KR102339368B1 - 전력 하베스팅 수배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수배전반 내부를 흐르는 전류의 시간적 변화에 의해 발생하는 자기장의 변화에 따른 에너지를 효과적으로 수확하여 전력원 수준으로 활용할 수 있도록 하는 전력 하베스팅 수배전반에 관한 것으로, 본 발명의 전력 하베스팅 수배전반에 따르면, 다수의 코일로부터 생성된 전압의 손실을 최소화하고, 생성된 에너지를 배터리에 최대로 전달할 수 있게 된다.
또한, 충전 전압이 낮은 1-셀 배터리를 적용하여 낮은 전압 범위에서 배터리를 충전함으로서, 높은 접압 충전을 위한 코일의 권선수 증가 및 권선 저항 증가에 따른 손실을 방지하여 최대의 에너지 하베스팅 효과를 얻을 수 있으면서도, 다입력-단출력 부스트 컨버터에 의해 다수의 상기 충전 배터리의 전압을 입력 받아 높은 전압으로 변환함으로서, 회수된 에너지를 실제 체감할 수 있는 용도에 적극적으로 활용할 수 있게 된다.

Description

전력 하베스팅 수배전반{Electric Power Havesting Switch Gear}

본 발명은 전력 하베스팅 수배전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수배전반 내부를 흐르는 전류의 시간적 변화에 의해 발생하는 자기장의 변화에 따른 에너지를 효과적으로 수확하여 전력원 수준으로 활용할 수 있도록 하는 전력 하베스팅 수배전반에 관한 것이다.

최근, 에너지 자원의 효율적인 이용 측면에서 태양광, 풍력, 진동 등 자연적으로 발생하는 에너지를 수확하여 저장하는 기술인 에너지 하베스팅(energy harvesting)에 대한 관심이 급속도로 증가하고 있다.

에너지 하베스팅은 무심코 버려지는 에너지를 수집해 전기로 바꿔 사용할 수 있게 하는 기술로서, 태양광으로부터 전기 에너지를 얻는 솔라셀 방식, 열로부터 전기에너지를 얻는 열전소자 방식, 진동으로부터 전기에너지를 얻는 압전소자 방식, 전자기파로부터 전기 에너지를 얻는 RF 방식, 자기장으로부터 에너지를 얻는 자기장 방식 등이 있다.

자기장 방식은 자기장의 변화에 따라 유도 코일 발생하는 유도 전압을 에너지 하베스팅에 활용하는 방식이나, 마이크로 와트(㎼) 내지 밀리 와트(㎽) 정도의 저전력 생산에 그치고 있는 실정이며, 그로 인해 센서류의 MCU 단이나 제어 회로에 소규모 전력을 공급하는 용도로 주로 사용되어 왔다.

한편, 수배전반에는 각각의 차단기들을 상호 전기적으로 연결하여 외부로부터 공급된 전력을 분배하기 위해 복수 개의 부스바(bus-bar)가 설치되는데, 예를 들어 공장 등에 설치되는 수배전반에는 3상 전류가 흐르는 RST 부스바 세트가 복수의 패널(배전반)에 각각 설치된다.

이러한 부스바는 대 전류를 전달할 수있는 전기 전도체로서, 일반적으로 전류의 양이 크고 그에 따라 전류의 변화율이 크며, 그에 따라 부스바 주위의 자기장 역시 그 변화율이 비교적 크다고 할 수 있으므로, 등록특허 제10-1995845호에 개시된 바와 같이, 종래에도 수배전반의 부스바에 인접하게 코일을 설치하여 전기에너지를 얻고자 하는 기술이 있었으나, 대부분 제어부에의 소전력 공급에 그치고 있는 실정이었다.

