KR20150096862A - 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치 - Google Patents

전자기파 에너지 변환 및 저장 장치 Download PDF

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Abstract

전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 제공된다. 상기 장치는, 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함한다. 이로 인해, 전자가파로 소모되는 에너지의 재활용이 가능한 고효율의 전자기파 에너지 변환 및 저장 소자가 제공될 수 있다.

Description

전자기파 에너지 변환 및 저장 장치 {Electromagnetic Wave Energy Conversion and Storage Device}
본 발명은 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기파 에너지를 전기 에너지로 변환 및 저장하는 장치에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈로 대체 에너지를 개발하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 현재 각광받는 대체 에너지로는 원자력 에너지, 태양광 에너지, 풍력 에너지 및 조력 에너지 등이 있다. 원자력 에너지의 경우 방사능 폐기물의 처리와 원자력 발전소의 건설에 막대한 비용이 소모되는 단점이 있으며, 태양광 에너지의 경우 발전 효율이 투자 비용에 못 미치고 있으며, 풍력/조력 에너지의 경우 발전소의 설치 가능한 장소가 한정적이라는 단점이 있다.
이에 대한 대안으로, 특허 공개 공부 10-2011-0003455에서 개시된 것과 같이 전자파를 이용한 유도 발전기 등, TV, 컴퓨터 등 각종 전자 기기에서 발생하는 전자기파를 에너지원으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명의 일 기술적 과제는 고효율의 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 고신뢰성의 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함한다.
상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭되어 제공되는 것을 포함할 수 있다.
상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 타단에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 일단에 접지가 제공되는 것을 포함할 수 있다.
상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 정류부와 연결되고, 상기 저장부와 직접적으로 연결(directly connected)되지 않은 접지부를 더 포함하되, 상기 접지부는 상기 저장부에 접지를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
상기 저장부는 일단 및 타단을 갖는 커패시터를 포함하되, 상기 정류부 및 상기 접지부는, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터의 상기 일단에 접지를 제공하고, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터의 상기 타단에 접지를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 정류 회로를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 정류 회로는, 교류 전류가 입력되는 제1 노드, 상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드, 상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드, 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애소드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드, 및 상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고 접지를 제공받는 저장부를 포함한다. 이로 인해, 전자가파로 소모되는 에너지의 재활용이 가능한, 고효율 및 고신뢰성의 전자기파 에너지 변환 및 저장 소자가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
도 3a은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 추가회로의 변형 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 설명하기 위한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 충전된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 방전 시 발생시키는 전력을 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 본 발명의 기술적 구성을 설명하기 위해서 사용되었지만, 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 서로를 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성으로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2구성으로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 정류부(120), 및 저장부(130)를 포함한다.
상기 정류부(120)는 교류 전류를 정류할 수 있다. 상기 정류부(120)는 정류된 교류 전류를 상기 저장부(130)로 전달할 수 있다.
상기 교류 전류는, 전자기파가 전도성 물체에 닿아 생성된 표면 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체의 표면을 따라 흐를 수 있다. 예를 들어, 상기 교류 전류는 다양한 전자 기기(예를 들어, 컴퓨터, 냉장고, TV, 핸드폰 등)에서 발생된 전자기파가 표면 전류로 변환되어 접지로 흘러가는 전류일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 교류 전류는 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자기파가 표면 전류로 변환되어 건물의 접지로 흘러가는 전류일 수 있다.
