 211 is controlled by the control unit 11. In addition, the second switching unit 212 is provided with a state control block 22 for switching operation can be charged even when the portable device is moved by a plurality of planar spiral cores and can also improve the charging efficiency will be.

상기와 같은 종래의 무접점 충전 시스템은 그 구성이 복잡하여 제조 비용이 많이 소요되며, 전송 효율이 낮은 문제점이 있는 것이다. 또한 상기와 같은 종래의 무접점 충전 시스템은 다수개의 평면 나선 코일이 필요하고 다수개의 평면 나선 코일을 횡방향으로 펼쳐 놓은 형태이므로 전체 구조가 크고 자속이 2차측 코일로 집중하지 아니하는 문제점이 있는 것이다. 따라서 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명 적층 구조의 코일 구조는 무접점 충전 시스템에 있어서 1차측 전송부 및 2차측에 수신되는 자속수를 증가시켜 충전 효율을 높이기 위한 것이다. 또한 본 발명의 무접점 충전시스템은 그 구조를 간단히 함으로써 제조비용을 줄이기 위한 목적을 가지고 있는 것이다.
The conventional contactless charging system as described above has a problem in that its configuration is complicated and manufacturing cost is high, and transmission efficiency is low. In addition, the conventional solid-state charging system as described above requires a plurality of planar spiral coils and a plurality of planar spiral coils are spread in the lateral direction, so that the overall structure is large and the magnetic flux does not concentrate on the secondary coil. . Therefore, the coil structure of the laminated structure of the present invention for solving the problems of the prior art as described above is to increase the charging efficiency by increasing the number of magnetic flux received at the primary side transmission unit and the secondary side in a contactless charging system. In addition, the contactless charging system of the present invention is intended to reduce the manufacturing cost by simplifying the structure.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명의 적층 평면 코일 구조를 가진 무접점 충전 시스템은 1차측 또는/및 2차측 코일을 평면 나선 코일을 적층으로 쌓고, 다시 다중으로 설치하여 상기 적층으로 쌓인 다중 평면 나선 코일을 직렬 또는 병렬로 연결하여 코일의 권선수와 자속수를 증가시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한 것이다. 또한 본 발명의 무접점 충전 시스템은 1차측 코일의 출력 전압을 PC, USB 또는 어댑터와 같은 다양한 전원 소스를 이용하여 무접점 충전을 위한 전력 전송을 하고 전파 적합성(EMC)을 개선하면서 충전 효율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
In the contactless charging system having a laminated planar coil structure of the present invention having the above object, a multi-planar spiral coil stacked as a stack by stacking planar spiral coils and stacking the primary side coils and / or secondary coils in a stack. It is characterized in that to connect in series or parallel to increase the number of windings and the number of magnetic flux of the coil. In addition, the contactless charging system of the present invention uses a variety of power sources such as PC, USB or adapter to output the output voltage of the primary coil to the power transmission for contactless charging and improve the charging efficiency while improving the EMC (EMC) It is characterized by.

상기와 같이 구성된 본 발명 적층 평면 코일 구조를 가진 무접점 충전 시스템은 1차측 코일로부터 방사되는 전력에 의하여 2차측 코일에 유도되는 전력에 대하여 권선수를 증가시키고, 또한 코일과 교차하는 자속수를 증가시켜 전송효율을 높일 수 있는 것이다. 또한, 상기와 같은 평면 적층 코일 구조를 가진 무접점 충전 시스템은 가정이나 사무실의 PC, 어댑터 및 USB 등을 무접점 충전을 위한 전원소스로 사용할 수 있는 것으로 편리하게 충전하고, 전송효율을 높일 수 있으며, 전파 적합성을 개선할 수 있는 효과가 있는 것이다.
The contactless charging system having the laminated flat coil structure of the present invention configured as described above increases the number of turns with respect to the power induced in the secondary coil by the power radiated from the primary coil, and also increases the magnetic flux crossing the coil. This can increase the transmission efficiency. In addition, the contactless charging system having a flat multilayer coil structure as described above can be used as a power source for contactless charging of a PC, an adapter and a USB in a home or office, and can conveniently charge and increase transmission efficiency. This has the effect of improving radiocompatibility.

