KR101311436B1 - 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템은 특정 건물 내부나 한정된 국소 영역 내에서 전력을 필요로 하는 전자전기 기기의 충전이 무선 전력 전파망을 통해 시간과 공간의 제약없이 신속하고 용이하게 이루어지도록 하는 기술이다.
본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템은 전력을 공급하는 전력 공급장치와; 전력공급장치와 접속하여 전력을 공급받고, 전력을 마이크로파로 변환하며, 마이크로파를 무지향성으로 외부로 방출하여 설정된 공유영역에 한정되어 전파망이 형성되도록 하는 전력 송신장치와; 설정된 공유영역 내에 위치한 각각의 전자전기 기기에 접속하여 마이크로파를 수신하고, 마이크로파를 전력으로 변환하여 충전하며, 충전된 전력을 전자전기 기기로 공급하게 되는 전력수신용 충전기를 포함하여 이루어진다.

Description

공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템{Clouding recharging system by micro wave network of wireless electric power}

본 발명은 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 특정 건물 내부나 한정된 국소 영역 내에서 전력을 필요로 하는 전자전기 기기의 충전이 무선 전력 전파망을 통해 시간과 공간의 제약없이 신속하고 용이하게 이루어지도록 하는 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템에 관한 것이다.

현재 전자전기 기술의 비약적인 발달에 힘입어 각종 전자전기 기기들이 개발되고 일상생활에서 사용되고 있다. 이와 같은 전자전기 기기들은 필수적으로 전력을 공급받아 작동하게 되는데, 전원케이블을 통해 직접 전력을 공급받게 되거나, 별도의 배터리를 구비하여 배터리를 통해 전력을 공급받게 된다.

여기서, 배터리는 충전용 2차 전지가 사용되어 충전기에 의해 반복적으로 충전하여 사용되는 경우가 많다.

한편, 전자전기 기기에서 구동되는 각종 소프트웨어도 현재 비약적으로 발전하면서 전자전기 기기의 전력 소모량도 늘어남에 따라, 배터리의 소모시간도 단축되어 배터리의 교체나 배터리의 충전이 수시로 요청되었고, 이를 위해 여유 배터리의 휴대나 배터리 충전기의 휴대가 요구됨에 따라 불편함과 번거로움이 많았다.

따라서, 이를 개선하여 무선으로 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 기술들이 개발되었는데, 이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1050538호 "무선 전력 충전 시스템 및 그 충전 방법", 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0103295호 "통신망을 이용한 무선 충전 방법", 공개번호 제10-2011-0103297호 "무선 전력 충전 방법 및 장치", 공개번호 제10-2011-0044794호 "휴대용 무선 전력 충전을 위한 무선 전력 송신" 등이 안출되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 무선 전력 충전 기술은 전력의 무선 충전이 근접 거리에서 이루어지거나, 광역 통신망을 이용해야 하는 한계가 있었으며, 전력의 무선 충전을 위해 지속적으로 대기전력이 소모되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 전력이 변환된 마이크로파에 의한 전파망이 전력 송신장치에 의해 형성되고, 전파망 내부에 위치한 전력수신용 충전기에 의해 마이크로파가 수신되면서 전력 충전이 이루어지도록 함으로써 시간과 공간의 제약없이 전력 충전이 간편하고 용이하게 자동으로 수행될 수 있는 새로운 형태의 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 전력수신용 충전기의 충전완료시 마이크로파의 수신이 차단되도록 함으로써 대기전력 소모가 방지될 수 있는 새로운 형태의 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 전력을 공급하는 전력 공급장치와; 상기 전력공급장치와 접속하여 전력을 공급받고, 전력을 마이크로파로 변환하며, 상기 마이크로파를 무지향성으로 외부로 방출하여 설정된 공유영역에 한정되어 전파망이 형성되도록 하는 전력 송신장치와; 설정된 공유영역 내에 위치한 각각의 전자전기 기기에 접속하여 상기 마이크로파를 수신하고, 마이크로파를 전력으로 변환하여 충전하며, 충전된 전력을 상기 전자전기 기기로 공급하게 되는 전력수신용 충전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템에서 상기 전력수신용 충전기는 충전상태를 검출하는 전력 센서와; 상기 전력 센서로부터 충전상태 정보를 입력받되, 충전완료 시 상기 마이크로파의 수신을 차단시켜 대기전력 소모를 방지하는 충전기 제어 드라이브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템에서 상기 전력 송신장치는 각각의 전자전기 기기에 접속한 전력수신용 충전기와 개별적으로 서로 무선통신하여 각 전력수신용 충전기의 충전상태 정보를 수신받게 되는 충전정보 검출기와; 상기 충전정보 검출기와 연결되어 충전상태 정보를 입력받게 되고, 입력된 충전상태 정보를 분석하여 외부로 송출할 전력량을 산출하며, 산출된 전력량에 따라 마이크로파의 송출 여부 및 송출되는 마이크로파의 에너지를 제어하게 되는 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템에 의하면, 전력 송신장치에 의해 무선 전력 전파망이 건물 내부나 특정 지역과 같은 공유영역에 형성되고, 전자전기 기기와 접속한 전력수신용 충전기에 의해 전력이 변환된 마이크로파가 수신되면서 충전이 자동으로 이루어지는 구성이 제공됨에 따라, 전자전기 기기의 충전이 시공간의 제약이나, 장치의 제약없이 신속하게 이루어질 수 있게 되어 전자전기 기기의 활용이 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 전력 센서와 충전기 제어 드라이브를 통해 전력수신용 충전기의 충전완료시 마이크로파의 수신이 차단되도록 함으로써 대기전력 소모가 방지됨에 따라, 전력 낭비가 최소화되면서 전자전기 기기의 충전이 신속하고 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템이 건물에 적용되는 것을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 이루는 전력 송신장치의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 이루는 전력수신용 충전기의 구성을 보여주기 위한 블록도이다.

