KR101269226B1 - Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus - Google Patents

Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101269226B1
KR101269226B1 KR1020110004258A KR20110004258A KR101269226B1 KR 101269226 B1 KR101269226 B1 KR 101269226B1 KR 1020110004258 A KR1020110004258 A KR 1020110004258A KR 20110004258 A KR20110004258 A KR 20110004258A KR 101269226 B1 KR101269226 B1 KR 101269226B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
shielding
capacitance
coil
shielding coil
Prior art date
Application number
KR1020110004258A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120082768A (en
Inventor
서남표
김정호
조동호
변정건
이희재
최철승
강덕수
안승영
김은정
류지윤
김미주
차유민
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020110004258A priority Critical patent/KR101269226B1/en
Publication of KR20120082768A publication Critical patent/KR20120082768A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101269226B1 publication Critical patent/KR101269226B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0075Magnetic shielding materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

본 발명은 자동제어장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치 및, 이를 구비하는 급전장치 및 집전장치, 루프를 이용한 전자파 차폐방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 루프에 연결된 커패시터의 전기용량(capacitance)을 최적 차폐조건이 되도록 자동으로 제어하는 장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치 및 이를 구비하는 급전장치 및 집전장치, 그리고 루프를 이용한 전자파 차폐방법에 관한 것이다.
본 발명은 도로면에 매설된 급전장치와 자동차에 설치된 집전장치와 같이, 이동에 의해 상대적인 위치가 변화함으로써 발생하는 자기장도 함께 변화하는 무선전력 전달 장치에서, 전자파 차폐 루프에 연결된 커패시터의 전기용량(capacitance)을 최적 차폐조건이 되도록 자동으로 제어할 수 있다.
The present invention relates to an electromagnetic wave shielding device of a loop type having an automatic control device, a power feeding device and a current collecting device having the same, and an electromagnetic shielding method using a loop, and more particularly, a capacitance of a capacitor connected to a loop. The present invention relates to an electromagnetic wave shielding device having a loop type, and a power feeding device and a current collecting device having the same, and an electromagnetic shielding method using a loop.
According to the present invention, in a wireless power transmission device in which a magnetic field generated by a relative position is changed by movement, such as a power supply device embedded in a road surface and a current collector installed in a vehicle, the capacitance of a capacitor connected to the electromagnetic shielding loop ( capacitance) can be automatically controlled to achieve optimum shielding conditions.

Description

자동제어장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치 및, 이를 구비하는 급전장치 및 집전장치, 루프를 이용한 전자파 차폐방법{Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus}Loop type electromagnetic shielding device having an automatic control device, a power feeding device and a current collector, and an electromagnetic shielding method using a loop {Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus}

본 발명은 자동제어장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치 및, 이를 구비하는 급전장치 및 집전장치, 루프를 이용한 전자파 차폐방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 루프에 연결된 커패시터의 전기용량(capacitance)을 최적 차폐조건이 되도록 자동으로 제어하는 장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치 및 이를 구비하는 급전장치 및 집전장치, 그리고 루프를 이용한 전자파 차폐방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic wave shielding device of a loop type having an automatic control device, a power feeding device and a current collecting device having the same, and an electromagnetic shielding method using a loop, and more particularly, a capacitance of a capacitor connected to a loop. The present invention relates to an electromagnetic wave shielding device having a loop type, and a power feeding device and a current collecting device having the same, and an electromagnetic shielding method using a loop.

전자 기기, 의료기기, 전기 자동차, 전차 등과 같이 전기를 동력원으로 구동 및 동작하는 기기들의 전력은 지금까지 전력선을 사용하여 전달 받았다. 그러나 이러한 전력선의 사용은 기기의 이동성을 저해 하거나 위치적 제약을 수반하였다. 따라서, 이를 극복하기 위하여 전자기 유도 방식, 주파수 공진 방식, radiation 방식 등과 같은 무선전력 전송 장치를 개발하였다.Power of devices that drive and operate electricity as a power source, such as electronic devices, medical devices, electric vehicles, and electric vehicles, has been transmitted using power lines. However, the use of such power lines has impeded the mobility of the device or accompanied positional constraints. Therefore, to overcome this problem, wireless power transmission apparatuses such as electromagnetic induction, frequency resonance, and radiation have been developed.

이러한 무선 전력 전송 장치는 전자기유도 현상, 자기공명현상 및 RF 대역 송수신 안테나 간의 radiation 성질을 이용하여 전력을 전달하는 것으로 전력 전달 시 높은 전자파를 발생시킨다. 이러한 전자파는 전자기기의 오 동작과 인체를 영향을 줄 수 있어 각 나라 별로 법규를 정하여, 그 발생되는 자기장이나 전기장의 세기를 규제하여 전자파의 세기를 규제하고 있다. 이러한 전자파 차폐를 위하여, 금속 와이어 양끝 단에 직렬로 커패시터를 연결하여 루프를 형성시켜 이를 전자파 차폐에 적용함으로써, 높은 주파수에서도 유도전류를 이용하여 자장을 차폐할 수 있는 루프형태의 전자파 차폐장치가 제안되었다.The wireless power transmitter transmits power by using electromagnetic induction, magnetic resonance, and radiation properties between the RF band transmitting and receiving antennas, thereby generating high electromagnetic waves. These electromagnetic waves can affect the malfunction of the electronic device and the human body, and the laws of each country regulate the intensity of electromagnetic waves by regulating the intensity of the generated magnetic or electric fields. For the electromagnetic shielding, a loop type electromagnetic shielding device that can shield the magnetic field using induction current at high frequency is proposed by forming a loop by connecting a capacitor in series at both ends of the metal wire and applying it to the electromagnetic shielding. It became.

그러나 루프형태의 전자파 차폐장치를 차량과 같이 이동하는 장치에 장착하여 사용 할 경우, 이동 시 루프차폐장치의 최적 동작 위치를 지속적으로 유지하는 것에는 어려움이 따르는 문제점이 있었다.However, when the roof type electromagnetic shielding device is used in a moving device such as a vehicle, there is a problem that it is difficult to continuously maintain the optimum operating position of the roof shielding device during the movement.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 도로면에 매설된 급전장치와 자동차에 설치된 집전장치와 같이, 이동에 의해 상대적인 위치가 변화함으로써 발생하는 자기장도 함께 변화하는 무선전력 전달 장치에서, 루프에 연결된 커패시터의 전기용량(capacitance)을 최적 차폐조건이 되도록 자동으로 제어할 수 있는 루프형태의 전자파 차폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve such a problem, and in a wireless power transmission device in which a magnetic field generated by a change in relative position also changes with movement, such as a power supply device embedded in a road surface and a current collector installed in a vehicle. Another object of the present invention is to provide a loop type electromagnetic shielding device capable of automatically controlling the capacitance of a capacitor connected to a loop to be an optimal shielding condition.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 전자파를 차폐하기 위한 장치는, 전기장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일; 상기 차폐코일의 특정 위치에 설치되어 상기 차폐코일에 낮은 임피던스를 걸리도록 하는, 둘 이상의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 및 상기 커패시터 어레이의 각 커패시터를 미리 온오프 설정하여 커패시턴스를 조정할 수 있도록, 각 커패시터에 연결된 스위치들로 구성된 스위치 어레이(switch array)를 포함하고, 여기서 낮은 임피던스는,

