KR200461709Y1 - 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로, 특히, 판 형상의 기판상에 폐루프로 형성되는 패턴에 의해 무선전력을 송신하는 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
이러한 본 고안은 교류전원을 출력하는 전원부와, 상기 교류전원을 입력 받아 무전 전력 주파수 신호를 발생하는 무선 전력 발생부를 포함하는 무선 전력 송신기와, 구동전원을 인가받아 동작하는 부하와, 유도된 교류전원을 상기 부하를 구동하기 위한 구동전원으로 변환하여 출력하는 전원변환부를 포함하는 무선전력 수신기를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 상기 무선전력 송신기는, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 무선 전력 주파수가 상기 패턴을 통해 흐름에 의해 시변 자기장을 발생시키는 패턴 무선 전력 송신부를 더 포함하고, 상기 무선전력 수신기는, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 시변 자기장에 의한 유도전원을 발생하여 상기 전원변환부로 출력하는 패턴 무선 전력 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템 {WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM HAVING POWER TRANSMIT AND RECEIVE PATTEN FOR BOARD}

본 고안은 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로, 특히, 판 형상의 기판상에 폐루프로 형성되는 패턴에 의해 무선전력을 송신 및 수신하는 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.

최근, 무선기술의 발달과 무선의 편리함으로 인해 생활속의 많은 전자제품들이 무선화되고 있다. 그러나 전자제품에 전원을 공급하기 위해서는 배터리나 전원선을 연결해야 한다. 전원제공을 위해 배터리를 사용하는 배터리의 용량의 한계성으로 인해 전원선을 이용하여 배터리를 자주 충전해야 하는 문제점이 있었으며, 전자제품들을 연결하는 전원선들로 인해 전자제품의 주변이 어수선해지는 문제점이 있었다. 또한, 광고판을 설치하거나 문 등에 전자제품을 설치하는 경우 전원선을 연결하기 위해 벽이나 문을 드릴로 뚫고 배선을 해야 하므로 힘들고, 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 무선 전력 전송 기술이 대두되고 있다. 무선 전력 전송 기술은 전원코드 없이도 전자제품들로 전원을 제공할 수 있는 장치이다.

통상 무선전력 전송을 위한 무선전력 전송 시스템은 송전단과 수전단으로 구성된다. 우선, 송전단은 전원장치, 무선전력 발생 장치 및 무선전력 송신부로 구성되고, 수전단은 무선전력 수신부와 정류부와 부하로 구성된다. 부하는 발광다이오드(Luminescent Emitted Diode: LED), 전자제품의 배터리 등이 될 수 있다.

이러한 무선전력 전송 시스템의 송전단 무선전력 송신부 및 수전단 무선전력 수신부는 코어(Core)와 상기 코어에 권선되는 코일로 구성되어 자기적으로 결합되어 전력을 무선으로 전송한다. 통상 코어로는 철심 및 페라이트가 많이 사용된다.

