WO2018026233A1 - 변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치 - Google Patents

변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2018026233A1
WO2018026233A1 PCT/KR2017/008440 KR2017008440W WO2018026233A1 WO 2018026233 A1 WO2018026233 A1 WO 2018026233A1 KR 2017008440 W KR2017008440 W KR 2017008440W WO 2018026233 A1 WO2018026233 A1 WO 2018026233A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
power
unit coils
coils
current transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/008440
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박진표
나원산
한철승
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amosense Co Ltd
Original Assignee
Amosense Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amosense Co Ltd filed Critical Amosense Co Ltd
Priority to CN201780049718.1A priority Critical patent/CN109690902B/zh
Priority to US16/322,622 priority patent/US10923274B2/en
Publication of WO2018026233A1 publication Critical patent/WO2018026233A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; 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
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H01F27/422—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers
    • H01F27/427—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers for current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • 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
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/32—Circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; 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—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F2027/408—Association with diode or rectifier
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions
    • H01F2038/305—Constructions with toroidal magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
    • H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/10—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using transformers
    • H02M5/12—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a current transformer module installed in the power line to generate power and a power supply device including the same, and more particularly, a current transformer module having a structure capable of changing the winding ratio for power induction according to the current change of the power line; It relates to a power supply comprising a current transformer that provides a constant output even when the current state of the power line changes.
  • IoT Internet of Things
  • these IoT devices form a specific purpose sensor network, such as a smart grid.
  • the IoT device is often installed in an outer part of a high-rise building or an underground manhole that is not easily accessible to humans.
  • the power supply device using the current transformer is considered as an alternative to the IoT device because it can easily induce power by simply attaching the current transformer to the power line.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and provides a constant current to the current change of the power line and a current transformer module that can adjust the power induction ratio to induce a constant power even in the current change of the power line while minimizing the loss during power conversion. It is an object of the present invention to provide a power supply comprising a current transformer module.
  • an object of the present invention is to provide a power supply device comprising a current transformer module for rectifying and summing (or adding and rectifying) the AC power generated in the current transformer to maximize the power production efficiency.
  • the current transformer module according to the embodiment of the present invention is a current transformer module installed in a power line to generate power.
  • the magnetic core constituting the closed loop, a plurality of unit coils wound on the magnetic core, and a plurality of units
  • the switch unit may be connected to the coil, and the plurality of unit coils may include a plurality of unit coils for power generation.
  • the plurality of unit coils may include a unit coil for a sensor.
  • the switch unit may switch the plurality of unit coils to be connected in one of a series connection, a parallel connection, and a series-parallel mixed connection.
  • the switch unit may switch at least some of the plurality of unit coils for power generation to be connected in series.
  • the switch unit switches so that at least some of the plurality of unit coils are connected in parallel when the voltage detected by one of the plurality of unit coils is less than or equal to the reference value, and at least one of the plurality of unit coils when the voltage detected by one of the plurality of unit coils is less than the reference value. Some can be switched to be connected in series. In this case, the switch unit may switch so that at least some of the plurality of unit coils are connected to one of a series connection, a parallel connection, and a serial / parallel mixed connection based on the difference between the voltage detected by one of the plurality of unit coils and the reference value.
  • the switch unit includes a plurality of first input terminals respectively connected to one end of the plurality of unit coils, a plurality of second input terminals respectively connected to the other ends of the plurality of unit coils, a first output terminal, a second output terminal, and a plurality of first input terminals. And a plurality of first switches for switching the plurality of second input terminals to be connected or disconnected, a plurality of second switches for switching the plurality of first input terminals and the first output terminal to be connected or disconnected, and a plurality of second input terminals. And a plurality of third switches for switching the second output terminal to be connected or disconnected.
  • each of the plurality of first switches has one end connected to one of the plurality of first input terminals, and the other end connected to one of the plurality of second input terminals such that two adjacent unit coils of the plurality of unit coils are connected in series.
  • each of the plurality of second switches has one end connected to one of the plurality of first input terminals, the other end connected to the first output terminal, and each of the plurality of third switches has one end of the plurality of second input terminals. The other end may be connected to the second output terminal.
  • a power supply apparatus is installed in a power line, a current transformer module having a plurality of unit coils, a switch unit connected to each of the plurality of unit coils and a plurality of unit coils for switching And a sensing module for controlling the switch unit to connect the plurality of unit coils to one of a series connection, a parallel connection, and a series-parallel mixed connection based on the power induced in one of the plurality of unit coils.
  • the current transformer module may include a magnetic core constituting the closed loop and a plurality of unit coils wound on the magnetic core, or include a plurality of current transformers, and the current transformer may include a magnetic core wound with one unit coil.
  • the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a power summing unit for outputting the sum AC power by summing the AC power generated in the number of current transformers.
  • the sensing module controls the switch unit so that at least a part of the plurality of unit coils are connected in parallel when the average value of the voltages derived from any one of the plurality of unit coils is equal to or greater than the reference value, or the average value of the voltages derived from any one of the plurality of unit coils is increased. If the reference value is less than the switch unit may be controlled such that at least a portion of the plurality of unit coils are connected in series.
  • the sensing module controls the switch unit such that the plurality of unit coils are connected in one of a series connection, a parallel connection, and a serial-to-parallel mixed connection based on a voltage and a reference value derived from one of the plurality of unit coils, and the sensing module controls the plurality of unit coils.
  • the number of unit coils connected to one of a series connection, a parallel connection, and a series-parallel mixed connection may be set based on a voltage derived from one of the unit coils.
  • the switch unit includes a plurality of first input terminals respectively connected to one end of the plurality of unit coils, a plurality of second input terminals respectively connected to the other ends of the plurality of unit coils, a first output terminal, a second output terminal, and a plurality of first input terminals. And a plurality of first switches for switching the plurality of second input terminals to be connected or disconnected, a plurality of second switches for switching the plurality of first input terminals and the first output terminal to be connected or disconnected, and a plurality of second input terminals. And a plurality of third switches for switching the second output terminal to be connected or disconnected.
  • the power supply apparatus further includes a power generation unit connected to the output of the switch unit to generate power by voltages induced in the plurality of unit coils, and the power generation unit converts the output of the switch unit into direct current power. It may include a power converter and a regulator for adjusting the output of the converted DC power.
  • a power supply device is disposed between a plurality of unit coils and a switch unit, a plurality of power conversion for converting the AC power induced in each of the plurality of unit coils to DC power It may further include wealth.
  • Current transformer module is provided with a plurality of unit coils in the magnetic core to switch the connection of the unit coil in series or parallel in accordance with the current change of the power line, the power induction ratio according to the current change of the power line over time There is an effect that can be adjusted.
  • the current transformer module according to the embodiment of the present invention adjusts the ratio to induce a constant power even in the current change of the power line, thereby reducing the complexity or capacity of the circuit for power generation and storage of the rear end of the current transformer, the implementation of the optimal system This is easy, and there is an effect that can reduce the manufacturing cost.
  • the power supply apparatus including a current transformer module includes a plurality of current transformer modules to switch the connection of the current transformer module in series or parallel according to the current state of the power line, the current change of the power line over time According to the power induction ratio is adjusted, there is an effect that can provide a constant power.
  • the power supply including the current transformer module according to an embodiment of the present invention by adjusting the ratio to induce a constant power even in the current change of the power line, thereby reducing the complexity or capacity of the power generator circuit and the power storage of the rear end of the current transformer module. Therefore, it is easy to implement the optimum system, there is an effect that can reduce the manufacturing cost.
  • the power supply device including a current transformer module is configured to convert the power derived from the unit coil to DC power and then connected in series or in parallel, by reducing the power consumption factor on the current path, By minimizing the energy loss in the induction and conversion process, it is possible to reduce the manufacturing cost by improving the power conversion efficiency while reducing the number of unit coils and the number of parts required.
  • the current transformer module and the power supply device including the same is connected to the plurality of unit coils in parallel in the time period when the high current flows to the power line, and connected in series in the time period when the low current flows Accordingly, the power supply efficiency is improved by minimizing the power loss in the high current time zone and minimizing the power storage capacity for the power storage in the low power time.
  • the power supply device including the current transformer module according to an embodiment of the present invention by adding the alternating current produced by the current transformer to the DC power, the effect that can supply the required power consumption even in the state where the low current flows on the line There is.
  • the self-induction power supply has the effect of supplying the necessary power consumption even at low input current (that is, current flowing in the line) by combining the AC current generated in the plurality of current transformers in parallel.
  • the power supply device including a current transformer module according to an embodiment of the present invention by adding the AC power produced through the magnetic induction in the plurality of current transformers and converting the DC power, a rectifier circuit is applied to each of the plurality of current transformers Compared with the prior art connected to work, it is possible to increase the power acquisition efficiency (or power gain characteristics) by reducing the loss generated during rectification.
  • FIG 1 to 11 are views for explaining the current transformer module according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 to 15 are views for explaining a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 16 to 19 are diagrams for explaining a modification of the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the current transformer module 100 includes a magnetic core 110 and a plurality of unit coils 114a and 114b.
  • the magnetic core 110 and the plurality of unit coils 114a and 114b correspond to one current transformer.
  • the current transformer module 100 is a module applied to a power supply device for supplying power to an IoT device.
  • the current transformer module 100 generates power to be supplied to an IoT device by inducing power from a power line.
  • the power line may be a power line accessible by being exposed to the outside, such as a power line installed in a telephone pole or buried underground.
  • the magnetic core 110 is divided into two pairs so that the current transformer module 100 can be detachably attached to the power line. At this time, the pair of magnetic cores 110 are arranged to form a closed loop with each other.
  • the magnetic core 110 is formed in a pair of semi-circular shapes, respectively provided on the upper body 100a and the lower body 100b of the current transformer module 100 (see FIG. 10).
  • each of the pair of magnetic cores 110 has the same size, and both ends abut each other to form a circular closed loop.
  • the magnetic core 110 is illustrated and described as forming a circular shape, but is not limited thereto. If the magnetic core 110 satisfies a closed loop condition such as a square shape, the magnetic core 110 is not limited to the shape.
  • the plurality of unit coils 114a and 114b are wound on the pair of magnetic cores 110.
  • one unit coil 114b of the plurality of unit coils 114a and 114b is a measurement unit coil for detecting a current amount of the power line, and the remaining unit coils 114a generate power by inducing power from the power line. It is a unit coil for power generation.
  • a plurality of unit coils 114a and 114b are illustrated and described as being two (that is, a unit coil 114b for a sensor and a unit coil 114a for power generation), but a plurality of unit coils 114a for power generation are provided. It can be configured as.
  • the unit coils may be arbitrarily configured to adjust the induction ratio of the current transformer module 100 according to the current change of the power line.
  • the unit coils 114-1 to 114-4 may be wound on the pair of magnetic cores 110 so as not to overlap each other. That is, when the plurality of unit coils 114-1 to 114-4 are wound on the magnetic core 110, the unit coils 114-1 to 114-4 may be disposed in different regions without overlapping each other to facilitate winding of each unit coil 114. have.
  • At least some of the plurality of unit coils 114-1 to 114-4 may be wound to overlap at least a portion of the magnetic core 110.
  • the unit coils 114-1 to 114-4 are wound in different regions according to the specifications of the unit coil 114 and the magnetic core 110.
  • the unit coils 114 may be wound in an overlapping manner at least in some regions.
  • the surface of the plurality of unit coils 114 is coated with an insulator, mutual interference does not occur. That is, a certain number of unit coils 114 may be wound in the same area.
  • the plurality of unit coils 114-1 and 114-2 may be stacked and wound together in the same area on the magnetic core 110.
  • the plurality of unit coils 114-1 and 114-2 wound on the magnetic core 110 are illustrated and described as two or four, the number of unit coils 114 is not particularly limited.
  • the current transformer module 100 having the plurality of unit coils 114a and 114b formed on the pair of magnetic cores 110 may be configured as a plurality of current transformers.
  • the current transformer is a unit coil 114 is formed in a pair of magnetic core 110, a plurality of current transformers may have a different function (for example, a current transformer for measurement and a current transformer for power generation).
  • the current transformer module 100 may further include a switch unit 120.
  • the switch unit 120 may be connected to each of the plurality of unit coils 114a and 114b so as to switch the plurality of unit coils 114a and 114b to be connected in series, in parallel, or in parallel and parallel.
  • the switch unit 120 detects a current change of the power line in the sensing module by the voltage induced through one of the coils for measurement 114b of the plurality of unit coils, the plurality of units by the control of the sensing module At least some of the coils 114-1 to 114-4 may be switched to be connected in series or in parallel or in series-parallel mixing.
  • the switch unit 120 includes a plurality of first input terminals C 1 1 to C n 1, a plurality of second input terminals C 1 2 to C n 2, and 1 output terminal CO 1, second output terminal CO 2, a plurality of first switches S 1 1 to S n-1 1, and a plurality of second switches S 1 2 to S n 2 , and a plurality of third switches (S 1 3 ⁇ S n 3 ).
  • the plurality of first input terminals C 1 1 to C n 1 and the plurality of second input terminals C 1 2 to C n 2 are connected to the plurality of unit coils 114-1 to 114-n, respectively. That is, the first input terminal C 1 1 and the second input terminal C 1 2 are connected to both ends of the unit coil 114-1, respectively, and the first input terminal C 2 1 and the second input terminal.
