KR102388368B1 - apparatus of power supply for wired drone - Google Patents

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류영선
강민성
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Abstract

비행가능 시간이 증가되어 드론장치의 활용성이 개선되도록, 본 발명은 드론기체에 구비된 적어도 하나 이상의 회전날개에 동력 연결되는 드론구동부와, 상기 드론기체에 연결되되 고압 전원을 저압 전원으로 변환하도록 상기 드론구동부에 전원 연결되는 직류-직류 컨버터를 포함하는 드론장치; 상기 직류-직류 컨버터의 입력단에 출력단이 연결되되 입력단이 지상에 배치되는 유선케이블과, 상기 유선케이블이 권취되는 보빈부에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 구비되는 권취구동부를 포함하여 지상에 배치되는 권취부를 포함하는 유선권취연결부; 교류 전원을 공급하도록 구비되며 지상에 배치되는 교류전원공급부와, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 상기 교류전원공급부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 지상에 배치되는 교류-직류 컨버터를 포함하는 교류직류 전원변환공급부; 상기 교류-직류 컨버터의 제1출력단에 입력단이 전원 연결되며 지상에 배치되는 전력저장부; 및 상기 전력저장부의 출력단에 제1입력단이 전원 연결되고 상기 교류-직류 컨버터의 제2출력단에 제2입력단이 전원 연결되며 상기 유선케이블의 입력단에 제1출력단이 전원 연결되고 상기 권취구동부에 제2출력단이 전원 연결되는 절환스위칭부와, 상기 전력저장부의 전압을 측정하는 전압측정센서와, 상기 교류전원공급부 및 상기 전력저장부 중 어느 하나와 상기 드론구동부 간의 전원 연결을 절환 제어하는 절환제어부를 포함하는 전원변환부를 포함하는 유선 드론 전원공급시스템을 제공한다.In order to increase the available flight time and improve the usability of the drone device, the present invention provides a drone driving unit that is power-connected to at least one or more rotor blades provided in the drone body, and is connected to the drone body to convert high-voltage power into low-voltage power. A drone device including a DC-DC converter connected to the power supply to the drone driving unit; A winding disposed on the ground including a wired cable having an output terminal connected to the input terminal of the DC-DC converter and having an input terminal disposed on the ground, and a winding driving part provided to selectively wind and unwind a bobbin part on which the wire cable is wound. Wire winding connection unit including a part; AC power supply comprising an AC power supply provided on the ground and provided to supply AC power, an input terminal connected to an output terminal of the AC power supply to convert AC power into DC power, and an AC-DC converter disposed on the ground conversion supply unit; a power storage unit having an input terminal connected to the first output terminal of the AC-DC converter and disposed on the ground; and a first input end is connected to an output end of the power storage unit, a second input end is connected to a second output end of the AC-DC converter, a first output end is connected to an input end of the wired cable, and a second input end is connected to the winding driving unit. A switching switching unit to which an output terminal is connected to power, a voltage measuring sensor for measuring the voltage of the power storage unit, and a switching control unit for switching and controlling the power connection between any one of the AC power supply unit and the power storage unit and the drone driving unit It provides a wired drone power supply system including a power conversion unit.

Figure R1020200125492
Figure R1020200125492

Description

유선 드론 전원공급시스템{apparatus of power supply for wired drone}Wired drone power supply system {apparatus of power supply for wired drone}

본 발명은 유선 드론 전원공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비행가능 시간이 증가되어 드론장치의 활용성이 개선되는 유선 드론 전원공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wired drone power supply system, and more particularly, to a wired drone power supply system in which the usability of a drone device is improved by increasing the available flight time.

일반적으로, 무인비행체(UAV,Unmanned Aerial Vehicle, 이하 '드론'이라 함)는 조종사의 탑승 없이 사전에 입력된 프로그램에 의해 제어되거나 원격 조종에 의해 제어되는 비행체를 의미하며, 위험 지역, 오염 지역 등의 임무를 빠르고 안전하게 수행할 수 있는 이점으로 인해 매우 빠르게 발전하고 있다. In general, an unmanned aerial vehicle (UAV, unmanned aerial vehicle, hereinafter referred to as a 'drone') means an aircraft controlled by a program input in advance or controlled by remote control without a pilot's boarding, in a hazardous area, polluted area, etc. It is developing very rapidly due to the advantage of being able to quickly and safely carry out its mission.

여기서, 드론은 비행방식에 따라 고정익형, 회전익형 및 수직이착륙형으로 구분되며, 회전익형 드론은 수직이착륙기능, 전후 방향 이동 및 호버링이 가능한 특징이 있다. 또한, 회전익형 드론은 복수개의 회전익이 구비되는 멀티로터형과, 상호간 반대방향으로 회전하는 두개의 회전익으로 구비되는 동축반전형 및 헬리콥터형 등으로 구분된다.Here, the drone is divided into a fixed wing type, a rotary wing type, and a vertical take-off and landing type according to the flight method, and the rotor-type drone has a vertical take-off and landing function, and is capable of forward and backward movement and hovering. In addition, the rotorcraft drone is divided into a multi-rotor type equipped with a plurality of rotor blades, a coaxial inversion type and a helicopter type equipped with two rotor blades rotating in opposite directions to each other.

이러한 드론은 군수분야의 정보수집용으로 초기 개발되었으나 구조, 경비, 운수 등으로 활용범위가 확대되는 추세이며, 최근에는 완구용, 레저용 등으로 일반 대중에게도 널리 사용되고 있다. These drones were initially developed for the purpose of collecting information in the field of military affairs, but the scope of use is expanding to rescue, security, and transportation.

그리고, 드론은 제어부 등이 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장되어 이착륙시 지면에 안착되는 랜딩스키드, 모터와 프로펠러 등의 동력부 등으로 구비될 수 있다. 또한, 촬영 및 레저용으로 널리 사용되는 중소형 드론은 사용자에게 그립된 몸체가 적절한 높이에 배치되면 날개가 구동되어 비행을 시작하는 방식으로 구동될 수 있다.In addition, the drone may include a body in which a control unit is disposed, a landing skid extending from the body to be seated on the ground during takeoff and landing, and a power unit such as a motor and a propeller. In addition, small and medium-sized drones widely used for shooting and leisure can be driven in such a way that, when the body gripped by the user is placed at an appropriate height, the wings are driven to start flying.

최근에는, 드론에 조명을 이용하여 수색, 촬영 및 문화 콘텐츠에 활용하기 위한 연구 및 기술개발이 수행되고 있다. 여기서, 드론에 조명장치가 설치되는 경우에는 높은 광량의 출력을 위한 전원공급이 요구된다. 이러한 드론은 일반적으로 내부에 배터리를 탑재하여 구동된다. Recently, research and technology development for use in search, shooting, and cultural contents using drones has been conducted. Here, when a lighting device is installed in the drone, power supply for output of a high amount of light is required. These drones are generally driven by mounting a battery inside.

그러나, 종래의 드론의 경우 내부에 드론의 구동용 전원공급을 위한 배터리가 구비되나 상기 배터리를 통해 상기 조명장치에 전원을 공급하면 드론의 비행가능한 시간이 감소되는 문제점이 있었다. However, in the case of a conventional drone, a battery for supplying power for driving the drone is provided therein, but when power is supplied to the lighting device through the battery, there is a problem in that the flight time of the drone is reduced.

또한, 드론의 비행가능 시간을 증가시키기 위해 드론에 대용량 배터리를 탑재하는 경우 드론의 무게가 증가하여 전력효율이 저하되는 문제점이 있었다. In addition, when a large-capacity battery is mounted on the drone in order to increase the flight time of the drone, the weight of the drone increases and power efficiency decreases.

따라서, 드론의 구동용 전원과 조명장치용 전원을 지속적으로 공급하도록 드론에 공급되는 전원을 유선으로 공급하는 공급장치 또는 공급시스템의 개발이 요구되고 있다. Accordingly, there is a demand for the development of a supply device or supply system for supplying power supplied to the drone by wire so as to continuously supply power for driving the drone and power for a lighting device.

그러나, 종래에 드론에 유선으로 전원을 공급하는 장치가 개시되어 있으나, 종래의 유선 전원 공급장치는 정전 등의 비상상황 발생시 전원공급이 중단되어 비행중인 드론에 안정적으로 전원을 공급하지 못하는 문제점이 있었다. However, although a device for supplying power to a drone by wire has been disclosed in the prior art, the conventional wired power supply stops supplying power when an emergency situation such as a power outage occurs, so there is a problem in that it cannot stably supply power to the drone in flight. .