대한민국 등록특허공보 10-1995845호

본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대전류가 흐르는 수배전반 내부 자기장의 에너지를 효과적으로 회수할 수 있도록 함으로써, 제어회로나 센서가 아닌, 정전시의 기계실 내부 비상 조명, 배기팬 구동 등 사용자가 실제 체감할 수 있는 용도에 적극적으로 활용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 외형의 변화 없이 기존 수배전반 내부공간을 활용하여 설치되며, 수배전반 내 다른 기기나 장치류의 설치 및 유지보수 시에 영향을 주지 않는 위치에 설치할 수 있도록 하는 에너지 하베스팅 장치를 구비하는 수배전반을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전력 하베스팅 수배전반은, 대 전류를 전달할 수있는 전기 전도체로서, 시스템내 여러 회로를 상호 전기적으로 연결하여 외부로부터 공급된 전력을 분배하는 통로를 형성하는 부스바가 다수 설치되어 있는 수배전반에 있어서, 상기 부스바에 인접하게 설치되어, 상기 부스바에 흐르는 전류의 시간적 변화에 따라 발생하는 부스바 주위의 자기장의 변화에 따라 유도 기전력을 발생하는 다수의 코일; 상기 각각의 코일에 연결되어 상기 코일에 발생하는 교류를 직류로 변환하여 주는 정류부; 전력을 저장하기 위한 충전 배터리; 각각의 코일에 연결된 상기 복수의 정류부의 출력단에 연결되어 전하를 축적하는 콘덴서와, 소정의 충전 전압을 출력하여 상기 충전 배터리를 충전하는 저손실 선형 레귤레이터와, 상기 저손실 선형 레귤레이터와 상기 콘덴서 사이에 설치되며, 상기 콘덴서의 전압이 상기 충전 전압보다 일정치 큰 경우 동작하여 상기 콘덴서의 전압을 상기 충전 전압으로 변환해서 상기 저손실 선형 레귤레이터에 출력하며, 상기 콘덴서의 전압이, 소정의 충전 개시 전압보다는 크고 상기 동작 전압보다는 작은 경우, 동작하지 않고 상기 콘덴서의 전압이 상기 저손실 선형 레귤레이터의 입력으로 직접 전달되도록 하는 벅 컨버터로 이루어지는 다입력 충전부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 예를 들어, R, S, T 부스바의 3상 전류 흐름에 의한 자기장 분포 해석에 따라 자기장이 집중되는 R, S, T 부스바의 사이 및 외곽에 복수의 코일을 격자 형태로 배치하여 각각의 코일로 부터 회수되는 에너지를 축적 전하 형태로 하나의 콘덴서에 저장한 후, 콘데서에 축적된 전하의 양 즉 콘덴서의 전압에 따라, 그 처리 주체를 달리하게 된다.

콘덴서의 전압은 R, S, T의 전류 크기에 따라 변화하는 데, 본 발명의 특징에 따르면, 저전력 벅 컨버터(Buck Converter)와 저손실 선형 레귤레이터(LDO)를 직렬 형태로 연결하여, 콘덴서의 전압이 높을 때는 벅 컨버터에서 전압을 저손실 선형 레귤레이터의 출력전압까지 낮추어 공급함으로서, 저손실 선형 레귤레이터의 전력 변환 효율을 최대로 유지하며 배터리 충전이 가능토록 하며, 콘덴서의 전압이 낮을 때는 벅 컨버터가 오프되어 벅 컨버터에서의 에너지 손실 없이 저손실 선형 레귤레이터를 통해 배터리를 충전하게된다.