상술한 바와 같이 종래 무선 전력 전송 시스템은 무선전력 송신부와 무선전력 수신부가 코어와 코어에 소정 턴수로 권선되는 코일로 구성됨으로써 두께가 두꺼워지고, 무게가 무거워지는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 판 형상의 기판상에 폐루프로 형성되는 패턴에 의해 무선전력을 송신 및 수신하는 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템은; 교류전원을 출력하는 전원부와, 상기 교류전원을 입력 받아 무전 전력 주파수 신호를 발생하는 무선 전력 발생부를 포함하는 무선 전력 송신기와, 구동전원을 인가받아 동작하는 부하와, 유도된 교류전원을 상기 부하를 구동하기 위한 구동전원으로 변환하여 출력하는 전원변환부를 포함하는 무선전력 수신기를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 상기 무선전력 송신기는, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 무선 전력 주파수가 상기 패턴을 통해 흐름에 의해 시변 자기장을 발생시키는 패턴 무선 전력 송신부를 더 포함하고, 상기 무선전력 수신기는, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 시변 자기장에 의한 유도전원을 발생하여 상기 전원변환부로 출력하는 패턴 무선 전력 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴이 평면 피라미드 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴이 회오리 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴이 삼각 회오리 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 전력 송신부는, 상기 패턴이 양면으로 형성되고, 상기 기판의 중심부에 중앙 비아홀을 통해 상기 패턴들이 연결되고, 양면의 패턴 단부 각각에 무선 전력 주파수를 입력받기 위한 비아홀들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 전력 수신부는, 상기 패턴이 양면으로 형성되고, 상기 기판의 중심부에 중앙 비아홀을 통해 상기 패턴들이 연결되고, 양면의 패턴 단부 각각에 상기 시변 자기장에 의한 유도전원을 전원변환부로 출력하기 위한 비아홀들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 목적을 달성하기 위한 패턴 무선 전력 송신장치는; 교류전원을 출력하는 전원부와, 상기 교류전원을 입력 받아 무전 전력 주파수를 발생하는 무선 전력 발생부를 포함하는 무선전력 송신 장치에 있어서, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 무선 전력 주파수가 상기 패턴을 통해 흐름에 의해 시변 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 무선 전력 송신 장치의 패턴이 양면으로 형성되고, 상기 기판의 중심부에 중앙 비아홀을 통해 상기 패턴들이 연결되고, 양면의 패턴 단부 각각에 무선 전력 주파수를 입력받기 위한 비아홀들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 무선전력 전송 시스템의 송수전단을 얇고 가볍게 구성할 수 있으므로 적은 공간 및 협소한 공간에 적용하기 용이한 효과를 가지며, 이에 따라 간판, 광고판 등과 같이 더 다양한 분야에 적용할 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 고안은 벽, 유리 및 문 등에 붙여지는 경우 두께가 얇으므로 외관을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안에 따른 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 고안의 제1실시 예에 따른 기판형 무선 전력 송수신부의 구성을 나타낸 도면
도 3은 본 고안의 제2실시 예에 따른 기판형 무선 전력 송수신부의 구성을 나타낸 도면
도 4는 본 고안의 제3실시 예에 따른 기판형 무선 전력 송수신부의 구성을 나타낸 도면

이하 도면을 참조하여 본 고안에 따른 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템의 구성 및 동작을 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 고안의 제1실시 예에 따른 기판형 무선 전력 송수신부의 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 고안의 제2실시 예에 따른 기판형 무선 전력 송수신부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 고안의 제3실시 예에 따른 기판형 무선 전력 송수신부의 구성을 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

본 고안에 따른 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기(200)로 구성된다.

무선 전력 송신기(100)는 전원부(10)와 무선 전력 발생부(20)와, 무선 전력 송신부(30)를 포함한다.

전원부(10)는 교류 입력전원을 인가받아 직류 구동전압으로 변환하여 출력한다.

무선 전력 발생부(20)는 상기 직류 구동전압을 인가받고, 무선으로 전력을 전송하기 위한 전원 및 주파수를 가지는 무선 전력 주파수 신호를 생성하여 출력한다.

무선 전력 송신부(30)는 판 형상의 기판(36)과 상기 기판(36)의 일면 또는 양면 상에 무선 전력 발생부(20)와 폐루프를 형성하는 패턴을 형성하는 패턴 라인(34, 35)과 상기 무선 전력 주파수 신호를 입력받는 제1 및 제2비아홀(31, 32)과, 패턴의 중심에서 형성되어 무선 전력 주파수 신호의 마이너스 신호 또는 제로 신호를 입력받거나, 상기 패턴이 기판(36)의 양면에 형성되는 경우 상기 두 패턴을 연결하는 중앙 비아홀(33)로 구성된다.

구체적으로, 패턴이 기판(36)의 일면에만 형성되는 경우, 제1비아홀(31)로는 무선 전력 주파수 신호의 플러스 신호가 입력되도록 할 수 있고, 중앙 비아홀(33)로는 무선 전력 주파수 신호의 마이너스 신호 또는 제로신호가(즉 접지) 입력되도록 할 수 있다. 또한 그 반대의 경우로 연결될 수도 있다.

또한, 패턴이 양면에 형성되는 경우, 제1비아홀(31)로는 무선 전력 주파수 신호의 플러스 신호가 입력되도록 할 수 있고, 제2비아홀(32)로는 제로신호가 입력하도록 할 수 있다. 또한 그 반대의 경우로도 연결될 수 있다. 이때, 중앙 비아홀(33)은 양면의 패턴들을 연결하고 있어야 한다.

또한, 중앙 비아홀(33)로 제로신호가 입력되도록 하고, 제1 및 제2비아홀(31, 32)로는 무선 전력 주파수 신호의 플러스 신호가 입력하도록 할 수도 있다.

상술한 결선 방법은 무선 전력 송신부와 무선 전력 수신부간의 전압비 및 요구된 시변 자기장의 방향에 따라 달라질 수 있다.