  • the C 2 2 is connected to both ends of the unit coil 114-2, and in this manner, the first input terminal C n 1 and the second input terminal C n 2 are connected to the unit coil 114-. connected to both ends of n).
  • the plurality of first switches S 1 1 to S n-1 1 are switched (that is, turned on or off) so that the second input terminals C 1 2 to C n-1 2 and the first switch are switched. Connect or disconnect the input terminals (C 2 1 to C n 1).
  • the plurality of first switches S 1 1 to S n-1 1 may operate as switches for connecting the unit coils 114-1 to 114-n in series.
  • the plurality of second switches S 2 2 to S n 2 are switched (that is, turned on or off) so that the first input terminals C 1 1 to C n 1 and the first output terminal C are connected to each other. Connect or disconnect O 1).
  • the second switch S 1 2 may always be kept in an on state or may be omitted.
  • one end (ie, C 1 1) of the unit coil 114-1 may be connected to the first output terminal CO 1.
  • the plurality of third switches S 1 3 to S n 3 are switched (that is, turned on or off) so that the second input terminals C 1 2 to C n 2 and the second output terminal C are provided. Connect or disconnect O 2). At this time, the third switch (S 3 n) can be always maintained or not the on (On) state. Through this, the other end of the unit coil 114-n (ie, C n 2) maintains a connection with the second output terminal CO 2.
  • a plurality of first switches S 1 1 to S n-1 1 are partially turned on when the unit coils 114 are connected in parallel and connect some unit coils 114 in series.
  • a switch unit 120 all the coil unit (114-1 ⁇ 114-n) in this case is configured to be connected in series, the plurality of first switch (S 1 ⁇ S 1 n-1 1) are both on (on) is the first input terminal (C n 1) of the unit coil (114-n-1) the second input terminal (C n-1 2) and the adjacent unit coils (114-n) of Connect.
  • the second switches S 2 2 to S n 2 and the third switches S 1 3 to S n-1 3 maintain an off state.
  • the switch unit 120 connects all the unit coils 114-1 to 114-n in series.
  • the third switch S n 3 connected to the last unit coil is switched to be connected to the second output terminal C 0 2. (On) can be turned on.
  • the switch unit 120 includes a first input terminal of the coil unit (114-1) (C 1 1) and a second of the first output terminal is connected to the (C O 1), a coil unit (114-2) the input terminal (C 2 2) the second output terminal (C O 2) is connected, the series connection only the top two of the coil units (114-1,114-2) and.
  • the switch unit 120 has a plurality of second switches (S 1 2 ⁇ S n 2) and a plurality of third switches (S 1 3 ⁇ S n. 3), the on (On) or off (Off) by driving a plurality of units Coils 114-1 to 114-n may be connected in parallel.
  • the plurality of first switches S 1 1 to S n ⁇ 1 1) are all turned off to break the series connection between the unit coils 114-1 to 114-n.
  • the plurality of second switches S 1 2 to S n 2 are all turned on to connect the plurality of first input terminals C 1 1 to C n 1 with the first output terminal CO 1.
  • the plurality of third switches S 1 3 to S n 3 are all turned on to connect the plurality of second input terminals C 1 2 to C n 2 with the second output terminal CO 2.
  • the switch unit 120 connects the plurality of unit coils 114-1 to 114-n in parallel.
  • the switching unit 120 includes a plurality of second switches S 1 2 ⁇ connected to the unit coils 114 that are the parallel connection targets. S n 2) and the plurality of third switches S 1 3 to S n 3 are turned on to connect only the corresponding unit coils 114 in parallel.
  • the first unit may be connected to the corresponding unit coils 114-1 and 114-2.
  • the switch S 11 is turned off to break the series connection between the unit coils 114-1 and 114-2.
  • the second switches S 1 2 and S 2 2 are turned on to connect the first input terminals C 1 1 and C 2 1 with the first output terminal CO 1.
  • the third switches S 1 3 and S 2 3 are turned on to connect the second input terminals C 1 2 and C 2 2 to the second output terminals CO 2.
  • the switch unit 120 connects the unit coils 114-1 and 114-2 in parallel.
  • the switching unit 120 includes at least one of the plurality of first switches S 1 1 to S n-1 1, and a plurality of first coils.
  • the plurality of unit coils 114-1 to 114-n by turning off at least one of the two switches S 1 2 to S n 2 and at least one of the third switches S 1 3 to S n 3. ) Are connected in series or parallel.
  • the first switches S 1 1 and S 3 1 are turned on.
  • the first switch S 2 1 is turned off to connect the upper two unit coils 114-1 and 114-2 and the lower two unit coils 114-3 and 114-4 in series.
  • the second switches S 1 2 and S 3 2 are turned on, the second switches S 2 2 and S 4 2 are turned off, and the third switches S 2 3 and S 4 3 are turned off. Is On, and the third switches S 1 3 and S 3 3 are Off to connect two unit coil groups in parallel.
  • the switch unit 120 may form m unit coil groups connected in series and may be switched so that the m unit coil groups are connected in parallel with each other.
  • the number of unit coils connected in series or in parallel is determined by the sensing module according to the current magnitude of the power line.
  • the current transformer module 100 configured as described above is installed in a wire in a clamp type.
  • the current transformer module 100 includes an upper body 100a, a lower body 100b, a hinge portion 102, and clamp type locking means.
  • the upper body 100a accommodates any one 110a of the pair of magnetic cores 110.
  • the upper body (100a) includes a case (110a-1, 110a-2) is accommodated in the semi-circular magnetic core (110a).
  • each of the cases (110a-1, 110a-2) is provided to have a semi-circular inner surface and the outer surface, it may be coupled to each other through the fastening means.
  • the cases 110a-1 and 110a-2 may have a space portion for accommodating the magnetic core 110a therein. At this time, the magnetic core (110a) is accommodated so that both ends are exposed to the outside of the case (110a-1, 110a-2).
  • the lower body 100b accommodates the other one 110b of the pair of magnetic cores 110.
  • the upper body (100b) includes a case (110b-1, 110b-2) is accommodated in the semi-circular magnetic core (110b).
  • each of the cases 110b-1 and 110b-2 may be provided to have a semicircular inner surface and an outer surface, and may be coupled to each other through a fastening means.
  • the cases 110b-1 and 110b-2 may have a space portion for accommodating the magnetic core 110b therein. At this time, the magnetic core 110b is accommodated so that both ends are exposed to the outside of the case (110b-1, 110b-2).
  • the switch unit 120 may be embedded in any one of the upper body (100a) or the lower body (100b).
  • the plurality of unit coils 114-1 to 114-4 wound on the magnetic cores 110a and 110b are respectively penetrated through the upper body 100a and the lower body 100b to be connected to the switch unit 120.
  • Spheres can be formed.
  • both ends of the plurality of unit coils wound on the magnetic core 110b of the lower body 100b may be drawn out to the upper body 100a.
  • the through hole may be provided in the case 110b-1.
  • the through hole may be provided at a position corresponding to the case 110b-1 in the case 110a-1 of the upper body 100a.
  • the hinge portion 102 is provided at one side of the upper body 100a and the lower body 100b to rotatably connect the upper body 100a and the lower body 100b to each other. That is, the hinge portion 102 is provided on one side of the pair of cases 110a-1 / 110a-2 and 110a-1 / 110a-2.
  • Clamp-type locking means is provided on the other side of the upper body 100a and the lower body 100b to fix the upper body 100a and the lower body 100b. That is, the clamp-type locking means is provided on the opposite side of the hinge portion 102 in the pair of cases 110a-1 / 110a-2 and 110a-1 / 110a-2.
  • Such clamp type locking means includes a fixing part 103 and a clamp 105.
  • Fixing portion 103 is provided on the opposite side of the hinge portion 102 in the upper body (100a), the groove portion 103a for fixing the clamp 105 is formed.
  • the clamp 105 is provided on the opposite side of the hinge portion 102 in the lower body 100b, and is coupled to the fixing portion 103 to fix the upper body 100a and the lower body 100b.
  • This clamp 105 includes a locking ring 104 and the rotating part 106.
  • Lock ring 104 is inserted into and fixed to the groove portion 103a of the fixing portion 103.
  • Lock ring 104 is shown in a rectangular shape, but is not limited to this.
  • the rotating part 106 supports the locking ring 104 so that rotation is possible.
  • the rotating part 106 is connected to the locking ring 104 to the rotating shaft to enable the locking ring 104 to rotate.
  • the current transformer module 100 may be installed such that the power line 12 is disposed between the upper body 100a and the lower body 100b.
  • a power supply device 200 (hereinafter, referred to as a power supply device 200) including a current transformer module according to an embodiment of the present invention may provide power to an IoT device 14 (hereinafter, IoT device 14).
  • the power supply device 200 is for supplying power to the IoT device 14 installed in an inaccessible area.
  • the power supply device 200 may supply power to the IoT device 14 by wire.
  • the power line 12 is a power line 12 accessible to the outside exposed to the outside, such as a power line 12 installed in a telephone pole or buried underground.
  • the power supply device 200 includes a current transformer module 100 and a sensing module 210.
  • the current transformer module 100 is detachably installed on the power line 12 and is configured as a clamp type. That is, the current transformer module 100 divides the magnetic core 110 therein to be easily detachable to the power line 12 to configure the upper and lower magnetic coils, and each of the magnetic cores 110 includes a plurality of unit coils. 114a and 114b are wound.
  • the unit coils 114a and 114b may be wound at different positions on the magnetic core 110 or may be repeatedly wound at the same position. At this time, the surface of the unit coils 114a and 114b is coated with an insulator.
  • the current transformer module 100 is configured by winding a plurality of unit coils 114a and 114b on the magnetic core 110.
  • one unit coil 114b of the plurality of unit coils 114a and 114b is used for a sensor for detecting an amount of current in the power line 12, and the remaining unit coils 114a induce power from the power line 12. It is used for power to generate power.
  • the current transformer module 100 has a plurality of unit coils 114a and 114b wound on the magnetic core 110, thereby substantially functioning as a plurality of current transformers.
  • two unit coils 114a and 114b are wound around the magnetic core 110, but a plurality of unit coils 114a which are power generation coils may be provided.
  • the current transformer module 100 includes a switch unit 120 connected to each of the plurality of unit coils 114a and 114b and switching according to the sensing module 210.
  • the switch unit 120 includes an input terminal and a switching switch connected to the plurality of unit coils 114a and 114b, respectively, so that the plurality of unit coils 114a and 114b are connected in series, parallel, or parallel and parallel mixing. Can be switched.
  • the switch unit 120 is not limited thereto and may be configured as a logic device.
  • the switch unit 120 is illustrated as being integrally formed in the current transformer module 100, but the present invention is not limited thereto.
  • the current transformer module 100 includes a current transformer in which a plurality of unit coils 114 are wound around the magnetic core 110.
  • the switch unit 120 may be separated from the current transformer module 100 and included in the power supply device 200.
  • the sensing module 210 monitors a current state of the power line 12 by detecting a voltage induced from one unit coil 114b among the plurality of unit coils 114-1 to 114-n. In this case, the sensing module 210 may detect the voltage induced from the unit coil 114b and calculate a current corresponding thereto to calculate the current of the power line 12 according to the turns ratio of the unit coil 114b.
  • the sensing module 210 controls the switch unit 120 such that at least some of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n are connected in series or in parallel according to the voltage detected from the unit coil 114b. For example, the sensing module 210 controls the switch unit 120 to selectively connect one or two heads in series when the power generation unit coils 114b are configured in two.
  • the sensing module 210 calculates an average value for a predetermined time with respect to the voltage induced from the unit coil 114b, and if the calculated average value is equal to or greater than a preset reference value, the plurality of unit coils 114-1 to 114-n
  • the switch unit 120 may be controlled such that at least a part of the N th) is connected in parallel.
  • the reference value may be set to a voltage value corresponding to the magnitude of current generated in the power line 12.
  • the sensing module 210 may include a plurality of unit coils 114-1 to 114-to minimize power conversion loss.
  • the switch unit 120 may be controlled such that n) is connected in parallel.
  • the sensing module 210 may control the switch unit 120 so that at least some of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n are connected in series.
  • the sensing module 210 has a plurality of unit coils 114-1 to 114-n in series to conserve more power.
  • the switch unit 120 may be controlled to be connected.
  • the sensing module 210 may determine the number of the unit coils 114-1 to 114-n connected in series, parallel, or series-parallel mixing according to the magnitude of the detected voltage. That is, the sensing module 210 may control the switch unit 120 to configure the plurality of unit coils 114-1 to 114-n in series or in parallel in accordance with the difference between the detected voltage and the reference value.
  • the sensing module 210 may set a plurality of reference values having different sizes corresponding to the number of parallel, series, or parallel-parallel mixing configurations of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n.
  • the sensing module 210 includes a plurality of unit coils 114-1 to 114-n configured in series or in parallel according to a change in the current of the power line 12.
  • the switch unit 120 may be controlled to increase or decrease the number of.
  • the sensing module 210 increases or decreases the number of series or parallel configurations of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n instead of only increasing or decreasing the number of series or parallel configurations according to the multi-level configuration.