따라서, 다수의 코일로부터 생성된 전압의 손실을 최소화하고, 생성된 에너지를 배터리에 최대로 전달할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 다입력 충전부는 에너지 회수 효율이 우수하므로, 폐쇄형 코어에 비해 에너지 효율은 낮지만 부스바의 외측에 용이하게 설치할 수 있는 오픈형 코어를 부스바에 인접하게 다수 설치하는 것이 바람직한 바, 시험 결과에 따르면, 수배전반의 외형의 변화 없이 기존 수배전반의 내부공간을 활용하여 효과적인 에너지 하베스팅이 가능하여, 설치 및 유지보수가 간편한 장점이 있음을 알 수 있었다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 수배전반에는 다수의 부스바 세트가 설치되어 있고, 각 부스바 세트에 대해 상기 충전 배터리 및 배터리 충전 수단이 설치되어 있으며, 상기 충전 배터리는 1-셀 배터리이며, 다수의 상기 충전 배터리의 전압을 입력 받아 높은 전압으로 변환하는 다입력-단출력 부스트 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 이러한 특징에 따르면, 충전 전압이 낮는 1-셀 배터리를 적용하여 낮은 전압 범위에서 배터리를 충전함으로서, 높은 접압 충전을 위한 코일의 권선수 증가 및 권선 저항 증가에 따른 손실을 방지하여 최대의 에너지 하베스팅 효과를 얻을 수 있으면서도, 다입력-단출력 부스트 컨버터에 의해 다수의 상기 충전 배터리의 전압을 입력 받아 높은 전압으로 변환함으로서, 회수된 에너지를 실제 체감할 수 있는 용도에 적극적으로 활용할 수 있게 된다.

상기 다입력-단출력 부스트 컨버터는, 1-셀 배터리 전원(Vb), 다이오드(Di), 인덕터(Li)가 직렬로 연결되어, 다수의 1-셀 배터리 전원(Vb)의 출력을 입력으로 받는 멀티입력부; 상기 멀티입력부의 인덕터(Li)에 애노드가 연결되는 2개의 다이오드 D1, D2, 일 단은 상기 2개의 다이오드중 어느 하나의 다이오드 D1의 캐소드에 타 단은 다른 하나의 다이오드 D2의 캐소드에 연결되는 인덕터 L1, 상기 다이오드 D1와 상기 인덕터 L1 사이에 일 단이 연결되고 타단은 접지에 연결되는 커패시터 C1, 상기 인덕터 L1의 타 단과 접지 사이에 연결되는 스위칭부 SW를 구비하는 부스트부; 상기 인덕터 L1의 타 단에 애노드가 연결되는 다이오드 D3, 상기 다이오드 D3의 캐소드에 애노드가 연결되는 다이오드 D4, 일 단은 상기 인덕터 L1의 타 단에 연결되고 타 단은 상기 다이오드 D4의 캐소드에 연결되는 커패시터 C2, 상기 다이오드 D3의 캐소드와 접지 사이에 연결되는 커패시터 C3, 상기 다이오드 D3의 캐소드와 커패시터 C3 사이, 상기 커패시터 C3와 접지 사이, 상기 커패시터 C3와 상기 다이오드 D4의 애노드 사이, 상기 커패시터 C2와 상기 다이오드 D4의 캐소드 사이중 어느 한 곳에 배치되는 인덕터 L2를 구비하는 충전 펌프부; 상기 충전 펌프부의 상기 커패시터 C2에 다이오드 D5를 통해 병렬 결합되는 출력 커패시터 Co와 출력 저항 Ro을 구비하는 출력부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일반적인 부스트 컨버터는 스위치의 듀티 비(Duty ratio)가 증가할수록 입-출력 전압 변환비가 증가하게 되는 바, 듀티비가 증가할수록 스위치 및 인덕터의 기생 저항 성분에 의해 회로의 효율과 입-출력 전압 변환비가 감소하는 단점이 있다.

본 발명의 위 특징에 따르면, 일반적인 부스트 컨버터의 입-출력 변환비 보다 높은 변환비를 갖는 부스트 컨버터가 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 멀티 입력부와 상기 부스트부 사이에, 평상시에는 상기 멀티 입력부에의 입력을 차단하고, 정전시에만 온되는 스위칭 수단을 구비하는 바, 본 발명에 이러한 특징에 따르면, 회수된 에너지를 정전시의 기계실 내부 비상 조명 등에 활용하는 경우, 평상시 부스트부에서의 불필요한 에너지 손실을 방지할 수 있게 된다.

스위칭 수단은, 버스바나, 정류부 등의 전류나 전압에 따라 자동적으로 온/오프되는 스위칭 수단이 바람직하며, 수동 스위치로 구성하는 것도 가능하다.

