KR101599481B1 - Apparatus for reducing a harmonics noise - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불필요한 고조파 노이즈 성분을 제거하고 희망하는 신호만을 얻기 위한 고조파 노이즈 제거장치와 그를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것으로, 고조파 노이즈 제거장치는 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호를 입력받아 동일한 위상의 제1전자파 및 위상 반전된 역위상의 제2전자파를 유도하기 위한 다출력 신호 유도기와, 위상 반전된 역위상의 상기 제2전자파에서 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 필터와, 상기 필터 출력인 역위상 고조파 노이즈 성분을 상기 제1전자파 신호와 합성하여 제1전자파에 포함된 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만을 출력하는 신호 연결부를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a harmonic noise canceling apparatus for removing unnecessary harmonic noise components and obtaining only a desired signal, and a wireless power transmission system including the harmonic noise canceling apparatus. The harmonic noise canceling apparatus includes an input unit for inputting an electromagnetic wave signal including a fundamental wave and a harmonic noise component A multi-output signal inducer for receiving a first electromagnetic wave of the same phase and a phase-inverted opposite-phase second phase, a filter for extracting only a harmonic noise component from the second electromagnetic wave having a phase reversed phase, And outputting only the fundamental wave component canceled by the harmonic noise component included in the first electromagnetic wave by synthesizing the output anti-phase harmonic noise component with the first electromagnetic wave signal.
Description
본 발명은 노이즈 제거장치에 관한 것으로, 특히 불필요한 고조파 노이즈 성분을 제거하고 희망하는 신호만을 얻기 위한 고조파 노이즈 제거장치와 그를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a noise canceling apparatus, and more particularly to a harmonic noise canceling apparatus for removing unnecessary harmonic noise components and obtaining only a desired signal, and a wireless power transmission system including the same.
고주파 이용 설비, 일 예로서 무선 전력 전송 기술은 전기에너지를 무선 전송에 유리한 고주파로 변환시켜 에너지를 전달하는 전력 전송 기술이다. 무선 전력 전송 기술은 ICT, 가전, 로봇, 의료, 자동차, 철도 등 전기를 사용하는 전 분야에 걸쳐 높은 수요가 예상되며 미래 유망기술로 각광받을 것으로 예상하고 있다.High-frequency equipment, for example, wireless power transmission technology, is a power transmission technology that converts energy into high frequency that is advantageous for wireless transmission and transfers energy. Wireless power transmission technology is anticipated to be a promising technology in the future, with high demand expected in all fields that use electricity such as ICT, consumer electronics, robots, medical, automobile and railway.
참고적으로 무선 전력 전송방식은 크게 전자기 유도(inductive coupling)방식, 자기공진 유도(resonant magnetic coupling)방식, 전자기파(RF-based wireless power) 방식등의 기술을 이용하여 구현되고 있으며, 광학 방식, 초음파 방식 등도 연구되고 있지만 효율이 낮아 특수 목적으로 연구되고 있다.For reference, the wireless power transmission scheme is implemented using technologies such as an inductive coupling scheme, a resonant magnetic coupling scheme, and an RF-based wireless power scheme, Methods are studied, but their efficiency is low and they are being studied for a special purpose.
전자기 유도 방식과 공진 기술을 동시에 이용한 무선 전력 전송기술의 일 예로서 한국과학기술원이 개발하여 현재 시험 운행중에 있는 무선충전방식의 전기 자동차가 있다. 전기 자동차의 배터리를 무선으로 충전하기 위해 도 1에 도시한 바와 같이 급전부에 상용 전원을 수십 KHz 이상의 고주파로 변환하기 위해 정류회로 및 IGBT 인버터가 구비되고, 전기 자동차에 설치된 집전 장치는 무선 전력 수신부, 정류부, 레귤레이터, 충전회로 등을 포함한다.As an example of wireless power transmission technology using both electromagnetic induction method and resonance technology, there is a wireless charging type electric vehicle developed by Korea Advanced Institute of Science and Technology and currently under trial operation. In order to charge the battery of the electric vehicle wirelessly, as shown in FIG. 1, a rectifier circuit and an IGBT inverter are provided in the feeder section to convert the commercial power source into a high frequency of several tens of kHz or more, A rectifier, a charging circuit, and the like.
