WO2011126228A1 - 비접촉급전장치를 이용한 연속급전시스템 - Google Patents

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WO2011126228A1
WO2011126228A1 PCT/KR2011/002049 KR2011002049W WO2011126228A1 WO 2011126228 A1 WO2011126228 A1 WO 2011126228A1 KR 2011002049 W KR2011002049 W KR 2011002049W WO 2011126228 A1 WO2011126228 A1 WO 2011126228A1
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WO
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power
feeder
pair
cores
power receiving
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PCT/KR2011/002049
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French (fr)
Inventor
박준남
고선웅
Original Assignee
Park Jun Nam
Koh Seon Woong
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling

Definitions

  • the present invention provides a non-contact power supply system to a system having a mobile medium and a transfer line, so that power can be supplied to the mobile medium, and more particularly, a continuous power supply system capable of receiving power even when the pallet is being transferred. will be.
  • a brush is provided on a pallet and a power line of AC 220 [V] is installed along a conveying line so that the brush is supplied with power while scratching the power line while the pallet is being transferred. It has been proposed.
  • a power supply method using a non-contact power supply device in which a power supply unit is installed at a specific point of a transfer line and a power receiver unit is installed on a pallet to supply power to the pallet. In order to stop the power supply to the power supply.
  • a non-contact power supply device is a device for transferring electric power from the coil of the power supply unit to the coil of the power receiving unit by the electromagnetic induction action, the principle of the transformer is applied, but the difference between the coils of the primary side and secondary side The cores are separated from each other to transmit and receive power by changing the magnetic flux in the space.
  • the pallet which is a mobile medium, needs to be supplied with power in a stopped state at a specific position, and thus productivity decreases when a continuous process is required, such as LCD manufacturing. There was.
  • An object of the present invention is to apply a non-contact power supply system to a system having a mobile medium and a transfer line, and in particular, to provide a continuous power supply system to receive power even when the mobile medium is being transferred.
  • the present invention provides a continuous power supply system using a non-contact power supply device that transfers power between power supply units and power receivers spaced apart from each other through induction of magnetic inductance, wherein a plurality of power supply units are continuously arranged in a longitudinal direction.
  • Each feed part includes a pair of feed part cores extending in the longitudinal direction and disposed at regular intervals from each other and a feed part winding core connecting the pair of feed part cores to each other, the pair along a neighboring feed part.
  • a continuous power supply system characterized in that receiving power from the pair of feeder cores.
  • each feed section of the transfer line has a feed section control unit for outputting a voltage having a switching frequency to the feed section winding core
  • the power receiving section of the mobile medium detects the switching frequency to the power receiving section winding core
  • a power receiving unit control unit for controlling a phase of a received voltage, wherein each feeding unit of the transfer line outputs a synchronization signal output unit for outputting a synchronization signal of the switching frequency, and a synchronization signal of the switching frequency from a neighboring feeding unit;
  • a synchronizing signal input unit receiving the input signal, and the feeder control unit of each power supply unit may output a voltage of a corresponding switching frequency in accordance with the synchronizing signal received from the synchronizing signal input unit.
  • each feed section of the transfer line further comprises a rectangular feed case and a feeder printed circuit board mounted including the feeder control unit, wherein the pair of feeder cores is the inner surface of the top of the feeder case
  • the feeder printed circuit board may be fixed to and spaced apart from the pair of feeder cores by a predetermined distance in the feed case.
  • the power receiving unit of the mobile medium further includes a rectangular power receiving case and a power receiving unit printed circuit board mounted on the power receiving unit control unit, wherein the pair of power receiving unit cores has an inner surface of the lower plate of the power receiving case.
  • the power receiving part printed circuit board may be fixedly supported to be spaced apart from the pair of power receiving cores by a predetermined distance in the power receiving case.
  • the power feeding case and the power receiving case may be made of the same shape.
  • each of the cores of the feeder and the receiver may be made of ferrite or amorphous material.
  • each of the power supply unit may include a detection sensor for detecting the presence or absence of the power receiving unit, and may be switched to the operation mode from the standby mode only when the power receiving unit is detected through the detection sensor.
  • the feeder core of the non-contact power supply unit is continuously arranged along the transfer line and the power receiving unit core provided on the moving medium is provided to correspond to the feeder core to transfer the mobile medium
  • power may be transferred between the core of the feeder and the receiver.
