KR20150086792A - Wireless Electric Power Supply Apparatus - Google Patents

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KR20150086792A
KR20150086792A KR1020140006854A KR20140006854A KR20150086792A KR 20150086792 A KR20150086792 A KR 20150086792A KR 1020140006854 A KR1020140006854 A KR 1020140006854A KR 20140006854 A KR20140006854 A KR 20140006854A KR 20150086792 A KR20150086792 A KR 20150086792A
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magnetic field
power supply
power
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KR1020140006854A
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정구호
송보윤
신승용
이충희
김양수
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한국과학기술원
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    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

A wireless power supply device according to one embodiment of the present invention includes a feeding line which includes a pair of feeding cores which include a plurality of stick-shaped magnetic field forming parts arranged in a preset direction, are arranged in parallel with a preset width, and generates a magnetic field whose direction is periodically changed according to the phase change of AC power by receiving the AC power and a power supply unit which is partially arranged on the center of the feeding core and supplies the AC power to the feeding core.

Description

무선 전력공급장치{Wireless Electric Power Supply Apparatus}[0001] WIRELESS POWER SUPPLY APPARATUS [0002]

본 발명의 실시예는, 본 발명의 실시예는, 구조가 간단하고, 자기장의 감쇄가 적으며, 급전코어와 집전코어 간 거리가 비교적 멀어도 효율적인 전력공급이 가능한 무선 전력공급장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a wireless power supply apparatus that is simple in structure, has less magnetic field attenuation, and can supply power efficiently even when the distance between the power supply core and the power collection core is relatively large.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiment of the present invention and do not constitute the prior art.

일반적으로 전기차는 차량을 움직이는 동력원으로 전기를 사용하는 차량을 의미하며 전기차의 운행을 위해서는 전기차에 탑재된 배터리를 충전해서 충전된 전력으로 전기차를 운행한다. 이러한 전기차의 전력 충전을 위하여 사람 또는 충전을 보조하는 기계장치가 직접 충전용 전선을 차량에 연결함으로써 충전을 하는 경우 불편함을 줄뿐만 아니라 플러그를 손에 쥐고 전기차에 연결하는 과정에서 사용자가 감전될 위험이 있는 문제가 있다. 이와 같이 충전용 전선을 이용하여 전기차의 배터리를 충전시키는 방식은 사용자의 불편함을 초래하고 감전 위험이 있어, 무선으로 전기차의 배터리를 충전할 수 있는 무선 전력공급장치의 연구 및 개발이 최근 활발히 진행되고 있다.Generally, an electric vehicle refers to a vehicle that uses electricity as a power source for moving a vehicle. In order to operate an electric vehicle, an electric vehicle is charged with electric power charged by charging the battery mounted on the electric vehicle. In order to charge the electric power of such an electric vehicle, a person or a mechanical device supporting the charge directly connects the charging wire to the vehicle, thereby not only inconvenience the charging, but also, in the process of connecting the electric plug to the electric car, There is a dangerous problem. The method of charging the battery of the electric vehicle using the charging wire in this way causes a disadvantage of the user and there is a risk of electric shock, and research and development of a wireless power supply device capable of charging the battery of the electric vehicle by radio have recently been actively conducted .

일반적으로 무선 전력공급장치는 전력을 공급하여 자기장을 형성하고, 자기장의 변화에 의해 발생하는 유도기전력을 이용하는 방식을 사용한다.Generally, a wireless power supply uses a method of supplying a power to form a magnetic field and utilizing an induced electromotive force generated by a change in a magnetic field.

도 5는 교류전력을 사용하는 일반적인 무선 전력공급장치에 사용하는 E형 전력공급장치(10)를 나타낸 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view showing an E-type power supply apparatus 10 used in a general wireless power supply apparatus using AC power.

외부전원으로부터 전력공급부(12)에 교류전력이 공급되면, 전자기유도에 의해 자기장형성부(E)가 나란히 배열되어 형성되는 E형 급전코어(11)에 자기장이 발생한다. 그러나, E형 급전코어(11)는 그 구조상 자기장의 발생범위가 넓고, MPL(magnetic pass length) 즉, E형 급전코어(11)에서 발생한 자기장이 집속되어 지나는 경로가 길다. 따라서, 교류전력이 가해짐에 따라 자기장형성부(E)에서 주기적으로 자기장 방향이 변하고, 이에 따라 자기장형성부(E)의 자극방향 정렬이 주기적으로 변화함으로 인해 발생하는 히스테리시스 손실이 MPL이 길어짐에 따라 커지기 때문에 무전 전력공급장치 전체의 효율이 저하된다. 또한, E형 전력공급장치(10)는 구조적으로 부피가 크기 때문에 공간효율과 제작비 측면에서도 불리하다.When AC power is supplied from the external power source to the power supply unit 12, a magnetic field is generated in the E-type power supply core 11 formed by arranging the magnetic field forming units E side by side by electromagnetic induction. However, due to the structure of the E-type power supply core 11, the range of the magnetic field is wide and the path through which the magnetic field generated by the MPL (magnetic pass length), that is, the E- Therefore, as the AC power is applied, the direction of the magnetic field changes periodically in the magnetic field forming portion E, and thus the hysteresis loss caused by the periodic change in the magnetic pole alignment of the magnetic field forming portion E becomes longer The efficiency of the entire electroluminescent power supply is lowered. Also, since the E-type power supply device 10 is structurally bulky, it is disadvantageous in terms of space efficiency and production cost.