도 1은 종래 무선 충전 시스템의 전체 구성도 및 평면 코일 구조도,
도 2는 종래 무접점 전력 충전스테이션의 1차측 코어부에 대한 층 구성 단면도,
도 3은 종래 무접점 전력 충전스테이션에 대한 전력 전송 제어부 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 제1실시 예의 전력전송 송신부 구성도,
도 5는 본 발명에 적용되는 제1실시 예의 전력 전송 수신부 구성도,
도 6은 본 발명에 적용되는 제2실시 예의 전력 전송 송신부 구성도,
도 7은 본 발명에 적용되는 제2실시 예의 전력 전송 수신부 구성도,
도 8은 본 발명에 적용되는 원형 평면 적층 코일을 병렬로 연결한 구조 사시도,
도 9는 본 발명에 적용되는 정사각형 평면 적층 코일을 병렬로 연결한 구조 사시도,
도 10은 본 발명에 적용되는 직사각형 평면 적층 코일을 병렬로 연결한 구조 사시도,
도 11은 본 발명에 적용되는 타원형 평면 적층 코일을 병렬로 연결한 구조 사시도,
도 12는 본 발명에 적용되는 다각형 평면 적층 코일을 병렬로 연결한 구조 사시도,
도 13은 본 발명에 적용되는 타원형 평면 적층 코일을 직렬로 연결한 구조 사시도,
도 14는 본 발명에 적용되는 평면 적층 코일을 다중으로 설치하고 직렬로 연결한 구조 사시도,
도 15는 본 발명에 적용되는 평면 적층 코일을 이중으로 설치하고 직렬로 연결한 구조 사시도,
도 16은 본 발명에 적용되는 평면 적층 코일을 이중으로 설치하고 병렬로 연결한 구조 사시도 이다.1 is a general configuration and planar coil structure of a conventional wireless charging system,
Figure 2 is a cross-sectional view of the layer configuration of the primary side core portion of a conventional solid-state power charging station,
3 is a configuration diagram of a power transmission control unit for a conventional contactless power charging station;
4 is a configuration diagram of a power transmission transmitter of a first embodiment applied to the present invention;
5 is a configuration diagram of a power transmission receiver of a first embodiment applied to the present invention;
6 is a configuration diagram of a power transmission transmitter of a second embodiment applied to the present invention;
7 is a configuration diagram of a power transmission receiver of a second embodiment applied to the present invention;
Figure 8 is a perspective view of the structure connected in parallel to the circular planar laminated coil applied to the present invention,
9 is a perspective view of a structure in which a square flat laminated coil applied to the present invention is connected in parallel;
10 is a perspective view of a structure in which rectangular planar laminated coils applied to the present invention are connected in parallel;
Figure 11 is a perspective view of the structure connected in parallel to the elliptical planar laminated coil applied to the present invention,
12 is a perspective view of a structure in which polygonal planar laminated coils applied to the present invention are connected in parallel;
Figure 13 is a perspective view of the structure connected in series the elliptical planar laminated coil applied to the present invention,
14 is a perspective view of a structure in which a plurality of planar stacked coils applied to the present invention are connected in series and connected in series;
FIG. 15 is a perspective view of a structure in which double stacked plane coils applied to the present invention and connected in series;
16 is a perspective view of a structure in which the planar multilayer coils applied to the present invention are installed in duplicate and connected in parallel.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명의 적층 평면 코일 구조를 가진 무접점 충전 시스템에 대하여 도 4 내지 도 16을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명에 적용되는 제1실시 예 무선 충전 시스템의 송신부 구성도이다. 상기도 4에서 제1실시 예 무선 충전 시스템은 어댑터(110)와 같은 전원 출력 수단으로부터 전원을 출력하며 상기 어댑터(110) 출력을 입력받은 파워회로(120)에서 15v 또는 24v로 출력하는 것이다. 또한, 상기와 같은 파워회로(120) 출력은 DC 전압이므로 주파수 발생기(130)에서 구형파 회로를 생성하고 상기 구형파 회로는 다시 드라이버(140)에서 후단의 인버터(150) 및 1차 측 코일(160)의 출력 전압에 맞추어 전압을 조정하는 것이다. 상기와 같이 드라이버(140)에서 조정된 출력 전압은 인버터(150)에 의하여 구형파가 완벽한 AC 전압으로 변환하며, 상기와 같은 AC 전압은 1차 측 코일(160)을 통하여 방사되는 것이다. 상기와 같이 구성된 제1실시 예 무선 충전 시스템의 송신부는 어댑터의 DC 출력을 AC로 변환하여 코일을 통하여 방사하도록 구성된 것이다.A contactless charging system having a laminated planar coil structure of the present invention having the above object will be described with reference to FIGS. 4 to 16. 4 is a configuration diagram of a transmitter of a wireless charging system according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the first embodiment wireless charging system outputs power from a power output means such as an adapter 110 and outputs 15v or 24v from the power circuit 120 that receives the output of the adapter 110. In addition, since the output of the power circuit 120 is a DC voltage, the square wave circuit is generated by the frequency generator 130, and the square wave circuit is again driven by the inverter 140 and the primary side coil 160 by the driver 140. Adjust the voltage according to the output voltage of As described above, the output voltage adjusted by the driver 140 converts the square wave into a perfect AC voltage by the inverter 150, and the AC voltage is radiated through the primary coil 160. The transmitter of the first embodiment wireless charging system configured as described above is configured to convert the DC output of the adapter into AC to radiate through the coil.