본 발명의 전력 하베스팅 수배전반에 따르면, 다수의 코일로부터 생성된 전압의 손실을 최소화하고, 생성된 에너지를 배터리에 최대로 전달할 수 있게 된다.

또한, 충전 전압이 낮은 1-셀 배터리를 적용하여 낮은 전압 범위에서 배터리를 충전함으로서, 높은 접압 충전을 위한 코일의 권선수 증가 및 권선 저항 증가에 따른 손실을 방지하여 최대의 에너지 하베스팅 효과를 얻을 수 있으면서도, 다입력-단출력 부스트 컨버터에 의해 다수의 상기 충전 배터리의 전압을 입력 받아 높은 전압으로 변환함으로서, 회수된 에너지를 실제 체감할 수 있는 용도에 적극적으로 활용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 적용되는 부스트 컨버터의 특징적 구성에 따르면, 높은 변환비를 갖는 부스트 컨버터가 가능하게 된다.

또한, 평상시에는 멀티 입력부에의 입력을 차단하고, 정전시에만 온되는 스위칭 수단에 의해, 회수된 에너지를 정전시의 기계실 내부 비상 조명 등에 활용하는 경우, 평상시 부스트부에서의 불필요한 에너지 손실을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 전력 하베스팅 수배전반의 블록도
도 2a, 도 2b는 본 발명에 일실시예에 다입력 충전부의 동작 설명도
도 3은 본 발명의 일시예에 따른 다입력-단출력 부스트 컨버터를 나타내는 회로도
도 4a 내지 도 4c는 인덕터 L2의 위치에 따른 다입력-단출력 부스트 컨버터의 다른 실시예를 나타내는 회로도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다

이하 설명에 있어서, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은, 본 발명에 일실시예에 따른 전력 하베스팅 수배전반의 블록도로서, 본 실시예에 따른 전력 하베스팅 수배전반은, 배전반의 R, T, S 부스바의 3상 전류가 생성하는 자기장의 변화를 효과적으로 수집하기 위해 각각의 배전반의 도체바에 인접하게 설치되는 다수의 코일(1), 에너지 하베스팅 된 전압의 60Hz 성분을 필터링하여, 교류를 직류로 변환하는 정류부(2), 에너지 하베스팅 된 전력을 저장하기 위한 1-셀 배터리(4), 콘덴서(31), 벅 컨버터(32; Buck Converter), 저손실 선형 레귤레이터(33; LDO)로 구성되어 1-셀 배터리를 고효율로 충전하기 위한 다입력 충전부(3), 다수의 충전 배터리의 낮은 전압(4.2V 이하)를 원하는 시스템에 사용하기 위한 전압(12V ~ 24V)으로 변환하는 다입력-단출력 부스트 컨버터(5)로 구성된다.

코일(1)은, 페라이트 코어와 권선이 권회되는 보빈으로 구성되며, R, S, T 부스바의 3상 전류 흐름에 의한 자기장 분포 해석에 따라 자기장이 집중되는 R, T, S 부스바의 사이 및 외곽에 복수의 코일이 격자 형태로 배치된다.

수배전반에는 일반적으로 다수의 부스바 세트가 설치되므로, 각 부스바 세트각각에 코일(1)을 다수 설치된다.

폐쇄형 페라이트 코어는 부스바를 감싸는 구조로 설치해야 하기 때문에, 하베스팅 효율은 좋지만, 실제 설치를 하려면 주회로(부스바)를 재설계해야 하므로, 폐쇄형 코어에 비해 에너지 효율은 낮지만 부스바의 외측 즉, 상하좌우에 배치될 수 있는 오픈형 코어를 부스바에 인접하게 다수 설치하는 것이 바람직한 바, 시험 결과에 따르면, 수배전반의 외형의 변화 없이 기존 수배전반의 내부공간을 활용하여 효과적인 에너지 하베스팅이 가능하여, 설치 및 유지보수가 간편한 장점이 있음을 알 수 있었다.