  • the switch unit 120 can be controlled.
  • the plurality of unit coils 114-1 to 114-n are configured in series or in parallel to adjust a ratio so as to induce a constant power even with a current change of the power line 12, thereby generating and storing power at a later stage. Since the complexity or capacity of the circuit can be reduced, the implementation of an optimal system is easy and the manufacturing cost can be reduced.
  • the current transformer module 100 may be composed of a plurality of current transformers. That is, each current transformer 110a-1, 110a-2,..., 110a-n, 110b has one unit coil 114 wound on one magnetic core 110.
  • one current transformer 110b is connected to the sensing module 210 to monitor the current state of the power line 12, and the other current transformers 110a-1, 110a-2, ..., 110a-n are It is connected to the switch unit 120 may be configured in series or in parallel by the sensing module 210.
  • the power supply device 200 may further include a power generator 220 and a power storage 230.
  • the power generator 220 may generate power by the voltage derived from the current transformer module 100.
  • the power generator 220 is connected to the output of the switch unit 120 of the current transformer module 100, and may include a power converter 222 and a regulator 226.
  • the power converter 222 may convert the output of the current transformer module 100 into DC power.
  • the power converter 222 may be a rectifier circuit made of a bridge diode, but is not limited thereto.
  • the power converter 222 may include a smoothing circuit 224 composed of a capacitor at its output terminal.
  • the regulator 226 may adjust the power converted by the power converter 222 to be constantly output. Such a regulator 226 may constantly adjust the output to a level corresponding to the power supply of the IoT device 14.
  • the power storage unit 230 may store the power generated by the power generator 220.
  • the power storage unit 230 may include a super capacitor or a battery.
  • the power induction ratio is adjusted to provide a constant power to the current change of the power line 12 can do.
  • the power line 12 connects the plurality of unit coils 114-1 to 114-n in parallel at a high current time, and connects the plurality of unit coils 114-1 to 114-n in series at a low current time.
  • power loss for high current time may be minimized, and the capacity of the power storage unit 230 for power storage for low power time may be minimized.
  • the power supply device 200 monitors the current state of the power line 12 by calculating an average of voltages derived from the unit coil 114b for the sensor (S601).
  • the sensor unit coil 114b may be used in common with any one of the unit coil 114a for power generation.
  • the sensing module 210 determines whether the calculated average voltage is greater than the reference value Vset (S602), and when it is determined that the sensing module 210 is larger than the reference value Vset, the plurality of unit coils 114-1 to 114-n are parallel to each other.
  • the switch unit 120 is controlled to be connected (S603).
  • the sensing module 210 controls the switch unit 120 to connect the plurality of unit coils 114-1 to 114-n in series (604). ).
  • the sensing module 210 controls the switching of the switch unit 120 so that the power generator 220 induces and generates power from the plurality of unit coils 114-1 to 114-n configured in series or in parallel.
  • the power storage unit 230 stores the power in the power storage 230 to supply power to the IoT device 14.
  • the unit coils 114-1 to 114-n of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n are gradually phased according to the difference between the average voltage and the reference value Vset.
  • Parallel or serial configuration can be controlled.
  • the sensing module 210 calculates a difference between an average voltage and a reference value Vset (S701).
  • the sensing module 210 calculates the number of the unit coils 114-1 to 114-n forming a series or parallel configuration according to the difference between the average voltage and the reference value Vset (S702). That is, the sensing module 210 may control to increase or decrease the number of parallel or series of the unit coils 114-1 to 114-n in steps according to the current state of the current power line 12.
  • the sensing module 210 performs switching by controlling the switch unit 120 such that the plurality of unit coils 114-1 to 114-n are configured in parallel or in series according to the calculated number (S703).
  • the power supply device 200 may further include a power summing unit 240 for summing the powers output from the plurality of current transformer modules 100. That is, the power summing unit 240 sums the output powers generated by the plurality of current transformer modules 100. At this time, the power summing unit 240 outputs summing AC power whose peak value is increased by summing the AC powers generated by the plurality of current transformer modules 100 to the power generating unit 220.
  • the power summing unit 240 is each current transformer module
  • the output current of 100 is converted into AC power, and AC power having an AC current of about 4 A or less which is added up is outputted.
  • the output current of the plurality of current transformer modules 100 has a phase difference according to the installation position, but may be ignored when installed in close proximity.
  • the power summing unit 240 may add up the output power produced by using an alternating current induced in the current transformer module 100 of some of the plurality of current transformer modules 100 according to the required amount of power.
  • the plurality of current transformer modules 100 and the power summing unit 240 has a switch on the line electrically connecting, the power summing unit 240 is the power (voltage) required in the IoT device 14
  • the switches are driven to output the sum AC power summating only the output power produced by using the alternating current induced by some current transformer modules 100 to the power generator 220.
  • the sum AC power output by the power summing unit 240 is converted into DC power through the power generating unit 220 and stored in the power storage unit 230.
  • the power storage unit 230 supplies the stored direct current power to the IoT device 14.
  • the power supply device 200 converts the summed AC power obtained by summing the AC power generated by the current transformer module 100 into DC power to supply the IoT device 14.
  • the power supply apparatus 200 may further include a filter unit 250 connected to the current transformer module 100 and the power summing unit 240.
  • the filter unit 250 includes a plurality of filters 252 installed in a line connecting the current transformer module 100 and the power summing unit 240.
  • the filter 252 removes noise such as electro magnetic interference (EMI) from the output power output from the current transformer module 100.
  • EMI electro magnetic interference
  • the filter 252 outputs the output power without noise to the power summing unit 240.
  • a power supply device 200 is disposed between a plurality of unit coils 114 and a switch unit 120 to convert AC power induced in a unit coil into DC power.
  • the current transformer module 100 may include a plurality of power converters 130.
  • the power converter 130 is connected to each of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n and provided in plurality.
  • the power converter 130 converts the power derived from each of the plurality of unit coils 114-1 to 114-n into DC power.
  • the plurality of unit coils 114 may be wound around one magnetic core 110, or may be wound around independent magnetic cores 110, respectively.
  • the switch unit 120 may be disposed in one of the current transformer module 100 or the power supply device 200.
  • the switch unit 120 may be disposed in the power supply device 200.
  • the power converter 130 includes only one diode on the current path to minimize power loss when converting to DC power. That is, as shown in FIG. 19, the power converter 130 may include a half bridge rectifier and a capacitor (C).
  • the half bridge rectifier may include a first diode D1 and a second diode D2.
  • the first diode D1 may be connected to one side of the unit coil 114, and the second diode D2 may be connected to the other side of the unit coil 114.
  • first diode D1 and the second diode D2 may be connected to one side of the capacitor C, respectively, and the middle tab 114a of the corresponding unit coil 114 may be connected to the other side of the capacitor C.
  • the capacitor C performs a smoothing function on the half-wave rectified power by the first diode D1 and the second diode D2 to store the DC-converted power.
  • any one of the first diode D1 and the second diode D2 on the current path for charging the capacitor C in the process of converting the power induced by the unit coil 114 into the DC power Since only the diode of is included, the power consumption is reduced compared to the case of using two diodes, such as full bridge, it is possible to minimize the energy loss to improve the power conversion efficiency.
  • the switch unit 120 is connected to each of the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n, and according to the sensing module 210, the switch unit 120 of the plurality of power converters 130-1 to 130-n. Switch outputs in series or parallel.
  • the switch 120 may switch so that at least some of the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are connected in parallel. .
  • the switch unit 120 may switch so that at least some of the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are connected in series. .
  • the switch unit 120 when the switch unit 120 switches the outputs of the plurality of power converters 130 to be connected in series, the switch unit 120 includes the outputs Vdc1 of the power converter 130-1 and the power converter 130-2. Outputs the sum Vdct of the output Vdc2.
  • the total voltage may be increased by connecting the outputs of the plurality of power converters 130 in series to induce more power.
  • the second switch provided in the first first input terminal is switched to be connected to the first output terminal (C O 1)
  • the second switch provided at the last input terminal may be switched to be connected to the second output terminal C 0 2.
  • the second switch S n 2 provided at the first input terminal C n 1 is switched to be connected to the first output terminal CO 1 and the third switch provided at the second input terminal C n 2.
  • switch (S 3 n) may be switched to be connected to a second output terminal (C O 2).
  • the switch unit 120 switches the outputs of the plurality of power converters 130 to be connected in parallel
  • the total voltage Vdct is the output Vdc1 or the power converter of the power converter 130-1. It is the same as the output Vdc2 of 130-2.
  • the output voltage of the plurality of power converters 130 may be connected in parallel to keep the total voltage low in order to minimize power loss.
  • the second switch provided in the first input terminal (C n 1) connected to the power conversion unit 130 constituting the parallel connection Only (S n 2) and the third switch (S n 3) are switched to be connected to the first output terminal (C 0 1) and the second output terminal (C 0 2), respectively, and the power conversion does not form the remaining parallel connection.
  • the second switch and the third switch provided in the input terminal connected to the unit 130 may be maintained in an off state.
  • the switch unit 120 when the switch unit 120 is configured such that the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are connected in parallel and in parallel, the outputs of the m power converters 130 are connected in series, respectively.
  • the output groups of the m power converters 130 connected in series may be switched such that the plurality of output groups are connected in parallel with each other.
  • the number of unit coils 114 connected in series or in parallel is determined by the sensing module 210 according to the current magnitude of the power line 12.
  • the sensing module 210 monitors a current state of the power line 12 by detecting a voltage induced from one unit coil 114n among the plurality of unit coils 114-1 to 114-n. In this case, the sensing module 210 may detect a voltage induced from the unit coil 114n and calculate a current corresponding thereto to calculate a current of the power line 12 according to the turns ratio of the unit coil 114n.
  • the sensing module 210 controls the switch unit 120 so that at least some of the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are connected in series or in parallel according to the voltage detected from the unit coil 114n. do.
  • the switch unit 120 since the DC power converted by the switch unit 120 after being converted into DC power by the unit coil 114 can be configured in a parallel, series, or series-parallel mixture, the switch unit 120 and the rear end The circuit complexity of the DC / DC converter 240 and the power storage unit 230 may be further alleviated.
  • the power supply device 200 may further include a DC / DC converter 240 and a power storage unit 230.
  • the DC / DC converter 240 converts the output of the switch unit 120 to a constant level. That is, the DC / DC converter 240 converts the DC output of the switch unit 120 to a level corresponding to the power supply of the IoT device 14.
  • the DC / DC converter 240 may be a buck converter.
  • the power storage unit 230 may store power generated by the DC / DC converter 240.
  • the power storage unit 230 may include a super capacitor or a battery.
  • the power induction ratio is adjusted, so that the power line has a constant power even when the current changes. Can be provided.
  • the power line connects the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n in parallel during the high current time, and outputs the plurality of power converters 130-1 to 130-n in the low current time.
  • the sensing module 210 calculates an average of voltages derived from the unit coil 114n for the sensor to monitor the current state of the power line 12. .
  • the sensing module 210 determines whether the calculated average voltage is greater than the reference value Vset, and when it is determined that the sensing module 210 is larger than the reference value Vset, the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are parallel to each other.
  • the switch 120 is controlled to be connected.
  • the sensing module 210 controls the switch unit 120 so that the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are connected in series.
  • the sensing module 210 controls the switching of the switch unit 120 to generate constant power from the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n configured in series or in parallel to the power storage unit 230. ) To power the IoT device 14.
  • the plurality of power converters 130-1 to 130-n are connected in parallel or in series, the plurality of power converters 130-1 to 130 are gradually staged according to the difference between the average voltage and the reference value Vset. You can control the parallel or series configuration of the output of -n).
  • the sensing module 210 calculates a difference between the average voltage and the reference value Vset. In this case, the sensing module 210 calculates the number of outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n in a series or parallel configuration according to the difference between the average voltage and the reference value Vset. That is, the sensing module 210 may control to increase or decrease the number of parallel or series of the unit coils 114-1 to 114-n in steps according to the current state of the current power line 12.
  • the sensing module 210 performs switching by controlling the switch unit 120 so that the outputs of the plurality of power converters 130-1 to 130-n are configured in parallel or in series according to the calculated number.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

전력선의 전류 변화에도 일정한 전력을 유도하기 위해 전력유도 비율을 조정할 수 있는 변류기 모듈과 전력선의 전류 변화에도 일정한 전력을 제공하면서 전력 변환시의 손실을 최소화하도록 한 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치를 제시한다. 제시된 변류기 모듈은 폐루프를 구성하는 마그네틱 코어, 마그네틱 코어에 권선된 복수의 단위 코일 및 복수의 단위 코일과 연결된 스위치부를 포함하고, 복수의 단위 코일은 복수의 발전용 단위 코일을 포함한다.

Description

변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
본 발명은 전력선에 설치되어 전력을 생성하는 변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력선의 전류 변화에 따라 전력 유도를 위한 권선 비율의 변경이 가능한 구조를 갖는 변류기 모듈과 전력선의 전류 상태가 변경되는 경우에도 일정한 출력을 제공하는 변류기를 포함하는 전력 공급 장치에 관한 것이다.
