KR20130098666A - 자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러 - Google Patents

자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 무선 전력을 공급받아 노트북으로 충전을 수행할 수 있는 자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러를 개시한다.
본 발명에 따른 시스템은, 노트북 충전을 위한 무선 전력 송출 시스템에 있어서, 상용전원을 공급받아 설정된 공진 주파수 대역으로 무선 전력을 송출하는 전력송신 장치; 상기 노트북 거치를 위한 각도 변환 구조 및 노트북 쿨링을 위한 다수의 천공이 구비되고, 상기 전력송신 장치로부터 이격 설치되어, 전력송신 장치와 자계 공명에 의한 전기 에너지를 생성한 후, 상기 노트북으로 전기 에너지를 공급 및 충전하는 노트북 쿨러;로 이루어진다.
따라서, 본 발명은 사용 빈도가 높은 노트북 쿨러에 무선 전력을 수전할 수 있도록 하고, 이로부터 노트북에 전력 공급을 유도함으로써, 노트북 사용의 안정성과 충전의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 다른 노트북 쿨러는, 노트북 쿨러 내부에 쿨러팬을 장착하지 않고, 다수 개의 천공을 형성하며, 노트북 쿨러의 기울기를 가변적으로 형성하도록 유도함으로써, 쿨러팬의 동작으로 인한 소음 및 과다 전력소비를 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러{WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM USING A MAGNETIC RESONANCE AND NOTEBOOK USING THE SAME}
본 발명은 노트북 쿨러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송신용 공진 코일을 이용하여, 상용전원에 의한 무선 전력 공급을 수행하는 송신 스테이트를 기반으로, 송신 스테이트의 일정 거리 이내에 위치한 적어도 하나 이상의 노트북 쿨러에 각각 내설되는 수신 공진 코일로 전력을 전이시켜 노트북을 충전할 수 있는 자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러에 관한 것이다.
최근 가전 제품을 포함한 전자제품의 소형화와 휴대화가 급속히 진행되고 있다. 그리고, 모든 정보와 신호의 전송이 무선으로 처리되면서 기기와 연결된 선이 거의 없어지고 있다. 그리고, 가전기기의 경우 전력도 무선으로 전송하려는 시도가 이루어 지고 있다. 무선으로 전력을 전송하는 방법으로는 전자기유도가 가장 일반적으로 사용된다. 구체적으로, 전자기유도를 이용한 무선 전력 전송은 전동 칫솔 등에 사용되고 있으나, 거리가 조금만 떨어져도 전송 효율이 너무 떨어지고 와전류에 의한 불필요하고 위험한 발열을 일으킬 수 있는 문제가 있다.
최근 연구되고 있는 비방사형 에너지 전송 기술인 자기공명형 무선 전력 전송 방식은, 종래의 전자기유도 방식보다 멀리, 수 미터의 거리에서도 높은 전송 효율을 얻을 수 있다. 이 기술은 두 매체가 같은 주파수로 공진할 경우에 전자파가 근거리 전자장을 통하여 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 감쇄파 결합에 기반을 두고 있어, 두 매체 사이의 공진 주파수가 동일할 때만 에너지가 전달되고, 사용되지 않는 에너지는 전자장으로 재흡수 된다. 따라서 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 인체에 무해하다.
자기 공명형 무선 전력전송 시스템은 전송부와 수신부에 전송주파수에서 공진을 일으키는 공진기가 하나씩 포함되어 있는데, 이 두 공진기의 공진 주파수가 정확히 일치해야 높은 효율의 전송이 가능하다. 실제 시스템을 구성할 경우 두 공진기의 공진 주파수가 조금씩 달라지게 되므로, 이를 조정하기 위해 송신부 또는 수신부에 공진 주파수를 조정할 수 있는 가변 캐패시터를 포함하게 된다. 이때 코일의 양단에 매우 큰 전압이 발생하기 때문에 캐패시터의 항복 전압이 매우 커야 한다. 또한 전송 주파수에서 송신부와 수신부의 임피던스 매칭이 필수적으로 필요하여, 전송거리에 따라 전송코일과 전원코일의 거리와 수신코일과 부하코일의 거리를 적절히 조절해 주어야 한다.
