KR101929617B1 - 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

에너지 변환부를 갖는 전자 시스템 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

에너지 변환부를 갖는 전자 시스템이 제공된다. 상기 전자 시스템은, 외부로부터 전력을 공급받는 전력 공급부, 및 상기 전력 공급부로부터 베이스 전력을 공급받고, 외부에서 방출되는 전자파를 이용하여 변환 전력을 생산하여, 상기 베이스 전력에 상기 변환 전력이 더해진 출력 전력을 제공하는 에너지 변환부를 포함할 수 있다.

Description

에너지 변환부를 갖는 전자 시스템 및 그 동작 방법{Electronic system comprising an energy convertor, and the method of operating the same}
본 발명은 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템 및 그 동작 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 외부에서 방출되는 전자파를 이용하여 변환 전력을 생성하는 에너지 변환부를 포함하는 전자 시스템 및 그 동작 방법에 관련된 것이다.
화석 연료의 고갈로 대체 에너지를 개발하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 현재 각광받는 대체 에너지로는 원자력 에너지, 태양광 에너지, 풍력 에너지 및 조력 에너지 등이 있다. 원자력 에너지의 경우 방사능 폐기물의 처리와 원자력 발전소의 건설에 막대한 비용이 소모되는 단점이 있으며, 태양광 에너지의 경우 발전 효율이 투자 비용에 못 미치고 있으며, 풍력/조력 에너지의 경우 발전소의 설치 가능한 장소가 한정적이라는 단점이 있다.
이에 대한 대안으로, 특허 공개 공보 10-2011-0003455에서 개시된 것과 같이 전자파를 이용한 유도 발전기 등, TV, 컴퓨터 등 각종 전자 기기에서 발생하는 전자기파를 에너지원으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 전자 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고효율의 전자 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 친환경적인 전자 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 에너지 소비 효율이 감소된 전자 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 시스템은, 외부로부터 전력을 공급받는 전력 공급부, 및 상기 전력 공급부로부터 베이스 전력을 공급받고, 외부에서 방출되는 전자파를 이용하여 변환 전력을 생산하여, 상기 베이스 전력에 상기 변환 전력이 더해진 출력 전력을 제공하는 에너지 변환부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 변환부는, 외부에서 방출되는 전자파가 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부를 포함하고, 상기 정류부에 의해, 상기 교류 전류는 극성에 따라 분리되어, 상기 에너지 변환부의 제1 노드 및 제2 노드로 각각 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 시스템은, 상기 전력 공급부에서 공급된 상기 베이스 전력의 전압을 감소시켜, 상기 에너지 변환부로 전달하는 감압부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 시스템은, 상기 에너지 변환부는, 외부에서 방출되는 전자파를 수신하고 상기 정류부와 연결된 안테나를 더 포함하고, 상기 안테나는, 외부에서 방출되는 전자파를 수신하여 상기 교류 전류로 변환하여, 상기 안테나와 상기 정류부가 연결된 입력 노드로, 상기 교류 전류를 제공하고, 상기 정류부는, 제1 내지 제4 다이오드들을 포함하고, 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제2 다이오드의 애노드는 상기 입력 노드와 연결되고, 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제3 다이오드의 애노드는 상기 제2 노드에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 캐소드는 상기 제1 노드와 연결되고, 상기 제3 다이오드의 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 애노드는 상기 감압부와 연결되어, 상기 제3 다이오드의 상기 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 상기 애노드에 접지가 제공될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전자 시스템의 동작 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 시스템의 동작 방법은, 전력 공급부로부터 베이스 전력을 공급받는 단계, 외부에서 방출된 전자파를 변환하여, 변환 전력을 생성하는 단계, 및 상기 베이스 전력에 상기 변환 전력을 더하여, 출력 전력을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 출력 전력은 전력을 소모 또는 저장하는 소모/저장부로 제공되고, 상기 소모/저장부는, 일정 기준 이하로 공급되는 전력을 노이즈(noise)로 인식하고, 상기 출력 전력은, 상기 일정 기준을 초과할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 시스템의 동작 방법은, 상기 변환 전력이 상기 일정 기준을 초과하는 경우, 상기 베이스 전력의 공급을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 에너지 변환부는 전력 공급부로부터 베이스 전력을 공급받고, 외부에서 방출되는 전자파를 이용하여 생성된 변환 전력을 상기 베이스 전력에 더한 출력 전력을 생산할 수 있다. 이에 따라, 상기 출력 전력은 노이즈로 인식하지 않고, 구동 전력으로 사용될 수 있다. 이에 따라, 에너지 소비 효율이 향상된 친환경적인 고신뢰성의 전자 시스템이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 시스템에 포함된 에너지 변환부의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 시스템의 일 구현 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 시스템에 포함된 에너지 변환부의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 시스템의 일 구현 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 시스템의 일 구현 예를 설명하기 위한 회로도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 시스템에 포함된 에너지 변환부의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템은, 전력 공급부(10), 및 에너지 변환부(20)를 포함할 수 있다. 상기 전력 공급부(10)는 외부로부터 전력을 공급받을 수 있다. 상기 전력 공급부(10)는, 외부로부터 공급받은 전력의 일부인 베이스 전력을 상기 에너지 변환부(20)로 공급할 수 있다.
