KR101517609B1 - Wireless Electric Power Supply Apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, EMF의 발생범위를 줄이면서 높은 유도기전력을 얻을 수 있고, 부피가 작아 공간효율이 높고 제작비를 절감할 수 있는 무선 전력공급장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a wireless power supply apparatus capable of obtaining a high induction electromotive force while reducing the generation range of EMFs and having a small volume, thereby achieving a high space efficiency and a low production cost.

Figure R1020130111697
Figure R1020130111697

Description

무선 전력공급장치{Wireless Electric Power Supply Apparatus}[0001] WIRELESS POWER SUPPLY APPARATUS [0002]

본 발명의 실시예는, EMF의 발생범위를 줄이면서 높은 유도기전력을 얻을 수 있고, 부피가 작아 공간효율이 높고 제작비를 절감할 수 있는 무선 전력공급장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a wireless power supply apparatus capable of obtaining a high induction electromotive force while reducing the generation range of EMFs and having a small volume, thereby achieving a high space efficiency and a low production cost.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiment of the present invention and do not constitute the prior art.

일반적으로 전기차는 차량을 움직이는 동력원으로 전기를 사용하는 차량을 의미하며 전기차의 운행을 위해서는 전기차에 탑재된 배터리를 충전해서 충전된 전력으로 전기차를 운행한다. 이러한 전기차의 전력 충전을 위하여 사람 또는 충전을 보조하는 기계장치가 직접 충전용 전선을 차량에 연결함으로써 충전을 하는 경우 불편함을 줄뿐만 아니라 플러그를 손에 쥐고 전기차에 연결하는 과정에서 사용자가 감전될 위험이 있는 문제가 있다. 이와 같이 충전용 전선을 이용하여 전기차의 배터리를 충전시키는 방식은 사용자의 불편함을 초래하고 감전 위험이 있어, 무선으로 전기차의 배터리를 충전할 수 있는 무선 전력공급장치의 연구 및 개발이 최근 활발히 진행되고 있다.Generally, an electric vehicle refers to a vehicle that uses electricity as a power source for moving a vehicle. In order to operate an electric vehicle, an electric vehicle is charged with electric power charged by charging the battery mounted on the electric vehicle. In order to charge the electric power of such an electric vehicle, a person or a mechanical device supporting the charge directly connects the charging wire to the vehicle, thereby not only inconvenience the charging, but also, in the process of connecting the electric plug to the electric car, There is a dangerous problem. The method of charging the battery of the electric vehicle using the charging wire in this way causes a disadvantage of the user and there is a risk of electric shock, and research and development of a wireless power supply device capable of charging the battery of the electric vehicle by radio have recently been actively conducted .

일반적으로 무선 전력공급장치는 전력을 공급하여 자기장을 형성하고, 자기장의 변화에 의해 발생하는 유도기전력을 이용하는 방식을 사용한다. 그러나, 무선 전력공급장치가 작동하는 경우, 상기 무선 전력공급장치의 주위에는 EMF(Electro-Magnetic Field, 전자기장)가 형성되며, 이러한 EMF는 인체에 유해하고 다른 전자기기의 고장, 오작동 등을 유발할 수 있다. 따라서, 무선 전력공급장치에서 발생하는 EMF의 발생범위를 줄일 필요가 있다. 그러나, EMF의 발생범위를 줄일 수 있는 설계를 하는 경우 이에 따라 유도기전력의 크기가 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.Generally, a wireless power supply uses a method of supplying a power to form a magnetic field and utilizing an induced electromotive force generated by a change in a magnetic field. However, when the wireless power supply device operates, an EMF (Electro-Magnetic Field) is formed around the wireless power supply device. Such EMF is harmful to the human body and may cause malfunction or malfunction of other electronic devices have. Therefore, it is necessary to reduce the generation range of the EMF generated in the wireless power supply device. However, when designing to reduce the generation range of the EMF, the magnitude of the induced electromotive force may be reduced.

따라서, 본 발명의 실시예는, MPL(Magnetic Path Length)이 작아 히스테리시스 손실을 줄임으로써 급전코어에서의 전력손실을 줄일 수 있으며, EMF의 발생범위를 줄이면서 높은 유도기전력을 얻을 수 있고, 부피가 작아 공간효율이 높고 제작비를 절감할 수 있는 무선 전력공급장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the embodiment of the present invention can reduce the power loss in the power supply core by reducing the hysteresis loss due to the small MPL (Magnetic Path Length), and it is possible to obtain a high induced electromotive force while reducing the generation range of the EMF, The present invention has an object to provide a wireless power supply device that is small in size and high in space efficiency and can reduce a production cost.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

