KR20230090833A - 무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기 - Google Patents

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KR20230090833A
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이재홍
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Abstract

무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기에 있어서, 절연된 급전용 코일 권선이 감겨지는 제1 코일 권선 공간을 갖는 급전 코어; 상기 급전 코어와 기설정된 일정 거리 이격되어 배치되고, 절연된 집전용 코일 권선이 감겨지는 제2 코일 권선 공간을 갖는 집전 코어; 및 상기 급전 코어 및 상기 집전 코어 사이에 배치되는 절연판을 포함한다.

Description

무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기{SEMICONDUCTOR TRANSFORMER FOR WIRELESS POWER TRANSMISSION}
본 발명은 무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기에 관한 것이다.
반도체 변압기는 전력전자기술을 이용하여 기존의 철심을 이용한 전통적인 변압기를 대체하는 전력변환기기이다. 반도체 변압기는 기존의 패러데이의 법칙에 근거하는 변압기의 단점들을 보완하면서 최근 신재생 에너지원 및 스마트 그리드와 같이 전력시스템의 변화하는 환경에서 중요성이 부각되고 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 반도체 변압기이다. 도 1a의 (a)에 도시된 종래의 반도체 변압기는 멀티 레벨 AC/DC 정류기와 DC/AC 인버터로 구성되는 입력 모듈(110), 변압 모듈(120) 및 AC/DC 인버터로 구성되는 출력 모듈(130)을 포함하고 있다. 입력 모듈(110)은 22.9kV 또는 25kV의 중전압(medium voltage) 레벨의 배전 전압이 직렬로 연결되고, 출력 모듈(130)은 병렬로 연결되어 부하에 전력을 공급한다.
도 1a의 (b)에 도시된 종래의 변압 모듈(120)의 절연 경로는 25kV 중전압의 전위를 가지는 입력 모듈의 권선, 급전 코일(140)과 대지 그라운드의 전위를 가지는 출력 모듈의 권선, 집전 코일(150) 사이에서 70kV 이상의 절연 내력을 확보해야 한다. 그리고, 변압 모듈(120)의 코어도 대지 그라운드에 접지하여, 근접 코일(140)과 변압 모듈(120)의 코어 사이에도 70kV 이상의 절연 내력을 확보해야 한다.
또한, 종래의 반도체 변압기는 변압기에서 발생하는 열을 방출하기 위해 공랭 방식의 냉각을 이용하고 있다. 그러나, 종래의 반도체 변압기에서 70kV 이상의 절연 내력을 요구할 때, 절연 내력이 3kV/mm로 낮은 공기가 주위에 있으면 절연 파괴가 발생할 수 있다.
또한, 종래 변압 모듈은 절연 내력을 향상시키기 위해 절연유를 사용하고 있으나, 이는 환경 오염의 원인이 될 수 있고, 화재가 발생할 위험이 매우 높다. 한편, 종래 변압 모듈에서 절연유를 사용하지 않고 주변의 공기를 완전히 제거하기 위해 에폭시 등의 절연 물질로 변압 모듈을 몰딩하게 되면, 변압 모듈에서 발생하는 열이 제대로 방출하지 못하게 되는 어려움이 존재한다.
도 1b의 (a)에 도시된 종래의 반도체 변압기는 입력 모듈(110) 및 출력 모듈(120)로 구성되고, 변압 모듈 대신 무선 급집전 코일을 이용하고 있다. 따라서, 도 1b에 도시된 종래 반도체 변압기는 입력 모듈(110)과 출력 모듈(120)을 물리적으로 떨어뜨릴 수 있으므로, 급전 코일과 집전 코일 간의 절연 거리를 확보하기가 용이하다.
도 1b의 (b)에 도시된 무선 급집전 코일의 절연 경로를 살펴보면, 급전 코일(130)과 집전 코일(140)은 일정 거리 이격되어 코어를 공유하지 않고 있다. 따라서, 도 1a에 도시된 종래의 반도체 변압기와는 다르게 급전 코일(130)과 변압 모듈의 코어 간의 절연을 할 필요가 없어진다. 반면, 급전 코일(130)과 집전 코일(140) 간에는 여전히 70kV 이상의 절연 내력을 확보해야 한다.