한편, 자기장의 감쇄를 줄이기 위해 자기장의 발생범위를 매우 좁히는 형태의 급전코어를 설계할 경우, 급전코어에 발생한 자기장으로부터 전자기 유도에 의해 유도기전력을 얻는 집전코어는 급전코어와 매우 가까이 위치해야 하므로, 무선 전력공급장치의 운영에 있어서 불편을 초래할 수 있다.On the other hand, in the case of designing a power feeding core in which the generation range of the magnetic field is narrowed in order to reduce the attenuation of the magnetic field, the power collecting core that obtains the induced electromotive force by electromagnetic induction from the magnetic field generated in the power feeding core, Which may cause inconvenience in the operation of the wireless power supply.

따라서, E형 급전코어(11) 보다 히스테리시스 손실을 줄이고, 집전코어에 더 큰 유도기전력을 공급할 수 있고, 급전코어와 집전코어 간 거리가 비교적 멀어도 급전코어와 집전코어 간 전력공급이 효율적으로 행해지는 급전코어 구조를 가지는 무선 전력공급장치의 설계가 필요하다.Therefore, it is possible to reduce the hysteresis loss and supply a larger induction electromotive force to the power-collecting core than the E-type power-feeding core 11, and even if the distance between the power-feeding core and the power-collecting core is relatively large, It is necessary to design a wireless power supply having a power supply core structure.

따라서, 본 발명의 실시예는, 구조가 간단하고, 자기장의 감쇄가 적으며, 집전코어와 급전코어 간 거리가 비교적 멀어도 효율적인 전력공급이 가능한 무선 전력공급장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a wireless power supply apparatus which is simple in structure, has less magnetic field attenuation, and can efficiently supply electric power even when the distance between the power collecting core and the power feeding core is relatively large.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

무선 전력공급장치의 일 실시예는, 막대형의 자기장형성부가 다수로 일정한 방향으로 정렬되어 형성되고, 정해진 폭을 두고 각각 서로 평행하게 배치되는 한 쌍으로 구비되며, 교류전력을 공급받아 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하는 급전코어; 및 적어도 일부가 상기 급전코어 중심부에 배치되어 상기 급전코어에 교류전력을 공급하는 전력공급부를 포함하는 급전선로가 구비된 것일 수 있다.In one embodiment of the wireless power supply, the rod-shaped magnetic field forming portions are formed by aligning a plurality of magnetic field forming portions in a predetermined direction, and are provided in pairs in parallel with each other with a predetermined width. A feeding core for generating a magnetic field whose direction varies periodically according to a phase change; And a power supply part including at least a part of the power supply part arranged at the center of the power supply core to supply AC power to the power supply core.

무선 전력공급장치의 일 실시예는, 상기 급전선로의 상측에 배치되되, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장이 관통하는 집전코어; 및 상기 집전코어에 수평방향으로 감기어 배치되되, 상기 한 쌍의 급전코어의 길이방향과 수직방향으로 복수로 정렬되며, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 도전부를 포함하는 집전부가 더 구비된 것일 수 있다.One embodiment of the wireless power supply apparatus includes a current collecting core disposed above the feed line, the current collecting core passing through a magnetic field generated from the power feeding core; And a conductive part which is arranged to be wound in the horizontal direction on the power collecting core and which is aligned in a plurality of directions perpendicular to the longitudinal direction of the pair of power feeding cores and in which an induced electromotive force induced by a magnetic field generated from the power feeding core flows The whole house may be more equipped.

상기 전력공급부는, 적어도 일부가 상기 한 쌍의 상기 급전코어의 상부에 배치되는 것일 수 있다.The power supply part may be arranged such that at least a part thereof is disposed on the pair of the power feeding cores.

상기 자기장형성부는, 공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 양측의 단부에 각각 형성되는 제1단면 및 제2단면 사이에서 주기적으로 방향이 변화하는 자기장이 발생하며, 자기장은 적어도 일부가 상기 제1단면, 상기 집전코어 및 상기 제2단면 사이에 형성되는 것일 수 있다.The magnetic field forming section generates a magnetic field periodically changing its direction between a first end face and a second end face respectively formed at both ends of the AC power according to the phase change of the supplied AC power, , The current collecting core, and the second end face.

상기 전력공급부는, 적어도 일부가 상기 자기장형성부의 중심부에 각각 배치되되, 복수의 상기 자기장형성부의 길이방향과 수직한 방향으로 배치되는 것일 수 있다.The power supply unit may be disposed at a central portion of the magnetic field forming portion, at least a part of the power supplying portion being disposed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the plurality of magnetic field forming portions.

상기 급전선로는 지면에 고정적으로 결합하고, 상기 집전부는 상기 급전선로의 상기 급전코어의 길이방향으로 이동가능한 것일 수 있다.The feeder line may be fixedly coupled to the ground, and the current collector may be movable in a longitudinal direction of the feed core of the feeder line.

상기 집전부는, 상기 집전코어의 단면이 요철형상으로 형성되고, 상기 도전부는 상기 집전코어에 수평한 방향으로 감기되, 한 쌍으로 구비되고 상기 급전코어의 길이방향으로 배치되는 가로부재와, 상기 가로부재의 양단에 각각 결합하는 한 쌍의 세로부재를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the current collecting portion includes a transverse member having a cross section of the current collecting core formed in a concavo-convex shape, the conductive portion being wound in a horizontal direction to the current collecting core, And a pair of longitudinal members respectively coupled to both ends of the transverse member.