상술된 실시 예와는 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 전자기파-전류 변환부(110)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전자기파-전류 변환부(110)는 외부로부터 입력된 전자기파를 교류 전류로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전자기파-전류 변환부(110)는 금속 판(metal sheet)을 포함할 수 있다. 상기 금속 판은 오목부 및 볼록부를 갖는 요철 형태일 수 있다.
미시적 관점에서, 상기 금속 판에 입사된 전자기파는 상기 금속 판의 표면을 타고 흐르는 교류 전류를 생성하고, 상기 교류 전류가 다시 전자기파를 발생시키고, 상기 다시 발생된 전자기파가 상기 금속 판에서 반사된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 전자기파에 의해 발생된 상기 교류 전류가 다시 전자기파로 변환되기 전에, 상기 전자기파에 의해 발생된 상기 교류 전류를 상기 정류부(120)로 전달 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 전자기파가 변환되어 생성된 상기 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
외부로부터 전자기파가 수신될 수 있다.(S110) 상기 전자기파는 각종 전자 기기에서 발생된 것을 포함할 수 있다. 상기 전자기파는 교류 전류로 변환 될 수 있다.(S120) 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전자기파는 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전자기파-전류 변환부(110)에 의해 교류 전류로 변환될 수 있다. 상기 교류 전류가 정류될 수 있다.(S130) 상기 정류된 교류 전류가 도 1을 참조하여 설명된 상기 저장부(130)에 저장될 수 있다.(S140)
도 3a은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 정류부를 구성하는 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124), 및 상기 다이오드들(121, 122, 123, 124)과 연결되고 저장부를 구성하는 커패시터(132)를 포함할 수 있다.
교류전류 출력부(112)는 전자기파를 교류 전류로 변환하여 제1 노드(N1)로 출력한다. 상기 교류전류 출력부(112)는 도 1을 참조하여 설명된 전자기파-전류 변환부(110)일 수 있다. 이와는 달리, 상기 교류전류 출력부(112)는 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 출력하는 각종 전자 기기일 수 있다.
상기 제1 다이오드(121)의 캐소드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(122)의 애노드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(122)의 캐소드는 상기 커패시터(132)의 일단(132a)에 연결될 수 있다. 상기 제1 다이오드(121)의 애노드는 상기 커패시터(132b)의 타단(132b)에 연결될 수 있다.
상기 제3 다이오드(123)의 애노드는 상기 제1 다이오드(121)의 상기 애노드와 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(123)의 캐소드는 접지부(142)와 연결되어, 상기 제3 다이오드(123)의 상기 캐소드에 접지가 제공될 수 있다.
상기 제4 다이오드(124)의 캐소드는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)과 연결될 수 있다. 상기 제4 다이오드(124)의 애노드는 상기 접지부(142)와 연결되어, 상기 제4 다이오드(124)의 상기 애노드에 접지가 제공될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)은 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하여, 상기 커패시터(132)로 전달할 수 있다. 상기 커패시터(132)는 상기 정류된 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
구체적으로, 상기 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류 중 (+) 극성을 갖는 교류 전류는 상기 제2 다이오드(122)를 통과하여 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 저장되고, 상기 커패시터(132)에 (+) 극성을 갖는 교류 전류가 저장되는 동안 상기 제3 다이오드(123) 및 상기 접지부(142)는 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공할 수 있다.
상기 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류 중 (-) 극성을 갖는 교류 전류는 상기 제1 다이오드(121)을 통과하여 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 저장되고, 상기 커패시터(132)에 (-)극성을 갖는 교류 전류가 저장되는 동안 상기 제4 다이오드(124) 및 상기 접지부(142)는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(121~124) 및 상기 접지부(142)는, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공되고, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b) 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭(switching)되어 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지가 제공될 수 있다.
상기 접지부(142)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상기 접지부(142)는 상기 정류부를 구성하는 상기 제3 및 제4 다이오드들(123, 124)와 직접적으로(directly) 연결되고, 상기 저장부(132)와 직접적으로 연결되지 않을 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(142)는 상기 건물의 접지봉일 수 있다. 이 경우, 상기 접지봉의 질량이 증가할수록, 상기 커패시터(132)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다. 또한, 상기 접지봉의 체적이 증가할수록, 상기 커패시터(132)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다. 또한 상기 접지봉의 전기 전도도가 증가할수록, 상기 커패시터(132)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다.
