WO2013176410A1 - 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로 - Google Patents

무선 전력전송장치의 2차측 보호회로 Download PDF

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WO2013176410A1
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WO
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induction heating
coil
circuit
secondary side
pickup coil
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PCT/KR2013/003696
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조정구
민병덕
송두익
손호섭
최치영
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(주)그린파워
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    • 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
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type

Definitions

  • the present invention relates generally to a protection circuit, and more particularly, a pickup coil mounted on a movable body and induced with electromotive force by magnetic flux generated in an induction line, in a wireless power transmitter that wirelessly supplies power to a movable body moving along a feeding track.
  • the present invention relates to a protection circuit for a secondary side device that supplies power to a moving body by high frequency AC electromotive force induced in the pickup coil.
  • Wireless power transmitters that transmit power in a non-contact manner to a transport trolley moving along tracks have been widely used in clean room environments such as semiconductors and LCD manufacturing lines. It is used.
  • the wireless power transmitter includes a primary inverter for flowing a high frequency current through an induction line, a secondary side pickup coil which obtains induced electromotive force from the high frequency magnetic flux generated in the induction line, a resonance in which the inductance of the pickup coil is resonated at a predetermined frequency.
  • a capacitor a rectifier for rectifying the voltage induced in the pickup coil, and optionally a regulator for constantly controlling the rectified DC voltage.
  • a wireless power transmitter has a long distance between a primary inverter supplying high frequency power to an induction line and a secondary device mounted on a moving object, and there is no separate communication device, so the state of the secondary device cannot be known from the primary side.
  • the primary inverter may not be shut off, and an accident such as fire may occur on the secondary side.
  • the secondary device In order to solve this problem, it is desirable to have the secondary device have its own blocking function.
  • the secondary input terminal specifically, the output terminal of the secondary pick-up coil should be cut off. Since the electromotive force induced in the pickup coil is not a voltage source but a current source, Has a difficult problem. If the input stage is forcibly opened, additional damage may occur, such as an arc caused by a high voltage.
  • the thermal wire is formed by covering two elastic wires with an insulator that melts at a predetermined temperature and twisting the two wires coated with these insulators.
  • the thermal wires thus constructed receive a certain amount of heat and the insulation coating melts, causing the two wires to short-circuit.
  • thermal wires are mounted on components that may generate heat, such as pick-up coils, resonant circuits, rectifiers, etc., in the secondary-side device, and two conductive wires are connected to both ends of the pick-up coil. If the component generates abnormal heat during operation, the two conductor wires of the thermal wire melt and short-circuit by melting the insulator coating, which can short circuit both ends of the pickup coil, thereby blocking the input terminal of the rectifying unit. If the pickup coil is short-circuited, the resonant capacitor constituting the resonant circuit is separated so that almost no current flows.
  • the problem with this method is that the heat is transferred from the outer part of the heating element of the secondary side device to the insulator coated on the thermal conductor wire from the outer sheath to the insulator coated with the heat conductor, so that the insulator melts, so it takes a long time and usually a delay time of about several minutes occurs. There is. In some cases, they may not be fully protected from fire.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a secondary power input terminal when an error such as overvoltage, overcurrent, overheating occurs in a wireless power transmitter, and a threat to safety is expected. It is to provide a protection circuit to quickly cut off.
  • the secondary side protection circuit of the wireless power transmission apparatus uses a thermal wire to short-circuit both ends of the pickup coil, so that the conductor of the thermal wire is made of a magnetic material and coiled on the thermal wire. Was wound.
  • the thermal wire wound around the thermal wire immediately rises rapidly, and the insulation coated on the wire is rapidly melted by this temperature, so the thermal wire is short-circuited.
  • the thermal protection wire is shorted and the pickup coil output end, which is the power input end of the secondary side device, is shorted to provide the secondary side protection circuit of the wireless power transmission device in which the input of the rectifier is cut off.
  • the protection circuit using a general thermal wire is a method in which the insulation coating of the thermal wire is simply melted by heat transfer from the outside, so that it takes several minutes for the coating to melt sufficiently, while the operating time of the protection circuit is too slow. If you use the protection circuit configuration according to the operation within a few seconds, it can fundamentally block the risk of fire.
  • the protection circuit according to the present invention detects various errors such as overvoltage, overcurrent, overheating, exceeding a sensing range, and the like to induce heating of a thermal wire according to a design purpose. Therefore, there is an advantage of being protected against various errors.
  • 1 is a conceptual diagram of a general wireless power transmitter
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the pickup coil mounted on the feed track and the moving body of FIG. 1;
  • 3 is a secondary power circuit of a wireless power transmitter including a pickup coil, a series resonant circuit, a rectifier, and a regulator;
  • a secondary power circuit of a wireless power transmitter including a pickup coil, a parallel resonant circuit, a rectifier, and a regulator;
  • FIG. 5 is an embodiment of a protection circuit in which the blocking circuit is applied to a series resonance secondary power circuit in the present invention
  • FIG. 6 is an embodiment of a protection circuit in which the blocking circuit is applied to a parallel resonance secondary power circuit in the present invention
  • FIG. 7 is an embodiment of a protection circuit using the electromotive force of the pickup coil as an induction heating power source in the blocking circuit of FIG.
  • FIG. 8 is an embodiment of a protection circuit in which a resonance capacitor is inserted in series in FIG. 7;
  • FIG. 9 is an embodiment of a protection circuit using the electromotive force of the series resonant circuit as the induction heating power source in the blocking circuit of FIG.
  • FIG. 10 includes a switch capable of adding a transformer in series to the series resonant circuit in FIG. 5 and shorting the entire series circuit, and a switch connected in series with the secondary side of the transformer to utilize the electromotive force of the pickup as an induction heating power source. Protection circuit embodiment,
  • 11 is an embodiment of a protection circuit using the electromotive force of the pickup as an induction heating power by inserting a transformer in series with a parallel resonant circuit in the blocking circuit of FIG.
  • FIG. 12 is an embodiment of a protection circuit using an electromotive force of a pickup as an induction heating power source, including a switch connected in series with a series resonant circuit in the blocking circuit of FIG.
  • FIG. 13 is an embodiment of a protection circuit in which a switch for controlling an induction heating power supply device applied to an induction heating coil in the blocking circuit of FIG.
  • FIG. 14 is an embodiment of a protection circuit configured to implement a switch for controlling an induction heating power supply applied to an induction heating coil in the blocking circuit of FIG. 12 as an auxiliary heating line, and to operate the auxiliary heating line by heating of a voltage clamp device;
  • 15 is an embodiment of a protection circuit in the case where the voltage clamp element is located in the rear end of the rectifier in the blocking circuit of FIG.
