KR20100093429A

KR20100093429A - 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치

Info

Publication number: KR20100093429A
Application number: KR1020090012611A
Authority: KR
Inventors: 김일환; 홍정수
Original assignee: 유니스트림 주식회사
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-08-25

Abstract

본 발명은 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치에 관한 것이다.

본 발명은 송전코일과 수전코일 간에 전자기 유도에 의해 생성되는 자기력선속에 의한 기전력을 정류하여 디지털신호로 변환하고, 변환된 디지털신호를 기준신호와 비교하여 상기 디지털신호가 기준신호가 크거나 같으면 상기 송전코일과 수전코일이 최적의 중심부 위치를 있음을 표시함으로써, 최대 전송 효율로 전력을 전송할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

전자기유도, 무선전력전송, 전송효율

Description

무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치{APPARATUS FOR SENSING MAXIMUM POSITION TRANSMISSION EFFICIENCY OF WIRELESS POWER TRANSMISSION}

본 발명은 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치에 관한 것으로, 상세하게는 무선 전력 전송을 송 수신하는 송신단과 수신단의 최적 전송 위치를 찾아 최대 전송 효율로 전송할 수 있도록 한 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무선 전력 전송(Wireless Power Transmission)은 전력 에너지를 무선으로 전송하는 새로운 개념의 전력 전송 방식으로 전선 없이 공간 또는 기기에 전송할 수 있는 일종의 전력 공급 장치이다.

상기 무선 전력 전송은 전동칫솔, 휴대폰, PDA 등과 같은 수백mA 이하의 전류를 사용하는 전자기기의 2차 전지를 충전하는 충전기에 사용하게 되는데, 이때 무선전력 전송은 도 1에 도시한 바와 같이, 교류전원이 인가되는 송전코일(1)과 송전코일(1)에 수전코일(2)을 대전시켜 상기 송전코일(1)과 수전코일(2) 사이에서 생성되는 자기력선속에 의해 자기장을 발생하게 되는 전자기유도형을 사용된다.

이때 전자유도형은 상기 송전코일(1)에 주기적으로 변화하는 교류에 의해 연 속적인 변화가 자기력선속도 변화하고 이와 대전하는 수전코일(2)도 같은 주기로 자기력선속도의 변화가 일어나 상기 수전코일(2)에서는 교류전력(기전력)을 발생하게 되고, 상기 발생된 교류전력은 정류부(3)를 통해 직류로 변환하여 전자기기의 2차 전지인 부하단(4)에 충전하게 된다.

여기서 전력전송을 유선으로 전달할 때에는 안정적인 전송선로가 확보되기 때문에 전력 용량에 부합하는 케이블의 선정 정도가 문제가 되지만, 상기 전자유도형을 이용하여 전력을 전송하는 경우에는 자기력선속의 생성이 중요하고, 가장 최적의 조건은 송전코일(1)과 수전코일(2)의 중심부가 서로 일치하는 것이 중요하고, 이는 최대 효율로 무선 전력을 전송하기 때문이다.

그러나 송전코일(1)과 수전코일(2)을 전자기기에 적용하였을 경우 상기 송전코일(1)과 수전코일(2)이 내장되어 외부에 노출되지 않기 때문에 시각적으로 송전코일(1)과 수전코일(2)의 중심부를 일치시키는 것은 매우 어렵다.

그래서 송전코일(1)에 수전코일(2)이 내장된 전자기기를 이동하면서 일일이 무선 전력 전송을 위한 최적의 중심부를 찾아야 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 무선 전력 전송을 최대 전송 효율로 전송하기 위하여 최적의 중심부 위치를 간편하게 찾을 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 교류전원이 인가되는 송전코일;

상기 송전코일과의 전자기유도에 의해 자기력선속을 생성하여 교류전력을 발생하는 수전코일;

상기 수전코일에서 발생된 교류전력을 정류하는 정류부;

상기 정류부에서 정류된 전력을 충전하는 부하단;

상기 정류부에서 정류된 전력으로 최적의 중심부 위치를 감지하는 감지부를 포함한다.

상기 감지부는 정류부의 정류된 전력을 디지털신호를 변환하는 A/D 컨버터;

상기 A/D 컨버터에서 변환된 디지털신호를 기준신호와 비교 판단하는 제어기;

상기 제어기에서 디지털신호가 기준신호보다 같거나 크면 표시하는 표시부로 구비한다.

상기 제어기는 마이크로프로세서로 한다.

상기 제어기는 비교기로 한다.

상기 표시부는 램프 또는 부저로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 송전코일과 수전코일 간에 전자기 유도에 의해 생성되는 자기력선속에 의한 기전력을 정류하여 디지털신호로 변환하고, 변환된 디지털신호를 기준신호와 비교하여 상기 디지털신호가 기준신호가 크거나 같으면 상기 송전코일과 수전코일이 최적의 중심부 위치를 있음을 표시함으로써, 최대 전송 효율로 전력을 전송할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 무선 전력 전송의 전송효율 위치 감지 장치의 일실시예도이고, 도 3은 본 발명 무선 전력 전송의 전송효율 위치 감지 장치의 다른 실시예도이다.

본 발명은 기전력발생부(21), 정류부(22), 부하단(23), 감지부(24), 표시부(25)를 포함한다.

상기 기전력발생부(21)는 교류전압이 인가되는 송전코일(211), 상기 송전코일(211)과 전자기유도에 의해 상기 송전코일(211)에 인가되는 교류전압에 의해 생성되는 자기력선속에 의해 기전력을 발생하는 수전코일(212)로 구성된다.