더욱이, 드론에 공급되는 전원이 차단 또는 방전되면 비행중인 드론이 추락하여 안전성이 저하되는 문제점이 있었다.Moreover, when the power supplied to the drone is cut off or discharged, the drone in flight may fall, thereby reducing safety.

한국 등록특허 제10-2150856호Korean Patent Registration No. 10-2150856

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비행가능 시간이 증가되어 드론장치의 활용성이 개선되는 유선 드론 전원공급시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a wired drone power supply system in which the usability of the drone device is improved by increasing the available flight time.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 드론기체에 구비된 적어도 하나 이상의 회전날개에 동력 연결되는 드론구동부와, 상기 드론기체에 연결되되 고압 전원을 저압 전원으로 변환하도록 상기 드론구동부에 전원 연결되는 직류-직류 컨버터를 포함하는 드론장치; 상기 직류-직류 컨버터의 입력단에 출력단이 연결되되 입력단이 지상에 배치되는 유선케이블과, 상기 유선케이블이 권취되는 보빈부에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 구비되는 권취구동부를 포함하여 지상에 배치되는 권취부를 포함하는 유선권취연결부; 교류 전원을 공급하도록 구비되며 지상에 배치되는 교류전원공급부와, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 상기 교류전원공급부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 지상에 배치되는 교류-직류 컨버터를 포함하는 교류직류 전원변환공급부; 상기 교류-직류 컨버터의 제1출력단에 입력단이 전원 연결되며 지상에 배치되는 전력저장부; 및 상기 전력저장부의 출력단에 제1입력단이 전원 연결되고 상기 교류-직류 컨버터의 제2출력단에 제2입력단이 전원 연결되며 상기 유선케이블의 입력단에 제1출력단이 전원 연결되고 상기 권취구동부에 제2출력단이 전원 연결되는 절환스위칭부와, 상기 전력저장부의 전압을 측정하는 전압측정센서와, 상기 교류전원공급부 및 상기 전력저장부 중 어느 하나와 상기 드론구동부 간의 전원 연결을 절환 제어하는 절환제어부를 포함하는 전원변환부를 포함하는 유선 드론 전원공급시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a drone driving unit that is power-connected to at least one or more rotor blades provided in the drone body, and the drone driving unit is connected to the drone to convert high-voltage power to low-voltage power. Power is connected to the DC-Drone device including a DC converter; A winding disposed on the ground including a wired cable having an output terminal connected to the input terminal of the DC-DC converter and having an input terminal disposed on the ground, and a winding driving part provided to selectively wind and unwind a bobbin part on which the wire cable is wound. Wire winding connection unit including a part; AC power supply comprising an AC power supply provided on the ground and provided to supply AC power, an input terminal connected to an output terminal of the AC power supply to convert AC power into DC power, and an AC-DC converter disposed on the ground conversion supply unit; a power storage unit having an input terminal connected to the first output terminal of the AC-DC converter and disposed on the ground; and a first input end is connected to an output end of the power storage unit, a second input end is connected to a second output end of the AC-DC converter, a first output end is connected to an input end of the wired cable, and a second input end is connected to the winding driving unit. A switching switching unit to which an output terminal is connected to power, a voltage measuring sensor measuring the voltage of the power storage unit, and a switching control unit for switching and controlling the power connection between any one of the AC power supply unit and the power storage unit and the drone driving unit It provides a wired drone power supply system including a power conversion unit.

여기서, 상기 절환제어부는 상기 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 미만인 경우 상기 교류-직류 컨버터와 상기 전력저장부를 상호간 전원 연결하고, 상기 전력저장부와 상기 절환스위칭부 간의 전원 연결을 차단함과 동시에, 상기 교류-직류 컨버터와 상기 절환스위칭부를 상호간 전원 연결하되, 상기 기설정된 전압은 상기 전력저장부의 최대충전시의 전압 미만으로 설정됨이 바람직하다.Here, when the voltage of the power storage unit is lower than a preset voltage, the switching control unit connects the AC-DC converter and the power storage unit to each other and cuts off the power connection between the power storage unit and the changeover switching unit, Preferably, the AC-DC converter and the switching switching unit are connected to each other, but the preset voltage is set to be less than a voltage at the time of maximum charging of the power storage unit.

이때, 상기 전원변환부는 상기 교류전원공급부에 회로 연결되며 교류 전원이 인가됨에 따라 발생되는 제로크로싱 신호를 실시간 모니터링하는 교류전원감지수단을 더 포함하되, 상기 절환제어부는 상기 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 미만이며 상기 제로크로싱 신호가 기설정주기 동안 미감지시 알림신호를 생성함이 바람직하다.At this time, the power conversion unit is circuit-connected to the AC power supply and further comprises an AC power detection means for real-time monitoring of a zero-crossing signal generated as AC power is applied, wherein the switching control unit has a preset voltage of the power storage unit. It is preferable to generate a notification signal when the voltage is less than the zero-crossing signal and the zero-crossing signal is not detected during a preset period.

그리고, 상기 절환제어부는 상기 전압측정센서를 통해 측정된 상기 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 이상인 경우 상기 교류-직류 컨버터와 상기 전력저장부 간의 전원 연결을 차단하고, 상기 전력저장부와 상기 절환스위칭부를 상호간 전원 연결하고, 상기 교류-직류 컨버터와 상기 절환스위칭부 간의 전원 연결을 차단함이 바람직하다.In addition, when the voltage of the power storage unit measured by the voltage measurement sensor is equal to or greater than a preset voltage, the switching control unit cuts off the power connection between the AC-DC converter and the power storage unit, and switches the power storage unit and the change-over switching unit It is preferable to connect power to each other and to cut off power connection between the AC-DC converter and the switching switching unit.

또한, 상기 직류-직류 컨버터는 각 입력단이 상기 유선케이블의 출력단에 병렬로 전원 연결되고 각 출력단이 상기 드론구동부의 출력단에 병렬로 전원 연결되는 적어도 둘 이상의 칩패키지와, 상기 칩패키지를 내부에 수용하도록 구비되되 상기 드론기체에 연결되는 컨버터케이스를 포함함이 바람직하다.In addition, the DC-DC converter includes at least two chip packages in which each input terminal is power-connected in parallel to the output terminal of the wired cable and each output terminal is power-connected in parallel to the output terminal of the drone driving unit, and the chip package is accommodated therein. It is preferably provided so as to include a converter case connected to the drone body.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above solution means, the present invention provides the following effects.

첫째, 교류직류 전원변환공급부 및 전력저장부 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 유선케이블을 통해 드론구동부에 지속적으로 공급함에 따라 예술 공연, 군사용 등의 장시간 비행목적을 위한 드론장치의 연속 비행가능 시간이 현저히 증가될 수 있어 드론장치의 활용성이 개선될 수 있다. First, as the power supplied from either the AC DC power conversion supply unit and the power storage unit is continuously supplied to the drone driving unit through a wired cable, the continuous flight time of the drone device for long-term flight purposes such as art performances and military use is reduced. It can be significantly increased, so that the usability of the drone device can be improved.

둘째, 드론구동부로 공급되는 전원이 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 미만이면 교류전원공급부로부터 공급되되 기설정된 전압 이상이면 전력저장부로부터 공급되도록 절환제어부에 의해 자동 절환 제어되어 정전 등의 비상상황에서도 드론장치에 안정적으로 전원이 공급되며 방전에 따른 드론장치의 추락이 방지되므로 사용안전성이 현저히 개선될 수 있다. Second, the power supplied to the drone driving unit is automatically switched and controlled by the switching control unit so that if the voltage of the power storage unit is less than the preset voltage, it is supplied from the AC power supply unit, but if the voltage is higher than the preset voltage, it is automatically switched and controlled by the switching control unit. Power is stably supplied to the drone device and the fall of the drone device due to discharge is prevented, so the safety of use can be significantly improved.

셋째, 전압측정센서에 의해 실시간 측정된 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 미만이며 교류 전원이 인가됨에 따라 발생되는 제로크로싱 신호가 교류전원감지수단에 의해 기설정주기 동안 미감지되어 드론구동부의 전원 미공급 상태를 확인하는 즉시 알림신호가 생성되어 드론장치가 긴급착륙되도록 제어가능하므로 사용안전성이 현저히 개선될 수 있다. Third, the voltage of the power storage unit measured in real time by the voltage measurement sensor is less than the preset voltage, and the zero-crossing signal generated as AC power is applied is not detected for a preset period by the AC power detection means, so that the power supply of the drone driving unit is not detected. As soon as the supply status is confirmed, a notification signal is generated and the drone device can be controlled to make an emergency landing, so the safety of use can be significantly improved.