최근 사물인터넷(IoT)에 보급이 확산되면서, 다양한 종류의 IoT 디바이스들이 등장하고 있다. 이러한 IoT 디바이스들은 스마트 그리드와 같이 특정 목적의 센서 네트워크를 구성한다. 특히, 모든 환경에 대한 네트워크를 구성하기 위해 상기 IoT 디바이스는 사람의 접근이 용이하지 않은 고층 건물의 외곽 또는 지하 맨홀 등에 설치되는 경우도 많다.
이런 환경에서 IoT 디바이스에 전원을 공급하기 위한 전력분배반이나 콘센트를 별도로 설치하는 것은 상당한 비용이 소요될 뿐만 아니라 IoT 디바이스의 지속적인 증설을 고려하면, 전력선이 매우 복잡하게 구성되어야 하기 때문에 일반적으로 배터리를 사용하고 있다.
그러나, 배터리는 수명 시간이 경과하면 주기적으로 교체해야 하는데, 사람의 접근이 용이하지 않은 지역에 설치되거나 대량의 IoT 디바이스의 배터리를 교체하기 위한 인력 투입 및 작업 시간 증가 등 유지보수를 위한 비용이 증가하고 있다. 따라서, 이러한 IoT 디바이스들에 대하여 유지보수를 최소화할 수 있는 전원 공급 방안이 요구되고 있다.
한편, 전력선 상에 탈부착 가능한 변류기(CT; Current Transformer)를 이용하여 전력을 유도하여 전력을 공급하는 기술이 개발되고 있다. 이와 같이 변류기를 이용한 전력 공급 장치는 전력선에 변류기를 부착하는 것만으로 용이하게 전력을 유도할 수 있기 때문에, IoT 디바이스의 대안으로서 고려되고 있다.
그러나, 전력선으로부터 전력을 유도하는 경우, 전력선의 전류 상태가 시간에 따라 크게 변동될 수 있기 때문에, 일정한 전력을 유도하여 발생시키지 못할 뿐만 아니라, 전력선의 전류가 큰 경우 전력 손실이 증가하고, 안정된 전력을 공급하기 위한 전력 저장부의 용량의 증대를 초래하여 전력 공급 장치로서 사용하는데 장애요인이 되고 있고 있다.
따라서, 변류기를 이용하여 전력선으로부터 용이하게 전력을 유도하는 동시에 전력선의 전류 상태의 변화에도 일정한 전력을 유도하여 전력을 발생시킬 수 있는 기술의 개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 제안된 것으로, 전력선의 전류 변화에도 일정한 전력을 유도하기 위해 전력유도 비율을 조정할 수 있는 변류기 모듈과 전력선의 전류 변화에도 일정한 전력을 제공하면서 전력 변환시의 손실을 최소화하도록 한 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 변류기에서 생성한 교류 전력을 정류 및 합산(또는 합산 및 정류)하여 전력 생산 효율을 최대화하도록 한 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈은 전력선에 설치되어 전력을 생성하는 변류기 모듈로, 폐루프를 구성하는 마그네틱 코어, 마그네틱 코어에 권선된 복수의 단위 코일 및 복수의 단위 코일과 연결된 스위치부를 포함하고, 복수의 단위 코일은 복수의 발전용 단위 코일을 포함한다. 이때, 복수의 단위 코일은 센서용 단위 코일을 포함할 수 있다.
스위치부는 복수의 단위 코일이 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 스위칭 할 수 있다. 스위치부는 복수의 발전용 단위 코일 중 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위칭할 수 있다.
스위치부는 복수의 단위 코일 중 하나에서 검출한 전압이 기준값 이하이면 복수의 단위 코일 중 적어도 일부가 병렬 연결되도록 스위칭하고, 복수의 단위 코일 중 하나에서 검출한 전압이 기준값 미만이면 복수의 단위 코일 중 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위칭할 수 있다. 이때, 스위치부는 복수의 단위 코일 중 하나에서 검출한 전압과 기준값의 차이를 근거로 복수의 단위 코일 중 적어도 일부가 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 스위칭할 수 있다.
스위치부는 복수의 단위 코일의 일단에 각각 연결된 복수의 제1 입력 단자, 복수의 단위 코일의 타단에 각각 연결된 복수의 제2 입력 단자, 제1 출력 단자, 제2 출력 단자, 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제2 입력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제1 스위치, 복수의 제1 입력 단자와 제1 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제2 스위치 및 복수의 제2 입력 단자와 제2 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제3 스위치를 포함할 수 있다.
이때, 복수의 제1 스위치 각각은 일단이 복수의 제1 입력 단자 중 하나에 연결되고, 타단이 복수의 제2 입력 단자 중 하나에 연결되어 복수의 단위 코일 중 인접한 두개의 단위 코일이 직렬 연결되도록 스위칭하고, 복수의 제2 스위치 각각은 일단이 복수의 제1 입력 단자 중 하나에 연결되고, 타단이 제1 출력 단자에 연결되고, 복수의 제3 스위치 각각은 일단이 복수의 제2 입력 단자 중 하나에 연결되고, 타단이 제2 출력 단자에 연결될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치는 전력선에 설치되고, 복수의 단위 코일을 구비한 변류기 모듈, 복수의 단위 코일에 각각 연결되어 스위칭하는 스위치부 및 복수의 단위 코일 중 하나에 유도된 전력을 근거로 복수의 단위 코일을 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 스위치부를 제어하는 센싱 모듈을 포함한다.
변류기 모듈은 폐루프를 구성하는 마그네틱 코어 및 마그네틱 코어에 권선된 복수의 단위 코일을 포함하거나, 복수의 변류기를 포함하고, 변류기는 하나의 단위 코일이 권선된 마그네틱 코어를 구비할 수 있다. 이때, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치는 수의 변류기에서 생성된 교류 전력을 합산하여 합산 교류 전력을 출력하는 전력 합산부를 더 포함할 수 있다.
센싱 모듈은 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압의 평균값이 기준값 이상이면 복수의 단위 코일의 적어도 일부가 병렬 연결되도록 스위치부를 제어하거나, 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압의 평균값이 기준값 미만이면 복수의 단위 코일의 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위치부를 제어할 수 있다. 이때, 센싱 모듈은 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압과 기준값을 근거로 복수의 단위 코일이 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 스위치부를 제어하고, 센싱 모듈은 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압을 근거로 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되는 단위 코일의 수를 설정할 수 있다.
스위치부는 복수의 단위 코일의 일단에 각각 연결된 복수의 제1 입력 단자, 복수의 단위 코일의 타단에 각각 연결된 복수의 제2 입력 단자, 제1 출력 단자, 제2 출력 단자, 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제2 입력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제1 스위치, 복수의 제1 입력 단자와 제1 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제2 스위치 및 복수의 제2 입력 단자와 제2 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제3 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치는 스위치부의 출력에 연결되어 복수의 단위 코일에서 유도된 전압에 의해 전력을 생성하는 전력 발생부를 더 포함하고, 전력 발생부는 스위치부의 출력을 직류 전력으로 변환하는 전력 변환부 및 변환된 직류 전력의 출력을 조정하는 레귤레이터를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치는 복수의 단위 코일과 스위치부 사이에 배치되어, 복수의 단위 코일 각각에 유도된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 복수의 전력 변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈은 마그네틱 코어에 복수의 단위 코일을 구비하여 전력선의 전류 변화에 따라 단위 코일의 연결을 직렬 또는 병렬로 스위칭함으로써, 시간에 따른 전력선의 전류 변화에 따라 전력유도 비율을 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈은 전력선의 전류 변화에도 일정한 전력을 유도하도록 비율을 조정함으로써, 변류기의 후단의 전력 발생 및 저장을 위한 회로의 복잡도 또는 용량을 감소시키므로, 최적 시스템의 구현이 용이하며, 제조비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치는 복수의 변류기 모듈을 구비하여 전력선의 전류 상태에 따라 변류기 모듈의 연결을 직렬 또는 병렬로 스위칭함으로써, 시간에 따른 전력선의 전류 변화에 따라 전력유도 비율을 조정하므로, 일정한 전력을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치는 전력선의 전류 변화에도 일정한 전력을 유도하도록 비율을 조정함으로써, 변류기 모듈 후단의 전력 발생부 회로 및 전력 저장부의 복잡도 또는 용량을 감소시키므로, 최적 시스템의 구현이 용이하며, 제조비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치는 단위 코일로부터 유도된 전력을 직류 전력으로 변환한 후 직렬 또는 병렬 연결하도록 구성하되, 전류 경로 상의 전력 소비 요소를 감소시킴으로써, 전력 유도 및 변환 과정에서의 에너지 손실을 최소화하므로, 전력 변환 효율을 향상시키는 동시에 단위 코일의 수 및 소요되는 부품 수를 감소시켜 제조비용을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치는 전력선에 고전류가 흐르는 시간대에 복수의 단위 코일을 병렬로 연결하고, 저전류가 흐르는 시간대에 복수의 단위 코일을 직렬로 연결함으로써, 고전류 시간대에서의 전력 손실을 최소화하고, 저전력 시간에서의 전력 저장을 위한 전력 저장 용량을 최소화함으로, 전력 공급 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치는 변류기에서 생산한 교류 전류를 합산한 후 직류 전력으로 변환함으로써, 선로에 낮은 전류가 흐르는 상태에서도 필요한 소비전력을 공급할 수 있는 효과가 있다. 즉, 자기유도 전원 공급 장치는 복수의 변류기에서 생성되는 교류 전류를 병렬 결합하여 낮은 입력 전류(즉, 선로에 흐르는 전류)에서도 필요한 소비전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치는 복수의 변류기에서 자기유도를 통해 생산한 교류 전력을 합산한 후 직류 전력으로 변환함으로써, 복수의 변류기 각각에 정류회로가 일 대 일로 연결되는 종래기술에 비해 정류시 발생하는 손실(Loss)을 줄여 전력 취득 효율(또는 전력 이득 특성)을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 설명하기 위한 도면.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈(100)은 마그네틱 코어(110) 및 복수의 단위 코일(114a, 114b)을 포함한다. 여기서, 마그네틱 코어(110) 및 복수의 단위 코일(114a, 114b)는 하나의 변류기에 대응된다.
변류기 모듈(100)은 IoT 디바이스로 전력을 공급하는 전력 공급 장치에 적용되는 모듈로, 전력선으로부터 전력을 유도하여 IoT 디바이스로 공급될 전력을 생성한다. 여기서, 전력선은 전신주에 가설되거나 지하에 매립된 전력선과 같이 외부로 노출되어 접근이 가능한 전력선일 수 있다.
마그네틱 코어(110)는 변류기 모듈(100)이 전력선에 탈부착 가능하도록 2분할하여 한 쌍으로 구성된다. 이때, 한 쌍의 마그네틱 코어(110)는 서로 폐루프를 구성하도록 배치된다.
일례로, 마그네틱 코어(110)는 한 쌍의 반원 형상으로 이루어지며, 변류기 모듈(100)의 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)에 각각 구비된다(도 10 참조). 여기서, 한 쌍의 마그네틱 코어(110) 각각은 동일한 크기를 가지며, 양단이 서로 맞닿아 원형상의 폐루프를 구성한다.
여기서, 마그네틱 코어(110)는 원 형상을 이루는 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 사각 형상 등과 같이 폐루프를 이루는 조건을 만족하면 그 형상에 제한되지 않는다.
복수의 단위 코일(114a, 114b)은 한 쌍의 마그네틱 코어(110) 상에 권선된다. 여기서, 복수의 단위 코일(114a, 114b) 중 어느 하나의 단위 코일(114b)은 전력선의 전류량을 검출하기 위한 측정용 단위 코일이고, 나머지 단위 코일(114a)은 전력선으로부터 전력을 유도하여 전력을 생성하기 위한 발전용 단위 코일이다.
도 1에서는 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 2개(즉, 센서용 단위 코일(114b) 및 발전용 단위 코일(114a))인 것으로 도시되고 설명되었으나, 발전용 단위 코일(114a)은 복수개로 구성될 수 있다.
또한, 발전용 단위 코일(114a)이 복수개로 구성됨으로써, 단위 코일의 연결을 임의로 구성하여 전력선의 전류 변화에 따라 변류기 모듈(100)의 유도비율을 조정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 단위 코일(114-1~114-4)은 한 쌍의 마그네틱 코어(110) 상에서 서로 중첩되지 않도록 권선될 수 있다. 즉, 마그네틱 코어(110) 상에 복수의 단위 코일(114-1~114-4)이 권선되는 경우, 각 단위 코일(114)의 권선 작업이 용이하도록 서로 중첩되지 않고 서로 상이한 영역에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수의 단위 코일(114-1~114-4) 중 적어도 일부(114-1,114-2)는 마그네틱 코어(110) 상에서 적어도 일부 영역에서 중첩되게 권선될 수 있다.