Figure 112012088799086-pat00014
에서
Figure 112012088799086-pat00015
인 경우의 차폐코일의 임피던스를 의미하며,
Figure 112012088799086-pat00016
이고, f는 주파수, L은 차폐코일의 인덕턴스, R은 차폐코일의 저항, C는 커패시터 어레이의 커패시턴스, Z는 차폐코일의 임피던스를 의미한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, an apparatus for shielding electromagnetic waves, the shielding coil of the loop type provided in the electromagnetic wave generating portion of the electric device; A capacitor array comprising two or more capacitors installed at a specific position of the shielding coil to apply a low impedance to the shielding coil; And a switch array composed of switches connected to each capacitor so as to adjust capacitance by presetting each capacitor of the capacitor array in advance.
Figure 112012088799086-pat00014
in
Figure 112012088799086-pat00015
In case of means the impedance of shielding coil,
Figure 112012088799086-pat00016
Where f is frequency, L is inductance of shielding coil, R is resistance of shielding coil, C is capacitance of capacitor array, and Z is impedance of shielding coil.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이동체에 자기유도방식으로 전력을 공급하는, 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치는, 인버터로부터 전력을 공급받아, 자기장을 발생시키기 위한 전류가 흐르는 급전코일; 상기 급전코일 전류에 의해 발생되는 자기장을 집전장치로 전달하기 위한 자극을 구비하는 급전코어; 상기 급전코어의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일; 상기 차폐코일의 특정 위치에 설치되어 상기 차폐코일에 낮은 임피던스를 걸리도록 하는, 둘 이상의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 및 상기 커패시터 어레이의 각 커패시터를 미리 온오프 설정하여 커패시턴스를 조정할 수 있도록, 각 커패시터에 연결된 스위치들로 구성된 스위치 어레이(switch array)를 포함하고, 여기서 낮은 임피던스는,

Figure 112012088799086-pat00017
에서
Figure 112012088799086-pat00018
인 경우의 차폐코일의 임피던스를 의미하며,
Figure 112012088799086-pat00019
이고, f는 주파수, L은 차폐코일의 인덕턴스, R은 차폐코일의 저항, C는 커패시터 어레이의 커패시턴스, Z는 차폐코일의 임피던스를 의미한다.According to another aspect of the present invention, a power feeding device having an electromagnetic shielding function for supplying power to the moving body in a magnetic induction method, the power supply coil receives a power from the inverter, the current flows for generating a magnetic field; A feeding core having a magnetic pole for delivering a magnetic field generated by the feeding coil current to a current collector; A shielding coil having a loop shape installed at an electromagnetic wave generating portion of the feeding core; A capacitor array comprising two or more capacitors installed at a specific position of the shielding coil to apply a low impedance to the shielding coil; And a switch array composed of switches connected to each capacitor so as to adjust capacitance by presetting each capacitor of the capacitor array in advance.
Figure 112012088799086-pat00017
in
Figure 112012088799086-pat00018
In case of means the impedance of shielding coil,
Figure 112012088799086-pat00019
Where f is frequency, L is inductance of shielding coil, R is resistance of shielding coil, C is capacitance of capacitor array, and Z is impedance of shielding coil.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이동체의 진행경로를 따라 설치된 급전장치로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받으면서 전자파 차폐기능을 갖는, 이동체에 설치된 집전장치는, 이동체 하단에 급전장치와 일정간격 이격되어 설치되며, 급전장치에서 발생한 자기장을 전달받는 자극을 구비하는 집전코어; 상기 집전코어에 루프형태로 설치되어, 상기 자기장에 의해 유도되는 전류가 흐르는 집전코일; 상기 집전코어의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일; 상기 차폐코일의 특정 위치에 설치되어 상기 차폐코일에 낮은 임피던스를 걸리도록 하는, 둘 이상의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 및 상기 커패시터 어레이의 각 커패시터를 미리 온오프 설정하여 커패시턴스를 조정할 수 있도록, 각 커패시터에 연결된 스위치들로 구성된 스위치 어레이(switch array)를 포함하고, 여기서 낮은 임피던스는,