넷째, 드론기체에 연결된 직류-직류 컨버터에 포함된 적어도 둘 이상의 칩패키지의 각 입력단이 유선케이블에 병렬로 전원 연결되고 각 출력단이 드론구동부에 병렬로 전원 연결되므로 종래 대용량 싱글 구조를 상호 병렬 연결된 복수개의 소형 구조로 대체함으로써 드론장치가 경량화되며 전력효율이 현저히 개선될 수 있다. Fourth, since each input terminal of at least two chip packages included in the DC-DC converter connected to the drone is connected to power in parallel to the wired cable, and each output terminal is connected to the drone driving unit in parallel to power, the conventional large-capacity single structure is a plurality of interconnected in parallel. By replacing it with a smaller structure, the drone device can be lightened and power efficiency can be significantly improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 나타낸 사용예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템에서 드론장치를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템에서 직류-직류 컨버터를 나타낸 회로도.1 is a block diagram showing a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a drone device in a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram illustrating a DC-DC converter in a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, a wired drone power supply system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템을 나타낸 사용예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템에서 드론장치를 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템에서 직류-직류 컨버터를 나타낸 회로도이다.1 is a block diagram showing a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention It is an exemplary diagram showing a wired drone power supply system according to an embodiment, FIG. 4 is an exemplary diagram showing a drone device in a wired drone power supply system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention It is a circuit diagram showing a DC-DC converter in a wired drone power supply system according to

도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유선 드론 전원공급시스템(100)은 드론장치(10), 유선권취연결부(20), 교류직류 전원변환공급부(30), 전력저장부(40) 및 전원변환부(50)를 포함한다. 1 to 5 , a wired drone power supply system 100 according to an embodiment of the present invention includes a drone device 10 , a wired winding connection unit 20 , an AC DC power conversion supply unit 30 , and power It includes a storage unit 40 and a power conversion unit 50 .

여기서, 상기 유선 드론 전원공급시스템(100)은 드론장치(10)의 구동용 전원뿐 아니라 상기 드론장치(10)에 예술 공연, 군사용 등의 목적 등에 사용되는 조명장치(미도시)가 설치되는 경우에 요구되는 높은 광량의 출력을 위한 전원을 공급하기 위한 전원공급 시스템이다. Here, the wired drone power supply system 100 is not only a power source for driving the drone device 10, but also a lighting device (not shown) used for art performances, military purposes, etc. in the drone device 10. When installed It is a power supply system to supply power for high light output required for

한편, 상기 드론장치(10)는 드론기체(11), 드론구동부(12) 및 직류-직류 컨버터(13)를 포함함이 바람직하다. Meanwhile, the drone device 10 preferably includes a drone body 11 , a drone driving unit 12 , and a DC-DC converter 13 .

여기서, 상기 드론기체(11)는 상기 드론구동부(12)가 배치되도록 내부에 적재공간이 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 방사상으로 연장되는 적어도 하나 이상의 연장부와, 상기 연장부에 회전가능하게 연결되되 상기 드론구동부(12)에 동력 연결되는 회전날개(11a)를 포함할 수 있다. Here, the drone body 11 has a body portion having a loading space formed therein so that the drone driving unit 12 is disposed, at least one or more extension portions radially extending from the body portion, and the extension portion is rotatable Doedoe connected to the drone driving unit 12 may include a rotary blade (11a) that is connected to the power.

또한, 상기 드론구동부(12)는 상기 드론기체(11)에 구비된 적어도 하나 이상의 회전날개(11a)에 동력 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 드론구동부(12)는 상기 드론기체(11)의 이륙을 위하여 적어도 하나 이상 구비되는 모터를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, it is preferable that the drone driving unit 12 is power-connected to at least one or more rotary blades 11a provided in the drone body 11 . In this case, the drone driving unit 12 may include at least one motor provided for take-off of the drone body 11, but is not limited thereto.

더불어, 상기 드론구동부(12)는 상기 회전날개(11a)에 동력 연결되는 것과 독립적으로 상기 드론기체(11)에 연결될 수 있는 발광조명(미도시) 등의 장치에 동력 연결될 수 있다. In addition, the drone driving unit 12 may be power-connected to a device such as a light emitting light (not shown) that can be connected to the drone body 11 independently of being power-connected to the rotor blade 11a.

더욱이, 상기 드론장치(10)는 상기 드론의 이착륙 및 방향제어를 위해 마이컴 등으로 구비되는 드론제어부(미도시)와, 상기 드론제어부(미도시)와 지상에 배치되어 사용자에 의해 조작되는 드론조종기(미도시) 간의 통신 연결을 위해 구비되는 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. Furthermore, the drone device 10 includes a drone controller (not shown) provided with a microcomputer or the like for take-off, landing and direction control of the drone, and a drone controller (not shown) disposed on the ground and operated by a user It may include a communication unit (not shown) provided for communication connection between (not shown).

그리고, 상기 직류-직류 컨버터(13)는 약 200~400V의 고압 전원을 24V의 저압 전원으로 변환하도록 상기 드론구동부(13)의 입력단에 출력단이 전원 연결되되, 상기 드론기체(11)에 연결되어 상기 드론기체(11)의 비행시 일체로 이동되도록 구비됨이 바람직하다. And, the DC-DC converter 13 has an output terminal connected to the input terminal of the drone driving unit 13 to convert high-voltage power of about 200 to 400V into low-voltage power of 24V, and is connected to the drone body 11 It is preferable that the drone body 11 is provided to move integrally during flight.

여기서, 상기 직류-직류 컨버터(13)는 각 입력단이 유선케이블(21)의 출력단에 병렬로 전원 연결되고 각 출력단이 상기 드론구동부(12)의 출력단에 병렬로 전원 연결되는 적어도 둘 이상의 칩패키지(13a,13b,13c)와, 상기 칩패키지(13a,13b,13c)를 내부에 수용하도록 구비되되 상기 드론기체(11)에 연결되는 컨버터케이스(13d)를 포함함이 바람직하다. Here, the DC-DC converter 13 has at least two chip packages in which each input terminal is connected to power in parallel to the output terminal of the wired cable 21 and each output terminal is power connected in parallel to the output terminal of the drone driving unit 12 ( 13a, 13b, 13c) and a converter case 13d provided to accommodate the chip packages 13a, 13b, and 13c therein and connected to the drone body 11 is preferably included.

예컨대, 상기 직류-직류 컨버터(13)는 소형의 600W급 직류-직류 컨버터를 2-Layer FR-4 재질의 PCB 기판으로 구성하여 대용량 싱글 구조 대신 소용량의 병렬 구조로서 구비될 수 있다. 이때, 각각의 소형 직류-직류 컨버터의 입력단으로 공급된 260~400V의 직류 고압 전원이 상기 칩패키지(13a,13b,13c)를 포함하는 회로를 거쳐 24V의 직류 저압 전원으로 변환된 후 상기 드론구동부(12)로 출력될 수 있다. For example, the DC-DC converter 13 may be provided as a small-capacity parallel structure instead of a large-capacity single structure by configuring a small 600W class DC-DC converter with a 2-layer FR-4 PCB substrate. At this time, the 260~400V DC high voltage power supplied to the input terminal of each small DC-DC converter is converted into 24V DC low voltage power through a circuit including the chip packages 13a, 13b, 13c, and then the drone driving unit (12) can be output.

이를 통해, 상기 드론기체(11)에 연결된 상기 직류-직류 컨버터(13)에 포함된 적어도 둘 이상의 칩패키지(13a,13b,13c)의 각 입력단이 상기 유선케이블(21)의 출력단에 병렬로 전원 연결되고 각 출력단이 상기 드론구동부(12)의 출력단에 병렬로 전원 연결되므로 종래의 대용량 싱글 구조의 직류-직류 컨버터를 상호 병렬 연결된 복수개의 소형 직류-직류 컨버터로 대체함으로써 상기 드론장치(10)가 경량화됨에 따라 전력효율이 현저히 개선될 수 있다. Through this, each input terminal of at least two or more chip packages 13a, 13b, 13c included in the DC-DC converter 13 connected to the drone body 11 is powered in parallel to the output terminal of the wired cable 21 Since each output terminal is connected to the output terminal of the drone driving unit 12 and power is connected in parallel, the conventional large-capacity single structure DC-DC converter is replaced with a plurality of small DC-DC converters connected in parallel, so that the drone device 10 is As the weight is reduced, power efficiency can be remarkably improved.