상기 도전부는, 상기 집전부의 중앙부에 배치되되, 복수개로 구비되어 각각 상하로 배치되는 제1도전체; 및 한 쌍으로 구비되어 상기 집전부의 양측에 각각 배치되는 제2도전체를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the conductive portion includes: a first conductor disposed at a central portion of the current collector, the first conductor being disposed in a plurality of the plurality of the conductive portions; And a second conductor which is provided as a pair and is disposed on both sides of the current collector, respectively.

상기 제1도전체와 상기 제2도전체의 각각의 가로부재는 서로 평행하게 배치되되, 정해진 거리만큼 이격되어 배치되는 것일 수 있다.Each of the first and second conductors may be disposed parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance.

상기 전력공급부는, 상기 급전코어 상측 및 상기 집전코의 하측에 배치되는 것일 수 있다.The power supply unit may be disposed above the power supply core and below the current collector.

전술한 실시예의 무선 전력공급장치는, 그 구조상 E형 급전코어에 비해 자기장의 집속범위가 작아 전력손실을 감소시켜 무선 전력공급장치 전체의 효율을 높이고 전력손실에 따른 유지비용을 줄이는 효과가 있다. 또한, 전술한 실시예의 무선 전력공급장치는, E형 급전코어에 비해 구조적으로 부피가 작고, 간단하여 공간효율을 높일 수 있으며 제작비를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전술한 실시예의 무선 전력공급장치는, 급전코어와 집전코어 간 거리가 비교적 멀어도 급전코어와 집전코어 간 전력공급을 효율적으로 행할 수 있는 효과가 있다.The wireless power supply device of the above-described embodiment has an effect of reducing the power loss by reducing the focusing range of the magnetic field as compared with the E-type power supply core, thereby increasing the efficiency of the entire wireless power supply device and reducing the maintenance cost due to power loss. In addition, the wireless power supply device of the above-described embodiment has a smaller structure than the E-type power supply core and is simple in structure, thereby increasing the space efficiency and reducing the production cost. Further, the wireless power supply apparatus of the above-described embodiment has the effect of efficiently supplying power between the power supply core and the power collection core even if the distance between the power supply core and the power collection core is relatively large.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로의 일부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 교류전력을 사용하는 일반적인 무선 전력공급장치에 사용하는 E형 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a feed line used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing a part of a feed line used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing an E-type power supply device used in a general wireless power supply apparatus using AC power.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms specifically defined in consideration of the constitution and operation of the present invention are only for explaining the embodiments of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로(100)를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 급전선로(100)의 일부를 나타낸 정면도이다.1 is a perspective view illustrating a feeder line 100 used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a front view showing a part of a feed line 100 used in a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

무선 전력공급장치는 급전선로(100) 및 집전부(200)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 급전선로(100)에는 교류전력을 공급받아 급전코어(110)에 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하고, 집전부(200)에는 급전선로(100) 상측에 배치되어 급전코어(110)에 발생하는 자기장의 방향변화에 따라 유도기전력이 유도된다.The wireless power supply includes a feeder line (100) and a current collector (200). In one embodiment of the present invention, a magnetic field is periodically changed in accordance with the phase change of the AC power to the power feeding core 110 by receiving the AC power from the power feeding line 100, The induction electromotive force is induced in accordance with a change in the direction of the magnetic field generated in the power supply core 110.

급전선로(100)는, 외부전원(미도시)과 전기적으로 연결되어 그로부터 전력을 공급받아 자기장을 형성하는 역할을 하고, 급전코어(110)와 전력공급부(120)를 포함한다.The feed line 100 is electrically connected to an external power source (not shown) and receives power from the external power source (not shown) to form a magnetic field, and includes a power feeding core 110 and a power supply unit 120.

급전코어(110)는 막대형의 자기장형성부(130)가 복수로 정렬되어 형성되고 외부전원으로부터 전력이 공급되면 자기장을 형성한다. 이러한 자기장의 형성은 전자기 유도현상에 의해 발생하고, 자기장형성부(130)는 전력공급부(120)에 공급되는 전력에 의해 자기장이 유도되는 부위이다. 이때, 급전코어(110)는 한 쌍으로 구비되고 각각의 급전코어(110)는 정해진 폭을 두고 각각 서로 평행하게 배치된다.The power supply core 110 is formed by arranging a plurality of rod-shaped magnetic field forming portions 130 and generates a magnetic field when power is supplied from an external power source. The magnetic field is generated by the electromagnetic induction phenomenon, and the magnetic field forming unit 130 is a region where the magnetic field is induced by the electric power supplied to the power supply unit 120. At this time, the power supply cores 110 are provided in a pair, and each of the power supply cores 110 are arranged parallel to each other with a predetermined width.

자기장형성부(130)는 정면으로 보았을 경우 전체적으로 일정한 길이를 가지는 막대형의 형상으로 구비되고, 양측의 단부는 자기장이 발생하는 제1단면(131)과 제2단면(132)을 각각 형성한다.The magnetic field forming unit 130 is formed in a rod-like shape having a uniform overall length when viewed from the front, and both end portions form a first end face 131 and a second end face 132, respectively, from which a magnetic field is generated.

한편, 도 1에서는 자기장형성부(130)의 단면이 사각형으로 도시되었으나, 이는 일 실시예에 불과하고, 그 단면은 필요에 따라 원형, 타원형, 다각형 기타 다양한 형상으로 형성될 수 있다.In FIG. 1, the cross section of the magnetic field forming unit 130 is shown as a quadrangle. However, the cross section of the magnetic field forming unit 130 may be circular, elliptical, polygonal, or other shapes as required.