Figure 112012088799086-pat00020
에서
Figure 112012088799086-pat00021
인 경우의 차폐코일의 임피던스를 의미하며,
Figure 112012088799086-pat00022
이고, f는 주파수, L은 차폐코일의 인덕턴스, R은 차폐코일의 저항, C는 커패시터 어레이의 커패시턴스, Z는 차폐코일의 임피던스를 의미한다.According to another aspect of the present invention, the current collector installed on the moving body having electromagnetic shielding function while receiving power from the power feeding device installed along the traveling path of the moving body in a magnetic induction manner, spaced apart from the power feeding device at a lower end of the moving body A current collector core, the current collector having a magnetic pole that receives the magnetic field generated by the power feeding device; A current collector coil installed in the current collector core in a loop shape and flowing current induced by the magnetic field; A shielding coil having a loop shape installed at an electromagnetic wave generating portion of the current collecting core; A capacitor array comprising two or more capacitors installed at a specific position of the shielding coil to apply a low impedance to the shielding coil; And a switch array composed of switches connected to each capacitor so as to adjust capacitance by presetting each capacitor of the capacitor array in advance.
Figure 112012088799086-pat00020
in
Figure 112012088799086-pat00021
In case of means the impedance of shielding coil,
Figure 112012088799086-pat00022
Where f is frequency, L is inductance of shielding coil, R is resistance of shielding coil, C is capacitance of capacitor array, and Z is impedance of shielding coil.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전자파를 차폐하기 위한 장치는, 전기장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일; 상기 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부로 전달하는 EMF 크기 감지부; 상기 차폐코일에 직렬 연결되고, 다수의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 상기 커패시터 어레이의 커패시터들을 각각 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array); 및 상기 EMF 크기 감지부에서 전달받은 자기장 값으로부터, 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하여, 상기 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록 상기 스위치 어레이의 각 스위치들의 온오프를 제어하는 커패시턴스 산출부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, an apparatus for shielding electromagnetic waves, the shielding coil of the loop type is installed in the electromagnetic wave generating portion of the electrical device; A magnetic field sensor unit detecting a magnetic field generated by the shielding coil; An EMF magnitude detector for detecting a magnetic field amplitude value from the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor and transferring it to a capacitance calculator; A capacitor array connected to the shielding coil in series and composed of a plurality of capacitors; A switch array comprising switches each capable of turning on and off capacitors of the capacitor array; And calculating a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil from the magnetic field value transmitted from the EMF size sensing unit, so that the capacitance value of the capacitor array is adjusted to the calculated capacitance value. And a capacitance calculator for controlling the off.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이동체에 자기유도방식으로 전력을 공급하는, 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치는, 인버터로부터 전력을 공급받아, 자기장을 발생시키기 위한 전류가 흐르는 급전코일; 상기 급전코일 전류에 의해 발생되는 자기장을 집전장치로 전달하기 위한 자극을 구비하는 급전코어; 상기 급전장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일; 상기 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부로 전달하는 EMF 크기 감지부; 상기 차폐코일에 직렬 연결되고, 다수의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 상기 커패시터 어레이의 커패시터들을 각각 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array); 및 상기 EMF 크기 감지부에서 전달받은 자기장 값으로부터, 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하여, 상기 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록 상기 스위치 어레이의 각 스위치들의 온오프를 제어하는 커패시턴스 산출부를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, a power supply device having an electromagnetic shielding function for supplying power to a mobile body in a magnetic induction manner includes: a power supply coil supplied with electric power from an inverter and configured to generate a magnetic field; A feeding core having a magnetic pole for delivering a magnetic field generated by the feeding coil current to a current collector; A loop-shaped shielding coil installed at the electromagnetic wave generating portion of the power feeding device; A magnetic field sensor unit detecting a magnetic field generated by the shielding coil; An EMF magnitude detector for detecting a magnetic field amplitude value from the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor and transferring it to a capacitance calculator; A capacitor array connected to the shielding coil in series and composed of a plurality of capacitors; A switch array comprising switches each capable of turning on and off capacitors of the capacitor array; And calculating a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil from the magnetic field value transmitted from the EMF size sensing unit, so that the capacitance value of the capacitor array is adjusted to the calculated capacitance value. And a capacitance calculator for controlling the off.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이동체의 진행경로를 따라 설치된 급전장치로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받으면서 전자파 차폐기능을 갖는, 이동체에 설치된 집전장치는, 이동체 하단에 급전장치와 일정간격 이격되어 설치되며, 급전장치에서 발생한 자기장을 전달받는 자극을 구비하는 집전코어; 상기 집전코어에 루프형태로 설치되어, 상기 자기장에 의해 유도되는 전류가 흐르는 집전코일; 상기 집전장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일; 상기 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부로 전달하는 EMF 크기 감지부; 상기 차폐코일에 직렬 연결되고, 다수의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 상기 커패시터 어레이의 커패시터들을 각각 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array); 및 상기 EMF 크기 감지부에서 전달받은 자기장 값으로부터, 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하여, 상기 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록 상기 스위치 어레이의 각 스위치들의 온오프를 제어하는 커패시턴스 산출부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, the current collector installed on the moving body having electromagnetic shielding function while receiving power from the power feeding device installed along the traveling path of the moving body in a magnetic induction manner, spaced apart from the power feeding device at a lower end of the moving body A current collector core, the current collector having a magnetic pole that receives the magnetic field generated by the power feeding device; A current collector coil installed in the current collector core in a loop shape and flowing current induced by the magnetic field; A loop-shaped shielding coil installed at an electromagnetic wave generating portion of the current collector; A magnetic field sensor unit detecting a magnetic field generated by the shielding coil; An EMF magnitude detector for detecting a magnetic field amplitude value from the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor and transferring it to a capacitance calculator; A capacitor array connected to the shielding coil in series and composed of a plurality of capacitors; A switch array comprising switches each capable of turning on and off capacitors of the capacitor array; And calculating a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil from the magnetic field value transmitted from the EMF size sensing unit, so that the capacitance value of the capacitor array is adjusted to the calculated capacitance value. And a capacitance calculator for controlling the off.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전자파를 차폐하기 위한 방법은, 전기장치의 전자파 발생 부위에 설치된 루프형태의 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하여 측정하는 단계; 측정된 자기장 값을 전압(voltage)값으로 변환하는 단계; 변환된 자기장 값으로부터 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하는 단계; 및 상기 차폐코일에 직렬 연결된 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록, 상기 커패시터 어레이의 각 커패시터들을 각각 자동으로 온오프 제어하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for shielding electromagnetic waves, comprising: detecting and measuring a magnetic field generated in the shielding coil of the loop type installed in the electromagnetic wave generating portion of the electrical device; Converting the measured magnetic field value into a voltage value; Calculating a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil from the converted magnetic field value; And automatically turning on and off respective capacitors of the capacitor array such that the capacitance value of the capacitor array connected in series with the shielding coil is adjusted to the calculated capacitance value.

상기 단계(a)와 단계(b) 사이에, (a1) 측정된 자기장 값을 전압(voltage)값으로 변환하는 단계를 더 포함하고, 상기 단계(b)의 측정된 자기장 값은, 상기 단계(a1)에서 전압값으로 변환된 값일 수 있다.Between step (a) and step (b), (a1) further comprises the step of converting the measured magnetic field value into a voltage value, wherein the measured magnetic field value of step (b) comprises: It may be a value converted into a voltage value in a1).

본 발명은 도로면에 매설된 급전장치와 자동차에 설치된 집전장치와 같이, 이동에 의해 상대적인 위치가 변화함으로써 발생하는 자기장도 함께 변화하는 무선전력 전달 장치에서, 전자파 차폐 루프에 연결된 커패시터의 전기용량(capacitance)을 최적 차폐조건이 되도록 자동으로 제어할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in a wireless power transmission device in which a magnetic field generated by a relative position is changed by movement, such as a power supply device embedded in a road surface and a current collector installed in a vehicle, the capacitance of a capacitor connected to the electromagnetic shielding loop ( capacitance) can be automatically controlled to be the optimum shielding conditions.

도 1은 루프형태의 전자파 차폐장치를 도시한 도면.
도 2는 무선으로 전력을 공급하는 급전도로 및 집전장치를 구비한 차량을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 자동제어장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 커패시턴스 수동 설정이 가능한 루프형태의 전자파 차폐장치의 실제 사진을 나타내는 도면.
1 is a view showing an electromagnetic shielding device in the form of a loop.
2 is a view showing a vehicle having a feeder road and a current collector for supplying power wirelessly;
3 is a view showing the configuration of the electromagnetic wave shielding device of the loop type having an automatic control device according to the present invention.
Figure 4 is a view showing an actual picture of the electromagnetic shielding device of the loop type capable of manually setting the capacitance according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 루프형태의 전자파 차폐장치(이하 '루프차폐장치'라 한다)(100)를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an electromagnetic wave shielding device (hereinafter, referred to as a 'loop shielding device') 100 having a loop shape.

