KR102201087B1

KR102201087B1 - Wireless power transmission apparatus and wireless power reception apparatus for utilizing capacitor structure

Info

Publication number: KR102201087B1
Application number: KR1020180135694A
Authority: KR
Inventors: 이영철; 박지환; 한지우; 김정우
Original assignee: 목포해양대학교 산학협력단
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2021-01-11
Also published as: KR20200053030A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 전력 전송시스템을 구성하는 전력송신장치로서, 외부로부터 인가된 교류전원을 이용하여 상기 전송시스템을 구성하는 전력수신장치로 전송되는 송신전원을 출력하는 전원입력부; 상기 전원입력부와 연결되며, 상기 전력수신장치의 제2전극 및 유전체 레이어(layer)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성하는 하나 이상의 제1전극; 및 상기 전력송신장치를 상기 유전체 레이어에 고정시키는 하나 이상의 제1고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 구조를 활용한 무선 전력송신장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 무선 전력 전송시스템을 구성하는 전력수신장치로서, 상기 전송시스템을 구성하는 전력송신장치의 제1전극 및 유전체 레이어(layer)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성하는 하나 이상의 제2전극; 상기 제2전극을 통하여 상기 전력송신장치로부터 인가된 송신전원을 부하의 정격전원에 대응되는 출력전원으로 변환하여 출력하는 전원출력부; 및 상기 전력수신장치를 상기 유전체 레이어에 고정시키는 하나 이상의 제2고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 구조를 활용한 무선 전력수신장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a power transmission device constituting a wireless power transmission system, comprising: a power input unit for outputting transmission power transmitted to a power receiving device constituting the transmission system by using an externally applied AC power; At least one first electrode connected to the power input unit and forming a capacitor structure in relation to a second electrode and a dielectric layer of the power receiving device; And at least one first fixing part for fixing the power transmission device to the dielectric layer. A wireless power transmission device using a capacitor structure is provided.
In addition, according to another embodiment of the present invention, as a power receiving device constituting a wireless power transmission system, a capacitor structure is formed in relation to a first electrode and a dielectric layer of the power transmitting device constituting the transmission system. At least one second electrode; A power output unit converting the transmission power applied from the power transmission device through the second electrode into output power corresponding to the rated power of the load and outputting the converted power; And at least one second fixing part for fixing the power receiving device to the dielectric layer. The wireless power receiving device using a capacitor structure is provided.

Description

Wireless power transmitter and wireless power receiver utilizing capacitor structure {WIRELESS POWER TRANSMISSION APPARATUS AND WIRELESS POWER RECEPTION APPARATUS FOR UTILIZING CAPACITOR STRUCTURE}

본 발명은 무선으로 전력을 송신하는 장치와 무선으로 전력을 수신하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 내부와 외부 사이에 위치하는 유전체(dielectric)를 커패시터의 유전체로 활용함으로써 무선 전력 송수신에 대한 공간적인 제약을 해결하는 커패시터 구조를 활용한 무선 전력송신장치 및 무선 전력수신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for transmitting power wirelessly and a device for receiving power wirelessly, and more specifically, a space for wireless power transmission and reception by utilizing a dielectric located between the inside and the outside as a dielectric of a capacitor. It relates to a wireless power transmission device and a wireless power receiving device using a capacitor structure that solves the limitations.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the present invention and does not constitute prior art.

전력원(power source)의 사용이 용이하지 않은 특정 공간에서 전력을 이용하여 구동되는 장치를 사용하고자 하는 경우, 전력원이 존재하는 다른 공간으로부터 전력을 전달 받아야 한다.When using a device driven using power in a specific space where the use of a power source is not easy, power must be delivered from another space where the power source exists.

전력을 전달 받기 위한 방법들 중 하나로, 상대적으로 긴 길이를 가지는 전원 라인을 이용하여 특정 공간과 다른 공간을 연결하고, 이 전원 라인의 양 끝단에 형성된 접속 단자들을, 사용하고자 하는 장치 및 전력원에 각각 연결하는 방법을 들 수 있다.As one of the methods for receiving power, a power line having a relatively long length is used to connect a specific space and another space, and the connection terminals formed at both ends of the power line are connected to the device and power source to be used. How to connect each is mentioned.

그러나, 이 방법은 장치 사용 위치와 전력원 사이의 거리를 커버할 수 있는 충분한 길이의 전원 라인이 미리 구비되어야 하므로 제한된 사용자 편의성을 제공할 수 있을 뿐이다. However, this method can only provide limited user convenience because a power line having a sufficient length to cover the distance between the device usage location and the power source must be provided in advance.

또한, 복수 개의 서로 다른 위치에서 장치를 사용하고자 하는 경우, 위치 이동시마다 전원 라인과 전력원 및/또는 장치 사이의 연결을 해제하고 재연결하는 과정이 반복적으로 수행되어야 하므로, 이 방법은 공간적인 제약 또한, 가지고 있다.In addition, if a device is to be used in a plurality of different locations, the process of disconnecting and reconnecting the power line and the power source and/or the device must be repeatedly performed each time the location is moved, so this method is limited in space. Also, have.

이러한 한계를 극복하기 위한 방법으로, 전원 라인을 벽 내부에 매설하고 매설된 전원 라인의 접속 단자를 특정 공간 내 벽부에 고정시키는 방법, 특정 공간과 다른 공간을 분할하는 유리, 벽 등에 관통 홀을 형성하고 이 관통 홀을 통해 전원 라인을 설치하는 방법 등을 생각해 볼 수 있다.As a method to overcome these limitations, the power line is buried inside the wall and the connection terminals of the buried power line are fixed to the wall in a specific space, and through holes are formed on the glass or wall that divides the space from another space. And you can think of a way to install a power line through this through hole.

그러나, 이러한 방법들은 전원 라인을 매설하거나 관통 홀을 형성하는 과정에 별도의 비용이 소요되며, 관통 홀을 다수 형성하는 경우 단열의 문제, 유리 또는 벽 자체의 구조적 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.However, these methods require a separate cost for the process of burying the power line or forming the through hole, and when forming a large number of through holes, there may be problems of insulation, deterioration of structural stability of glass or the wall itself. .