또한, 여러 기기에 대해 전력 전송을 할 경우는 복잡한 상황이 된다. 통상적으로 전력 송신부와 기기와의 거리가 불규칙적이고, 기기의 수도 변하는 상황에서 여러 기기를 동시에 놓았을 때 임피던스 매칭이 깨어지게 되어 전력의 전송이 이루어 지지 않게 되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 문헌으로, 특허문헌 1과 같이 가변 제어 가능한 공진 주파수 특성을 갖는 가변 공진 회로를 갖고, 이 가변 공진 회로를 통해 무선으로 전력을 송출하는 무선 송전 장치와, 상기 가변 공진 회로의 공진 주파수 특성을 가변 제어하는 송전 제어부를 구비한 무선 전력 공급 시스템이 개시되고 있다.
여기서, 이러한 시스템에는, 서로 다른 고유한 공진 주파수 특성을 갖는 고유 공진 회로를 각각 갖고, 이 고유 공진 회로가 상기 가변 공진 회로의 공진 주파수에 동조해서 자장공명 모드가 생김으로써, 상기 무선 송전 장치로부터의 전력을 무선으로 수수(收受)하는 복수의 무선 수전 장치가 포함된다.
그러나, 특허문헌 1의 도 1과 같이, 복수의 무선 수전 장치를 포함하여 동시 다발적인 충전이 가능하도록 하나, 이는 수전장치의 내부에 무선 충전을 위한 개별적인 공진 회로를 보유하고 있어야 함에 따라, 임의의 장치를 충전하기에는 무리가 따르게 된다. 따라서, 무선 전력 공급장치의 적용 가능한 시스템 개발이 매우 시급한 실정이다.
1. 대한민국 공개특허 10-2011-0121623, 공개일자 2011년 11월 07일, 출원번호 10-2011-7020672, 발명의 명칭 '무선 전력 공급 시스템, 무선 송전 장치, 및 무선 수전 장치'.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 근래 사용 빈도가 높은 노트북 쿨러에 무선 전력을 수전할 수 있도록 하고, 이로부터 노트북에 전력 공급을 유도함으로써, 노트북 사용의 안정성과 충전의 편의성을 높일 수 있는 자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 노트북 쿨러에 팬을 장착하지 않고, 다수 개의 천공을 형성하며, 노트북 쿨러의 기울기를 가변적으로 형성하도록 유도함으로써, 쿨러팬의 동작으로 인한 소음 및 과다 전력소비를 차단할 수 있는 자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 자계공명 무선전력 공급 시스템은, 노트북 충전을 위한 무선 전력 송출 시스템에 있어서, 상용전원을 공급받아 설정된 공진 주파수 대역으로 무선 전력을 송출하는 전력송신 장치; 상기 노트북 거치를 위한 각도 변환 구조가 구비되고, 상기 전력송신 장치로부터 이격 설치되어, 전력송신 장치와 자계 공명에 의한 전기 에너지를 생성한 후, 상기 노트북으로 전기 에너지를 공급 및 충전하는 노트북 쿨러;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 전력송신 장치는, 상용전원(AC 220V)를 인가받아 회로 구동을 위한 정격 직류 전원으로 변환하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 직류 전원을 무선전력 전송을 위한 공진 주파수로 발진하는 구동 회로부; 상기 구동 회로부에서 출력되는 전압 및 공진 주파수를 토대로 교류성 발진을 수행하는 소스코일(Source Coil); 및 상기 소스코일과 근접 설치되며, 상기 교류성 발진에 의해 유기되는 전자기장으로부터 설정 주파수 및 전압을 갖는 자계공명이 유도되는 송신공진 코일;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 상기 노트북 쿨러는, 상기 송신공진 코일에서 발신하는 전자기장에 동조하여 자계공명을 수행하는 수신공진 코일; 상기 수신공진 코일과 근접 설치되며, 수신공진 코일과의 자계결합을 통해 전력을 생성하는 장치코일; 및 상기 장치코일에서 출력되는 전력을 정격 직류전원으로 변환하여 상기 노트북으로 공급하는 직류 