무선 전력공급장치의 일 실시예는, C자형의 자기장형성부가 복수로 일정한 방향으로 정렬되어 형성되고, 소정의 폭을 두고 각각 서로 평행하게 배치되는 한 쌍으로 구비되며, 교류전력을 공급받아 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하는 급전코어; 및 적어도 일부가 상기 급전코어 중심부에 배치되어 상기 급전코어에 교류전력을 공급하는 전력공급부를 포함하는 급전선로가 구비된 것일 수 있다.In one embodiment of the wireless power supply device, the C-shaped magnetic field forming portions are formed by aligning a plurality of magnetic field forming portions in a predetermined direction and are provided in pairs in parallel with each other with a predetermined width, Wherein a magnetic field is generated in which a direction changes periodically according to a phase change of the power supply core; And a power supply part including at least a part of the power supply part arranged at the center of the power supply core to supply AC power to the power supply core.

또한, 무선 전력공급장치의 일 실시예는, 상기 급전선로의 상측에 배치되되, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장이 관통하는 집전코어; 및 기 집전코어에 실질적으로 수평방향으로 감기어 배치되되, 상기 한 쌍의 급전코어의 길이방향과 실질적으로 수직방향으로 복수로 정렬되며, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 도전부를 포함하는 집전부가 더 구비된 것일 수 있다.In addition, an embodiment of the wireless power supply apparatus may further include: a current collecting core disposed above the feed line, the magnetic core passing through the feed core passing through the feed core; And a plurality of feed coils arranged in a substantially horizontal direction in the power take-up core and arranged in a plurality of directions substantially perpendicular to the longitudinal direction of the pair of feed cores, wherein an induced electromotive force induced by a magnetic field generated from the power- And a current collecting portion including a conductive portion may be further provided.

이때, 상기 전력공급부는, 기 한 쌍의 상기 급전코어의 중심부에 상기 급전코어의 길이방향으로 배치되는 한 쌍의 제1부재와 상기 각각의 제1부재 양단을 연결하는 한 쌍의 제2부재를 포함하는 것일 수 있다.At this time, the power supply unit may include a pair of first members arranged in the longitudinal direction of the feed core at a central portion of a pair of the first feed cores, and a pair of second members connecting both ends of the first members May include.

또한, 상기 자기장형성부는, 통을 지름방향으로 자른 각각의 제1단면 및 제2단면을 구비한 반원통을 형성하고, 공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 상기 제1단면 및 제2단면 사이에서 주기적으로 방향이 변화하는 자기장이 발생하며, 자기장은 적어도 일부가 상기 제1단면, 상기 집전코어 및 상기 제2단면 사이에 형성되는 것일 수 있다.The magnetic field forming portion may be formed by forming a semicylindrical body having first and second end faces each of which is cut in a diametrical direction and forming a semicylindrical body having a first end face and a second end face, A periodically changing magnetic field is generated and at least a portion of the magnetic field may be formed between the first end face, the current collecting core and the second end face.

또한, 상기 급전코어는, 기 자기장형성부가 상기 제1부재를 중심으로 복수로 정렬되되, 상기 제1단면 및 제2단면이 실질적으로 수직방향을 향하도록 배치되는 것일 수 있다.In addition, the feed core may be arranged such that a plurality of the base-magnetic-field-forming portions are centered on the first member, and the first end face and the second end face are oriented in a substantially vertical direction.

또한, 상기 집전부는, 기 집전코어의 단면이 요철형상으로 형성되고, 기 도전부는 상기 집전코어에 실질적으로 수평한 방향으로 감기되, 한 쌍으로 구비되고 상기 급전코어의 길이방향과 실질적으로 동일한 방향으로 배치되는 가로부재와, 상기 가로부재의 양단에 각각 결합하는 한 쌍의 세로부재를 포함하는 것일 수 있다.The current collecting portion may be formed such that the cross section of the current collecting core is formed in a concavo-convex shape, the current conducting portion is wound in a substantially horizontal direction to the current collecting core, And a pair of longitudinal members respectively coupled to both ends of the lateral member.