금속 와이어 양끝 단을 전기적으로 결합한 루프를 자기장이 발생하는 부위에 위치시키면, 루프를 관통하면, 관통한 자속에 의하여 루프를 구성하는 케이블에 전압(V=dΦ/dt)이 발생하고, 이에 의하여 루프를 구성하는 케이블에 관통하는 자기장을 저감시키는 방향의 전류가 유도된다. 이러한 전류는 루프의 임피던스(impedance)가 낮을수록 크게 발생하여 자기장의 세기를 현저히 저감시킨다. 이러한 전류는 루프를 구성하는 케이블의 임피던스가 낮을수록 많이 흐르게 된다.When the loops electrically connected to both ends of the metal wires are positioned at the site where the magnetic field is generated, when the loops penetrate, the voltage (V = dΦ / dt) is generated in the cable constituting the loop by the penetrating magnetic flux, whereby the loop Current in the direction of reducing the magnetic field passing through the cable constituting the is induced. This current is generated as the loop's impedance is lower, which significantly reduces the strength of the magnetic field. This current flows more as the impedance of the cable constituting the loop is lower.

그러나, 이와 같이 만들어진 루프에는, 물리적으로 루프의 모양과 케이블의 회전수에 따라 인덕턴스(inductance)라는 전기적 특성을 가지게 되고, 이러한 인덕턴스는 주파수가 높아짐에 따라 주파수에 비례하여 루프의 임피던스를 높이게 된다.However, the loop made as described above physically has an electrical property called inductance according to the shape of the loop and the number of rotations of the cable, and the inductance increases the impedance of the loop in proportion to the frequency as the frequency increases.

이는 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 의해 설명된다.This is explained by the following equations (1) and (2).

Figure 112011003445563-pat00001
Figure 112011003445563-pat00001

Figure 112011003445563-pat00002
Figure 112011003445563-pat00002

여기서 Z는 루프의 임피던스, |Z|는 임피던스의 크기, L은 루프의 인덕턴스, R은 루프의 저항을 나타내며,

Figure 112011003445563-pat00003
Figure 112011003445563-pat00004
(f는 주파수)를 나타낸다.Where Z is the impedance of the loop, | Z | is the magnitude of the impedance, L is the inductance of the loop, and R is the resistance of the loop.
Figure 112011003445563-pat00003
The
Figure 112011003445563-pat00004
(f is frequency).

이에 따라서, 높은 주파수의 자기장이 루프를 통과하는 경우에는 관통한 자속(magnetic flux)에 의하여 유도되는 전류가 작아지게 되어 자기장의 차폐효과가 현저히 감소한다. 이를 보완하고자 하면 루프의 크기를 작게 만들어 인덕턴스를 작게 만들어야 하나, 그럴 경우는 루프의 크기에 제약이 따르며, 또한 많은 루프를 만들어 장착해야 하는 문제점을 수반하게 된다.
Accordingly, when the high frequency magnetic field passes through the loop, the current induced by the penetrating magnetic flux becomes small, and the shielding effect of the magnetic field is significantly reduced. In order to compensate for this, the inductance must be made small by making the loop small, but in this case, the size of the loop is restricted, and the loop must be made and mounted.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 1의 상부에 도시한 도면과 같이 전자파 차폐장치(100)로서 금속 와이어의 양 끝 단에, 하나 또는 다수의 커패시터를 포함하는 커패시터부(120)를 직렬로 연결한 루프(110)를 만들면, 루프의 임피던스를 줄일 수 있게 된다. 이때 루프의 임피던스 Z 및 임피던스의 크기 |Z|는 수학식 3 및 수학식 4와 같이 표시된다.In order to solve this problem, as shown in the upper portion of Figure 1 as the electromagnetic shield 100, at both ends of the metal wire, the capacitor unit 120 including one or more capacitors in series connected in series If one loop 110 is made, the impedance of the loop can be reduced. At this time, the impedance Z of the loop and the magnitude | Z | of the impedance are expressed as in Equations 3 and 4.

Figure 112011003445563-pat00005
Figure 112011003445563-pat00005

Figure 112011003445563-pat00006
Figure 112011003445563-pat00006

여기서, 커패시터부(120)에 포함된 커패시터의 커패시턴스(capacitance)와 직렬 연결된 루프(110)의 인덕턴스에 의하여 L-C 직렬 공진을 발생시켜, 낮은 임피던스를 가진 루프를 확보하는 것이 가능하게 된다. 즉

Figure 112011003445563-pat00007
를 만족하는 공진주파수
Figure 112011003445563-pat00008
에서, 루프 임피던스는 수학식 5와 같이 최소값이 된다.Here, LC series resonance is generated by the inductance of the loop 110 connected in series with the capacitance of the capacitor included in the capacitor unit 120, thereby making it possible to secure a loop having a low impedance. In other words
Figure 112011003445563-pat00007
Resonant frequency satisfying
Figure 112011003445563-pat00008
In the loop impedance, the minimum value is obtained as shown in Equation 5.

Figure 112011003445563-pat00009
Figure 112011003445563-pat00009

즉, 커패시터의 크기를 적절히 조절하면, 원하는 주파수 대역, 즉 전기장치(10)에서 발생하는, 차단하고자 하는 자기장(20)이 가진 주파수 대역에서 낮은 임피던스를 얻게 된다. 따라서 커패시터부(120)에, 루프(110)의 크기에 관계없이 적절한 크기의 커패시턴스를 갖는 커패시터를 사용함으로서 다양한 주파수 대역에서 높은 차폐효과를 가진 루프의 제작이 가능하게 된다.That is, when the size of the capacitor is properly adjusted, low impedance is obtained in a desired frequency band, that is, a frequency band of the magnetic field 20 to be cut off, which occurs in the electric device 10. Therefore, by using a capacitor having a capacitance of the appropriate size irrespective of the size of the loop 110 in the capacitor unit 120, it is possible to manufacture a loop having a high shielding effect in various frequency bands.

도 1의 하부에 도시한 도면(150)은 이와 같은 주파수에 따른 임피던스 크기 변화를 나타내고 있다.
FIG. 150 at the bottom of FIG. 1 shows the change in impedance magnitude according to the frequency.

도 2는 무선으로 전력을 공급하는 급전도로 및 집전장치를 구비한 차량을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a vehicle provided with a power supply road and a current collector for wirelessly supplying power.

지면에 매설되어, 자기유도방식으로 전력을 공급하는 급전장치(210)와, 이로부터 전력을 공급받는, 차량에 부착된 집전장치(220)가 도시되어 있다.A power feeding device 210 embedded in the ground and supplying electric power in a magnetic induction manner, and a current collecting device 220 attached to the vehicle, receives power from the power supply device 210.

도 1과 같은 루프차폐장치를 도 2와 같이 이동 중 무선으로 전기를 충전하는 차량에 부착하여, 전기 충전 중 발생하는 자기장으로 유도 전류를 발생시켜, 외부(사람이 위치할 수 있는 곳)로 나가는 자기장을 최소화 할 수 있게 된다. 이와 같은 루프차폐장치는 집전장치 및 급전장치 각각의 전자파 누설 부분에 모두 설치될 수 있다.
1, the roof shielding device as shown in FIG. 1 is attached to a vehicle that charges electricity wirelessly while moving, as shown in FIG. The magnetic field can be minimized. Such a roof shielding device may be installed at both the current leakage device and the electromagnetic leakage portion of the power supply device.