도 5는 제1실시 예 무선 충전 시스템의 수신부 구성도이다. 상기도 5에서 제1실시 예 무선 충전 시스템의 수신부는 2차 측 코일(111)이 구성되고 상기 2차 측 코일(111)은 1차 측 코일(160)에서 출력된 출력이 유도되며, 상기 2차 측 코일(111)에 유도된 출력은 파워 컨버터(121)에 의하여 AC 전력이 DC 전력으로 변환되는 것이다. 상기와 같이 DC 전력으로 변환된 전력은 다시 레귤레이터(131)에 의하여 단말에서 사용하는 단말기가 요구하는 출력 전압으로 일정하게 조정되는 것이다. 상기와 같이 레귤레이터(131)에 의하여 단말기에 맞추어 조정된 전압을 갖는 전력은 핸드폰(151) 또는 청소 로봇과 같은 단말기의 충전기(141)에 충전되는 것이다. 상기와 같이 구성된 무선 충전 시스템의 수신부는 송신부의 1차 측 코일에서 유도된 전력을 다시 DC로 변환하고 핸드폰과 같은 단말기의 충전기에 충전되도록 작용하는 것이다. 5 is a configuration diagram of a receiver of a wireless charging system according to a first embodiment. In FIG. 5, the receiver of the first embodiment wireless charging system includes a secondary side coil 111, and the secondary side coil 111 has an output output from the primary side coil 160. The output induced in the secondary coil 111 is one in which AC power is converted into DC power by the power converter 121. As described above, the power converted into DC power is constantly adjusted to the output voltage required by the terminal used in the terminal by the regulator 131. As described above, the power having the voltage adjusted to the terminal by the regulator 131 is charged in the charger 141 of the terminal such as the mobile phone 151 or the cleaning robot. The receiver of the wireless charging system configured as described above acts to convert the power induced from the primary coil of the transmitter back to DC and charge the charger of the terminal such as a mobile phone.