전술한 실시예의 무선 전력공급장치는, 작동시 발생하는 EMF의 발생범위를 줄여 EMF로 인한 인체에 유해한 영향, 전자기기의 고장, 오작동 등을 줄일 수 있는 효과가 있고, 구조적으로 부피가 작아 공간효율을 높일 수 있으며 제작비를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한 MPL을 줄여 급전코어에서의 전력손실을 감소시켜 무선 전력공급장치 전체의 효율을 높이고 전력손실에 따른 유지비용을 줄이는 효과가 있다.The wireless power supply device of the above-described embodiment has an effect of reducing the generation range of EMF generated during operation, reducing harmful effects to the human body due to EMF, malfunction and malfunction of electronic equipment, Can be increased and the production cost can be reduced. In addition, MPL is reduced to reduce the power loss in the power supply core, thereby improving the efficiency of the entire wireless power supply and reducing the maintenance cost due to power loss.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로의 일부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a feed line used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing a part of a feed line used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention, and are actually shown in a smaller scale than the actual dimensions in order to understand the schematic structure.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, the terms first and second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로(100)를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로(100)의 일부를 나타낸 정면도이다.1 is a perspective view illustrating a feeder line 100 used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a front view showing a part of a feed line 100 used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

무선 전력공급장치는 급전선로(100) 및 집전부(200)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 급전선로(100)에는 교류전력을 공급받아 급전코어(110)에 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하고, 집전부(200)에는 급전선로(100) 상측에 배치되어 급전코어(110)에 발생하는 자기장의 방향변화에 따라 유도기전력이 유도된다.The wireless power supply includes a feeder line (100) and a current collector (200). In one embodiment of the present invention, a magnetic field is periodically changed in accordance with the phase change of the AC power to the power feeding core 110 by receiving the AC power from the power feeding line 100, The induction electromotive force is induced in accordance with a change in the direction of the magnetic field generated in the power supply core 110.

급전선로(100)는, 외부전원(미도시)과 전기적으로 연결되어 그로부터 전력을 공급받아 자기장을 형성하는 역할을 하고, 급전코어(110)와 전력공급부(120)를 포함한다.The feed line 100 is electrically connected to an external power source (not shown) and receives power from the external power source (not shown) to form a magnetic field, and includes a power feeding core 110 and a power supply unit 120.

급전코어(110)는 반원통형의 자기장형성부(130)가 복수로 정렬되어 형성되고 외부전원으로부터 전력이 공급되면 자기장을 형성한다. 이러한 자기장의 형성은 전자기 유도현상에 의해 발생하고, 자기장형성부(130)는 전력공급부(120)에 공급되는 전력에 의해 자기장이 유도되는 부위이다. 이때, 급전코어(110)는 한 쌍으로 구비되고 각각의 급전코어(110)는 소정의 폭을 두고 각각 서로 평행하게 배치된다.The power feeding core 110 is formed by arranging a plurality of semi-cylindrical magnetic field forming portions 130 and generates a magnetic field when power is supplied from an external power source. The magnetic field is generated by the electromagnetic induction phenomenon, and the magnetic field forming unit 130 is a region where the magnetic field is induced by the electric power supplied to the power supply unit 120. At this time, the power supply cores 110 are provided in a pair, and the power supply cores 110 are arranged in parallel with each other with a predetermined width.

자기장형성부(130)는 전체적으로 반원통의 형상을 가진다. 구체적으로, 일정한 지름방향의 두께와 일정한 높이를 가진 원통을 지름방향으로 자른 형상이고, 잘린 면은 각각 제1단면(131)과 제2단면(132)을 형성한다. 따라서, 자기장형성부(130)를 정면으로 보았을 경우 알파벳의 "C"자 형상을 가진다. 자기장형성부(130)는 급전선로(100)에서 복수로 구비되고 각각의 자기장형성부(130)는 전력공급부(120)의 제1부재(121)의 길이방향으로 일렬로 정렬되어 급전코어(110)를 형성하고, 급전코어(110)는 제1부재(121)를 감싸는 형태의 자기장을 형성한다.The magnetic field forming part 130 has a semi-cylindrical shape as a whole. Specifically, a cylinder having a predetermined radial thickness and a constant height is cut in the radial direction, and the cut surfaces form a first end face 131 and a second end face 132, respectively. Therefore, when the magnetic field forming unit 130 is viewed from the front, it has the letter C shape of the alphabet. The magnetic field forming units 130 are provided in the feed line 100 and the magnetic field forming units 130 are aligned in the longitudinal direction of the first member 121 of the power supplying unit 120, And the power supply core 110 forms a magnetic field which surrounds the first member 121.

제1단면(131)과 제2단면(132)은 자기장형성부(130)의 상단에 형성된 각각의 면이고, 전력이 공급되어 자기장이 발생하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 주로 제1단면(131)과 제2단면(132)에서 자기장이 형성되고, 자기장을 시각적으로 표현한 자기력선은 주로 제1단면(131)과 제2단면(132)에 수직한 방향으로 형성된다. 이때, 자기장의 방향은 전류가 흐르는 방향에 따라 달라지는데, 공급되는 전력이 교류인 경우 전류의 방향이 주기적으로 바뀌게 되므로 이에 따라 자기장의 방향도 주기적으로 변화한다.The first end face 131 and the second end face 132 are the respective faces formed at the upper end of the magnetic field forming part 130. When a magnetic field is generated by supplying electric power, A magnetic field is formed at the end face 131 and the second end face 132 and the magnetic force lines visually expressing the magnetic field are formed mainly in the direction perpendicular to the first end face 131 and the second end face 132. At this time, the direction of the magnetic field changes depending on the direction in which the current flows. When the supplied power is AC, the direction of the current periodically changes, and accordingly, the direction of the magnetic field periodically changes.