도 3은 본 발명에 따른 자동제어장치를 구비하는 루프차폐장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the configuration of a loop shield device 100 having an automatic control device according to the present invention.

이러한 루프차폐장치(100)는 차량에 부착 시 위치에 따른 최적 차폐조건이 별도로 존재하여, 차량 부착 위치에 따른 루프차폐장치(100)의 조정이 요구된다. 이는, 무선전력 전달 장치에서 멀어질수록 자기장의 세기가 감소하므로 루프차폐장치(100)에 의하여 상쇄시켜야 할 자기장의 세기가 작아져야 하기 때문이다. 즉, 루프차폐장치(100)를 무선전력 전달 장치에 가까이 위치 시킬 경우 루프차폐장치(100)의 유도 전류량은 커야 하며, 루프차폐장치(100)를 무선전력 전달 장치에 멀리 위치 시킬 경우 유도 전류의 량은 작아야 한다. 따라서, 장착 위치에 따라 유도 전류의 제어가 필요하게 된다.Such a roof shielding device 100 has an optimum shielding condition according to the position when attached to the vehicle separately, it is required to adjust the roof shielding device 100 according to the vehicle attachment position. This is because the strength of the magnetic field decreases as the distance from the wireless power transmission device decreases, and thus the strength of the magnetic field to be canceled by the loop shield 100 should be reduced. That is, when the loop shield device 100 is located close to the wireless power transmission device, the induced current amount of the loop shield device 100 should be large, and when the loop shield device 100 is located far from the wireless power transmission device, The quantity should be small. Therefore, control of the induced current is required according to the mounting position.

또한 무선전력 전달 장치의 급전장치와 집전장치 간에는 최대 전력 전달을 위한 최적 위치가 존재한다. 만약 급전장치와 집전장치 간에 존재하는 최대 전력전달 위치에서 벗어나게 되면, 벗어나는 만큼 전력 전달 능력이 떨어지며, 이에 따라 발생되는 자기장의 세기도 감소하게 된다. 전력 전달 장치를 자동차와 같은 이동하는 장치에 설치하여 전력전달을 실행하면, 이동에 따라 최적 전력 전달 위치에서 벗어나게 되어, 발생되는 전자장의 세기도 계속해서 변하게 된다. 이와 같이 변화하는 자기장의 세기를 위하여, 루프차폐장치(100)의 제어가 요구된다.In addition, an optimal position exists for maximum power transfer between the power supply device and the current collector of the wireless power transmission device. If the deviation from the maximum power transfer position existing between the feeder and the current collector, the power transfer capacity is reduced by the deviation, thereby reducing the strength of the magnetic field generated. When the power delivery device is installed in a moving device such as a vehicle to perform power delivery, the power supply device may deviate from the optimal power delivery position, and thus the intensity of the generated electric field will continuously change. In order to change the strength of the magnetic field in this way, the control of the roof shielding device 100 is required.

이를 위하여 도 3은, 도 1의 커패시터부(120)가, 변화하는 자기장에 따라 커패시턴스를 자동 조절할 수 있는 루프차폐장치(100)를 도시하고 있다.For this purpose, FIG. 3 illustrates a loop shield device 100 in which the capacitor unit 120 of FIG. 1 can automatically adjust capacitance according to a changing magnetic field.

누설자기장 발생장치(10)는 차폐해야할 누설 자기장을 발생시키는 장치이다. 일 실시예로서 전기자동차에서 급전장치 또는 집전장치가 될 수 있다. 이로부터 발생한 누설 자기장은 차폐 루프(110)를 통과하면서 감소되게 된다.The leakage magnetic field generator 10 is a device for generating a leakage magnetic field to be shielded. In one embodiment, the electric vehicle may be a power supply device or a current collector. The leakage magnetic field generated therefrom is reduced while passing through the shielding loop 110.

그러나 전술한 바와 같이 이러한 자기장은 차량 등의 이동과 함께 지속적으로 변화하게 되므로 루프(110)에서의 누설 자기장의 감소상태도 지속적으로 변화하게 된다. 이를 위해 자기장 센서부(121)는, 차폐 루프(110)에서 발생하는 자기장을 감지하고, 감지된 자기장 신호를 컨트롤러 블럭(controller block)의 EMF 크기 감지부(122)에 전달된다. EMF 크기 감지부(122)는 전달받은 자기장의 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부(123)로 전달한다. 이때 측정된 자기장의 크기 값을 전압(voltage)값으로 변환하여 커패시턴스 산출부(123)로 전달할 수 있다.However, as described above, since the magnetic field continuously changes with the movement of the vehicle, the reduced state of the leakage magnetic field in the loop 110 also changes continuously. To this end, the magnetic field sensor unit 121 detects a magnetic field generated in the shielding loop 110 and transmits the detected magnetic field signal to the EMF size detection unit 122 of the controller block. The EMF size detector 122 detects the magnitude value of the received magnetic field and transmits it to the capacitance calculator 123. At this time, the magnitude value of the measured magnetic field may be converted into a voltage value and transferred to the capacitance calculator 123.

커패시터 블럭은 다수의 커패시터의 배열로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array)(125) 및 각각의 커패시터들을 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array)(124)를 포함한다. 각 커패시터들은 다양한 크기의 커패시턴스를 갖도록 구성될 수 있다.The capacitor block includes a capacitor array 125 composed of an array of multiple capacitors and a switch array 124 including switches capable of turning on and off respective capacitors. Each capacitor may be configured to have capacitances of various sizes.

커패시턴스 산출부(123)는 전달받은 자기장 크기 정보로부터, 측정된 자기장을 적절하게 감소시킬 수 있는 커패시터의 용량, 즉 커패시턴스를 산출한다. 또한 커패시터 어레이(125)의 커패시턴스가 이와같이 산출된 커패시턴스가 되도록, 스위치 어레이(124)의 각 스위치들의 온오프 제어신호를 보내어 각각의 커패시터의 온오프를 제어한다. 이에 의하여 차폐 루프(110)의 누설 자기장은 적절한 값으로 조절되게 되어, 최적 차폐 상태를 동적으로 유지해 나가게 된다.The capacitance calculator 123 calculates the capacitance of the capacitor, that is, the capacitance, which can appropriately reduce the measured magnetic field, from the received magnetic field size information. In addition, the on / off control signal of each switch of the switch array 124 is sent to control the on / off of each capacitor so that the capacitance of the capacitor array 125 becomes the calculated capacitance as described above. As a result, the leakage magnetic field of the shielding loop 110 is adjusted to an appropriate value, thereby dynamically maintaining the optimum shielding state.