상기 에너지 변환부(20)는 상기 전력 공급부(10)로부터 상기 베이스 전력(P1)을 공급받을 수 있다(S10). 상기 에너지 변환부(20)는 상기 전력 공급부(10)에서 방출되는 전자파(EMW)를 이용하여 변환 전력을 생성할 수 있다(S20). 일 실시 예에 따르면, 상기 전자파(EMW)는 TV, PC, 냉장고 등 가전 제품을 비롯하여, 다양한 전자 제품에서 방출될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 제품으로 직류 전원이 공급되어 자계의 발생이 최소화되거나, 상기 전자 제품 내에 강자성체를 포함하는 차폐막이 설치되어 자계의 발생이 최소화되거나, 또는, 무자계선을 이용하여 상기 전자 제품에서 방출되는 자계가 최소화될 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 전자파(EMW)는 송전선과 같은 전력 전송 장치에서 방출될 수 있다. 상기 전자파(EMW)의 출처는 제한되지 않는다.
상기 전자파(EMW)가 전도성 물체에 닿는 경우, 표면 전류가 생성될 수 있다. 상기 표면 전류는 교류 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체의 표면을 따라 흐를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 변환부(20)는 외부에서 방출되는 상기 전자파(EMW)를 효율적으로 상기 교류 전류/표면 전류로 변환하기 위해, 전도성 물질로 형성된 안테나를 구비할 수 있다.
상기 에너지 변환부(20)는, 상기 전력 공급부(10)로부터 전달받는 상기 베이스 전력에 상기 전자파(EMW)가 변환되어 생성된 상기 변환 전력이 더해진 출력 전력(Pout)을 공급할 수 있다(S130). 예를 들어, 상기 에너지 변환부(20)는 컴퓨터 장치의 중앙 처리 장치, 디스플레이 장치의 구동부 또는 화면부, 반도체 장치의 제어부, 자동차 등 이동 장치의 모터부 등 전력을 소모하거나, ESS와 같은 에너지 저장 장치에 상기 출력 전력(Pout)을 공급할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전력 공급부(10)는 상기 에너지 변환부(20)로 상기 베이스 전력을 공급하고, 상기 에너지 변환부(20)는 외부에서 방출되는 상기 전자파(EMW)를 이용하여 상기 변환 전력을 생산한다. 상기 변환 전력과 상기 베이스 전력이 더해진 상기 출력 전력(Pout)이 외부로 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 출력 전력(Pout)은 노이즈(noise)로 인식하지 않고, 상기 전력 공급부(10)에서 전달되는 상기 베이스 전력과 상기 에너지 변환부(20)에서 생성되는 상기 변환 전력이 용이하게 활용될 수 있다.
외부로 공급되는 상기 출력 전력(Pout)의 값이 일정 기준보다 낮은 경우, 상기 출력 전력(Pout)이 노이즈로 인식될 수 있다. 만약, 도 1을 참조하여 설명된 전자 시스템에서, 상기 전력 공급부(10)으로부터 상기 베이스 전력이 상기 에너지 변환부(20)로 공급되지 않고, 상기 에너지 변환부(20)가 외부에서 방출된 상기 전자파(EMW)를 이용하여 생산한 상기 변환 전력을 외부로 공급하는 경우, 상기 변환 전력의 값이 상기 일정 기준 보다 낮을 수 있다. 이로 인해, 상기 변환 전력이 효율적으로 활용되지 못할 수 있다.
