KR20170124652A - 무선 전력 전송 거리 향상을 위한 다중 코일 자기공진 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

무선 전력 전송 거리 향상을 위한 다중 코일을 사용한 자기공진 방식 무선 전력 전송 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 전원으로부터 전력을 공급받아 신호를 전달하는 전력공급장치; 전력공급장치에 의해 전달된 신호를 공진하여 중계코일에 전력신호를 전달하는 송신코일; 송신코일에 의해 전달되는 전력신호를 LC공진을 통해 1차 중계코일 부터 N차 중계코일까지 전달을 전달하는 중계코일; 중계코일에 의해 전달되는 전력신호를 마지막으로 수신하는 수신코일; 및 수신코일에 의해 전달되는 전력 신호를 확인하는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 전력 전송 거리 향상을 위한 다중 코일 자기공진 무선 전력 전송 시스템{Multiple Coil Magnetic Resonant Wireless Power Transfer System For Improving Wireless Power Transfer Distance}

본 발명은 무선 전력 전송중에 공진 방식을 이용하여 전력을 전달하는 방법에 관한 것으로서, 전력 전달 거리증가를 위한 시스템에 관한 것이다.

최근 신호뿐만 아니라 전력을 무선으로 전송하기 위한 연구들이 활발히 진행 되고 있다.

실생활에서도 많이 볼 수 있는 전동 칫솔, 스마트 폰 충전기는 모두 전자기 유도 방식을 이용한 것이다. 따라서 송신부와 수신부가 거의 접촉되어야 전력이 전송된다는 치명적인 단점을 가지고 있다.

따라서 전력 전송 거리를 늘릴 수 있는 자기공진 방식에 대한 연구들이 활발히 진행 되고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 어느정도 거리가 떨어진 지점에서도 무선으로 전력이 전달 되는 시스템을 제공 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 전원을 공급하는 전력공급장치, 전력공급장치로 부터 전력을 받아 전력을 공급해 주는 송신코일, 송신코일로 부터 일정 거리 이상 떨어진 저점에서 전력을 받아 운반에 해주는 중계코일, 중계코일로 부터 전력을 받는 수인코일, 수신한 전력을 소모하는 부하 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전력공급장치는 직류인 신호를 교류 신호로 바꿔서 송신코일에 전달을 한다.

송신코일은 소정 길이의 직경으로 설정된 루프 형태의 안테나 코일모양을 한다.

중계코일은 안테나코일의 직경과 같은 직경으로 설정하고 나선형 형태로 제작한다. 적어도 2개 이상을 갖추고, 공진 주파수가 같게 인덕턴스를 설정한다. 이때,공진주파수 설정을 위해 커패시터를 포함 할 수 있다.

수신코일은 송신코일과 같게 하고 끝단에 부하를 연결한다.

전력공급 장치로 부터 나온 전력이 송신코일을 거쳐 중계코일로 전달된다. 이때 중계코일들의 공진주파수와 전력공급 장치에서 나온 전력의 주파수가 일치하면 신호가 강해져서 다른쪽으로 방사되지않고 중계코일쪽으로 전력신호가 전달된다. 복수개의 중계코일들을 거쳐 최종단에 수신 코일로 전력이 전달되고 마지막 끝단에 부하단에서 전력공급의 유무를 확인 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사용자가 어느 정도 멀어진 지점에서도 전력을 공급받아서 사용할 수 있게 된다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 다중 코일 자기공진 무선 전력 전송 시스템을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 시스템은 전원을 공급해 주는 전력공급장치(001)는 전원으로부터 전력을 받아 사인파와 같은 교류 전력을 중계코일(003)들의 공진 주파수와 같은 주파수로 전력을 보낸다.

송신코일(002)은 전력공급장치(001)로부터 교류 전력을 전달받아 송신코일(003)으로 전력을 전달하는데 1차 중계코일(006)과 송신코일(002)이 전자기 유도 방식으로 전력 전달을 한다.

1차 중계코일(006)으로 전달된 교류 전력은 계속해서 2차 중계코일(007)과 공진을 하여 2차 중계코일(007)에 전력을 전달하고, 2차 중계코일(007)은 3차 중계코일(008)과 공진하여 3차 중계코일(008)에 전력을 전달하고, 3차 중계코일과(008)과 4차 중계코일(009)이 공진하여 4차 중계코일(009)에 전력을 전달한다. 이러한 방식으로 N차 중계코일(010)까지 전력을 전달한후 마지막 수신코일(004)에 전자기 유도 방식으로 전력을 전달후 수신코일(004)에 연결된 부하(005)로 전력 전달을 확인한다.

도 2는 본 발명의 시스템을 간단하게 나타낸 도면이다.

도 2를 참조 하면 송신코일(002)와 수신코일(004)는 루프 형태의 모양으로 전력을 주고 받음에 있어서 안테나 역활을 한다.

중계코일(003)들은 나선형모양으로 제작하고 공진 주파수는 사용자가 최적의 효율을 낼 수 있는 주파수로 전력이 전송 될 수 있게 제작한다.

도 3은 본 발명의 시스템을 간단하게 나타낸 회로도이다.

도 3을 참조 하면 전력공급장치(001)에서 신호가 발생하면 송신코일(002)에서 부터 전력이 전달되는데 코일을 감으면 L(인덕턴스)와 C(커패시턴스)가 생성된다. 각 각의 중계코일(003)들도 역시 L과 C가 생성된다. 이 생성된 L과 C들은 LC 공진에의해 공진 주파수가 정해지고 이 정해진 주파수를 이용해서 전력공급장치(001)에서 해당 주파수로 전력을 공급하면 LC 공진을 통해 전력이 전달된다.

Claims (1)

1. 전력공급장치(001)에서 송신코일(002)를 통해 전력을 전달해주는 중계코일(003) 및 그 중계코일(003)을 구성하는 1차 중계코일(006)부터 N차 중계코일(010)을 포함하는 공진 방식 무선 전력 전송 시스템.

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