본 발명의 일 실시예는 유전체를 전력 전송을 위한 커패시터 구조로 활용하여 전력 사용이 용이하지 않던 특정 공간에 새로운 전력원을 창출하고, 전력원 창출을 통해 장치 사용의 공간적 제약을 극복할 수 있으며, 유전체와 안정적으로 연결되거나 그 연결이 용이하게 해제될 수 있어 더욱 향상된 사용자 편의성을 제공할 수 있는 커패시터 구조를 활용한 무선 전력송신장치 및 무선 전력수신장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.An embodiment of the present invention uses a dielectric as a capacitor structure for power transmission to create a new power source in a specific space where power use is not easy, and overcomes the spatial limitation of device use by creating a power source, A main object is to provide a wireless power transmitter and a wireless power receiver using a capacitor structure that can be stably connected to a dielectric material or can be easily disconnected to provide improved user convenience.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 전력 전송시스템을 구성하는 전력송신장치로서, 외부로부터 인가된 교류전원을 이용하여 상기 전송시스템을 구성하는 전력수신장치로 전송되는 송신전원을 출력하는 전원입력부; 상기 전원입력부와 연결되며, 상기 전력수신장치의 제2전극 및 유전체 레이어(layer)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성하는 하나 이상의 제1전극; 및 상기 전력송신장치를 상기 유전체 레이어에 고정시키는 하나 이상의 제1고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 구조를 활용한 무선 전력송신장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a power transmission device constituting a wireless power transmission system, comprising: a power input unit for outputting transmission power transmitted to a power receiving device constituting the transmission system by using an externally applied AC power; At least one first electrode connected to the power input unit and forming a capacitor structure in relation to a second electrode and a dielectric layer of the power receiving device; And at least one first fixing part for fixing the power transmission device to the dielectric layer. A wireless power transmission device using a capacitor structure is provided.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 무선 전력 전송시스템을 구성하는 전력수신장치로서, 상기 전송시스템을 구성하는 전력송신장치의 제1전극 및 유전체 레이어(layer)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성하는 하나 이상의 제2전극; 상기 제2전극을 통하여 상기 전력송신장치로부터 인가된 송신전원을 부하의 정격전원에 대응되는 출력전원으로 변환하여 출력하는 전원출력부; 및 상기 전력수신장치를 상기 유전체 레이어에 고정시키는 하나 이상의 제2고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 구조를 활용한 무선 전력수신장치를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, as a power receiving device constituting a wireless power transmission system, a capacitor structure is formed in relation to a first electrode and a dielectric layer of the power transmitting device constituting the transmission system. At least one second electrode; A power output unit converting the transmission power applied from the power transmission device through the second electrode into an output power corresponding to the rated power of the load and outputting the converted power; And at least one second fixing part for fixing the power receiving device to the dielectric layer. The wireless power receiving device using a capacitor structure is provided.

본 발명은 전력 전송의 장애물로 인식되던 유전체를 전력 전송을 위한 커패시터 구조로 활용하여 전력 사용이 용이하지 않던 특정 공간에 새로운 전력원을 창출하는 효과를 제공할 수 있다.The present invention can provide an effect of creating a new power source in a specific space where power use is not easy by using a dielectric material, which has been recognized as an obstacle in power transmission, as a capacitor structure for power transmission.

또한, 본 발명은 새로운 전력원의 창출을 통해 종래 전력 사용이 용이하지 않던 공간을 전력 사용이 용이한 공간으로 변화시킬 수 있으므로 전력 사용에 대한 공간적인 제약과 장치 사용에 대한 공간적인 제약을 일거에 해결할 수 있다.In addition, the present invention can change a space where conventional power is not easy to use through the creation of a new power source into a space where power is easily used. Can be solved.

나아가, 본 발명은 유전체와의 연결 또는 고정에 최적화된 구조를 적용하여 전력 전송의 통로에 해당하는 커패시터 구조를 더욱 안정적으로 유지할 수 있게 됨으로써 안정적인 전력 전송 또는 제공을 구현할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to more stably maintain a capacitor structure corresponding to a path for power transmission by applying a structure optimized for connection or fixation with a dielectric, thereby realizing stable power transmission or provision.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 무선 전력 전송시스템 및 관련 구성을 전반적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 전력송신장치와 전력수신장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 전력송신장치의 전체적인 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 전력수신장치의 전체적인 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 전력송신장치 및 전력수신장치가 고정부를 이용하여 유전체에 고정되는 과정을 상세히 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing an overall wireless power transmission system and related configurations according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a power transmitting device and a power receiving device according to the present invention.
3 is a view showing the overall appearance of the power transmission device according to the present invention.
4 is a view showing the overall appearance of the power receiving device according to the present invention.
5 is a view for explaining in detail a process in which the power transmitting device and the power receiving device of the present invention are fixed to a dielectric using a fixing part.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, in describing the constituent elements of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. Throughout the specification, when a part'includes' or'includes' a certain element, it means that other elements may be further included rather than excluding other elements unless otherwise stated. . In addition, the'... Terms such as'sub' and'module' mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 전력 전송시스템(이하 '전송시스템'이라 지칭한다) 및 관련 구성을 전반적으로 도시한 도면이다. 이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 전송시스템 및 관련 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.1 is a diagram showing a wireless power transmission system (hereinafter referred to as a'transmission system') and related configurations according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a transmission system and related configurations according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1에 표현된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전송시스템은 전력원(Vs)으로부터 공급되는 전력을, 전기적 에너지원을 기반으로 하여 구동되는 장치인 부하(RL)로 전달하는 시스템에 해당한다.As shown in FIG. 1, the transmission system according to an embodiment of the present invention provides a system for transferring power supplied from a power source Vs to a load RL, which is a device driven based on an electrical energy source. It corresponds.

본 발명의 일 실시예에 의한 전송시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력원(Vs), 전원라인(20), 전력송신장치(100), 유전체 레이어(300), 전력수신장치(200), 부하라인(30) 및 부하(RL)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the transmission system according to an embodiment of the present invention includes a power source (Vs), a power line 20, a power transmission device 100, a dielectric layer 300, and a power receiving device 200. , It may be configured to include the load line 30 and the load (RL).

도 1의 중앙부에 위치하는 유전체 레이어(300)를 기준으로, 좌측은 전력원(Vs)의 사용이 용이한 다른 공간에 해당하며, 우측은 전력원(Vs)의 사용이 용이하지 않은 특정 공간에 해당한다.Based on the dielectric layer 300 located in the center of FIG. 1, the left side corresponds to another space where the power source (Vs) is easy to use, and the right side is in a specific space where the power source (Vs) is not easy to use. It corresponds.

전력원(Vs)의 사용이 용이하지 않다는 것은 '전력원(Vs)의 위치'와 '부하(RL)를 사용하고자 하는 위치'가 멀리 이격되어 충분한 길이의 전원 라인 없이는 전력원(Vs)으로부터 공급되는 전력을 이용할 수 없거나, 부하(RL)를 사용하고자 하는 지점과 전력원(Vs) 사이에 유전체 레이어(300)와 같은 장애물이 존재하여 전력원(Vs)으로부터 공급되는 전력을 이용할 수 없는 경우를 의미한다.The fact that the power source (Vs) is not easy to use means that the'location of the power source (Vs)' and the'location where you want to use the load (RL)' is far apart, so it is supplied from the power source (Vs) without a power line of sufficient length. When the power supplied from the power source Vs cannot be used due to the presence of an obstacle such as the dielectric layer 300 between the point where the load RL is intended to be used and the power source Vs. it means.

본 명세서에서는 전력원(Vs)의 사용이 용이한 지 여부를 기준으로 구분되는 두 공간을 '다른 공간'과 '특정 공간'으로 지칭하였으나, 유전체 레이어(300)가 어느 공간의 내부(실내)와 외부(실외)를 구분 짓는 경우, '다른 공간'은 내부 또는 외부로 지칭될 수 있으며, 이에 대응하여 '특정 공간'은 외부 또는 내부로 지칭될 수 있다.In this specification, the two spaces divided based on whether the power source (Vs) is easy to use are referred to as'other spaces' and'specific spaces', but the dielectric layer 300 is When the exterior (outdoor) is classified, the'other space' may be referred to as an interior or an exterior, and correspondingly, the'specific space' may be referred to as an exterior or interior.

본 발명의 전력송신장치(100)는 전력원(Vs)으로부터 전력을 인가 받고, 이 인가된 전력을 본 발명의 전력수신장치(200)로 전송한다. 본 발명의 전력수신장치(200)는 전원전신장치(100)로부터 전송된 전력을 이용하여 자신과 연결된 부하(RL)에 구동전원을 공급한다.The power transmission device 100 of the present invention receives power from the power source Vs, and transmits the applied power to the power reception device 200 of the present invention. The power receiving device 200 of the present invention supplies driving power to a load RL connected to itself by using the power transmitted from the power transmission device 100.