도 1에 도시한 급전부의 일 구성요소인 IGBT 인버터에서는 원하는 고주파 발생을 위해 무수히 많은 스위칭 동작이 이루어지는데, 이때 유효한 신호(기본파로 정의할 수 있음)와 불필요한 정수배 고조파 신호가 함께 발생한다. 참고적으로 도 2에 도시한 바와 같이 시간축 상에서의 고주파 구형파는 주파수 축에서 무수히 많은 고조파의 합성 형태로 나타난다. 따라서 IGBT 인버터의 스위칭시 발생하는 불필요한 고조파 성분은 노이즈로 간주되며, 주변 기기에 전자파 장해를 일으키는 원인으로 작용하기에 이를 제거할 필요가 있다.In the IGBT inverter which is one component of the power supply shown in FIG. 1, a large number of switching operations are performed for generating a desired high frequency. At this time, a valid signal (which can be defined as a fundamental wave) and an unnecessary integer harmonic signal are generated together. For reference, as shown in FIG. 2, the high-frequency square wave on the time axis appears as a composite form of a large number of harmonics on the frequency axis. Therefore, unnecessary harmonic components generated when switching the IGBT inverter are regarded as noise, and it is necessary to eliminate them because it causes electromagnetic interference to peripheral devices.
일반적인 경우 불필요한 노이즈 신호는 필터의 임피던스 제어를 통해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 나머지 노이즈 신호는 제거할 수 있다. 그러나 임피던스 제어를 통해 노이즈를 제거하기 위한 필터를 설계한다면 상대적으로 필터의 부피가 커지고, 열손실이 발생함은 물론 비용 또한 급격하게 상승하게 되므로, 스위칭 방식으로 고주파를 발생시키는 장치에서는 보다 효율적으로 고조파 노이즈 성분을 제거하기 위한 방안이 필요하다.
In general, an unnecessary noise signal can pass only a signal of a desired frequency band through the impedance control of the filter and remove the remaining noise signal. However, if a filter is designed to remove noise through impedance control, the volume of the filter becomes relatively large, heat loss occurs, and the cost also rises rapidly. Therefore, in a device that generates a high frequency by a switching method, A method for removing the noise component is needed.
이에 본 발명의 목적은 스위칭 변환시에 발생하는 전자파 중에서 기본파를 제외한 고조파 노이즈 성분을 유효하게 제거할 수 있는 고조파 노이즈 제거장치를 제공함에 있으며,Accordingly, it is an object of the present invention to provide a harmonic noise removing apparatus capable of effectively removing harmonic noise components other than fundamental waves from electromagnetic waves generated during switching.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 무선 전력 전송을 위한 고주파 생성시 발생되는 불필요한 노이즈를 제거하고 희망하는 신호만을 전송할 수 있는 고조파 노이즈 제거장치가 포함된 무선 전력 전송 시스템을 제공함에 있다.
It is still another object of the present invention to provide a wireless power transmission system including a harmonic noise canceling device capable of eliminating unnecessary noise generated during high frequency generation for wireless power transmission and transmitting only a desired signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a harmonic noise removing apparatus,
기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호를 입력받아 동일한 위상의 제1전자파 및 위상 반전된 역위상의 제2전자파를 유도하기 위한 다출력 신호 유도기와;A multi-output signal inducer for receiving an electromagnetic wave signal including a fundamental wave and a harmonic noise component and for inducing a first electromagnetic wave of the same phase and a phase-inverted second electromagnetic wave of a reverse phase;
위상 반전된 역위상의 상기 제2전자파에서 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 필터와;A filter for extracting only a harmonic noise component from the second electromagnetic wave having a phase-inverted opposite phase;
상기 필터 출력인 역위상 고조파 노이즈 성분을 상기 제1전자파 신호와 합성하여 제1전자파에 포함된 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만을 출력하는 신호 연결부;를 포함함을 특징으로 한다.And a signal connector for synthesizing the anti-phase harmonic noise component, which is the filter output, with the first electromagnetic wave signal and outputting only the fundamental wave component canceled by the harmonic noise component included in the first electromagnetic wave.