한편, 급전코어(110)에서 형성되는 자기장은 적어도 일부가 제1단면(131), 집전코어(220) 및 제2단면(132) 사이에 걸쳐 형성되어 집전코어(220)에 형성되는 자기장에 의해 도전부(210)에 유도기전력이 발생하게 된다.The magnetic field formed in the power supply core 110 is formed at least partially between the first end face 131, the current collector core 220 and the second end face 132 by a magnetic field formed in the current collector core 220 An induced electromotive force is generated in the conductive portion 210.

본 발명의 일 실시예에서는 자기장형성부(130)에 교류전력이 공급되고, 공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 제1단면(131) 및 제2단면(132) 사이에서 주기적으로 방향이 변화한다. 이러한 자기장의 방향변화는 자속밀도의 변화를 가져오게 되고, 자속밀도의 변화에 의해 집전부(200)에는 유도기전력이 발생하며, 유도기전력의 발생에 의해 전력이 부하에 무선으로 공급될 수 있다.In one embodiment of the present invention, AC power is supplied to the magnetic field forming unit 130, and the direction changes periodically between the first end face 131 and the second end face 132 in accordance with the phase change of the supplied AC power . Such a change in the direction of the magnetic field causes a change in the magnetic flux density, and an induced electromotive force is generated in the current collector 200 due to the change in the magnetic flux density, and power can be supplied to the load wirelessly by generating the induced electromotive force.

제1단면(131)과 제2단면(132)에 수직한 방향으로 발생하는 자기장은 집전부(200)의 집전코어(220)에 자기장을 형성하고, 이로 인해 도전부(210)에 유도기전력이 발생하며, 유도기전력은 도전부(210)와 전기적으로 연결된 부하에 공급되거나, 도전부(210)와 전기적으로 연결된 배터리에 충전된다. 한편, 도전부(210)가 배터리와 연결되는 경우 도전부(210)에 발생하는 유도기전력이 교류인 경우 배터리에 전력을 충전하기 위해서는 교류전력을 직류전력으로 변환해야 하므로 도전부(210)와 배터리 사이에 정류기를 전기적으로 연결하여 사용할 수도 있다.The magnetic field generated in the direction perpendicular to the first end face 131 and the second end face 132 forms a magnetic field in the current collector core 220 of the current collector 200 and thereby induction electromotive force And the induced electromotive force is supplied to a load electrically connected to the conductive part 210 or charged to a battery electrically connected to the conductive part 210. [ In the case where the conductive part 210 is connected to the battery, if the induced electromotive force generated in the conductive part 210 is AC, in order to charge the battery, AC power must be converted into DC power, And a rectifier may be electrically connected between them.

한편, 자기장형성부(130)는 전력을 공급받아 유도자기장을 형성하는 재질로 형성된다. 예를 들어, 전자기유도 현상에 의해 전력을 공급받아 자기장을 용이하게 형성하는 페라이트 재질을 자기장형성부(130)의 재료로 사용하는 것이 적절하다.On the other hand, the magnetic field forming unit 130 is formed of a material forming an induction magnetic field by receiving electric power. For example, it is appropriate to use ferrite material, which is supplied with electric power by electromagnetic induction and easily forms a magnetic field, as a material of the magnetic field forming portion 130.

전력공급부(120)는 외부전원과 전기적으로 연결되어 급전코어(110)에 자기장을 형성하기 위한 전력을 공급하는 역할을 하고, 제1부재(121)와 제2부재(122)를 포함한다.The power supply unit 120 is electrically connected to an external power supply and supplies power to the power supply core 110 to form a magnetic field. The power supply unit 120 includes a first member 121 and a second member 122.