그러나, 도 1b에 도시된 종래 반도체 변압기는 급전 코일(130)과 집전 코일(140)간의 절연 거리를 충분히 확보하기가 용이하지 않다.
한국공개특허공보 제10-2021-0149197호 (2021. 12. 8. 공개) 한국공개특허공보 제10-2018-0052026호 (2018. 5. 17. 공개)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무선 급집전 코일을 이용하여 70kV 이상의 절연 내력을 확보할 수 있는 무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기를 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기에 있어서, 절연된 급전용 코일 권선이 감겨지는 제1 코일 권선 공간을 갖는 급전 코어; 상기 급전 코어와 기설정된 일정 거리 이격되어 배치되고, 절연된 집전용 코일 권선이 감겨지는 제2 코일 권선 공간을 갖는 집전 코어; 및 상기 급전 코어 및 상기 집전 코어 사이에 배치되는 절연판을 포함하는 것인, 반도체 변압기를 제공할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 25kV 중전압 반도체 변압기에 사용되는 고주파 변압기를 무선 급집전 코일로 대체하여 70kV의 이상 절연 내력을 확보할 수 있는 반도체 변압기를 제공할 수 있다.
또한, I-코어 형태의 페라이트(ferrite) 코어를 이용하여 절연 내력을 향상시킬 수 있고, 코어 내 권선을 나선형 와인딩 방식으로 감아, 급전 코어와 집전 코어 간의 절연 거리를 충분히 확보시킬 수 있는 반도체 변압기를 제공할 수 있다.
또한, 무선 급집전 코일을 이용하여 공랭식 냉각 시스템에 적용할 수 있고, 절연유 또는 에폭시 등을 사용하지 않아도 절연 내력을 달성할 수 있으므로 경량화가 가능한 반도체 변압기를 제공할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 반도체 변압기이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 변압기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 코어 및 집전 코어를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선이 코어 내 형성되는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 내 형성된 코일 권선의 절연 효과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 중간에 다른 부재를 개재하여 연결되어 있는 경우와, 중간에 다른 소자를 사이에 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 변압기의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 반도체 변압기(200)는 급전 코어(210), 집전 코어(220) 및 절연판(230)을 포함할 수 있다.
반도체 변압기(200)는 변압 모듈 대신 무선 급집전 코일을 이용할 수 있다. 먼저, 급전 코어(210)는 절연된 급전용 코일 권선(211a)이 감겨지는 제1 코일 권선 공간(211)을 가질 수 있고, 집전 코어(220)는 절연된 집전용 코일 권선(221a)이 감겨지는 제2 코일 권선 공간(221)을 가질 수 있다.
예를 들어, 급전용 코일 권선(211a) 및 집전용 코일 권선(211b)은 예를 들어, 리츠선(litz wire)으로 제작될 수 있고, 절연을 위해 예를 들어, 테프론 피복(240)으로 감싸질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 급전용 코일 권선(211a)은 제1 코일 권선 공간(211)에 나선형 와인딩(spiral winding) 방식으로 감겨질 수 있고, 집전용 코일 권선(221a)은 제2 코일 권선 공간(221)에 나선형 와인딩 방식으로 감겨질 수 있다.
집전 코어(220)는 급전 코어(210)와 기설정된 일정 거리 이격되어 배치될 수 있고, 급전 코어(210)와 집전 코어(220) 사이에는 절연판(230)이 배치될 수 있다. 급전 코어(210)와 집전 코어(220) 사이에 배치된 절연판(230)은 급전 코어(210)와 집전 코어(220)간의 절연 내력을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 절연판(230)은 예를 들어, 25T 내지 35T, 바람직하게는 30T 두께의 아크릴판으로 제작될 수 있다.
급전 코어(210)의 전위는 입력 컨버터 모듈이 가지는 플로팅 전위(floating potential)에 접지될 수 있고, 집전 코어(220)의 전위는 대지 그라운드에 접지될 수 있다. 예를 들어, 급전 코어(210)의 코어는 입력 컨버터 모듈의 플로팅 전위에 접지될 수 있고, 집전 코어(220)의 코어는 대지 그라운드에 접지될 수 있다.