더 나아가 상기 다출력 신호 유도기는,Furthermore, the multi-
상기 전자파 신호가 1차측 권선에 인가되고, 상기 제1전자파 및 제2전자파 각각은 2차측 제1권선 및 2차측 제2권선에서 유도되되, 상기 2차측 제1권선 및 제2권선은 서로 반대방향으로 권선되는 트랜스포머임을 특징으로 하며,Wherein the electromagnetic wave signal is applied to a primary side winding, wherein each of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave is induced in a secondary side first winding and a secondary side second winding, wherein the secondary side first winding and the second winding are opposite And the transformer is wound on the transformer,
상기 필터는 상기 2차측 제2권선에 연결되어 역위상 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 밴드패스필터 혹은 밴드저지필터이며, 그 밴드패스필터 혹은 밴드저지필터의 출력단은 상기 2차측 제1권선에 연결됨을 특징으로 한다.Wherein the filter is a band-pass filter or band-stop filter connected to the secondary side second winding to extract only a reverse-phase harmonic noise component, and an output terminal of the band-pass filter or the band-stop filter is connected to the secondary side first winding .
한편 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템은,According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission system including:
상용교류전원을 정류하기 위한 정류기와;A rectifier for rectifying commercial AC power;
정류된 직류전원을 고주파로 변조하기 위한 IGBT 인버터와;An IGBT inverter for modulating the rectified DC power with a high frequency;
기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 상기 인버터의 출력신호 중 고조파 노이즈 성분이 제거된 고주파만을 추출하여 급전코일로 전달하기 위한 고조파 노이즈 제거부;를 포함함을 특징으로 하며,And a harmonic noise eliminator for extracting only the harmonics from which the harmonic noise components are removed from the output signal of the inverter including the fundamental wave and the harmonic noise component and delivering the harmonic noise to the power supply coil.
더 나아가 상기 고조파 노이즈 제거부는,Furthermore, the harmonic noise removing unit may include:
상기 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호를 입력받아 동일한 위상의 제1전자파 및 위상 반전된 역위상의 제2전자파를 유도하기 위한 다출력 신호 유도기와;A multi-output signal inductor for receiving a first electromagnetic wave of the same phase and a second electromagnetic wave of a phase-inverted opposite phase, receiving the electromagnetic wave signal including the fundamental wave and the harmonic noise component;
위상 반전된 역위상의 상기 제2전자파에서 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 필터와;A filter for extracting only a harmonic noise component from the second electromagnetic wave having a phase-inverted opposite phase;
상기 필터 출력인 역위상 고조파 노이즈 성분을 상기 제1전자파 신호와 합성하여 제1전자파에 포함된 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만을 출력하는 신호 연결부;를 포함함을 특징으로 하며,And a signal connector for synthesizing the anti-phase harmonic noise component, which is the filter output, with the first electromagnetic wave signal to output only the fundamental wave component canceled by the harmonic noise component included in the first electromagnetic wave.
상기 무선 전력 전송 시스템의 다출력 신호 유도기는,The multi-output signal inducer of the wireless power transmission system comprises:
상기 전자파 신호가 1차측 권선에 인가되고, 상기 제1전자파 및 제2전자파 각각은 2차측 제1권선 및 2차측 제2권선에서 유도되되, 상기 2차측 제1권선 및 제2권선은 서로 반대방향으로 권선되는 트랜스포머임을 특징으로 하며,Wherein the electromagnetic wave signal is applied to a primary side winding, wherein each of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave is induced in a secondary side first winding and a secondary side second winding, wherein the secondary side first winding and the second winding are opposite And the transformer is wound on the transformer,
상기 필터는 상기 2차측 제2권선에 연결되어 역위상 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 밴드패스필터 혹은 밴드저지필터이며, 그 밴드패스필터 혹은 밴드저지필터의 출력단은 상기 2차측 제1권선에 연결됨을 특징으로 한다.
Wherein the filter is a band-pass filter or band-stop filter connected to the secondary side second winding to extract only a reverse-phase harmonic noise component, and an output terminal of the band-pass filter or the band-stop filter is connected to the secondary side first winding .