이와 같이 구성된 무선 전력 송신부(30)는 상기 무선 전력 주파수 신호가 상기 패턴을 통해 흐름에 의해 상기 패턴에 수직하는 방향으로 시변 자기장을 발생시킨다.

상기 패턴은 도 2와 같이 평면 사각 피라미드 형상, 도 3과 같이 평편 회오리 형상 또는 도 4와 같이 삼각 평면 피라미드 형상으로 형성되며, 패턴을 형성하는 패턴라인(34, 35)은 기판 최 외곽에서 중심부까지 접하는 곳 없이 일정 간격으로 형성된다.

상기 패턴은 상기 무선 전력 송신부(30)인 기판의 단면에만 형성될 수도 있고, 도 2 내지 도 4와 같이 양면 모두에 형성될 수 있다. 도 2에서 실선으로 표시된 패턴(가)은 기판(36)의 일면에 형성된 패턴을 나타내는 것이다. 점선으로 표시된 패턴(나)은 상기 일면의 후면에 형성된 패턴을 나타낸 것이며, 패턴(다)은 상기 (가)와 (나)를 동시에 나타낸 것이다. 패턴이 기판 양면에 형성되는 경우, 도 2 내지 도 4에서와 같이 중심부의 제2비아홀(33)을 통해 일면의 패턴(가)과 후면의 패턴(나)이 연결될 수 있다.

무선 전력 수신기(200)는 무선전력 수신부(40)와, 전원 변환부(50)와 부하(60)로 구성된다.

무선 전력 수신부(30)는 상기 무선 전력 송신기(100)의 무선 전력 송신부(30)에 대응하도록 본 고안에 따른 패턴이 형성된 기판형으로 구성되는 것이 바람직하나, 일반적인 무선 전력 수신 구성, 즉 코어 및 코일로 구성될 수 있다.

부하(60)는 LED, LCD 백라이트, 냉음극형형광등(CCFL), 배터리 등이 될 수 있다.

전원변환부(50)는 상기 무선 전력 수신부(30)에서 유도된 교류전원을 부하(60)를 구동하기 위한 구동전원으로 변환하여 부하(60)로 제공한다. 예를 들면, 상기 부하가, 적어도 하나의 발광다이오드로 구성된 발광부라면, 상기 전원변환부(50)는 유도된 교류전원을 발광다이오드를 구동하기 위한 직류전원으로 변환하여 제공한다.

한편, 본 고안은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 고안에 속하는 것으로 보아야 한다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 전원부 20: 무선전력 주파수 발생부
30: 무선 전력 송신부 31: 제1 비아홀
32: 제2 비아홀 33: 중앙 비아홀
40: 무선 전력 수신부 50: 전원 변환부
60: 발광부

Claims (8)

1. 교류전원을 출력하는 전원부와, 상기 교류전원을 입력 받아 무전 전력 주파수 신호를 발생하는 무선 전력 발생부를 포함하는 무선 전력 송신기와, 구동전원을 인가받아 동작하는 부하와, 유도된 교류전원을 상기 부하를 구동하기 위한 구동전원으로 변환하여 출력하는 전원변환부를 포함하는 무선전력 수신기를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
   상기 무선전력 송신기는, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 무선 전력 주파수 신호가 상기 패턴을 통해 흐름에 의해 시변 자기장을 발생시키는 패턴 전력 송신부를 더 포함하고,
   상기 무선전력 수신기는, 판 형상의 기판상에 폐루프를 형성하는 소정 패턴이 형성되며, 상기 시변 자기장에 의한 유도전원을 발생하여 상기 전원변환부로 출력하는 패턴 전력 수신부를 더 포함하고,
   상기 패턴 전력 송신부는,
   상기 패턴이 양면으로 형성되고, 상기 기판의 중심부에 중앙 비아홀을 통해 상기 패턴들이 연결되고, 양면의 패턴 단부 각각에 무선 전력 주파수를 입력받기 위한 비아홀들이 형성되고,
   상기 패턴 전력 수신부는,
   상기 패턴이 양면으로 형성되고, 상기 기판의 중심부에 중앙 비아홀을 통해 상기 패턴들이 연결되고, 양면의 패턴 단부 각각에 상기 시변 자기장에 의한 유도전원을 상기 전원변환부로 출력하기 위한 비아홀들이 형성되는 것을 특징으로 기판형 전력 송수신패턴을 구비하는 무선 전력 전송 시스템.
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