KR20190055915A

KR20190055915A - 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템

Info

Publication number: KR20190055915A
Application number: KR1020170152754A
Authority: KR
Inventors: 안현석; 김영한; 윤창석; 임승옥
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2019-05-24
Also published as: WO2019098515A1; KR102327132B1; KR102504806B1; KR20210136955A

Abstract

본 발명은 이종 이상의 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 시스템은 서로 다른 복수의 에너지원에 각각 연결되며 복수의 에너지원으로부터 에너지를 입력받아 전기에너지로 변환하는 복수의 에너지 변환기, 복수의 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 수집하며 수집된 전기에너지를 설정된 전력 레벨로 합하는 전기에너지 버퍼, 전기에너지 버퍼로부터 전기에너지를 전달받아 부가가 사용 가능한 전력 레벨의 구동 전력으로 변환하는 정전압 변환기, 및 정전압 변환기로부터 구동 전력을 전달받아 저장하며 부하로 저장된 구동 전력을 제공하는 전기에너지 저장기를 포함한다.

Description

이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템{Energy harvesting system using more than two kinds of ambient energy}

본 발명은 에너지 하베스팅 시스템(energy harvesting system)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 개의 주변 에너지원만을 수집하는 것이 아닌 두 개 이상의 주변 에너지원을 이용하여 더 많은 에너지를 수집하고 해당 에너지를 기반으로 전자 장치를 동작시키는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템에 관한 것이다.

광범위한 분야에서 사물인터넷(IoT) 기술이 확산됨에 초소형/저전력의 IoT 디바이스 시장이 폭발적으로 성장할 것으로 예측되고 있다. 하지만 최근 IoT 디바이스의 배터리 교체나 전원코드 연결 등의 전원 공급 방식의 한계는 IoT 서비스 확산의 걸림돌 중의 하나이다.

IoT 디바이스 전원 공급 기술로 에너지 하베스팅 기술이 주목되고 있으며, 에너지 하베스팅과 IoT 기술의 융합을 통하여, IoT 디바이스의 무전원 구동 기술이나 배터리 사용 시간 확장 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 관련 시장의 요구도 증가하고 있다.

대표적인 에너지 하베스팅 에너지원으로는 태양광, 진동, 열, 바람 등이 있으며, 해당 에너지원을 이용하여 동작하는 기기들이 존재한다. 이러한 기존의 에너지 하베스팅 기술은 한정된 환경 내에서 한 가지의 에너지원만을 이용하기 때문에, 해당 에너지의 양이 충분치 않은 환경이면, 활용이 어렵다는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2017-0101756(2017.09.06. 공개)

따라서 본 발명의 목적은 한 가지 에너지원만을 사용하는 것이 아닌, 두 가지 이상의 주변 에너지원을 이용하여 다양한 환경에서 더 많은 에너지를 수집할 수 있는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 다른 복수의 주변 에너지원에 각각 연결되며, 상기 복수의 주변 에너지원으로부터 에너지를 입력받아 전기에너지로 변환하는 복수의 에너지 변환기; 상기 복수의 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 수집하며, 수집된 전기에너지를 설정된 전력 레벨로 합하는 전기에너지 버퍼; 상기 전기에너지 버퍼로부터 전기에너지를 전달받아 부하가 사용 가능한 전력 레벨의 구동 전력으로 변환하는 정전압 변환기; 및 상기 정전압 변환기로부터 구동 전력을 전달받아 저장하며, 부하로 저장된 구동 전력을 제공하는 전기에너지 저장기;를 포함하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 제공한다.

상기 서로 다른 복수의 주변 에너지원은 태양광, 진동, 열 및 바람으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 두 개의 주변 에너지원을 포함한다.