예를 들면, 마그네틱 코어(110) 상에 복수의 단위 코일(114-1~114-4)을 배치하는 경우, 단위 코일(114) 및 마그네틱 코어(110)의 규격에 따라 서로 다른 영역에 권선되는 것이 제한되는 경우, 또는 단위 코일(114)의 수가 증가하여 마그네틱 코어(110)의 영역 분할이 용이하지 않은 경우, 적어도 일부 영역에서 단위 코일(114)은 중첩하게 권선될 수 있다. 이때, 복수의 단위 코일(114)은 그 표면이 절연물로 코팅되기 때문에 상호 간섭은 발생하지 않는다. 즉, 일정 수의 단위 코일(114)이 동일 영역에 권선될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복수의 단위 코일(114-1,114-2)은 마그네틱 코어(110) 상의 동일 영역에서 서로 적층되어 권선될 수 있다. 여기서, 마그네틱 코어(110) 상에 권선되는 복수의 단위 코일(114-1,114-2)은 2개 또는 4개인 것으로 도시되고 설명되었으나, 단위 코일(114)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
이와 같이, 한 쌍의 마그네틱 코어(110) 상에 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 형성된 변류기 모듈(100)은 복수의 변류기로 구성될 수 있다. 이때, 변류기는 한 쌍의 마그네틱 코어(110)에 하나의 단위 코일(114)이 형성되며, 복수의 변류기는 서로 상이한 기능(예를 들면, 측정용 변류기 및 발전용 변류기)을 구비할 수 있다.
이와 같은 변류기 모듈(100)은 스위치부(120)를 더 포함할 수 있다.
스위치부(120)는 복수의 단위 코일(114a, 114b)의 각각에 연결되어 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 혼합 연결되도록 스위칭할 수 있다.
여기서, 스위치부(120)는 복수의 단위 코일 중 어느 하나의 측정용 코일(114b)을 통하여 유도되는 전압에 의해 센싱 모듈에서 전력선의 전류 변화를 감지함에 따라, 센싱 모듈의 제어에 의해 복수의 단위 코일(114-1~114-4) 중 적어도 일부가 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 혼합 연결되도록 스위칭할 수 있다.
일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위치부(120)는 복수의 제1 입력 단자(C11~Cn1), 복수의 제2 입력 단자(C12~Cn2), 제1 출력 단자(CO1), 제2 출력 단자(CO2), 복수의 제1 스위치(S11~Sn-11), 복수의 제2 스위치(S12~Sn2), 복수의 제3 스위치(S13~Sn3)를 포함한다.
복수의 제1 입력 단자(C11~Cn1) 및 복수의 제2 입력 단자(C12~Cn2)는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)에 각각 연결된다. 즉, 제1 입력 단자(C11) 및 제2 입력 단자(C12)는 단위 코일(114-1)의 양단에 각각 연결되고, 제1 입력 단자(C21) 및 제2 입력 단자(C22)는 단위 코일(114-2)의 양단에 각각 연결되며, 이와 같은 방식으로, 제1 입력 단자(Cn1) 및 제2 입력 단자(Cn2)는 단위 코일(114-n)의 양단에 각각 연결된다.
복수의 제1 스위치(S11~Sn-11)는 스위칭(즉, 온(On) 또는 오프(Off))되어 제2 입력 단자(C12~Cn-12)와 제1 입력 단자(C21~Cn1)를 연결 또는 단절시킨다. 이때, 복수의 제1 스위치(S11~Sn-11)는 단위 코일(114-1~114-n)들을 직렬 연결하는 스위치로 동작한다.
복수의 제2 스위치(S22~Sn2)는 스위칭(즉, 온(On) 또는 오프(Off))되어 제1 입력 단자(C11~Cn1)와 제1 출력 단자(CO1)를 연결 또는 단절시킨다. 이때, 제2 스위치(S12)는 항상 온(On) 상태를 유지하거나 생략될 수 있다. 이를 통해, 단위 코일(114-1)의 일단(즉, C11)은 제1 출력 단자(CO1)와 연결 상태를 유지한다.
복수의 제3 스위치(S13~Sn3)는 스위칭(즉, 온(On) 또는 오프(Off))되어 제2 입력 단자(C12~Cn2)와 제2 출력 단자(CO2)를 연결 또는 단절시킨다. 이때, 제3 스위치(Sn3)는 항상 온(On) 상태를 유지하거나 생략될 수 있다. 이를 통해, 단위 코일(114-n)의 타단(즉, Cn2)은 제2 출력 단자(CO2)와 연결 상태를 유지한다.
복수의 제1 스위치(S11~Sn-11)는 단위 코일(114)의 직병렬 연결시 일부만 온(On)되어 일부의 단위 코일들(114)들을 직렬로 연결한다.
예를 들면, 도 6을 참조하면, 스위치부(120)가 모든 단위 코일(114-1~114-n)이 직렬 연결되도록 구성되는 경우, 복수의 제1 스위치(S11~Sn-11)는 모두 온(On)되어 단위 코일(114-n-1)의 제2 입력 단자(Cn-12)와 인접한 단위 코일(114-n)의 제1 입력 단자(Cn1)를 연결한다. 이때, 제2 스위치(S22~Sn2)와 제3 스위치(S13~Sn-13)는 오프(Off) 상태를 유지한다.
이를 통해, 스위치부(120)는 모든 단위 코일들(114-1~114-n)을 직렬로 연결한다.
또한, 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 일부만을 직렬 연결하는 경우, 마지막 단위 코일에 연결된 제3 스위치(Sn3)는 제2 출력 단자(C02)로 연결되도록 스위칭(온(On))될 수 있다.
예를 들면, 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 상위 두 개의 단위 코일(114-1,114-2) 만을 직렬 연결하는 경우, 단위 코일(114-1,114-2)들에 연결된 제1 스위치(S11) 및 단위 코일(114-2)에 연결된 제3 스위치(S23)가 온(On)된다.
이를 통해, 스위치부(120)는 단위 코일(114-1)의 제1 입력 단자(C11)가 제1 출력 단자(CO1)와 연결되고, 단위 코일(114-2)의 제2 입력 단자(C22)가 제2 출력 단자(CO2)와 연결되어, 상위 두개의 단위 코일(114-1,114-2)만을 직렬 연결한다.
스위치부(120)는 복수의 제2 스위치(S12~Sn2) 및 복수의 제3 스위치(S13~Sn3)를 온(On) 또는 오프(Off) 구동시켜 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 병렬로 연결할 수 있다.
예를 들면, 도 7을 참조하면, 스위치부(120)가 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 병렬 연결되도록 구성되는 경우, 복수의 제1 스위치(S11~Sn-11)는 모두 오프(Off)되어 각 단위 코일들(114-1~114-n) 간의 직렬 연결을 단절시킨다. 복수의 제2 스위치(S12~Sn2)는 모두 온(On)되어 복수의 제1 입력 단자(C11~Cn1)를 제1 출력 단자(CO1)와 연결시킨다. 복수의 제3 스위치(S13~Sn3)는 모두 온(On)되어 복수의 제2 입력 단자(C12~Cn2)를 제2 출력 단자(CO2)와 연결시킨다.
이를 통해, 스위치부(120)는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 병렬로 연결한다.
한편, 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 일부만을 병렬 연결하는 경우, 스위칭부(120)는 병렬 연결 대상인 단위 코일(114)들에 연결된 복수의 제2 스위치(S12~Sn2) 및 복수의 제3 스위치(S13~Sn3)를 온(On)시켜 해당 단위 코일(114)들만 병렬로 연결시킨다.
예를 들면, 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 상위 두 개의 단위 코일(114-1,114-2) 만을 병렬 연결하는 경우, 해당 단위 코일(114-1,114-2)에 연결된 제1 스위치(S11)는 오프(Off)되어 단위 코일들(114-1, 114-2) 간의 직렬 연결을 단절시킨다. 제2 스위치(S12, S22)는 온(On)되어 제1 입력 단자(C11, C21)를 제1 출력 단자(CO1)와 연결시킨다. 제3 스위치(S13, S23)는 온(On)되어 제2 입력 단자(C12, C22)를 제2 출력 단자(CO2)와 연결시킨다.
이를 통해, 스위치부(120)는 단위 코일(114-1, 114-2)을 병렬로 연결한다.
스위칭부(120)는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 직병렬 혼합 연결되는 경우, 복수의 제1 스위치(S11~Sn-11) 중 적어도 하나, 복수의 제2 스위치(S12~Sn2) 중 적어도 하나 및 복수의 제3 스위치(S13~Sn3) 중 적어도 하나를 오프(Off)시켜 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 직병렬 혼합 연결한다.
일례로, 도 8을 참조하면, 복수의 단위 코일(114-1~114-4)이 직병렬 혼합 연결되는 경우, 제1 스위치(S11, S31)는 온(On)되고, 제1 스위치(S21)는 오프(Off)되어 상위 두 개의 단위 코일(114-1, 114-2)과 하위 두 개의 단위 코일(114-3, 114-4)을 각각 직렬 연결한다. 제2 스위치(S12, S32)는 온(On)되고, 제2 스위치(S22, S42)는 오프(Off)되고, 제3 스위치(S23, S43)는 온(On)되고, 제3 스위치(S13, S33)는 오프(Off)되어 2개의 단위 코일 그룹을 병렬로 연결한다.
이를 통해, 스위치부(120)는 직렬 연결된 m개의 단위 코일 그룹을 형성하고, m개의 단위 코일 그룹이 서로 병렬 연결되도록 스위칭될 수 있다. 여기서, 직렬 또는 병렬 연결되는 단위 코일의 수는 전력선의 전류 크기에 따라 센싱 모듈에 의해 결정된다.
이와 같이 구성된 변류기 모듈(100)은 클램프 타입으로 전선에 설치된다. 일례로, 도 9 내지 도 11을 참조하면, 변류기 모듈(100)은 상부 몸체(100a), 하부 몸체(100b), 힌지부(102), 및 클램프형 잠금수단을 포함한다.
상부 몸체(100a)는 한 쌍의 마그네틱 코어(110) 중 어느 하나(110a)가 수용된다. 일례로, 상부 몸체(100a)는 반원형의 마그네틱 코어(110a)가 수용되는 케이스(110a-1,110a-2)를 포함한다.
여기서, 케이스(110a-1, 110a-2) 각각은 반원형상의 내면과 외면을 갖도록 구비되고, 체결 수단을 통하여 서로 결합될 수 있다. 이러한 케이스(110a-1, 110a-2)는 그 내부에 마그네틱 코어(110a)를 수용하기 위한 공간부가 형성될 수 있다. 이때, 마그네틱 코어(110a)는 양단이 케이스(110a-1, 110a-2)의 외부로 노출되도록 수용된다.
하부 몸체(100b)는 한 쌍의 마그네틱 코어(110) 중 다른 하나(110b)가 수용된다. 일례로, 상부 몸체(100b)는 반원형의 마그네틱 코어(110b)가 수용되는 케이스(110b-1,110b-2)를 포함한다.
여기서, 케이스(110b-1, 110b-2) 각각은 반원형상의 내면과 외면을 갖도록 구비되고, 체결 수단을 통하여 서로 결합될 수 있다. 이러한 케이스(110b-1, 110b-2)는 그 내부에 마그네틱 코어(110b)를 수용하기 위한 공간부가 형성될 수 있다. 이때, 마그네틱 코어(110b)는 양단이 케이스(110b-1, 110b-2)의 외부로 노출되도록 수용된다.
즉, 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b)가 결합되어 원을 이루는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 마그네틱 코어(110a) 및 마그네틱 코어(110b)는 노출된 양단이 서로 맞닿아 폐루프를 형성할 수 있다.
여기서, 스위치부(120)는 상부 몸체(100a) 또는 하부 몸체(100b) 중 어느 하나에 내장될 수 있다. 이때, 마그네틱 코어(110a, 110b) 상에 권선되는 복수의 단위 코일(114-1~114-4)이 스위치부(120)로 각각 연결되도록 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)에는 각각 관통구가 형성될 수 있다.
예를 들면, 스위치부(120)가 상부 몸체(100a)에 내장되는 경우, 하부 몸체(100b)의 마그네틱 코어(110b) 상에 권선되는 복수의 단위 코일의 양단이 상부 몸체(100a)로 인출되도록 케이스(110b-1)에 관통구가 구비될 수 있다. 이때, 상부 몸체(100a)의 케이스(110a-1)에도 케이스(110b-1)에 대응하는 위치에 관통구가 구비될 수 있다.
힌지부(102)는 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)의 일측에 구비되어 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)를 서로 회동 가능하게 연결한다. 즉, 힌지부(102)는 한 쌍의 케이스(110a-1/110a-2,110a-1/110a-2)의 일측에 구비된다.
클램프형 잠금수단은 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)의 타측에 구비되어 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)를 고정시킨다. 즉, 클램프형 잠금수단은 한 쌍의 케이스(110a-1/110a-2,110a-1/110a-2)에서, 힌지부(102)의 대향측에 구비된다.
이러한 클램프형 잠금수단은 고정부(103) 및 클램프(105)를 포함한다.
고정부(103)는 상부 몸체(100a)에서 힌지부(102)의 대향측에 구비되며, 클램프(105)를 고정하기 홈부(103a)가 형성된다.
클램프(105)는 하부 몸체(100b)에서 힌지부(102)의 대향측에 구비되며, 고정부(103)에 결합되어 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)를 고정시킨다. 이러한 클램프(105)는 잠금고리(104) 및 회동부(106)를 포함한다.
잠금고리(104)는 고정부(103)의 홈부(103a)에 삽입되어 고정된다. 잠금고리(104)는 사각 형상으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다.