전력원(Vs)에서 생성된 교류전원은 도 1에 도시된 전원라인(20)을 통해 전력송신장치(100)로 인가될 수 있으며, 전력송신장치(100)로부터 출력되는 전원인 송신전원은 유전체 레이어(300), 후술되는 제1전극(121) 및 제2전극(221)이 형성하는 커패시터 구조를 통해 전력수신장치(200)로 전송될 수 있다.AC power generated from the power source Vs can be applied to the power transmission device 100 through the power line 20 shown in FIG. 1, and the transmission power, which is the power output from the power transmission device 100, is a dielectric material. The layer 300 may be transmitted to the power receiving device 200 through a capacitor structure formed by the first electrode 121 and the second electrode 221 to be described later.

커패시터 구조를 통해 전송된 송신전원은 본 발명의 전력수신장치(200)에서 부하(RL)의 구동전원에 대응되는 출력전원으로 변환되어 출력되고, 이 출력전원은 전력수신장치(200)와 부하(RL)를 연결하는 부하라인을 통해 부하(RL)로 인가된다.The transmission power transmitted through the capacitor structure is converted into an output power corresponding to the driving power of the load RL in the power receiving device 200 of the present invention and output, and the output power is output to the power receiving device 200 and the load ( It is applied to the load RL through the load line connecting RL).

도 1의 하단에 위치하는 두 전극(123, 223)은 유전체 레이어(300)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성하고, 이 커패시터 구조를 통해 전력수신장치(200)로부터 전력송신장치(100)로 전원이 반사되는 경로를 제공한다.The two electrodes 123 and 223 located at the bottom of FIG. 1 form a capacitor structure in relation to the dielectric layer 300, and power is supplied from the power receiving device 200 to the power transmitting device 100 through the capacitor structure. Provides a reflective path.

즉, 도 1의 상단에 위치하는 두 전극(121, 221)은 전원(전력) 전송을 위한 경로를 제공하는 데 반하여, 도 1의 하단에 위치하는 두 전극(123, 223)은 전송된 전원이 회귀하는 경로를 제공한다.That is, the two electrodes 121 and 221 located at the top of FIG. 1 provide a path for power (power) transmission, whereas the two electrodes 123 and 223 located at the bottom of FIG. 1 provide the transmitted power. Provides a return path.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전력송신장치(100)의 일면에 커넥터(117)(제1커넥터)가 형성될 수 있는데, 전원라인(20)의 끝단에 형성된 플러그가 이 제1커넥터(117)에 접속되면, 전원라인(20)과 전력송신장치(100)의 물리적 및 전기적 연결이 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, a connector 117 (a first connector) may be formed on one side of the power transmission device 100 according to the present invention, and a plug formed at the end of the power line 20 is the first When connected to the connector 117, physical and electrical connection between the power line 20 and the power transmission device 100 may be made.

이에 대응하여, 본 발명에 의한 전력수신장치(200)의 일면에 커넥터(217)(제2커넥터)가 형성될 수 있는데, 부하라인(30)의 끝단에 형성된 플러그가 이 커넥터(217)에 접속되면, 부하라인(30)과 전력수신장치(200)의 물리적 및 전기적 연결이 이루어질 수 있다.Correspondingly, a connector 217 (second connector) may be formed on one surface of the power receiving device 200 according to the present invention, and a plug formed at the end of the load line 30 is connected to the connector 217 Then, the load line 30 and the power receiving device 200 can be physically and electrically connected.

도 1에는 전력전송장치(100)와 전력수신장치(200) 각각에 하나의 커넥터(117, 217)만이 형성된 예가 표현되어 있으나, 제1커넥터(117)와 제2커넥터(217)는 제작자 또는 설계자의 의도, 전력전송장치(100)와 전력수신장치(200)가 이용되는 주위 환경의 특성 등에 따라 서로 다른 개수 또는 동일한 개수로 형성될 수 있다.1 illustrates an example in which only one connector 117 and 217 is formed in each of the power transmission device 100 and the power receiving device 200, but the first connector 117 and the second connector 217 are manufacturers or designers. It may be formed in different numbers or in the same number depending on the intention of the power transmission device 100 and the characteristics of the surrounding environment in which the power receiving device 200 is used.

도 1에 도시된 바와 같이, 유전체 레이어(300)를 중심으로 유전체 레이어(300)의 좌우측에 복수 개의 전극(120, 220)이 접촉 또는 위치하며, 이 전극들(120, 220)은 유전체 레이어(300)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성한다.As shown in FIG. 1, a plurality of electrodes 120 and 220 are in contact or are positioned on the left and right sides of the dielectric layer 300 with the dielectric layer 300 as the center, and the electrodes 120 and 220 include a dielectric layer ( 300) to form a capacitor structure.

이 복수 개의 전극들(120, 220)은 구리(Cu) 등과 같이 전도성이 양호한 재료로 이루어질 수 있으며, 수지 계열의 물질이 코팅된 종이 또는 전도성 물질이 코팅된 수지 계열의 시트(sheet) 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.The plurality of electrodes 120 and 220 may be made of a material having good conductivity such as copper (Cu), and various types such as paper coated with a resin-based material or a resin-based sheet coated with a conductive material. Can be made with

전술된 바와 같이, 유전체 레이어(300)의 좌우측에 설치되어 커패시터의 전극 기능을 수행할 수 있다면, 본 발명의 전극들(120, 220)은 원형, 판상형, 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.As described above, if installed on the left and right sides of the dielectric layer 300 to perform the electrode function of the capacitor, the electrodes 120 and 220 of the present invention may be formed in various shapes such as a circle, a plate shape, and a square shape.

이하에서는, 복수 개의 전극들(120, 220)을 용이하게 구분하기 위하여, 전력송신장치(100)를 구성하는 두 개의 전극들 중 도 1을 기준으로 상부에 위치하는 전극을 제1상부전극(121)으로 지칭하고, 하부에 위치하는 전극을 제1하부전극(123)으로 지칭하도록 한다.Hereinafter, in order to easily distinguish the plurality of electrodes 120 and 220, an electrode positioned on the top of the two electrodes constituting the power transmission device 100 is referred to as the first upper electrode 121 ), and the lower electrode is referred to as the first lower electrode 123.

이에 대응하여, 전력수신장치(200)를 구성하는 두 개의 전극들 중 도 1을 기준으로 상부에 위치하는 전극을 제2상부전극(221)으로 지칭하고, 하부에 위치하는 전극을 제2하부전극(223)으로 지칭하도록 한다.In response to this, among the two electrodes constituting the power receiving device 200, the electrode positioned at the top with reference to FIG. 1 is referred to as the second upper electrode 221, and the electrode positioned at the bottom is the second lower electrode. It should be referred to as (223).