도 1은 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템의 구성을 보여주기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템(100)은 전력 공급장치(10), 전력 송신장치(20), 전력수신용 충전기(30)를 포함하여 이루어진다.

전력 공급장치(10)는 전력을 공급하게 되는 장치로서, 이와 같은 전력 공급장치(10)는 한전과 같은 전력회사에 의해 제공되는 전원케이블이나 배전반일 수도 있고, 건물이나 시설물 등에 자체적으로 설치되어 발전하는 발전장치로부터 제공되는 전원케이블이나 배전반일 수도 있다. 이와 같은 전력 공급장치(10)는 공유영역으로 설정되는 특정 건물의 내부나 특정 지역의 내부에 배치된 전력 송신장치(20)와 연결되도록 연결케이블을 특정 전물의 내부나 특정 지역의 내부에 배치시키게 된다.

전력 송신장치(20)는 전력공급장치(10)와 접속하여 전력을 공급받고, 전력을 마이크로파로 변환하며, 마이크로파를 무지향성으로 외부로 방출하여 설정된 공유영역에 한정되어 전파망(200)이 형성되도록 하는 장치이다. 이와 같은 전력 송신장치(20)는 공유영역으로 설정되는 특정 건물의 내부나 특정 지역에 배치되는데, 하나의 전력 송신장치(20)가 배치될 수도 있고, 다수개의 전력 송신장치(20)가 배치될 수도 있다. 이와 같이 설정된 공유영역에 배치되는 전력 송신장치(20)의 개수는 설정된 공유영역에 위치한 전자전기 기기(1)의 개수에 연동된다. 즉, 설정된 공유영역에 위치한 전자전기 기기(1)의 개수가 많아 충전에 요구되는 전력량이 많게 되면, 전력 송신장치(20)를 둘 이상 배치시킬 수 있다.