  • a plurality of power supply units provided along a transfer line may be reliably supplied to the power receiving unit moving between the power supply units by matching the synchronization signal of the switching frequency output from each power supply unit through the synchronization signal input and output.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a power supply unit of a transfer line constituting a continuous power supply system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a power receiving unit of a pallet constituting a continuous power feeding system according to an embodiment of the present invention
  • 3 and 4 are a perspective view and a front view schematically showing the positional relationship between the power supply unit and the power receiving unit of FIG.
  • FIGS. 1 and 2 are block diagrams illustrating circuit configurations of the power supply unit and the power receiving unit of FIGS. 1 and 2.
  • a transport line (not shown) corresponding to the logistics line of the LCD (Liquid Crystal Display) and a pallet (drawings) which is a moving medium that is loaded along the transfer line by loading the LCD Not shown).
  • the transfer line is a plurality of feed units are continuously arranged along the extended line, the pallet is provided with a power receiving unit corresponding to the feed unit.
  • the feed part 100 on the side of the transfer line includes a rectangular case 110 having an accommodation space therein, and a pair of cores 121 and a winding core in the accommodation space therein.
  • the printed circuit board 130 is received and fixedly supported.
  • the pair of cores 121 are attached to the inner surface of the upper plate of the case 110.
  • Each core 121 is made of ferrite or amorphous material to have a thin rod shape, and is disposed in the longitudinal direction of the case 110 to maintain parallel to the core 121 in a horizontal direction at a predetermined distance. do.
  • the winding core 122 is a core in which the coil 137 is wound, and is disposed to cross the pair of cores 121 so that both ends are attached to each core 121.
  • the printed circuit board 130 is equipped with a control unit (see FIG. 5) including a series of elements for operating and controlling the winding core 122.
  • the power supply unit 100 generates magnetic flux through the pair of cores 121 by operating the winding core 122 by driving the control unit.
  • the power receiving unit 200 on the pallet side includes a rectangular case 210 provided at a lower end of the pallet and provided with an accommodating space therein, and a pair of accommodating spaces therein.
  • the core 221, the winding core 222, and the printed circuit board 230 are accommodated and fixedly supported.
  • the case 210 has the same shape as the case 110 of the power supply unit 100.
  • the pair of cores 221 are attached to the inner bottom surface of the case 210.
  • Each core 221 is made of a ferrite or amorphous material similar to the core (121 in FIG. 1) of the feed part 100, and has a thin rod shape, and is disposed in the longitudinal direction of the case 210 to be the core 221. It is kept parallel at a constant distance in the transverse direction of the liver.
  • the winding core 222 in which the coil 231 is wound is disposed to cross the pair of cores 221 so that both ends are attached to each core 221.
  • the printed circuit board 230 is equipped with a control unit (see FIG. 5) including a series of elements for controlling the winding core 222.
  • the power receiving unit 200 when the pallet is in place on the transfer line, the pair of cores 221 is predetermined to the pair of cores (121 in FIG. 1) side of the feeder (100 in FIG. 1). Match at intervals.
  • the magnetic flux generated from the core 121 of the power feeding part 100 passes through the core 221 of the power receiving part 200, whereby a voltage is applied to the coil of the winding core 222 of the power receiving part 200 side. Will occur.
  • the control unit of the power receiving unit 200 detects the switching frequency of the voltage fed through the winding core 222, and controls the phase of the received voltage according to the detected frequency.
  • the pair of cores 121 of the feeders 100 adjacent to each other are arranged in a line from left and right.
  • the cores 221 of the power receiving unit 200 are reciprocated to the left and right on the core 121 disposed in a plurality in a row in a state spaced apart from the core 121 of the power feeding unit 100 at a predetermined interval up and down.
  • the power receiving unit 200 may be moved from side to side along the plurality of power feeding units 100. Since the facing relationship between the cores 121 and 221 is maintained as it is, power may be supplied from the power supply unit 100 through them.
  • the mobile medium having the power receiving unit 200 may be not only the pallet but also an electric vehicle, a robot, and the like.
  • the circuit configuration of the power supply unit 100 and the power receiving unit 200 is as shown in FIG.
  • the power supply unit 100 includes a PFC circuit 131, a switching frequency and a power supply control circuit 132, switching circuit drivers 133 and 134, a PFC output protection circuit 135, a power supply switching circuit 136, and a coil ( 137, a synchronization signal input unit 138, and a synchronization signal output unit 139.