변환부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 자계공명 무선전력 공급 시스템으로 적용되는 노트북 쿨러는, 상기 노트북의 방열을 도모하기 위한 다수의 천공이 마련된 패널과, 상기 패널의 배면에 위치하며 상기 전력송신 장치로부터 유기되는 전자기장과 동조하여 전력을 생성하는 코일 함체와, 상기 패널의 측부에 설치되어 상기 코일 함체의 출력 전압을 외부와 접속시키기 위한 전원 접속부와, 상기 패널의 하부에 위치하여 회동을 유도하기 위한 힌지 체결구로 이루어진 거치대; 및 상기 거치대의 힌지 체결구와 결합하여 상기 패널을 임의의 각도에서 지지하도록 체결 가이드가 마련된 지지패널;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 거치대와 지지패널의 각도를 고정하기 위한 레그를 더 포함하며; 상기 레그는 거치대의 후방에 회동 가능하도록 설치되고, 상기 지지패널의 종단에는 상기 레그를 지지하기 위한 다수 개의 레그 거치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
전술된 바와 같이, 본 발명에서 제시되는 자계공명 무선전력 공급 시스템 및 이에 적용되는 노트북 쿨러는, 사용 빈도가 높은 노트북 쿨러에 무선 전력을 수전할 수 있도록 하고, 이로부터 노트북에 전력 공급을 유도함으로써, 노트북 사용의 안정성과 충전의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 다른 노트북 쿨러는, 노트북 쿨러 내부에 쿨러팬을 장착하지 않고, 다수 개의 천공을 형성하며, 노트북 쿨러의 기울기를 가변적으로 형성하도록 유도함으로써, 쿨러팬의 동작으로 인한 소음 및 과다 전력소비를 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 무선 전력 공급시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노트북의 무선 전력 공급 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선 전력 수신 조건을 실험한 데이터이다.
도 4, 도 5는 본 발명에 따른 노트북 쿨러를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 노트북 쿨러의 조립 상태를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 노트북의 무선 전력 공급 시스템을 나타낸 구성도이다. 도시된 바와 같이, 상용전원을 공급받아 설정된 공진 주파수 대역으로 무선 전력을 송출하는 전력송신 장치(210)와, 노트북(230) 거치를 위한 각도 변환 구조 및 노트북 쿨링을 위한 다수의 천공이 구비되고, 상기 전력송신 장치(210)로부터 이격 설치되어, 전력송신 장치(210)와 자계 공명에 의한 전기 에너지를 생성한 후, 상기 노트북(230)으로 전기 에너지를 공급 및 충전하는 노트북 쿨러(220)가 적어도 하나 이상 구비된다.
상기 노트북 쿨러(220)는 전력송신 장치(210)로부터 설정된 반경 이내에서 다수 개가 설치될 수 있으며, 각각의 노트북 쿨러(220)는 전력송신 장치(210)로부터 발신되는 자계 에너지와 공명되어 전력 생성이 가능하다. 여기서, 상기 전력송신 장치(210)에서 공급되는 공진 주파수는 25dBm 내지 27dBm의 전력과 12.56MHz 내지 14.56MHz 주파수 대역을 갖는다. 바람직하게는 26dBm, 13.56MHz 이며, 이때 적용되는 노트북 쿨러(220)의 수신공진 코일은 직경 25cm 내지 35cm, 바람직하게는 30cm로 구성된다.
수신공진 코일의 권취 수는 유도되는 전류량에 비례하기 때문에, 권취 수의 제한은 무의미할 것이다. 다만, 전술된 수신공진 코일의 직경은 무선전력 송출 시의 지향성과 무선전력 에너지의 유도전압(에너지 전이의 효율성)과 연관하기 때문에, 수신공진 코일의 제원은 본 발명에서 매우 중요한 요소가 될 것이다.