반면, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전력 공급부(10)는 상기 에너지 변환부(20)로 상기 베이스 전력을 전달하고, 상기 에너지 변환부(20)는 상기 베이스 전력(P1)에 상기 변환 전력을 더한 상기 출력 전력(Pout)을 외부로 공급할 수 있다. 이로 인해, 상기 변환 전력에 상기 베이스 전력이 더해진 상기 출력 전력(Pout)의 값은 상기 일정 기준보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 출력 전력(Pout)은 노이즈로 인식하지 않을 수 있고, 이로 인해, 상기 전자파(EMW)를 이용하여 생성된 상기 변환 전력이 효율적으로 활용될 수 있다. 이로 인해, 고효율 및 친환경의 전자 시스템이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템의 일 구현 예가 설명된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 시스템의 일 구현 예를 설명하기 위한 회로도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 시스템을 하나의 예시로 구현한 회로도로, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템은, 전력 공급부, 스위칭부(30), 감압부(40), 및 에너지 변환부(50)를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부는 외부로부터 전력을 공급받는 입력 단자(110)를 포함할 수 있다. 상기 입력 단자(110)는 외부 콘센트와 연결되어, 교류 전류를 공급받을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 입력 단자(110)는 플러그(plug)일 수 있다.
상기 전력 공급부는 저항, 브릿지 회로 등 다양한 소자들을 포함할 수 있다. 상기 전력 공급부의 구성은 도 3에 도시된 것에 한정되지 않고, 다양한 소자들이 다양한 방식으로 연결되어 구현될 수 있다.
상기 감압부(40)는 상기 입력 단자(110) 및 상기 에너지 변환부(50)사이에 배치될 수 있다. 상기 감압부(40)는 저항 및 변압기 회로를 포함할 수 있다. 상기 전력 공급부의 상기 입력 단자(110)를 통해 공급된 전력의 전압은, 상기 감압부(40)에 의해 감압될 수 있다. 이에 따라, 상기 전자 시스템의 안정성이 향상될 수 있다.
상기 스위칭부(30)는 상기 입력 단자(110) 및 상기 감압부(40) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 스위칭부(30)는 모스펫(Mosfet)으로 구현될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 상기 스위칭부(30)는, 상기 에너지 변환부(50)에서 생성된 변환 전력이 일정 기준을 초과하는 경우, 상기 입력 단자(110)에서 상기 에너지 변환부(50)로 베이스 전력이 공급되는 것을 차단할 수 있다.
상기 에너지 변환부(50)는, 안테나(55), 및 제1 내지 제4 다이오드들(51~44)을 포함하는 정류부를 포함할 수 있다.
상기 입력 단자(110)로 공급된 상기 교류 전류는, 상기 스위칭부(30) 및 상기 감압부(40) 을 통과하여, 입력 노드(Nin)로 제공될 수 있다.
상기 안테나(55)는, 상기 전력 공급부에서 방출된 전자파를 교류 전류로 변환할 수 있다. 상기 변환된 교류 전류는 상기 입력 노드(Nin)로 제공될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 다이오드들(51~54)는 상기 정류부를 구성할 수 있다. 상기 입력 노드(Nin)로 제공된 교류 전류(상기 전력 공급부로부터 공급받은 교류 전류 및 상기 안테나(50)에서 변환된 교류 전류)는 상기 정류부에 의해 정류될 수 있다. 상기 정류된 교류 전류는 극성에 따라 분리되어, 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)로 각각 제공될 수 있다.
상기 제1 노드(N1) 및 상기 제2 노드(N2)는 외부의 다양한 전자 기기의 단자(예를 들어, USB 등)와 연결되어, 전자 기기에 상기 출력 전력(Pout)을 공급할 수 있다.
구체적으로, 상기 정류부의 상기 제1 다이오드(51)의 캐소드는 상기 입력 노드(Nin)와 연결될 수 있다. 상기 제1 다이오드(51)의 애노드는 상기 제2 노드(N2) 및 상기 제3 다이오드(53)의 애노드와 연결될 수 있다.