한편, 자기장의 세기가 크게 변화하지 않는 무선 전력 전달장치에서 루프에 의한 자기장 차폐를 적용할 경우, 다수의 커패시터의 배열로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array) 및 각각의 커패시터들을 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array)로 구성된 커패시터 블럭과, 차폐 루프만으로 전자파 차폐장치를 구현할 수도 있다. 도 4는 이와 같이, 커패시턴스를 동적으로 제어하지 않으나, 무선 전력 전달장치의 환경 조건에 따라 미리 스위치에 의해 필요한 커패시턴스로 설정해 놓을 수 있는, 커패시턴스 수동 설정이 가능한 루프차폐장치의 실제 사진을 나타낸다. 차폐 루프(401), 스위치 어레이(402) 및 커패시터 어레이(403)가 도시되어 있다.
On the other hand, in the case of applying a magnetic field shielding by a loop in a wireless power transmitter in which the strength of the magnetic field does not change significantly, a capacitor array composed of a plurality of capacitor arrays and switches capable of turning on and off respective capacitors are provided. An electromagnetic shielding device may be implemented using only a capacitor block including a switch array and a shielding loop. FIG. 4 shows an actual picture of a loop shielding device capable of manually setting capacitance, which does not dynamically control capacitance, but can be set to the required capacitance by a switch in advance according to environmental conditions of the wireless power transmitter. Shielded loop 401, switch array 402 and capacitor array 403 are shown.

100: 루프차폐장치
110: 차폐 루프 120: 커패시터부
121: 자기장 측정센서부 122: EMF 크기 감지부
123: 커패시턴스 산출부 124: 스위치 어레이
125: 커패시터 어레이
401: 차폐 루프 402: 스위치 어레이
403: 커패시터 어레이
10: 전자파 발생장치 20: 자기장
100: roof shielding device
110: shielded loop 120: capacitor portion
121: magnetic field measurement sensor unit 122: EMF size detection unit
123: capacitance calculation unit 124: switch array
125: capacitor array
401: shield loop 402: switch array
403: capacitor array
10: electromagnetic wave generator 20: magnetic field

Claims (8)