여기서, 상부와 하부라는 용어는 도 1을 기준으로 두 전극을 상대적으로 구분하기 위한 용어에 지나지 않는다. 따라서, 상부전극(121, 221)과 하부전극(123, 223)은 그 지칭되는 명칭에도 불구하고 전력송신장치(100)의 좌우측 또는 전력수신장치(200)의 좌우측에 배치될 수도 있다. 환언하면, 상부전극(121, 221)과 하부전극(123, 223)은 전력송신장치(100)와 전력수신장치(200)의 다른 위치에 배치될 수 있다.Here, the terms upper and lower are only terms for relatively distinguishing two electrodes with reference to FIG. 1. Accordingly, the upper electrodes 121 and 221 and the lower electrodes 123 and 223 may be disposed on the left and right sides of the power transmitting device 100 or on the left and right sides of the power receiving device 200 despite their names. In other words, the upper electrodes 121 and 221 and the lower electrodes 123 and 223 may be disposed at different positions between the power transmitting device 100 and the power receiving device 200.

도 1에 도시된 고정부들(130, 230)은 전력송신장치(100)와 전력수신장치(200) 각각을 유전체 레이어(300)에 고정시키는 구성에 해당한다. 도 1에는 전력송신장치(100)를 고정시키는 두 개의 고정부(제1고정부)(131, 133)와 전력수신장치(200)를 고정시키는 두 개의 고정부(제2고정부)(231, 233)가 표현되어 있으나, 고정부의 개수는 고정 방식, 요구되는 고정력의 크기 등 다양한 파라미터에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.The fixing parts 130 and 230 shown in FIG. 1 correspond to a configuration for fixing each of the power transmission device 100 and the power reception device 200 to the dielectric layer 300. In FIG. 1, two fixing portions (first fixing portions) 131 and 133 fixing the power transmission device 100 and two fixing portions (second fixing portions) 231 fixing the power receiving apparatus 200, 233) is expressed, but the number of fixing parts may be variably set according to various parameters such as a fixing method and a required fixing force size.

전력송신장치(100)와 전력수신장치(200)를 유전체 레이어(300)에 고정시키는 방식에는 자석과 자성체 사이의 인력을 이용하는 방식, 공기 압력을 이용하는 방식, 접착력을 이용하는 방식 등 다양한 방식이 존재할 수 있다.Various methods such as a method of using the attractive force between a magnet and a magnetic body, a method of using air pressure, a method of using adhesive force, etc. may exist as a method of fixing the power transmitting device 100 and the power receiving device 200 to the dielectric layer 300 have.

다만, 두 장치의 이동성을 확보하기 위하여 상대적으로 용이하게 착탈이 가능한 '인력을 이용하는 방식'과 '공기 압력을 이용하는 방식'을 적용하는 것이 바람직하다.However, in order to secure the mobility of the two devices, it is preferable to apply a'method using manpower' and a'method using air pressure', which can be relatively easily attached and detached.

유전체 레이어(300)는 주위에 전계가 형성되는 경우 자체 표면에 전하가 발생하는 절연체에 해당한다. 따라서, 유전체로서의 성질을 가지고 있다면 본 발명의 전력송신장치(100)와 전력수신장치(200)가 설치 또는 배치되는 유전체 레이어(300)에 해당할 수 있다.The dielectric layer 300 corresponds to an insulator generating electric charge on its surface when an electric field is formed around it. Therefore, if it has a property as a dielectric, it may correspond to the dielectric layer 300 on which the power transmission device 100 and the power reception device 200 of the present invention are installed or disposed.

이하에서는, 이러한 다양한 종류의 유전체 레이어(300) 중 창문 또는 sash를 구성하는 유리(glass)를 기준으로 하여 본 발명의 기술적 특징에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, technical features of the present invention will be described with reference to glass constituting a window or sash among the various types of dielectric layers 300.

도 2는 본 발명에 의한 전력송신장치(100)와 전력수신장치(200)를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 전력송신장치(100)와 전력수신장치(200)의 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.2 is a block diagram schematically showing the power transmission device 100 and the power reception device 200 according to the present invention. Hereinafter, the configurations of the power transmission device 100 and the power reception device 200 of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전력송신장치(100)는 전원입력부(110), 제1전극(121, 123) 및 제1고정부(131, 133)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 전원입력부(110)는 전원변환부(111)(제1전원변환부), 주파수변환부(113) 및 임피던스매칭부(115)(제1매칭부)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the power transmission device 100 of the present invention may include a power input unit 110, first electrodes 121 and 123, and first fixing portions 131 and 133. In addition, the power input unit 110 of the present invention may be configured to include a power conversion unit 111 (a first power conversion unit), a frequency conversion unit 113 and an impedance matching unit 115 (a first matching unit). have.

먼저, 본 발명의 전원입력부(110)는 외부로부터 교류전원을 인가 받고, 인가된 교류전원을 이용하여 송신전원을 출력한다. 송신전원을 생성 및 출력하는 과정은 전원입력부(110)를 구성하는 구성들 즉, 제1전원변환부(111), 주파수변환부(113) 및 제1매칭부(115)를 통해 구현될 수 있다.First, the power input unit 110 of the present invention receives AC power from the outside, and outputs transmission power using the applied AC power. The process of generating and outputting the transmission power may be implemented through components constituting the power input unit 110, that is, the first power conversion unit 111, the frequency conversion unit 113, and the first matching unit 115. .

본 발명의 제1전원변환부(111)는 외부로부터 인가된 교류전원을 직류전원으로 변환하고, 본 발명의 주파수변환부(113)는 이 직류전원을 특정 주파수를 가지는 송신전원으로 변환한다. The first power conversion unit 111 of the present invention converts AC power applied from the outside into DC power, and the frequency conversion unit 113 of the present invention converts the DC power to transmission power having a specific frequency.

여기서, 주파수변환부(113)를 통하여 변환되는 송신전원의 특정 주파수는 제1전극(121, 123)이 형성하는 커패시터 구조의 임피던스와 전원입력부(110)의 임피던스를 상호 매칭시키는 주파수에 해당한다.Here, the specific frequency of the transmission power converted through the frequency conversion unit 113 corresponds to a frequency for mutually matching the impedance of the capacitor structure formed by the first electrodes 121 and 123 and the impedance of the power input unit 110.

또한, 고주파 성분의 신호 또는 전력을 용이하게 통과시키는 커패시터의 특성을 고려할 때, 본 발명의 주파수변환부(113)는 직류전원을 높은 주파수(고주파수)의 송신전원으로 변환하는 것이 바람직하다.In addition, when considering the characteristics of a capacitor that easily passes a signal or power of a high frequency component, it is preferable that the frequency conversion unit 113 of the present invention converts a DC power source into a high frequency (high frequency) transmission power source.

본 발명의 제1매칭부(115)는 특정 주파수(임피던스 매칭 주파수)를 기준으로 제1전극(121, 123)이 형성하는 커패시터 구조의 임피던스와 전원입력부(110)의 임피던스를 상호 매칭시키는 구성에 해당한다.The first matching unit 115 of the present invention is configured to mutually match the impedance of the capacitor structure formed by the first electrodes 121 and 123 and the impedance of the power input unit 110 based on a specific frequency (impedance matching frequency). It corresponds.

이와 같이, 본 발명은 전원입력부(110)와 커패시터 구조의 임피던스를 상호 매칭시켜 두 구성 사이의 임피던스 차에 의한 반사 손실을 최소화함으로써 전원입력부(110)에서 커패시터 구조 방향으로 최대 전력이 전송되는 효과를 제공할 수 있다.In this way, the present invention minimizes the return loss due to the impedance difference between the two components by matching the impedances of the power input unit 110 and the capacitor structure to each other, thereby improving the effect of transmitting the maximum power from the power input unit 110 to the capacitor structure. Can provide.