더욱이, 상기 드론장치(10)는 직류 전원이 충전되도록 상기 직류-직류 컨버터(13)의 출력단에 입력단이 전원 연결되며 상기 드론구동부(12)에 출력단이 전원 연결되는 보조배터리(14)를 더 포함할 수도 있다. 물론, 경우에 따라 상기 보조배터리(14)가 구비되지 않을 수도 있다. Furthermore, the drone device 10 has an input terminal connected to the output terminal of the DC-DC converter 13 so that DC power is charged, and an auxiliary battery 14 to which the output terminal is connected to the drone driving unit 12. You may. Of course, in some cases, the auxiliary battery 14 may not be provided.

한편, 상기 유선권취연결부(20)는 상기 직류-직류 컨버터(13)의 입력단에 출력단이 연결되되 입력단이 지상에 배치되는 유선케이블(21)을 포함함이 바람직하다.On the other hand, the wired winding connection unit 20 preferably includes a wired cable 21 having an output terminal connected to an input terminal of the DC-DC converter 13 and an input terminal disposed on the ground.

여기서, 상기 유선케이블(21)은 입력단이 지상에 배치되는 상기 전원변환부(50)의 절환스위칭부(51) 출력단에 전원 연결되되, 출력단이 상기 직류-직류 컨버터(13)의 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 유선케이블(21)은 입력단이 지상측에 배치된 상태에서 상기 드론장치(10)가 선택적으로 비행됨에 따라 출력단이 공중으로 연동되어 이동될 수 있다. Here, the wired cable 21 is power-connected to the output terminal of the switching switching unit 51 of the power conversion unit 50 having an input terminal disposed on the ground, and the output terminal is the DC-DC converter 13. Power is connected to the input terminal. This is preferable. In this case, as the drone device 10 is selectively flown in a state in which the input terminal is disposed on the ground side of the wired cable 21, the output terminal may be moved in conjunction with the air.

이를 통해, 상기 유선케이블(21)을 통해 지상에 구비된 상기 교류직류 전원변환공급부(30) 및 상기 전력저장부(40) 중 어느 하나로부터 비행중인 상기 드론장치(10)에 유선으로 전력을 공급할 수 있다. Through this, power is supplied to the drone device 10 in flight from any one of the AC/DC power conversion supply unit 30 and the power storage unit 40 provided on the ground through the wired cable 21 by wire. can

더불어, 상기 유선권취연결부(20)는 상기 유선케이블(21)이 권취되도록 원통 형상으로 구비되는 보빈부(22a)와, 상기 보빈부(22a)에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 구비되는 권취구동부(22b)를 포함하여 지상에 배치되는 권취부(22)를 포함함이 바람직하다. In addition, the wire winding connection part 20 includes a bobbin part 22a provided in a cylindrical shape so that the wire cable 21 is wound, and a winding driving part provided to selectively wind and unwind the bobbin part 22a ( It is preferable to include a winding portion 22 disposed on the ground, including 22b).

여기서, 상기 보빈부(22a)는 상기 유선케이블(21)이 외주에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 원통 형상으로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 권취구동부(22b)는 모터 등으로 구비될 수 있으며, 후술될 절환스위칭부(51)의 제2출력단에 전원 연결됨이 바람직하다. Here, the bobbin part 22a may be provided in a cylindrical shape so that the wired cable 21 is selectively wound and unwound on the outer periphery. In addition, the winding driving unit 22b may be provided with a motor or the like, and it is preferable that power is connected to a second output terminal of the switching switching unit 51 to be described later.

또한, 상기 권취구동부(22b)는 상기 보빈부(22a)의 반경방향 중심측의 회전축에 구동축이 동력 연결되되 상기 권취구동부(22b)를 구동 제어하는 권취제어부(미도시)에 의해 상기 구동축이 정방향 및 역방향 구동됨에 따라 상기 유선케이블(21)이 상기 보빈부(22a)에 권취 및 권취해제될 수 있다. In addition, in the winding driving part 22b, a driving shaft is power-connected to a rotation shaft on the radial center side of the bobbin part 22a. And as it is driven in the reverse direction, the wired cable 21 may be wound and unwound by the bobbin part 22a.

즉, 상기 보빈부(22a)가 회전축을 중심으로 정방향 및 역방향으로 자전됨에 따라 상기 보빈부(22a)의 외주에 상기 유선케이블(21)이 권취 및 권취해제될 수 있다. That is, as the bobbin part 22a rotates in the forward and reverse directions about the axis of rotation, the wired cable 21 may be wound and unwound on the outer periphery of the bobbin part 22a.

한편, 상기 교류직류 전원변환공급부(30)는 교류 전원을 공급하도록 구비되며 지상에 배치되는 교류전원공급부(31)와, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 상기 교류전원공급부(31)의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 지상에 배치되는 교류-직류 컨버터(32)를 포함함이 바람직하다. On the other hand, the AC DC power conversion supply unit 30 is provided to supply AC power and includes an AC power supply unit 31 disposed on the ground, and an input terminal at an output terminal of the AC power supply unit 31 to convert AC power into DC power. It is preferable to include an AC-DC converter 32 that is connected to the power source and is placed on the ground.

여기서, 상기 교류전원공급부(31)는 교류 전원을 공급하는 교류 전력원으로서 구비되며, 출력단이 상기 교류-직류 컨버터(32)의 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. Here, the AC power supply unit 31 is provided as an AC power source for supplying AC power, and an output terminal is preferably connected to an input terminal of the AC-DC converter 32 .

그리고, 상기 교류-직류 컨버터(32)는 상기 교류전원공급부(31)로부터 공급받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 구비됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 교류전원공급부(31)에서 공급된 220V, 50~60Hz의 교류 전원이 상기 교류-직류 컨버터(32)를 통해 300~420V의 직류 전원으로 변환될 수 있다. In addition, the AC-DC converter 32 is preferably provided to convert the AC power supplied from the AC power supply unit 31 into DC power. For example, 220V, 50-60Hz AC power supplied from the AC power supply unit 31 may be converted into 300~420V DC power through the AC-DC converter 32 .

또한, 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제1출력단은 상기 전력저장부(40)의 입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. 더불어, 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제2출력단은 상기 전원변환부(50)의 절환스위칭부(51) 제2입력단에 전원 연결됨이 바람직하다. In addition, the first output terminal of the AC-DC converter 32 is preferably connected to the power supply to the input terminal of the power storage unit 40 . In addition, the second output terminal of the AC-DC converter 32 is preferably connected to the power supply to the second input terminal of the switching switching unit 51 of the power conversion unit 50 .

더불어, 상기 전력저장부(40)는 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제1출력단에 입력단이 전원 연결되며, 출력단이 상기 절환스위칭부(51)의 제1입력단에 전원 연결되고, 지상에 배치됨이 바람직하다. 여기서, 상기 전력저장부(40)는 상기 교류-직류 컨버터(32)에서 변환된 직류 전원이 충전 및 저장되는 배터리로서 구비될 수 있다. In addition, the power storage unit 40 has an input terminal connected to a first output terminal of the AC-DC converter 32 , and an output terminal is connected to a first input terminal of the switching switching unit 51 , and is disposed on the ground This is preferable. Here, the power storage unit 40 may be provided as a battery in which the DC power converted by the AC-DC converter 32 is charged and stored.

한편, 상기 전원변환부(50)는 절환스위칭부(51), 전압측정센서(52) 및 절환제어부(53)를 포함함이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the power conversion unit 50 includes a switching switching unit 51 , a voltage measuring sensor 52 , and a switching control unit 53 .

상세히, 상기 절환스위칭부(51)는 상기 전력저장부(40)의 출력단에 제1입력단이 전원 연결되고, 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제2출력단에 제2입력단이 전원 연결되며, 상기 유선케이블(21)의 입력단에 제1출력단이 전원 연결되고, 상기 권취구동부(22b)에 제2출력단이 전원 연결됨이 바람직하다. In detail, in the switching switching unit 51, a first input terminal is connected to the output terminal of the power storage unit 40, and a second input terminal is connected to a second output terminal of the AC-DC converter 32. It is preferable that the first output terminal is power-connected to the input terminal of the wired cable 21 and the second output terminal is power-connected to the winding drive unit 22b.