상기 전기에너지 버퍼는, 상기 복수의 에너지 변환기를 모두 선택적으로 복수의 버퍼 블록에 각각 연결할 수 있는 제1 스위칭부; 상기 제1 스위칭부에 의해 상기 복수의 에너지 변환기 중 연결되는 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 임시 저장하는 복수의 버퍼 블록; 및 상기 복수의 버퍼 블록을 직렬로 연결하여 상기 복수의 버퍼 블록에 수집된 전기에너지를 설정된 전기에너지 레벨로 합하여 상기 정전압 변환기로 전달하는 제2 스위칭부;를 포함한다.

상기 제1 스위칭부는 상기 복수의 에너지 변환기를 각각 상기 복수의 버퍼 블록 중 하나에 연결한다.

상기 제2 스위칭부는 상기 버퍼 블록이 상기 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 저장할 때, 상기 버퍼 블록의 한 쪽 노드를 접지에 연결한다.

상기 제2 스위칭부는 특정 버퍼 블록이 설정된 개별 전기에너지 레벨까지 전기에너지를 수집하면 해당 버퍼 블록과 에너지 변환기의 연결을 해제하고, 설정된 개별 전기에너지 레벨까지 전기에너지를 수집하지 못하면서 연결되지 않은 다른 버퍼 블록과 에너지 변환기를 연결하도록 스위칭한다.

상기 제2 스위칭부는 수집이 완료된 버퍼 블록들의 합산 전기에너지 레벨이 설정된 합산 전기에너지에 도달하면, 상기 수집이 완료된 버퍼 블록들을 직렬로 연결하여 전기에너지를 합한 후 상기 정전압 변환기로 전달한다.

본 발명은 또한, 복수의 에너지 변환기를 모두 선택적으로 복수의 버퍼 블록에 각각 연결할 수 있는 제1 스위칭부; 상기 제1 스위칭부에 의해 상기 복수의 에너지 변환기 중 연결되는 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 임시 저장하는 상기 복수의 버퍼 블록; 및 상기 복수의 버퍼 블록을 직렬로 연결하여 상기 복수의 버퍼 블록에 수집된 전기에너지를 설정된 전기에너지 레벨로 합하여 정전압 변환기로 전달하는 제2 스위칭부;를 포함하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템용 전기에너지 버퍼를 제공한다.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 시스템은 한 개의 에너지원만을 수집하는 것이 아닌 두 개 이상의 주변 에너지원을 이용하여 더 많은 에너지를 수집하고, 해당 에너지를 기반으로 전자 장치를 동작시킬 수 있다.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 시스템은 각각의 주변 에너지원으로부터 수집한 적은 전기에너지를 합하여 사용 가능한 전기에너지 레벨로 변환한다.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 시스템은 동일 환경 내에서 더 많은 주변 에너지의 수집이 가능하기 때문에, 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 동작 가능한 전자 장치의 종류를 확대할 수 있다. 이로 인해 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 시스템을 이용할 경우, 배터리 없이 주변 에너지원을 이용하여 동작 가능한 센서, 기기의 개발에 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종 이상의 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전기에너지 버퍼의 세부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 전기에너지 버퍼의 버퍼 블록들에 수집된 전기에너지를 합하는 예를 보여주는 블록도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종 이상의 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템을 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)은 한 개의 주변 에너지원만을 수집하는 것이 아닌 두 개 이상의 주변 에너지원을 이용하여 더 많은 에너지를 수집하고, 해당 에너지를 기반으로 부하(80; 전자 장치)를 동작시키는 시스템이다.

이러한 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)은 복수의 에너지 변환기(10; Energy Converter), 전기에너지 버퍼(20; Electrical Energy Buffer), 정전압 변환기(60; Constant Voltage Converter) 및 전기에너지 저장기(70; Electrical Energy Storage)를 포함한다. 복수의 에너지 변환기(10)는 서로 다른 복수의 주변 에너지원에 각각 연결되며, 복수의 주변 에너지원으로부터 에너지를 입력받아 전기에너지로 변환한다. 전기에너지 버퍼(20)는 복수의 에너지 변환기(10)로부터 전기에너지를 전달받아 수집하며, 수집된 전기에너지를 설정된 전력 레벨로 합한다. 정전압 변환기(60)는 전기에너지 버퍼(20)로부터 합한 전기에너지를 전달받아 부하(80)가 사용 가능한 전력 레벨의 구동 전력으로 변환한다. 그리고 전기에너지 저장기(70)는 정전압 변환기(60)로부터 구동 전력을 전달받아 저장하며, 부하(80)로 저장된 구동 전력을 제공한다.