또한, 제1매칭부(115)를 통하여 임피던스 매칭이 이루어지면 제1상부전극(121), 유리(300) 및 제2상부전극(231)이 구성하는 커패시터 구조와 의 관계에서 공진을 발생시킬 수 있고, 공진 주파수에 해당하는 전력을 선택적으로 통과시키는 특성을 이용하여 송신전원을 전력수신장치(200)로 제공할 수 있게 된다.In addition, when impedance matching is performed through the first matching unit 115, resonance may be generated in relation to the capacitor structure constituted by the first upper electrode 121, the glass 300, and the second upper electrode 231. In addition, transmission power can be provided to the power receiving device 200 by using a characteristic of selectively passing power corresponding to the resonance frequency.

전원입력부(110)와 연결된 본 발명의 제1상부전극(121)은 전력수신장치(200)의 제2상부전극(221) 및 유리(300)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성하므로, 이 커패시터 구조를 통해 전원입력부(110)에서 출력된 송신전원을 제2상부전극 방향으로 전달한다. Since the first upper electrode 121 of the present invention connected to the power input unit 110 forms a capacitor structure in relation to the second upper electrode 221 and the glass 300 of the power receiving device 200, this capacitor structure is Through the transmission power output from the power input unit 110 is transmitted to the second upper electrode.

이와 같은 과정을 통해, 본 발명의 전력송신장치(100)는 외부 전원으로부터 전송된 전력을 본 발명의 전력수신장치(200)로 인가/전송/전달할 수 있게 된다.Through such a process, the power transmission device 100 of the present invention can apply/transmit/transmit the power transmitted from an external power source to the power receiving device 200 of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전력수신장치(200)는 하나 이상의 제2전극(221, 223), 전원출력부(210) 및 하나 이상의 제2고정부(231, 233)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 전원출력부(210)는 임피던스매칭부(제2매칭부)(211) 및 전원변환부(제2전원변환부)(213)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the power receiving device 200 of the present invention includes one or more second electrodes 221 and 223, a power output unit 210, and one or more second fixing portions 231 and 233. Can be configured. Further, the power output unit 210 of the present invention may include an impedance matching unit (second matching unit) 211 and a power conversion unit (second power conversion unit) 213.

전술된 바와 같이, 본 발명의 제2상부전극(221)은 제1상부전극(121) 및 유리(300)와의 관계에서 커패시터 구조를 형성한다. 따라서, 이 커패시터 구조를 통해 전력송신장치(100)로부터 전력수신장치(200)(전원출력부)로 송신전원이 전달된다.As described above, the second upper electrode 221 of the present invention forms a capacitor structure in relation to the first upper electrode 121 and the glass 300. Accordingly, transmission power is transmitted from the power transmission device 100 to the power reception device 200 (power output unit) through this capacitor structure.

본 발명의 전원출력부(210)는 송신전원을 부하의 정격전원에 대응되는(해당하는) 출력전원으로 변환한다. 송신전원을 출력전원으로 변환하는 과정은 전원출력부(210)를 구성하는 제2매칭부(211)와 제2전원변환부(213)를 통해 구현될 수 있다.The power output unit 210 of the present invention converts the transmission power into an output power corresponding to (corresponding to) the rated power of the load. The process of converting the transmission power to output power may be implemented through the second matching unit 211 and the second power conversion unit 213 constituting the power output unit 210.

구체적으로, 본 발명의 제2전원변환부(213)는 커패시터 구조를 통해 전달된 송신전원을 출력전원으로 변환하고, 본 발명의 제2매칭부(211)는 커패시터 구조의 임피던스와 전원출력부(210)의 임피던스를 상호 매칭시킨다.Specifically, the second power conversion unit 213 of the present invention converts the transmission power transmitted through the capacitor structure into an output power, and the second matching unit 211 of the present invention includes the impedance of the capacitor structure and the power output unit ( 210) is matched with each other.

전원출력부(210)에서 변환된 출력전원은 전력수신장치(200)와 부하 사이의 연결을 통해 부하로 인가되게 된다. 전술된 바와 같이, 출력전원은 부하의 정격전원에 해당하므로, 본 발명의 제2전원변환부(213)는 부하의 전기적 특성에 대응되는 전원을 출력전원으로 출력할 수 있다.The output power converted by the power output unit 210 is applied to the load through the connection between the power receiving device 200 and the load. As described above, since the output power corresponds to the rated power of the load, the second power conversion unit 213 of the present invention may output power corresponding to the electrical characteristics of the load as the output power.

예를 들어, 부하가 교류전원을 인가 받아 구동되도록 설계된 경우, 본 발명의 제2전원변환부(213)는 부하에 정격전원을 공급하기 위하여 송신전원을 교류의 출력전원으로 변환하는 교류변환부(217)를 포함하여 구성될 수 있다. For example, when the load is designed to be driven by receiving AC power, the second power conversion unit 213 of the present invention converts the transmission power into an AC output power in order to supply rated power to the load ( 217).

이와 달리, 부하가 직류전원을 인가 받아 구동되도록 설계된 경우, 본 발명의 제2전원변환부(213)는 송신전원을 직류의 출력전원으로 변환하는 직류변환부(215)를 포함하여 구성될 수 있다.In contrast, when the load is designed to be driven by applying DC power, the second power conversion unit 213 of the present invention may include a DC conversion unit 215 that converts the transmission power into DC output power. .

또한, 본 발명의 제2전원변환부(213)는 도 2에 도시된 바와 같이, 교류변환부(217)와 직류변환부(215)를 모두 포함하여 구성될 수 있는데, 이와 같은 경우, 본 발명의 전력수신장치(200)는 부하의 전원 특성과 무관하게 모든 부하에 정격전원을 제공할 수 있으므로 더욱 향상된 범용성을 제공할 수 있게 된다.In addition, the second power conversion unit 213 of the present invention may be configured to include both an AC conversion unit 217 and a DC conversion unit 215, as shown in FIG. 2. In this case, the present invention Since the power receiving device 200 can provide rated power to all loads irrespective of the power characteristics of the load, it is possible to provide further improved versatility.

도 2에는 교류변환부(217)와 직류변환부(215)가 병렬 연결된 형태가 도시되어 있으나, 본 발명의 제2전원변환부(213)는 교류인 송신전원을 직류전원으로 정류하는 고주파 정류부(미도시)와 고주파 정류부의 출력을 교류의 출력전원으로 변환하는 DC/AC변환부(미도시)가 상호 직렬 연결된 형태로 구성될 수 있다.2 shows a form in which the AC conversion unit 217 and the DC conversion unit 215 are connected in parallel, but the second power conversion unit 213 of the present invention is a high-frequency rectifying unit ( (Not shown) and a DC/AC converter (not shown) for converting the output of the high frequency rectifier into an AC output power may be connected in series with each other.

이와 같은 경우, 직류의 출력전원은 고주파 정류부와 DC/AC변환부 사이에 연결된 별도의 출력 라인을 통하여 부하에 인가될 수 있으며, 교류의 출력전원은 DC/AC변환부에 연결된 출력 라인을 통하여 부하에 인가될 수 있다.In this case, the DC output power can be applied to the load through a separate output line connected between the high frequency rectifier and the DC/AC converter, and the AC output power is the load through the output line connected to the DC/AC converter. Can be applied to.