여기서, 상기 절환스위칭부(51)는 상기 교류직류 전원변환공급부(30) 및 상기 전력저장부(40) 중 어느 하나로부터 선택적으로 전원을 공급받도록 스위칭하는 스위칭회로로서 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 교류직류 전원변환공급부(30) 및 상기 전력저장부(40) 중 어느 하나로부터 상기 드론구동부(12) 및 상기 권취구동부(22b)에 전원이 공급되되, 상기 교류직류 전원변환공급부(30) 및 상기 전력저장부(40)로부터 동시에 전원공급이 되지않도록 선택적으로 절환될 수 있다. Here, the switching switching unit 51 may be provided as a switching circuit for switching to selectively receive power from any one of the AC/DC power conversion supply unit 30 and the power storage unit 40 . Through this, power is supplied to the drone driving unit 12 and the winding driving unit 22b from any one of the AC DC power conversion supply unit 30 and the power storage unit 40, and the AC DC power conversion supply unit ( 30) and the power storage unit 40 may be selectively switched so that power is not supplied at the same time.

이때, 상기 절환스위칭부(51)에 의해 상기 절환스위칭부(51)의 제1입력단 및 상기 전력저장부(40)의 출력단이 선택적으로 상호간 전원 연결되거나 차단될 수 있으며, 상기 절환스위칭부(51)의 제2입력단 및 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제2출력단이 선택적으로 상호간 전원 연결되거나 차단될 수 있다. At this time, the first input terminal of the change-over switching unit 51 and the output terminal of the power storage unit 40 may be selectively connected or cut off by the change-over switching unit 51 , and the change-over switching unit 51 ) and the second output terminal of the AC-DC converter 32 may be selectively connected to each other or cut off.

예컨대, 상기 절환스위칭부(51)의 제1입력단 및 상기 전력저장부(40)의 출력단 사이에 제1스위칭회로가 구비될 수 있으며, 상기 절환스위칭부(51)의 제2입력단 및 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제2출력단 사이에 제2스위칭회로가 구비될 수 있다. For example, a first switching circuit may be provided between the first input terminal of the switching switching unit 51 and the output terminal of the power storage unit 40 , and the second input terminal of the switching switching unit 51 and the AC- A second switching circuit may be provided between the second output terminal of the DC converter 32 .

또한, 상기 절환스위칭부(51)는 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제1출력단 및 상기 전력저장부(40)의 입력단이 선택적으로 상호간 전원 연결되거나 차단되도록 구비됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 교류-직류 컨버터(32)의 제1출력단 및 상기 전력저장부(40)의 입력단 사이에 제3스위칭회로가 더 구비될 수 있다. In addition, it is preferable that the switching switching unit 51 is provided such that the first output terminal of the AC-DC converter 32 and the input terminal of the power storage unit 40 are selectively connected to each other or cut off. For example, a third switching circuit may be further provided between the first output terminal of the AC-DC converter 32 and the input terminal of the power storage unit 40 .

한편, 상기 전압측정센서(52)는 상기 전력저장부(40)의 전압 및 전류를 실시간 측정하도록 상기 전력저장부(40)에 회로 연결되어 구비됨이 바람직하다.On the other hand, the voltage measuring sensor 52 is preferably provided with a circuit connected to the power storage unit 40 to measure the voltage and current of the power storage unit 40 in real time.

그리고, 상기 절환제어부(53)는 상기 교류전원공급부(31) 및 상기 전력저장부(40) 중 어느 하나와 상기 드론구동부(12) 간의 전원 연결을 절환 제어하도록 구비됨이 바람직하다. In addition, the switching control unit 53 is preferably provided to switch and control the power connection between any one of the AC power supply unit 31 and the power storage unit 40 and the drone driving unit 12 .

즉, 상기 절환제어부(53)는 상기 교류전원공급부(31) 및 상기 전력저장부(40) 중 어느 하나와 상기 드론구동부(12) 간의 전원을 연결하되, 상기 교류전원공급부(31) 및 상기 전력저장부(40) 중 다른 하나와 상기 드론구동부(12) 간의 전원 연결을 차단하도록 절환 제어함이 바람직하다. That is, the switching control unit 53 connects the power between any one of the AC power supply unit 31 and the power storage unit 40 and the drone driving unit 12, but the AC power supply unit 31 and the power Switching control is preferably performed to cut off the power connection between the other one of the storage unit 40 and the drone driving unit 12 .

여기서, 상기 절환제어부(53)는 상기 절환스위칭부(51)를 절환 제어하도록 구비될 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 절환제어부(53)가 상기 제1스위칭회로, 상기 제2스위칭회로 및 상기 제3스위칭회로를 개별 절환 제어하도록 구비될 수 있다. Here, the switching control unit 53 may be provided to control the switching of the switching switching unit 51 . In this case, preferably, the switching control unit 53 may be provided to individually control the switching of the first switching circuit, the second switching circuit, and the third switching circuit.

그리고, 상기 전원변환부(50)는 상기 교류전원공급부(31)에 회로 연결되며 교류 전원이 인가됨에 따라 발생되는 제로크로싱 신호를 실시간 모니터링하는 교류전원감지수단(54)을 더 포함할 수 있다. In addition, the power conversion unit 50 is circuit-connected to the AC power supply unit 31 and may further include an AC power detection means 54 for real-time monitoring of a zero-crossing signal generated as AC power is applied.

여기서, 상기 교류전원감지수단(54)은 실시간으로 수신되는 제로크로싱 신호를 검출하여 이에 대응하는 펄스신호를 생성하도록 구비되는 제로크로싱 검출회로를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 제로크로싱 신호는 교류 전원이 인가됨에 따라 발생되는 신호로 교류 전압이 양에서 음, 음에서 양으로 전환시 0V가 되는 지점에서 발생되며, 교류 전원의 주파수에 대응되는 주기로 발생된다. Here, the AC power detection means 54 preferably includes a zero-crossing detection circuit that is provided to detect a zero-crossing signal received in real time and generate a corresponding pulse signal. In this case, the zero-crossing signal is a signal generated as AC power is applied, and is generated at a point where the AC voltage becomes 0V when the AC voltage is switched from positive to negative and negative to positive, and is generated at a cycle corresponding to the frequency of the AC power.

그리고, 상기 제로크로싱 검출회로는 상기 제로크로싱 신호가 검출시 기설정된 듀티비로 디지털 펄스신호를 출력할 수 있다. 여기서, 교류 전압이 0V가 되는 지점마다 상기 제로크로싱 신호가 검출되면 상기 제로크로싱 검출회로에 의해 기설정된 듀티비로 디지털 펄스신호가 출력될 수 있다.In addition, the zero-crossing detection circuit may output a digital pulse signal with a preset duty ratio when the zero-crossing signal is detected. Here, when the zero-crossing signal is detected at every point where the AC voltage becomes 0V, a digital pulse signal may be output with a preset duty ratio by the zero-crossing detection circuit.

또한, 상기 교류전원감지수단(54)은 교류 전원의 주기가 판단되도록 상기 펄스신호를 카운팅하는 카운트회로를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제로크로싱 검출회로 및 상기 카운트회로는 복수개의 트랜지스터로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 절환제어부(53)는 기설정주기 동안 발생되는 상기 펄스신호의 카운팅 횟수에 대응되어 절환스위칭부(51)를 제어할 수 있다.In addition, the AC power detection means 54 may further include a count circuit for counting the pulse signal so that the cycle of the AC power is determined. In this case, the zero-crossing detection circuit and the count circuit may include a plurality of transistors. Here, the switching control unit 53 may control the switching switching unit 51 in response to the number of counting times of the pulse signal generated during a preset period.

이를 통해, 상기 제로크로싱 신호에 대응되어 상기 제로크로싱 검출회로에서 생성된 기설정된 듀티비의 상기 펄스신호를 상기 카운트회로를 통해 카운팅하여 기설정주기 동안의 카운팅 횟수를 기반으로 교류 전원 공급 여부 또는 정전발생 여부를 정확하게 검출할 수 있다. Through this, the pulse signal of a preset duty ratio generated by the zero-crossing detection circuit in response to the zero-crossing signal is counted through the counting circuit, and AC power is supplied based on the number of counting times during the preset period, whether or not power is supplied or not occurrence can be accurately detected.

