KR20080088795A

KR20080088795A - 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치

Info

Publication number: KR20080088795A
Application number: KR1020070031544A
Authority: KR
Inventors: 유회준; 김용상
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-06
Also published as: KR100892363B1

Abstract

상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치에 대해 개시한다. 본 발명의 가장 큰 특징은, 휴대 기기의 소형화와 다기능화, 전도성 섬유의 개발에 의해 웨어러블 컴퓨터가 보편화 되는 경우, 각각의 휴대 기기에 전력을 공급하기 위해서 휴대 기기를 의복으로부터 분리하거나, 외부로부터 유선으로 전선을 연결해야 하는 불편함 없이, 전력 송신부의 송신용 권선부를 전력 수신부의 수신용 권선 방향으로 가까이 가져가기만 하면 상호 인덕턴스 유도를 통해 전력을 공급할 수 있다는 것이다.

상호, 유도 인덕턴스, 전력 전달, 웨어러블 컴퓨터, 권선, 전도성 섬유

Description

상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치 {Apparatus for power transmission using inductive coupling}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치의 개략적 구성을 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치의 전력 수신부만의 구성을 개략적으로 나타낸 도면; 및

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 전달장치의 사용의 일 예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 전력 송신부

11: 전원부

12: 신호 발생부

13: 전력 송신용 권선

20: 전력 수신부

21: 전력 수신용 권선

22: 정류 회로

30: 신체 착용형 휴대 기기

32: 의복

40: 전력 송신용 타 휴대기기

본 발명은 전력 전달장치에 관한 것으로, 특히 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치에 관한 것이다.

최근 들어 일상 생활에 필요한 각종 디지털 장치와 기능을 의복 내에 통합시킨 입는 컴퓨터, 즉 웨어러블 컴퓨터 (Wearable Computer)에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재는 컴퓨터의 각 부품들을 분산하여 의복 내에 배치하는 수준이지만, 휴대 기기의 소형화와 다기능화, 전도성 섬유의 개발 등이 이루어짐에 따라 사용자가 인지하지 못하는 상태에서 의복의 형태로 컴퓨터의 기능을 제공하는 진정한 의미의 웨어러블 컴퓨터가 실현될 전망이다.

이러한 상황에서 휴대 기기에 전력을 공급하기 위해서는, 기존에는 각각의 휴대 기기마다 배터리를 구비하거나, 특정한 전력 충전 장치에 접근시키기 위해 의복으로부터 휴대 기기를 분리하거나, 외부로부터 유선으로 전선을 연결하여 전력을 공급해야 했다. 하지만 사용자가 인지하지 못할 정도의 초소형 기기나 아예 의복 내에 삽입된 기기의 경우에는 배터리의 연결이 쉽지 않고, 의복으로부터 분리하는 것에도 어려움이 있다. 또한 외부로부터 유선으로 연결할 경우 사용자의 이동성에 제약이 생긴다.

한편, 휴대 기기 간의 배터리 장치는 그 규격과 인터페이스가 모두 다르므로 현재로서는 전원의 교환이 불가능하다. 한 기기의 기능이 일시적으로 필요하지 않은데 전원량에 여유가 있고, 다른 기기의 기능은 반드시 필요한데 전원이 부족한 상황이라면 전원의 교환 및 전달이 절실히 요구되며, 웨어러블 컴퓨터가 보편화되어 휴대 기기의 개수가 늘어나는 현 상황에서, 한 기기에서 다른 기기로 전력을 제공하는 기술에 대한 새로운 제안은 사용자의 편리성을 획기적으로 증가시킬 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 의복 내에 배치 또는 삽입된 휴대 기기에 상호 유도 인덕턴스를 이용하여 전력을 무선으로 전달하는 전력 전달장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 휴대 기기 간의 배터리 장치의 규격과 인터페이스가 달라도, 간편하게 전력을 무선으로 전달하는 전력 전달장치를 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전력 전달장치는, 의복 내에 구성된 휴대용 기기의 전력 공급을 위해 전도성 섬유에 유도되는 상호 유도 인덕턴스를 이용하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 전력 전달장치는 상호 유도 인덕턴스를 이용하는 것으로서:

내장 배터리 또는 외부 전원으로부터 이루어진 전원부와, 상기 전원부에서 전력을 공급받아 변화되는 전류신호를 생성하는 신호생성부와, 상기 신호생성부의 전류신호에 의해 자기장을 유도하는 송신용 권선을 포함하는 전력송신부와;

상기 송신용 권선에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 교류 전류를 발생시키도록 사용자의 의복에 형성된 수신용 권선과, 상기 수신용 권선에 발생한 유도 교류 전류를 정류하기 위한 정류회로를 포함하는 전력수신부;