상기 제2 다이오드(52)의 애노드는 상기 입력 노드(Nin)와 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(52)의 캐소드는 상기 제1 노드(N1) 및 상기 제4 다이오드(54)의 캐소드와 연결될 수 있다.
상기 제3 다이오드(53)의 상기 애노드는 상기 제1 다이오드(51)의 상기 애노드 및 상기 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(53)의 상기 캐소드는, 상기 제4 다이오드(54)의 애노드와 연결되고, 상기 감압부(40)와 연결되어, 접지를 제공받을 수 있다.
상기 제4 다이오드(54)의 상기 캐소드는 상기 제2 다이오드(52)의 상기 캐소드 및 상기 제1 노드(N1)와 연결될 수 있다. 상기 제4 다이오드(54)의 상기 애노드는, 상기 제3 다이오드(53)의 상기 캐소드와 연결되고, 상기 감압부(40)와 연결되어, 접지를 제공받을 수 있다.
상기 입력 노드(Nin)로 제공된 상기 교류 전류(상기 전력 공급부로부터 공급받은 교류 전류 및 상기 안테나(55)에서 변환된 교류 전류) 중 (-) 극성을 갖는 교류 전류가 상기 제1 다이오드(51)을 통과하여 상기 제2 노드(N2)에 제공할 수 있다. 반대로, 상기 입력 노드(Nin)로 제공된 상기 교류 전류 중 (+) 극성을 갖는 교류 전류가 상기 제2 다이오드(52)를 통과하여, 상기 제1 노드(N1)에 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 노드(N1) 및 상기 제2 노드(N2) 사이에 평활회로(커패시터)가 추가적으로 배치될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 노드(N1)와 상기 제2 다이오드(52)의 상기 캐소드 및 상기 제4 다이오드(54의 상기 캐소드 사이에 레귤레이터(미도시) 및 추가 정류 다이오드(미도시)가 직렬로 연결될 수 있고, 상기 제2 노드와 상기 제1 다이오드(51)의 상기 애노드 및 상기 제3 다이오드(53)의 상기 애노드 사이에 레귤레이터(미도시) 및 추가 정류 다이오드(미도시)가 직렬로 연결될 수 있다. 상술된, 커패시터, 레귤레이터 및 추가 정류 다이오드 외에, 다양한 전자 회로들이, 도 3에 도시된 회로 추가될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 시스템에 포함된 에너지 변환부의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템은, 전력 공급부(100), 에너지 변환부(200), 및 소모/저장부(300)를 포함할 수 있다. 상기 전력 공급부(100)는 외부로부터 입력 전력(Pin)을 공급받을 수 있다. 상기 전력 공급부(100)는, 제1 전력(P1)을 상기 에너지 변환부(200)로 공급할 수 있다.
상기 에너지 변환부(200)는 상기 전력 공급부(100)로부터 상기 제1 전력(P1)을 공급받을 수 있다(S110). 상기 에너지 변환부(200)는 상기 전력 공급부(100)에서 방출되는 전자파(EMW)를 이용하여 변환 전력을 생성할 수 있다(S120). 이를 위해, 상기 에너지 변환부(200)는 상기 전력 공급부(100)와 인접하게 배치될 수 있다.
상기 전자파(EMW)가 전도성 물체에 닿는 경우, 표면 전류가 생성될 수 있다. 상기 표면 전류는 교류 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체의 표면을 따라 흐를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 에너지 변환부(200)는 상기 전력 공급부(100)에서 방출되는 상기 전자파(EMW)를 효율적으로 상기 교류 전류/표면 전류로 변환하기 위해, 전도성 물질로 형성된 안테나를 구비할 수 있다. 상기 안테나는, 상기 전력 공급부(100)에 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파(EMW)가 변환되어 생성된 상기 변환 전력의 값은 상기 제1 전력(P1)의 값보다 작을 수 있다.
상기 에너지 변환부(200)는, 상기 전력 공급부(100)로부터 전달받는 상기 제1 전력(P1)에 상기 전자파(EMW)가 변환되어 생성된 상기 변환 전력이 더해진 제2 전력(P2)을 상기 소모/저장부(300)로 전달할 수 있다(S130).