여기서 서로 다른 복수의 주변 에너지원은 제1 내지 제n 주변 에너지원을 포함한다(이하 n은 2 이상의 자연수). 서로 다른 복수의 주변 에너지원은 태양광, 진동, 열, 바람이 될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.

복수의 에너지 변환기(10)는 서로 다른 복수의 주변 에너지원에 일대일로 연결되며, 각각의 주변 에너지원으로부터 에너지를 입력받아 전기에너지로 변환한다. 복수의 에너지 변환기(10)는 제1 내지 제n 에너지 변환기(11,12,13)를 포함한다. 에너지 변환기(10)가 연결된 주변 에너지원으로부터 입력받은 에너지를 전기에너지로 변환하는 것은 일반적으로 알려진 기술을 이용한다.

전기에너지 버퍼(20)는 복수의 에너지 변환기(10)에 의해 변환된 전기에너지를 일시적으로 저장하며, 커패시터와 같은 전기에너지 저장이 가능한 수동 소자를 포함한다. 전기에너지 버퍼(20)는 복수의 에너지 변환기(10)로부터 수집한 전기에너지를 합하여 설정된 전력 레벨로 변환하여 정전압 변환기(60)로 전달한다.

정전압 변환기(60)는 전기에너지 버퍼(20)에 저장된 전기에너지를 전달받아 부하(80)가 사용 가능한 전력 레벨의 구동 전력으로 변환한다.

그리고 전기에너지 저장기(70)는 부하(80)가 동작하기 위한 구동 전력을 저장하는 에너지 저장 장치로서, 예컨대 커패시터, 이차전지 등이 사용될 수 있다. 전기에너지 저장기(70)는 저장하고 있는 구동 전력을 부하(80)로 제공한다.

이와 같은 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)의 동작 원리에 대해서 설명하면 다음과 같다.

먼저 에너지 변환기(10)가 1개 이상의 주변 에너지원을 입력받아 전기에너지로 변환한다.

다음으로 에너지 변환기(10)에서 변환된 전기에너지는 전기에너지 버퍼(20)에 쌓인다. 이때 주변 환경에 따라 주변 에너지원의 종류 및 세기가 다르기 때문에, 각각의 에너지 변환기(10)에서 변환되어 전기에너지 버퍼(20)에 쌓이는 전기에너지의 양 또한 다르다. 따라서 전기에너지 버퍼(20)는 쌓인 전기에너지를 합산한다.

보통 전자 장치와 같은 부하(80)의 경우, 동작 가능한 전력 레벨(전압 및 전류 레벨)이 정해져 있기 때문에, 전기에너지 버퍼(20)에 쌓인 전기에너지를 그대로 부하(80)에 사용할 수 없다.

따라서 전기에너지 버퍼(20)에 쌓인 전기에너지는 정전압 변환기(60)로 전달되어 부하(80)가 사용할 수 있는 구동 전력, 즉 일정한 전압/전류로 변환하고, 변환한 구동 전력을 정전압 변환기(60)는 전기에너지 저장기(70)에 전달하여 저장한다.

그리고 전기에너지 저장기(70)는 정전압 변환기(60)로부터 전달받은 구동 전력을 저장하며, 저장된 구동 전력 중에서 부하(80)로 필요로 하는 구동 전력을 제공한다.