  • FIG. 16 is a sub-thermal line for implementing a switch for controlling an induction heating power supply applied to an induction heating coil in the interrupting circuit of FIGS. 12 to 14, and installing a voltage clamp element in response to overheating of a part or overvoltage of a rectifying part.
  • Protective circuit embodiment configured to operate,
  • 17 is an embodiment of a protection circuit configured to utilize a voltage clamp element as a switch in a blocking circuit according to the present invention
  • 18 is a protection circuit embodiment configured by adding an impedance for controlling the amount of current flowing in the induction heating coil when the blocking circuit is operated in the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a wireless power transmitter generally used for a transfer bogie moving along a track
  • FIG. 2 shows a cross section of a pickup coil and a feed track mounted to the transfer bogie in FIG. 3 and 4 show the secondary power circuit in such a wireless power transmission device.
  • the primary side of the wireless power transmitter includes a power supply track including an induction line 2 and an inverter 1 for flowing a high frequency current through the induction line.
  • the secondary side of the wireless power transmitter is mounted on a feed cart that moves along a feed track.
  • a pickup coil 11 is installed on the magnetic core 3 so as to maintain a feed gap and a constant air gap.
  • a resonant capacitor 12 and 13 connected to the pickup coil 11 to cause resonance, a rectifier 14 for converting the high frequency output of the pickup coil 11 to DC, and a DC filter 15 and 18.
  • a regulator 16 for constantly controlling the output voltage.
  • the resonant capacitor may be connected in series with the pickup coil 11 to form a series resonant circuit as shown in FIG. 3, or may be connected in parallel with the pickup coil 11 as shown in FIG. 4 to form a parallel resonance circuit.
  • the output terminal of the diode rectifier 14 is composed of a capacitor 15 filter
  • the output terminal of the diode rectifier 14 is composed of an inductor 18 filter.
  • the present invention relates to a secondary side protection circuit in such a wireless power transmission apparatus, and will be described with reference to the secondary side only.
  • 5 shows a protection circuit for the series resonance secondary power circuit in the present invention
  • Figure 6 shows a protection circuit for the parallel resonance secondary power circuit.
  • the two conductive wires 22 made of a magnetic material are coated with an insulator melting at a predetermined temperature, and then twisted with each other to form a thermal wire 21.
  • An induction heating power source having an induction heating coil 25 wound around the heating wire 21 for induction heating the thermal wire 21, and having induction heating control means 24 on both ends of the induction heating coil 25.
  • the device 23 is connected.
  • two conductive wires 22 of the thermal wire 21 are connected to both ends of the pickup coil 11, respectively.
  • the general thermal wire according to the prior art is necessarily composed of a nonmagnetic material.
  • the general thermal wire is widely mounted on the main components of the moving body, including the pickup coil 11 and the rectifier circuit 14, for protection of the circuit. 14) This is because the magnetic material of the thermal wire self-heats due to high frequency power nearby. In other words, even though only a little heat is generated in each part of the mobile body, the thermal wires are short-circuited by self-heating of the thermal wires.
  • the general thermal wire of the prior art is made of a nonmagnetic material, which is natural and necessary. The internal heating of the thermal wire is kept to a minimum, and the structure is achieved by melting the coating with the external heating transmitted from each component of the moving body to achieve circuit protection.
  • the thermal wire 21 is necessarily made of a magnetic material.
  • it is an internal heating method in which the thermal wire 21 is inductively heated by an alternating current provided from the induction heating coil 25. That is, in the present invention, since the heat sensitive line 21 should be induction heated, it is essential that the heat sensitive line 21 is made of a magnetic material, and it cannot be operated at all by being made of a nonmagnetic material as in the prior art.
  • the heat-sensing line 21 is composed of a magnetic material has a significant industrial meaning compared to the prior art.
  • the nonmagnetic material used as a thermal wire mainly uses phosphor bronze, and the material price is also expensive and produced in a special order form, which makes it difficult to obtain.
  • the magnetic material used as the thermal wire 21 is made of iron (Fe) and also has the advantage of being easy to obtain because the price is also cheap and widely used as a thermal fire wire.
  • Fe iron
  • the magnetic material properties of the thermal wire 21 is appropriately set based on the operating conditions of the induction heating power supply device 23 and the degree of winding of the induction heating coil 25.
  • the thermal ray coating is melted by external heat generation, it is affected by the external environment so that the condition setting is difficult and in some cases it may not work properly.
  • the present invention is a method of melting the heat radiation coating by the internal heat generated in the heat radiation line 21 itself inside the coating is not affected by the external environment at all, and purely selected magnetic material properties based on the induction heating conditions.
  • the thermal wire 21 is disposed at a position slightly spaced apart from the pickup coil 11 and the rectifier circuit 14 by using the conductive wire 22. It is preferable to prevent the thermal wire short circuit.
  • the switch 24 is configured by inserting it in series with the induction heating coil 25. If an error occurs and the induction heating switch 24 is turned on, a high frequency current flows through the induction heating coil 25 and the two conductive wires 22 of the thermal wire 21 are short-circuited by induction heating. Is to work.
  • the both ends of the induction heating coil 25 wound around the thermal wire 21 are connected to both ends of the pickup coil 11, but the induction heating switch 24 and the resonant capacitor 27 are connected to the induction heating coil ( 25) and all of them in series.
  • the capacitor 27 is a factor that causes resonance with the pick-up coil 11 while power is transmitted to the secondary side, and more current can flow compared to the configuration of FIG. 7, so that if an error occurs, the operating speed of the thermal line 21 is increased. It has the advantage of making it faster.
  • FIG. 10 shows that when the secondary side includes a series resonant circuit, an induction heating coil 25 wound around the thermal line 21 is inserted in series through the transformer 28 into the series resonant circuit, and the transformer 28 is inserted into the series resonant circuit.
  • the induction heating switch 24 is inserted in series between the transformer switch 29 and the secondary side of the transformer 28 and the induction heating coil 25 which can short-circuit the series resonance circuit included.
  • a high frequency current may flow through the induction heating coil 25, and thus, the protection circuit may be operated by operating the heat sensitive line 21.
  • the induction heating coil 25 wound around the thermal line 21 is inserted in series through the transformer 28 into the parallel resonant circuit, and the transformer 28
  • the induction heating switch 24 is inserted between the secondary side and the induction heating coil 25 in series.
  • FIG. 12 shows an induction heating switch having one end of the induction heating coil 25 in a state in which a closed circuit is formed by connecting a primary winding of a transformer 28 in series with a series resonant circuit when the secondary side includes a series resonant circuit. (24) is connected to one end of the series resonant circuit and the other end of the induction heating coil 25 is connected in series with one end of the secondary winding of the transformer 28, the other end of the secondary winding of the transformer 28 is in series It is configured by connecting with the other end of the resonant circuit.