더욱이, 상기 유선 드론 전원공급시스템(100)은 상기 교류직류 전원변환공급부(30), 상기 전력저장부(40) 및 상기 전원변환부(50)가 내부에 수용되는 방수방진케이스를 더 포함할 수 있다. Furthermore, the wired drone power supply system 100 may further include a waterproof and dustproof case in which the AC DC power conversion supply unit 30, the power storage unit 40 and the power conversion unit 50 are accommodated therein. there is.

한편, 이하에서 유선 드론 전원공급시스템(100)의 제어과정을 설명한다. Meanwhile, a control process of the wired drone power supply system 100 will be described below.

도 2를 참조하면, 상기 드론구동부(12)가 구동되며 상기 권취구동부(22b)가 선택적으로 구동되는 상태에서(s10), 상기 절환제어부(53)가 상기 전압측정센서(52)를 통해 측정된 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 이상인지 판단한다(s20). 이때, 상기 기설정된 전압은 상기 전력저장부(40)의 최대충전시의 전압 미만으로 설정됨이 바람직하다. 또한, 상기 기설정된 전압은 300V로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 2, in a state in which the drone driving unit 12 is driven and the winding driving unit 22b is selectively driven (s10), the switching control unit 53 is measured through the voltage measuring sensor 52 It is determined whether the voltage of the power storage unit 40 is equal to or greater than a preset voltage (s20). In this case, the preset voltage is preferably set to be less than the voltage at the time of maximum charging of the power storage unit 40 . In addition, the preset voltage may be set to 300V, but is not limited thereto.

여기서, 상기 절환제어부(53)는 상기 전압측정센서(52)를 통해 측정된 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 이상인 경우 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 전력저장부(40) 간의 전원 연결을 차단하고, 상기 전력저장부(40)와 상기 절환스위칭부(51)를 상호간 전원 연결하고, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 절환스위칭부(51) 간의 전원 연결을 차단하도록 상기 절환스위칭부(51)를 제어함이 바람직하다(s30). Here, when the voltage of the power storage unit 40 measured by the voltage measurement sensor 52 is equal to or greater than a preset voltage, the switching control unit 53 is configured to include the AC-DC converter 32 and the power storage unit 40 . ), the power storage unit 40 and the switching switching unit 51 are connected to each other, and the AC-DC converter 32 and the switching switching unit 51 are cut off from the power connection. It is preferable to control the switching switching unit 51 to do so (s30).

이를 통해, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 전력저장부(40) 간의 전원 연결이 차단됨에 따라 상기 전력저장부(40)의 충전이 중지되며, 상기 전력저장부(40)와 상기 절환스위칭부(51)가 상호간 전원 연결되되 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 절환스위칭부(51) 간의 전원 연결이 차단되어 상기 전력저장부(40)에 저장된 직류 전원이 상기 유선케이블(21)을 거쳐 상기 직류-직류 컨버터(13) 및 상기 드론구동부(12)로 공급될 수 있다. 또한, 상기 전력저장부(40)에 저장된 직류 전원이 상기 권취구동부(22b)로 공급될 수 있다.Through this, as the power connection between the AC-DC converter 32 and the power storage unit 40 is cut off, the charging of the power storage unit 40 is stopped, and the power storage unit 40 and the switching switch The parts 51 are connected to each other, but the power connection between the AC-DC converter 32 and the switching switching unit 51 is cut off so that the DC power stored in the power storage unit 40 is connected to the wired cable 21 . through the DC-DC converter 13 and the drone driving unit 12 . Also, the DC power stored in the power storage unit 40 may be supplied to the winding drive unit 22b.

한편, 상기 절환제어부(53)는 상기 전압측정센서(52)를 통해 측정된 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 미만인 경우 상기 제로크로싱 신호가 기설정주기 동안 감지되는지 판단한다(s40). On the other hand, when the voltage of the power storage unit 40 measured by the voltage measuring sensor 52 is less than a preset voltage, the switching control unit 53 determines whether the zero-crossing signal is detected during a preset period (s40). ).

이때, 상기 제로크로싱 검출회로가 상기 제로크로싱 신호를 감지하면 상기 제로크로싱 검출회로에 의해 상기 펄스신호가 기설정된 주기 및 기설정된 출력전압으로 발생됨이 바람직하다. 또한, 상기 제로크로싱 신호에 대응되어 발생된 상기 펄스신호의 카운팅 횟수가 기설정주기 동안 기설정된 횟수 이상으로 감지시 상기 절환제어부(53)가 상기 제로크로싱 신호가 기설정주기 동안 감지되는 것으로 판단할 수 있다. In this case, when the zero-crossing detection circuit detects the zero-crossing signal, it is preferable that the pulse signal is generated by the zero-crossing detection circuit with a preset period and a preset output voltage. In addition, when the counting number of the pulse signal generated in response to the zero-crossing signal is detected to be greater than or equal to the preset number during the preset period, the switching control unit 53 determines that the zero-crossing signal is detected during the preset period can

여기서, 상기 절환제어부(53)는 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 미만이며 상기 제로크로싱 신호가 기설정주기 동안 감지되는 경우, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 전력저장부(40)를 상호간 전원 연결하고, 상기 전력저장부(40)와 상기 절환스위칭부(51) 간의 전원 연결을 차단함과 동시에, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 절환스위칭부(51)를 상호간 전원 연결하도록 상기 절환스위칭부(51)를 제어함이 바람직하다(s50). Here, when the voltage of the power storage unit 40 is less than a preset voltage and the zero-crossing signal is detected for a preset period, the switching control unit 53 includes the AC-DC converter 32 and the power storage unit (40) is connected to each other, and at the same time cutting off the power connection between the power storage unit (40) and the switching switching unit (51), the AC-DC converter (32) and the switching switching unit (51) It is preferable to control the switching switching unit 51 to connect power to each other (s50).

이를 통해, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 전력저장부(40)가 상호간 전원 연결됨에 따라 상기 전력저장부(40)가 충전되며, 상기 전력저장부(40)와 상기 절환스위칭부(51) 간의 전원 연결이 차단되되, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 절환스위칭부(51)가 상호간 전원 연결되어 상기 교류전원공급부(31)로부터 공급되어 상기 교류-직류 컨버터(32)에서 변환된 직류 전원이 상기 유선케이블(21)을 거쳐 상기 직류-직류 컨버터(13) 및 상기 드론구동부(12)로 공급될 수 있다. 또한, 상기 교류전원공급부(31)로부터 공급되어 상기 교류-직류 컨버터(32)에서 변환된 직류 전원이 상기 권취구동부(22b)로 공급될 수 있다.Through this, as the AC-DC converter 32 and the power storage unit 40 are connected to each other, the power storage unit 40 is charged, and the power storage unit 40 and the changeover switching unit 51 ) is cut off, and the AC-DC converter 32 and the switching switching unit 51 are connected to each other and are supplied from the AC power supply unit 31 and converted in the AC-DC converter 32. DC power may be supplied to the DC-DC converter 13 and the drone driving unit 12 through the wired cable 21 . In addition, DC power supplied from the AC power supply unit 31 and converted in the AC-DC converter 32 may be supplied to the winding drive unit 22b.

물론, 경우에 따라 사용자가 수동으로 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 전력저장부(40) 간의 전원 연결상태를 선택적으로 연결/차단하고, 상기 전력저장부(40)와 상기 절환스위칭부(51) 간의 전원 연결상태를 선택적으로 연결/차단하며, 상기 교류-직류 컨버터(32)와 상기 절환스위칭부(51) 간의 전원 연결상태를 선택적으로 연결/차단 제어할 수도 있다. Of course, in some cases, the user manually connects/disconnects the power connection state between the AC-DC converter 32 and the power storage unit 40, and the power storage unit 40 and the changeover switching unit ( 51) selectively connect/disconnect the power connection state, and selectively connect/disconnect the power connection state between the AC-DC converter 32 and the switching switching unit 51 may be controlled.

한편, 상기 절환제어부(53)는 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 미만이며 상기 제로크로싱 신호가 기설정주기 동안 미감지시 알림신호를 생성함이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the switching control unit 53 generates a notification signal when the voltage of the power storage unit 40 is less than a preset voltage and the zero crossing signal is not detected during a preset period.