  • the PFC circuit (Power Factor Correction circuit) 131 receives an input voltage of AC and converts it into a DC voltage of 350V to 400V necessary for switching the power supply unit 100.
  • the switching frequency and feeder control circuit 132 controls the feeder 100 as a whole and generates a frequency (20 kHz to 60 kHz) necessary for switching the feeder 100, and controls phase and pulse width.
  • the switching circuit drivers 133 and 134 convert the switching frequency and the frequency output from the power supply control circuit 132 into voltages necessary for switching and output the switching frequencies.
  • the PFC output protection circuit 135 serves to protect the circuit by preventing excessive current from being supplied due to the output of the PFC circuit 131.
  • the power feeding unit switching circuit 136 is a power conversion switching circuit of the power feeding unit 100, and serves to transfer power to the power receiving unit 200.
  • the synchronization signal input unit 138 is required to receive an external switching frequency synchronization signal to synchronize the switching of the power supply unit 100.
  • the synchronizing signal output unit 139 is necessary to transfer the internal switching frequency to other external devices to match the switching synchronization.
  • the power supply unit 100 provides the synchronization signal input unit 138 at the left end of the case 110 and the synchronization signal output unit 139 at the right end of the case 110.
  • the synchronization signal of the switching frequency output between the neighboring power supply units 100 can be matched (see FIGS. 3 and 4).
  • the power supply to the power receiving unit 200 of the pallet moving between the power feeding unit 100 along the transfer line can be made to be stable.
  • the power receiver 200 includes the coil 231, the power receiver switching circuit 232, the phase detection circuit 233, the power regulation circuit 234, the switching frequency and the power receiver control circuit 235, and the FET drivers 236 and 237. ), An SMPS circuit 238, and an auxiliary power supply circuit 239.
  • the power receiving unit switching circuit 232 is a circuit for switching in order to receive the power of the power feeding unit 100 in a non-contact manner.
  • the phase detection circuit 233 is a circuit for detecting the phase of the power feeding unit 100 switching frequency to make switching synchronization of the power receiving unit 200.
  • the power regulation circuit 234 shifts the phase of the switching frequency of the power receiver 200 according to the amount of power used at the output side of the power receiver 200 so that efficient power usage can be achieved.
  • the switching frequency and power receiver control circuit 235 is a circuit for controlling the power receiver 200 as a whole, and generates a frequency (20 kHz to 60 kHz) necessary for switching on the power receiver 200, and controls phase, pulse width, and the like.
  • the switching circuit drivers FETs 236 and 237 are circuits for outputting a switching frequency and a frequency output from the power receiver control circuit 235 by a voltage necessary for switching.
  • the SMPS circuit 238 is responsible for converting the power supplied from the power receiver switching circuit 232 to a DC voltage required for the output.
  • the auxiliary power supply circuit 239 is responsible for generating a power required for the circuit of the power receiving unit 200.
  • the power supply unit 100 side is provided with a detection sensor (not shown) for detecting the presence or absence of the power receiving unit 200, the power receiving unit 200 is detected through this detection sensor
  • the power supply unit 100 may be in an operation mode, and the power supply unit 100 may be in a standby mode on the other power supply unit 100 where the power receiver 200 is not detected.

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Abstract

본 발명은 자기인덕턴스 유도를 통해 상호 이격된 급전부와 수전부 간 전력을 전달하는 비접촉급전장치를 이용한 연속급전시스템에 관한 것으로서, 다수개의 급전부가 길이방향으로 연속적으로 배열되되, 각 급전부는 상기 길이방향으로 연장되고 상호 일정 간격으로 배치되는 한 쌍의 급전부 코어와 상기 한 쌍의 급전부 코어 간을 연결하는 급전부 권선코어를 구비하여, 이웃하는 급전부를 따라 상기 한 쌍의 급전부 코어가 각기 일렬로 배치되는 이송라인과; 상기 이송라인을 따라 이송되며 상기 다수개의 급전부에 대응하여 수전부를 구비하며, 상기 수전부는 상기 길이방향으로 연장되고 상호 일정 간격으로 배치되는 한 쌍의 수전부 코어와 상기 한 쌍의 수전부 코어 간을 연결하는 수전부 권선코어를 구비하는 이동매체를 포함하며, 상기 이동매체가 상기 이송라인을 따라 이동하는 과정에서도, 상기 한 쌍의 수전부 코어는 상기 한 쌍의 급전부 코어로부터 전력을 전달받는 것을 특징으로 한다.