  • the induction heating switch 24 when the induction heating switch 24 is turned on, the electromotive force generated in the series resonance circuit can flow a high frequency current to the induction heating coil 25, and through this, the thermal circuit 21 can be operated to operate the protection circuit. have. Even when the input terminal of the rectifier is short-circuited, the resonant current can flow through the transformer to the induction heating coil, so that the protection circuit is operated.
  • FIG. 13 illustrates a configuration in which the auxiliary heat ray 30 having a small capacity that is easily bent and thinner than the heat ray line 21 is formed in the same structure as the above-described heat ray line 21.
  • the auxiliary thermal wire 30 is attached to the pickup coil 11, the resonant circuit and the various parts in the rectifying part, and the two conductive wires of the auxiliary thermal wire 30 are connected in series with the induction heating power supply 23, so that each component When the overheat occurs in the auxiliary heat wire 30 is shorted like a switch so that the induction heating power supply 23 is applied to the induction heating coil 25 without inductive heating sensor or driving circuit to be induction heating do.
  • a thermal wire having a sufficiently thick thickness should be used.
  • the thick thermal wire is inflexible and very difficult to attach to various parts of the moving body, and as a result, the secondary protection function is also degraded.
  • the auxiliary thermal wire 30 does not directly short both ends of the pickup coil 11. Instead, it utilizes only a large number of switches for induction heating of the main thermal wire 21.
  • the short-circuit between the pickup coils 11 plays a role of the large-capacity main thermal wire 21, and thus, the reliability of the secondary-side protection function is maintained even in the large-capacity secondary-side power circuit.
  • FIG. 14 discloses a configuration in which a bidirectional clamp element 32 connected to both ends of the rectifier input is clamped to a predetermined voltage when the input voltage of the secondary side becomes greater than or equal to a predetermined voltage in FIG. 13.
  • the clamp elements 32 are connected in series to face each other so as to enable a bidirectional clamp, thereby clamping the overvoltage of the rectifier in both directions, and attaching the auxiliary thermal wire 30 to the bidirectional clamp element 32.
  • the two conductive wires 31 of the auxiliary thermal wire 30 were connected in series with the induction heating power supply 23 and the induction heating coil 25 to form a closed circuit.
  • the clamp element 32 when a problem occurs in the secondary side device and an overvoltage occurs in the rectifying part, the clamp element 32 performs a clamp operation, and at this time, the overheat occurs in the clamp element 32.
  • the auxiliary thermal wire 30 mounted on the clamp element 32 is shorted like a single switch so that an induction heating power supply device is applied to the induction heating coil 25 without an overvoltage sensor or an intermittent switch to be induction heating.
  • FIG. 15 discloses a configuration in which the unidirectional clamp element 33 is used at the rectifier output stage as a modification of FIG.
  • the operation principle of the protection circuit configuration shown in FIG. 15 is similar to that described above with reference to FIG. In such a configuration, the unidirectional clamp element 33 may be burned out and short-circuited. In this case, the diode 34 is inserted between the unidirectional clamp element 33 and the output filter capacitor as much as the output filter capacitor 15 can be discharged. It is preferable.
  • FIG. 16 is a protection circuit formed by combining the configuration of FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 16 is characterized in that both of the auxiliary thermal wires 30 are simultaneously connected to the voltage clamp element 32 and various components to protect against overvoltage occurring in the rectifying unit or overheating in the component.
  • FIG. 17 is an embodiment of a protection circuit configured to utilize the voltage clamp element 37 as a switch in the blocking circuit according to the present invention.
  • the voltage clamp element 37 When an overvoltage occurs in the pickup coil 11 on the secondary side, the voltage clamp element 37 first attempts to clamp the predetermined voltage at a predetermined voltage. However, when the duration of the overvoltage exceeds a few tens of kHz unit, the voltage clamp element 37 is a failure occurs, the both ends of the short circuit occurs, the present embodiment uses this phenomenon is a kind of voltage clamp element 37 It is used as a switch. As the voltage clamp element 37 is shorted, a current flows in the induction heating coil 25, and thus, the covering of the thermal wire 21 is melted and shorted, thereby achieving a protection function for the secondary side.
  • the voltage clamp element 37 corresponds to an integral configuration of a component for detecting an abnormal state and a component for switching on / off the induction heating coil 25 in the previous embodiment.
  • FIG. 17 shows a configuration using the transformer 28, but similarly to the configuration using a different type of configuration, for example, using the electromotive force of the pickup coil 11 or using the induction heating power source 23 separately. It can be configured to utilize the clamp element 37 as a switch.
  • FIG. 18 illustrates an embodiment of a protection circuit in which the impedance 36 for controlling the amount of current flowing through the induction heating coil 25 is added when the blocking circuit is operated.
  • the induction heating coil 25 is operated to melt and short-circuit the coating of the thermal wire 21. It is. That is, the current flows through the induction heating coil 25, it is preferable to insert the impedance 36 on the closed circuit to control the amount of current to protect the induction heating coil 25.
  • Impedance 36 is configured by using capacitance (C), resistance (R), and inductance (L). Specific values are appropriately set according to the purpose of the design.

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Abstract

본 발명은 급전트랙을 따라 움직이는 이동체에 무선으로 전력을 공급해주는 무선 전력전송장치에서 이동체에 장착이 되고 유도선로에서 발생하는 자속에 의해 기전력이 유기되는 픽업코일과 픽업코일에 유기된 고주파 교류 기전력에 의해 이동체에 전력을 공급해주는 2차측의 보호회로에 관한 것이다. 무선 전력전송장치는 일반적으로 유도선로에 고주파 전력을 공급하는 1차측 인버터와 이동체에 장착이 되는 픽업코일, 공진회로 및 정류부로 구성되는 2차측 장치간에 거리가 멀고 별도의 통신장치가 없이는 2차측 장치의 상태를 알 수 없기 때문에 2차측 회로에 과전압, 과전류, 과열 등의 오류가 발생할 경우에 1차측 인버터를 차단할 적절한 방법이 없는 것이 문제이다. 본 발명에서는 이 문제를 해결하기 위해서 2차측 장치에 오류가 발생할 경우에 이것을 감지하여, 자성체 감열선을 이용하고 감열선을 유도가열 함으로서 픽업코일 양단을 빠르게 단락시킴으로서 정류기 입력을 완전히 차단할 수 있는 2차측 보호회로를 제공한다.