제1부재(121)는 한 쌍으로 구비되고 각각의 제1부재(121)는 한 쌍의 급전코어(110) 각각의 길이방향으로 배치된다. 구체적으로, 자기장형성부(130)가 제1부재(121)를 중심으로 복수로 정렬되되, 제1단면(131) 및 제2단면(132)이 실질적으로 수직방향을 향하도록 배치된다. 따라서, 자기장형성부(130)가 복수로 정렬되어 형성되는 한 쌍의 급전코어(110)가 서로 평행하게 배치되므로 한 쌍의 제1부재(121)도 서로 평행하게 배치된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 자기장형성부(130)가 정렬된 급전코어(110)의 축방향과 제1부재(121)의 길이방향이 일치하도록 배치된다.The first members 121 are provided in a pair, and each of the first members 121 is disposed in the longitudinal direction of each of the pair of feed cores 110. Specifically, the magnetic field forming portions 130 are arranged so as to be plurally arranged around the first member 121, with the first end face 131 and the second end face 132 being oriented substantially vertically. Accordingly, a pair of the feed cores 110, which are formed by arranging a plurality of the magnetic field forming portions 130, are arranged parallel to each other, so that the pair of first members 121 are also arranged in parallel with each other. Accordingly, in one embodiment of the present invention, the plurality of magnetic field forming portions 130 are arranged so that the axial direction of the aligned power feeding core 110 and the longitudinal direction of the first member 121 coincide with each other.

제2부재(122)는 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍의 제1부재(121) 각각의 양단을 연결하는 역할을 한다. 한 쌍의 제1부재(121)와 한 쌍의 제2부재(122)가 서로 연결되어 전력공급부(120)를 구성하고, 전력공급부(120)는 외부전원으로부터 전력을 공급받고, 한 쌍의 제1부재(121)에 배치되는 한 쌍의 급전코어(110)에 전력이 공급되면 유도자기장이 발생한다.The second members 122 are provided as a pair, and serve to connect both ends of each of the pair of first members 121. [ A pair of first members 121 and a pair of second members 122 are connected to each other to constitute a power supply unit 120. The power supply unit 120 receives power from an external power supply, When an electric power is supplied to a pair of power feeding cores 110 disposed in the one member 121, an induced magnetic field is generated.

한편, 전력공급부(120)는 도 1 내지 도 4에서 제1부재(121)와 제2부재(122)가 일체화 된 형태로 도시하였으나, 반드시 일체화된 형태로 구성되는 것은 아니다. 전자기유도 현상을 이용하는 발전기 등의 경우와 마찬가지로, 전력공급부(120)는 코일이 감긴 형태로 구성할 수도 있고, 이 경우 전력공급부(120)는 한 쌍의 급전코어(120)에 걸쳐 다수회 감긴 코일 다발 형태로 구성된다.1 to 4, the first member 121 and the second member 122 are integrated with each other. However, the power supply unit 120 is not necessarily formed in an integrated form. In this case, the power supply unit 120 may include a plurality of coils wound around the pair of power supply cores 120, and the power supply unit 120 may include a plurality of coils wound around the pair of power supply cores 120. In this case, It is composed of bundles.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 정면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.3 is a front view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

집전부(200)는, 급전선로(100) 상측에 집전부(200)와 다소의 이격간격을 두고 배치되며, 유도기전력이 발생하는 부위이고, 발생한 유도기전력은 부하, 배터리 등 전력이 사용되는 장치로 보내지며, 도전부(210)와 집전코어(220)를 포함한다.The current collector 200 is disposed above the feeder line 100 at a certain distance from the current collector 200 and is an area where an induced electromotive force is generated. And includes a conductive portion 210 and a current collecting core 220.

도전부(210)는 급전코어(110)에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 부위이고, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 도전부(210)는 집전코어(220)에 감기어 집전코어(220)에 발생하는 자기장에 의해 전자기 유도현상에 의해 기전력이 흐른다. 이때, 도전부(210)는 집전코어(220)에 실질적으로 수평한 방향으로 감기되, 한 쌍으로 구비되고 급전코어(110)의 길이방향과 실질적으로 동일한 방향으로 배치되는 가로부재(211)와, 가로부재(211)의 양단에 각각 결합하는 한 쌍의 세로부재(212)를 포함한다. 도전부(210)를 구성하는 가로부재(211)와 세로부재(212)는 기전력이 흐를 수 있는 전기전도성 재질로 형성하는 것이 적절하다.The conductive portion 210 is a portion through which an induced electromotive force induced by a magnetic field generated in the power feeding core 110 flows and includes a first conductor 210-1 and a second conductor 210-2 . Specifically, the conductive portion 210 is wound around the current collecting core 220, and an electromotive force flows due to the electromagnetic induction phenomenon due to the magnetic field generated in the current collector core 220. The conductive parts 210 are wound in a substantially horizontal direction to the current collecting core 220 and are provided in a pair and are disposed in the substantially same direction as the longitudinal direction of the power feeding core 110, And a pair of longitudinal members 212 which are coupled to both ends of the transverse member 211, respectively. The transverse member 211 and the longitudinal member 212 constituting the conductive portion 210 are preferably formed of an electrically conductive material through which an electromotive force can flow.