도 6은 본 발명에 적용되는 제2실시 예 무선 충전 시스템의 송신부 구성도이다. 상기도 6에서 본 발명에 적용되는 제2실시 예 무선 충전 시스템의 송신부는 어댑터(110), USB(116), 또는 컴퓨터(117)와 같은 전원 소스와, 상기 전원 소스에서 출력된 전력의 전압을 DC 15v ~ 24v으로 출력하는 파워 회로(125)와, 상기 파워 회로(125)의 잡음을 제거하는 라인 필터(Line Filter, 170)와, 라인 필터(170)에서 잡음이 제거된 파워회로 출력을 구형파 회로로 변환하는 주파수 발생기(135)와, 상기 주파수 발생기(135)의 출력에서 가정용 EMC 기준인 Class B(30M ~ 1G)의 주파수를 필터링하는 제1EMC 필터(171)와, 상기 제1EMC 필터(171)에 의하여 필터링된 주파수 발생기 출력을 수신하고 인버터(155) 및 1차 측 코일(165)의 전압에 맞추어 전압을 조정하는 드라이버(145)와, 상기 드라이버(145) 출력을 다시 제2EMC 필터(172)에 의하여 다시 30M ~1G의 주파수를 필터링하고, 상기 제2EMC 필터(172)에 의하여 필터링된 출력은 인버터(155)로 입력되며, 상기 인버터(155)는 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 것이다. 상기와 같이 인버터(155)에 의하여 AC 전압으로 변환된 출력은 다시 제3EMC 필터(173)에 의하여 30M ~1G의 주파수를 필터링하고 1차 측 코일(165)을 통하여 방사되는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 무선 충전 시스템 송신부는 라인 필터와 EMC 필터에 의하여 잡음과 30M ~ 1G의 주파수 파형을 제거함으로써 EMC를 개선하면서 충전 효율을 높일 수 있는 것이다.6 is a block diagram of a transmitter of a wireless charging system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the transmitter of the second embodiment wireless charging system applied to the present invention uses a power source such as an adapter 110, a USB 116, or a computer 117 and a voltage of power output from the power source. Square wave power circuit 125 outputs DC 15v to 24v, line filter 170 to remove noise of power circuit 125, and power circuit output from which noise is removed from line filter 170 A frequency generator 135 for converting to a circuit; a first EMC filter 171 for filtering frequencies of Class B (30M to 1G), which is a domestic EMC standard, at the output of the frequency generator 135; and the first EMC filter 171 A driver 145 for receiving the frequency generator output filtered by the power supply and adjusting the voltage according to the voltages of the inverter 155 and the primary coil 165, and again outputting the output of the driver 145 to the second EMC filter 172. ) Again to filter the frequency of 30M ~ 1G, and the second EMC filter The output filtered by 172 is input to the inverter 155, which converts the DC voltage into an AC voltage. As described above, the output converted into the AC voltage by the inverter 155 is again filtered by the third EMC filter 173 and the frequency of 30M ~ 1G and radiated through the primary coil 165. The wireless charging system transmitter of the present invention configured as described above can improve the EMC while improving the EMC by removing noise and the frequency waveform of 30M ~ 1G by the line filter and the EMC filter.

도 7은 본 발명에 적용되는 제2실시 예 무선 충전 시스템의 수신부 구성도이다. 상기도 7에서 본 발명의 제2실시 예 무선 충전 시스템 수신부는 상기 송신부 1차 측 코일(165)에서 방사된 전력을 수신하는 2차 측 코일(180)과, 상기 2차 측 코일(180)의 AC 출력에서 잡음을 제거하는 라인 필터(174)와, 상기 필터링된 AC 출력을 수신하여 DC전압으로 변환하는 파워 컨버터(181)와, 상기 파워 컨버터(181)의 출력을 다시 필터링하는 제4EMC필터(175)와, 상기 제4EMC 필터(175)에 의하여 필터링된 파워 컨버터 출력을 단말기의 출력 전압에 맞추어 조정하는 레귤레이터(183)와, 상기 레귤레이터(183)의 출력을 다시 필터링하는 제5EMC 필터(176)와, 상기 제5EMC 필터(176)에서 필터링된 출력을 충전하는 핸드폰(151), 로봇 청소기(186)의 충전기(184)로 구성되는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명에 적용되는 무선 충전 시스템의 수신부는 2차측 코일에 유도된 AC 전력을 DC 전력으로 변환하고 다수의 EMC 필터에 의하여 30M ~ 1G 의 주파수 파형을 제거함으로써 단말기 자신의 전자파 발생을 줄이고 타 전자 기기의 전자파도 필터링하여 수신되므로 EMC를 획기적으로 개선할 수 있으며, 충전 효율을 증가시킬 수 있는 특징이 있는 것이다.7 is a configuration diagram of a receiver of a wireless charging system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the wireless charging system receiver of the second embodiment of the present invention includes a secondary side coil 180 that receives power radiated from the transmitter primary coil 165, and a secondary side coil 180. A line filter 174 for removing noise from an AC output, a power converter 181 for receiving the filtered AC output and converting it into a DC voltage, and a fourth EMC filter for re-filtering the output of the power converter 181 ( 175, a regulator 183 for adjusting the power converter output filtered by the fourth EMC filter 175 according to the output voltage of the terminal, and a fifth EMC filter 176 for filtering the output of the regulator 183 again. And a mobile phone 151 for charging the output filtered by the fifth EMC filter 176 and a charger 184 of the robot cleaner 186. The receiver of the wireless charging system applied to the present invention configured as described above converts the AC power induced in the secondary coil into DC power and removes the frequency waveform of 30M to 1G by a plurality of EMC filters to prevent the generation of electromagnetic waves of the terminal itself. By reducing and receiving the electromagnetic waves of other electronic devices, EMC can dramatically improve EMC's charging efficiency.