상기 소모/저장부(300)는 상기 전력 공급부(100) 및 상기 에너지 변환부(200)로부터 필요 전력(Pneed)을 공급받을 수 있다. 상기 소모/저장부(300)는 상기 필요 전력(Pneed)을 공급받아, 구동되거나, 또는 상기 필요 전력(Pneed)를 저장할 수 있다. 상기 필요 전력(Pneed)은 상기 전력 공급부(100)로부터 공급되는 제3 전력(P3)에 상기 에너지 변환부(P2)로부터 공급되는 상기 제2 전력(P2)이 더해진 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 소모/저장부(300)는 컴퓨터 장치의 중앙 처리 장치, 디스플레이 장치의 구동부 또는 화면부, 반도체 장치의 제어부, 자동차 등 이동 장치의 모터부 등 전력을 소모하는 다양한 장치를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이, 상기 소모/저장부(300)로 직류 전원이 공급되어 자계의 발생이 최소화되거나, 상기 소모/저장부(300) 내에 강자성체를 포함하는 차폐막이 설치되어 자계의 발생이 최소화되거나, 또는, 무자계선을 이용하여 상기 소모/저장부(300)에서 방출되는 자계가 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전력 공급부(100)는 상기 에너지 변환부(200)로 상기 제1 전력(P1)을 공급하고, 상기 에너지 변환부(200)는 상기 전력 공급부(100)에서 방출되는 상기 전자파(EMW)를 이용하여 상기 변환 전력을 생산한다. 상기 변환 전력과 상기 제1 전력(P1)이 더해진 상기 제2 전력(P2)이 상기 소모/저장부(300)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 소모/저장부(300)는, 상기 제2 전력(P2)을 노이즈(noise)로 인식하지 않고, 상기 전력 공급부(100)에서 전달되는 상기 제3 전력(P3)과 상기 에너지 변환부(200)에서 전달되는 상기 제2 전력(P2)을 이용하여 구동될 수 있다.
상기 소모/저장부(300)로부터 공급되는 전력의 값이 일정 기준보다 낮은 경우, 상기 소모/저장부(300)는 상기 공급되는 전력을 노이즈로 인식할 수 있다. 만약, 도 1을 참조하여 설명된 전자 시스템에서, 상기 전력 공급부(100)으로부터 상기 제1 전력(P1)이 상기 에너지 변환부(200)로 공급되지 않고, 상기 에너지 변환부(200)가 상기 전력 공급부(100)에서 방출된 상기 전자파(EMW)를 이용하여 생산한 상기 변환 전력을 상기 소모/저장부(300)로 공급하는 경우, 상기 변환 전력의 값이 상기 일정 기준 보다 낮을 수 있다. 이로 인해, 상기 소모/저장부(300)는 상기 변환 전력을 효율적으로 활용하지 못할 수 있다.
반면, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전력 공급부(100)는 상기 에너지 변환부(200)로 상기 제1 전력(P1)을 전달하고, 상기 에너지 변환부(200)는 상기 제1 전력(P1)에 상기 변환 전력을 더한 상기 제2 전력(P2)을 상기 소모/저장부(300)로 전달할 수 있다. 이로 인해, 상기 변환 전력에 상기 제1 전력(P1)이 더해진 상기 제2 전력(P2)의 값은 상기 일정 기준보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 소모/저장부(300)는 상기 제2 전력(P2)을 노이즈로 인식하지 않을 수 있고, 이로 인해, 상기 전력 공급부(100)에서 방출된 상기 전자파(EMW)를 이용하여 생성된 상기 변환 전력이 상기 소모/저장부(300)에서 효율적으로 활용될 수 있다. 이에 따라, 결과적으로, 상기 전력 소보부(300)의 에너지 소비가 감소될 수 있고, 이로 인해, 고효율 및 친환경의 전자 시스템이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템의 일 구현 예가 설명된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 시스템의 일 구현 예를 설명하기 위한 회로도이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 시스템을 하나의 예시로 구현한 회로도로, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템은, 전력 공급부(100), 에너지 변환부(200), 및 소모/저장부(300)를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부(100)는 외부로부터 전력을 공급받는 입력 단자(110)를 포함할 수 있다. 상기 입력 단자(110)는 외부 콘센트와 연결되어, 교류 전류를 공급받을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 입력 단자(110)는 플러그(plug)일 수 있다.