도 3은 본 발명에 의한 전력송신장치(100)의 전체적인 모습을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명에 의한 전력수신장치(200)의 전체적인 모습을 도시한 도면이다. 이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 전원라인(20) 또는 출력라인(30)과 용이하게 연결되고 유리(300)와의 안전한 고정을 구현할 수 있는 본 발명의 기술적 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.3 is a view showing the overall appearance of the power transmission device 100 according to the present invention. 4 is a view showing the overall appearance of the power receiving device 200 according to the present invention. Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4 will be described in detail the technical features of the present invention that can be easily connected to the power line 20 or the output line 30 and implement a secure fixation with the glass 300.

도 3의 좌측 도면은 전력송신장치(100)의 사시도이고, 우측 도면은 전력송신장치(100)의 측면도이다. 본 발명의 전력송신장치(100)는 내부에 전원입력부(110)가 실장되는 하우징(140)(제1하우징)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The left side view of FIG. 3 is a perspective view of the power transmission device 100, and the right side view is a side view of the power transmission device 100. The power transmission device 100 of the present invention may further include a housing 140 (a first housing) in which the power input unit 110 is mounted.

전원입력부(110)에는 다양한 회로 소자들이 탑재되므로 전원입력부(110)가 제1하우징(140) 내부에 실장되게 되면, 전원입력부(110)에 탑재된 회로 소자들은 외부로부터 차단되어 온도, 습도, 충격 등 다양한 외부 환경에 의한 영향을 상대적으로 적게 받게 되므로, 전력송신장치(100) 자체의 구동 안정성이 향상되게 된다.Since a variety of circuit elements are mounted on the power input unit 110, when the power input unit 110 is mounted inside the first housing 140, the circuit elements mounted on the power input unit 110 are cut off from the outside, thereby preventing temperature, humidity, and shock. Since it is relatively less affected by various external environments, such as, the driving stability of the power transmission device 100 itself is improved.

또한, 본 발명의 제1하우징(140)에는 전원라인(20)의 플러그가 접속되는 제1커넥터(117)가 형성될 수 있다. 본 발명의 전원입력부(110)는 제1커넥터(117)에 연결된 전원라인(20)을 통해 전력원으로부터 교류전원을 인가 받을 수 있다.In addition, a first connector 117 to which a plug of the power line 20 is connected may be formed in the first housing 140 of the present invention. The power input unit 110 of the present invention may receive AC power from a power source through the power line 20 connected to the first connector 117.

이와 같이, 제1하우징(140)에 제1커넥터(117)가 형성되면, 제1커넥터(117)와 전원라인(20) 사이의 연결이 더욱 안정적으로 구현될 수 있고, 연결 해제도 용이하게 구현되어 사용자 편의성이 향상될 수 있다.In this way, when the first connector 117 is formed in the first housing 140, the connection between the first connector 117 and the power line 20 can be implemented more stably, and the connection can be easily disconnected. Therefore, user convenience can be improved.

본 발명의 전력송신장치(100)가 제1하우징(140)을 더 포함하여 구성되는 경우, 본 발명의 제1전극(121, 123)은 제1하우징(140)의 외측에 설치되고, 본 발명의 제1고정부(131, 133) 또한, 제1하우징(140)의 외측에 설치된다.When the power transmission device 100 of the present invention further includes the first housing 140, the first electrodes 121 and 123 of the present invention are installed outside the first housing 140, and the present invention The first fixing portions 131 and 133 are also installed outside the first housing 140.

제1전극(121, 123)과 제1고정부(131, 133)이 설치되는 제1하우징(140)의 측면은 제작자 또는 설계자의 선택에 따라 상이해질 수 있으나, 힘의 방향 관계를 고려할 때, 제1전극(121, 123)과 제1고정부(131, 133)는 제1커넥터(117)가 형성된 제1하우징(140)의 외측과 대칭되는 외측에 설치되는 것이 바람직하다.The side surfaces of the first housing 140 on which the first electrodes 121 and 123 and the first fixing portions 131 and 133 are installed may be different depending on the manufacturer or designer's selection, but considering the relationship in the direction of the force, It is preferable that the first electrodes 121 and 123 and the first fixing portions 131 and 133 are installed outside the first housing 140 in which the first connector 117 is formed, which is symmetrical to the outside.

힘의 방향에 대해 구체적으로 설명하면, 전원라인(20)과의 연결 및 연결 해제 시 발생하는 힘의 방향(F1)과 유리(300)와의 고정 시 발생하는 힘의 방향(F2)이 평행하게 되면, 전원라인(20)을 제1커넥터(117)에 연결하는 과정에서 두 힘(F1, F2)의 방향이 동일해져 본 발명의 전력송신장치(100)가 유리(300)에 더욱 안정적으로 고정되게 된다.Specifically, if the direction of force (F1) generated when the power line 20 is connected and disconnected and the direction of force generated when the glass 300 is fixed (F2) are parallel, , In the process of connecting the power line 20 to the first connector 117, the directions of the two forces (F1, F2) become the same, so that the power transmission device 100 of the present invention is more stably fixed to the glass 300. do.

또한, 전원라인(20)을 제1커넥터(117)로부터 연결 해제하는 경우, 좌측 방향으로 가해지는 힘(F1)이 제1고정부(130)와 제2고정부(230) 사이의 인력(F2)에 의하여 상쇄되므로, 전력송신장치(100)의 안정적인 고정이 유지될 수 있게 된다.In addition, when the power line 20 is disconnected from the first connector 117, the force (F1) applied in the left direction is the attractive force (F2) between the first fixing part 130 and the second fixing part 230 ), it is possible to maintain a stable fixing of the power transmission device 100.

이와 같이, 두 힘(F1, F2)의 방향이 평행하게 형성될 수 있도록, 제1전극(121, 123)과 제1고정부(131, 133)는 제1커넥터(117)가 형성된 제1하우징(140)의 외측과 대칭되는 외측에 설치되는 것이 바람직하다.In this way, so that the directions of the two forces F1 and F2 are formed in parallel, the first electrodes 121 and 123 and the first fixing portions 131 and 133 are the first housings in which the first connector 117 is formed. It is preferable to be installed on the outside that is symmetrical to the outside of (140).

도 4의 좌측 도면은 전력수신장치(200)의 사시도이고, 우측 도면은 전력수신장치(200)의 측면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전력수신장치(200)는 내부에 전원출력부(210)가 실장되는 제2하우징(240)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The left side of FIG. 4 is a perspective view of the power receiving device 200, and the right side is a side view of the power receiving device 200. As shown in FIG. 4, the power receiving apparatus 200 of the present invention may further include a second housing 240 in which the power output unit 210 is mounted.

전원출력부(210)에는 다양한 회로 소자들이 탑재되므로 전원출력부(210)가 제2하우징(240) 내부에 실장되게 되면, 전원출력부(210)에 탑재된 회로 소자들은 외부로부터 차단되어 온도, 습도, 충격 등 다양한 외부 환경에 의한 영향을 상대적으로 적게 받게 되므로, 전력수신장치(200) 자체의 구동 안정성이 향상되게 된다.Since various circuit elements are mounted on the power output unit 210, when the power output unit 210 is mounted inside the second housing 240, the circuit elements mounted on the power output unit 210 are cut off from the outside, thereby reducing temperature and Since it is relatively less affected by various external environments such as humidity and shock, the driving stability of the power receiving device 200 itself is improved.