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 고조파 노이즈 제거장치는 간단한 회로 구성, 즉 트랜스포머와 필터 구성만으로도 고주파 이용 설비 등에서 발생되는 고조파 노이즈를 효율적으로 제거할 수 있기 때문에, 임피던스 제어를 통해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시켜 노이즈를 제거하는 일반적인 노이즈 제거장치에 비해 설계가 용이함은 물론, 열손실 및 부피가 적고 제작비용 또한 낮출 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, the harmonic noise removing apparatus can efficiently remove the harmonic noises generated in a high frequency using facility by a simple circuit configuration, that is, a transformer and a filter configuration alone. Band noise can be eliminated by passing only the signal of the band, and it is possible to reduce the heat loss, the volume, and the manufacturing cost.
더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거부가 포함된 무선 전력 전송 시스템은 노이즈 제거된 고주파 신호를 급전부로 인가할 수 있어 급전효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Further, the wireless power transmission system including the harmonic noise canceling unit according to the embodiment of the present invention can apply the noise-removed high-frequency signal to the power feeder, thereby improving the power feeding efficiency.
도 1은 일반적인 무선 전력 전송장치의 전기회로 블럭 구성 예시도.
도 2는 고주파 구형파에 내포된 고조파 노이즈 성분을 보이기 위한 파형 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치의 회로 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거부가 포함된 무선 전력 전송 시스템의 구성 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 고조파 노이즈가 제거된 파형 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exemplary diagram of an electric circuit block configuration of a general wireless power transmission apparatus. FIG.
FIG. 2 is a waveform diagram showing harmonic noise components contained in a high frequency square wave. FIG.
3 is a diagram illustrating an exemplary circuit configuration of a harmonic noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a configuration of a wireless power transmission system including a harmonic noise canceling unit according to an embodiment of the present invention;
5 illustrates an example of a waveform in which harmonic noise is removed according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 참고적으로 하기 설명에서 사용되는 고조파 노이즈 제거장치와 무선 전력 전송 시스템의 일 구성요소로 포함되는 고조파 노이즈 제거부는 동일한 구성을 가지는 회로이기에 동일한 것으로 해석하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, the harmonic noise canceling device used in the following description and the harmonic noise canceling part included in one component of the wireless power transmission system are the same circuit and have the same configuration.
본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치의 구성 및 동작을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치는 유효한 신호(발생 혹은 전송하고자 하는 신호, 즉 기본파 신호로 칭할 수 있음)와 불필요한 신호(노이즈 신호로 칭할 수 있음)가 차동 모드(differential mode)로 전달되는 경우, 유효한 기본파 신호는 거의 손실 없이 통과시키고 노이즈 신호는 원천적으로 제거할 수 있는 장치이다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치는 도 3에 도시한 바와 같은 회로 구성을 가질 수 있다.Before describing the configuration and operation of the harmonic noise canceling apparatus according to the embodiment of the present invention, the harmonic noise canceling apparatus according to the embodiment of the present invention may be applied to a harmonic noise canceling apparatus according to an embodiment of the present invention, ) And an unnecessary signal (which may be referred to as a noise signal) are transmitted in a differential mode, the effective fundamental wave signal is passed through almost without loss and the noise signal can be originally removed. To this end, the harmonic noise removing apparatus according to the embodiment of the present invention may have a circuit configuration as shown in FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치의 회로 구성도를 예시한 것이다.3 illustrates a circuit diagram of a harmonic noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이 고조파 노이즈 제거장치는 트랜스포머로 구현 가능한 다출력 신호 유도기(10)와 필터(20) 및 신호 연결부(30)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the harmonic noise removing apparatus includes a multi-output