정류부(2)의 출력 전압은 R, S, T 부스바의 전류 크기에 따라 변화하므로, 다입력 충전부(3)는, 에너지 하베스팅으로 생성된 전압의 손실을 최소화하고, 생성된 에너지를 배터리에 최대로 전달하기 위해, 저전력 벅 컨버터(32)와 저손실 선형 레귤레이터(33)을 구비한다.

배터리 충전 회로를 선형 레귤레이터로만 구성하면, 정류부(2)의 전압이 선형 레귤레이터의 출력전압 (4.2V)보다 높을 경우, 그 전압 차이만큼 전력 변환 손실이 발생하며, 전력변환 손실은 배터리를 충전하지 않고 선형 레귤레이터에서 열의 형태로 소모되며, 충전 회로를 벅 컨버터(32)로만 구성하면, 정류부(2)의 전압이 4.2V보다 낮은 경우, 벅 컨버터(32)가 동작하지 못하여 에너지 하베스팅된 전압을 사용하지 못함을 알 수 있었다.

본 발명의 다입력 충전부(3)의 일 실시예에 따르면, 정류부(2)의 출력 전압 즉, 콘덴서(31)의 출력 전압이 3.7V 이상, 5V 이하일 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이, 벅 컨버터(32)는 입력 전압을 검출하여 동작하지 않고 콘덴서(31)의 전압이 선형 레귤레이터(33)의 입력으로 직접 전달되도록 한다.

정류부(2)의 출력 전압이 낮다는 것은 부스바의 전류 크기가 작아 에너지 하베스팅 전력이 낮다는 것을 의미하며, 이때는 벅 컨버터(32)가 오프되어, 벅 컨버터(32에서 소모되는 손실이 없도록 하며, 정류부(2)의 출력 전압은 벅 컨버터(32)에서의 손실 없이 LDO를 통해 배터리를 충전하게 된다.

정류부(2)의 출력 전압이 5V 이상일 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이, 벅 컨버터(32)가 동작하여, 정류부(2)의 출력 전압을 4.2V의 출력전압으로 변환한다.

선형 레귤레이터(33)는 벅 컨버터(32)의 출력전압(4.2V)를 입력받아 배터리를 충전하게 되므로, 선형 레귤레이터(33)의 입장에서는 입력전압과 출력전압의 차이가 크게 발생하지 않으며, 따라서 전력 변환 효율을 최대로 유지하며 배터리 충전하게 된다.

위의 전압 범위 (5V, 4.2V 등)는 배터리 사양에 따라 달라질 수 있으며, 다입력 충전부(3)에 과충전, 과방전 보호회로를 함께 설치하는 것도 가능하다.

한편, 본 실시예에 적용되는 1-셀 배터리(4)는 낮은 전압(4.2V 이하)을 이용하여 충전할 수 있다는 장점이 있으나, 배터리를 이용하여 높은 전압(12V 이상)이 필요한 시스템에 전원을 공급할 때는 입-출력 전압 변환비가 큰 승압 컨버터가 필요하다.

일반적인 부스트 컨버터는 스위치의 듀티 비(Duty ratio)가 증가할수록 입-출력 전압 변환비가 증가하게 되나, 스위치 및 인덕터의 기생 저항 성분에 의해 회로의 효율과 입-출력 전압 변환비가 감소하는 단점이 있다.

또한, 다수의 배터리 전압을 입력으로 연결하여 다일력으로 사용하는 경우, 입력전압 차이 때문에 인덕터의 전류와 출력전압이 불안정해 진다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 다수의 낮은 배터리 전압을 입력으로 하고, 높은 승압비를 갖는 새로운 구성의 부스트 컨버터를 적용하고 있다.

도 2는 본 발명의 일시예에 따른 다입력-단출력 부스트 컨버터를 나타내는 회로도로, 다수의 1-셀 배터리의 전압(Vb1, Vb2, Vb3)을 입력으로 받으며, 1-셀 배터리 전원(Vi), 다이오드 (Di), 인덕터 (Li)가 직렬로 연결되어 멀티 입력부(51)를 형성한다.