전력수신용 충전기(30)는 설정된 공유영역 내에 위치한 각각의 전자전기 기기(1)에 접속하는 것으로, 이와 같은 전력수신용 충전기(30)는 전력이 변환된 마이크로파를 수신하고, 수신된 마이크로파를 전력으로 변환하여 충전하며, 충전된 전력을 전자전기 기기(1)로 공급하게 된다. 여기서, 전력수신용 충전기(30)는 전자전기 기기(1)에 일체로 내장된 것이거나, 전력수신용 충전기(30)가 별도로 제조되어 전자전기 기기(1)에 장착된 것일 수도 있다. 물론, 전력수신용 충전기(30)는 전자전기 기기(1)에 착탈가능하게 장착될 수도 있다. 그리고, 전력수신용 충전기(30)는 전력 송신장치(20)에 의해 형성되는 전파망 내부에 위치하게 되면 자동으로 충전을 수행하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템(100)은 전력이 변환된 마이크로파에 의한 전파망(200)이 전력 송신장치(20)에 의해 형성되도록 함으로써, 전자전기 기기(1)와 접속한 전력수신용 충전기(30)가 전파망(200) 내부에 위치하기만 하면, 시공간의 제약없이 전력 충전을 자동으로 신속하게 수행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 무선 충전시스템, 무선 충전방법 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템이 건물에 적용되는 것을 보여주기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템의 구성을 보여주기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 이루는 전력 송신장치의 구성을 보여주기 위한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 이루는 전력수신용 충전기의 구성을 보여주기 위한 블록도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템(100)은 특정 건물에 마이크로파로 변환된 무선 전력 전파망(200)을 형성하거나, 설정된 공유영역에 무선 전력 전파망(200)을 형성하여 각종 전자전기 기기(1)에 접속한 전력수신용 충전기(30)의 충전 동작이 자동으로 수행되도록 하는 것이다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템(100)은 한전과 같은 전력회사로부터 제공되는 전원케이블과 접속하여 전력을 전달받는 전력 송신장치(20)를 도 3에서와 같이 특정영역 내부에 배치시킨다. 이와 같은 전력 송신장치(20)는 소형 단말기 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전력 송신장치(20)는 도 4에서와 같이 전력 입력기(21), 전력 변환기(22), 전력 마이크로파 송출기(23), 충전정보 검출기(24), 컨트롤러(25)를 구비하여 이루어진다.

전력 입력기(21)는 전원 공급장치(10)와 연결되어 전력을 입력받는 것이고, 전력 변환기(22)는 입력받은 전력을 마이크로 파로 변환하는 것이며, 전력 마이크로파 송출기(23)는 변환된 마이크로 파를 외부로 송출하여 설정된 공유영역 내부에 무선 전력 전파망(200)이 형성되도록 하는 것이다.

충전정보 검출기(24)는 각각의 전자전기 기기(1)에 접속한 전력수신용 충전기(30)와 개별적으로 서로 무선통신하여 각 전력수신용 충전기(30)의 충전상태 정보를 수신받게 되는 것이다.

컨트롤러(25)는 충전정보 검출기(24)와 연결되어 충전상태 정보를 입력받게 되고, 입력된 충전상태 정보를 분석하여 외부로 송출할 전력량을 산출하며, 산출된 전력량에 따라 마이크로파의 송출 여부 및 송출되는 마이크로파의 에너지를 제어하게 된다. 즉, 컨트롤러(25)는 각 전자전기 기기(1)에 접속된 각각의 전력수신용 충전기(30)가 모두 충전완료된 상태이면 전력이 변환된 마이크로 파가 외부로 송출되지 않도록 하고, 각 전력수신용 충전기(30)가 전체적으로 요구하는 전력량에 대응되는 마이크로파만을 외부로 송출하여 불필요한 전력 소모가 방지되도록 한다. 물론, 외부로 송출되는 마이크로파의 에너지는 무선 전파에 따른 에너지소모를 감안하여 결정되도록 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력수신용 충전기(30)는 도 5에서와 같이 마이크로파 수신기(31), 마이크로파 변환기(32), 충전지(33), 전력센서(34), 충전기 제어 드라이브(35), 무선통신기(36)를 구비하여 이루어진다.

마이크로파 수신기(31)는 설정된 공유영역으로 송출된 마이크로파가 형성하는 무선 전력 전파망으로부터 마이크로파를 수신하기 것으로서, 안테나가 마이크로파 수신기(31)로 사용될 수 있는데, 선형 안테나, 평면 안테나 등이 마이크로파 수신기(31)를 이룰 수 있다.