한편, 편의상 도 3 및 도 4에서는 일체화 된 형태의 가로부재(211)와 세로부재(212)로 된 도전부(210)를 도시하였으나, 반드시 일체화된 형태로 구성되는 것은 아니다. 전자기유도 현상을 이용하는 발전기 등의 경우와 마찬가지로, 도전부(210)는 코일이 감긴 구성할 수도 있고, 이 경우 도전부(210)는 집전코어(220)에 다수회 감긴 코일 다발 형태로 구성된다.For the sake of convenience, the conductive parts 210 formed of the transverse member 211 and the longitudinal member 212 are shown in FIGS. 3 and 4 as an integrated form, but they are not necessarily integrated. The conductive part 210 may be formed by winding a coil. In this case, the conductive part 210 is formed in the shape of a coil bundle wound around the current collecting core 220 a plurality of times.

제1도전체(210-1)는 집전부(200)의 중앙부에 배치되되, 복수개로 구비되어 각각 상하로 배치된다. 제1도전체(210-1)의 개수는 유도기전력의 전압, 집전부(200)의 크기 기타의 사항을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다.The first conductors 210-1 are disposed at the central portion of the current collector 200, and are provided in a plurality of positions, and are arranged vertically. The number of the first conductors 210-1 may be appropriately selected in consideration of the voltage of the induced electromotive force, the size of the current collector 200, and other factors.

제2도전체(210-2)는 집전부(200)의 양측에 각각 한 쌍으로 배치되고, 중앙부에 배치되는 제1도전체(210-1)를 사이에 두고 각각 양측에 배치된다.The second conductors 210-2 are disposed on both sides of the current collector 200 and are disposed on both sides of the first conductor 210-1 disposed at the center.

한편, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)는 각각 별도의 케이블을 사용하여 부하, 배터리 등에 연결하므로, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)는 전기적으로 절연될 필요가 있다. 따라서, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)의 각각의 가로부재(211)는 서로 평행하게 배치되되, 소정거리 이격되어 배치하는 것이 적절하다.Meanwhile, since the first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are connected to a load, a battery, and the like using separate cables, the first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are connected to each other, It is necessary that the first electrode 210-2 is electrically insulated. Therefore, it is appropriate that the transverse members 211 of the first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are arranged in parallel to each other, but are spaced apart from each other by a predetermined distance.

집전코어(220)는 도전부(210)가 감기는 부위이고, 정면에서 보았을 경우, 단면이 상하로 요철형상으로 형성되어 폭 방향으로 일측 및 타측이 하측 방향으로 돌출되고 돌출된 일측과 타측 사이의 중앙부가 하측 방향으로 돌출된 형상을 하며, 집전코어(220)의 상하로 형성된 부위에 도전부(210)의 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)가 감긴다. 급전코어(110)에 발생하는 자기장은 급전코어(110)를 관통하게 되고, 자화된 급전코어(110)는 도전부(210)에 유도기전력을 발생시킨다. 이때, 급전선로(100)에 교류전력이 입력되면 집전코어(220)에 발생하는 자기장의 방향은 주기적으로 변화하고, 이에 따라 도전부(210)에 발생하는 유도기전력은 교류가 된다.The current collecting core 220 is a region where the conductive portion 210 is wound. When seen from the front, the current collecting core 220 is formed in a concavo-convex shape in cross section so that one side and the other side in the width direction protrude downward, The first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 of the conductive portion 210 are wound on the upper and lower portions of the current collecting core 220 so that the center portion protrudes downward . The magnetic field generated in the power feeding core 110 passes through the power feeding core 110 and the magnetized power feeding core 110 generates an induced electromotive force in the conducting portion 210. At this time, when AC power is input to the feed line 100, the direction of the magnetic field generated in the current collecting core 220 periodically changes, and thus the induced electromotive force generated in the conductive portion 210 becomes AC.

또한, 집전코어(220)는 자기장이 형성되면 도전부(210)에 유도기전력을 발생시키는 재질로 형성된다. 예를 들어, 전자기유도 현상에 의해 자기장이 형성되면 주의의 도체에 용이하게 유도기전력을 발생시키는 페라이트 재질을 집전코어(220)의 재료로 사용하는 것이 적절하다.The current collecting core 220 is formed of a material that generates an induced electromotive force in the conductive part 210 when a magnetic field is formed. For example, when a magnetic field is formed by electromagnetic induction, it is appropriate to use a ferrite material that easily induces an induced electromotive force in a conductor of a caution as a material of the power collecting core 220.

