KR20170119384A - 자기유도 전력 픽업장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 급전부로부터 자기적으로 유도된 AC 전압 및 AC 전류를 포함하는 AC 전력을 픽업하는 자기유도 전력 픽업장치에 있어서, 상기 AC 전력이 유도되는 집전코일부; 상기 집전코일부와 결합하여 공진회로를 형성하는 공진 커패시터; 및 상기 AC 전력의 AC 전류를 정류하여 출력 DC 전압 및 DC 전류를 부하측에 공급하도록 복수의 다이오드를 포함하는 정류부를 포함하고, 상기 정류부는, 상기 복수의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드에 병렬결합하고, 상기 AC 전류의 양의 주기 또는 음의 주기 중 하나의 주기에서 소정의 구간 동안 상기 AC 전류를 순환시키는 분로 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 1개의 스위치만을 이용하여 픽업코일로 순환하는 공진전류를 조절함으로써, 제어가 용이하고 부품 수를 줄여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 픽업장치의 크기, 무게 및 생산원가를 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

자기유도 전력 픽업장치{Magnetic inductive power pick-up apparatus}
본 발명은 자기유도 전력 픽업장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급전부로부터 자기적으로 유도된 AC 전력을 픽업하는 자기유도 전력 픽업장치에 있어서, 1개의 스위치만을 이용하여 픽업코일로 순환하는 공진전류를 조절함으로써, 제어가 용이하고 부품 수를 줄여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 픽업장치의 크기, 무게 및 생산원가를 저감할 수 있는 자기유도 전력 픽업장치에 관한 것이다.
최근들어 자기유도에 의한 전력전송은 다양한 산업분야에서 물리적인 접촉없이 하나의 전력 공급원으로부터 부하 측으로 전력을 결합시키는 경우에 있어서 광범위하게 이용되고 있다. 자기유도에 의한 전력전송 시스템의 일반적인 구조를 살펴보면, 교류로 통전되는 (하나 이상의) 1차 도체가 마련되고, 1차 도체를 둘러싸는 변화 자속에 유도결합하여 이 자속을 권선에 의해 전기적 에너지로 변환시키는 하나 이상의 2차 또는 픽업장치로 구성된다. 필요에 따라 이들 픽업장치는 이동이 가능하게 설계되어 1차 도체의 옆을 따라 이동하거나, 때때로 내부에 에너지 축적이 가능한 경우에 1차 도체로부터 멀리 이동할 수도 있다.
일 예로서, 이와 같은 자기유도 전력전송 시스템은 트랙을 따라 움직이는 이송대차에 적용할 수 있다. 트랙을 따라 움직이는 이송대차에 비접촉으로 전력을 전달하는 무선 전력전송장치는 기계적인 접촉이 없어서 분진이 생기지 않으며 작업속도를 빠르게 할 수 있는 장점 때문에 최근들어 반도체, LCD 제조라인 등과 같은 클린 룸 환경에서 널리 사용되고 있다.
자기유도 전력전송 시스템은 유도선로에 고주파 전류를 흘려주기 위한 1차측 인버터, 및 유도선로와 유도결합하여 전력을 전송받는 2차측 픽업장치를 포함하여 구성되며, 픽업장치는, 유도선로에서 발생되는 고주파 자속으로부터 유도 기전력을 얻는 픽업 코일과, 픽업 코일의 인덕턴스와 소정 주파수로 공진하는 공진 캐패시터와, 픽업코일에 유기된 전압을 정류하는 정류기와, 선택적으로는 그 정류된 DC 전압을 일정하게 제어하는 레귤레이터를 포함한다.
도 1에는 종래 기술에 의한 자기유도 픽업장치(특허문헌1)가 도시되어 있다.