전자파를 차폐하기 위한 장치로서,
전기장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일;
상기 차폐코일의 특정 위치에 설치되어 상기 차폐코일에 낮은 임피던스를 걸리도록 하는, 둘 이상의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 및
상기 커패시터 어레이의 각 커패시터를 미리 온오프 설정하여 커패시턴스를 조정할 수 있도록, 각 커패시터에 연결된 스위치들로 구성된 스위치 어레이(switch array)
를 포함하고,
여기서 낮은 임피던스는,
Figure 112012088799086-pat00023
에서
Figure 112012088799086-pat00024
인 경우의 차폐코일의 임피던스를 의미하며,
Figure 112012088799086-pat00025
이고, f는 주파수, L은 차폐코일의 인덕턴스, R은 차폐코일의 저항, C는 커패시터 어레이의 커패시턴스, Z는 차폐코일의 임피던스를 의미하는
루프형태의 전자파 차폐장치.
A device for shielding electromagnetic waves,
A shielding coil of a loop type installed at an electromagnetic wave generating portion of the electric device;
A capacitor array comprising two or more capacitors installed at a specific position of the shielding coil to apply a low impedance to the shielding coil; And
A switch array composed of switches connected to each capacitor so as to adjust capacitance by presetting each capacitor of the capacitor array in advance.
Lt; / RTI >
Where the low impedance is
Figure 112012088799086-pat00023
in
Figure 112012088799086-pat00024
In case of means the impedance of shielding coil,
Figure 112012088799086-pat00025
Where f is frequency, L is the inductance of the shielding coil, R is the resistance of the shielding coil, C is the capacitance of the capacitor array, and Z is the impedance of the shielding coil.
Loop type electromagnetic shielding device.
이동체에 자기유도방식으로 전력을 공급하는, 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치로서,
인버터로부터 전력을 공급받아, 자기장을 발생시키기 위한 전류가 흐르는 급전코일;
상기 급전코일 전류에 의해 발생되는 자기장을 집전장치로 전달하기 위한 자극을 구비하는 급전코어;
상기 급전코어의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일;
상기 차폐코일의 특정 위치에 설치되어 상기 차폐코일에 낮은 임피던스를 걸리도록 하는, 둘 이상의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 및
상기 커패시터 어레이의 각 커패시터를 미리 온오프 설정하여 커패시턴스를 조정할 수 있도록, 각 커패시터에 연결된 스위치들로 구성된 스위치 어레이(switch array)
를 포함하고,
여기서 낮은 임피던스는,
Figure 112012088799086-pat00026
에서
Figure 112012088799086-pat00027
인 경우의 차폐코일의 임피던스를 의미하며,
Figure 112012088799086-pat00028
이고, f는 주파수, L은 차폐코일의 인덕턴스, R은 차폐코일의 저항, C는 커패시터 어레이의 커패시턴스, Z는 차폐코일의 임피던스를 의미하는
전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치.
A power feeding device with electromagnetic shielding function, which supplies electric power to the moving body in a magnetic induction manner,
A feeding coil supplied with electric power from an inverter and flowing a current for generating a magnetic field;
A feeding core having a magnetic pole for delivering a magnetic field generated by the feeding coil current to a current collector;
A shielding coil having a loop shape installed at an electromagnetic wave generating portion of the feeding core;
A capacitor array comprising two or more capacitors installed at a specific position of the shielding coil to apply a low impedance to the shielding coil; And
A switch array composed of switches connected to each capacitor so as to adjust capacitance by presetting each capacitor of the capacitor array in advance.
Lt; / RTI >
Where the low impedance is
Figure 112012088799086-pat00026
in
Figure 112012088799086-pat00027
In case of means the impedance of shielding coil,
Figure 112012088799086-pat00028
Where f is frequency, L is the inductance of the shielding coil, R is the resistance of the shielding coil, C is the capacitance of the capacitor array, and Z is the impedance of the shielding coil.
Power feeding device with electromagnetic shielding function.
이동체의 진행경로를 따라 설치된 급전장치로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받으면서 전자파 차폐기능을 갖는, 이동체에 설치된 집전장치로서,
이동체 하단에 급전장치와 일정간격 이격되어 설치되며, 급전장치에서 발생한 자기장을 전달받는 자극을 구비하는 집전코어;
상기 집전코어에 루프형태로 설치되어, 상기 자기장에 의해 유도되는 전류가 흐르는 집전코일;
상기 집전코어의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일;
상기 차폐코일의 특정 위치에 설치되어 상기 차폐코일에 낮은 임피던스를 걸리도록 하는, 둘 이상의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array); 및
상기 커패시터 어레이의 각 커패시터를 미리 온오프 설정하여 커패시턴스를 조정할 수 있도록, 각 커패시터에 연결된 스위치들로 구성된 스위치 어레이(switch array)
를 포함하고,
여기서 낮은 임피던스는,
Figure 112012088799086-pat00029
에서
Figure 112012088799086-pat00030
인 경우의 차폐코일의 임피던스를 의미하며,
Figure 112012088799086-pat00031
이고, f는 주파수, L은 차폐코일의 인덕턴스, R은 차폐코일의 저항, C는 커패시터 어레이의 커패시턴스, Z는 차폐코일의 임피던스를 의미하는
전자파 차폐기능을 갖춘 집전장치.
A current collector installed on a movable body having electromagnetic shielding function while receiving electric power in a magnetic induction manner from a power feeding device installed along a traveling path of the movable body,
A current collector core disposed spaced apart from the power feeding device at a lower portion of the movable body and having a magnetic pole receiving a magnetic field generated from the power feeding device;
A current collector coil installed in the current collector core in a loop shape and flowing current induced by the magnetic field;
A shielding coil having a loop shape installed at an electromagnetic wave generating portion of the current collecting core;
A capacitor array comprising two or more capacitors installed at a specific position of the shielding coil to apply a low impedance to the shielding coil; And
A switch array composed of switches connected to each capacitor so as to adjust capacitance by presetting each capacitor of the capacitor array in advance.
Lt; / RTI >
Where the low impedance is
Figure 112012088799086-pat00029
in
Figure 112012088799086-pat00030
In case of means the impedance of shielding coil,
Figure 112012088799086-pat00031
Where f is frequency, L is the inductance of the shielding coil, R is the resistance of the shielding coil, C is the capacitance of the capacitor array, and Z is the impedance of the shielding coil.
Current collector with electromagnetic shielding function.
전자파를 차폐하기 위한 장치로서,
전기장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일;
상기 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부로 전달하는 EMF 크기 감지부;
상기 차폐코일에 직렬 연결되고, 다수의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array);
상기 커패시터 어레이의 커패시터들을 각각 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array); 및
상기 EMF 크기 감지부에서 전달받은 자기장 값으로부터, 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하여, 상기 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록 상기 스위치 어레이의 각 스위치들의 온오프를 제어하는 커패시턴스 산출부
를 포함하는 루프형태의 전자파 차폐장치.
A device for shielding electromagnetic waves,
A shielding coil of a loop type installed at an electromagnetic wave generating portion of the electric device;
A magnetic field sensor unit detecting a magnetic field generated by the shielding coil;
An EMF magnitude detector for detecting a magnetic field amplitude value from the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor and transferring it to a capacitance calculator;
A capacitor array connected to the shielding coil in series and composed of a plurality of capacitors;
A switch array comprising switches each capable of turning on and off capacitors of the capacitor array; And
From the magnetic field value transmitted from the EMF size sensing unit, a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil is calculated, so that the capacitance value of the capacitor array is adjusted to the calculated capacitance value. Capacitance calculation unit for controlling
Electromagnetic shielding device of the loop type including a.
이동체에 자기유도방식으로 전력을 공급하는, 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치로서,
인버터로부터 전력을 공급받아, 자기장을 발생시키기 위한 전류가 흐르는 급전코일;
상기 급전코일 전류에 의해 발생되는 자기장을 집전장치로 전달하기 위한 자극을 구비하는 급전코어;
상기 급전장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일;
상기 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부로 전달하는 EMF 크기 감지부;
상기 차폐코일에 직렬 연결되고, 다수의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array);
상기 커패시터 어레이의 커패시터들을 각각 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array); 및
상기 EMF 크기 감지부에서 전달받은 자기장 값으로부터, 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하여, 상기 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록 상기 스위치 어레이의 각 스위치들의 온오프를 제어하는 커패시턴스 산출부
를 포함하는 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치.
A power feeding device with electromagnetic shielding function, which supplies electric power to the moving body in a magnetic induction manner,
A feeding coil supplied with electric power from an inverter and flowing a current for generating a magnetic field;
A feeding core having a magnetic pole for delivering a magnetic field generated by the feeding coil current to a current collector;
A loop-shaped shielding coil installed at the electromagnetic wave generating portion of the power feeding device;
A magnetic field sensor unit detecting a magnetic field generated by the shielding coil;
An EMF magnitude detector for detecting a magnetic field amplitude value from the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor and transferring it to a capacitance calculator;
A capacitor array connected to the shielding coil in series and composed of a plurality of capacitors;
A switch array comprising switches each capable of turning on and off capacitors of the capacitor array; And
From the magnetic field value transmitted from the EMF size sensing unit, a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil is calculated, so that the capacitance value of the capacitor array is adjusted to the calculated capacitance value. Capacitance calculation unit for controlling
Feeding device with an electromagnetic shielding function comprising a.
이동체의 진행경로를 따라 설치된 급전장치로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받으면서 전자파 차폐기능을 갖는, 이동체에 설치된 집전장치로서,
이동체 하단에 급전장치와 일정간격 이격되어 설치되며, 급전장치에서 발생한 자기장을 전달받는 자극을 구비하는 집전코어;
상기 집전코어에 루프형태로 설치되어, 상기 자기장에 의해 유도되는 전류가 흐르는 집전코일;
상기 집전장치의 전자파 발생 부위에 설치되는 루프형태의 차폐코일;
상기 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장 크기(amplitude)값을 감지하여 커패시턴스 산출부로 전달하는 EMF 크기 감지부;
상기 차폐코일에 직렬 연결되고, 다수의 커패시터로 구성된 커패시터 어레이(capacitor array);
상기 커패시터 어레이의 커패시터들을 각각 온오프 시킬 수 있는 스위치들을 포함하는 스위치 어레이(switch array); 및
상기 EMF 크기 감지부에서 전달받은 자기장 값으로부터, 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하여, 상기 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록 상기 스위치 어레이의 각 스위치들의 온오프를 제어하는 커패시턴스 산출부
를 포함하는 전자파 차폐기능을 갖춘 집전장치.
A current collector installed on a movable body having electromagnetic shielding function while receiving electric power in a magnetic induction manner from a power feeding device installed along a traveling path of the movable body,
A current collector core disposed spaced apart from the power feeding device at a lower portion of the movable body and having a magnetic pole receiving a magnetic field generated from the power feeding device;
A current collector coil installed in the current collector core in a loop shape and flowing current induced by the magnetic field;
A loop-shaped shielding coil installed at an electromagnetic wave generating portion of the current collector;
A magnetic field sensor unit detecting a magnetic field generated by the shielding coil;
An EMF magnitude detector for detecting a magnetic field amplitude value from the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor and transferring it to a capacitance calculator;
A capacitor array connected to the shielding coil in series and composed of a plurality of capacitors;
A switch array comprising switches each capable of turning on and off capacitors of the capacitor array; And
From the magnetic field value transmitted from the EMF size sensing unit, a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil is calculated, so that the capacitance value of the capacitor array is adjusted to the calculated capacitance value. Capacitance calculation unit for controlling
Current collector with an electromagnetic shielding function comprising a.
전자파를 차폐하기 위한 방법으로서,
(a) 전기장치의 전자파 발생 부위에 설치된 루프형태의 차폐코일에서 발생하는 자기장을 감지하여 측정하는 단계;
(b) 측정된 자기장 값으로부터 상기 차폐코일의 자기장을 감소시킬 수 있는 커패시턴스를 산출하는 단계; 및
(c) 상기 차폐코일에 직렬 연결된 커패시터 어레이의 커패시턴스 값이 산출된 커패시턴스 값으로 조정되도록, 상기 커패시터 어레이의 각 커패시터들을 각각 자동으로 온오프 제어하는 단계
를 포함하는 루프를 이용한 전자파 차폐방법.
As a method for shielding electromagnetic waves,
(a) detecting and measuring a magnetic field generated in a shielded coil of a loop type installed at an electromagnetic wave generating portion of an electric device;
(b) calculating a capacitance capable of reducing the magnetic field of the shielding coil from the measured magnetic field value; And
(c) automatically turning on and off respective capacitors of the capacitor array such that the capacitance value of the capacitor array connected in series with the shielding coil is adjusted to the calculated capacitance value.
Electromagnetic shielding method using a loop comprising a.
청구항 7에 있어서,
상기 단계(a)와 단계(b) 사이에,
(a1) 측정된 자기장 값을 전압(voltage)값으로 변환하는 단계
를 더 포함하고,
상기 단계(b)의 측정된 자기장 값은, 상기 단계(a1)에서 전압값으로 변환된 값인 것
을 특징으로 하는 루프를 이용한 전자파 차폐방법.
The method of claim 7,
Between step (a) and step (b),
(a1) converting the measured magnetic field value into a voltage value
Further comprising:
The measured magnetic field value of step (b) is a value converted into a voltage value in step (a1).
Electromagnetic shielding method using a loop, characterized in that.
KR1020110004258A 2011-01-14 2011-01-14 Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus KR101269226B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110004258A KR101269226B1 (en) 2011-01-14 2011-01-14 Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110004258A KR101269226B1 (en) 2011-01-14 2011-01-14 Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120082768A KR20120082768A (en) 2012-07-24
KR101269226B1 true KR101269226B1 (en) 2013-05-30