자기장형성부(130)는 급전선로(100)에서 복수로 구비되고 각각의 자기장형성부(130)는 전력공급부(120)의 제1부재(121)의 길이방향으로 일렬로 정렬되어 급전코어(110)를 형성하고, 급전코어(110)는 제1부재(121)를 다소 넓게 감싸는 형태의 자기장을 형성한다.The magnetic field forming units 130 are provided in the feed line 100 and the magnetic field forming units 130 are aligned in the longitudinal direction of the first member 121 of the power supplying unit 120, And the power supply core 110 forms a magnetic field that covers the first member 121 in a somewhat wide manner.

제1단면(131)과 제2단면(132)은 자기장형성부(130)의 양측 단부를 형성하는 각각의 면이고, 전력이 공급되어 자기장이 발생하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 주로 제1단면(131)과 제2단면(132)에서 자기장이 형성되고, 자기장을 시각적으로 표현한 자기력선은 주로 제1단면(131)과 제2단면(132)에 수직한 방향으로 형성된다.The first end face 131 and the second end face 132 are the respective faces forming both side ends of the magnetic field forming portion 130. When a magnetic field is generated by supplying electric power, A magnetic field is formed in the first end face 131 and the second end face 132 and the magnetic force lines visually expressing the magnetic field are formed mainly in the direction perpendicular to the first end face 131 and the second end face 132.

이때, 제1부재(121)는 급전코어(110)의 상측에 배치되고, 자기장은 집전코어(220)에 의해 당겨지는 효과가 발생하므로 제1단면(131) 및 제2단면(132)에서 발생하는 자기장은 급전코어(110)와 집전코어(220)가 위치하는 자기장형성부(130)의 상측 부위에 주로 강하게 형성된다. 따라서, 자기장형성부(130)가 지면에 수평인 방향으로 배치되어도, 자기장형성부(130)의 하측에는 자기장이 약하고 자기장형성부의 상측에 자기장이 강하게 형성되어, 자기장의 큰 분산이 없으므로 급전코어(110)는 집전코어(220)에 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.At this time, the first member 121 is disposed on the upper side of the power supply core 110, and the magnetic field is pulled by the current collecting core 220, so that the first member 121 is generated on the first end face 131 and the second end face 132 The magnetic field is formed mainly on the upper portion of the magnetic field forming portion 130 where the power feeding core 110 and the power collecting core 220 are located. Therefore, even if the magnetic field forming portion 130 is arranged in the horizontal direction on the paper surface, since the magnetic field is weak and the magnetic field is strongly formed on the upper side of the magnetic field forming portion below the magnetic field forming portion 130, 110 can efficiently supply power to the power collection core 220. [

한편, 자기장의 방향은 전류가 흐르는 방향에 따라 달라지는데, 공급되는 전력이 교류인 경우 전류의 방향이 주기적으로 바뀌게 되므로 이에 따라 자기장의 방향도 주기적으로 변화한다.On the other hand, the direction of the magnetic field differs depending on the direction in which the current flows. When the supplied power is AC, the direction of the current periodically changes. Accordingly, the direction of the magnetic field periodically changes.

한편, 급전코어(110)에서 형성되는 자기장은 적어도 일부가 제1단면(131), 집전코어(220) 및 제2단면(132) 사이에 걸쳐 형성되어 집전코어(220)에 형성되는 자기장에 의해 도전부(210)에 유도기전력이 발생하게 된다.The magnetic field formed in the power supply core 110 is formed at least partially between the first end face 131, the current collector core 220 and the second end face 132 by a magnetic field formed in the current collector core 220 An induced electromotive force is generated in the conductive portion 210.

본 발명의 일 실시예에서는 자기장형성부(130)에 교류전력이 공급되고, 공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 제1단면(131) 및 제2단면(132) 사이에서 주기적으로 방향이 변화한다. 이러한 자기장의 방향변화는 자속밀도의 변화를 가져오게 되고, 자속밀도의 변화에 의해 집전부(200)에는 유도기전력이 발생하며, 유도기전력의 발생에 의해 전력이 부하에 무선으로 공급될 수 있다.In one embodiment of the present invention, AC power is supplied to the magnetic field forming unit 130, and the direction changes periodically between the first end face 131 and the second end face 132 in accordance with the phase change of the supplied AC power . Such a change in the direction of the magnetic field causes a change in the magnetic flux density, and an induced electromotive force is generated in the current collector 200 due to the change in the magnetic flux density, and power can be supplied to the load wirelessly by generating the induced electromotive force.

제1단면(131)과 제2단면(132)에 수직한 방향으로 발생하는 자기장은 집전부(200)의 집전코어(220)에 자기장을 형성하고, 이로 인해 도전부(210)에 유도기전력이 발생하며, 유도기전력은 도전부(210)와 전기적으로 연결된 부하에 공급되거나, 도전부(210)와 전기적으로 연결된 배터리에 충전된다. 한편, 도전부(210)가 배터리와 연결되는 경우 도전부(210)에 발생하는 유도기전력이 교류인 경우 배터리에 전력을 충전하기 위해서는 교류전력을 직류전력으로 변환해야 하므로 도전부(210)와 배터리 사이에 정류기를 전기적으로 연결하여 사용할 수도 있다.The magnetic field generated in the direction perpendicular to the first end face 131 and the second end face 132 forms a magnetic field in the current collector core 220 of the current collector 200 and thereby induction electromotive force And the induced electromotive force is supplied to a load electrically connected to the conductive part 210 or charged to a battery electrically connected to the conductive part 210. [ In the case where the conductive part 210 is connected to the battery, if the induced electromotive force generated in the conductive part 210 is AC, in order to charge the battery, AC power must be converted into DC power, And a rectifier may be electrically connected between them.