도 1의 자기유도 픽업장치는 직렬 병렬 동조 LCL(인덕터-커패시터-인덕터) 픽업 토폴로지로서, 유도선로(L1)에서 발생되는 고주파 자속으로부터 유도 기전력을 얻는 픽업 코일(L2)과, 픽업 코일의 인덕턴스(L3)와 소정 주파수로 공진하는 공진 캐패시터(C3)와, 픽업코일에 유기된 전압을 정류하는 정류기(D1~D4)를 포함하고, 스위치(S1, S2)를 정류기의 정류 다이오드(D1, D2)와 결합하여 공진전류를 재순환시킴으로써 직류 출력전압(VDC)을 조절하는 레귤레이터 기능을 구현하였다.
그러나, 도 1에 도시된, 종래 기술에 의한 자기유도 픽업장치는, 출력을 레귤레이션하는 스위치 소자를 2개 채용하였기 때문에, 제어가 복잡하여 신뢰성이 저하되고 픽업장치의 크기, 무게 및 생산원가가 높아지는 문제가 있다.
특허문헌1 : 공개특허공보 제10-2013-0139239호 (2013.12.20.)
따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 급전부로부터 자기적으로 유도된 AC 전력을 픽업하는 자기유도 전력 픽업장치에 있어서, 1개의 스위치만을 이용하여 픽업코일로 순환하는 공진전류를 조절함으로써, 제어가 용이하고 부품 수를 줄여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 픽업장치의 크기, 무게 및 생산원가를 저감할 수 있는 자기유도 전력 픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 급전부로부터 자기적으로 유도된 AC 전압 및 AC 전류를 포함하는 AC 전력을 픽업하는 자기유도 전력 픽업장치에 있어서, 상기 AC 전력이 유도되는 집전코일부; 상기 집전코일부와 결합하여 공진회로를 형성하는 공진 커패시터; 및 상기 AC 전력의 AC 전류를 정류하여 출력 DC 전압 및 DC 전류를 부하측에 공급하도록 복수의 다이오드를 포함하는 정류부를 포함하고, 상기 정류부는, 상기 복수의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드에 병렬결합하고, 상기 AC 전류의 양의 주기 또는 음의 주기 중 하나의 주기에서 소정의 구간 동안 상기 AC 전류를 순환시키는 분로 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 상기 소정의 구간은, 상기 AC 전류의 양의 주기 및 음의 주기가 교차하는 시점에 개시되고, 위상각 α까지 유지되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 상기 위상각 α는 0° 내지 180°의 값으로 제어되고, 상기 위상각 α가 커짐에 따라 상기 AC 전압에 대한 출력 DC 전압의 비가 증가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 상기 정류부는, 4개의 다이오드를 포함하고, 상기 4개의 다이오드 중 2개의 다이오드는 공통 애노드 연결되고, 상기 4개의 다이오드 중 나머지 2개의 다이오드는 공통 캐소드 연결되는 브리지 다이오드 구성인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 상기 분로 스위치는, 상기 공통 애노드 연결된 2개의 다이오드 중 하나에 병렬 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 1개의 스위치만을 이용하여 픽업코일로 순환하는 공진전류를 조절함으로써, 제어가 용이하고 부품 수를 줄여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 픽업장치의 크기, 무게 및 생산원가를 저감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자기유도 픽업장치의 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치의 회로도.
도 3은 도 2에 도시된 자기유도 전력 픽업장치의 동작 파형도.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 도 2에 도시된 자기유도 전력 픽업장치의 동작 모드별 전류 흐름도.
도 5(a) 및 도 5(b)는 도통 위상각이 0° 또는 180°일 때 본 발명의 자기유도 전력 픽업장치의 등가 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치의 모의실험 회로도.
도 7은 도 6의 모의실험 회로에 대한 모의실험 결과를 도시한 그래프.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.