특히, 수신공진 코일의 직경이 설정된 범위를 벗어날 경우, 전력송신 장치(210)로부터 송출되는 전력 에너지에 대한 수신율이 매우 가변적인데, 이는 노트북 쿨러(220)에서 수신하는 전력 에너지의 지향성에 반응하게 된다. 예컨대, 전력송신 장치(210)에 구비된 송신공진 코일과, 노트북 쿨러(220)에 내설된 수신공진 코일이 상호 수평을 이루지 못할 경우, 전력 에너지의 전이율이 저하되는 문제 발생한다.
도 3은 이와 같은 수진공진 코일의 직경에 대한 실험을 나타낸 것이며, 참조되는 바와 같이 실험에 사용된 노트북 쿨러는 모두 5개이며, 각각의 노트북 쿨러에 내설된 수신공진 코일은 전력송신 장치(201)의 송신공진 코일과 이루는 각도를 달리하여 실험하였다. 즉, 송신공진 코일과 수신공진 코일이 수평하게 위치할 경우 이루는 각도는 0°이고, 송신공진 코일과 수신공진 코일이 상호 수직되게 위치할 경우 90°가 된다. 이러한 각도 변화는 노트북 쿨러의 거치 각도에 의해 결정되는 것으로서, 노트북 쿨러가 지면과 수평하게 설치되거나, 지면으로부터 수직으로 설치될 경우를 가정한 것이다.
인지되는 바와 같이, 노트북 쿨러에 설치된 수신공진 코일의 직경이 15cm 내지 40cm까지 가변시켜 실험한 결과, 직경이 15cm일 경우, 송신전력 300W를 기준으로 16% 내지 8.6%의 효율을 보이고 있다. 이는 수신공진 코일의 방향에 따라 7.4%의 오차를 보이는 것으로 지향성이 존재함을 알 수 있었다. 또한, 수신공진 코일의 직경이 20cm일 경우에는, 송신전력 300W를 기준으로 17% 내지 12%의 효율로서 5%의 오차를 보이고 있다.
여기서, 수신공진 코일의 직경이 20cm일 경우에는 전력 송출의 지향성이 크지 않으나, 전이되는 전력의 효율이 낮음을 알 수 있다. 그리고, 수신공진 코일의 직경이 25cm일 경우에는 19% 내지 14%의 효율을 보이고 있었다.
반면, 수신공진 코일의 직경이 30cm일 경우에는 20% 내지 22%의 전력 효율을 보이고 있으며, 효율의 차이 또한 2%로서 수신공진 코일의 각도에 관계없이 안정적인 전력 효율이 나타남을 알 수 있었다. 이에 상기 수신공진 코일의 직경이 35cm에서는 21% 정도이고, 수신공진 코일의 직경이 40cm일 경우에는 21% 내지 22%임을 알 수 있다. 즉, 수신공진 코일의 직경은 최소 30cm 이상에서 전력 수신 과정에서 지향성을 갖지 않게 된다.
따라서, 본 발명에서 적용되는 노트북 쿨러(220)는 설정된 반경 이내에서 다수 개가 사용될 수 있으며, 각각의 노트북 쿨러(220)는 대략 60W 이상의 전력을 공급받게 된다.
한편, 본 발명에 따른 전력송신 장치(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상용전원(AC 220V)를 인가받아 회로 구동을 위한 정격 직류 전원으로 변환하는 전원 공급부(211)와, 상기 전원 공급부(211)의 직류 전원을 무선전력 전송을 위한 공진 주파수로 발진하는 구동 회로부(213)와, 상기 구동 회로부(213)에서 출력되는 전압 및 공진 주파수를 토대로 교류성 발진을 수행하는 소스코일(Source Coil :215)과, 상기 소스코일(215)과 근접 설치되며, 상기 교류성 발진에 의해 유기되는 전자기장으로부터 설정 주파수 및 전압을 갖는 자계공명이 유도되는 송신공진 코일(217)로 이루어진다.