마이크로파 변환기(32)는 수신된 마이크로파를 전력 에너지를 변환하는 것이ㄱ고, 충전지(33)는 변환된 전력 에너지를 공급받아 충전되어 전자전기 기기(1)로 전원을 공급하는 것이다.

전력센서(34)는 충전지(33)와 연결되어 충전지(33)의 충전상태를 검출하게 된다. 즉, 전력센서(34)는 충전지(33)의 충전완료 여부, 충전량 등을 검출하게 된다.

충전기 제어 드라이브(35)는 전력센서(34)로부터 충전상태 정보를 입력받아 전력수신용 충전기(30)를 제어하게 되는 것으로, 이와 같은 충전기 제어 드라이브(35)는 충전완료 시 마이크로 파 수신기(31)를 제어하여 마이크로파의 수신을 차단시키게 된다. 이는 대기전력 소모를 방지하기 위함이다.

무선통신기(36)는 전력 송신장치(20)와 충전정보 검출기(24)와 무선 통신하여 해당 전력수신용 충전기(30)의 충전상태를 송신하는 것이다.

이와 같은 전력수신용 충전기(30)는 휴대폰(1a), 노트북(1c)과 같은 전자전기 기기(1)에 착탈가능하게 장착되는 착탈형 충전기(30a)(30c)이거나, 스탠드(1b)와 같은 전자전기 기기(1)에 일체로 고정되는 고정형 충전기(30b)일 수 있다. 여기서, 착탈형 충전기(30a)(30c)는 전자전기 기기(1)와 USB방식으로 접속되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템(100)은 전력센서(34)와 충전기 제어 드라이브(35)를 통해 전력수신용 충전기(30)의 충전완료시 마이크로파의 수신이 차단됨에 따라, 대기전력 소모가 방지되고, 이로써, 전력 낭비가 최소화되면서 전자전기 기기의 충전이 신속하고 원활하게 이루어지게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

1 : 전자전기 기기 1a : 휴대폰
1b : 스탠드 1c : 노트북
10 : 전원 공급장치 20 : 전력 송신장치
21 : 전력 입력기 22 : 전력 변환기
23 : 전력 마이크로파 송출기 24 : 충전정보 검출기
25 : 컨트롤러 30 : 전력수신용 충전기
30a, 30c : 착탈형 충전기 30b : 고정형 충전기
31 : 마이크로파 수신기 32 : 마이크로파 변환기
33 : 충전지 34 : 전력센서
35 : 충전기 제어 드라이브 36 : 무선통신기
100 : 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템
200 : 전파망

Claims (3)

1. 전력을 공급하는 전력 공급장치와;
   상기 전력공급장치와 접속하여 전력을 공급받고, 전력을 마이크로파로 변환하며, 상기 마이크로파를 무지향성으로 외부로 방출하여 설정된 공유영역에 한정되어 전파망이 형성되도록 하는 전력 송신장치와;
   설정된 공유영역 내에 위치한 각각의 전자전기 기기에 접속하여 상기 마이크로파를 수신하고, 마이크로파를 전력으로 변환하여 충전하며, 충전된 전력을 상기 전자전기 기기로 공급하게 되는 전력수신용 충전기를 포함하되;
   상기 전력 송신장치는 각각의 전자전기 기기에 접속한 전력수신용 충전기와 개별적으로 서로 무선통신하여 각 전력수신용 충전기의 충전상태 정보를 수신받게 되는 충전정보 검출기와;
   상기 충전정보 검출기와 연결되어 충전상태 정보를 입력받게 되고, 입력된 충전상태 정보를 분석하여 외부로 송출할 전력량을 산출하며, 산출된 전력량에 따라 마이크로파의 송출 여부 및 송출되는 마이크로파의 에너지를 제어하게 되는 컨트롤러를 포함하고;
   상기 전력수신용 충전기는 충전상태를 검출하는 전력 센서와;
   상기 전력 센서로부터 충전상태 정보를 입력받되, 충전완료 시 상기 마이크로파의 수신을 차단시켜 대기전력 소모를 방지하는 충전기 제어 드라이브를 구비하는 것을 특징으로 하는 공유영역 내 무선 전력 전파망을 이용한 클라우딩 충전시스템.
2. 삭제
3. 삭제

Images