상기 전력 공급부(100)는 도 6에 도시된 것과 같이, 저항, 브릿지 회로 등 다양한 소자들로 구성될 수 있다. 상기 전력 공급부(100)의 구성은 도 3에 도시된 것에 한정되지 않고, 다양한 소자들이 다양한 방식으로 연결되어 구현될 수 있다.
상기 에너지 변환부(200)는, 입력 저항(210), 안테나(220), 제1 내지 제4 다이오드들(231~234), 및 접지부(240)를 포함할 수 있다.
상기 입력 단자(110)로 공급된 상기 교류 전류는, 상기 입력 저항(210)을 통과하여, 입력 노드(Nin)로 제공될 수 있다.
상기 안테나(220)는, 상기 전력 공급부(100)에서 방출된 전자파를 교류 전류로 변환할 수 있다. 상기 변환된 교류 전류는 상기 입력 노드(Nin)로 제공될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 다이오드들(231~234) 및 상기 접지부(240)는 정류부를 구성할 수 있다. 상기 입력 노드(Nin)로 제공된 교류 전류(상기 전력 공급부(100)로부터 공급받은 교류 전류 및 상기 안테나(220)에서 변환된 교류 전류)는 상기 정류부에 의해 정류될 수 있다. 상기 정류된 교류 전류는 극성에 따라 분리되어, 상기 소모/저장부(300)와 연결된 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)로 각각 제공될 수 있다. 상기 제1 노드(N1) 및 상기 제2 노드(N2)를 연결하는 커패시터(310)가 제공될 수 있다. 상기 정류된 교류 전류는 상기 커패시터(310)에 저장된 후, 상기 제1 및 제2 노드들(N1, N2)과 연결된 상기 제1 및 제2 인덕터(311, 312)를 통과하여, 상기 전력 공급부(100)에서 공급되는 전류와 함께, 상기 소모/저장부(300)로 제공될 수 있다.
구체적으로, 상기 정류부의 상기 제1 다이오드(231)의 캐소드는 상기 입력 노드(Nin)와 연결될 수 있다. 상기 제1 다이오드(231)의 애노드는 상기 제2 노드(N2) 및 상기 제3 다이오드(233)의 애노드와 연결될 수 있다.
상기 제2 다이오드(232)의 애노드는 상기 입력 노드(Nin)와 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(232)의 캐소드는 상기 제1 노드(N1) 및 상기 제4 다이오드(234)의 캐소드와 연결될 수 있다.
상기 제3 다이오드(233)의 상기 애노드는 상기 제1 다이오드(231)의 상기 애노드 및 상기 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(233)의 상기 캐소드는, 상기 제4 다이오드(234)의 애노드와 연결되고, 상기 접지부(240)와 연결되어, 접지를 제공받을 수 있다.
상기 제4 다이오드(234)의 상기 캐소드는 상기 제2 다이오드(232)의 상기 캐소드 및 상기 제1 노드(N1)와 연결될 수 있다. 상기 제4 다이오드(234)의 상기 애노드는, 상기 제3 다이오드(233)의 상기 캐소드와 연결되고, 상기 접지부(240)와 연결되어, 접지를 제공받을 수 있다.
상기 입력 노드(Nin)로 제공된 상기 교류 전류(상기 전력 공급부(100)로부터 공급받은 교류 전류 및 상기 안테나(220)에서 변환된 교류 전류) 중 (-) 극성을 갖는 교류 전류가 상기 제1 다이오드(231)을 통과하여 상기 커패시터(310)의 일단에 대응되는 상기 제2 노드(N2)에 저장되는 동안, 상기 제4 다이오드(234) 및 상기 접지부(240)는 상기 커패시터(310)의 타단에 대응되는 상기 제1 노드(N1)에 접지를 제공할 수 있다.