또한, 상기 전력송신 장치(210)에 근접하게 위치하는 다수 개의 노트북 쿨러(220)는 상기 송신공진 코일(217)에서 발신하는 전자기장에 동조하여 자계공명을 수행하는 수신공진 코일(221)과, 상기 수신공진 코일(221)과 근접 설치되며, 수신공진 코일(221)과의 자계결합을 통해 전력을 생성하는 장치코일(223)과, 상기 장치코일(223)에서 출력되는 전력을 정격 직류전원으로 변환하여 상기 노트북(230)으로 공급하는 직류 변환부(225)로 이루어진다.
여기서, 상기 노트북 쿨러(220)는 전력송신 장치(210)로부터 무선에 의한 전력을 제공받으나, 이러한 전력을 이용하여 노트북(230)으로 제공할 뿐이다. 즉, 상기 노트북 쿨러(220)는 별도의 쿨러 팬을 구비하지 않으며, 노트북 쿨러(220)의 전면에 구비된 다수의 천공에 의해 자연 방열을 수행한다. 따라서, 본 발명에서는 유도되는 전력이 노트북(230)으로 제공되나, 노트북 쿨러(220) 동작을 위한 소비전력으로 사용되지 않는다.
이는 통상의 노트북 쿨러에 내설되는 쿨러 팬의 효율성이 높지 않음을 감안하여, 본 발명에서는 노트북 쿨러의 쿨러 팬을 설치하지 않는 것이나, 쿨러 팬의 효율이 매우 높다고 가정할 경우에는 상기 직류 변환부(225)에서 제공되는 전력이 쿨러 팬을 동작시킬 수 있음은 당연할 것이다.
이와 같이 구성된 전력송신 장치(210)는 상기 전원 공급부(211)에 의해 상용 전원이 소정 전압의 직류 전원으로 변환 출력된다. 여기서, 직류 전압의 전압은 시스템 설계에 따라 상이할 수 있으나, 본 발명에서는 12V의 출력 전압을 규정하고 있다.
상기 전원 공급부(211)는 상용 전원과 접속하기 위한 플러그를 포함하고 있으며, 상용전원이 공급되는 임의 장소 예컨대, 도서실, 카페, 학교, 기자회견장 등에 전력송신 장치(210)가 구비된다. 즉, 다수 인원이 노트북(230)을 사용하는 장소에 구비됨으로써, 전원 공급의 불편함을 해소할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서 제시되는 노트북 쿨러(220)는 쿨러 팬을 구비하지 않음에 따라, 쿨러 팬에 의한 소음을 제거할 수 있게 되는 것이다.
상기 전원 공급부(211)에서 제공되는 직류 전원은 구동 회로부(213)를 기동하는데, 상기 구동 회로부(215)는 기 설정된 주파수를 갖는 펄스 신호를 상기 소스코일(215)로 인가한다. 설정된 공진 주파수는 전술한 바와 같이, 12.56MHz 내지 13.56MHz 이다. 따라서, 소스 코일(215)과 근접하게 설치된 상기 송신공진 코일(217) 또한 12.56MHz 내지 13.56MHz 의 주파수를 갖는 전자기장이 유도된다.
상기 송신공진 코일(217)은 소스코일(215)로 인가되는 주파수와 동일한 주파수로 발진하나, 코일의 권취 수가 상이함에 따라 송신공진 코일(217)의 출력은 소스코일(215)과 상이하게 된다. 소스코일(215)과 송신공진 코일(217) 간의 출력 비율은 상호 권취 코일의 권수에 따라 다르나, 송신공진 코일(217)의 출력은 25dBm 내지 27dBm가 되도록 설정됨이 바람직하다.
상기 송신공진 코일(217)에 의한 전자기장 유도는 25dBm 내지 27dBm 출력에서 대략 반경 1m 이내에서 효율이 높다고 할 수 있으며, 이에 상기 다수 개의 노트북 쿨러(220)는 전력송신 장치(210)를 중심으로 반경 1m 이내에 설치된다. 즉, 4인 테이블에서 하나의 전력송신 장치(210)를 통해 4대의 노트북(230)을 충전할 수 있는 것이다.