Description

비접촉급전장치를 이용한 연속급전시스템
본 발명은 이동매체와 이송라인을 구비한 시스템에 비접촉급전 방식을 적용하여 상기 이동매체에 급전이 가능하도록 한 것으로서, 특히 상기 파렛트가 이송 중인 경우에도 전력을 공급받을 수 있도록 한 연속급전시스템에 관한 것이다.
이송라인을 따라 이동매체, 특히 파렛트(pallet)가 이송되는 시스템에 따라서는, 특히 LCD(Liquid Crystal Display)의 물류라인에서는 이송 중인 파렛트에 전원이 마련될 필요가 있으며, 이 경우 상기 파렛트에 전원을 공급하기 위한 방법이 문제로 대두된다.
이미 제안된 방법 중 하나로서, 파렛트에 브러쉬를 마련하고 이송라인을 따라 AC 220[V]의 전원라인을 설치하여 파렛트가 이송되는 과정에서 상기 브러쉬가 전원라인을 긁고 지나가면서 전원을 공급받는 방법이 제안된 바 있다.
그러나, 이방법은 클린룸(clean room)에서 사용할 경우 분진을 발생시킨다는 문제가 있었다.
또한, 다른 방법으로서 비접촉급전장치를 이용한 전력공급 방법이 제안된 바 있는데, 이는 이송라인의 특정 개소에 급전부를 설치하고, 파렛트에 수전부를 설치하여 파렛트의 전원 공급이 필요한 경우 상기 급전부 상에 정지하여 전력공급을 받을 수 있도록 한 것이다.
일반적으로, 비접촉급전장치는 전자유도 작용에 의해 급전부의 코일로부터 수전부의 코일에 전력을 전달하는 장치로서, 여기에는 변압기의 원리가 적용되기는 하나 이와 다른 점은 1차측과 2차측의 코일과 코어가 서로 분리되어 공간의 자속변화에 의해 전력의 송수신이 이루어진다는 것이다.
그러나, 이러한 비접촉급전장치에 의한 전력공급 방식에 따르면, 이동매체인 파렛트는 이송을 멈추고 특정 위치에 정지된 상태에서 전원을 공급받아야 하기 때문에 LCD 제조와 같이 연속공정이 필요한 경우에는 생산성이 떨어진다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 이동매체와 이송라인을 구비한 시스템에 비접촉급전 방식을 적용한 것으로서, 특히 상기 이동매체가 이송 중인 경우에도 전력을 공급받을 수 있도록 한 연속급전시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자기인덕턴스 유도를 통해 상호 이격된 급전부와 수전부 간 전력을 전달하는 비접촉급전장치를 이용한 연속급전시스템에 있어서, 다수개의 급전부가 길이방향으로 연속적으로 배열되되, 각 급전부는 상기 길이방향으로 연장되고 상호 일정 간격으로 배치되는 한 쌍의 급전부 코어와 상기 한 쌍의 급전부 코어 간을 연결하는 급전부 권선코어를 구비하여, 이웃하는 급전부를 따라 상기 한 쌍의 급전부 코어가 각기 일렬로 배치되는 이송라인과; 상기 이송라인을 따라 이송되며 상기 다수개의 급전부에 대응하여 적어도 하나의 수전부를 구비하며, 상기 수전부는 상기 길이방향으로 연장되고 상호 일정 간격으로 배치되는 한 쌍의 수전부 코어와 상기 한 쌍의 수전부 코어 간을 연결하는 수전부 권선코어를 구비하는 이동매체를 포함하며, 상기 이동매체가 상기 이송라인 상에서 정지된 상태 및 상기 이송라인을 따라 이동하는 과정에서, 상기 한 쌍의 수전부 코어는 상기 한 쌍의 급전부 코어로부터 전력을 전달받는 것을 특징으로 하는 연속급전시스템을 제공한다.