회동부(106)는 잠금고리(104)를 회동 가능하게 지지한다. 이러한 회동부(106)는 회동축에 잠금고리(104)가 연결되어 잠금고리(104)를 회동 가능하게 한다.
이와 같은 구성에 의해, 도 10에 도시된 바와 같이, 변류기 모듈(100)은 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b) 사이에 전력선(12)이 배치되도록 설치될 수 있다.
이때, 잠금고리(104)를 홈부(103a)에 삽입 고정시키고, 클램프(105)를 하부 몸체(100b) 측으로 회전시키면, 잠금고리(104)가 홈부(103a)에 삽입된 상태에서 하측으로 가압되면서, 잠금 상태로 상부 몸체(100a) 및 하부 몸체(100b)가 결합 고정된다.
이와 같은 잠금 상태에서, 클램프(105)를 하부 몸체(100b)의 외측으로 회전시키면, 잠금고리(104)가 가압 상태에서 해제되면서 홈부(103a)의 상측으로 이탈되거나 홈부(103a)에서 유동가능한 상태가 된다.
이때, 잠금고리(104)를 상부 몸체(100a)의 외측으로 젖히고, 상부 몸체(100a)를 상측으로 젖히면, 힌지부(102)를 통하여 회전됨으로써, 전력선(12)으로부터 변류기 모듈(100)을 분리할 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변류기 모듈을 포함하는 전력 공급 장치(200; 이하, 전력 공급 장치(200))는 사물인터넷 디바이스(14; 이하, IoT 디바이스(14))에 전력을 공급한다. 특히, 전력 공급 장치(200)는 접근이 용이하지 않은 구역에 설치된 IoT 디바이스(14)에 전력을 공급하기 위한 것이다. 이때, 전력 공급 장치(200)는 IoT 디바이스(14)와 유선으로 전력을 공급할 수 있다. 여기서, 전력선(12)은 전신주에 가설되거나 지하에 매립된 전력선(12)과 같이 외부로 노출되어 접근이 가능한 전력선(12)이다.
이를 위해, 전력 공급 장치(200)는 변류기 모듈(100) 및 센싱 모듈(210)을 포함한다.
변류기 모듈(100)은 전력선(12)에 탈부착 가능하게 설치되며, 클램프 타입으로 구성된다. 즉, 변류기 모듈(100)은 전력선(12)에 탈부착이 용이하도록 그 내부의 마그네틱 코어(110)를 2분할하여 상부 및 하부 마그네틱 코일을 구성하고, 각각의 마그네틱 코어(110)에 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 권선된다.
여기서, 단위 코일(114a, 114b)은 마그네틱 코어(110) 상에서 서로 다른 위치에 권선되거나, 동일 위치에 중복하여 권선될 수 있다. 이때, 단위 코일(114a, 114b)은 그 표면이 절연물로 코팅된다.
이와 같이, 변류기 모듈(100)은 마그네틱 코어(110) 상에 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 권선되어 구성된다. 이때, 복수의 단위 코일(114a, 114b) 중 하나의 단위 코일(114b)은 전력선(12)의 전류량을 검출하기 위한 센서용으로 사용되고, 나머지 단위 코일(114a)들은 전력선(12)으로부터 전력을 유도하여 전력을 발생하기 위한 전력용으로 사용된다.
즉, 변류기 모듈(100)은 마그네틱 코어(110) 상에 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 권선됨으로써, 실질적으로 복수의 변류기의 기능을 갖는다.
도 12에서는 마그네틱 코어(110)에 두 개의 단위 코일(114a, 114b)이 권선된 것으로 도시되어 있으나, 발전용 코일인 단위 코일(114a)은 복수개로 구성될 수 있다.
변류기 모듈(100)은 복수의 단위 코일(114a, 114b)의 각각에 연결되어 센싱 모듈(210)에 따라 스위칭하는 스위치부(120)를 포함한다.
스위치부(120)는 복수의 단위 코일(114a, 114b)에 각각 연결되는 입력단자와 전환 스위치를 구비하여 복수의 단위 코일(114a, 114b)이 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합으로 연결되도록 각 전환 스위치가 스위칭될 수 있다. 이때, 스위치부(120)는 이에 한정되지 않고, 로직 디바이스로 구성될 수 있다. 여기서, 스위치부(120)는 변류기 모듈(100)에 일체로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 변류기 모듈(100)은 마그네틱 코어(110)에 복수의 단위 코일(114)이 권선된 변류기로 구성되고, 스위치부(120)는 변류기 모듈(100)과 분리되어 전력 공급 장치(200)에 포함될 수 있다.
센싱 모듈(210)은 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 어느 하나의 단위 코일(114b)로부터 유도된 전압을 검출하여 전력선(12)의 전류 상태를 모니터링한다. 이때, 센싱 모듈(210)은 단위 코일(114b)로부터 유도된 전압을 검출하고, 그에 대응하는 전류를 산출하여 단위 코일(114b)의 권선비에 따라 전력선(12)의 전류를 산출할 수 있다.
이러한 센싱 모듈(210)은 단위 코일(114b)로부터 검출된 전압에 따라 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 적어도 일부가 직렬 또는 병렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다. 일례로, 센싱 모듈(210)은 발전용 단위 코일(114b)가 2개로 구성된 경우 하나 또는 두깨를 선택적으로 직렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다.
이때, 센싱 모듈(210)은 단위 코일(114b)로부터 유도된 전압에 대하여 일정 시간 동안의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값이 미리 설정된 기준값 이상이면, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 적어도 일부가 병렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다. 여기서, 기준값은 전력선(12)에 발생하는 전류 크기에 대응하는 전압값으로 설정될 수 있다.
예를 들면, 주간과 같이 전력 사용량이 증가함에 따라 전력선(12)의 전류가 크게 증가하는 경우, 센싱 모듈(210)은 전력 변환 손실을 최소화하기 위해, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 병렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다.
또한, 센싱 모듈(210)은 산출된 평균값이 기준값 미만이면, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 야간과 같이 전략 사용량이 감소함에 따라 전력의 전류가 감소하는 경우, 센싱 모듈(210)은 보다 많은 전력을 보전하기 위해, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 직렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다.
이때, 센싱 모듈(210)은 검출된 전압의 크기에 따라 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 혼합 연결되는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 수를 결정할 수 있다. 즉, 센싱 모듈(210)은 검출된 전압과 기준값의 차이에 따라 다단계로 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 직렬 또는 병렬로 구성하도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다. 여기서, 센싱 모듈(210)은 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 병렬 또는 직렬 또는 직병렬 혼합 구성의 수에 대응하는 서로 상이한 크기의 복수의 기준값을 설정할 수 있다.
예를 들면, 일정 수의 단위 코일을 직렬 또는 병렬 구성한 상태에서, 센싱 모듈(210)은 전력선(12)의 전류의 변화에 따라 직렬 또는 병렬 구성된 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 수를 증가 또는 감소시키도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다.
이때, 센싱 모듈(210)은 다단계의 구성에 따라, 직렬 또는 병렬 구성의 수만을 증가 또는 감소시키는 대신, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 직병렬 구성의 수를 증가 또는 감소시키도록 스위치부(120)를 제어할 수 있다.
이와 같이, 전력선(12)의 전류 변화에도 일정한 전력을 유도하도록 비율을 조정하기 위해 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 직렬 또는 병렬로 구성함으로써, 후단의 전력 발생 및 저장을 위한 회로의 복잡도 또는 용량을 감소시킬 수 있으므로, 최적 시스템의 구현이 용이하며, 제조비용을 감소시킬 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 변류기 모듈(100)은 복수의 변류기로 구성될 수 있다. 즉, 각각의 변류기(110a-1, 110a-2, ..., 110a-n, 110b)는 하나의 마그네틱 코어(110) 상에 하나의 단위 코일(114)이 권선된다.
여기서, 하나의 변류기(110b)는 센싱 모듈(210)에 연결되어 전력선(12)의 전류 상태를 모니터링하기 위한 것이고, 나머지 변류기(110a-1, 110a-2, ..., 110a-n)는 스위치부(120)에 연결되어 센싱 모듈(210)에 의해 직렬 또는 병렬로 구성될 수 있다.
전력 공급 장치(200)는 전력 발생부(220) 및 전력 저장부(230)를 더 포함할 수 있다.
전력 발생부(220)는 변류기 모듈(100)로부터 유도된 전압에 의해 전력을 생성할 수 있다. 이러한 전력 발생부(220)는 변류기 모듈(100)의 스위치부(120)의 출력에 연결되며, 전력 변환부(222) 및 레귤레이터(226)를 포함할 수 있다.
전력 변환부(222)는 변류기 모듈(100)의 출력을 DC 전력으로 변환할 수 있다. 일례로, 전력 변환부(222)는 브리지 다이오드로 이루어진 정류회로 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 전력 변환부(222)는 그 출력단에 커패시터로 이루어진 평활회로(224)를 구비할 수 있다.
레귤레이터(226)는 전력 변환부(222)에서 변환된 전력을 일정하게 출력되도록 조정할 수 있다. 이러한 레귤레이터(226)는 IoT 디바이스(14)의 전원에 대응하는 레벨로 일정하게 출력을 조정할 수 있다.
전력 저장부(230)는 전력 발생부(220)에서 생성된 전력을 저장할 수 있다. 이러한 전력 저장부(230)는 슈퍼 커패시터 또는 배터리를 포함할 수 있다.
여기서, 전력선(12)의 전류 상태에 따라 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 직렬 또는 병렬로 구성함으로써, 전력유도 비율이 조정되어 전력선(12)의 전류 변화에도 일정한 전력을 제공할 수 있다.
또한, 전력선(12)이 고전류 시간에는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 병렬로 연결하고, 저전류 시간에는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)을 직렬로 연결함으로써, 고 전류 시간에 대한 전력 손실을 최소화하고, 저전력 시간에 대한 전력 저장을 위한 전력 저장부(230)의 용량을 최소화할 수 있다.
이하, 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(200)의 동작을 설명한다.
먼저, 전력 공급 장치(200)는 센서용의 단위 코일(114b)로부터 유도된 전압의 평균을 산출하여 전력선(12)의 전류 상태를 모니터링한다(S601). 여기서, 센서용 단위 코일(114b)은 발전용 단위 코일(114a)일 중 어느 하나와 공용으로 사용될 수 있다.
센싱 모듈(210)은 산출된 평균전압이 기준값(Vset)보다 큰지의 여부를 판단하여(S602), 기준값(Vset)보다 크다고 판단한 경우, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 병렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다(S603).
S602의 판단결과, 평균 전압이 기준값(Vset)보다 작다고 판단한 경우, 센싱 모듈(210)은 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 직렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다(604).
이와 같이, 센싱 모듈(210)이 스위치부(120)의 스위칭을 제어하여 직렬 또는 병렬 구성된 복수의 단위 코일(114-1~114-n)로부터 전력 발생부(220)는 전력을 유도하여 발생시키고, 전력 저장부(230)에 저장하여 IoT 디바이스(14)에 전원을 공급한다(S605).
한편, 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 병렬 연결 또는 직렬 연결시, 평균 전압과 기준값(Vset)의 차이에 따라 단계적으로 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 병렬 또는 직렬 구성을 제어할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 먼저, 센싱 모듈(210)은 평균 전압과 기준값(Vset)의 차이를 산출한다(S701).
이때, 센싱 모듈(210)은 평균 전압과 기준값(Vset)의 차이에 따라, 직렬 또는 병렬 구성을 이루는 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 개수를 산출한다(S702). 즉, 센싱 모듈(210)은 현재의 전력선(12)의 전류 상태에 따라 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 병렬 또는 직렬 수를 단계적으로 증가 또는 감소하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 센싱 모듈(210)은 산출된 개수에 따라 복수의 단위 코일(114-1~114-n)이 병렬 또는 직렬 구성되도록 스위치부(120)를 제어하여 스위칭을 수행한다(S703).
도 16을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(200)는 복수의 변류기 모듈(100)에서 출력되는 전력을 합산하는 전력 합산부(240)를 더 포함할 수 있다. 즉, 전력 합산부(240)는 복수의 변류기 모듈(100)에서 생성된 출력 전력을 합산한다. 이때, 전력 합산부(240)는 복수의 변류기 모듈(100)에서 생성된 교류 전력을 합산하여 피크값이 증가한 합산 교류 전력을 전력 발생부(220)로 출력한다.
일례로, 제1 변류기 모듈(100) 내지 제4 변류기 모듈(100)로 구성되고, 각 변류기 모듈(100)에서 대략 1A 정도의 출력 전류가 유도되는 경우, 전력 합산부(240)는 각 변류기 모듈(100)의 출력 전류를 교류 전력으로 변환하고, 이들을 합산한 대략 4A 정도 이하의 교류 전류를 갖는 교류 전력을 출력한다. 이때, 복수의 변류기 모듈(100)들의 출력 전류는 설치 위치에 따라 위상차를 갖지만, 근접 설치되는 경우 위상차를 무시할 수도 있다.