한편, 자기장형성부(130)는 전력을 공급받아 유도자기장을 형성하는 재질로 형성된다. 예를 들어, 전자기유도 현상에 의해 전력을 공급받아 자기장을 용이하게 형성하는 페라이트 재질을 자기장형성부(130)의 재료로 사용하는 것이 적절하다.On the other hand, the magnetic field forming unit 130 is formed of a material forming an induction magnetic field by receiving electric power. For example, it is appropriate to use ferrite material, which is supplied with electric power by electromagnetic induction and easily forms a magnetic field, as a material of the magnetic field forming portion 130.

전력공급부(120)는 외부전원과 전기적으로 연결되어 급전코어(110)에 자기장을 형성하기 위한 전력을 공급하는 역할을 하고, 적어도 일부가 상기 한 쌍의 상기 급전코어(110)의 상부에 배치된다.The power supply unit 120 is electrically connected to an external power supply to supply electric power for forming a magnetic field to the power supply core 110 and at least a part of the power supply unit 120 is disposed on the pair of the power supply cores 110 .

전력공급부(120)는 일 실시예로서, 제1부재(121)와 제2부재(122)를 포함할 수 있다.The power supply unit 120 may include a first member 121 and a second member 122 as one embodiment.

제1부재(121)는 한 쌍으로 구비되고 각각의 제1부재(121)는 한 쌍의 급전코어(110) 각각의 길이방향으로 배치된다. 구체적으로, 자기장형성부(130)가 제1부재(121)를 중심으로 복수로 정렬되되, 제1단면(131) 및 제2단면(132)이 수직방향을 향하도록 배치된다. 따라서, 자기장형성부(130)가 복수로 정렬되어 형성되는 한 쌍의 급전코어(110)가 서로 평행하게 배치되므로 한 쌍의 제1부재(121)도 서로 평행하게 배치된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 자기장형성부(130)가 정렬된 급전코어(110)의 축방향과 제1부재(121)의 길이방향이 일치하도록 배치된다.The first members 121 are provided in a pair, and each of the first members 121 is disposed in the longitudinal direction of each of the pair of feed cores 110. Specifically, a plurality of magnetic field forming portions 130 are arranged around the first member 121, and the first end face 131 and the second end face 132 are arranged to face the vertical direction. Accordingly, a pair of the feed cores 110, which are formed by arranging a plurality of the magnetic field forming portions 130, are arranged parallel to each other, so that the pair of first members 121 are also arranged in parallel with each other. Accordingly, in one embodiment of the present invention, the plurality of magnetic field forming portions 130 are arranged so that the axial direction of the aligned power feeding core 110 and the longitudinal direction of the first member 121 coincide with each other.

제2부재(122)는 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍의 제1부재(121) 각각의 양단을 연결하는 역할을 한다. 한 쌍의 제1부재(121)와 한 쌍의 제2부재(122)가 서로 연결되어 전력공급부(120)를 구성하고, 전력공급부(120)는 외부전원으로부터 전력을 공급받고, 한 쌍의 제1부재(121)에 배치되는 한 쌍의 급전코어(110)에 전력이 공급되면 유도자기장이 발생한다.The second members 122 are provided as a pair, and serve to connect both ends of each of the pair of first members 121. [ A pair of first members 121 and a pair of second members 122 are connected to each other to constitute a power supply unit 120. The power supply unit 120 receives power from an external power supply, When an electric power is supplied to a pair of power feeding cores 110 disposed in the one member 121, an induced magnetic field is generated.

한편, 전력공급부(120)는 도 1 내지 도 4에서 제1부재(121)와 제2부재(122)가 일체화 된 형태로 도시하였으나, 반드시 일체화된 형태로 구성되는 것은 아니다. 전자기유도 현상을 이용하는 발전기 등의 경우와 마찬가지로, 전력공급부(120)는 코일이 감긴 형태로 구성할 수도 있고, 이 경우 전력공급부(120)는 한 쌍의 급전코어(120)에 걸쳐 다수회 감긴 코일 다발 형태로 구성된다.1 to 4, the first member 121 and the second member 122 are integrated with each other. However, the power supply unit 120 is not necessarily formed in an integrated form. In this case, the power supply unit 120 may include a plurality of coils wound around the pair of power supply cores 120, and the power supply unit 120 may include a plurality of coils wound around the pair of power supply cores 120. In this case, It is composed of bundles.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 정면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.3 is a front view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a perspective view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

집전부(200)는, 급전선로(100) 상측에 집전부(200)와 다소의 이격간격을 두고 배치되며, 유도기전력이 발생하는 부위이고, 발생한 유도기전력은 부하, 배터리 등 전력이 사용되는 장치로 보내지며, 도전부(210)와 집전코어(220)를 포함한다.The current collector 200 is disposed above the feeder line 100 at a certain distance from the current collector 200 and is an area where an induced electromotive force is generated. And includes a conductive portion 210 and a current collecting core 220.