도 8은 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 원형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 8에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 원형 평면 형상의 코일을 다수 상하(250, 251, 252)로 적층한 구조이며 상기 각각의 원형 평면 코일을 병렬로 연결한 구조이다.8 is a perspective view of a laminated parallel coil structure having a circular flat band shape applied to a primary coil or a secondary coil of a wireless charging system of the present invention. In FIG. 8, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils having a circular planar shape in which coils of several to several hundreds are wound are stacked in a plurality of upper and lower portions 250, 251, and 252. It is a structure in which coils are connected in parallel.

도 9는 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 정사각형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 9에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 정사각형 평면 형상의 코일을 다수 상하(253, 254)로 적층한 구조이며 상기 각각의 정사각형 평면 코일을 병렬로 연결한 구조이다.9 is a perspective view of a laminated parallel coil structure having a square planar band applied to a primary side coil or a secondary side coil of the wireless charging system of the present invention. In FIG. 9, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of square planar coils wound from several strands to hundreds of coils are stacked in a plurality of upper and lower portions 253 and 254. It is a structure connected in parallel.

도 10은 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 직사각형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 10에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 직사각형 평면 형상의 코일을 다수 상하(255, 256)로 적층한 구조이며 상기 각각의 직사각형 평면 코일을 병렬로 연결한 구조이다.10 is a perspective view of a laminated parallel coil structure having a rectangular planar band applied to a primary side coil or a secondary side coil of the wireless charging system of the present invention. In FIG. 10, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils having a rectangular planar shape in which coils of several to several hundreds are wound are stacked in a plurality of upper and lower portions (255, 256). It is a structure connected in parallel.

도 11은 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 타원형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 11에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 타원형 평면 형상의 코일을 다수 상하(257, 258, 259)로 적층한 구조이며 상기 각각의 타원형 평면 코일을 병렬로 연결한 구조이다.FIG. 11 is a perspective view of a laminated parallel coil structure having an elliptical planar band applied to a primary coil or a secondary coil of a wireless charging system of the present invention. In FIG. 11, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils of elliptical planar shape in which coils of several to several hundreds are wound are stacked in a plurality of upper and lower sides (257, 258, 259), and the respective elliptical planes. It is a structure in which coils are connected in parallel.

도 12는 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 다각형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 12에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 다각형 평면 형상의 코일을 다수 상하(260, 261)로 적층한 구조이며 상기 각각의 다각형 평면 코일을 병렬로 연결한 구조이다.12 is a perspective view of a laminated parallel coil structure having a polygonal plane band shape applied to a primary coil or a secondary coil of a wireless charging system of the present invention. In FIG. 12, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils of polygonal planar shape in which coils of several hundreds to several hundreds of coils are stacked in a plurality of upper and lower sides (260, 261). It is a structure connected in parallel.

도 13은 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 타원형 평면 띠 형상의 적층 직렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 13에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 타원형 평면 형상의 코일을 다수 상하(262, 263, 264)로 적층한 구조이며 상기 각각의 타원형 평면 코일을 직렬로 연결한 구조이다.FIG. 13 is a perspective view of a laminated series coil structure having an elliptical planar band applied to a primary coil or a secondary coil of a wireless charging system of the present invention. In FIG. 13, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils of elliptical planar shape in which coils of several to several hundreds are wound are stacked in a plurality of upper and lower sides (262, 263, 264). It is a structure in which coils are connected in series.

도 14는 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 다중 원형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 14에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 원형 평면 형상의 코일을 내부(269)와 중앙(267)과 외측(265) 등 다중으로 다수 적층한 구조이며 상기 각각의 원형 평면 코일을 직렬로 연결한 구조이다.14 is a perspective view of a laminated parallel coil structure having a multi-round flat band shape applied to a primary coil or a secondary coil of a wireless charging system of the present invention. In FIG. 14, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is configured to stack a plurality of coils having a circular planar shape in which the coils of several hundreds to several hundreds are wound into multiples such as an inner 269 and a center 267 and an outer 265. It is a structure in which each said circular planar coil was connected in series.