전력 합산부(240)는 요구되는 전력량에 따라 복수의 변류기 모듈(100) 중 일부의 변류기 모듈(100)에서 유도되는 교류 전류를 이용하여 생산한 출력 전력을 합산할 수도 있다. 일례로, 복수의 변류기 모듈(100)과 전력 합산부(240)를 전기적으로 연결하는 라인들 상에 스위치를 구비하고, 전력 합산부(240)는 IoT 디바이스(14)에서 요구되는 전력(전압)에 따라 스위치들을 구동하여 일부 변류기 모듈(100)에서 유도되는 교류 전류를 이용하여 생산한 출력 전력만을 합산한 합산 교류 전력을 전력 발생부(220)로 출력한다.
전력 합산부(240)에 의해 출력된 합산 교류 전력은 전력 발생부(220)를 통해 직류 전력으로 변환되어 전력 저장부(230)에 저장된다. 전력 저장부(230)는 저장된 직류 전력을 IoT 디바이스(14)로 공급된다.
이를 통해, 전력 공급 장치(200)는 변류기 모듈(100)에서 생성된 교류 전력을 합산한 합산 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 IoT 디바이스(14)로 공급한다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(200)는 변류기 모듈(100) 및 전력 합산부(240)와 연결된 필터부(250)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 필터부(250)는 변류기 모듈(100) 및 전력 합산부(240)를 연결하는 라인에 설치되는 복수의 필터(252)를 포함하여 구성된다. 필터(252)는 변류기 모듈(100)에서 출력되는 출력 전력으로부터 EMI(Electro Magnetic Interference) 등의 노이즈를 제거한다. 필터(252)는 노이즈를 제거한 출력 전력을 전력 합산부(240)로 출력한다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(200)는 복수의 단위 코일(114)과 스위치부(120) 사이에 배치되어, 단위 코일에서 유도된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 복수의 전력 변환부(130)를 포함하는 변류기 모듈(100)을 포함할 수 있다.
전력 변환부(130)는 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 각각에 연결되어 복수개가 구비된다. 이러한 전력 변환부(130)는 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 각각에서 유도된 전력을 DC 전력으로 변환한다. 여기서, 복수의 단위 코일(114)은 하나의 마그네틱 코어(110)에 권선되거나, 각각 독립된 마그네틱 코어(110)에 권선될 수 있다. 복수의 단위 코일(114)이 하나의 마그네틱 코어(110)에 권선된 경우, 스위치부(120)는 변류기 모듈(100) 또는 전력 공급 장치(200) 중 하나에 배치될 수 있다. 복수의 단위 코일(114)이 각각 독립된 마그네틱 코어(110)에 권선된 경우, 스위치부(120)는 전력 공급 장치(200)에 배치될 수 있다.
이때, 전력 변환부(130)는 DC 전력으로의 변환시 전력 손실을 최소화하도록 전류 경로 상에 하나의 다이오드만을 포함한다. 즉, 도 19에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(130)는 하프 브리지 정류부 및 커패시터(C)를 포함할 수 있다.
하프 브리지 정류부는 제1다이오드(D1) 및 제2다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 제1다이오드(D1)는 해당 단위 코일(114)의 일측에 연결되며, 제2다이오드(D2)는 해당 단위 코일(114)의 타측에 연결될 수 있다.
여기서, 제1다이오드(D1) 및 제2다이오드(D2)는 커패시터(C)의 일측에 각각 연결되고, 해당 단위 코일(114)의 중간 탭(114a)은 커패시터(C)의 타측에 연결될 수 있다.
이때, 해당 단위 코일(114)에 양의 전압이 유도되는 경우, 도면에서 해당 단위 코일(114)의 상단측의 전압이 높기 때문에, 제1다이오드(D1), 커패시터(C) 및 중간 탭(114a)으로 이루어지는 전류 경로에 따라 커패시터(C)가 충전된다.
유사하게, 해당 단위 코일(114)에 음의 전압이 유도되는 경우, 도면에서 해당 단위 코일(114)의 하단측의 전압이 높기 때문에, 제2다이오드(D2), 커패시터(C) 및 중간 탭(114a)으로 이루어지는 전류 경로에 따라 커패시터(C)가 충전된다.
커패시터(C)는 제1다이오드(D1) 및 제2다이오드(D2)에 의해 반파 정류된 전력에 대한 평활 기능을 수행하여 DC 변환된 전력이 저장된다.
이와 같이, 해당 단위 코일(114)에 의해 유도된 전력을 DC 전력으로 변환하는 과정에서 커패시터(C)를 충전하기 위한 전류 경로 상에 제1다이오드(D1) 및 제2다이오드(D2) 중 어느 하나의 다이오드만이 포함되기 때문에, 풀 브리지와 같이 두 개의 다이오드를 사용하는 경우에 비하여 소비되는 전력이 감소되므로 에너지 손실을 최소화하여 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 전력 소비 요소의 감소에 의해 전력 변환 효율을 향상시킴으로써, 전력선(12)의 상태 변화에 따라 동일한 전력을 제공하기 위해 더 적은 수의 단위 코일만이 필요하며, 전력 소비 요소를 감소시킴에 따라 부품 수도 감소함으로 제조비용을 경감시킬 수 있다.
스위치부(120)는 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력의 각각에 연결되어, 센싱 모듈(210)에 따라 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력이 직렬 또는 병렬 연결되도록 스위칭한다.
이때, 스위치부(120)는 센싱 모듈(210)에서 산출된 평균값이 기준값보다 큰 경우, 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력의 적어도 일부가 병렬 연결되도록 스위칭할 수 있다.
또한, 스위치부(120)는 센싱 모듈(210)에서 산출된 평균값이 기준값보다 작은 경우, 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력의 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위칭할 수 있다.
이와 같이, 스위치부(120)는 복수의 전력 변환부(130)의 출력이 직렬 연결되도록 스위칭하는 경우, 전력 변환부(130-1)의 출력(Vdc1)과 전력 변환부(130-2)의 출력(Vdc2)의 총합(Vdct)을 출력한다.
따라서, 야간과 같이, 전력선(12)의 전류가 감소하는 경우, 보다 많은 전력을 유도하기 위해 복수의 전력 변환부(130)의 출력을 직렬 연결하여 전체 전압을 상승시킬 수 있다.
또한, 전력 변환부(130)가 n개로 구성되고, 그중 일부만을 직렬 연결하는 경우, 최초의 제1 입력 단자에 구비된 제2 스위치는 제1 출력 단자(CO1)로 연결되도록 스위칭되고, 마지막 입력단자에 구비된 제2 스위치는 제2 출력 단자(C02)로 연결되도록 스위칭될 수 있다.
또한, 스위치부(120)가 복수의 전력 변환부(130)의 출력이 병렬 연결되도록 스위칭하는 경우,
제1 입력 단자(Cn1)에 구비된 제2 스위치(Sn2)는 제1 출력 단자(CO1)에 연결되도록 스위칭되고, 제2 입력 단자(Cn2)에 구비된 제3 스위치(Sn3)는 제2 출력 단자(CO2)에 연결되도록 스위칭될 수 있다.
이와 같이, 스위치부(120)는 복수의 전력 변환부(130)의 출력이 병렬 연결되도록 스위칭하는 경우, 전체 전압(Vdct)은 전력 변환부(130-1)의 출력(Vdc1) 또는 전력 변환부(130-2)의 출력(Vdc2)과 동일하다.
따라서, 주간과 같이, 전력선(12)의 전류가 증가하는 경우, 전력 손실을 최소화하기 위해 복수의 전력 변환부(130)의 출력을 병렬 연결하여 전체 전압을 낮은 상태로 유지할 수 있다.
또한, 전력 변환부(130)가 n개로 구성되고, 그중 일부만을 병렬 연결하는 경우, 병렬 연결을 구성하는 전력 변환부(130)에 연결된 제1 입력 단자(Cn1)에 구비된 제2 스위치(Sn2) 및 제3 스위치(Sn3)만 제1 출력 단자(C01) 및 제2 출력 단자(C02)에 각각 연결되도록 스위칭되고, 나머지 병렬 연결을 구성하지 않는 전력 변환부(130)에 연결된 입력 단자에 구비된 제2 스위치 및 제3 스위치는 오프(Off) 상태로 유지될 수 있다.
이때, 스위치부(120)가 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력이 직병렬 혼합 연결되도록 구성되는 경우, m개의 전력 변환부(130)의 출력이 각각 직렬 연결되고, 이와 같이 직렬 연결된 m개의 전력 변환부(130)의 출력 그룹이 복수개가 서로 병렬 연결되도록 스위칭될 수 있다. 여기서, 직렬 또는 병렬 연결되는 단위 코일(114)의 수는 전력선(12)의 전류 크기에 따라 센싱 모듈(210)에 의해 결정된다.
센싱 모듈(210)은 복수의 단위 코일(114-1~114-n) 중 어느 하나의 단위 코일(114n)로부터 유도된 전압을 검출하여 전력선(12)의 전류 상태를 모니터링한다. 이때, 센싱 모듈(210)은 단위 코일(114n)로부터 유도된 전압을 검출하고, 그에 대응하는 전류를 산출하여 단위 코일(114n)의 권선비에 따라 전력선(12)의 전류를 산출할 수 있다.
이러한 센싱 모듈(210)은 단위 코일(114n)로부터 검출된 전압에 따라 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력 중 적어도 일부가 직렬 또는 병렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다.
아울러, 해당 단위 코일(114)에 의해 DC 전력으로 변환한 후 스위치부(120)에 의해 변환된 DC 전력을 병렬 또는 직렬 또는 직병렬 혼합으로 구성할 수 있기 때문에, 스위치부(120) 및 후단의 DC/DC 컨버터(240) 및 전력 저장부(230)의 회로 복잡도를 더욱 완화시킬 수 있다.
이와 같은 전력 공급 장치(200)는 DC/DC 컨버터(240) 및 전력 저장부(230)를 더 포함할 수 있다.
DC/DC 컨버터(240)는 스위치부(120)의 출력을 일정한 레벨로 변환한다. 즉, DC/DC 컨버터(240)는 스위치부(120)의 DC 출력을 IoT 디바이스(14)의 전원에 대응하는 레벨로 변환한다. 이러한 DC/DC 컨버터(240)는 벅 컨버터(buck converter)일 수 있다.
전력 저장부(230)는 DC/DC 컨버터(240)에서 생성된 전력을 저장할 수 있다. 이러한 전력 저장부(230)는 슈퍼 커패시터 또는 배터리를 포함할 수 있다.
여기서, 전력선(12)의 전류 상태에 따라 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력을 직렬 또는 병렬로 구성함으로써, 전력유도 비율이 조정되고, 따라서 전력선이 전류 변화에도 일정한 전력을 제공할 수 있다.
또한, 전력선이 고전류 시간에는 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력을 병렬로 연결하고, 저전류 시간에는 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력을 직렬로 연결함으로써, 고 전류 시간에 대한 전력 손실을 최소화하고, 저전력 시간에 대한 전력 저장을 위한 전력 저장부(230)의 용량을 최소화할 수 있다.
이와 같이 구성된 전력 공급 장치(200)는 동작을 설명하면, 먼저, 센싱 모듈(210)이 센서용의 단위 코일(114n)로부터 유도된 전압의 평균을 산출하여 전력선(12)의 전류 상태를 모니터링한다.
센싱 모듈(210)은 산출된 평균전압이 기준값(Vset)보다 큰지의 여부를 판단하여, 기준값(Vset)보다 크다고 판단한 경우, 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력이 병렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다.
판단결과, 평균 전압이 기준값(Vset)보다 작다고 판단한 경우, 센싱 모듈(210)은 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력이 직렬 연결되도록 스위치부(120)를 제어한다.
이와 같이, 센싱 모듈(210)이 스위치부(120)의 스위칭을 제어하여 직렬 또는 병렬 구성된 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력으로부터 일정한 전력을 발생시켜 전력 저장부(230)에 저장하여 IoT 디바이스(14)에 전원을 공급한다.
한편, 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력의 병렬 연결 또는 직렬 연결시, 평균 전압과 기준값(Vset)의 차이에 따라 단계적으로 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력의 병렬 또는 직렬 구성을 제어할 수 있다.