여기서, 상기 이송라인의 각 급전부는 해당 급전부 권선코어에 스위칭 주파수를 갖는 전압을 출력하는 급전부 제어유닛을 구비하고, 상기 이동매체의 수전부는 상기 스위칭 주파수를 검출하여 상기 수전부 권선코어에 수신되는 전압의 위상을 제어하는 수전부 제어유닛을 구비하고, 상기 이송라인의 각 급전부는 상기 스위칭 주파수의 동기신호를 출력하는 동기신호출력유닛과, 이웃하는 급전부로부터 상기 스위칭 주파수의 동기신호를 입력받는 동기신호입력유닛을 구비하며, 각 급전부의 급전부 제어유닛은 해당 동기신호입력유닛으로부터 입력받은 동기신호에 맞추어 해당 스위칭 주파수의 전압을 출력하도록 할 수도 있다.
이때, 상기 이송라인의 각 급전부는 장방형의 급전 케이스와, 상기 급전부 제어유닛을 포함하여 탑재되는 급전부 인쇄회로기판을 더 구비하고, 상기 한 쌍의 급전부 코어는 상기 급전 케이스의 상판 내측면에 길이방향으로 부착되며, 상기 급전부 인쇄회로기판은 상기 급전 케이스의 내부에 상기 한 쌍의 급전부 코어와 소정거리 이격되게 고정 지지되도록 할 수도 있다.
그리고, 상기 이동매체의 수전부는 장방형의 수전 케이스와, 상기 수전부 제어유닛을 포함하여 탑재되는 수전부 인쇄회로기판을 더 구비하고, 상기 한 쌍의 수전부 코어는 상기 수전 케이스의 하판 내측면에 길이방향으로 부착되며, 상기 수전부 인쇄회로기판은 상기 수전 케이스의 내부에 상기 한 쌍의 수전부 코어와 소정거리 이격되게 고정 지지되도록 할 수도 있다.
한편, 상기 급전 케이스와 상기 수전 케이스는 동일 형상으로 이루어지도록 할 수도 있다.
그리고, 상기 급전부와 수전부의 각 코어는 페라이트 또는 아몰퍼스 재질로 이루어지도록 할 수도 있다.
한편, 상기 각 급전부는 상기 수전부의 유무를 감지하기 위한 감지센서를 구비하고, 상기 감지센서를 통해 상기 수전부를 감지한 경우에 한하여 대기모드에서 동작모드로 전환되도록 할 수도 있다.
상기 본 발명에 따른 연속급전시스템에 의하면, 비접촉급전장치의 급전부 코어가 이송라인을 따라 연속적으로 배열되고 이동매체에 구비된 수전부 코어가 상기 급전부 코어에 대응되게 마련됨으로써 상기 이동매체가 이송라인을 따라 이송되는 과정에서도 급전부와 수전부의 코어 간 전력 전달이 이루어질 수 있다.
특히, 이송라인을 따라 다수개로 마련되는 급전부 간에는 동기신호 입출력을 통해 각 급전부에서 출력하는 스위칭 주파수의 동기신호를 맞춤으로써 급전부 간을 이동하는 수전부에 안정적인 전력공급이 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속급전시스템을 구성하는 이송라인의 급전부를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속급전시스템을 구성하는 팔레트의 수전부를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3 및 도 4는 상기한 도 1 및 도 2의 급전부와 수전부 간 위치관계를 개략적으로 도시한 사시도 및 정면도,
도 5는 도 1 및 도 2의 급전부와 수전부의 각 회로구성을 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 연속급전시스템은, LCD(Liquid Crystal Display)의 물류라인에 해당되는 이송라인(도면 미도시)과, LCD를 적재하여 상기 이송라인을 따라 이송되는 이동매체인 파렛트(도면 미도시)를 포함한다.
이때, 상기 이송라인은 그 연장된 라인을 따라 다수개의 급전부가 연속적으로 배열되고, 상기 파렛트는 상기 급전부에 대응하여 수전부가 마련된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이송라인 측의 급전부(100)는 내부에 수용공간이 마련된 장방형의 케이스(110)를 포함하며, 그 내부의 수용공간에는 한 쌍의 코어(121)와 권선코어(122) 그리고 인쇄회로기판(130)이 수용되어 고정 지지된다.
한 쌍의 코어(121)는 케이스(110)의 상판 내측면에 부착된다.
각 코어(121)는 페라이트(ferrite) 또는 아몰퍼스(amorphous) 재질로 이루어져 두께가 얇은 막대 형상을 가지며, 케이스(110)의 길이방향으로 배치되어 코어(121) 간 가로방향으로 일정한 거리로 평행하게 유지된다.