반대로, 상기 입력 노드(Nin)로 제공된 상기 교류 전류 중 (+) 극성을 갖는 교류 전류가 상기 제2 다이오드(232)를 통과하여, 상기 커패시터(310)의 상기 타단에 대응되는 상기 제1 노드(N1)에 저장되는 동안, 상기 제3 다이오드(233) 및 상기 접지부(240)는 상기 커패시터(310)의 상기 일단에 대응되는 상기 제2 노드(N2)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(231, 232, 233, 234) 및 상기 접지부(240)는, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터(310)의 상기 일단에 대응되는 상기 제2 노드(N2)에 접지를 제공하고, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터(310)의 상기 타단에 대응되는 상기 제1 노드(N1)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터(310)의 상기 일단 및 상기 타단 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭(switching)되어 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터(310)의 상기 일단에 대응되는 상기 제2 노드(N2)에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터(310)의 상기 타단에 대응되는 상기 제1노드(N1)에 접지가 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 제2 실시 예와 달리, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 시스템은, 발진 회로부를 더 포함할 수 있다. 이하, 이를 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템은, 전력 공급부(100), 에너지 변환부(200), 소모/저장부(300), 및 발진 회로부(400)를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급부(100)는, 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 외부로부터 입력 전력(Pin)을 공급받고, 제1 전력(P1)을 상기 에너지 변환부(200)로 공급할 수 있다.
상기 에너지 변환부(200)는, 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전력 공급부(100)로부터 상기 제1 전력(P1)을 공급받고, 상기 전력 공급부(100)에서 방출되는 전자파(EMW)를 이용하여 변환 전력을 생성할 수 있다. 상기 에너지 변환부(200)는 상기 변환 전력에 상기 제1 전력(P1)이 더해진 상기 제2 전력(P2)을 발진 회로부(400)로 전달할 수 있다.
상기 발진 회로부(400)는, 상기 에너지 변환부(200)로부터 상기 제2 전력(P2)을 전달받을 수 있다. 상기 발진 회로부(400)는 상기 제2 전력(P2)을 공급받고, 발진하여, 상기 제2 전력(P2)보다 큰 제4 전력(P4)을 상기 소모/저장부(300)로 공급할 수 있다.
상기 소모/저장부(300)는 상기 전력 공급부(100), 및 상기 발진 회로부(400)로부터 필요 전력(Pneed)을 공급받을 수 있다. 상기 필요 전력(Pneed)은 상기 전력 공급부(100)로부터 공급되는 상기 제3 전력(P3)에 상기 발진 회로부(400)에서 공급되는 상기 제4 전력(P4)이 더해진 값일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에너지 변환부(200)로부터 공급되는 상기 제2 전력(P2)이 바로 상기 소모/저장부(300)로 제공되지 않고, 상기 발진 회로부(400)에서 발진된 후, 상기 소모/저장부(300)로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 전자파(EMW)로부터 생성된 상기 변환 전력을 포함하는 상기 제2 전력(P2)이 노이즈로 인식될 가능성이 현저하게 감소될 수 있다. 이로 인해, 고효율의 전자 시스템이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발진 회로부를 갖는 전자 시스템의 일 구현 예가 설명된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 시스템의 일 구현 예를 설명하기 위한 회로도이다. 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 시스템을 하나의 예시로 구현한 회로도로, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 에너지 변환부를 갖는 전자 시스템은, 전력 공급부(100), 에너지 변환부(200), 소모/저장부(300), 및 발진 회로부(400)를 포함할 수 있다. 상기 전력 공급부(100), 상기 에너지 변환부(200), 및 상기 소모/저장부(300)는, 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이 구성될 수 있다.
상기 발진 회로부(400)는, 가변 커패시터, 인덕터, 저항, npn형 트랜지스터 등 다양한 소자들을 이용하여 구현될 수 있다. 상기 발진 회로부(400)의 구성은 도 5에 도시된 것에 한정되지 않고, 다양한 소자들이 다양한 방식으로 연결되어 구현될 수 있다.