예를 들면, 센싱 모듈(210)은 평균 전압과 기준값(Vset)의 차이를 산출한다. 이때, 센싱 모듈(210)은 평균 전압과 기준값(Vset)의 차이에 따라, 직렬 또는 병렬 구성을 이루는 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력의 개수를 산출한다. 즉, 센싱 모듈(210)은 현재의 전력선(12)의 전류 상태에 따라 복수의 단위 코일(114-1~114-n)의 병렬 또는 직렬 수를 단계적으로 증가 또는 감소하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 센싱 모듈(210)은 산출된 개수에 따라 복수의 전력 변환부(130-1~130-n)의 출력이 병렬 또는 직렬 구성되도록 스위치부(120)를 제어하여 스위칭을 수행한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 전력선에 설치되어 전력을 생성하는 변류기 모듈에 있어서,
    폐루프를 구성하는 마그네틱 코어;
    상기 마그네틱 코어에 권선된 복수의 단위 코일; 및
    상기 복수의 단위 코일과 연결된 스위치부를 포함하고,
    상기 복수의 단위 코일은 복수의 발전용 단위 코일을 포함하는 변류기 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위 코일은 센서용 단위 코일을 포함하는 변류기 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 복수의 단위 코일이 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 스위칭하는 변류기 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 복수의 발전용 단위 코일 중 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위칭하는 변류기 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 복수의 단위 코일 중 하나에서 검출한 전압이 기준값 이하이면 상기 복수의 단위 코일 중 적어도 일부가 병렬 연결되도록 스위칭하는 변류기 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 복수의 단위 코일 중 하나에서 검출한 전압이 기준값 미만이면 상기 복수의 단위 코일 중 적어도 일부가 직렬 연결되도록 스위칭하는 변류기 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 복수의 단위 코일 중 하나에서 검출한 전압과 기준값의 차이를 근거로 상기 복수의 단위 코일 중 적어도 일부가 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 스위칭하는 변류기 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 복수의 단위 코일의 일단에 각각 연결된 복수의 제1 입력 단자;
    상기 복수의 단위 코일의 타단에 각각 연결된 복수의 제2 입력 단자;
    제1 출력 단자;
    제2 출력 단자;
    상기 복수의 제1 입력 단자 및 상기 복수의 제2 입력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제1 스위치;
    상기 복수의 제1 입력 단자와 상기 제1 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제2 스위치; 및
    상기 복수의 제2 입력 단자와 상기 제2 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제3 스위치를 포함하는 변류기 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 스위치 각각은 일단이 상기 복수의 제1 입력 단자 중 하나에 연결되고, 타단이 상기 복수의 제2 입력 단자 중 하나에 연결되어 상기 복수의 단위 코일 중 인접한 두개의 단위 코일이 직렬 연결되도록 스위칭하고,
    상기 복수의 제2 스위치 각각은 일단이 상기 복수의 제1 입력 단자 중 하나에 연결되고, 타단이 상기 제1 출력 단자에 연결되고,
    상기 복수의 제3 스위치 각각은 일단이 상기 복수의 제2 입력 단자 중 하나에 연결되고, 타단이 상기 제2 출력 단자에 연결된 변류기 모듈.
  10. 전력선에 설치되고, 복수의 단위 코일을 구비한 변류기 모듈;
    상기 복수의 단위 코일에 각각 연결되어 스위칭하는 스위치부; 및
    상기 복수의 단위 코일 중 하나에 유도된 전력을 근거로 상기 복수의 단위 코일을 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 센싱 모듈을 포함하는 전력 공급 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 변류기 모듈은,
    폐루프를 구성하는 마그네틱 코어; 및
    상기 마그네틱 코어에 권선된 복수의 단위 코일을 포함하는 전력 공급 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 변류기 모듈은 복수의 변류기를 포함하고,
    상기 변류기는 하나의 단위 코일이 권선된 마그네틱 코어를 구비한 전력 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    복수의 변류기에서 생성된 교류 전력을 합산하여 합산 교류 전력을 출력하는 전력 합산부를 더 포함하는 전력 공급 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압의 평균값이 기준값 이상이면 상기 복수의 단위 코일의 적어도 일부가 병렬 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 전력 공급 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압의 평균값이 기준값 미만이면 상기 복수의 단위 코일의 적어도 일부가 직렬 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 전력 공급 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압과 기준값을 근거로 상기 복수의 단위 코일이 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되도록 상기 스위치부를 제어하는 전력 공급 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 복수의 단위 코일 중 어느 하나로부터 유도된 전압을 근거로 직렬 연결, 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결 중 하나로 연결되는 단위 코일의 수를 설정하는 전력 공급 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 복수의 단위 코일의 일단에 각각 연결된 복수의 제1 입력 단자;
    상기 복수의 단위 코일의 타단에 각각 연결된 복수의 제2 입력 단자;
    제1 출력 단자;
    제2 출력 단자;
    상기 복수의 제1 입력 단자 및 상기 복수의 제2 입력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제1 스위치;
    상기 복수의 제1 입력 단자와 상기 제1 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제2 스위치; 및
    상기 복수의 제2 입력 단자와 상기 제2 출력 단자가 연결 또는 단절되도록 스위칭하는 복수의 제3 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 스위치부의 출력에 연결되어 상기 복수의 단위 코일에서 유도된 전압에 의해 전력을 생성하는 전력 발생부를 더 포함하고,
    상기 전력 발생부는,
    상기 스위치부의 출력을 직류 전력으로 변환하는 전력 변환부; 및
    상기 변환된 직류 전력의 출력을 조정하는 레귤레이터를 포함하는 전력 공급 장치.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 단위 코일과 상기 스위치부 사이에 배치되어, 상기 복수의 단위 코일 각각에 유도된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 복수의 전력 변환부를 더 포함하는 전력 공급 장치.
PCT/KR2017/008440 2016-08-05 2017-08-04 변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치 Ceased WO2018026233A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780049718.1A CN109690902B (zh) 2016-08-05 2017-08-04 电流互感器模块和包括该电流互感器模块的电源
US16/322,622 US10923274B2 (en) 2016-08-05 2017-08-04 Current transformer module and power supply device including the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0100168 2016-08-05
KR20160100168 2016-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018026233A1 true WO2018026233A1 (ko) 2018-02-08

Family

ID=61073828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/008440 Ceased WO2018026233A1 (ko) 2016-08-05 2017-08-04 변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10923274B2 (ko)
KR (2) KR20180016311A (ko)
CN (1) CN109690902B (ko)
WO (1) WO2018026233A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114141509A (zh) * 2021-12-07 2022-03-04 国网上海能源互联网研究院有限公司 一种磁控型有载调压装置和调压方法
CN114791522A (zh) * 2022-04-01 2022-07-26 北京智芯微电子科技有限公司 基于电流互感器的电流采集装置、电力计量方法及系统

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102154251B1 (ko) * 2016-10-11 2020-09-09 주식회사 아모센스 자기유도 전원 공급 장치
US10777349B2 (en) * 2017-10-23 2020-09-15 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Current transformer with flexible secondary winding
KR102218147B1 (ko) 2018-09-12 2021-02-23 주식회사 아모센스 자기 유도 전원 공급 장치
KR20200068844A (ko) 2018-12-06 2020-06-16 엘에스일렉트릭(주) 자기 제어 변류기
KR102196510B1 (ko) 2019-09-09 2020-12-30 주식회사 이진스 변류기를 이용한 전력 공급 장치 및 그것의 동작 방법
JP7419890B2 (ja) * 2020-03-10 2024-01-23 富士電機株式会社 電源装置
US12567537B2 (en) 2020-09-10 2026-03-03 Bitstrata Systems Inc. Inductive power and communications bus
KR102339368B1 (ko) * 2021-06-24 2021-12-13 성보전기공업 주식회사 전력 하베스팅 수배전반
KR102543165B1 (ko) * 2021-10-17 2023-06-14 김하정 투자율 조절장치를 갖는 자기 코어 및 자기 장치
CN114034896B (zh) * 2021-11-15 2024-05-24 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 电流倍增设备、控制方法和控制装置
KR102717216B1 (ko) * 2022-07-27 2024-10-15 한국전력공사 활선 경보용 커버
CN115020094B (zh) * 2022-08-08 2022-12-09 山东大学 一种低成本高频电流信号传感器
KR102688329B1 (ko) * 2022-11-11 2024-07-25 주식회사 코아칩스 직병렬 결합이 가능한 전력선 에너지 하베스팅 장치
CN116094185A (zh) * 2023-04-06 2023-05-09 东南大学 一种含有环状导磁结构的无线电能传输装置
CN118589704B (zh) * 2024-08-01 2024-12-06 天津大学 供电系统及可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法
CN119993718B (zh) * 2025-04-17 2025-06-10 河南澳美电气有限公司 一种插拔式模块化电流互感器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100111905A (ko) * 2009-04-08 2010-10-18 주식회사 신양산전 전력선 접근 경보장치
KR101038254B1 (ko) * 2009-12-11 2011-05-31 송암시스콤 주식회사 전력선의 유도전류를 이용한 충전기능이 구비된 전력설비 상태감시용 유,무선통신시스템
KR101195758B1 (ko) * 2012-06-08 2012-11-05 이태희 로드 트래킹형 비접촉식 전원 장치 및 이를 이용한 전원 공급 방법
KR20130002102A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 (주)시티이텍 변류기를 이용한 직류 전원공급장치
KR20130133557A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 주식회사 아이티엠반도체 직렬 또는 병렬 전환이 가능한 배터리 시스템

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2706699B1 (fr) * 1993-06-10 1995-09-15 Gec Alsthom T & D Sa Dispositif pour la fourniture d'une tension à un circuit électronique, en particulier à un circuit électronique associé à un capteur d'intensité placé sur une ligne électrique.
KR20050009099A (ko) * 2003-07-15 2005-01-24 엘지전자 주식회사 강압 및 승압 스위칭 기능이 구비된 디씨 컨버터
JP4244025B2 (ja) * 2004-07-06 2009-03-25 株式会社荏原電産 分散電源装置およびその直流地絡の検出方法
US8594956B2 (en) * 2007-11-02 2013-11-26 Cooper Technologies Company Power line energy harvesting power supply
EP2462679B1 (en) 2009-08-07 2022-09-28 Auckland UniServices Limited Inductive power transfer system
KR101117706B1 (ko) * 2010-07-28 2012-03-05 삼성에스디아이 주식회사 전력 공급 장치
KR101040732B1 (ko) 2010-11-29 2011-06-10 주식회사 이피이 송배전선로 감시장치
KR101397026B1 (ko) * 2012-03-12 2014-05-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
US20140021936A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Dan Tho Lu High efficiency energy harvester and methods thereof
CN105119388B (zh) * 2015-09-01 2018-03-27 国网新疆电力公司经济技术研究院 宽电流范围工作的电流互感取能电源
CN105515065A (zh) * 2016-01-06 2016-04-20 国网重庆市电力公司江北供电分公司 宽范围输入自动调节的输电线路感应取电装置
US9753469B2 (en) * 2016-01-11 2017-09-05 Electric Power Research Institute, Inc. Energy harvesting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100111905A (ko) * 2009-04-08 2010-10-18 주식회사 신양산전 전력선 접근 경보장치
KR101038254B1 (ko) * 2009-12-11 2011-05-31 송암시스콤 주식회사 전력선의 유도전류를 이용한 충전기능이 구비된 전력설비 상태감시용 유,무선통신시스템
KR20130002102A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 (주)시티이텍 변류기를 이용한 직류 전원공급장치
KR20130133557A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 주식회사 아이티엠반도체 직렬 또는 병렬 전환이 가능한 배터리 시스템
KR101195758B1 (ko) * 2012-06-08 2012-11-05 이태희 로드 트래킹형 비접촉식 전원 장치 및 이를 이용한 전원 공급 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114141509A (zh) * 2021-12-07 2022-03-04 国网上海能源互联网研究院有限公司 一种磁控型有载调压装置和调压方法
CN114791522A (zh) * 2022-04-01 2022-07-26 北京智芯微电子科技有限公司 基于电流互感器的电流采集装置、电力计量方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR102274091B1 (ko) 2021-07-08
CN109690902A (zh) 2019-04-26
US10923274B2 (en) 2021-02-16
CN109690902B (zh) 2022-07-19
US20190156998A1 (en) 2019-05-23
KR20180016311A (ko) 2018-02-14
KR20190105529A (ko) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018026233A1 (ko) 변류기 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
WO2012043919A1 (en) Power conversion system for energy storage system and controlling method of the same
WO2013162336A1 (ko) 무선전력 수신장치 및 그의 전력 제어 방법
JP2018174694A (ja) インテリジェント無停電電源充電装置およびその制御方法
WO2018056504A1 (ko) 독립형 마이크로그리드의 주파수 제어방법 및 이를 제어하는 에너지 저장장치용 전력변환장치
WO2017116087A2 (ko) 배터리 관리 장치 및 배터리 에너지 저장 시스템
WO2018079905A1 (ko) 단일형 컨버터의 출력전압 제어 장치 및 그 방법
WO2023075258A1 (ko) 스마트 변압기를 이용한 배전 계통 제어 시스템
WO2017086714A1 (ko) 무선 충전기용 공진 컨버터 및 그 구현방법
WO2019226010A1 (ko) 코어, 트랜스포머, 전력변환장치, 및 이를 구비하는 태양광 모듈
WO2019156373A1 (ko) 계통 연계형 인버터 시스템
WO2020116817A1 (ko) 전력 변환 방법
WO2019151639A1 (ko) 독립형 다중 마이크로 그리드 시스템에서 서로 다른 주파수 품질을 유지하기 위한 드롭 주파수 제어기 및 이를 이용한 독립형 다중 마이크로 그리드 시스템
WO2013095066A1 (ko) 무선 전력전송장치 및 방법
WO2019107802A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2024147695A1 (ko) 양방향 절연형 컨버터
WO2020251273A1 (ko) 모니터링 장치, 및 이를 구비하는 태양광 시스템
WO2016104940A1 (ko) 발광 소자 구동 장치
WO2018074861A1 (ko) 자기유도 전원 공급 장치
WO2023200201A1 (ko) 마이크로그리드 시스템 및 그 제어 방법
WO2023277672A1 (ko) 멀티레벨 구조를 가지는 전력변환장치
WO2020122605A1 (ko) 무정전 전력 공급 마이크로그리드 시스템
WO2019107801A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2019107807A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2018236087A1 (ko) 전원 공급 장치 및 부하에 전원을 공급하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17837284

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17837284

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1