도전부(210)는 급전코어(110)에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 부위이고, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 도전부(210)는 집전코어(220)에 감기어 집전코어(220)에 발생하는 자기장에 의해 전자기 유도현상에 의해 기전력이 흐른다. 이때, 도전부(210)는 집전코어(220)에 수평한 방향으로 감기되, 한 쌍으로 구비되고 급전코어(110)의 길이방향으로 배치되는 가로부재(211)와, 가로부재(211)의 양단에 각각 결합하는 한 쌍의 세로부재(212)를 포함한다. 도전부(210)를 구성하는 가로부재(211)와 세로부재(212)는 기전력이 흐를 수 있는 전기전도성 재질로 형성하는 것이 적절하다.The conductive portion 210 is a portion through which an induced electromotive force induced by a magnetic field generated in the power feeding core 110 flows and includes a first conductor 210-1 and a second conductor 210-2 . Specifically, the conductive portion 210 is wound around the current collecting core 220, and an electromotive force flows due to the electromagnetic induction phenomenon due to the magnetic field generated in the current collector core 220. At this time, the conductive part 210 includes a transverse member 211 wound in a horizontal direction to the power collecting core 220 and arranged in a pair and disposed in the longitudinal direction of the power feeding core 110, And a pair of longitudinal members 212 that couple to both ends. The transverse member 211 and the longitudinal member 212 constituting the conductive portion 210 are preferably formed of an electrically conductive material through which an electromotive force can flow.

한편, 편의상 도 3 및 도 4에서는 일체화 된 형태의 가로부재(211)와 세로부재(212)로 된 도전부(210)를 도시하였으나, 반드시 일체화된 형태로 구성되는 것은 아니다. 전자기유도 현상을 이용하는 발전기 등의 경우와 마찬가지로, 도전부(210)는 코일이 감긴 구성할 수도 있고, 이 경우 도전부(210)는 집전코어(220)에 다수회 감긴 코일 다발 형태로 구성된다.For the sake of convenience, the conductive parts 210 formed of the transverse member 211 and the longitudinal member 212 are shown in FIGS. 3 and 4 as an integrated form, but they are not necessarily integrated. The conductive part 210 may be formed by winding a coil. In this case, the conductive part 210 is formed in the shape of a coil bundle wound around the current collecting core 220 a plurality of times.

제1도전체(210-1)는 집전부(200)의 중앙부에 배치되되, 복수개로 구비되어 각각 상하로 배치된다. 제1도전체(210-1)의 개수는 유도기전력의 전압, 집전부(200)의 크기 기타의 사항을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다.The first conductors 210-1 are disposed at the central portion of the current collector 200, and are provided in a plurality of positions, and are arranged vertically. The number of the first conductors 210-1 may be appropriately selected in consideration of the voltage of the induced electromotive force, the size of the current collector 200, and other factors.

제2도전체(210-2)는 집전부(200)의 양측에 각각 한 쌍으로 배치되고, 중앙부에 배치되는 제1도전체(210-1)를 사이에 두고 각각 양측에 배치된다.The second conductors 210-2 are disposed on both sides of the current collector 200 and are disposed on both sides of the first conductor 210-1 disposed at the center.

한편, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)는 각각 별도의 케이블을 사용하여 부하, 배터리 등에 연결하므로, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)는 전기적으로 절연될 필요가 있다. 따라서, 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)의 각각의 가로부재(211)는 서로 평행하게 배치되되, 소정거리 이격되어 배치하는 것이 적절하다.Meanwhile, since the first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are connected to a load, a battery, and the like using separate cables, the first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are connected to each other, It is necessary that the first electrode 210-2 is electrically insulated. Therefore, it is appropriate that the transverse members 211 of the first conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are arranged in parallel to each other, but are spaced apart from each other by a predetermined distance.

집전코어(220)는 도전부(210)가 감기는 부위이고, 정면에서 보았을 경우, 단면이 상하로 요철형상으로 형성되며, 집전코어(220)의 상하로 형성된 부위에 도전부(210)의 제1도전체(210-1)와 제2도전체(210-2)가 감긴다. 급전코어(110)에 발생하는 자기장은 급전코어(110)를 관통하게 되고, 자화된 급전코어(110)는 도전부(210)에 유도기전력을 발생시킨다. 이때, 급전선로(100)에 교류전력이 입력되면 집전코어(220)에 발생하는 자기장의 방향은 주기적으로 변화하고, 이에 따라 도전부(210)에 발생하는 유도기전력은 교류가 된다.The current collecting core 220 is a region where the conductive portion 210 is wound and has a concave-convex shape in cross-section when viewed from the front. 1 conductor 210-1 and the second conductor 210-2 are wound. The magnetic field generated in the power feeding core 110 passes through the power feeding core 110 and the magnetized power feeding core 110 generates an induced electromotive force in the conducting portion 210. At this time, when AC power is input to the feed line 100, the direction of the magnetic field generated in the current collecting core 220 periodically changes, and thus the induced electromotive force generated in the conductive portion 210 becomes AC.

또한, 집전코어(220)는 자기장이 형성되면 도전부(210)에 유도기전력을 발생시키는 재질로 형성된다. 예를 들어, 전자기유도 현상에 의해 자기장이 형성되면 주의의 도체에 용이하게 유도기전력을 발생시키는 페라이트 재질을 집전코어(220)의 재료로 사용하는 것이 적절하다.The current collecting core 220 is formed of a material that generates an induced electromotive force in the conductive part 210 when a magnetic field is formed. For example, when a magnetic field is formed by electromagnetic induction, it is appropriate to use a ferrite material that easily induces an induced electromotive force in a conductor of a caution as a material of the power collecting core 220.