도 15는 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 이중 원형 평면 띠 형상의 적층 직렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 15에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 원형 평면 형상의 코일을 내부(275)와 외부(277) 이중으로 다수 적층한 구조이며 상기 각각의 원형 평면 코일을 직렬로 연결한 구조이다.FIG. 15 is a perspective view of a laminated series coil structure having a double circular flat band shape applied to a primary coil or a secondary coil of the wireless charging system of the present invention. In FIG. 15, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils having a circular planar shape in which coils of several hundreds to several hundreds are wound are stacked in a plurality of interior 275 and exterior 277. Circular planar coils are connected in series.

도 16은 본 발명의 무선 충전 시스템의 1차측 코일 또는 2차측 코일에 적용되는 이중 원형 평면 띠 형상의 적층 병렬 코일 구조 사시도 이다. 상기도 16에서 본 발명의 무선 충전 시스템에 적용되는 코일 구조는 수가닥 내지 수백가닥의 코일이 감긴 원형 평면 형상의 코일을 내부(273)와 외부(271) 이중으로 다수 적층한 구조이며 상기 각각의 원형 평면 코일을 병렬로 연결한 구조이다.
FIG. 16 is a perspective view illustrating a structure of a laminated parallel coil having a double circular plane band applied to a primary coil or a secondary coil of a wireless charging system of the present invention. In FIG. 16, the coil structure applied to the wireless charging system of the present invention is a structure in which a plurality of coils of circular planar shape in which coils of several hundreds to hundreds of coils are wound are stacked in a plurality of inner 273 and outer 271. Circular planar coils are connected in parallel.

10 : 무접점전력 충전 스테이션, 11 : 콘트롤부,
12 : 스테이션 메모리부, 13 : 전원공급부,
14 : 공진형 컨버터, 15 : 프리드라이버,
19 : ID 신호검출부, 30 : 스테이션부,
50 : 무접점전력수신장치, 110 : 어댑터,
120, 125 : 파워회로, 130, 135 : 주파수 발생기,
121, 181 : 파워 컨버터, 131, 183 : 레귤레이터,
140, 145 : 드라이버, 150, 155 : 인버터,
160 : 1차측 코일, 111 : 2차측 코일,
141, 184 ; 충전기, 151 : 핸드폰,
170, 174 : 라인필터, 171 : 제1EMC 필터,
172 : 제2EMC 필터, 173 : 제3EMC 필터,
175 : 제4EMC 필터, 176 : 제5EMC 필터10: contactless power charging station, 11: control unit,
12: station memory unit, 13: power supply unit,
14: resonant converter, 15: free driver,
19: ID signal detection unit, 30: station unit,
50: contactless power receiver, 110: adapter,
120, 125: power circuit, 130, 135: frequency generator,
121, 181: power converter, 131, 183: regulator,
140, 145: driver, 150, 155: inverter,
160: primary side coil, 111: secondary side coil,
141, 184; Charger, 151: mobile phone,
170, 174: line filter, 171: first EMC filter,
172: second EMC filter, 173: third EMC filter,
175: fourth EMC filter, 176: fifth EMC filter

Claims (4)