여기서, 상기 알림신호는 상기 드론조종기(미도시)에 구비될 수 있는 모니터(미도시)에 표시되는 시각정보, 상기 드론조종기(미도시)에 구비될 수 있는 스피커(미도시)로부터 출력되는 청각정보, 상기 드론기체(11) 외측에 구비된 LED램프(미도시)에 표시되는 시각정보를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the notification signal is visual information displayed on a monitor (not shown) that may be provided in the drone controller (not shown), and auditory output from a speaker (not shown) that may be provided in the drone controller (not shown). Information may include, but is not limited to, visual information displayed on an LED lamp (not shown) provided on the outside of the drone body 11 .

이때, 알림신호가 생성되는 시점에서 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 미만이나 전압 잔량이 남아 있는 상태인 것으로 이해함이 바람직하다. At this time, it is preferable to understand that the voltage of the power storage unit 40 is less than the preset voltage or the remaining voltage remains at the time the notification signal is generated.

이를 통해, 상기 절환제어부(53)는 상기 전압측정센서(52)에 의해 실시간 측정된 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 미만이며 교류 전원이 인가됨에 따라 발생되는 상기 제로크로싱 신호가 상기 교류전원공급부(31)에 회로 연결된 상기 교류전원감지수단(54)에 의해 기설정주기 동안 미감지되어 상기 드론구동부(12)의 전원 미공급 상태를 확인하는 즉시 알림신호가 생성되어 드론장치가 긴급착륙되도록 제어가능하므로 사용안전성이 현저히 개선될 수 있다. 예컨대, 사용자가 알림신호를 확인하여 드론장치(10)가 긴급착륙되도록 제어할 수 있어 드론장치(10)의 안전사고가 미연에 방지될 수 있다. Through this, the switching control unit 53 determines that the voltage of the power storage unit 40 measured in real time by the voltage measuring sensor 52 is less than a preset voltage and the zero crossing signal generated when AC power is applied. It is not detected for a preset period by the AC power detection means 54 connected to the AC power supply unit 31, and a notification signal is generated immediately upon confirming the non-power supply state of the drone driving unit 12, so that the drone device Since it can be controlled to make an emergency landing, the safety of use can be significantly improved. For example, the user can control the drone device 10 to make an emergency landing by checking the notification signal, so that a safety accident of the drone device 10 can be prevented in advance.

이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 유선 드론 전원공급시스템(100)은 상기 교류직류 전원변환공급부(30) 및 상기 전력저장부(50) 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 상기 유선케이블(21)을 통해 상기 드론구동부(12)에 지속적으로 공급함에 따라 예술 공연, 군사용 등의 장시간 비행목적을 위한 상기 드론장치(10)의 연속 비행가능 시간이 현저히 증가될 수 있어 드론장치의 활용성이 개선될 수 있다. As such, the wired drone power supply system 100 according to an embodiment of the present invention transmits power supplied from any one of the AC DC power conversion supply unit 30 and the power storage unit 50 to the wired cable 21 . ) through the continuous supply to the drone driving unit 12, the continuous flight time of the drone device 10 for long-time flight purposes such as artistic performances and military use can be significantly increased, so the usability of the drone device is improved can be

또한, 상기 드론구동부(12)로 공급되는 전원이 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 미만인 경우에는 상기 교류전원공급부(31)로부터 상기 교류-직류 컨버터(32)에서 변환되어 공급되되, 상기 전력저장부(40)의 전압이 기설정된 전압 이상인 경우에는 상기 전력저장부(40)로부터 공급되도록 상기 절환제어부(53)에 의해 절환 제어될 수 있다. 이를 통해, 정전 등의 비상상황에서도 드론장치(10)에 안정적으로 전원이 공급되며 방전에 따른 드론장치(10)의 추락이 방지되므로 사용안전성이 현저히 개선될 수 있다. In addition, when the power supplied to the drone driving unit 12 has a voltage of the power storage unit 40 less than a preset voltage, the AC power supply unit 31 is converted from the AC-DC converter 32 and supplied. , when the voltage of the power storage unit 40 is greater than or equal to a preset voltage, switching may be controlled by the switching control unit 53 to be supplied from the power storage unit 40 . Through this, power is stably supplied to the drone device 10 even in an emergency situation such as a power outage, and the fall of the drone device 10 due to discharge is prevented, so the safety of use can be significantly improved.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In this case, terms such as "comprises", "comprises" or "include" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, so other components are excluded. Rather, it should be construed as being able to include other components further. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and variations can be implemented by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the scope of the claims of the present invention. and such modifications are within the scope of the present invention.

100: 유선 드론 전원공급시스템 10: 드론장치
11: 드론기체 12: 드론구동부
13: 직류-직류 컨버터 14: 보조배터리
20: 유선권취연결부 21: 유선케이블
22: 권취부 30: 교류직류 전원변환공급부
31: 교류전원공급부 32: 교류-직류 컨버터
40: 전력저장부 50: 전원변환부
51: 절환스위칭부 52: 전압측정센서
53: 절환제어부100: wired drone power supply system 10: drone device
11: Drone aircraft 12: Drone driving unit
13: DC-DC converter 14: auxiliary battery
20: wired winding connection part 21: wired cable
22: winding unit 30: AC DC power conversion supply unit
31: AC power supply unit 32: AC-DC converter
40: power storage unit 50: power conversion unit
51: switching switching unit 52: voltage measuring sensor
53: switching control unit

Claims (5)