본 발명에 따른 급전 코어(210) 및 집전 코어(220)는 동일한 구조로 이루어지며 서로 대칭되게 배치될 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 급전 코어(210) 및 집전 코어(220)의 구성을 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 코어 및 집전 코어를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 3의 (a)는 급전 코어 또는 집전 코어의 사시도이고, 도 3의 (b)는 급전 코어 또는 집전 코어의 측면도이다. 즉, 도 3에 예시된 코어는 급전 코어일 수 있고, 또는 집전 코어일 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 급전 코어(300)는 I-core 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 무선 급집전 코일의 공극은 대략 3cm로 일반적인 고주파 변압 모듈에 비해 큰 편이다. 따라서, 본 발명에 따른 급전 코어(300)는 코일의 효율을 높이기 위해 I-core 형상으로 설계될 수 있다. 여기서, I-core 형상이란, 후술하는 제1 바닥부(310), 제1 연결부(350) 및 제1 덮개부(360)가 이루는 형상을 의미한다.
또한, 급전 코어(300)는 높은 효율과 절연 내력을 고려하여 페라이트 코어로 제작될 수 있다. 예를 들어, 급전 코어(300)는 외부로 발산하는 자기장을 최소화하기 위해 3개의 측면에 페라이트를 포함할 수 있다. 이 때, 한 측면은 급전용 코일 권선이 외부로 지나갈 수 있도록 개방될 수 있다.
구체적으로, 급전 코어(300)의 구성을 살펴보면, 급전 코어(300)는 제1 바닥부(310), 제1 바닥부(310)의 적어도 둘 이상의 말단에 제1 바닥부(310)의 상부 방향으로 형성된 복수의 제1 베리어부(320, 330 및 340), 제1 바닥부(310)의 중심으로부터 연장된 제1 연결부(350) 및 제1 연결부(350)를 덮는 제1 덮개부(360)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 급전 코어(300)는 제1 바닥부(310)의 말단에 상부 방향으로 형성된 3개의 제1 베리어부(320, 330 및 340)를 포함할 수 있고, 나머지 한 측면은 급전용 코일 권선이 외부로 지나갈 수 있도록 개방될 수 있다. 이 때, 3개의 제1 베리어부(320, 330 및 340)는 절연 내력을 향상시키기 위해 페라이트로 제작될 수 있다.
제1 바닥부(310) 및 복수의 제1 베리어부(320, 330 및 340)는 제1 코일 권선 공간을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 바닥부(310)에 나선형 와인딩 방식으로 감겨진 급전용 코일 권선이 배치될 수 있다.
한편, 집전 코어(300) 또한, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, I-core 형상으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 집전 코어(300)는 높은 효율과 절연 내력을 고려하여 페라이트 코어로 제작될 수 있다.
구체적으로, 집전 코어(300)의 구성을 살펴보면, 집전 코어(300)는 제2 바닥부(310), 제2 바닥부(310)의 적어도 둘 이상의 말단에 제2 바닥부(310)의 상부 방향으로 형성된 복수의 제2 베리어부(320, 330 및 340), 제2 바닥부(310)의 중심으로부터 연장된 제2 연결부(350) 및 제2 연결부(350)를 덮는 제2 덮개부(360)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 집전 코어(300) 또한, 제1 바닥부(310)의 말단에 상부 방향으로 형성된 3개의 제1 베리어부(320, 330 및 340)를 포함할 수 있고, 나머지 한 측면은 집전용 코일 권선이 외부로 지나갈 수 있도록 개방될 수 있다.
제2 바닥부(310) 및 복수의 제2 베리어부(320, 330 및 340)는 제2 코일 권선 공간을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 바닥부(310)에 나선형 와인딩 방식으로 감겨진 집전용 코일 권선이 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선이 코어 내에 형성되는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 4a를 참조하면, 코일 권선은 보빈 구조(410)로 코어 내에 고정될 수 있다.
예를 들어, 급전용 코일 권선은 보빈 구조(410)로 급전 코어 내의 제1 코일 권선 공간(420)에 고정될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 보빈 구조(410)는 나선형 틀이 형성되어 있을 수 있다.
이 때, 보빈 구조(410)는 제1 코일 권선 공간(420)에 조립이 용이하도록 4개로 분리될 수 있다. 예를 들어, 보빈 구조(410)는 제1 보빈(411), 제2 보빈(412), 제3 보빈(413) 및 제4 보빈(414)으로 분리될 수 있다.