Family

ID=46714444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110004258A KR101269226B1 (en) 2011-01-14 2011-01-14 Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101269226B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432443B1 (en) 2013-06-04 2014-08-21 주식회사 올레브 The collector device and online electric vehicle having the same
KR20180077599A (en) 2016-12-29 2018-07-09 삼성전기주식회사 Apparatus for transmitting power wirelessly

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102042685B1 (en) * 2013-03-14 2019-11-11 삼성전자주식회사 Wireless power transmission apparatus and wireless power reception apparatus
US10486538B2 (en) 2015-11-02 2019-11-26 Hyundai America Technical Center, Inc. Electromagnetic field controlling system and method for vehicle wireless charging system
KR101943973B1 (en) * 2017-05-11 2019-01-31 (주)윈인텍 Car having wireless charger and electromagnetic wave reduction apparatus for the same
KR102105931B1 (en) * 2018-04-23 2020-06-01 (주)에스케이솔라에너지 The wireless charging device for the electric vehicle
KR101964428B1 (en) 2018-09-12 2019-04-01 한국과학기술원 Leakage magnetic field shielding device and wireless power transmission system including the same
KR20200031285A (en) 2018-09-14 2020-03-24 현대자동차주식회사 Reconfigurable electromagnetic wave shielding filter, wireless charger for vehicle having the same, and control method thereof
CN112564312B (en) * 2020-12-28 2023-12-15 周欣荣 Visual prosthesis wireless power supply system with self-shielding function and control method thereof
CN112739189A (en) * 2020-12-30 2021-04-30 中车大连机车车辆有限公司 Electromagnetic wave interference shielding device and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100680738B1 (en) 2005-02-28 2007-02-09 삼성전자주식회사 Variable inductance applying apparatus using variable capacitor and variable frequency generating apparatus thereof
KR100948637B1 (en) 2008-01-03 2010-03-24 (주)정원전기시스템 Air Core Type Reactor With Magnetic Shield

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100680738B1 (en) 2005-02-28 2007-02-09 삼성전자주식회사 Variable inductance applying apparatus using variable capacitor and variable frequency generating apparatus thereof
KR100948637B1 (en) 2008-01-03 2010-03-24 (주)정원전기시스템 Air Core Type Reactor With Magnetic Shield

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432443B1 (en) 2013-06-04 2014-08-21 주식회사 올레브 The collector device and online electric vehicle having the same
KR20180077599A (en) 2016-12-29 2018-07-09 삼성전기주식회사 Apparatus for transmitting power wirelessly

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120082768A (en) 2012-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101269226B1 (en) Loop type EMF shielding apparatus comprising automatic controller, power supply and pick-up including the loop type EMF shielding apparatus, and EMF shielding method by using the loop type EMF shielding apparatus
US10637303B2 (en) Magnetic power transmission utilizing phased transmitter coil arrays and phased receiver coil arrays
KR101988009B1 (en) Wireless power transmission system and method that controls resonance frequency and increases coupling efficiency
KR101947980B1 (en) Method and apparatus for wireless power transmission and wireless power reception apparatus
KR101349551B1 (en) A wireless power transmission apparatus and method thereof
US9077261B2 (en) Wireless power transmission system and power transmitter
KR101492296B1 (en) Inductive power supply
KR101882273B1 (en) Method and apparatus for wireless power reception and method and apparatus for wireless power transmission
KR101985820B1 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving wireless power
KR100976231B1 (en) Wireless power providing control system
KR101197579B1 (en) Space-adaptive Wireless Power Transmission System and Method using Resonance of Evanescent Waves
KR20120082769A (en) Emf cancellation apparatus using reverse current
KR101318742B1 (en) Wireless power transmission system and design method of wireless power transmission system considering impedence matching condition
KR101379792B1 (en) Power-supplying and pick-up system with stable transmission-efficiency in condition of variance of resonant frequency
KR101962747B1 (en) Apparatus and method for shielding leakage magnetic field of wireless power transfer system
JP2017502794A (en) Resonant power transmission coil with hinge
KR101364185B1 (en) Loop type emf shielding apparatus
KR20130028446A (en) A wireless power transmission apparatus and method thereof
KR20130087580A (en) High efficiency and power transfer in wireless power magnetic resonators
KR20120081195A (en) Magnetic-field resonance power transmission device and magnetic-field resonance power receiving device
KR101704934B1 (en) Wireless charging pad and method using auto alignment for maximum power receiving
KR20130128130A (en) Resonance coupling wireless energy transfer receiver and transmistter
Luo et al. A design method of magnetically resonanting wireless power delivery systems for bio-implantable devices
JP6148501B2 (en) Power transmission system
US8760009B2 (en) Wireless power source

Legal Events

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

Payment date: 20160427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180425

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 7

R401 Registration of restoration
R401 Registration of restoration