Description

무선 전력전송장치의 2차측 보호회로
본 발명은 일반적으로 보호회로에 관한 것으로, 특히 급전트랙을 따라 움직이는 이동체에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력전송장치에서 이동체에 장착이 되고 유도선로에서 발생하는 자속에 의해 기전력이 유기되는 픽업코일과 이 픽업코일에 유기된 고주파 교류 기전력에 의해 이동체에 전력을 공급해주는 2차측 장치에 대한 보호회로에 관한 것이다.
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 클린룸 환경에서 널리 사용되고 있다.
무선 전력전송장치는 유도선로에 고주파 전류를 흘려주기 위한 1차측 인버터, 유도선로에서 발생되는 고주파 자속으로부터 유도 기전력을 얻는 2차측 픽업코일(pickup coil), 픽업코일의 인덕턴스와 소정 주파수로 공진하는 공진 캐패시터, 픽업코일에 유기된 전압을 정류하는 정류기, 선택적으로는 그 정류된 DC 전압을 일정하게 제어하는 레귤레이터(regulator)를 포함한다.
반도체, LCD, 자동차, 등의 제조라인에는 무선 전력전송장치로부터 전력을 제공받아 움직이는 수많은 종류의 이송대차들이 운용하고 있고 한시라도 전력공급이 중단되면 막대한 손실로 이어지기 때문에 무선 전력전송장치의 무한 신뢰성을 요구하고 있는 실정이다.
무선 전력전송장치는 일반적으로 유도선로에 고주파 전력을 공급하는 1차측 인버터와 이동체에 장착되는 2차측 장치 간에 거리가 멀고 별도의 통신장치가 없어 1차측에서 2차측 장치의 상태를 알 수 없다. 그에 따라 2차측 장치에 과전압, 과전류, 과열 등의 오류가 발생할 경우에 1차측 인버터를 차단하지 못해 2차측에 화재 등의 사고가 발생할 수가 있다.
특히 하나의 유도선로에 여러 대의 이동체를 올려 운용하는 경우가 많기 때문에 통신수단에 의해 2차측의 오류를 검출하여 1차측 인버터를 차단하는 방식은 그다지 적절한 방법이 되지 못한다. 하나의 이동체에서 오류가 발생했다고 해서 해당 유도선로에 전력을 공급하는 인버터를 차단하게 되면 다른 이동체도 모두 멈춰야 하기 때문에 손실이 크기 때문이다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 2차측 장치에 자체적으로 차단기능을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 2차측 장치에 자체 차단기능을 구비하려면 2차측의 입력단, 구체적으로는 2차측 픽업코일의 출력단을 차단시켜야 하는데, 픽업코일에 유기된 기전력의 형태가 전압원이 아니고 전류원이기 때문에 입력단을 오픈시키기가 어려운 문제가 있다. 만일 입력단을 강제로 오픈시킨다면 고전압에 의한 아크(arc) 발생 등 추가적인 폐해가 생길 수 있다.
그에 따라 단순한 차단기나 기계적인 스위치류 등으로는 차단하기 어렵고, 전류가 영(zero)이 되는 시점에서 반도체 스위치를 오프(off)하여 차단할 수는 있겠으나 입력단을 차단하고 나면 반도체 스위치 구동을 위한 전원이 없어져서 반도체 스위치가 구동을 멈춤으로 인해서 반도체 스위치도 사용이 어렵다. 전류원이기 때문에 퓨즈에 의한 차단도 불가능하다.
한 가지 방법은 감열선을 사용하는 방법이다. 감열선은 2개의 탄성을 갖는 도선을 각각 소정온도에서 녹는 절연체로 피복하고 이들 절연체로 피복된 2개의 도선을 꼬아서 형성한다. 이렇게 구성된 감열선은 일정 이상의 열을 받으면 절연체 피복이 녹아서 두 개의 도선이 단락이 된다.
이러한 감열선을 2차측 장치에서 픽업코일이나 공진회로, 정류부 등의 발열 가능성이 있는 부품에 취부하고 2개의 도선은 픽업코일 양단에 연결한다. 운행 중에 부품에서 이상 발열이 발생하면 감열선의 두 도선은 절연체 피복이 녹아서 단락되고, 이는 다시 픽업코일의 양단을 단락시킴으로서 정류부의 입력단을 차단시킬 수가 있다. 픽업코일이 단락되면 공진회로를 구성하는 공진 캐패시터가 분리되어 전류가 거의 흐르지 않게 되는 것이다. 이 방법의 문제점은 2차측 장치의 발열부품에서 감열선 외부 피복으로 외부 피복에서 감열선 도선에 피복된 절연체로 열이 전달이 되어 절연체가 녹기 때문에 시간이 많이 걸려서 보통 수분 정도의 지연시간이 생기는 문제가 있다. 심지어 경우에 따라서는 화재로부터 완벽하게 보호가 안 될 수도 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력전송장치에서 2차측 장치에 과전압, 과전류, 과열 등의 오류가 발생하여 안전에 위협이 예상되는 경우에 2차측 전원 입력단을 신속하게 차단하는 보호회로를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로는 감열선을 이용하여 픽업코일 양단을 단락시키되 빠르게 동작시킬 수 있도록 감열선의 도선을 자성체 소재로 구성하고 감열선에 코일을 감아 구성하였다. 이를 통해 도선을 유도가열하면 감열선에 권선된 도선의 온도가 즉시 빠르게 상승하여 이 온도에 의해 도선에 피복된 절연체가 신속히 녹게 되므로 감열선이 속응적으로 단락된다. 이러한 방식으로 감열선을 단락시켜 2차측 장치의 전력입력단인 픽업코일 출력단을 단락함으로서 정류부의 입력이 차단되는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로를 제공한다.
