KR101675732B1 - 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상 - Google Patents

Abstract

무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상이 개시된다. 본 발명의 일 면에 따른 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상은 무선 에너지 송신기가 내장된 하나 이상의 책상 서랍장; 및 책상의 상판 상에서 상기 무선 에너지 송신기로부터 전송되는 무선 에너지를 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기에 중계하는 하나 이상의 중계 패드를 포함한다.

Description

무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상{Desk equipped with wires energy transfer system}

본 발명은 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서랍장에 무선 에너지 송신기를 내장하고, 상기 무선 에너지 송신기에서 전송되는 무선 에너지를 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기에 중계하는 하나 이상의 중계 패드를 포함하는 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상에 관한 것이다.

현재 기하 급수적으로 수요가 증가되고 있는 디지털 전자기기, 무선 통신 기기, 저전력 무선 센서에서 기존의 전원 공급 방식은 1:1의 충전 구조를 가지므로 동시 충전이 어려운 제약이 있다. 이를 해결하기 위한 무선전력 전송 기술은 전력에너지를 무선전송이 가능한 전자기파로 변화시켜 무선으로 전력을 전달하는 새로운 개념의 전력전송 시스템으로 원격지 전력공급, 우주 태양광 발전, 유비쿼터스 무선 센서 전원공급, 미래 디지털 정보전자기기 및 전기 자동차 전원공급을 위한 핵심 기술이다.

기존 마이크로파를 이용한 원거리 전력전송 기술은 전자파 장애 문제 등의 이유로 응용 분야를 찾기 어려운 실정이며, 자기 유도(magnetic induction) 방식은 송수신 코일의 방향이 일치하지 않을 경우, 송수신 효율이 급격히 떨어지고, 전송 거리 또한 수 센티미터 이내에서만 가능한 제약이 있다. 이를 해결하기 위해서는 기존에 송신부와 수신부가 강제로 일치하도록 만들어주는 부가적인 장치들을 사용해야 하는 단점이 있다. 또한, 방사 방식 및 자기유도 방식의 전자파 장애 및 인체 유해성 문제가 해결되지 않아 기존의 무선전력 전송 방식을 활용하는데 걸림돌이 되고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자기 공진 기반의 중계형 무선전력 전송 기술을 이용하여 무선충전 위치의 자유도를 확장시킬 수 있는 무선에너지 전송 시스템을 구비한 책상을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상은 무선 에너지 송신기가 내장된 하나 이상의 책상 서랍장; 및 책상의 상판 상에서 상기 무선 에너지 송신기로부터 전송되는 무선 에너지를 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기에 중계하는 하나 이상의 중계 패드를 포함하는 무선 에너지 전송 시스템을 구비한다.

상기 무선 에너지 송신기는 자기공진 방식으로 무선 에너지를 전송할 수 있다.

상기 중계 패드는 소스 코일 및 송전부 공진 코일을 포함하는 무선 에너지 송신기에서 전송된 무선 에너지를 저장하는 중계 공진 코일을 포함할 수 있다.

상기 중계 패드 상에 수전부 공진 코일 및 로드 코일을 포함하는 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기가 위치하는 경우, 상기 송전부 공진 코일과 상기 중계 공진 코일 사이의 커플링과, 상기 중계 공진 코일과 상기 수전부 공진 코일 사이의 커플링을 이용하여 상기 중계 공진 코일에 저장된 무선 에너지를 상기 전자기기에 전송한다.

본 발명에 따르면 무선 에너지 송신기가 내장된 하나의 책상 서랍장 및 복수의 중계 패드를 이용하여 동시에 복수 전자기기를 무선으로 충전할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상의 응용 예를 설명하기 위한 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 책상은 무선 에너지 전송 시스템을 구비한다.

본 발명의 일 실시예에서, 무선 에너지 전송 시스템은 자기 공진 기반의 중계형 무선전력 전송 기술을 이용한다.

무선 에너지 전송 시스템은 무선 에너지 송신기(111), 중계 공진 코일(210)로 구성되며, 무선 에너지 송신기(111)에서 생성된 무선 에너지는 중계 공진 코일(210)을 거쳐 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기(300,400)에 전송된다.

본 발명의 실시예에서 상기 무선 에너지 송신기(111)는 책상에 구비되어 있는 책상 서랍장(100)에 내장된다. 책상 서랍장(100)은 하나 이상이 구비될 수 있으며, 이때 상기 무선 에너지 송신기(111)는 구비된 책상 서랍장(100) 각각에 내장될 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선 에너지 송신기(111)는 무선 에너지 전송 효율을 향상시키기 위해 책상 서랍장(100)의 상판(110)에 내장된다. 여기서, 상기 무선 에너지 송신기(111)는 전원과 연결되는 소스 코일(111-1)과, 공진을 이용한 전력 전송을 위한 송전부 송진 코일(111-2)로 구성된다.

중계 패드(200)는 상기 무선 에너지 송신기(111)에서 전송되는 무선 에너지를 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기(300,400)에 중계한다.

본 발명의 일 실시예에서, 무선 에너지 전송 시스템은 하나 이상의 중계 패드를 포함할 수 있으며, 이때 각각의 중계 패드는 상기 무선 에너지 송신기(111)의 송전부 공진 코일(111-2)과 커플링되는 중계 공진 코일(210)을 구비한다.

여기서, 상기 송전부 공진 코일(111-2)과 상기 중계 공진 코일(210) 사이의 커플링 계수는 기 설정된 값을 가지며, 후술하는 수전부 공진 코일(310)과 상기 중계 공진 코일(210) 사이의 커플링 계수와 서로 다른 값을 가질 수도 있다.