권선코어(122)는 코일(137)이 권회된 코어로서 상기 한 쌍의 코어(121)를 가로지르도록 배치되어 양단부가 각 코어(121)에 부착된다.
인쇄회로기판(130)에는 권선코어(122)를 작동 및 제어하기 위한 일련의 소자를 포함한 제어유닛(도 5 참조)이 탑재된다.
급전부(100)는 상기 제어유닛의 구동으로 권선코어(122)가 작동됨으로써 한 쌍의 코어(121)를 통해 자속을 발생시킨다.
파렛트 측의 수전부(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 파렛트의 하단부에 구비되어 내부에 수용공간이 마련된 장방형의 케이스(210)를 포함하며, 그 내부의 수용공간에는 한 쌍의 코어(221)와 권선코어(222) 그리고 인쇄회로기판(230)이 수용되어 고정 지지된다.
여기서, 케이스(210)는 급전부(100)의 케이스(110)와 동일한 형상을 갖는다.
한 쌍의 코어(221)는 케이스(210)의 하판 내측면에 부착된다.
각 코어(221)는 상기 급전부(100) 측 코어(도 1의 121)와 마찬가지로 페라이트 또는 아몰퍼스 재질로 이루어져 두께가 얇은 막대 형상을 가지며, 케이스(210)의 길이방향으로 배치되어 코어(221) 간 가로방향으로 일정한 거리로 평행하게 유지된다.
코일(231)이 권회된 권선코어(222)는 상기 한 쌍의 코어(221)를 가로지르도록 배치되어 양단부가 각 코어(221)에 부착된다.
인쇄회로기판(230)에는 권선코어(222)를 제어하기 위한 일련의 소자를 포함한 제어유닛(도 5 참조)이 탑재된다.
수전부(200)는, 상기 파렛트가 이송라인 상의 정위치에 자리하게 되면, 상기 한 쌍의 코어(221)가 급전부(도 1의 100) 측 한 쌍의 코어(도 1의 121)에 소정 간격으로 일치 대응하게 된다.
이때, 급전부(100) 측 코어(121)로부터 발생된 자속은 수전부(200)의 코어(221)를 통과하게 되고, 이에 의해 수전부(200) 측 권선코어(222)의 코일에 전압이 발생하게 된다.
수전부(200)의 제어유닛은 권선코어(222)를 통해 급전받는 전압의 스위칭 주파수를 검출하고, 검출된 주파수에 따라 수신되는 전압의 위상을 제어한다.
본 실시예에 따른 연속급전시스템에 의하면, 이송라인에 파렛트가 배치된 상태에서, 상기한 급전부(100)의 코어(121, 122)와 수전부(200)의 코어(221, 222) 간에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 위치 관계를 갖는다.
즉, 이송라인을 따라 다수개의 급전부(100)가 연속적으로 배열되면, 이웃하게 되는 급전부(100)의 한 쌍의 코어(121)들이 좌우에서 각각 일렬로 배치되는 구조를 갖는다.
또한, 수전부(200)의 각 코어(221)는 상기 급전부(100)의 코어(121)와 상하 소정간격으로 이격된 상태에서 일렬로 다수 배치된 상기 코어(121) 상에서 좌우로 왕복 이송되는 구조를 갖는다.
따라서, 이와 같은 급전부(100)와 수전부(200) 간 코어(121, 221)의 배치관계에 의하면, 상기 수전부(200)가 다수의 급전부(100)를 따라 좌우로 이송되는 과정에서도 코어(121, 221) 간의 대면된 관계가 그대로 유지되므로 이들을 통해 급전부(100)로부터 전력을 공급을 받을 수 있다.
수전부(200)가 이웃하는 2개의 급전부(100)에 걸쳐 위치되는 경우에는, 이들 이웃하는 급전부(100)의 코어(121) 사이의 간격(d)만큼 수신되는 전력의 차가 발생한다.
한편, 본 실시예에서, 수전부(200)를 구비하는 이동매체로는 상기한 파렛트 뿐 아니라 전동자동차, 로보트 등이 될 수도 있다.
급전부(100)와 수전부(200)의 회로구성은 도 5에 도시된 바와 같다.
급전부(100)는 PFC 회로(131), 스위칭 주파수 및 급전부 제어회로(132), 스위칭 회로 드라이버(133, 134), PFC 출력 보호회로(135), 급전부 스위칭 회로(136), 코일(137), 동기신호 입력부(138) 및 동기신호 출력부(139)를 포함하여 구성된다.