다른 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 가정용 전자 기기(예를 들어, 냉장고, 컴퓨터, 세탁기 등)에서 발생된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(142)는 콘센트 접지일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 휴대용 전자 기기(예를 들어, 핸드폰, MP3 플레이어 등)에서 발생된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(142)는 가상 접지 또는 중성선 접지 일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 접지부(142)를 더 포함할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 도 3a를 참조하여 설명된 교류전류 출력부(122), 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124), 커패시터(132), 및 접지부(142)가 제공된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b)과 연결된 추가 회로(150)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 전기 접점 스위치 일 수 있다. 이 경우, 상기 커패시터(132)의 양단들(132a, 132b)에 저장된 전기 에너지가 일정 수준이상 충전 되는 경우, 상기 전기 접점 스위치가 닫혀 방전 될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 과 충전으로부터 보호될 수 있다.
상술된 실시 예와는 달리, 상기 추가 회로(150)는 증폭 회로 일 수 있다. 이 경우, 상기 증폭 회로는 상기 커패시터(132)의 상기 양단들(132a, 132b)에 저장된 전기 에너지를 증폭하여 다른 장치로 제공할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 상기 전기 접점 스위치와 상기 증폭 회로를 모두 포함할 수 있다.
도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 추가회로의 변형 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3c를 참조하면, 도 3a를 참조하여 설명된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터(132)의 양단에 추가회로(150b)가 연결된다. 상기 추가 회로(150b)는 타이머(T) 및 전력 전달 소자(ED)를 포함할 수 있다. 상기 추가 회로(150b)의 상기 타이머(T) 및 전력 전달 소자(ED)에 의해, 기준 시간이 경과할 때마다, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지가 다른 기기로 전달될 수 있다. 예를 들어, 매 10초가 경과 시 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 전기를 필요로 하는 다른 장치(예를 들어, TV, 냉장고 등)로 전달될 수 있다. 이와는 달리, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 상기 기준 시간마다 전력 저장 설비로 전달될 수 있다. 상기 기준 시간은 전자기파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 도 3a를 참조하여 설명된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터(132)의 양단에 추가회로(150c)가 연결된다. 상기 추가 회로(150c)는 스위치(S) 및 전력 전달 소자(ED)를 포함할 수 있다. 상기 스위치(S)는 전기 접점 스위치 일 수 있다. 상기 전기 접점 스위치는 진공관 내에 배치될 수 있다. 상기 스위치(S)는 상기 커패시터(132)의 양단들(132a, 132b)에 연결되어, 상기 커패시터(132)에 저장된 전압이 기준 전압 이상이 되면, 닫힐 수 있다. 상기 스위치(S)가 닫히는 경우, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는, 상기 전력 전달 소자(ED)에 의해, 전기를 필요로 하는 다른 장치(예를 들어, TV, 냉장고 등)로 전달될 수 있다. 이와는 달리, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 상기 기준 시간마다 전력 저장 설비로 전달될 수 있다. 상기 기준 전압은 전자기파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 설명하기 위한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것이다.
도 4를 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 4는 도 3a를 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것으로, 실험 예 1은 접지부를 생략한 것이고, 실험 예 2는 사람의 몸을 접지부로 사용한 것이고, 실험 예 3은 콘센트 접지를 접지부로 활용한 것이고, 실험 예 4는 가상 접지를 접지부로 활용한 것이다. 그리고, 데스크 탑 본체에서 발생되는 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위 차이, 및 최초 충전 속도를 측정하였다.
실험 예 1에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차는 약 5.8~6.8 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도는 약 0.02 [V/S]로 측정되었다.
실험 예 2에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차는 약 35.28 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도 약 0.5 [V/S]로 측정되었다.