이와 같은 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)의 전기에너지 버퍼(20)에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 전기에너지 버퍼(20)의 세부 구성을 보여주는 블록도이다. 그리고 도 3은 도 2의 버퍼 블록(40)들에 수집된 전기에너지를 합하는 예를 보여주는 블록도이다.

전기에너지 버퍼(20)는 제1 스위칭부(30), 복수의 버퍼 블록(40) 및 제2 스위칭부(50)를 포함한다. 제1 스위칭부(30)는 복수의 에너지 변환기(10)를 모두 선택적으로 복수의 버퍼 블록(40)에 각각 연결할 수 있다. 복수의 버퍼 블록(40)은 제1 스위칭부(30)에 의해 복수의 에너지 변환기(10) 중 연결되는 에너지 변환기(10)로부터 전기에너지를 전달받아 임시 저장한다. 그리고 제2 스위칭부(50)는 복수의 버퍼 블록(40)을 직렬로 연결하여 복수의 버퍼 블록(40)에 수집된 전기에너지를 설정된 전기에너지 레벨로 합하여 정전압 변환기(60)로 전달한다.

여기서 EC#1, EC#2,…, EC#N은 각각 제1 내지 제n 에너지 변환기(11,12,13)에서 출력되는 전기에너지를 나타낸다.

제1 스위칭부(30)는 복수의 에너지 변환기(10)를 각각 복수의 버퍼 블록(40) 중 하나에 연결한다. 이러한 제1 스위칭부(30)는 제1-1 스위칭부(31), 제1-2 스위칭부(32), …, 제1-n 스위칭부(33)를 포함한다.

제1-1 내지 제1-n 스위칭부(31,32,33)는 각각 제1 내지 제n 에너지 변환기(11,12,13)의 개수에 대응되는 n개의 스위치들을 포함한다.

복수의 버퍼 블록(40)은 제1 내지 제n 버퍼 블록(41.42.43)을 포함한다. 제1 내지 제n 버퍼 블록(41,42,43)은 일단이 제1-1 내지 제1-n 스위치(31,32,33)에 각각 연결된다.

그리고 제2 스위칭부(50)는 제1 스위칭부(30)와 연동하여 제1 내지 제n 버퍼 블록(41,42,43)으로 전기에너지를 저장하거나, 저장된 전기에너지를 합하여 정전압 변환기(60)로 전달한다.

이러한 제2 스위칭부(50)는 제2-1 스위칭부(51), 제2-2 스위칭부(52),…, 제2-(n-1) 스위칭부(53), 제2-n 스위칭부(54)를 포함한다. 제2-1 스위칭부(51), 제2-2 스위칭부(52), …, 제2-(n-1) 스위칭부(53)는 제1 내지 제n 버퍼 블록(41,42,43) 사이에 각각 설치되고, 제2-n 스위칭부(54)는 제n 버퍼 블록(43)에 연결된다. 제2-1 스위칭부(51), 제2-2 스위칭부(52), …, 제2-(n-1) 스위칭부(53)는 각각 이웃하는 두 개의 버퍼 블록(40)에 각각 연결되는 스위치를 포함한다.

즉 제1 버퍼 블록(41)은 일단에 제1-1 스위칭부(31)가 연결되며, 타단에 제2-1 스위칭부(51)에 의해 접지 노드 및 직렬 노드 중에 하나에 연결된다.

제2 버퍼 블록(42)은 일단에 제2-1 스위칭부(51)에 의해 제1-2 스위칭부(32), 직렬 노드 및 연결 노드 중에 하나에 연결된다. 여기서 연결 노드는 정전압 변환기(60)와 연결하는 노드이다. 제2 버퍼 블록(42)은 타단에 제2-2 스위칭부(52)에 의해 접지 노드 및 직렬 노드 중에 하나에 연결된다.

그리고 제3 버퍼 블록 내지 제n 버퍼 블록(33)은 제2 버퍼 블록(42)과 같은 방식으로 연결된다. 이때 제n 버퍼 블록(43)은 일단이 제2-(n-1) 스위칭부(53)에 연결되고, 타단이 제2-n 스위칭부(54)에 연결된다.