상기 노트북 쿨러(220)는 수신공진 코일(221)을 통해 송신공진 코일(217)로부터 유도되는 전자기장과 동조함으로써, 강력한 자계결합을 수행한다. 이는 자계공명 방식에 따른 자계결합으로 공진 주파수 대역에서 상호 동조하기 위한 LC 회로(미도시 함)에 의해 동작한다. 상기 수신공진 코일(221)에서 동조되는 전자기장 신호는 수신공진 코일(221) 내부에 공진 주파수에 대응하는 전기적 신호의 변화를 유도하며, 수신공진 코일(221)에 근접 설치된 장치코일(223)은 수신공진 코일(221)로부터 발생하는 전자기장 신호로부터 소정의 전압 및 주파수를 갖는 전기적 신호로 변환한다.
따라서, 상기 직류 변환부(225)는 장치코일(223)에서 유도되는 전력을 설정된 직류 전원으로 변환함으로써, 상기 노트북 쿨러(220)에 안착된 노트북(230)으로 전원을 공급한다.
도 4는 본 발명의 실시 예로 나타낸 노트북 쿨러(220)를 설명하기 위한 정면 사시도이고, 도 5는 배면 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 노트북 쿨러(220)는, 상기 노트북(230)을 안착시켜, 노트북(230)의 방열을 도모하기 위한 다수의 천공(413)이 마련된 패널(411)과, 상기 패널(411)의 배면에 위치하며 상기 전력송신 장치(210)로부터 유기되는 전자기장과 동조하여 전력을 생성하는 코일 함체(511)와, 상기 패널(411)의 측부에 설치되어 상기 코일 함체(511)의 출력 전압을 외부와 접속시키기 위한 전원 접속부(419)와, 상기 패널(411)의 하부에 위치하여 회동을 유도하기 위한 힌지 체결구(417)로 이루어진 거치대(410), 상기 거치대(410)의 힌지 체결구(417)와 결합하여 상기 패널(411)을 임의의 각도에서 지지하도록 체결 가이드(433)가 마련된 지지패널(430)로 이루어진다.
한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 거치대(410)와 지지패널(430)의 각도를 고정하기 위한 레그(421)를 포함할 수 있으며, 상기 레그(421)는 거치대(410)의 후방에 회동 가능하도록 설치됨이 바람직하고, 또한 상기 지지패널(430)의 종단에는 상기 레그(421)를 지지하기 위한 다수 개의 레그 거치홈(431)이 형성될 수 있을 것이다. 그리고, 미설명된 거치돌기(415)는 패널(411) 상으로 노트북(230)을 거치할 경우, 노트북(230)의 미끌림 또는 이탈을 방지하기 위한 것이다.
상기 힌지 체결구(417) 및 체결 가이드(433)는 통상의 힌지 결합 구조로서, 상기 패널(411)이 지지패널(430)을 중심으로 회동 가능하도록 한다.
상기 전원 접속부(419)는 노트북(230)의 충전 단자와 결합하기 위한 단자를 포함하여, 충전 상태 또는 전력 공급 상태를 디스플레이하기 위한 발광 다이오드(LED)가 마련될 것이다. 예컨대, 노트북 쿨러(220)가 전력송신 장치(210)로부터 무선 전력 공급이 원활하지 못할 경우 즉, 직류 변환부(225)에서 출력되는 전압이 기준치 이하일 경우, 이를 통지하기 위한 발광 다이오드의 점멸이 이루어지도록 함이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 전원 접속부(419)는 코일 함체(511)에서 제공되는 전력을 노트북(230) 전원으로 공급하기 위한 단자로써, 노트북 전원인 19.5V가 출력된다. 그리고 상기 코일 함체(511)는 상기 수신공진 코일(221), 장치코일(223) 및 직류 변환부(225)를 포함한다. 따라서, 상기 직류 변환부(2250는 수신공진 코일(221) 및 장치코일(223)로부터 유기되는 전압을 직류 19.5V로 변환하여 상기 전원 접속부(419)로 제공한다.