다른 예를 들어, 집전용 코일 권선 또한 보빈 구조(410)로 집전 코어 내의 제2 코일 권선 공간(420)에 고정될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 코일 권선은 보빈 구조(410)로 코어 내에 나선형 와인딩 방식으로 감겨지도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 급전용 코일 권선(430)은 보빈 구조(410) 내에 형성된 틀을 따라 나선형 와인딩 방식으로 감겨질 수 있다. 급전용 코일 권선(430)은 절연을 위해 표면에 예를 들어, 테프론 피복(440)이 감싸질 수 있다.
다른 들어, 집전용 코일 권선(430)은 보빈 구조(410) 내에 형성된 틀을 따라 나선형 와인딩 방식으로 감겨질 수 있다. 급전용 코일 권선(430)은 절연을 위해 표면에 예를 들어, 테프론 피복(440)이 감싸질 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 코일 권선는 보빈 구조(410)로 코어 내 나선형의 모양으로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 내 형성된 코일 권선의 절연 효과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 급집전 코일(500)의 70kV 절연 시뮬레이션 결과를 확인할 수 있다.
구체적으로, 급전 코일에 70kV를 인가하였을 때, 전하로 인한 전기력이 미치는 공간(Electric field, E-field)의 세기 최대값이 공기의 절연 내력인 3kV/mm보다 낮음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 무선 급집전 코일(500) 주변에 공기가 존재하더라도 절연 파괴의 위험을 해소할 수 있다. 또한, 무선 급집전 코일(500)에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 공랭식 냉각 시스템을 적용할 수도 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 반도체 변압기
210: 급전 코어
220: 집전 코어
230: 절연판

Claims (9)

  1. 무선 전력 전송을 위한 반도체 변압기에 있어서,
    절연된 급전용 코일 권선이 감겨지는 제1 코일 권선 공간을 갖는 급전 코어;
    상기 급전 코어와 기설정된 일정 거리 이격되어 배치되고, 절연된 집전용 코일 권선이 감겨지는 제2 코일 권선 공간을 갖는 집전 코어; 및
    상기 급전 코어 및 상기 집전 코어 사이에 배치되는 절연판을 포함하는 것인, 반도체 변압기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 코어는 제1 바닥부, 상기 제1 바닥부의 적어도 둘 이상의 말단에 상기 제1 바닥부의 상부 방향으로 형성된 복수의 제1 베리어부, 상기 제1 바닥부의 중심으로부터 연장된 제1 연결부 및 상기 제1 연결부를 덮는 제1 덮개부를 포함하고,
    상기 제1 바닥부 및 상기 복수의 제1 베리어부는 상기 제1 코일 권선 공간을 형성하는 것인, 반도체 변압기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 급전용 코일 권선은 상기 제1 연결부를 기준으로 나선형 와인딩(spiral winding) 방식으로 감겨지는 것인, 반도체 변압기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 집전 코어는 제2 바닥부, 상기 제2 바닥부의 적어도 둘 이상의 말단에 상기 제2 바닥부의 상부 방향으로 형성된 복수의 제2 베리어부, 상기 제2 바닥부의 중심으로부터 연장된 제2 연결부 및 상기 제2 연결부를 덮는 제2 덮개부를 포함하고,
    상기 제2 바닥부 및 상기 복수의 제2 베리어부는 상기 제2 코일 권선 공간을 형성하는 것인, 반도체 변압기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집전용 코일 권선은 상기 제2 연결부를 기준으로 나선형 와인딩 방식으로 감겨지는 것인, 반도체 변압기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전용 코일 권선 및 상기 집전용 코일 권선은 표면에 절연을 위한 테프론 피복을 포함하는 것인, 반도체 변압기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 코어 및 상기 집전 코어는 페라이트(ferrite) 코어로 제작되는 것인, 반도체 변압기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 코어의 전위는 입력 컨버터 모듈이 가지는 플로팅 전위(floating potential)에 접지되는 것인, 반도체 변압기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 집전 코어의 전위는 대지 그라운드에 접지되는 것인, 반도체 변압기.
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KR20210149197A (ko) 2019-08-22 2021-12-08 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드 반도체 변압기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180052026A (ko) 2016-11-09 2018-05-17 지에프텍 주식회사 스마트 그리드용 양방향 반도체 변압기
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