일반 감열선을 이용한 보호회로는 단순히 외부에서 열전달에 의해서 감열선의 절연체 피복이 녹는 방식이어서 피복이 충분히 녹기 위해서는 수 분 정도의 시간이 소요되므로 보호회로 동작시간이 너무 느린 단점이 있는 반면에, 본 발명에 따른 보호회로 구성을 사용하게 되면 수 초 이내에 동작하기 때문에 화재 등의 위험을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 일반 감열선을 이용한 보호회로는 단순히 과열보호만 가능한 반면에 본 발명에 따른 보호회로는 설계 목적에 따라 과전압, 과전류, 과열, 센싱범위 초과 등과 같은 다양한 오류를 감지해서 감열선을 유도가열시키기 때문에 다양한 오류에 대해서 보호가 되는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 무선 전력전송장치의 개념도,
도 2는 도 1의 급전트랙과 이동체에 장착이 된 픽업코일의 결합 단면도,
도 3은 픽업코일, 직렬 공진회로, 정류부, 레귤레이터로 구성되는 무선 전력전송장치 2차측 전력회로,
도 4는 픽업코일, 병렬 공진회로, 정류부, 레귤레이터로 구성되는 무선 전력전송장치 2차측 전력회로,
도 5는 본 발명에서 차단회로를 직렬 공진방식 2차측 전력회로에 적용한 보호회로 실시예,
도 6은 본 발명에서 차단회로를 병렬 공진방식 2차측 전력회로에 적용한 보호회로 실시예,
도 7은 도 5의 차단회로에서 픽업코일의 기전력을 유도가열 전원으로 활용한 보호회로 실시예,
도 8은 도 7에서 공진 캐패시터를 직렬로 삽입한 보호회로 실시예,
도 9는 도 5의 차단회로에서 직렬 공진회로의 기전력을 유도가열 전원으로 활용한 보호회로 실시예,
도 10은 도 5의 차단회로에서 직렬 공진회로에 직렬로 변압기를 추가하고 전체 직렬회로를 단락시킬 수 있는 스위치와 변압기 2차측과 직렬로 연결된 스위치를 포함하여 픽업의 기전력을 유도가열 전원으로 활용한 보호회로 실시예,
도 11은 도 6의 차단회로에서 병렬 공진회로에 직렬로 변압기를 삽입하여 픽업의 기전력을 유도가열 전원으로 활용한 보호회로 실시예,
도 12는 도 5의 차단회로에서 직렬 공진회로에 직렬로 변압기를 추가하고 변압기 2차측과 직렬로 연결된 스위치를 포함하여 픽업의 기전력을 유도가열 전원으로 활용한 보호회로 실시예,
도 13은 도 5의 차단회로에서 유도가열 코일에 인가되는 유도가열 전원장치를 단속하는 스위치를 보조감열선으로 구현한 보호회로 실시예,
도 14는 도 12의 차단회로에서 유도가열 코일에 인가되는 유도가열 전원장치를 단속하는 스위치를 보조감열선으로 구현하고, 전압 클램프소자의 발열에 의해서 보조감열선이 동작하도록 구성한 보호회로 실시예,
도 15는 도 13의 차단회로에서 전압클램프소자가 정류기 후단에 위치한 경우의 보호회로 실시예,
도 16은 도 12 내지 도 14의 차단회로에서 유도가열 코일에 인가되는 유도가열 전원장치를 단속하는 스위치를 보조감열선으로 구현하고, 전압 클램프소자를 설치하여 부품의 과열이나 정류부의 과전압에 반응하여 동작하도록 구성한 보호회로 실시예,
도 17은 본 발명에 따른 차단회로에서 전압 클램프소자를 스위치로 활용하도록 구성한 보호회로 실시예,
도 18은 본 발명에서 차단회로가 작동하였을 때 유도가열 코일에 흐르는 전류의 양을 통제하기 위한 임피던스를 추가하여 구성한 보호회로 실시예.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 트랙을 따라 움직이는 이송대차에 일반적으로 사용되고 있는 무선 전력전송장치의 개념도이고, 도 2는 도 1에서 이송대차에 장착된 픽업코일과 급전트랙의 단면을 보여준다. 도 3과 도 4는 이와 같은 무선 전력전송장치에서 2차측 전력회로를 보여준다.
무선 전력전송장치 1차측의 구성은 유도선로(2)를 포함하는 급전트랙과 유도선로에 고주파 전류를 흘려주는 인버터(1)로 구성된다. 무선 전력전송장치 2차측은 급전트랙을 따라 움직이는 이송대차에 장착된다. 무선 전력전송장치 2차측의 일반적인 구성은 도 2를 참조하면 자성코어(3)에 2차권선이 감겨져있고 급전트랙과 일정 공극(air gap)을 유지하도록 픽업코일(11)이 설치되어 있다. 그리고 픽업코일(11)과 공진을 일으키도록 연결되는 공진 캐패시터(12, 13), 픽업코일(11)의 고주파 출력을 DC로 변환해주는 정류기(14), DC 필터(15, 18)를 추가로 구비하며, 구현 예에 따라서는 출력전압을 일정하게 제어해주는 레귤레이터(16)를 포함하여 이루어진다.
공진 캐패시터는 도 3과 같이 픽업코일(11)과 직렬로 연결되어 직렬공진 회로를 구성할 수도 있고, 도 4와 같이 픽업코일(11)과 병렬로 연결되어 병렬공진 회로를 구성할 수도 있다. 직렬공진 회로인 경우에는 다이오드 정류기(14)의 출력단이 캐패시터(15) 필터로 구성되고, 병렬공진 회로인 경우에는 다이오드 정류기(14)의 출력단이 인덕터(18) 필터로 구성된다.
본 발명은 이와 같은 무선 전력전송장치에서 2차측 보호회로에 관한 것으로 설명의 편이상 2차측에 국한해서 설명한다. 도 5는 본 발명에서 직렬공진형 2차측 전력회로에 대한 보호회로를 나타내며, 도 6은 병렬공진형 2차측 전력회로에 대한 보호회로를 나타낸다.
2차측 보호회로의 구성을 살펴보면, 먼저 자성체 소재로 구성된 두 개의 도선(22)을 각각 소정온도에서 녹는 절연체로 피복한 후 서로 꼬아서 감열선(21)을 형성한다. 그리고, 감열선(21)을 유도가열 하기 위해서 감열선(21) 위에 유도가열 코일(25)을 감고, 이 유도가열 코일(25)의 양단에 유도가열 단속 수단(24)을 구비한 유도가열 전원장치(23)를 연결한다. 그리고, 감열선(21)의 두 개의 도선(22)을 픽업코일(11)의 양단에 각각 접속한다.
픽업코일, 공진회로, 정류부 등에서 과전압, 과전류, 과열 등의 오류가 발생할 경우에 이것을 감지하여 유도가열 전원장치(23)를 켜면 유도가열 코일(25)에 의해 감열선(21)이 유도가열되어 급속히 온도가 올라가고 이로 인해서 절연체가 녹아서 두 도선(22)이 단락된다. 이렇게 단락된 두 도선(22)이 픽업코일(11)의 양단을 단락시킴으로서 정류부(14)의 입력단을 차단함으로서 2차측을 완벽하게 보호할 수 있게 된다. 픽업코일(11)의 출력단을 단락시키면 공진회로(12, 13)나 정류부(14)에는 더 이상 에너지가 공급되지 않기 때문에 확실하게 차단된다. 또한, 픽업코일(11) 자체도 공진회로(12, 13)가 분리됨으로 인해 소량의 전류만 흐르게 되어 안전하게 보호될 수 있다.