이와 같이 구성된 노트북 쿨러(220)는 상기 레그(421)에 의해 패널(411)의 각도를 설정함에 따라 노트북(230) 사용의 편의성을 제공한다. 또한, 상기 노트북 쿨러(220)는 쿨링 팬을 구비하지 않음에 따라 노트북(230) 사용 시 소음을 현격히 줄이는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 따른 노트북 쿨러(220)는 패널(411) 상으로 다수 개의 천공(413)을 형성하고, 레그(421)에 의해 패널(411)의 설치 각도를 유도함에 따라, 상기 패널(411)과 지지패널(430) 사이로 공기 흐름을 형성시킨다. 따라서, 노트북(230)에서 발열되는 온기는 다수 개의 천공(413) 하부에서 흐르는 공기에 의해 냉각 효과를 갖게 되어 노트북(230)의 방열을 유도하는 것이다.
또한, 상기 노트북 쿨러(220)의 배면에 위치한 코일함체(511)는 수신공진 코일(221)과 장치코일(223)로부터 전압을 유기시키고, 상기 직류변환부(225)에 의해 정격 전압으로 변환출력함에 따라 소음 발생의 원인을 차단한다.
전술한 바와 같이 상기 노트북 쿨러(220)는 전력송신 장치(210)로부터 소정 거리 이내에서 사용되며, 적어도 하나 이상의 노트북 쿨러(220)가 배치될 수 있다. 각 노트북 쿨러(220)는 코일 함체(511)로부터 야기되는 전력을 전원 접속부(419)로 제공하며, 노트북 쿨러(220)의 패널(411) 상으로 안착된 노트북(230)의 전원선과 접속된다.
상기 노트북(230)의 전원선은 충전 라인으로, 별도의 충전 아답터가 사용되지 않고 상기 전원 접속부(419)로부터 충전 전원을 공급받는다. 예컨대, 도서관의 임의의 테이블 하부에 전력송신 장치(210)를 설치한 후, 상기 전력송신 장치(210)에 상용전원(AC 220V)를 공급함으로써, 임의의 테이블 상에서 작업하는 노트북(230)으로 무선 충전할 수 있는 것이다.
물론, 테이블의 길이 즉 사용자 수에 따라 전력송신 장치(210)의 갯 수 또는 출력 용량을 가변시켜야 할 것이나, 본 발명에서는 300W의 전력송신 장치(210)를 사용할 경우, 반경 1m 이내에 위치한 노트북 쿨러(220)로 60W의 전력을 무선 전송하게 된다. 따라서, 길이가 대략 2m 이내의 테이블 중앙에 전력송신 장치(210)를 설치할 경우, 6대의 노트북 쿨러(220)로 전력 공급이 가능하게 된다.
이와 같은 무선 전력 공급으로 인해 노트북 사용이 많은 장소 등에서는 별도의 전력 라인(콘센트)를 구비하지 않아도 될 뿐만 아니라, 이로 인한 불필요한 전력 낭비를 방지하고, 과전력에 의한 전기 안정성 훼손을 사전에 방지하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 노트북 쿨러(220)의 조립 상태를 나타낸 것으로, 휴대의 편의성을 높이고 있다. 이를 위해, 상기 지지패널(430)의 상단에는 상기 코일 함체(511)를 수용하기 위한 함체 수용홈(521)을 형성하고, 상기 레그(421)의 회동 구조로 인해, 레그(421)가 패널(411)의 배면에 밀착되도록 설계된다.
더욱이, 본 발명에서는 수신공진 코일(221)의 각도에 관계없이 무선 전력 수신이 가능함에 따라, 노트북(230)을 사용하지 않는 시간대에도 노트북 충전이 간편하게 이루질 수 있는 것이다.