전원 소스의 1차 측에서 사용자 단말기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하는 것으로 어댑터(110)와 같은 전원 소스와, 상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(125)와, 상기 파워 회로(125)의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(135)와, 상기 주파수 발생기(135)의 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(145)와, 상기 드라이버(145)의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(155)와, 상기 인버터(155) 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(165)과, 상기 1차 측 코일(165)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(180)과, 상기 2차 측 코일(180)의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(181)와, 상기 파워 컨버터(181)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(183)와, 상기 레귤레이터(183)의 출력을 충전하는 핸드 폰(151) 또는 로봇 청소기(186)의 충전기(184)로 구성된 사용자 단말기 무선 충전 시스템의 코일 구조에 있어서,
상기 코일 구조는,
실선의 코일 가닥이 평면 형태로 다수 감긴 원형(250) 또는 정사각형(253) 또는 직사각형(255) 또는 타원형(257) 또는 다각형(260) 평면 코일을 상하로 다수 적층하고 각각의 코일을 병렬연결한 것을 특징으로 하는 코일.
Wireless charging from the primary side of the power source to the secondary side where the user terminal is located, a power source such as adapter 110, a power circuit 125 for outputting the power of the power source at a constant voltage, and the power circuit A frequency generator 135 for converting the output of the 125 into a square wave, a driver 145 for receiving the output of the frequency generator 135 and adjusting the output voltage to a predetermined voltage, and outputting the output of the driver 145 Inverter 155 that receives and converts to an AC voltage, a primary side coil 165 that receives the output of the inverter 155 to radiate power, and induces power radiated from the primary side coil 165. A secondary coil 180 that receives and receives, a power converter 181 that receives the output of the secondary coil 180 and converts it into a DC, and receives an output of the power converter 181 to a predetermined voltage. Regulator 183 to adjust, and the said regulator In the user emitter consisting of the charger 184 of the cellular phone is 151 or the robot cleaner 186 to charge the output of the 183 terminal coil structure of a wireless charging system,
The coil structure,
The solid coil strand is formed by stacking a plurality of circular coils 250 or square 253 or rectangular 255 or elliptical 257 or polygonal 260 flat coils wound up and down in a planar shape and connecting the coils in parallel. Featured coil.
전원 소스의 1차 측에서 사용자 단말기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하는 것으로 어댑터(110)와 같은 전원 소스와, 상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(125)와, 상기 파워 회로(125)의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(135)와, 상기 주파수 발생기(135)의 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(145)와, 상기 드라이버(145)의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(155)와, 상기 인버터(155) 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(165)과, 상기 1차 측 코일(165)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(180)과, 상기 2차 측 코일(180)의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(181)와, 상기 파워 컨버터(181)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(183)와, 상기 레귤레이터(183)의 출력을 충전하는 핸드 폰(151) 또는 로봇 청소기(186)의 충전기(184)로 구성된 사용자 단말기 무선 충전 시스템의 코일 구조에 있어서,
상기 코일 구조는,
실선의 코일 가닥이 평면 형태로 다수 감긴 원형(250) 또는 정사각형(253) 또는 직사각형(255) 또는 타원형(257) 또는 다각형(260) 평면 코일을 상하로 다수 적층하고 각각의 코일을 직렬연결한 것을 특징으로 하는 코일.
Wireless charging from the primary side of the power source to the secondary side where the user terminal is located, a power source such as adapter 110, a power circuit 125 for outputting the power of the power source at a constant voltage, and the power circuit A frequency generator 135 for converting the output of the 125 into a square wave, a driver 145 for receiving the output of the frequency generator 135 and adjusting the output voltage to a predetermined voltage, and outputting the output of the driver 145 Inverter 155 that receives and converts to an AC voltage, a primary side coil 165 that receives the output of the inverter 155 to radiate power, and induces power radiated from the primary side coil 165. A secondary coil 180 that receives and receives, a power converter 181 that receives the output of the secondary coil 180 and converts it into a DC, and receives an output of the power converter 181 to a predetermined voltage. Regulator 183 to adjust, and the said regulator In the user emitter consisting of the charger 184 of the cellular phone is 151 or the robot cleaner 186 to charge the output of the 183 terminal coil structure of a wireless charging system,
The coil structure,
The solid coil strands are formed by stacking a plurality of circular coils 250 or square 253 or rectangular 255 or elliptical 257 or polygonal 260 flat coils wound up and down in a planar shape and connecting the respective coils in series. Featured coil.