또한, 본 발명의 제2하우징(240)에는 부하라인(30)의 플러그가 접속되는 제2커넥터(217)가 형성될 수 있다. 본 발명의 전원출력부(210)는 제2커넥터(217)에 연결된 부하라인(30)을 통해 부하로 출력전원을 인가할 수 있다.In addition, a second connector 217 to which a plug of the load line 30 is connected may be formed in the second housing 240 of the present invention. The power output unit 210 of the present invention may apply output power to a load through the load line 30 connected to the second connector 217.

이와 같이, 제2하우징(240)에 제2커넥터(217)가 형성되면, 제2커넥터(217)와 부하라인(30) 사이의 연결이 더욱 안정적으로 구현될 수 있고, 연결 해제도 용이하게 구현되어 사용자 편의성이 향상될 수 있다.In this way, when the second connector 217 is formed in the second housing 240, the connection between the second connector 217 and the load line 30 can be implemented more stably, and the connection can be easily disconnected. Therefore, user convenience can be improved.

본 발명의 전력수신장치(200)가 제2하우징(240)을 더 포함하여 구성되는 경우, 본 발명의 제2전극(250)은 제2하우징(240)의 외측에 설치되고, 본 발명의 제2고정부(230) 또한, 제2하우징(240)의 외측에 설치된다.When the power receiving device 200 of the present invention further includes a second housing 240, the second electrode 250 of the present invention is installed outside the second housing 240, and The second fixing part 230 is also installed outside the second housing 240.

제2전극(250)과 제2고정부(230)가 설치되는 제2하우징(240)의 측면은 제작자 또는 설계자의 선택에 따라 상이해질 수 있으나, 전술된 바와 같이, 두 힘(F1, F2)의 방향을 평행하게 설정하면 전력수신장치(200)의 안정적인 고정이 구현될 수 있으므로, 제2전극(220)과 제2고정부(230)는 제2커넥터(217)가 형성된 제2하우징(240)의 외측과 대칭되는 외측에 설치되는 것이 바람직하다.The side of the second housing 240 on which the second electrode 250 and the second fixing unit 230 are installed may be different depending on the manufacturer or designer's selection, but as described above, the two forces F1 and F2 If the direction of is set to be parallel, since the power receiving device 200 can be stably fixed, the second electrode 220 and the second fixing unit 230 are formed with the second housing 240 on which the second connector 217 is formed. ) It is preferable to be installed on the outside that is symmetrical to the outside.

도 5는 본 발명의 전력송신장치(100) 및 전력수신장치(200)가 고정부(130, 230)를 이용하여 유전체(300)에 고정되는 과정을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 5를 참조하여 전력송신장치(100)와 전력수신장치(200)를 유리(300)에 안정적으로 고정시키는 본 발명의 고정부(130, 230)에 대한 구조적 특징을 설명하도록 한다.5 is a view for explaining in detail a process in which the power transmission device 100 and the power reception device 200 of the present invention are fixed to the dielectric 300 using the fixing units 130 and 230. Hereinafter, the structural features of the fixing parts 130 and 230 of the present invention for stably fixing the power transmitting device 100 and the power receiving device 200 to the glass 300 will be described with reference to FIG. 5.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1고정부(130)는 제1전원변환부(111)와 연결된 솔레노이드 형태의 코일이 감겨진 전자석으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 제2고정부(230)는 자성체로 구성될 수 있다.As shown in Figure 5, the first fixing unit 130 of the present invention may be composed of an electromagnet in which a solenoid-shaped coil connected to the first power conversion unit 111 is wound, and the second fixing unit of the present invention 230 may be composed of a magnetic material.

이와 같이 구성된 상태에서, 제1전원변환부(111)로부터 출력되는 직류전원이 전자석으로 구성된 제1고정부(131, 133)에 인가되면, 전자석의 특성 상 제1고정부(130)와 '자성체로 구성된 제2고정부(230)' 사이에 인력이 발생되므로 전원입력부(110)(제1하우징)와 전원출력부(210)(제2하우징)가 유리(30)에 안정적으로 고정되게 된다.In the state configured as described above, when DC power output from the first power conversion unit 111 is applied to the first fixing parts 131 and 133 composed of an electromagnet, the first fixing part 130 and the magnetic body Since manpower is generated between the second fixing unit 230 ′ composed of, the power input unit 110 (first housing) and the power output unit 210 (second housing) are stably fixed to the glass 30.

실시형태에 따라, 본 발명의 제1고정부(130)는 마그네트로 구성될 수 있는데, 이와 같은 경우, 직류전원의 인가 여부와 무관하게 자성체와의 관계에서 인력이 발생되므로 전원입력부(110)(제1하우징)와 전원출력부(제2하우징)가 유리에 안정적으로 고정되게 된다.Depending on the embodiment, the first fixing unit 130 of the present invention may be composed of a magnet. In this case, since an attractive force is generated in relation to the magnetic material regardless of whether DC power is applied or not, the power input unit 110 ( The first housing) and the power output unit (the second housing) are stably fixed to the glass.

이상에서, 제1고정부(130)가 전자석 또는 마그네트로 구성되고 제2고정부(230)가 자성체로 구성되는 실시예를 중심으로 본 발명의 고정부(130, 230)에 대해 설명하였으나, 이에 대응적으로 제1고정부(130)가 자성체로 구성되고 제2고정부(230)가 전자석 또는 마그네트로 구성되는 실시예 또한, 본 발명의 고정부(130, 230)에 적용될 수 있다.In the above, the fixing parts 130 and 230 of the present invention have been described based on an embodiment in which the first fixing part 130 is composed of an electromagnet or a magnet and the second fixing part 230 is composed of a magnetic material. Correspondingly, an embodiment in which the first fixing part 130 is composed of a magnetic material and the second fixing part 230 is composed of an electromagnet or a magnet may also be applied to the fixing parts 130 and 230 of the present invention.

또한, 제1고정부(130)가 전자석 또는 마그네트로 구성되고 제2고정부(230)가 자성체로 구성되는 경우, 제1고정부(130) 중 어느 하나가 전자석 또는 마그네트로 구성되고, 다른 하나가 마그네트 또는 전자석으로 구성되는 등 제1고정부(130)에 전자석과 마그네트가 혼용된 형태도 적용될 수 있다.In addition, when the first fixing part 130 is composed of an electromagnet or a magnet and the second fixing part 230 is composed of a magnetic material, one of the first fixing parts 130 is composed of an electromagnet or a magnet, and the other A form in which an electromagnet and a magnet are mixed in the first fixing unit 130 may be applied, such as composed of a magnet or an electromagnet.

나아가, 제1고정부(130)가 자성체로 구성되고 제2고정부(230)가 전자석 또는 마그네트로 구성되는 경우, 제2고정부(230) 중 어느 하나가 전자석 또는 마그네트로 구성되고 다른 하나가 마그네트 또는 전자석으로 구성되는 등 제2고정부(230)에 전자석과 마그네트가 혼용된 형태도 적용될 수 있다.Furthermore, when the first fixing part 130 is composed of a magnetic material and the second fixing part 230 is composed of an electromagnet or a magnet, one of the second fixing parts 230 is composed of an electromagnet or a magnet, and the other is A form in which an electromagnet and a magnet are mixed may be applied to the second fixing unit 230 such as composed of a magnet or an electromagnet.

한편, 본 발명의 전력송신장치(100)는 전원입력부(110)(제1하우징)와 제1전극(120) 사이에 연결되는 제1탄성체(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 제1탄성체(150)는 도 3을 기준으로 외력이 가해지지 않은 상태에서 제1고정부(130)의 Y축 방향 길이 이상의 길이를 가진다.Meanwhile, the power transmission apparatus 100 of the present invention may further include a first elastic body 150 connected between the power input unit 110 (first housing) and the first electrode 120. The first elastic body 150 has a length greater than or equal to the length of the first fixing portion 130 in the Y-axis direction in a state in which no external force is applied based on FIG. 3.