제2 스위칭부(50)는 버퍼 블록(40)이 에너지 변환기(10)로부터 전기에너지를 전달받아 저장할 때, 버퍼 블록(40)의 타단은 접지 노드에 연결한다. 버퍼 블록(40)의 일단은 제1 스위칭부(30) 또는 제2 스위칭부(50)를 통하여 연결되는 에너지 변환기(10)로부터 전기에너지를 전달받아 저장한다.

제2 스위칭부(50)는 버퍼 블록(40)이 설정된 개별 전기에너지 레벨까지 전기에너지를 수집하면, 해당 버퍼 블록(40)과 연결된 에너지 변환기(10)의 연결을 해제한다. 즉 버퍼 블록(40)에 설정된 전기에너지의 충전이 완료되면, 제2 스위칭부(50)는 충전이 완료된 버퍼 블록(40)과 에너지 변환기(10)의 연결을 차단한다. 복수의 에너지 변환기(10)는 제1 및 제2 스위칭부(30,50)에 의해 충전되지 않은 다른 버퍼 블록(40)으로 스위칭하여 전기에너지를 저장한다.

그리고 제2 스위칭부(50)는 수집이 완료된 버퍼 블록(40)들의 합산 전기에너지 레벨이 설정된 합산 전기에너지에 도달하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 수집이 완료된 버퍼 블록(40)들을 직렬로 연결하여 전기에너지를 합한 후 정전압 변환기(60)로 전달한다. 이때 복수의 버퍼 블록(40)에 전기에너지를 설정된 레벨로 전기에너지를 쌓은 후에, 제2 스위칭부(50)가 해당 복수의 버퍼 블록(40)을 직렬로 연결할 때, 최소 한 개의 버퍼 블록(40)은 접지에 연결한다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제n 버퍼 블록(41,42,43)을 직렬로 연결할 때, 제1 버퍼 블록(41), 제2 버퍼 블록(42) 내지 제n-1 버퍼 블록의 제2-1 내지 제2-(n-1) 스위칭부(51,52,53)는 접지 노드에서 직렬 노드로 스위칭하여 연결하고, 제n 버퍼 블록(43)의 제2-n 스위칭부(54)는 접지 노드와의 연결 상태를 유지한다.

이때 합산한 전기에너지는 VB 노드를 통해 뒷단의 정전압 변환기(60)로 전달된다. 정전압 변환기(60)가 동작하기 위해서는 특정 전압 레벨 이상으로 전기에너지가 수집되어야 동작이 가능하다. 전기에너지 버퍼(20)는 적은 전기에너지가 수집된 버퍼 블록(40)들을 직렬로 연결하여, 순간 VB 전압을 정전압 변환기(60)가 동작 가능한 레벨까지 상승시켜줄 수 있으며, 이는 각각 수집된 적은 전기에너지를 원하는 전기에너지 레벨까지 올릴 수 있는 방법이다.

한편 본 실시예에서는 제1 내지 제n 버퍼 블록(41,42,43) 모두를 직렬로 전기적으로 연결하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 복수의 버퍼 블록(40) 중 일부 개수의 버퍼 블록(40)만으로 합산 전기에너지 레벨이 설정된 합산 전기에너지에 도달한다면, 해당 개수의 버퍼 블록(40)만을 선택적으로 직렬로 연결할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)은 한 개의 에너지원만을 수집하는 것이 아닌 두 개 이상의 주변 에너지원을 이용하여 더 많은 에너지를 수집하고, 해당 에너지를 기반으로 부하(80)를 동작시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)은 각각의 주변 에너지원으로부터 수집한 적은 전기에너지를 합하여 사용 가능한 전기에너지 레벨로 변환한다.