도 2는 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치의 회로 구성을 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, AC 전력이 유도되는 집전코일부(100)와, 집전코일부(100)와 결합하여 공진회로를 형성하는 공진 커패시터(C1)와, AC 전력의 AC 전류(Iac)를 정류하여 출력 DC 전압(Vdc) 및 DC 전류를 부하(300) 측에 공급하도록 복수의 다이오드를 포함하는 정류부(200)를 포함한다. 여기에서, 상기 정류부(200)는, 복수의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드에 병렬결합하고, AC 전류(Iac)의 양의 주기 또는 음의 주기 중 하나의 주기에서 소정의 구간 동안 AC 전류(Iac)를 순환시키는 분로 스위치(210)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
집전코일부(100)는, AC 전력을 전송하는 급전코일과 자기적으로 결합하여 AC 전압(Vac) 및 AC 전류(Iac)가 유기되는 구성요소로서, 집전코일부(100)의 픽업코일(L1)에 유기되는 AC 전압(Vac)을 고려하여 볼 때, 집전코일부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 등가적으로 AC 전압원과 픽업코일(L1)의 인덕턴스 L1으로 대체하여 해석할 수 있다.
공진 커패시터(C1)는, 집전코일부(100)에 직렬 결합하여 직렬 공진회로를 형성한다. 도 2에 도시된 AC 전류(Iac)가 상기 직렬 공진회로에 흐르는 공진전류에 해당하는바, 정류부(200)의 영전압 스위칭(zero-voltage switching, ZVS)이나 영전류 스위칭(zero-current switching, ZCS)에 기여한다. AC 전류(Iac)는 양의 주기 또는 음의 주기 중 하나의 주기에서 소정의 구간 동안, 분로 스위치(210)에 의하여 집전코일부(100)로 순환되거나, 그 외의 구간에서는 정류부(200)에 의하여 정류되어 출력 DC 전압(Vdc)을 형성한다.
정류부(200)는, AC 전류(Iac)를 정류하여 부하(300)로 공급하거나 순환시키는 구성으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 다이오드 및 분로 스위치(210)를 포함하여 구성된다. 정류부(200)를 구성하는 복수의 다이오드는 브리지 다이오드와 같은 형태로 구성될 수 있고, 브리지 다이오드는, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 다이오드를 포함하고, 상기 4개의 다이오드 중 2개의 다이오드는 공통 애노드 연결되고, 상기 4개의 다이오드 중 나머지 2개의 다이오드는 공통 캐소드 연결되는 구성임은 통상의 기술자에게 자명하다.
분로 스위치(210)는, AC 전류(Iac)를 집전코일부(100)로 순환시키는 구성요소로서, 이를 도통시키는 구간에 따라 집전코일부(100)로 순환되는 전류의 양을 조절하고 이에 따라 AC 전류(Iac) 및 출력 DC 전압(Vdc)의 크기를 조절할 수 있다. 분로 스위치(210)는 AC 전류(Iac)의 양의 주기 또는 음의 주기 중 어느 하나의 주기를 선택하고 해당 주기의 임의의 시점에 소정의 구간 동안 도통시킬 수 있으나, 분로 스위치(210)의 ZVS 동작을 위하여 도통 구간은 AC 전류(Iac)가 (+)에서 (-), 또는 (-)에서 (+)로 바뀌는 제로 크로스 점에서 개시하는 것이 바람직하다.
AC 전류(Iac)의 양의 주기에 분로 스위치(210)를 도통시키고자 하는 경우, 분로 스위치(210)는 정류부(200)의 제1 다이오드(D1) 또는 제4 다이오드(D4)에 병렬로 연결하고, AC 전류(Iac)의 음의 주기에 분로 스위치(210)를 도통시키고자 하는 경우, 분로 스위치(210)는 정류부(200)의 제2 다이오드(D2) 또는 제3 다이오드(D3)에 병렬로 연결한다. 그러나, 분로 스위치(210)를 제1 다이오드(D1) 또는 제2 다이오드(D2)에 연결하는 것이, 분로 스위치(210)를 구동하는 제어 전원을 절연할 필요가 없이 기준전위에 고정할 수 있다는 점에서 바람직하다.