PFC 회로(Power Factor Correction 회로, 131)는 교류의 입력 전압을 받아서 급전부(100)의 스위칭에 필요한 350V ~ 400V의 직류 전압으로 바꾸는 기능을 한다.
스위칭 주파수 및 급전부 제어회로(132)는 급전부(100)를 전체적으로 제어하는 곳으로서 급전부(100)의 스위칭에 필요한 주파수(20kHz ~ 60kHz)를 만들어내며, 위상 및 펄스폭 등을 제어한다.
스위칭 회로 드라이버(133, 134)는 스위칭 주파수 및 급전부 제어회로(132)에서 출력된 주파수를 스위칭에 필요한 전압으로 바꾸어 출력한다.
PFC 출력 보호회로(135)는 PFC 회로(131)의 출력으로 인해 과도한 전류가 공급되는 것을 방지하여 회로를 보호하는 기능을 한다.
급전부 스위칭회로(136)는 급전부(100)의 전력변환 스위칭 회로이며, 수전부(200)에 전력을 전달하기 위한 역할을 한다.
동기신호 입력부(138)는 외부의 스위칭 주파수 동기신호를 받아서 급전부(100)의 스위칭 동기를 맞추기 위해 필요하다.
동기신호 출력부(139)는 내부의 스위칭 주파수를 외부의 다른 기기에 전달하여 스위칭 동기를 맞추도록 하는데 필요하다.
여기서, 도 1을 참조하면, 급전부(100)는 상기 동기신호 입력부(138)를 케이스(110)의 좌측단에 마련하고 상기 동기신호 출력부(139)를 케이스(110)의 우측단에 마련함으로써, 이웃하는 급전부(100) 간 출력되는 스위칭 주파수의 동기신호를 맞출 수 있다(도 3 및 도 4 참조).
이에 따라, 이송라인을 따라 급전부(100) 사이를 이동하는 파렛트의 수전부(200)로의 전력공급이 일정하게 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다.
수전부(200)는 코일(231), 수전부 스위칭 회로(232), 위상검출 회로(233), 전력조절 회로(234), 스위칭 주파수 및 수전부 제어회로(235), FET 드라이버(236, 237), SMPS 회로(238), 보조전원 회로(239)를 포함하여 구성된다.
수전부 스위칭회로(232)는 급전부(100)의 전력을 비접촉으로 전달받기 위해 스위칭하는 회로이다.
위상검출 회로(233)는 급전부(100) 스위칭 주파수의 위상을 검출하여 수전부(200)의 스위칭 동기를 만들기 위한 회로이다.
전력조절 회로(234)는 수전부(200)의 출력 측에서 사용하는 전력량에 따라 수전부(200) 측 스위칭 주파수의 위상을 제어(shift)하여 효율적인 전력 사용이 이루어질 수 있도록 한다.
스위칭 주파수 및 수전부 제어회로(235)는 수전부(200)를 전체적으로 제어하는 회로로서 수전부(200) 측 스위칭에 필요한 주파수(20kHz ~ 60kHz)를 만들어내며, 위상 및 펄스폭 등을 제어한다.
스위칭회로 드라이버(FET 드라이버, 236, 237)는 스위칭 주파수 및 수전부 제어회로(235)에서 출력된 주파수를 스위칭에 필요한 전압으로 바꾸어 출력하는 회로이다.
SMPS 회로(238)는 수전부 스위칭회로(232)에서 공급받은 전력을 출력에 필요한 DC전압으로 변환하여 주는 기능을 담당한다.
보조전원 회로(239)는 수전부(200)의 회로에 필요한 전원을 만들어 내는 기능을 담당한다.
한편, 본 실시예에서는 포함되지 않았으나, 급전부(100) 측에는 수전부(200)의 유무를 감지하기 위한 감지센서(도면 미도시)가 구비되어, 이 감지센서를 통해 수전부(200)가 감지된 경우에 한하여 해당 급전부(100)가 동작모드가 되도록 하고, 수전부(200)가 감지되지 않은 다른 급전부(100) 측에서는 대기모드가 되도록 할 수도 있다.
이에 따르면, 다수개의 급전부(100)를 구동하는데 소요되는 전력의 불필요한 낭비를 막을 수 있다.