그리고 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)은 동일 환경 내에서 더 많은 주변 에너지의 수집이 가능하기 때문에, 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 동작 가능한 부하(80)의 종류를 확대할 수 있다. 이로 인해 본 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템(100)을 이용할 경우, 배터리 없이 주변 에너지원을 이용하여 동작 가능한 부하(80), 예컨대 센서, 기기의 개발에 활용할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

10 : 에너지 변환기
20 : 전기에너지 버퍼
30 : 제1 스위칭부
31,32,33 : 제1-1 내지 제1-n 단위 스위칭부
40 : 버퍼 블록
41,42,43 : 제1 내지 제n 버퍼 블록
50 : 제2 스위칭부
51,52,53,54 : 제2-1 내지 제2-n 단위 스위칭부
60 : 정전압 변환기
70 : 전기에너지 저장기
80 : 부하
100 : 에너지 하베스팅 시스템

Claims

서로 다른 복수의 주변 에너지원에 각각 연결되며, 상기 복수의 주변 에너지원으로부터 에너지를 입력받아 전기에너지로 변환하는 복수의 에너지 변환기;
상기 복수의 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 수집하며, 수집된 전기에너지를 설정된 전력 레벨로 합하는 전기에너지 버퍼;
상기 전기에너지 버퍼로부터 전기에너지를 전달받아 부하가 사용 가능한 전력 레벨의 구동 전력으로 변환하는 정전압 변환기; 및
상기 정전압 변환기로부터 구동 전력을 전달받아 저장하며, 부하로 저장된 구동 전력을 제공하는 전기에너지 저장기;
를 포함하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 서로 다른 복수의 주변 에너지원은 태양광, 진동, 열 및 바람으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 두 개의 주변 에너지원을 포함하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전기에너지 버퍼는,
상기 복수의 에너지 변환기를 모두 선택적으로 복수의 버퍼 블록에 각각 연결할 수 있는 제1 스위칭부;
상기 제1 스위칭부에 의해 상기 복수의 에너지 변환기 중 연결되는 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 임시 저장하는 복수의 버퍼 블록; 및
상기 복수의 버퍼 블록을 직렬로 연결하여 상기 복수의 버퍼 블록에 수집된 전기에너지를 설정된 전기에너지 레벨로 합하여 상기 정전압 변환기로 전달하는 제2 스위칭부;
를 포함하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 스위칭부는 상기 복수의 에너지 변환기를 각각 상기 복수의 버퍼 블록 중 하나에 연결하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 스위칭부는 상기 버퍼 블록이 상기 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 저장할 때, 상기 버퍼 블록의 한 쪽 노드를 접지에 연결시키는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제2 스위칭부는 특정 버퍼 블록이 설정된 개별 전기에너지 레벨까지 전기에너지를 수집하면 해당 버퍼 블록과 에너지 변환기의 연결을 해제하고, 설정된 개별 전기에너지 레벨까지 전기에너지를 수집하지 못하면서 연결되지 않은 다른 버퍼 블록과 에너지 변환기를 연결하도록 스위칭하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제2 스위칭부는 수집이 완료된 버퍼 블록들의 합산 전기에너지 레벨이 설정된 합산 전기에너지에 도달하면, 상기 수집이 완료된 버퍼 블록들을 직렬로 연결하여 전기에너지를 합한 후 상기 정전압 변환기로 전달하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템.
복수의 에너지 변환기를 모두 선택적으로 복수의 버퍼 블록에 각각 연결할 수 있는 제1 스위칭부;
상기 제1 스위칭부에 의해 상기 복수의 에너지 변환기 중 연결되는 에너지 변환기로부터 전기에너지를 전달받아 임시 저장하는 상기 복수의 버퍼 블록; 및
상기 복수의 버퍼 블록을 직렬로 연결하여 상기 복수의 버퍼 블록에 수집된 전기에너지를 설정된 전기에너지 레벨로 합하여 정전압 변환기로 전달하는 제2 스위칭부;
를 포함하는 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템용 전기에너지 버퍼.