이와 같은 상태에서, 제1고정부(130)와 제2고정부(230) 사이에 인력이 발생하면, 제1탄성체(150)는 이 인력에 의하여 제1고정부(130)의 Y축 방향 길이 미만의 길이를 가지도록 압축 또는 축소된다. 따라서, 제1탄성체(150)는 인력과 반대 방향으로 탄성력을 발생시키고, 이 탄성력에 의하여 제1전극(120)이 유리(300)에 균일하고 안정적으로 접촉할 수 있게 된다.In such a state, when an attractive force is generated between the first fixing part 130 and the second fixing part 230, the first elastic body 150 is the length of the first fixing part 130 in the Y-axis direction by this attraction. It is compressed or reduced to have a length less than. Accordingly, the first elastic body 150 generates an elastic force in a direction opposite to the attractive force, and by this elastic force, the first electrode 120 can uniformly and stably contact the glass 300.

전력송신장치(100)가 제1탄성체(150)를 더 포함하여 구성되는 것에 대응하여, 본 발명의 전력수신장치(200)는 전원출력부(210)(제2하우징)와 제2전극(220) 사이에 연결되는 제2탄성체(250)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 제2탄성체(250)는 도 4를 기준으로 외력이 가해지지 않은 상태에서 제2고정부(230)의 Y축 방향 길이 이상의 길이를 가진다.Corresponding to the fact that the power transmission device 100 further includes the first elastic body 150, the power receiving device 200 of the present invention includes a power output unit 210 (second housing) and a second electrode 220 ) It may be configured to further include a second elastic body (250) connected between. The second elastic body 250 has a length greater than or equal to the length of the second fixing part 230 in the Y-axis direction in a state in which no external force is applied based on FIG. 4.

이와 같은 상태에서, 제1고정부(130)와 제2고정부(230) 사이에 인력이 발생하면, 제2탄성체(250)는 이 인력에 의하여 제2고정부(230)의 Y축 방향 길이 미만의 길이를 가지도록 압축 또는 축소된다. 따라서, 제2탄성체(250)는 인력과 반대 방향으로 탄성력을 발생시키고, 이 탄성력에 의하여 제2전극(220)이 유리(300)에 균일하고 안정적으로 접촉할 수 있게 된다.In such a state, when an attractive force is generated between the first fixing part 130 and the second fixing part 230, the second elastic body 250 is the length of the second fixing part 230 in the Y axis direction by this attraction It is compressed or reduced to have a length less than. Accordingly, the second elastic body 250 generates an elastic force in a direction opposite to the attractive force, and by this elastic force, the second electrode 220 can uniformly and stably contact the glass 300.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those of ordinary skill in the technical field to which the present embodiment belongs will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present exemplary embodiments are not intended to limit the technical idea of the present exemplary embodiment, but are illustrative, and the scope of the technical idea of the present exemplary embodiment is not limited by these exemplary embodiments. The scope of protection of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

100: 전력송신장치 200: 전력수신장치
110: 전원입력부 111: 제1전원변환부
113: 주파수변환부 115: 제1매칭부
117: 제1커넥터 120: 제1전극
130: 제1고정부 140: 제1하우징
150: 제1탄성체 210: 전원출력부
211: 제2매칭부 213: 제2전원변환부
215: 직류변환부 217: 교류변환부
220: 제2전극 230: 제2고정부
240: 제2하우징 250: 제2탄성체100: power transmitting device 200: power receiving device
110: power input unit 111: first power conversion unit
113: frequency conversion unit 115: first matching unit
117: first connector 120: first electrode
130: first fixed government 140: first housing
150: first elastic body 210: power output unit
211: second matching unit 213: second power conversion unit
215: DC conversion unit 217: AC conversion unit
220: second electrode 230: second fixed portion
240: second housing 250: second elastic body

Claims

As a power transmission device constituting a wireless power transmission system,
At least one first electrode forming a capacitor structure in relation to a second electrode and a dielectric layer of a power receiving device constituting the transmission system;
A power input unit that is connected to the first electrode and outputs transmission power using an AC power applied from the outside-The power input unit converts the AC power applied from the outside into a DC power supply, and the power conversion A frequency converter that converts the DC power converted from the negative into the transmission power having an impedance matching frequency, and matches the impedance of the capacitor structure formed by the first electrode with the impedance of the power input unit based on the impedance matching frequency. Including an impedance matching unit -; And
It is composed of an electromagnet or a magnet that generates attractive force in relation to a magnetic body constituting the second fixing portion of the power receiving device by receiving the DC power output from the power conversion unit, and fixing the power transmission device to the dielectric layer. Contains one or more first fixed governments,
The transmission power is,
A wireless power transmission device using a capacitor structure, characterized in that the transmission to the power receiving device through the capacitor structure.

delete

The method of claim 1,
The power input unit is mounted, further comprising a housing formed with a connector to which the plug of the power line is connected,
The power input unit,
A wireless power transmission device using a capacitor structure, characterized in that receiving the AC power through a power line connected to the connector.

The method of claim 3,
The first electrode,
It is installed on the outside symmetrical to the outside of the housing in which the connector is formed,
The first fixing unit,
Wireless power transmission device using a capacitor structure, characterized in that installed outside the same as the first electrode.

delete

The method of claim 1,
The capacitor structure, further comprising at least one elastic body connected between the power input unit and the first electrode and generating an elastic force in a direction opposite to the attractive force generated between the first fixing part and the second fixing part. Wireless power transmission device utilizing the.

As a power receiving device constituting a wireless power transmission system,
At least one second electrode forming a capacitor structure in relation to a first electrode and a dielectric layer of a power transmission device constituting the transmission system;
A power output unit that converts the transmission power applied from the power transmission device through the second electrode into an output power corresponding to the rated power of the load and outputs the output power.- The power output unit includes an impedance of a capacitor structure formed by the second electrode and An impedance matching unit for matching the impedance of the power output unit, and a power conversion unit for converting the transmission power to the output power -; And
At least one second fixing part for fixing the power receiving device to the dielectric layer,
The second fixing unit,
A wireless power receiving device using a capacitor structure, characterized in that it is composed of a magnetic material that generates attractive force in relation to an electromagnet or a magnetic constituting the first fixing portion of the power transmission device.

delete

The method of claim 8, wherein the power conversion unit,
A DC converter converting the transmission power into a DC output power; And
A wireless power receiving device using a capacitor structure, comprising: an AC converter for converting the transmission power to an AC output power.

The method of claim 8,
The power output unit is mounted, further comprising a housing formed with a connector to which the plug of the load line is connected,
The power output unit,
A wireless power receiving device using a capacitor structure, characterized in that outputting the output power through a load line connected to the connector.

The method of claim 11,
The second electrode,
It is installed on the outside symmetrical to the outside of the housing in which the connector is formed,
The second fixing unit,
Wireless power receiving device using a capacitor structure, characterized in that installed on the same outside as the second electrode.

delete

The method of claim 8,
The capacitor further comprising at least one elastic body connected between the power output unit and the second electrode and generating an elastic force in a direction opposite to the attractive force generated between the first fixing part and the second fixing part. Wireless power receiver using structure.