도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 입력 단자(110)로 공급된 교류 전류, 및 상기 전력 공급부(100)에서 방출된 전자파가 안테나(220)에서 변환된 교류 전류는 입력 노드(Nin)로 제공될 수 있다. 상기 입력 노드(Nin)로 제공된 상기 교류 전류는 제1 내지 제4 다이오드들(212~234) 및 접지부(240)를 포함하는 정류부에 의해 정류되고, 상기 발진 회로부(400)에서 발진되어, 제1 및 제2 노드들(N1, N2)을 거쳐, 상기 소모/저장부(300)로 공급될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10, 100: 전력 공급부
110: 입력 단자
20, 50, 200: 에너지 변환부
30: 스위칭부
40: 감압부
210: 입력 저항
220: 안테나
231~234: 제1 내지 제4 다이오드들
310: 커패시터
311, 312: 인덕터
300: 소모/저장부

Claims (7)

  1. 외부 콘센트와 연결되는 플러그를 포함하고, 상기 플러그를 통해 상기 외부 콘센트로부터 전력을 공급받는 전력 공급부; 및
    상기 전력 공급부로부터 제1 전력을 공급받고, 상기 전력 공급부에서 방출되는 전자파를 이용하여 변환 전력을 생산하고, 상기 제1 전력에 상기 변환 전력이 더해진 제2 전력을 소모/저장부로 제공하는 에너지 변환부를 포함하되,
    상기 전력 공급부는, 상기 플러그를 통해 외부로부터 전력을 공급받아, 제3 전력을 상기 소모/저장부로 직접 공급하여,
    상기 소모/저장부는, 상기 에너지 변환부로부터 공급받은 상기 제2 전력 및 상기 전력 공급부로부터 공급받은 상기 제3 전력이 합쳐진 필요 전력을 전달받는 것을 포함하는 에너지 변환부를 포함하는 전자 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에너지 변환부는, 상기 전력 공급부에서 방출되는 전자파가 변환된 교류 전류, 및 상기 제1 전력의 전류를 정류하는 정류부를 포함하고,
    상기 정류부에 의해, 상기 교류 전류 및 상기 제1 전력의 전류는 극성에 따라 분리되어, 상기 에너지 변환부의 제1 노드 및 제2 노드로 각각 제공되는 것을 포함하는 전자 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 에너지 변환부는, 상기 전력 공급부에서 공급된 상기 제1 전력의 전압을 감소시켜, 상기 에너지 변환부로 전달하는 감압부를 더 포함하되,
    상기 감압부는, 상기 플러그와 직접 연결되는 것을 포함하는 전자 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 에너지 변환부는, 외부에서 방출되는 전자파를 수신하고 상기 정류부와 연결된 안테나를 더 포함하고,
    상기 안테나는, 상기 전력 공급부에서 방출되는 전자파를 수신하여 상기 교류 전류로 변환하여, 상기 안테나와 상기 정류부가 연결된 입력 노드로, 상기 제1 전력의 전류 및 상기 교류 전류를 제공하고,
    상기 정류부는, 제1 내지 제4 다이오드들을 포함하고,
    상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제2 다이오드의 애노드는 상기 입력 노드와 연결되고,
    상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제3 다이오드의 애노드는 상기 제2 노드에 연결되고,
    상기 제2 다이오드의 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 캐소드는 상기 제1 노드와 연결되고,
    상기 제3 다이오드의 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 애노드는 상기 감압부와 연결되어, 상기 제3 다이오드의 상기 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 상기 애노드에 접지가 제공되는 것을 포함하는 전자 시스템.
  5. 전력 공급부가 외부 콘센트와 연결된 플러그를 통해 상기 외부 콘센트로부터 전력을 공급받는 단계;
    에너지 변환부가 상기 전력 공급부로부터 제1 전력을 공급받는 단계;
    상기 에너지 변환부가 상기 전력 공급부에서 방출된 전자파를 변환하여, 변환 전력을 생성하는 단계;
    상기 에너지 변환부가 상기 제1 전력에 상기 변환 전력을 더하여, 제2 전력을 생성하는 단계;
    상기 전력 공급부가 제3 전력을 소모/저장부로 직접 공급하는 단계; 및
    상기 소모/저장부가 상기 에너지 변환부로부터 공급받은 상기 제2 전력 및 상기 전력 공급부로부터 공급받은 상기 제3 전력이 합쳐진 필요 전력을 전달받는 단계를 포함하는 전자 시스템의 동작 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 소모/저장부는, 일정 기준 이하로 공급되는 전력을 노이즈(noise)로 인식하고, 상기 제2 전력은, 상기 일정 기준을 초과하는 전자 시스템의 동작 방법.
  7. 삭제
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