한편, 급전선로(100)는 지면에 고정적으로 결합하고, 집전부(200)는 차량 등에 장착되어 급전선로(100)가 구비하는 급전코어(110)의 길이방향으로 이동가능하게 할 수 있다. 이러한 경우 무선 전력공급이 필요한 차량 등은 급전선로(100)가 설치된 부위에 정지한 상태로 전력을 공급받을 수 있을 뿐만 아니라, 차량 등이 이동하면서 계속적으로 전력을 공급받을 수도 있다.The feeder line 100 may be fixedly connected to the ground and the current collector 200 may be mounted on a vehicle or the like so as to be movable in the longitudinal direction of the feed core 110 of the feeder line 100. In this case, a vehicle or the like requiring wireless power supply can be supplied with electric power in a stationary state at a portion where the feeder line 100 is installed, and power can be continuously supplied while the vehicle or the like is moving.

본 발명에서 사용되는 막대형 자기장형성부(130)가 배열된 급전코어(110)는 E형 급전코어(11)에 비해 자기장의 형성범위가 작다. 이는 자기장형성부(130)가 구조상 크기가 비교적 작고, 자기장이 주로 형성되는 제1단면(131)과 제2단면(132)이 비교적 가까이 위치하기 때문에 제1단면(131)과 제2단면(132) 사이에서 형성되는 자기장의 공간상의 거리도 짧아지기 때문이다.The feed core 110 in which the rod-shaped magnetic field forming portion 130 is arranged has a smaller magnetic field forming range than the E-shaped feed core 11. This is because the magnetic field forming part 130 is relatively small in the structure size and the first end face 131 and the second end face 132 are relatively close to each other because the first end face 131 and the second end face 132, The distance on the space of the magnetic field formed between the magnetic field and the magnetic field is also shortened.

이러한 작은 범위에서 형성되는 자기장은 자속의 감쇄가 작다. 이는 자속의 감쇄는 자기장이 형성되는 공간상의 거리가 길수록 커지기 때문이다. 본 발명의 급전코어(110)는 자속의 감쇄가 작으므로, 다른 구조의 무선 전력공급장치에 비해, 무선 급전시의 전력손실을 줄일 수 있고, 비교적 전류 및 전압이 높은 유도기전력을 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 급전선로(100)는 다른 구조의 무선 전력공급장치에 비해, 간단한 구조를 가지므로 제작이 용이하고, 제작비용을 절약할 수 있으며, 특히 급전코어(110)의 부피가 작아 무선 전력공급장치 전체가 공간적 제약을 적게 받을 수 있는 장점이 있다.The magnetic field formed in such a small range has a small magnetic flux attenuation. This is because the attenuation of the magnetic flux increases as the distance in the space where the magnetic field is formed becomes longer. Since the power supply core 110 of the present invention has a small magnetic flux attenuation, the power loss of the wireless power supply can be reduced and the induction electromotive force of a relatively high current and voltage can be obtained . In addition, since the feed line 100 of the present invention has a simple structure as compared with the wireless power supply apparatus of another structure, it is easy to manufacture and can save manufacturing cost. Particularly, since the volume of the power supply core 110 is small, There is an advantage that the entire electric power supply apparatus can receive a small space restriction.

한편, 본 발명의 막대형 자기장형성부(130)가 배열된 급전코어(110)는 제1부재(121)를 둘러싸는 형태의 자기장형성부를 가지는 다른 급전코어 구조에 비해 자기장이 비교적 넓은 범위에서 형성된다. 따라서, 본 발명의 무선 급전장치는, 제1부재(121)를 둘러싸는 형태의 자기장형성부를 가지는 무선 급전장치가 급전코어와 집전코어 간 거리가 매우 가까운 경우에만 효율적 전력공급이 가능한 것과 달리, 급전코어(110)와 집전코어(220) 간 거리가 비교적 멀어도 자기장형성부(130)에서 형성되는 자기장이 집전코어(220)를 효과적으로 자화시키고 급전코어(110)와 집전코어(220) 간 전력공급을 효율적으로 행할 수 있다.The power feeding core 110 in which the rod-like magnetic field forming portion 130 of the present invention is arranged is formed in a relatively wide range of magnetic fields compared to other power feeding core structures having a magnetic field forming portion surrounding the first member 121 do. Therefore, in the wireless power feeding apparatus of the present invention, the wireless power feeding apparatus having the magnetic field forming unit that surrounds the first member 121 can efficiently supply electric power only when the distance between the power feeding core and the power collecting core is very close, Even if the distance between the core 110 and the current collecting core 220 is relatively large, the magnetic field formed in the magnetic field forming portion 130 effectively magnetizes the current collecting core 220 and supplies power between the power feeding core 110 and the current collecting core 220 And can be performed efficiently.

따라서, 본 발명의 무선 급전장치는 급전코어(110)와 집전코어(220) 간 거리에 크게 영향을 받지 않고, 안정적이고 높은 전압의 전력공급이 가능한 구조를 가진다.Accordingly, the wireless power supply apparatus of the present invention has a structure capable of supplying stable and high-voltage power without being greatly affected by the distance between the power feeding core 110 and the power collecting core 220.

본 발명의 실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.While only a few are described above in connection with the embodiments of the present invention, various other forms of implementation are possible. The technical contents of the embodiments described above may be combined in various forms other than the mutually incompatible technologies, and may be implemented in a new embodiment through the same.