종래기술에 따른 일반 감열선은 반드시 비자성체로 구성하였다. 이는 일반 감열선이 회로 보호를 위해 픽업코일(11)과 정류회로(14)를 비롯하여 이동체의 각 주요부품에 걸쳐 널리 취부되는데, 감열선을 자성체로 구성하게 되면 픽업코일(11)과 정류회로(14) 근방의 고주파 전력에 의해 감열선의 자성체가 자체 발열하는 문제가 있기 때문이다. 즉, 정작 이동체의 각 부품에서는 열이 조금밖에 발생하지 않았음에도 불구하고 감열선의 자체 발열에 의해 감열선이 단락되어 버리는 것이다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해서 종래기술의 일반 감열선은 비자성체로 구성하는 것이 당연하면서 필수적인 것으로 인식되어 왔다. 감열선의 내부 발열은 최소로 유지하면서 이동체의 각 부품으로부터 전달되는 외부 발열로 피복을 녹여 회로 보호를 달성하는 구조이다.
반면, 본 발명에서는 감열선(21)을 반드시 자성체로 구성한다. 본 발명에서는 유도가열 코일(25)에서 제공되는 교류 전류에 의해 감열선(21)이 유도 가열되는 내부 발열 방식이다. 즉, 본 발명에서는 감열선(21)이 유도 가열되어야 하므로 감열선(21)이 자성체로 구성됨이 필수 요소이며, 종래기술에서처럼 비자성체로 구성하여서는 전혀 동작할 수 없다.
이처럼 감열선(21)을 자성체로 구성하는 것은 종래기술과 비교하여 상당한 산업적 의미를 갖는다. 종래기술에서 감열선으로 사용하는 비자성체 소재는 주로 인청동을 사용하며 소재 가격도 고가이고 특수 주문 형태로 생산이 되어 구하기도 힘든 문제점이 있었다. 반면, 본 발명에서 감열선(21)으로 사용하는 자성체 소재는 철(Fe)로 이루어져 가격도 저렴하고 소방 감열선으로 널리 사용이 되기 때문에 구하기도 쉬운 장점이 있다. 이처럼 감열선(21)을 비자성체가 아닌 자성체로 구성함으로써 본 발명에서는 산업적으로 상당한 장점을 얻을 수 있다.
한편, 감열선(21)의 자성체 물성은 유도가열 전원장치(23)의 동작 조건과 유도가열 코일(25)의 권선 정도를 기준으로 적절히 설정한다. 종래기술에서는 외부 발열로 감열선 피복을 녹이는 방식이므로 외부 환경에 따라 영향을 많이 받게 되어 조건 설정이 까다롭고 경우에 따라서는 제대로 동작하지 않을 수도 있다. 하지만, 본 발명은 피복 내부의 감열선(21) 자체에서 일어나는 내부 발열로 감열선 피복을 녹이는 방식이므로 외부 환경에 의해 영향을 전혀 받지 않으며 순수하게 유도가열 조건을 기준으로 자성체 물성을 선택하면 된다. 또한, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 도선(22)을 이용하여 감열선(21)을 픽업코일(11)과 정류회로(14)와는 다소 이격된 위치에 배치하여 정상 상황에서의 감열선 단락을 방지하는 것이 바람직하다.
도 7은 유도가열 전원장치를 별도로 달지 않고 픽업코일(11)의 기전력을 이용할 수 있도록 감열선(21)에 감긴 유도가열 코일(25)의 양단을 픽업코일(11)의 양단에 연결하되 유도가열 스위치(24)를 유도가열 코일(25)과 직렬로 삽입하여 구성한다. 오류가 발생하면 이를 감지해서 유도가열 스위치(24)를 켜면 유도가열 코일(25)에 고주파 전류가 흐르고 감열선(21)의 두 도선(22)이 유도가열에 의해 단락되면 본 발명에 따른 보호회로가 작동하는 것이다.
도 8은 도 7과 마찬가지로 감열선(21)에 감긴 유도가열 코일(25)의 양단을 픽업코일(11)의 양단에 연결하되 유도가열 스위치(24)와 공진 캐패시터(27)를 유도가열 코일(25)과 모두 직렬로 삽입하여 구성한다. 캐패시터(27)는 2차측으로 전력이 전송되는 동안에는 픽업코일(11)과 공진을 일으키는 요소이며, 도 7의 구성에 비해 더 많은 전류를 흘릴 수 있어 오류가 발생하면 감열선(21)의 작동속도를 더 빠르게 만들 수 있는 장점이 있다.
도 9는 도 7의 구성에서 감열선(11)에 감긴 유도가열 코일(25)의 양단을 픽업코일(11)의 양단에 연결하는 대신에 직렬공진 캐패시터(12)까지 포함하여 연결하되 유도가열 스위치(24)를 유도가열 코일(25)과 직렬로 삽입한 것이다. 이러한 구성을 통해서도 단순히 픽업코일(11) 양단에 유도가열 코일(25)을 연결한 도 7의 구성에 비해 더 많은 전류를 흘릴 수 있어 오류가 발생하면 감열선(21)의 작동속도를 더 빠르게 만들 수 있는 장점이 있다. 다만, 정류부의 입력단이 단락이 된 경우에는 유도가열 코일에 에너지를 줄 수 없는 단점이 있다.
도 10은 2차측이 직렬공진 회로를 포함하여 구성될 때, 감열선(21)에 감긴 유도가열 코일(25)을 변압기(28)를 통해서 직렬공진 회로에 직렬로 삽입하고, 변압기(28)를 포함한 직렬공진 회로를 단락시킬 수 있는 변압기 스위치(29)와 변압기(28)의 2차측과 유도가열 코일(25) 사이에 유도가열 스위치(24)를 직렬로 삽입하여 구성한 것이다. 이러한 구성에서 2개의 스위치(24, 29)를 동시에 켜면 유도가열 코일(25)에 고주파 전류를 흘려줄 수 있고 이를 통해 감열선(21)을 작동시켜 보호회로를 동작시킬 수 있다.
도 11은 2차측이 병렬공진 회로를 포함하여 구성될 때, 감열선(21)에 감긴 유도가열 코일(25)을 변압기(28)를 통해서 병렬공진 회로에 직렬로 삽입하고, 변압기(28)의 2차측과 유도가열 코일(25) 사이에 유도가열 스위치(24)를 직렬로 삽입하여 구성한 것이다. 이러한 구성을 통해서 유도가열 스위치(24)를 켜면 유도가열 코일(25)에 고주파 전류를 흘려줄 수 있고 이를 통해 감열선(21)을 작동시켜 보호회로를 동작시킬 수 있다.