다출력 신호 유도기(10)는 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호(노이즈가 포함된 신호원과 동일 의미)를 입력받아 동일한 위상의 제1전자파 및 위상 반전된 역위상의 제2전자파를 유도하기 위한 구성을 갖는다.The
이러한 다출력 신호 유도기(10)는 전자파 신호(노이즈가 포함된 신호원과 동일 의미)가 1차측 권선(12)에 인가되고, 상기 전자파 신호와 동일 위상의 제1전자파를 2차측에서 유도하기 위한 2차측 제1권선(14) 및 상기 전자파 신호와 역위상의 제2전자파를 유도하기 위한 2차측 제2권선(16)을 갖는 트랜스포머로 구현 가능하다. 트랜스포머의 2차측에서 유도되는 제1전자파와 제2전자파가 상호 역위상 관계에 놓이기 위해 2차측 제1권선(14) 및 제2권선(16)은 도시된 바와 같이 서로 반대방향으로 권선된다. 참고적으로 트랜스포머의 권선비와 권선 방향을 조절함으로써 2차측에 유도되는 신호의 세기와 위상이 가변될 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이므로 그에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.The multi-output
한편, 다출력 신호 유도기(10)의 출력단인 트랜스포머의 2차측 제2권선(16)에는 위상 반전된 역위상의 제2전자파에서 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 필터(20)가 연결된다. 이러한 필터(20)는 기본파에 해당하는 전자파의 통과를 저지시키기 위한 밴드저지필터 혹은 상기 2차측 제2권선(16)에 연결되어 역위상 고조파 노이즈 성분만을 추출하는 밴드패스필터로 구현 가능하다.On the other hand, a
마지막으로 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치는 상기 필터(20) 출력인 역위상 고조파 노이즈 성분을 2차측 제1권선(14)의 출력인 제1전자파 신호와 합성하여 제1전자파에 포함된 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만을 출력하는 신호 연결부(30)를 포함한다. 이러한 신호 연결부(30)는 상기 필터(20)에 해당하는 밴드저지필터 혹은 밴드패스필터의 출력단이 트랜스포머의 2차측 제1권선(14)에 연결되는 형태로 구현됨으로써, 트랜스포머의 2차측 제1권선(14)과 제2권선(16)에서 각각 유도되는 제1전자파와 제2전자파 신호를 합성하는 결과를 얻게 되고, 신호 연결부(30)를 통해 합성된 신호, 즉 고조파 노이즈 제거된 기본파 성분만이 부하측 임피던스(40)로 전달된다.Finally, the harmonic noise removing apparatus according to the embodiment of the present invention combines the anti-phase harmonic noise component, which is the output of the
참고적으로 도 5에 본 발명의 실시예에 따라 고조파 노이즈가 제거된 파형을 예시하였다. 도 5를 참조해 보면, A는 전송 혹은 발생시키고자 하는 기본파(20KHz) 신호를 나타낸 것이며, B는 기본파 발생을 위한 인버터의 스위칭 변환시에 함께 발생되는 고조파 노이즈 신호를 나타낸 것이다.For reference, FIG. 5 illustrates waveforms in which harmonic noise is removed according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, A represents a fundamental wave (20 KHz) signal to be transmitted or generated, and B represents a harmonic noise signal generated together with switching of an inverter for fundamental wave generation.
이와 같이 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호가 다출력 신호 유도기(10)인 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되면, 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호와 동일 위상의 제1전자파가 트랜스포머의 2차측 제1권선(14)에서 유도되는 한편, 2차측 제2권선(16)에서는 위상 반전된 역위상의 제2전자파가 유도되고, 위상 반전된 역위상의 제2전자파는 필터(20)를 통해 역위상의 고조파 노이즈 성분만이 추출되어 2차측 제1권선(14)으로 전달된다.When the electromagnetic wave signal including the fundamental wave and the harmonic noise component is applied to the primary winding of the transformer, which is the
이에 신호 연결부(30)에서는 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 제1전자파와 역위상의 고조파 노이즈 성분만으로 이루어진 제2전자파가 합성되어 도 5의 C와 같이 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만이 부하측(40)으로 전달된다.Therefore, in the
따라서 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치는 간단한 회로 구성, 즉 트랜스포머와 필터 구성만으로도 고주파 이용 설비 등에서 발생되는 고조파 노이즈를 효율적으로 제거할 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다.Therefore, the harmonic noise removing apparatus according to the embodiment of the present invention can effectively remove the harmonic noises generated in the high-frequency using equipment by a simple circuit configuration, that is, a transformer and a filter configuration alone.
한편 상술한 구성의 고조파 노이즈 제거장치는 무선 전력 전송 시스템, 고주파 용접기, 의료용 고주파 수술기, 고주파 가열기와 같은 고주파 이용 설비에 폭 넓게 적용될 수 있다.On the other hand, the harmonic noise removing apparatus of the above-described configuration can be widely applied to high frequency use equipment such as a wireless power transmission system, a high frequency welding machine, a medical high frequency surgical instrument, and a high frequency heater.