실험 예 3에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차는 약 108.4 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도는 약 2.27 [V/S]로 측정되었다.
실험 예 4에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이이 최대 전위차는 약 99.6 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도는 약 1.26 [V/S]로 측정되었다.
상술된 실험 예 1 내지 실험 예 4에서 알 수 있듯이, 커패시터에 접지를 제공하는 접지부의 종류에 따라서 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차가 조절되는 것을 알 수 있다. 또한, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부의 최대 전위차가 클수록, 커패시터에 저장되는 최초 충전 속도가 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 커패시터에 접지를 제공하는 접지부의 종류에 따라서, 커패시터에 저장되는 전기 에너지의 충전 속도가 조절될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 5를 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 3은 도 3a을 참조하여 설명한 회로도에서 접지부를 콘센트의 접지를 사용한 것이고, 비교 예 1 내지 비교 예 3은 도 3a을 참조하여 설명한 회로도에서 접지부를 가상접지로 사용한 것이다.
실험 예 1 및 비교 예 1은 전력 소비량이 400[W]인 컴퓨터에서 발생된 전자기파가 변환된 교류 전류가 정류되어 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 나타낸 것이고, 실험 예 2 및 비교 예 2는 전력 소비량이 1050[W]인 전자레인지에서 발생된 전자기파가 변환된 교류 전류가 정류되어 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 나타낸 것이고, 실험 예 3 및 비교 예 3은 전력 소비량이 100[W]인 TV에서 발생된 전자기파가 변환된 교류 전류가 정류되어 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 나타낸 것이다.
실험 예 1 및 비교 예 1에서 초기 충전 속도는 각각 2.27[V/S], 및 1.26[V/S]로 측정되었다. 실험 예 2 및 비교 예 2에서 초기 충전 속도는 각각 0.95[V/S], 및 0.75[V/S]로 측정되었다. 실험 예 3 및 비교 예 3에서 초기 충전 속도는 각각 1.2 [V/S], 및 0.9[V/S]로 측정되었다. 상술된 실험 예들 및 비교 예들에서 접지부를 콘센트 접지로 사용한 것이, 가상접지를 사용하는 것보다 초기 충전 속도가 빠른 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 충전된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 방전 시 발생시키는 전력을 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 6을 참조하면, 도 5를 참조하여 설명된 실험 예 1 내지 실험 예 3 및 비교 예 1 내지 비교 예 3에서 전력을 측정하였다.
실험 예 1 및 비교 예 1에서 전력은 각각 61[W], 및 33.7[W]로 측정되었다. 실험 예 2 및 비교 예 2에서 전력은 각각 24.3[W], 및 19.5[W]로 측정되었다. 실험 예 3 및 비교 예 3에서 전력은 각각 20 [W], 및 13.7[W]로 측정되었다. 상술된 실험 예들 및 비교 예들에서 접지부를 콘센트 접지로 사용한 것이, 가상접지를 사용하는 것보다 전력량이 큰 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
110: 전자기파-전류 변환부 120: 정류부
130: 저장부 112: 교류전류 출력부
121~124: 제1 내지 제4 다이오드
132: 커패시터 142: 접지부

Claims (6)

  1. 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부; 및
    상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고,
    상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭되어 제공되는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 타단에 접지가 제공되고,
    상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 일단에 접지가 제공되는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정류부와 연결되고, 상기 저장부와 직접적으로 연결(directly connected)되지 않은 접지부를 더 포함하되,
    상기 접지부는 상기 저장부에 접지를 제공하는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 저장부는 일단 및 타단을 갖는 커패시터를 포함하되,
    상기 정류부 및 상기 접지부는, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터의 상기 일단에 접지를 제공하고, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터의 상기 타단에 접지를 제공하는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
  6. 교류 전류가 입력되는 제1 노드;
    상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드;
    상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드;
    상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애소드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드;
    상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함하는 정류 회로.
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KR20180098014A (ko) * 2017-02-24 2018-09-03 (주)이맥이노베이션 전자파 변환 회로를 갖는 전력 공급 장치

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