도 2를 참조하면, 분로 스위치(210)는 AC 전류(Iac)의 음의 주기에 도통시키고 구동의 편의성을 위하여 정류부(200)의 제1 다이오드(D1)에 병렬 결합하였다. 또한, 분로 스위치(210)는 MOSFET 또는 IGBT 같은 통상적인 반도체 스위치 소자로 구현할 수 있는데, 이 때 상기 제1 다이오드(D1)는 분로 스위치(210)와 별개의 다이오드일 수 있지만, 분로 스위치(210)가 MOSFET 또는 IGBT 같은 반도체 스위치인 경우 소자의 저감을 위하여 MOSFET 또는 IGBT의 내부 역병렬 다이오드일 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치의 동작 파형이 도시되어 있고, 도 4(a) 내지 도 4(c)에는 도 3의 동작 모드에 따른, 도 2의 자기유도 전력 픽업장치의 전류 흐름이 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는 크게 3가지의 동작 모드(모드 Ⅰ~모드 Ⅲ)를 갖는다. 이하에서는 도 3의 동작 모드에 따라, 도 2의 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치에 대하여 AC 전류(Iac)가 음의 주기인 경우에 분로 스위치(210)가 도통하는 예를 도 4(a) 내지 도 4(c)에 도시된 전류 흐름도를 기초로 설명한다. AC 전류(Iac)가 양의 주기인 때 분로 스위치(210)가 도통하는 경우에 대하여서는 이하 설명을 생략한다.
모드 Ⅰ: 이 모드는 분로 스위치(210)가 턴-오프되고, 양의 주기인 AC 전류(Iac)가 정류부(200)에서 정류되어 부하(300) 측으로 공급되는 모드이다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 이 모드에서는 AC 전류(Iac)가 정류부(200)의 제1 다이오드(D1) 및 제3 다이오드(D3)를 경유하여 부하(300) 측으로 공급된다. 이 때, 정류부 입력전압(V1)은 출력 DC 전압(Vdc)과 동일하다. 또한 이 모드는 AC 전류(Iac)가 양의 주기인 구간에 대하여 유지되는데 AC 전류(Iac)가 (+)에서 (-)로 바뀌는 제로 크로스 점에서 제1 다이오드(D1) 및 제3 다이오드(D3)가 턴-오프되면서 끝나므로, ZCS가 달성된다.
모드 Ⅱ: 이 모드는 분로 스위치(210)가 턴-온되어, AC 전류(Iac)가 부하(300) 측으로 공급되지 않고 집전코일부(100)로 순환되는 모드이다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 이 모드에서는 AC 전류(Iac)가 분로 스위치(210) 및 제2 다이오드(D2)를 경유하여 집전코일부(100)로 순환된다. ZVS를 위하여 분로 스위치(210)는, 모드 Ⅰ이 끝나기 직전에 턴-온되고 위상각 α까지 도통되는 것이 바람직하다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 위상각 α가 증가함에 따라 정상상태에서 AC 전류(Iac) 및 출력 DC 전압(Vdc)의 크기가 증가하는 방향으로 변화된다(도 3의 화살표 방향 참조). 이와 같이, 위상각 α의 변화에 따라 AC 전류(Iac) 및 출력 DC 전압(Vdc)의 크기가 제어되므로, 출력 DC 전압(Vdc)은 위상각 α가 0°일 때 최소이고, 위상각 α가 180°일 때 최대값이 된다는 것을 쉽게 알 수 있다. 이 모드에서의 정류부 입력전압(V1)은 0V이다. 상술한 바와 같이 이 모드는 제1 다이오드(D1)가 도통된 상태에서 분로 스위치(210)가 턴-온되므로, ZVS가 달성된다.