드론기체에 구비된 적어도 하나 이상의 회전날개에 동력 연결되는 드론구동부와, 상기 드론기체에 연결되되 고압 전원을 저압 전원으로 변환하도록 상기 드론구동부에 전원 연결되는 직류-직류 컨버터를 포함하는 드론장치;
상기 직류-직류 컨버터의 입력단에 출력단이 연결되되 입력단이 지상에 배치되는 유선케이블과, 상기 유선케이블이 권취되는 보빈부에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 구비되는 권취구동부를 포함하여 지상에 배치되는 권취부를 포함하는 유선권취연결부;
교류 전원을 공급하도록 구비되며 지상에 배치되는 교류전원공급부와, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 상기 교류전원공급부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 지상에 배치되는 교류-직류 컨버터를 포함하는 교류직류 전원변환공급부;
상기 교류-직류 컨버터의 제1출력단에 입력단이 전원 연결되며 지상에 배치되는 전력저장부; 및
상기 전력저장부의 출력단에 제1입력단이 전원 연결되고 상기 교류-직류 컨버터의 제2출력단에 제2입력단이 전원 연결되며 상기 유선케이블의 입력단에 제1출력단이 전원 연결되고 상기 권취구동부에 제2출력단이 전원 연결되는 절환스위칭부와, 상기 전력저장부의 전압을 측정하는 전압측정센서와, 상기 교류전원공급부 및 상기 전력저장부 중 어느 하나와 상기 드론구동부 간의 전원 연결을 절환 제어하는 절환제어부를 포함하는 전원변환부를 포함하되,
상기 절환제어부는
상기 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 미만인 경우 상기 교류-직류 컨버터와 상기 전력저장부를 상호간 전원 연결하고, 상기 전력저장부와 상기 절환스위칭부 간의 전원 연결을 차단함과 동시에, 상기 교류-직류 컨버터와 상기 절환스위칭부를 상호간 전원 연결하며,
상기 기설정된 전압은 상기 전력저장부의 최대충전시의 전압 미만으로 설정됨을 특징으로 하는 유선 드론 전원공급시스템.A drone driving unit that is power-connected to at least one or more rotor blades provided in the drone body, and a DC-DC converter connected to the drone body and power-connected to the drone driving unit to convert high-voltage power to low-voltage power. A drone device comprising;
A winding disposed on the ground including a wired cable having an output terminal connected to the input terminal of the DC-DC converter and having an input terminal disposed on the ground, and a winding driving part provided to selectively wind and unwind a bobbin part on which the wire cable is wound. Wire winding connection unit including a part;
AC power supply comprising an AC power supply provided on the ground and provided to supply AC power, an input terminal connected to an output terminal of the AC power supply to convert AC power into DC power, and an AC-DC converter disposed on the ground conversion supply unit;
a power storage unit having an input terminal connected to the first output terminal of the AC-DC converter and disposed on the ground; and
A first input terminal is connected to power to an output terminal of the power storage unit, a second input terminal is connected to a second output terminal of the AC-DC converter, a first output terminal is connected to an input terminal of the wired cable, and a second output terminal is connected to the winding drive unit. A switching switching unit to which the power is connected, a voltage measuring sensor measuring the voltage of the power storage unit, and a switching control unit for switching and controlling the power connection between any one of the AC power supply unit and the power storage unit and the drone driving unit Including a power conversion unit,
The switching control unit
When the voltage of the power storage unit is less than a preset voltage, the AC-DC converter and the power storage unit are connected to each other, and the power connection between the power storage unit and the switching switching unit is cut off, and at the same time, the AC-DC converter and Connecting power to the switching switching unit to each other,
The preset voltage is a wired drone power supply system, characterized in that it is set to be less than the voltage at the time of maximum charging of the power storage unit. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전원변환부는 상기 교류전원공급부에 회로 연결되며 교류 전원이 인가됨에 따라 발생되는 제로크로싱 신호를 실시간 모니터링하는 교류전원감지수단을 더 포함하되,
상기 절환제어부는 상기 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 미만이며 상기 제로크로싱 신호가 기설정주기 동안 미감지시 알림신호를 생성함을 특징으로 하는 유선 드론 전원공급시스템.The method of claim 1,
The power conversion unit is circuit-connected to the AC power supply and further includes an AC power detection means for real-time monitoring of a zero-crossing signal generated as AC power is applied,
Wired drone power supply system, characterized in that the switching control unit generates a notification signal when the voltage of the power storage unit is less than a preset voltage and the zero-crossing signal is not detected for a preset period. 드론기체에 구비된 적어도 하나 이상의 회전날개에 동력 연결되는 드론구동부와, 상기 드론기체에 연결되되 고압 전원을 저압 전원으로 변환하도록 상기 드론구동부에 전원 연결되는 직류-직류 컨버터를 포함하는 드론장치;
상기 직류-직류 컨버터의 입력단에 출력단이 연결되되 입력단이 지상에 배치되는 유선케이블과, 상기 유선케이블이 권취되는 보빈부에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 구비되는 권취구동부를 포함하여 지상에 배치되는 권취부를 포함하는 유선권취연결부;
교류 전원을 공급하도록 구비되며 지상에 배치되는 교류전원공급부와, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 상기 교류전원공급부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 지상에 배치되는 교류-직류 컨버터를 포함하는 교류직류 전원변환공급부;
상기 교류-직류 컨버터의 제1출력단에 입력단이 전원 연결되며 지상에 배치되는 전력저장부; 및
상기 전력저장부의 출력단에 제1입력단이 전원 연결되고 상기 교류-직류 컨버터의 제2출력단에 제2입력단이 전원 연결되며 상기 유선케이블의 입력단에 제1출력단이 전원 연결되고 상기 권취구동부에 제2출력단이 전원 연결되는 절환스위칭부와, 상기 전력저장부의 전압을 측정하는 전압측정센서와, 상기 교류전원공급부 및 상기 전력저장부 중 어느 하나와 상기 드론구동부 간의 전원 연결을 절환 제어하는 절환제어부를 포함하는 전원변환부를 포함하되,
상기 절환제어부는
상기 전압측정센서를 통해 측정된 상기 전력저장부의 전압이 기설정된 전압 이상인 경우 상기 교류-직류 컨버터와 상기 전력저장부 간의 전원 연결을 차단하고, 상기 전력저장부와 상기 절환스위칭부를 상호간 전원 연결하고, 상기 교류-직류 컨버터와 상기 절환스위칭부 간의 전원 연결을 차단함을 특징으로 하는 유선 드론 전원공급시스템.A drone driving unit that is power-connected to at least one or more rotor blades provided in the drone body, and a DC-DC converter connected to the drone body and power-connected to the drone driving unit to convert high-voltage power to low-voltage power. A drone device comprising;
A winding disposed on the ground including a wired cable having an output terminal connected to the input terminal of the DC-DC converter and having an input terminal disposed on the ground, and a winding driving part provided to selectively wind and unwind a bobbin part on which the wire cable is wound. Wire winding connection unit including a part;
AC power supply comprising an AC power supply provided on the ground and provided to supply AC power, an input terminal connected to an output terminal of the AC power supply to convert AC power into DC power, and an AC-DC converter disposed on the ground conversion supply unit;
a power storage unit having an input terminal connected to the first output terminal of the AC-DC converter and disposed on the ground; and
A first input terminal is connected to power to the output terminal of the power storage unit, a second input terminal is connected to a second output terminal of the AC-DC converter, a first output terminal is connected to an input terminal of the wired cable, and a second output terminal is connected to the winding drive unit. A switching switching unit to which the power is connected, a voltage measuring sensor measuring the voltage of the power storage unit, and a switching control unit for switching and controlling the power connection between any one of the AC power supply unit and the power storage unit and the drone driving unit Including a power conversion unit,
The switching control unit
When the voltage of the power storage unit measured through the voltage measuring sensor is equal to or greater than a preset voltage, the AC-DC converter and the power storage unit are disconnected from each other, and the power storage unit and the switching switching unit are connected to each other. Wired drone power supply system, characterized in that cut off the power connection between the AC-DC converter and the switching switching unit. 드론기체에 구비된 적어도 하나 이상의 회전날개에 동력 연결되는 드론구동부와, 상기 드론기체에 연결되되 고압 전원을 저압 전원으로 변환하도록 상기 드론구동부에 전원 연결되는 직류-직류 컨버터를 포함하는 드론장치;
상기 직류-직류 컨버터의 입력단에 출력단이 연결되되 입력단이 지상에 배치되는 유선케이블과, 상기 유선케이블이 권취되는 보빈부에 선택적으로 권취 및 권취해제되도록 구비되는 권취구동부를 포함하여 지상에 배치되는 권취부를 포함하는 유선권취연결부;
교류 전원을 공급하도록 구비되며 지상에 배치되는 교류전원공급부와, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하도록 상기 교류전원공급부의 출력단에 입력단이 전원 연결되고 지상에 배치되는 교류-직류 컨버터를 포함하는 교류직류 전원변환공급부;
상기 교류-직류 컨버터의 제1출력단에 입력단이 전원 연결되며 지상에 배치되는 전력저장부; 및
상기 전력저장부의 출력단에 제1입력단이 전원 연결되고 상기 교류-직류 컨버터의 제2출력단에 제2입력단이 전원 연결되며 상기 유선케이블의 입력단에 제1출력단이 전원 연결되고 상기 권취구동부에 제2출력단이 전원 연결되는 절환스위칭부와, 상기 전력저장부의 전압을 측정하는 전압측정센서와, 상기 교류전원공급부 및 상기 전력저장부 중 어느 하나와 상기 드론구동부 간의 전원 연결을 절환 제어하는 절환제어부를 포함하는 전원변환부를 포함하되,
상기 직류-직류 컨버터는
각 입력단이 상기 유선케이블의 출력단에 병렬로 전원 연결되고 각 출력단이 상기 드론구동부의 출력단에 병렬로 전원 연결되는 적어도 둘 이상의 칩패키지와,
상기 칩패키지를 내부에 수용하도록 구비되되 상기 드론기체에 연결되는 컨버터케이스를 포함함을 특징으로 하는 유선 드론 전원공급시스템.A drone driving unit that is power-connected to at least one or more rotor blades provided in the drone body, and a DC-DC converter connected to the drone body and power-connected to the drone driving unit to convert high-voltage power to low-voltage power. A drone device comprising;
A winding disposed on the ground including a wired cable having an output terminal connected to the input terminal of the DC-DC converter and having an input terminal disposed on the ground, and a winding driving part provided to selectively wind and unwind a bobbin part on which the wire cable is wound. Wire winding connection unit including a part;
AC power supply comprising an AC power supply provided on the ground and provided to supply AC power, an input terminal connected to an output terminal of the AC power supply to convert AC power into DC power, and an AC-DC converter disposed on the ground conversion supply unit;
a power storage unit having an input terminal connected to the first output terminal of the AC-DC converter and disposed on the ground; and
A first input terminal is connected to power to the output terminal of the power storage unit, a second input terminal is connected to a second output terminal of the AC-DC converter, a first output terminal is connected to an input terminal of the wired cable, and a second output terminal is connected to the winding drive unit. A switching switching unit to which the power is connected, a voltage measuring sensor measuring the voltage of the power storage unit, and a switching control unit for switching and controlling the power connection between any one of the AC power supply unit and the power storage unit and the drone driving unit Including a power conversion unit,
The DC-DC converter is
At least two chip packages in which each input terminal is power-connected in parallel to the output terminal of the wired cable and each output terminal is power-connected in parallel to the output terminal of the drone driving unit;
Wired drone power supply system provided to accommodate the chip package therein, and comprising a converter case connected to the drone body.
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