다이오드(Di1, Di2, Di3)는 다수 배터리 전압의 불균형으로 인한 인덕터 (Li1, Li2, Li3) 역 전류를 방지하여 회로를 안정화 시키며, 인덕터 (Li1, Li2, Li3)는 스위치 (SW)의 온/오프 동작에 따라 배터리를 통해 유입된 전류를 자기장의 형태로 저장한다.

부스트부(52)는 다이오드 2개 (D1, D2), 인덕터 1개 (L1), 커패시터 1개 (C1), 스위치 1개 (SW)으로 구성되는 쿼드러틱 부스트(Quadratic boost) 구조이다.

스위치(SW)의 온/오프 동작에 따라 자기장으로 변환되어 인덕터(Li1, Li2, Li3)에 저장된 에너지가 다이오드 D1-커페시터 C1의 경로를 통해 커페시터 C1에 저장된다. 인덕터 L1은 스위치(SW)가 온되는 구간동안 커패시터 C1으로부터 전원을 공급받아 전류를 자기장의 형태로 저장하며, 스위치(SW)가 오프되는 구간동안 C1-L1-D3-L2-C3의 전류 경로를 통해 커패시터 C3에 전하를 저장한다.

충전 펌프부(53)는 다이오드 2개 (D3, D4), 커패시터 2개 (C2, C3), 인덕터 1개 (L2)로 구성되며, 캐패시터 C3에 저장된 전압을 스위치(SW)의 온/오프 동작에 따라 캐패시터 C2로 펌핑하여 VC2 = VC1이 되도록 한다. 이때, 인덕터 L2는, 스위치(SW)가 온되어 C3-L2-D4-C2-SW의 전류 경로를 통해 C3에서 C2로 충전 펌핑(Charge Pumping)이 이루어지는 구간에서 전류의 기울기를 제어하여 스위치로 유입되는 전류의 피크 성분을 제거한다.

본 발명에 따른 충전 펌프의 구에 따르면, 출력전압의 절반에 해당하는 전압이 스위치(SW)의 오프 전압으로 인가되므로, 일반적인 부스트 컨버터에 비해 스위치 전압 스트레스가 낮아지는 장점이 있으며, 인덕터 L2에 의해 스위치로 유입되는 전류의 기울기가 제어되기 때문에 스위치 턴온(turn-on) 돌입 전류에 의한 손실이 발생하지 않게 된다.

인덕터 L2의 위치는 커패시터 C3의 전류 기울기를 제어할 수 있는 위치 즉, 도 3a, 도 3b, 도 3c의 실시예에 나타낸 위치가 가능하다.

이상, 본 발명을 설명의 편의상 특정예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 단상 배전반에도 적용될 수 있음은 당연하다.

또한 상기한 실시예는 본 발명의 예시적인 실시예에 불과하므로, 청구범위에 명기된 본 발명의 정신과 범위 내에서 여러 가지로 변형 또는 변경이 가능하다

1: 코일 2: 정류부
3: 다입력 충전부 4: 배터리
5: 다입력-단출력 부스트 컨버터
32: 벅 컨버터 33: 저손실 선형 레귤레이터

Claims (4)