모드 Ⅲ: 이 모드는 분로 스위치(210)가 턴-오프되고, 음의 주기인 AC 전류(Iac)가 정류부(200)에서 정류되어 부하(300) 측으로 공급되는 모드이다. 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 이 모드에서는 AC 전류(Iac)가 정류부(200)의 제2 다이오드(D2) 및 제4 다이오드(D4)를 경유하여 부하(300) 측으로 공급된다. 이 때, 정류부 입력전압(V1)은 출력 DC 전압(Vdc)과 크기가 동일하고 부호가 반대이다. 또한 이 모드는 AC 전류(Iac)가 음의 주기가 끝나는 시점까지 유지되는데 AC 전류(Iac)가 (-)에서 (+)로 바뀌는 제로 크로스 점에서 제2 다이오드(D2) 및 제4 다이오드(D4)가 턴-오프되면서 끝나므로, ZCS가 달성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는, 모드 Ⅱ에서 분로 스위치(210)가 도통하는 위상각 α에 따라 AC 전류(Iac) 및 출력 DC 전압(Vdc)이 제어되고, 그 때 출력 DC 전압(Vdc)은 위상각 α가 0°일 때 최소이고, 위상각 α가 180°일 때 최대값이 된다. 따라서 이하에서는 위상각 α가 0°일 때와 180°일 때에 있어서 AC 전압(Vac)에 대한 출력 DC 전압(Vdc)의 관계를 알아본다.
도 5(a) 및 도 5(b)에는 도통 위상각이 0° 또는 180°일 때, 본 발명의 자기유도 전력 픽업장치에 대한 등가 회로도가 도시되어 있다. 도 5(a)는 위상각이 0°일 때, 도 5(b)는 위상각이 180°일 때의 등가 회로도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 분로 스위치(210)의 도통 위상각이 0°일 때는 정류부(200)는 AC 전류(Iac)를 전파 정류는 브리지 다이오드와 동일한 동작을 한다. 이 때, 정류부 입력전압(V1)의 기본(fundamental) 주파수 성분의 실효치 V1.rms는 아래 수학식 1과 같이 주어지며, V1.rms는 정상상태에서 AC 전압(Vac)의 실효치 Vac.rms와 같다.
Figure pat00001
이로부터 위상각이 0°일 때의 출력 DC 전압(Vdc)은 아래 수학식 2와 같이 주어진다.
Figure pat00002
분로 스위치(210)의 도통 위상각이 0°일 경우에 대하여 수학식 2의 출력 DC 전압(Vdc)은 주어진 AC 전압(Vac)으로부터 분로 스위치(210)의 제어에 의하여 얻을 수 있는 최소값(Vdc.min)이다.
분로 스위치(210)의 도통 위상각이 180°일 때는 분로 스위치(210)가 AC 전류(Iac)의 음의 주기 동안 단락되므로, 도 5(b)에 도시된 바와 같은 등가 회로를 얻을 수 있다. 이 등가회로에 의하면, 정류부(200)는 양의 AC 전류(Iac)에 대하여 반파 정류를 하고, 음의 AC 전류(Iac)에 대하여서는 집전코일부(100)로 순환시키는 기능을 한다. 이 때, 정류부 입력전압(V1)의 기본(fundamental) 주파수 성분의 실효치 V1.rms는 아래 수학식 3과 같이 주어지며, V1.rms는 정상상태에서 AC 전압(Vac)의 실효치 Vac.rms와 같다.
Figure pat00003
이로부터 위상각이 180°일 때의 출력 DC 전압(Vdc)은 아래 수학식 4와 같이 주어진다.
Figure pat00004
분로 스위치(210)의 도통 위상각이 180°일 경우에 대하여 수학식 4의 출력 DC 전압(Vdc)은 주어진 AC 전압(Vac)으로부터 분로 스위치(210)의 제어에 의하여 얻을 수 있는 최대값(Vdc.max)이다.
앞에서 살펴본 바에 의하면, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는 분로 스위치(210)의 도통 위상각 α를 조절함으로써, 출력 DC 전압(Vdc)을 Vdc.min에서 Vdc.max 사이값으로 조절할 수 있음을 알 수 있다.
도 6에는 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치의 효과를 검증하기 위하여 모의실험을 위한 회로도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 모의실험 회로도를 시뮬레이션한 결과가 그래프로 제시되어 있다.