100: 급전선로 110: 급전코어
120: 전력공급부 121: 제1부재
122: 제2부재 130: 자기장형성부
131: 제1단면 132: 제2단면
200: 집전부 210: 도전부
210-1: 제1도전체 210-2: 제2도전체
211: 가로부재 212: 세로부재
220: 집전코어100: feeder line 110: feed core
120: power supply unit 121: first member
122: second member 130: magnetic field forming part
131: first end face 132: second end face
200: collecting part 210: conductive part
210-1: first conductor 210-2: second conductor
211: transverse member 212: longitudinal member
220: current collecting core

Claims (10)

막대형의 자기장형성부가 다수로 일정한 방향으로 정렬되어 형성되고, 정해진 폭을 두고 각각 서로 평행하게 배치되는 한 쌍으로 구비되며, 교류전력을 공급받아 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하는 급전코어; 및
적어도 일부가 상기 급전코어 중심부에 배치되어 상기 급전코어에 교류전력을 공급하는 전력공급부
를 포함하는 급전선로가 구비된 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The magnetic field forming portions of the rod-shaped magnetic field forming portions are formed by aligning in a plurality of directions and are arranged in parallel with each other with a predetermined width. The direction of the magnetic field is periodically changed according to the phase change of the AC power supplied by the AC power A feed core for generating a magnetic field; And
At least a part of which is disposed at the center of the power feeding core to supply AC power to the power feeding core
And a power supply line including the power supply line. 제1항에 있어서,
상기 급전선로의 상측에 배치되되, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장이 관통하는 집전코어; 및
상기 집전코어에 수평방향으로 감기어 배치되되, 상기 한 쌍의 급전코어의 길이방향과 수직방향으로 복수로 정렬되며, 상기 급전코어로부터 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 도전부
를 포함하는 집전부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method according to claim 1,
A current collecting core disposed above the feeder line and passing a magnetic field generated from the power feeding core; And
A plurality of power feeding cores arranged in a plurality of rows in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the pair of power feeding cores, the plurality of power feeding cores being wound in a horizontal direction on the power collecting cores,
Wherein the power supply unit further comprises a current collecting unit. 제2항에 있어서,
상기 전력공급부는,
적어도 일부가 상기 한 쌍의 상기 급전코어의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.3. The method of claim 2,
The power supply unit includes:
At least a portion of which is disposed on top of said pair of said feed cores. 제3항에 있어서,
상기 자기장형성부는,
공급되는 교류전력의 위상변화에 따라 양측의 단부에 각각 형성되는 제1단면 및 제2단면 사이에서 주기적으로 방향이 변화하는 자기장이 발생하며, 자기장은 적어도 일부가 상기 제1단면, 상기 집전코어 및 상기 제2단면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method of claim 3,
The magnetic field-
A magnetic field is generated which periodically changes direction between a first end face and a second end face respectively formed at ends of both sides in accordance with the phase change of the supplied AC power and at least a part of the magnetic field is generated in the first end face, And the second end face is formed between the first end face and the second end face. 제4항에 있어서,
상기 전력공급부는,
적어도 일부가 상기 자기장형성부의 중심부에 각각 배치되되, 복수의 상기 자기장형성부의 길이방향과 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.5. The method of claim 4,
The power supply unit includes:
Wherein at least a part of each of the plurality of magnetic field forming parts is disposed in a central part of the magnetic field forming part and is arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the plurality of magnetic field forming parts. 제3항에 있어서,
상기 급전선로는 지면에 고정적으로 결합하고, 상기 집전부는 상기 급전선로의 상기 급전코어의 길이방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method of claim 3,
Wherein the feeder line is fixedly coupled to the ground and the current collector is movable in a longitudinal direction of the feed core of the feeder line. 제3항에 있어서,
상기 집전부는,
상기 집전코어의 단면이 요철형상으로 형성되고,
상기 도전부는 상기 집전코어에 수평한 방향으로 감기되, 한 쌍으로 구비되고 상기 급전코어의 길이방향으로 배치되는 가로부재와, 상기 가로부재의 양단에 각각 결합하는 한 쌍의 세로부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method of claim 3,
The current collector
The end face of the current collector is formed in a concavo-convex shape,
The conductive part includes a pair of longitudinal members wound in a horizontal direction on the power collecting core, a pair of longitudinal members arranged in the longitudinal direction of the power supply core, and a pair of longitudinal members respectively coupled to both ends of the pair of lateral members Characterized by a wireless power supply. 제7항에 있어서,
상기 도전부는,
상기 집전부의 중앙부에 배치되되, 복수개로 구비되어 각각 상하로 배치되는 제1도전체; 및
한 쌍으로 구비되어 상기 집전부의 양측에 각각 배치되는 제2도전체
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.8. The method of claim 7,
The conductive part
A first conductor disposed at a central portion of the current collecting portion, the first conductor being disposed in a plurality of layers, And
A pair of second conductors, which are provided on both sides of the current collector,
Wherein the wireless power supply comprises: 제8항에 있어서,
상기 제1도전체와 상기 제2도전체의 각각의 가로부재는 서로 평행하게 배치되되, 정해진 거리만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.9. The method of claim 8,
Wherein each of the transverse members of the first conductor and the second conductor is disposed in parallel to each other and spaced apart by a predetermined distance. 제3항에 있어서,
상기 전력공급부는,
상기 급전코어 상측 및 상기 집전코어의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.The method of claim 3,
The power supply unit includes:
And the power supply core is disposed above the power supply core and below the power collection core.
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