도 12는 2차측이 직렬공진 회로를 포함하여 구성될 때, 직렬 공진회로와 직렬로 변압기(28)의 1차권선을 연결하여 폐회로를 구성한 상태에서 유도가열 코일(25)의 일단을 유도가열 스위치(24)를 통해서 직렬공진 회로의 일단에 연결하고 유도가열 코일(25)의 타단은 변압기(28)의 2차권선의 일단과 직렬로 연결하며, 변압기(28)의 2차권선의 타단은 직렬공진 회로의 타단과 연결하여 구성한 것이다. 이러한 구성을 통해서 유도가열 스위치(24)를 켜면 직렬공진 회로에서 발생하는 기전력이 유도가열 코일(25)에 고주파 전류를 흘려줄 수 있고 이를 통해 감열선(21)을 작동시켜 보호회로를 동작시킬 수 있다. 정류부의 입력단이 단락이 된 경우에도 공진전류가 변압기를 통해서 유도가열 코일에 흘릴 수가 있어서 보호회로가 작동되는 장점을 갖는다.
도 13는 전술한 감열선(21)과 기본적으로 동일한 구조로 이루어지되 감열선(21)보다는 가늘고 구부러지기 쉬운 소용량의 보조감열선(30)을 활용하는 구성을 나타낸다. 보조감열선(30)을 픽업코일(11)과 공진회로와 정류부 내의 여러 부품에 취부하고, 보조감열선(30)의 두 개의 도선을 유도가열 전원장치(23)와 직렬로 연결하여, 각 부품에서 과열이 발생할 경우에 보조감열선(30)이 하나의 스위치처럼 단락이 되어 별도의 과열센서나 구동회로가 없이 유도가열 전원장치(23)가 유도가열 코일(25)에 인가되어 유도가열이 되도록 한다.
대용량의 무선 전력전송장치의 경우에는 픽업코일(11)을 단락할 경우에 단락전류가 많이 흐르기 때문에 충분히 굵은 두께의 감열선을 사용해야 한다. 하지만 두께가 굵은 감열선은 유연성이 없어서 이동체의 각종 부품에 꼼꼼하게 취부하기가 매우 곤란하고, 그 결과로 2차측 보호기능도 저하되는 문제가 있다. 그러나, 도 13에서와 같이 가늘고 구부러기지 쉬운 소재로 만들어진 유연성 보조감열선(30)을 각종 부품에 취부하여 과열을 감지하는 구성에서는 보조감열선(30)은 픽업코일(11) 양단을 직접 단락시키지 않고 대용량의 주 감열선(21)을 유도가열하기 위한 일종의 스위치로만 활용한다. 픽업코일(11) 양단을 단락시키는 역할은 대용량 주 감열선(21)이 담당함으로서 대용량의 2차측 전력회로에서도 2차측 보호기능의 신뢰도가 유지되는 장점을 갖는다.
도 14은 도 13에서 2차측의 입력전압이 미리 설정된 소정의 전압 이상이 되면 소정의 전압으로 클램프해주는 양방향 클램프소자(32)를 정류기 입력 양단에 연결한 구성을 개시한다. 양방향 클램프가 가능하도록 클램프소자(32)를 서로 마주보게 직렬로 연결하여 구성하여 정류부의 과전압을 양방향으로 클램프하고, 보조감열선(30)을 이 양방향 클램프소자(32)에 취부한다. 보조감열선(30)의 두 도선(31)을 유도가열 전원장치(23)와 유도가열 코일(25)과 모두 직렬로 연결하여 폐회로를 구성하였다.
이러한 구성에서는 2차측 장치에 문제가 발생하여 정류부에 과전압이 발생하면 클램프소자(32)가 클램프 동작을 하게 되며, 이때 클램프소자(32)에도 과열이 발생한다. 클램프소자(32)에 취부된 보조감열선(30)이 하나의 스위치처럼 단락되어 별도의 과전압 센서나 단속 스위치가 없이 유도가열 전원장치가 유도가열 코일(25)에 인가되어 유도가열이 되도록 한다.
도 15는 도 14를 변형한 구성으로서 정류기 출력단에 단방향 클램프소자(33)를 사용할 구성을 개시한다. 도 15에 개시된 보호회로 구성의 동작원리는 도 14를 참조하여 전술한 것과 유사하다. 이러한 구성에서는 단방향 클램프소자(33)가 소손이 되어 단락되는 경우가 있고 이때 출력 필터 캐패시터(15)를 방전시킬 수 있는 만큼 단방향 클램프소자(33)와 출력 필터 캐패시터 사이에 다이오드(34)를 삽입하는 것이 바람직하다.
도 16는 도 13과 도 14의 구성을 결합하여 이루어진 보호회로이다. 도 16은 보조감열선(30)이 전압 클램프소자(32)와 각종 부품에 동시에 연결이 되어 정류부에 과전압이 발생하거나 가종 부품에서 과열이 발생할 경우에 모두 보호가 되는 것이 특징이다.
도 17은 본 발명에 따른 차단회로에서 전압 클램프소자(37)를 스위치로 활용하도록 구성한 보호회로 실시예이다. 2차측의 픽업코일(11)에 과전압이 발생하면 전압 클램프소자(37)는 일차적으로 당해 전압을 미리 설정한 소정의 전압으로 클램프를 시도한다. 그러나, 과전압의 지속 시간이 수십 ㎲ 단위를 넘어서게 되면 전압 클램프소자(37)는 장애가 발생하여 그 양단이 단락되는 현상이 발생하는데, 본 실시예는 이러한 현상을 이용하여 전압 클램프소자(37)를 일종의 스위치로 활용하는 것이다. 전압 클램프소자(37)가 단락됨에 따라 유도가열 코일(25)에 전류가 흐르게 되고, 그에 따라 감열선(21)의 피복이 녹아 단락되면서 2차측에 대한 보호기능이 달성된다. 전압 클램프소자(37)는 이전의 실시예에서 이상 상태를 감지하는 구성요소와 유도가열 코일(25)을 온/오프 스위칭하는 구성요소를 일체로 구성한 것에 해당된다.
도 17은 변압기(28)를 사용하는 구성을 도시하였으나, 그와는 상이한 방식의 구성, 예컨대 픽업코일(11)의 기전력을 이용하거나 혹은 유도가열 전원(23)을 별도로 사용하는 방식에 대해서도 마찬가지로 전압 클램프소자(37)를 스위치로 활용하도록 구성할 수 있다.
도 18은 본 발명에서 차단회로가 작동하였을 때 유도가열 코일(25)에 흐르는 전류의 양을 통제하기 위한 임피던스(36)를 추가하여 구성한 보호회로 실시예를 도시한 것이다. 도 5 내지 도 17에 개시된 보호회로를 살펴보면, 개념적으로는 스위치(24)가 동작하여 온(ON)으로 되면 유도가열 코일(25)이 동작하여 감열선(21)의 피복을 녹여 단락시키는 방식으로 되어있다. 즉, 유도가열 코일(25)을 통해 전류가 흐르게 되는데, 그 전류량을 통제하여 유도가열 코일(25)을 보호하기 위해 폐회로 상에 임피던스(36)을 삽입하는 것이 바람직하다. 임피던스(36)는 커패시턴스(C), 저항(R), 인덕턴스(L)를 활용하여 구성하는데, 구체적인 값은 설계의 목적에 따라 적절하게 설정한다.