를 구비함으로써, 상기 전력수신부에 연결되는 신체 착용형 휴대기기에 전력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 수신용 권선이 사용자의 의복에 바느질된 전도성 섬유로 만들어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 전력송신부의 전원부로서, 전력에 여유가 있거나 그 기능의 필요가 적은 다른 휴대기기의 전원을 사용하여도 무방하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다. 한편, 도면들에 있어서 동일 참조번호는 동일 구성요소를 나타내며, 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치의 개략적 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 사용자의 의복(32) 내에 배치 또는 삽입되어 웨어러블 컴퓨터 (Wearable Computer) 등을 구성하는 신체 착용형 휴대 기기(30)에 전력을 공급하기 위해서, 본 발명의 전력 전달장치는, 전력 송신부(10)와 전력 수신부(20)를 구비한다. 전력 송신부(10)는 외부 전원이나 배터리에 의해서 동작하는 신호 발생부(12)와 신호 발생부(12)에서 발생된 특정 주파수의 전류가 흐름으로써 일정한 자기장을 형성하는 전력 송신용 권선(13)과 전원을 공급하기 위한 전원부(11)로 구성된다. 전원부(11)는 신호 발생부(12)를 동작시키는 내장 배터리이거나 외부 전원을 공통적으로 이용하여도 좋다. 전력 수신부(20)는 전력 송신부(10)의 송신용 권선(13)이 가까이 접근할 때 상호 인덕턴스가 유도되는 수신용 권선(21)과 수신용 권선(21)에 흐르는 특정 주파수의 교류 신호를 직류 전원으로 변환하는 정류 회로(22)를 구비한다. 수신용 권선(21)은 전도성 섬유를 이용하여 의복 위 또는 내부에 바느질된다. 정류 회로(22)는 공지의 일반적인 정류 회로의 구조를 가질 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 요약하자면, 도 1의 장치에서는, 사용자가 전력 송신부(10)의 송신용 권선(13)을 전력 수신부(20)의 수신용 권선(21)이 바느질되어 있는 의복(32) 가까이로 접근시키면 전도성 섬유로 이루어진 수신용 권선(21)에 상호 인덕턴스가 유도되고 정류 회로(22)에서 이를 직류 전원으로 변환하여 의복 내부에 구성된 휴대용 기기(30)에 전력을 공급할 수 있는 것이다. 이러한 전력 송신부(10)의 전원부(11)로서, 전력에 여유가 있거나 그 기능의 필요가 적은 다른 휴대기기의 전원을 사용하여도 좋다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치의 전력 수신부만의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 전력 수신부(20)는 수신용 권선(21)과 정류 회로(22)를 포함한다. 이와 같이 정류 회로(22)를 포함하는 이유는, 수신용 권선(21)에 유도되는 전류가 교류 전류이기 때문에 이를 그대로 신체 착용형 휴대 기기(30)(도 1 참조)에 사용할 수 없어서, 이를 직류(DC)로 변환하여 출력해야 하기 때문이다. 정류 회로(22)로서는, 이미 널리 알려진, 다이오드와 캐퍼시터를 조합한 구조를 사용하였음을 알 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 전달장치의 사용의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 사용자는 전력 송신부(10)의 전원부(11)로서, 전력에 여유가 있거나 그 기능의 필요가 적은 다른 휴대기기(40), 예컨대 휴대폰의 전원을 사용하며, 전력을 전달받는 신체 착용형 휴대 기기(30)는 MP3 또는 소형 PMP임을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 의복 내에 구성된 휴대용 기기를 의복에서 분리할 필요 없이 전력 송신부를 의복에 가까이 대기만 해도 휴대용 기기에 전력이 전달되어 사용자의 편리성을 크게 높인다. 또한, 각 휴대 기기의 전원 장치의 규격과 인터페이스가 다르더라도 전력 송신부의 권선과 의복에 바느질된 권선을 통해 전력을 전달할 수 있어서 휴대 기기 간의 전력 교환 및 전달이 가능해진다.

Claims

의복 내에 구성된 휴대용 기기의 전력 공급을 위해 전도성 섬유에 유도되는 상호 유도 인덕턴스를 이용하는 전력 전달장치.
내장 배터리 또는 외부 전원으로부터 이루어진 전원부와, 상기 전원부에서 전력을 공급받아 변화되는 전류신호를 생성하는 신호생성부와, 상기 신호생성부의 전류신호에 의해 자기장을 유도하는 송신용 권선을 포함하는 전력송신부와;

상기 송신용 권선에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 교류 전류를 발생시키도록 사용자의 의복에 형성된 수신용 권선과, 상기 수신용 권선에 발생한 유도 교류 전류를 정류하기 위한 정류회로를 포함하는 전력수신부;

를 구비함으로써, 상기 전력수신부에 연결되는 신체 착용형 휴대기기에 전력을 제공하는, 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치.
제2항에 있어서, 상기 수신용 권선이 사용자의 의복에 바느질된 전도성 섬유로 만들어진 것을 특징으로 하는, 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치.
제3항에 있어서, 상기 전력송신부의 전원부가, 전력에 여유가 있거나 그 기능의 필요가 적은 다른 휴대기기의 전원인 것을 특징으로 하는, 상호 유도 인덕턴스를 이용한 전력 전달장치.