상기 중계 패드(200)의 중계 공진 코일(210)은 상기 송전부 송진 코일(111-2)과의 커플링을 통해 전송되는 무선 에너지를 저장하고, 중계 패드(200) 상에 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기(300,400)가 위치하는 경우, 저장된 무선 에너지를 전달한다.

상기 무선 에너지 수신기는 중계 공진 코일(210)과 커플링을 통해 무선 에너지를 전송 받는 수전부 공진 코일(310)과, 수전을 위한 로드 코일(320)로 구성된다.

무선 에너지는 상기 송전부 공진 코일(111-2)과 상기 중계 공진 코일(210) 사이의 커플링과, 상기 중계 공진 코일(210)과 상기 수전부 공진 코일(310) 사이의 커플링에 의해 전달된다.

무선 전송 효율을 향상시키기 위한 방안으로 상기 송전부 공진 코일(111-2), 상기 중계 공진 코일(210) 및 상기 수전부 공진 코일(310)의 배열 방향이 변경될 수 있다.

예컨대, 상기 송전부 공진 코일(111-2), 상기 중계 공진 코일(210) 및 상기 수전부 공진 코일(310)은 동일한 방향으로 배열될 수 있고, 다른 예로 상기 중계 공진 코일(210) 및 상기 수전부 공진 코일(310)은 수직 또는 임의의 각을 가지도록 배열될 수 있다. 도 1에는 상기 송전부 공진 코일(111-2)과 상기 중계 공진 코일(210)이 수직으로 배열되고, 또한 상기 중계 공진 코일(210)과 상기 수전부 공진 코일(310)이 수직으로 배열되는 실시예를 도시하였으나, 배열 방향이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 중계 패드(210)에는 상기 무선 에너지 송신기(111)와 상기 중계 패드(210) 사이의 무선 전력 전송 효율을 측정하는 수단이 더 포함될 수 있다. 측정된 무선 전력 전송 효율은 상기 중계 패드(210)에 구비된 표시 및 제어패널(미도시)에 표시될 수 있으며, 사용자는 제어패널을 이용하여 상기 중계 패드(210)에 구비된 중계 공진 코일(210)의 배열 방향을 변경할 수 있다.

한편, 도 1에서는 한 개의 무선 에너지 송신기(111)를 내장한 책상 서랍장(100)과 한 개의 중계 패드(200)를 구비한 실시예를 도시하였으나, 책상 서랍장(100)과 중계 패드(200)의 수가 이에 제한되지 않음은 물론이다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 에너지 송신기(111)를 내장한 한 개의 책상 서랍장(100)과 복수 개의 중계 패드(200)가 세트를 이루어 무선 에너지 전송 시스템을 구성할 수 있다.

도 2에 도시된 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상의 경우, 책상 밑에 위치한 한 개의 책상 서랍장(100) 및 책상 위에 위치한 복수 개의 중계 패드(200)를 이용하여 복수의 전자기기를 동시에 충전할 수 있다. 복수 개의 중계 패드(200)는 책상 위의 어느 위치에 있어도 무선 충전을 지원할 수 있으며, 또한, 책상 서랍장(100)은 이동 가능하게 제작될 수 있다.

따라서, 위치 자유도를 갖는 책상 서랍장(100)과 중계 패드(200)를 포함하는 본 발명의 따른 실시예 따른 무선 에너지 전송 시스템은 기존 사무실 환경에서도 무선충전 인프라를 구출할 수 있도록 한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 책상 서랍장
110: 책상 서랍장 상판
111: 무선 에너지 송신기
111-1: 소스 코일 111-2: 송전부 공진 코일
200: 중계 패드 210: 중계 공진 코일
300: 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기
310: 수전부 공진 코일 320: 로드 코일

Claims (3)

1. 소스 코일 및 송전부 공진 코일을 포함하는 무선 에너지 송신기가 내장되며, 책상과 분리되어 이동 가능하도록 구성된 하나 이상의 책상 서랍장; 및
   상기 책상의 상판 상에서 상기 무선 에너지 송신기로부터 전송되는 무선 에너지를 저장하는 중계 공진 코일을 포함하며, 상기 저장된 무선 에너지를 수전부 공진 코일 및 로드 코일을 포함하는 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기에 중계하는 하나 이상복수 개의 중계 패드를 포함하되,
   상기 무선 에너지 송신기는 상기 책상 서랍장의 상판에 내장되고,
   상기 중계 패드는 상기 무선 에너지 송신기와의 무선 전력 전송 효율을 측정하고, 상기 측정된 무선 전력 전송 효율을 제어패널 상에 디스플레이하며,
   상기 제어패널은 상기 디스플레이된 무선 전력 전송 효율에 기초한 사용자의 입력을 수신함에 따라, 상기 중계 공진 코일의 배열 방향을 상기 송전부 공진 코일 및 상기 수전부 공진 코일과 동일한 방향으로 변경하거나, 상기 수전부 공진 코일과 수직 또는 임의의 각을 가지도록 변경하는 것인 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 무선 에너지 송신기는 자기공진 방식으로 무선 에너지를 전송하는 것
   인 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 중계 패드 상에 무선 에너지 수신기가 내장된 전자기기가 위치하는 경우, 상기 송전부 공진 코일과 상기 중계 공진 코일 사이의 커플링과, 상기 중계 공진 코일과 상기 수전부 공진 코일 사이의 커플링을 이용하여 상기 중계 공진 코일에 저장된 무선 에너지를 상기 전자기기에 전송하는 것
   인 무선 에너지 전송 시스템을 구비한 책상.

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