Claims (10)

  1. 고주파전류가 흐르는 유도선로를 따라 이동하는 이동체에 상기 유도선로에서 발생하는 자속에 의해 기전력이 유기되는 픽업코일이 설치되고 상기 픽업코일과 공진을 일으키는 공진 소자 및 상기 픽업코일에 유기된 고주파 교류 기전력을 직류로 변환해주는 정류부를 거쳐 이동체 부하에 전력을 공급해주는 무선 전력전송장치에서 2차측을 보호하기 위한 회로로서,
    유도 가열이 가능한 자성체 소재로 구성된 도선을 소정의 온도에서 녹는 절연체로 피복하고 이들 절연체로 피복된 한 쌍의 도선을 꼬아서 형성하며 상기 한 쌍의 도선의 각 단부가 상기 픽업코일의 양단에 접속된 감열선(21);
    상기 감열선의 상기 자성체 소재의 도선을 유도 가열하기 위해서 상기 감열선 위에 권선된 유도가열 코일(25);
    상기 유도가열 코일의 양단에 연결되어 상기 감열선을 유도 가열하기 위한 교류 전력을 제공하고 온/오프 단속 수단을 구비한 유도가열 전원수단;
    상기 무선 전력전송장치의 2차측에서 발생하는 과전압, 과전류, 과열 중의 하나 이상을 포함하는 이상현상을 감지하고 그에 따라 상기 유도가열 전원수단의 온/오프 단속수단을 제어하는 이상 감지수단;
    을 포함하여 구성되어,
    상기 이상 감지수단이 상기 무선 전력전송장치의 2차측에서 발생하는 이상현상을 감지하여 상기 유도가열 전원수단을 켜면 상기 유도가열 코일에 의해 상기 감열선의 자성체 소재의 도선이 유도가열되어 상기 피복의 절연체가 녹아 상기 두 도선이 단락됨에 따라 상기 픽업코일의 양단이 단락됨으로써 상기 정류부 입력단을 차단하여 상기 무선 전력전송장치의 2차측을 보호하도록 구성된 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유도가열 전원수단은 상기 픽업코일의 양단에 형성되는 기전력을 상기 유도가열 코일의 양단으로 제공함으로써 상기 교류 전력을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 유도가열 전원수단은 상기 폐회로에 직렬 삽입된 캐패시터(27)를 더 구비하여, 상기 온/오프 단속 수단이 켜지면 상기 픽업코일(11)과 상기 직렬 삽입 캐패시터(27)가 공진을 일으켜 상기 픽업코일의 기전력이 상기 유도가열 코일에 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 유도가열 전원수단은 상기 픽업코일과 공진 캐패시터(12)가 직렬로 연결되어 구성되는 직렬 공진회로 양단을 상기 유도가열 코일의 양단으로 제공함으로써 상기 픽업코일의 기전력이 상기 유도가열 코일에 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 유도가열 전원수단은, 상기 픽업코일과 공진 캐패시터가 구성하는 공진회로에 직렬로 1차권선이 삽입되어 폐회로를 구성하고 2차 권선은 상기 유도가열 코일 및 상기 온/오프 단속 수단과 직렬 연결되어 폐회로를 구성하는 변압기(28);를 더 포함하여 구성되고,
    상기 이상 감지수단이 상기 무선 전력전송장치의 2차측에서 이상현상을 감지함에 따라 상기 온/오프 단속 수단을 켜면 상기 픽업코일에 유기된 기전력이 상기 변압기를 통해 상기 유도가열 코일에 인가되어 상기 감열선을 단락시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유도가열 전원수단은, 상기 공진회로가 직렬 공진회로를 구성할 때에 상기 정류부의 입력단 양단에 연결되어 상기 이상 감지수단의 제어에 의해 온/오프 제어되는 변압기 스위치(29);를 더 포함하여 구성되고,
    상기 이상 감지수단이 상기 무선 전력전송장치의 2차측에서 이상현상을 감지함에 따라 상기 온/오프 단속 수단과 상기 변압기 스위치를 모두 켜는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 유도가열 전원수단은, 상기 픽업코일과 공진 캐패시터가 직렬 공진회로를 구성할 때에 직렬 공진회로의 양단을 유도가열코일에 직접 인가하는 대신에 변압기(28)의 1차권선이 직렬 공진회로와 직렬로 삽입되어 폐회로를 이룬 상태에서, 직렬 공진회로의 양단이 상기 변압기의 1-2차권선과 상기 온/오프 단속 수단을 거쳐서 유도가열코일의 양단에 연결되며,
    상기 이상 감지수단이 상기 무선 전력전송장치의 2차측에서 이상현상을 감지함에 따라 상기 온/오프 단속 수단을 켜면 픽업코일의 유도기전력이 상기 유도가열 코일에 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 이상 감지수단은, 상기 감열선(21)과 동일한 구조로 이루어지되 상기 감열선보다 가늘고 구부러지기 쉬운 도선으로 이루어지며 상기 무선 전력전송장치의 2차측에 취부되고 한 쌍의 도선(31)이 상기 유도가열 전원수단과 직렬 연결된 보조감열선(30);을 포함하여 구성되어,
    상기 2차측에서 과열이 발생하는 경우에 상기 보조감열선의 절연체 피복이 녹아 단락되어 상기 유도가열 전원수단의 온/오프 단속수단을 제공함으로써 상기 유도가열 코일에 상기 교류 전력이 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 이상 감지수단은, 상기 정류부의 양단에 연결되어 소정의 전압보다 높은 전압이 상기 정류부 양단에 인가될 경우에 전압을 클램프하는 클램프소자(32);를 더 포함하여 구성되고,
    상기 보조감열선(30)은 상기 클램프소자에 취부되어 상기 정류부의 양단에 과전압이 발생하면 상기 클램프소자가 전압 클램프 동작을 수행하면서 발열함에 따라 상기 보조감열선이 단락되어 상기 감열선(21)을 유도가열 시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
  10. 청구항 4 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 이상 감지수단은, 상기 픽업코일과 상기 유도가열 코일을 직렬 연결하여 양단의 전압이 소정 이상 인가된 상태가 일정 시간 이상 유지되는 경우에 단락되는 제 2 클램프소자(37);를 더 포함하여 구성되고,
    상기 유도가열 전원수단의 상기 온/오프 단속 수단은 상기 제 2 클램프소자와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력전송장치의 2차측 보호회로.
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