210 : 전력송신 장치 211 : 전원 공급부
213 : 구동 회로부 215 : 소스 코일
217 : 송신공진 코일 220 : 노트북 쿨러
221 : 수신공진 코일 223 : 장치코일
225 : 직류 변환부 230 : 노트북
410 : 거치대 411 : 패널
413 : 천공 415 : 거치돌기
417 : 힌지 체결구 419 : 전원 접속부
421 : 레그 431 : 레그 거치홈
433 : 체결 가이드 511 : 코일 함체
521 : 함체 수용홈

Claims (4)

  1. 노트북 충전을 위한 무선 전력 공급 시스템에 있어서,
    교류전원을 인가받아 회로 구동을 위한 정격 직류 전원으로 변환하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부의 직류 전원을 무선전력 전송을 위한 공진 주파수로 발진하는 구동 회로부와, 상기 구동 회로부에서 출력되는 전압 및 공진 주파수를 토대로 교류성 발진을 수행하는 소스코일(Source Coil)과, 상기 소스코일과 근접 설치되어 상기 교류성 발진에 의해 유기되는 전자기장으로부터 설정 주파수 및 전압을 갖는 자계공명이 유도되는 송신공진 코일을 구비하며, 설정된 공진 주파수 대역으로 무선 전력을 송출하는 전력송신 장치;
    상기 송신공진 코일에서 발신하는 전자기장에 동조하여 자계공명을 수행하는 직경 25cm 내지 35cm의 수신공진 코일과, 상기 수신공진 코일과 근접 설치되며, 수신공진 코일과의 자계결합을 통해 전력을 생성하는 장치코일과, 상기 장치코일에서 출력되는 전력을 정격 직류전원으로 변환하여 상기 노트북으로 공급하는 직류 변환부를 구비하며, 상기 전력송신 장치로부터 이격 설치되어 상기 노트북으로 전기 에너지를 공급 및 충전하는 노트북 쿨러;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자계공명 무선전력 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력송신 장치에서 공급되는 공진 주파수는 25dBm 내지 27dBm의 전력과 12.56MHz 내지 14.56MHz 주파수 대역을 갖고,
    상기 전력송신 장치에서 공급되는 공진 주파수는 26dBm 전력과 13.56MHz 주파수 대역을 갖는 것을 특징으로 하는 자계공명 무선전력 공급 시스템.
  3. 노트북이 안착되는 패널과, 상기 패널의 배면에 위치하며 무선 전력송신 장치로부터 유기되는 전자기장과 동조하여 전력을 생성하는 코일 함체와, 상기 패널의 측부에 설치되어 상기 코일 함체의 출력 전압을 외부와 접속시키기 위한 전원 접속부와, 상기 패널의 하부에 위치하여 회동을 유도하기 위한 힌지 체결구로 이루어진 거치대; 및
    상기 거치대의 힌지 체결구와 결합하여 상기 패널을 임의의 각도에서 지지하도록 체결 가이드가 마련된 지지패널;
    을 포함하되, 상기 코일함체는,
    상기 무선 전력송신 장치에서 발신하는 전자기장에 동조하여 자계공명을 수행하는 직경 25cm 내지 35cm의 수신공진 코일;
    상기 수신공진 코일과 근접 설치되며, 수신공진 코일과의 자계결합을 통해 전력을 생성하는 장치코일; 및
    상기 장치코일에서 출력되는 전력을 정격 직류전원으로 변환하여 상기 노트북으로 공급하는 직류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노트북 쿨러.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패널의 하부에 위치하여 회동을 유도하기 위한 힌지 체결구로 이루어진 거치대;
    상기 거치대의 힌지 체결구와 결합하여 상기 패널을 임의의 각도에서 지지하도록 체결 가이드가 마련된 지지패널;
    상기 거치대와 지지패널의 각도를 고정하기 위한 레그;
    를 포함하되,
    상기 전원 접속부는 상기 노트북의 충전 단자와 결합하기 위한 단자를 포함하여, 충전 상태 또는 전력 공급 상태를 디스플레이하기 위한 발광 다이오드(LED)가 마련되는 것을 특징으로 하는 노트북 쿨러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108023466A (zh) * 2016-10-31 2018-05-11 中惠创智（深圳）无线供电技术有限公司 一种磁共振发射前端及功率器件驱动电路

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