도 6을 참조하면, 모의실험 회로의 집전코일부(100)에는 100V의 실효치를 갖는 AC 전압(Vac)이 10kHz의 주파수로 유기된다고 가정한다. 또한, 분로 스위치(210)로는 IGBT가 제1 다이오드(D1)에 병렬로 결합하여 연결되고, 제1 다이오드(D1)는 상기 IGBT의 역병렬 다이오드가 사용된다고 가정한다. 이 때, 수학식 2와 수학식 4를 이용하면, 출력 DC 전압(Vdc)의 최소값 Vdc.min과 최대값 Vdc.max은 약 111V와 222V로 각각 구해진다. 이를 도 7에 도시된 모의실험 결과와 비교하면 그 값이 거의 일치함을 알 수 있다.
따라서, 상기한 모의실험 결과에 따르면, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는 1개의 분로 스위치(210)를 이용하여 AC 전류(Iac)의 양 또는 음의 주기 내에서 도통 위상각을 제어하여 AC 전류(Iac)를 순환시키는 것으로도 출력 DC 전압(Vdc)을 충분한 범위 내에서 레귤레이션할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자기유도 전력 픽업장치는 종래기술과 달리, AC 전류(Iac)를 순환시키는 스위치로 1개의 분로 스위치(210)만을 이용하기 때문에, 제어가 용이하고 부품 수를 줄여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 픽업장치의 크기, 무게 및 생산원가를 저감할 수 장점이 있다.
이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 집전코일부 200: 정류부
210: 분로 스위치 300: 부하
C1: 공진 커패시터 L1: 픽업코일
Vac: AC 전압 Vdc: 출력 DC 전압
Iac: AC 전류 V1: 정류부 입력전압
D1~D4: 제1 내지 제4 다이오드

Claims (5)

  1. 급전부로부터 자기적으로 유도된 AC 전압 및 AC 전류를 포함하는 AC 전력을 픽업하는 자기유도 전력 픽업장치에 있어서,
    상기 AC 전력이 유도되는 집전코일부;
    상기 집전코일부와 결합하여 공진회로를 형성하는 공진 커패시터; 및
    상기 AC 전력의 AC 전류를 정류하여 출력 DC 전압 및 DC 전류를 부하측에 공급하도록 복수의 다이오드를 포함하는 정류부를 포함하고,
    상기 정류부는, 상기 복수의 다이오드 중 어느 하나의 다이오드에 병렬결합하고, 상기 AC 전류의 양의 주기 또는 음의 주기 중 하나의 주기에서 소정의 구간 동안 상기 AC 전류를 순환시키는 분로 스위치를 포함하는 자기유도 전력 픽업장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 구간은, 상기 AC 전류의 양의 주기 및 음의 주기가 교차하는 시점에 개시되고, 위상각 α까지 유지되는 것을 특징으로 하는 자기유도 전력 픽업장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위상각 α는 0° 내지 180°의 값으로 제어되고,
    상기 위상각 α가 커짐에 따라 상기 AC 전압에 대한 출력 DC 전압의 비가 증가하는 것을 특징으로 하는 자기유도 전력 픽업장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정류부는, 4개의 다이오드를 포함하고, 상기 4개의 다이오드 중 2개의 다이오드는 공통 애노드 연결되고, 상기 4개의 다이오드 중 나머지 2개의 다이오드는 공통 캐소드 연결되는 브리지 다이오드 구성인 것을 특징으로 하는 자기유도 전력 픽업장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분로 스위치는, 상기 공통 애노드 연결된 2개의 다이오드 중 하나에 병렬 결합되는 것을 특징으로 하는 자기유도 전력 픽업장치.
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KR101890657B1 (ko) * 2017-12-28 2018-08-23 (주)그린파워 스위칭 손실을 저감하기 위한 무선전력 전송장치의 집전장치, 집전시스템 및 그 제어방법

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