상기 정류부(22)는 상기 수전코일(212)에 접속되어 상기 수전코일(212)에서 생성된 교류전압을 직류전압으로 정류하게 된다.

상기 부하단(23)은 상기 정류부(22)에서 정류된 직류전압을 받아 충전하게 되며, 상기 부하단(23)은 전동칫솔, 휴대폰, PDA 등과 같은 휴대용 전자기기의 충전기로 한다.

상기 감지부(24)는 상기 정류부(22)에서 정류된 직류전압을 임으로 설정된 기준전압과 비교하여 최적의 중심부 위치를 감지하게 되며, 상기 감지부(24)는 직류전압을 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터(241), 상기 A/D 컨버터(241)로부터 변환된 디지털신호를 기설정된 기준신호와 비교 판단하여 기준신호보다 크거나 같으면 제어신호를 출력하는 제어기(242)로 구성한다.

상기 제어기(242)는 마이크로프로세서로 한다.

상기 제어기(242)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 A/D 컨버터(241)로부터 변환된 디지털신호를 기설정된 기준신호와 비교 판단하여 기준신호보다 크거나 같으면 구동신호를 출력하는 비교기(243)로 구성할 수 있다.

상기 표시부(25)는 상기 감지부(24)에서 최적의 중심부 위치 감지시 표시하게 되며, 상기 표시부(25)는 시각을 이용하는 램프 또는 청각을 이용한 부저로 구성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 기전력발생기(21)의 송전코일(211)에 교류전원이 인가되게 되면, 전자기유도에 의해 수전코일(212)은 상기 송전코일(211)의 교류 전원에 의해 자기력선속이 변화하면서 기전력 즉 교류전압이 발생하게 된다.

상기 수전코일(212)에서 발생한 교류전압은 정류부(22)에 의해 직류전압을 정류하여 부하단(23)에 출력하여 부하단(23)을 충전하게 된다.

이때 상기 부하단(23)에 출력되는 직류전압은 상기 기전력발생기(21)에서 발생되는 교류전압은 송전코일(211)과 대전되는 수전코일(212) 간에 최적의 중심부 위치에서 대전되었을 때 최대 전송효율을 갖고 최대 전력을 부하단(23)에 전송하게 된다.

그러나 서로 각각 제품에 내장되어 있는 송전코일(211)과 수전코일(212)은 육안으로 확인하기 어려워 상기 송전코일(211)에 수전코일(212)이 최적의 중심부와 일치하는 위치에 놓여져 있는지 확인할 수 없어 최대 전송 효율로 전력을 전송할 수 없다.

그래서 상기 정류부(22)에 감지부(24)를 접속하여 상기 감지부(24)를 통해서 상기 송전코일(211)과 수전코일(212)간에 최적의 중심부를 찾아 최대 전송 효율로 전력을 전송할 수 있도록 센싱하게 되는바, 상기 감지부(24)를 통해서 최적의 중심부를 찾는 과정을 설명하면, 상기 감지부(24)는 정류부(22)로부터 정류된 전압을 A/D 컨버터(241)를 통해서 디지털신호로 변환하고, 이 변환된 디지털신호는 제어기(242)를 통해서 최대 전송 효율로 전송할 수 있는 값을 사전에 설정한 기준신호와 비교 판단하게 된다.

이때 제어기(242)에서는 상기 디지털신호가 기준신호와 같거나 크게 되면, 제어기(242)에서는 상기 수전코일(212)이 송전코일(211)에 최적의 중심부에 위치되었음을 알리는 제어신호를 표시부(25)에 출력하게 되고, 상기 표시부(25)에서는 램프 또는 부저를 작동하여 인지할 수 있도록 함으로써, 부하단(23)에 최대 전송 효율로 전력을 전송할 수 있게 된다.

한편 상기 디지털신호가 기준신호보다 작으면, 제어기(242)에서는 표시부(25)를 구동하지 못하므로 상기 수전코일(212)을 다시 송전코일(211)에 대전하여 상기 표시부(25)가 최적의 중심부에 위치함을 알려줄 때까지 찾게 된다.

도 1은 종래의 무선 전력 전송 회로도

도 2는 본 발명 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치의 일실시예도

도 3은 본 발명 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치의 다른 실시예도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

21; 기전력발생부 211; 송전코일

212; 수전코일 22; 정류부

23; 부하단 24; 감지부

241; A/D 컨버터 242; 제어기

243; 비교기 25; 표시부

Claims

교류전원이 인가되는 송전코일;

상기 송전코일과의 대전에 의해 자기력선속을 생성하여 교류전력을 발생하는 수전코일;

상기 수전코일에서 발생된 교류전력을 정류하는 정류부;

상기 정류부에서 정류된 전력을 충전하는 부하단;

상기 정류부에서 정류된 전력으로 최적의 중심부 위치를 감지하는 감지부를 포함하는 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 감지부는 정류부의 정류된 전력을 디지털신호를 변환하는 A/D 컨버터;

상기 A/D 컨버터에서 변환된 디지털신호를 기준신호와 비교 판단하는 제어기;

상기 제어기에서 디지털신호가 기준신호보다 같거나 크면 표시하는 표시부로 구비하는 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어기는 마이크로프로세서로 하는 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어기는 비교기로 하는 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치
제 2 항에 있어서,

상기 표시부는 램프 또는 부저로 하는 무선 전력 전송의 최대 전송효율 위치 감지 장치.