이상과 같이 설명된 연속급전시스템은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하며 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

Claims (7)

  1. 자기인덕턴스 유도를 통해 상호 이격된 급전부와 수전부 간 전력을 전달하는 비접촉급전장치를 이용한 연속급전시스템에 있어서,
    다수개의 급전부가 길이방향으로 연속적으로 배열되되, 각 급전부는 상기 길이방향으로 연장되고 상호 일정 간격으로 배치되는 한 쌍의 급전부 코어와 상기 한 쌍의 급전부 코어 간을 연결하는 급전부 권선코어를 구비하여, 이웃하는 급전부를 따라 상기 한 쌍의 급전부 코어가 각기 일렬로 배치되는 이송라인과;
    상기 이송라인을 따라 이송되며 상기 다수개의 급전부에 대응하여 적어도 하나의 수전부를 구비하며, 상기 수전부는 상기 길이방향으로 연장되고 상호 일정 간격으로 배치되는 한 쌍의 수전부 코어와 상기 한 쌍의 수전부 코어 간을 연결하는 수전부 권선코어를 구비하는 이동매체를 포함하며,
    상기 이동매체가 상기 이송라인 상에서 정지된 상태 및 상기 이송라인을 따라 이동하는 과정에서, 상기 한 쌍의 수전부 코어는 상기 한 쌍의 급전부 코어로부터 전력을 전달받는 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송라인의 각 급전부는 해당 급전부 권선코어에 스위칭 주파수를 갖는 전압을 출력하는 급전부 제어유닛을 구비하고, 상기 이동매체의 수전부는 상기 스위칭 주파수를 검출하여 상기 수전부 권선코어에 수신되는 전압의 위상을 제어하는 수전부 제어유닛을 구비하고,
    상기 이송라인의 각 급전부는 상기 스위칭 주파수의 동기신호를 출력하는 동기신호출력유닛과, 이웃하는 급전부로부터 상기 스위칭 주파수의 동기신호를 입력받는 동기신호입력유닛을 구비하며,
    각 급전부의 급전부 제어유닛은 해당 동기신호입력유닛으로부터 입력받은 동기신호에 맞추어 해당 스위칭 주파수의 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송라인의 각 급전부는 장방형의 급전 케이스와, 상기 급전부 제어유닛을 포함하여 탑재되는 급전부 인쇄회로기판을 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 급전부 코어는 상기 급전 케이스의 상판 내측면에 길이방향으로 부착되며,
    상기 급전부 인쇄회로기판은 상기 급전 케이스의 내부에 상기 한 쌍의 급전부 코어와 소정거리 이격되게 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 이동매체의 수전부는 장방형의 수전 케이스와, 상기 수전부 제어유닛을 포함하여 탑재되는 수전부 인쇄회로기판을 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 수전부 코어는 상기 수전 케이스의 하판 내측면에 길이방향으로 부착되며,
    상기 수전부 인쇄회로기판은 상기 수전 케이스의 내부에 상기 한 쌍의 수전부 코어와 소정거리 이격되게 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이송라인의 각 급전부는 장방형의 급전 케이스와, 상기 급전부 제어유닛을 포함하여 탑재되는 급전부 인쇄회로기판을 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 급전부 코어는 상기 급전 케이스의 상판 내측면에 길이방향으로 부착되며,
    상기 급전부 인쇄회로기판은 상기 급전 케이스의 내부에 상기 한 쌍의 급전부 코어와 소정거리 이격되게 고정 지지되며,
    상기 이동매체의 수전부는 장방형의 수전 케이스와, 상기 수전부 제어유닛을 포함하여 탑재되는 수전부 인쇄회로기판을 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 수전부 코어는 상기 수전 케이스의 하판 내측면에 길이방향으로 부착되며,
    상기 수전부 인쇄회로기판은 상기 수전 케이스의 내부에 상기 한 쌍의 수전부 코어와 소정거리 이격되게 고정 지지되며,
    상기 급전 케이스와 상기 수전 케이스는 동일 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 급전부와 수전부의 각 코어는 페라이트 또는 아몰퍼스 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    각 급전부는 상기 수전부의 유무를 감지하기 위한 감지센서를 구비하고, 상기 감지센서를 통해 상기 수전부를 감지한 경우에 한하여 대기모드에서 동작모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 연속급전시스템.
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