한편, 급전선로(100)는 지면에 고정적으로 결합하고, 집전부(200)는 차량 등에 장착되어 급전선로(100)가 구비하는 급전코어(110)의 길이방향으로 이동가능하게 할 수 있다. 이러한 경우 무선 전력공급이 필요한 차량 등은 급전선로(100)가 설치된 부위에 정지한 상태로 전력을 공급받을 수 있을 뿐만 아니라, 차량 등이 이동하면서 계속적으로 전력을 공급받을 수도 있다.The feeder line 100 may be fixedly connected to the ground and the current collector 200 may be mounted on a vehicle or the like so as to be movable in the longitudinal direction of the feed core 110 of the feeder line 100. In this case, a vehicle or the like requiring wireless power supply can be supplied with electric power in a stationary state at a portion where the feeder line 100 is installed, and power can be continuously supplied while the vehicle or the like is moving.

본 발명에서 사용되는 C자형 자기장형성부(130)가 배열된 급전코어(110)는 다른 형태의 급전코어(110)에 비해 자기장의 형성범위가 작다. 이는 자기장형성부(130)가 구조상 크기가 비교적 작고, 자기장이 주로 형성되는 제1단면(131)과 제2단면(132)이 가까이 위치하기 때문에 제1단면(131)과 제2단면(132) 사이에서 형성되는 자기장의 공간상의 거리도 짧아지기 때문이다.The feed core 110 in which the C-shaped magnetic field forming units 130 are arranged according to the present invention has a smaller magnetic field forming range than the other types of the feed core 110. This is because the magnetic field forming unit 130 has a relatively small structure and a first end face 131 and a second end face 132 because the first end face 131 and the second end face 132, The distance in the space of the magnetic field formed between the magnetic field and magnetic field is also shortened.

이러한 작은 범위에서 형성되는 자기장은 자속의 감쇄가 작다. 이는 자속의 감쇄는 자기장이 형성되는 공간상의 거리가 길수록 커지기 때문이다. 본 발명의 급전코어(110)는 자속의 감쇄가 작으므로, 다른 구조의 무선 전력공급장치에 비해, 무선 급전시의 전력손실을 줄일 수 있고, 비교적 전류 및 전압이 높은 유도기전력을 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 급전선로(100)는 다른 구조의 무선 전력공급장치에 비해, 간단한 구조를 가지므로 제작이 용이하고, 제작비용을 절약할 수 있으며, 특히 급전코어(110)의 부피가 작아 무선 전력공급장치 전체가 공간적 제약을 적게 받을 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 전체적으로 자기장의 발생범위가 작으므로, EMF의 발생범위를 줄여 EMF로 인한 인체에 유해한 영향, 전자기기의 고장, 오작동 등을 줄일 수 있는 장점이 있다.The magnetic field formed in such a small range has a small magnetic flux attenuation. This is because the attenuation of the magnetic flux increases as the distance in the space where the magnetic field is formed becomes longer. Since the power supply core 110 of the present invention has a small magnetic flux attenuation, the power loss of the wireless power supply can be reduced and the induction electromotive force of a relatively high current and voltage can be obtained . In addition, since the feed line 100 of the present invention has a simple structure as compared with the wireless power supply apparatus of another structure, it is easy to manufacture and can save manufacturing cost. Particularly, since the volume of the power supply core 110 is small, There is an advantage that the entire electric power supply apparatus can receive a small space restriction. Further, since the generation range of the magnetic field is small as a whole, the present invention has the advantage of reducing the generation range of the EMF, reducing harmful effects to the human body caused by the EMF, malfunction of the electronic equipment, and malfunction.

본 발명의 실시예와 관련하여 상기와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이 외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.While only a few are described above in connection with the embodiments of the present invention, various other forms of implementation are possible. The technical contents of the embodiments described above may be combined in various forms other than the mutually incompatible technologies, and may be implemented in a new embodiment through the same.

100: 급전선로 110: 급전코어
120: 전력공급부 121: 제1부재
122: 제2부재 130: 자기장형성부
131: 제1단면 132: 제2단면
200: 집전부 210: 도전부
210-1: 제1도전체 210-2: 제2도전체
211: 가로부재 212: 세로부재
220: 집전코어100: feeder line 110: feed core
120: power supply unit 121: first member
122: second member 130: magnetic field forming part
131: first end face 132: second end face
200: collecting part 210: conductive part
210-1: first conductor 210-2: second conductor
211: transverse member 212: longitudinal member
220: current collecting core

Claims (10)