1. 대 전류를 전달할 수있는 전기 전도체로서, 시스템내 여러 회로를 상호 전기적으로 연결하여 외부로부터 공급된 전력을 분배는 통로를 형성하는 부스바가 다수 설치되어 있는 수배전반과, 상기 부스바에 흐르는 전류의 시간적 변화에 따라 발생하는 부스바 주위의 자기장의 변화에 따라 유도 기전력을 발생하는 다수의 코일과, 상기 코일에 연결되어 상기 코일에 발생하는 교류를 직류로 변환하여 주는 정류부와, 전력을 저장하기 위한 충전 배터리 및 상기 충전 배터리를 충전하는 충전부를 구비하는 전력 하베스팅 수배전반에 있어서,
   상기 수배전반에는 적어도 2개 이상의 부스바 세트가 설치되어 있고,
   상기 부스바 세트를 형성하는 각각의 부스바의 외측에, 오픈형 코어를 갖는 다수의 코일이 인접하게 배치되며,
   상기 각각의 부스바 세트에는,
   상기 다수의 코일로부터 발생하는 전력을 저장하는 하나의 1-셀 충전배터리와,
   각각의 코일에 연결된 복수의 정류부의 출력단에 연결되어 전하를 축적하는 콘덴서와, 소정의 충전 전압을 출력하여 상기 1-셀 충전배터리를 충전하는 저손실 선형 레귤레이터 및 상기 저손실 선형 레귤레이터와 상기 콘덴서 사이에 설치되며, 상기 콘덴서의 전압이 상기 저손실 선형 레귤레이터의 상기 충전 전압보다 일정치 큰 경우 동작하여, 상기 콘덴서의 전압을 상기 충전 전압으로 낮추어 상기 저손실 선형 레귤레이터에 출력함으로서, 상기 저손실 선형 레귤레이터의 전력 변환 효율을 최대로 유지하면서 상기 1-셀 충전배터리의 충전이 가능토록 하며, 상기 콘덴서의 전압이, 소정의 충전 개시 전압보다는 크고 상기 충전 전압보다는 작은 경우, 상기 콘덴서의 전압이 상기 저손실 선형 레귤레이터의 입력으로 직접 전달되도록 함으로서, 자체내의 에너지 손실 없이 상기 저손실 선형 레귤레이터를 통해 상기 1-셀 충전배터리가 충전되게 하는 저전력 벅 컨버터를 구비하는 다입력 충전부;가 구비되며,
   상기 복수의 부스바 세트에 설치되어 있는 다수의 상기 1-셀 충전배터리들의 전압을 입력받아 높은 전압으로 변환하여 출력하는 다입력-단출력 부스트 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 하베스팅 수배전반.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 다입력-단출력 부스트 컨버터는,
   1-셀 배터리 전원(Vb), 다이오드(Di), 인덕터(Li)가 직렬로 연결되어, 다수의 1-셀 배터리 전원(Vb)의 출력을 입력으로 받는 멀티입력부;
   상기 멀티입력부의 인덕터(Li)에 애노드가 연결되는 2개의 다이오드 D1, D2, 일 단은 상기 2개의 다이오드중 어느 하나의 다이오드 D1의 캐소드에 타 단은 다른 하나의 다이오드 D2의 캐소드에 연결되는 인덕터 L1, 상기 다이오드 D1와 상기 인덕터 L1 사이에 일 단이 연결되고 타단은 접지에 연결되는 커패시터 C1, 상기 인덕터 L1의 타 단과 접지 사이에 연결되는 스위칭부 SW를 구비하는 부스트부;
   상기 인덕터 L1의 타 단에 애노드가 연결되는 다이오드 D3, 상기 다이오드 D3의 캐소드에 애노드가 연결되는 다이오드 D4, 일 단은 상기 인덕터 L1의 타 단에 연결되고 타 단은 상기 다이오드 D4의 캐소드에 연결되는 커패시터 C2, 상기 다이오드 D3의 캐소드와 접지 사이에 연결되는 커패시터 C3, 상기 다이오드 D3의 캐소드와 커패시터 C3 사이, 상기 커패시터 C3와 접지 사이, 상기 커패시터 C3와 상기 다이오드 D4의 애노드 사이, 상기 커패시터 C2와 상기 다이오드 D4의 캐소드 사이중 어느 한 곳에 배치되는 인덕터 L2를 구비하는 충전 펌프부;
   상기 충전 펌프부의 상기 커패시터 C2에 다이오드 D5를 통해 병렬 결합되는 출력 커패시터 Co와 출력 저항 Ro을 구비하는 출력부;
   상기 멀티 입력부와 상기 부스트부 사이에 설치되어, 평상시에는 상기 멀티 입력부에의 입력을 차단하고, 정전시에만 온되는 스위칭 수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 하베스팅 수배전반.
   
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