전원 소스의 1차 측에서 사용자 단말기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하는 것으로 어댑터(110)와 같은 전원 소스와, 상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(125)와, 상기 파워 회로(125)의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(135)와, 상기 주파수 발생기(135)의 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(145)와, 상기 드라이버(145)의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(155)와, 상기 인버터(155) 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(165)과, 상기 1차 측 코일(165)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(180)과, 상기 2차 측 코일(180)의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(181)와, 상기 파워 컨버터(181)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(183)와, 상기 레귤레이터(183)의 출력을 충전하는 핸드 폰(151) 또는 로봇 청소기(186)의 충전기(184)로 구성된 사용자 단말기 무선 충전 시스템의 코일 구조에 있어서,
상기 코일 구조는,
실선의 코일 가닥이 평면 형태로 다수 감긴 원형(250) 또는 정사각형(253) 또는 직사각형(255) 또는 타원형(257) 또는 다각형(260) 평면 코일을 상하로 다수 적층하고 상기 적층 코일을 내외측으로 다중으로 설치하며 상기 다중 적층 코일을 각각 병렬 연결한 것을 특징으로 하는 코일.
Wireless charging from the primary side of the power source to the secondary side where the user terminal is located, a power source such as adapter 110, a power circuit 125 for outputting the power of the power source at a constant voltage, and the power circuit A frequency generator 135 for converting the output of the 125 into a square wave, a driver 145 for receiving the output of the frequency generator 135 and adjusting the output voltage to a predetermined voltage, and outputting the output of the driver 145 Inverter 155 that receives and converts to an AC voltage, a primary side coil 165 that receives the output of the inverter 155 to radiate power, and induces power radiated from the primary side coil 165. A secondary coil 180 that receives and receives, a power converter 181 that receives the output of the secondary coil 180 and converts it into a DC, and receives an output of the power converter 181 to a predetermined voltage. Regulator 183 to adjust, and the said regulator In the user emitter consisting of the charger 184 of the cellular phone is 151 or the robot cleaner 186 to charge the output of the 183 terminal coil structure of a wireless charging system,
The coil structure,
Round 250 coil or square 253 or rectangular 255 or elliptical 257 or polygonal 260 polygonal coil coil wound in a planar shape in a vertical shape, and the laminated coil is multiplied in and out And installing the multiple laminated coils in parallel.
전원 소스의 1차 측에서 사용자 단말기가 있는 2차 측으로 무선으로 충전하는 것으로 어댑터(110)와 같은 전원 소스와, 상기 전원 소스의 전력을 일정 전압으로 출력하는 파워 회로(125)와, 상기 파워 회로(125)의 출력을 구형파로 변환하는 주파수 발생기(135)와, 상기 주파수 발생기(135)의 출력을 수신하고 출력전압을 일정 전압으로 조정하는 드라이버(145)와, 상기 드라이버(145)의 출력을 수신받고 AC 전압으로 변환하는 인버터(155)와, 상기 인버터(155) 출력을 수신하여 전력을 방사하는 제1차 측 코일(165)과, 상기 1차 측 코일(165)에서 방사된 전력을 유도 받아 수신하는 2차 측 코일(180)과, 상기 2차 측 코일(180)의 출력을 수신받아 DC로 변환하는 파워 컨버터(181)와, 상기 파워 컨버터(181)의 출력을 수신하여 일정 전압으로 조정하는 레귤레이터(183)와, 상기 레귤레이터(183)의 출력을 충전하는 핸드 폰(151) 또는 로봇 청소기(186)의 충전기(184)로 구성된 사용자 단말기 무선 충전 시스템의 코일 구조에 있어서,
상기 코일 구조는,
실선의 코일 가닥이 평면 형태로 다수 감긴 원형(250) 또는 정사각형(253) 또는 직사각형(255) 또는 타원형(257) 또는 다각형(260) 평면 코일을 상하로 다수 적층하고 상기 적층 코일을 내외측으로 다중으로 설치하고 각각의 코일을 직렬연결한 것을 특징으로 하는 코일.


Wireless charging from the primary side of the power source to the secondary side where the user terminal is located, a power source such as adapter 110, a power circuit 125 for outputting the power of the power source at a constant voltage, and the power circuit A frequency generator 135 for converting the output of the 125 into a square wave, a driver 145 for receiving the output of the frequency generator 135 and adjusting the output voltage to a predetermined voltage, and outputting the output of the driver 145 Inverter 155 that receives and converts to an AC voltage, a primary side coil 165 that receives the output of the inverter 155 to radiate power, and induces power radiated from the primary side coil 165. A secondary coil 180 that receives and receives, a power converter 181 that receives the output of the secondary coil 180 and converts it into a DC, and receives an output of the power converter 181 to a predetermined voltage. Regulator 183 to adjust, and the said regulator In the user emitter consisting of the charger 184 of the cellular phone is 151 or the robot cleaner 186 to charge the output of the 183 terminal coil structure of a wireless charging system,
The coil structure,
Round 250 coil or square 253 or rectangular 255 or elliptical 257 or polygonal 260 polygonal coil coil wound in a planar shape in a vertical shape, and the laminated coil is multiplied in and out Coils, characterized in that installed in series with each coil.


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