C자형의 자기장형성부가 복수로 일정한 방향으로 정렬되어 급전선로를 감싸는 형태로 형성되고, 소정의 폭을 두고 이격되어 각각 서로 평행하게 배치되는 한 쌍으로 구비되며, 공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하는 급전코어; 및
상기 급전선로의 상측에 배치되되, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장이 관통하는 집전코어, 및 상기 집전코어에 수평방향으로 감기어 배치되며 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 도전부를 포함하는 집전부
를 포함하고,
상기 집전코어는, 폭 방향으로 일측 및 타측과, 상기 일측과 상기 타측 사이의 중앙부가 각각 하측 방향으로 돌출된 형상으로 형성되고,
상기 도전부는, 상기 집전코어의 중앙부에 감겨서 배치되는 제1도전체 및 상기 집전코어의 일측 및 타측에 각각 감겨서 배치되는 제2도전체를 포함하되, 상기 제1도전체의 감기는 횟수는 상기 제2도전체의 감기는 횟수보다 큰 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치. The C-shaped magnetic field forming part is formed in a shape that a plurality of magnetic field forming parts are arranged in a predetermined direction to surround the feeder line, and are arranged in pairs so as to be spaced apart from each other by a predetermined width and arranged in parallel with each other. A feeding core generating a magnetic field whose direction changes periodically; And
A current collecting core disposed above the feeder line, the current collecting core having a magnetic field generated from the power feeding core and passing through the power feeding core; and a conductive A whole house including parts
Lt; / RTI >
Wherein the current collecting core is formed in a shape in which one side and the other side in the width direction and a central portion between the one side and the other side protrude downward,
Wherein the conductive portion includes a first conductor wound around a center portion of the current collector and a second conductor wound and disposed on one side and the other side of the current collector, Wherein the winding of the second conductor is greater than the number of turns. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 무선 전력공급장치는, 적어도 일부가 상기 급전코어 중심부에 배치되어 상기 급전코어에 교류전력을 공급하는 전력공급부를 더 포함하고,
상기 전력공급부는, 상기 한 쌍의 상기 급전코어의 중심부에 상기 급전코어의 길이방향으로 배치되는 한 쌍의 제1부재와 상기 각각의 제1부재 양단을 연결하는 한 쌍의 제2부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless power supply device further includes a power supply unit at least partially disposed at the center of the power supply core to supply AC power to the power supply core,
Wherein the power supply unit includes a pair of first members disposed in a central portion of the pair of the power supply cores in the longitudinal direction of the power supply core and a pair of second members connecting both ends of the first power supply cores Wherein the wireless power supply is a wireless power supply. 제3항에 있어서,
상기 자기장형성부는,
원통을 지름방향으로 자른 각각의 제1단면 및 제2단면을 구비한 반원통을 형성하고, 공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 상기 제1단면 및 제2단면 사이에서 주기적으로 방향이 변화하는 자기장이 발생하며, 자기장은 적어도 일부가 상기 제1단면, 상기 집전코어 및 상기 제2단면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method of claim 3,
The magnetic field-
A semi-cylindrical body having a first end face and a second end face each cut in a radial direction of the cylinder, and a magnetic field whose periodic direction changes between the first end face and the second end face in accordance with the phase change of the supplied AC power And at least a part of the magnetic field is formed between the first end face, the current collecting core and the second end face. 제4항에 있어서,
상기 급전코어는,
상기 자기장형성부가 상기 제1부재를 중심으로 복수로 정렬되되, 상기 제1단면 및 제2단면이 수직방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.5. The method of claim 4,
The power supply core includes:
Wherein the magnetic field generating portion is arranged in a plurality of arrangements around the first member, and the first end face and the second end face are oriented in the vertical direction. 제4항에 있어서,
상기 전력공급부의 상기 한 쌍의 제1부재는,
상기 급전코어의 중심부에 각각 배치되되, 복수의 상기 자기장형성부의 축방향과 상기 제1부재의 길이방향이 일치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.5. The method of claim 4,
Wherein the pair of first members of the power supply unit includes:
Wherein the plurality of magnetic field generating portions are disposed in the central portion of the feeding core such that the axial direction of the plurality of magnetic field forming portions and the longitudinal direction of the first member coincide with each other. 제3항에 있어서,
상기 급전선로는 지면에 고정적으로 결합하고, 상기 집전부는 상기 급전선로의 상기 급전코어의 길이방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method of claim 3,
Wherein the feeder line is fixedly coupled to the ground and the current collector is movable in a longitudinal direction of the feed core of the feeder line. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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KR100928637B1 (en) 2009-05-01 2009-11-27 (주)우광테크 An apparatus of piezoelectric harvesting system for independent power of sense node
KR101038350B1 (en) * 2010-05-04 2011-05-31 (주)그린파워 Non-contact type inductive power transfer device for electric vehicle

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