이러한 적용 실시예의 하나로서 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치(부)가 포함된 무선 전력 전송 시스템의 구성도를 예시한 것이다.As one of such application examples, FIG. 4 illustrates a configuration diagram of a wireless power transmission system including a harmonic noise removing apparatus (unit) according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 무선 전력 전송 시스템은 상용교류전원을 정류하기 위한 정류기(50)와, 정류된 직류전원을 고주파로 변조하기 위한 IGBT 인버터(60)와, 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 상기 인버터(60)의 출력신호 중 고조파 노이즈 성분이 제거된 고주파만을 추출하여 급전부(급전코일)(80)로 전달하기 위한 고조파 노이즈 제거부(70)를 포함한다.4 includes a
고조파 노이즈 제거부(70)는 도 3에 도시한 바와 같이 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호를 입력받아 동일한 위상의 제1전자파 및 위상 반전된 역위상의 제2전자파를 유도하기 위한 다출력 신호 유도기(10)와, 위상 반전된 역위상의 상기 제2전자파에서 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 필터(20)와, 상기 필터(20) 출력인 역위상 고조파 노이즈 성분을 상기 제1전자파 신호와 합성하여 제1전자파에 포함된 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만을 급전부(80)로 출력하는 신호 연결부(30)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the harmonic
다출력 신호 유도기(10)는 도 3에서 이미 설명한 바와 같이 전자파 신호가 1차측 권선(12)에 인가되고, 상기 제1전자파 및 제2전자파 각각은 2차측 제1권선(14) 및 2차측 제2권선(16)에서 유도되되, 상기 2차측 제1권선(14) 및 제2권선(16)은 서로 반대방향으로 권선되는 트랜스포머로 구현 가능하다.3, the electromagnetic wave signal is applied to the primary winding 12, and each of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave passes through the secondary winding 14 and the secondary winding 14, The secondary side first winding 14 and the second winding 16 may be implemented by a transformer that is wound in the opposite direction to each other.
아울러 필터(20) 역시 도 3에서와 같이 트랜스포머의 2차측 제2권선(16)에 연결되어 역위상 고조파 노이즈 성분만을 추출하는 밴드저지필터 혹은 밴드패스필터로 구현 가능하며, 그 밴드저지필터 혹은 밴드패스필터의 출력단은 트랜스포머의 2차측 제1권선(14)에 연결된다.3, the
도 3에 도시된 회로 구성을 가지는 고조파 노이즈 제거부(70)를 포함하는 무선 전력 전송 시스템 역시, IGBT 인버터(60)에서 기본파에 해당하는 고주파 발생시에 도 5의 B와 같은 고조파 노이즈 성분이 발생한다. 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호가 고조파 노이즈 제거부(70)의 다출력 신호 유도기(10)인 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되면, 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호와 동일 위상의 제1전자파가 트랜스포머의 2차측 제1권선(14)에서 유도되고, 2차측 제2권선(16)에서는 위상 반전된 역위상의 제2전자파가 유도된다. 이에 위상 반전된 역위상의 제2전자파는 필터(20)를 통해 역위상의 고조파 노이즈 성분만이 추출되어 2차측 제1권선(14)으로 전달됨으로써, 신호 연결부(30)에서는 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 제1전자파와 역위상의 고조파 노이즈 성분만으로 이루어진 제2전자파가 합성되어, 결과적으로 도 5의 C와 같이 고조파 노이즈 성분이 상쇄된 기본파 성분만이 급전부(80)으로 전달될 수 있다.The wireless power transmission system including the harmonic
따라서 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거부가 포함된 무선 전력 전송 시스템은 노이즈 제거된 고주파 신호를 급전부(80)로 인가함으로써 급전효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, in the wireless power transmission system including the harmonic noise canceling unit according to the embodiment of the present invention, the power supply efficiency can be increased by applying the noise-eliminated high-frequency signal to the
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 고주파 이용 설비로서 무선 전력 전송 시스템에 적용된 고조파 노이즈 제거장치를 설명하였으나, 별다른 변형 없이 본 발명의 실시예에 따른 고조파 노이즈 제거장치는 고주파 용접기, 의료용 고주파 수술기, 고주파 가열기 등과 같은 고주파 이용 설비에 폭 넓게 적용될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. For example, in the embodiment of the present invention, a harmonic noise removing device applied to a wireless power transmission system as a high frequency using facility has been described. However, without being modified, the harmonic noise removing device according to an embodiment of the present invention can be applied to a high frequency welding machine, It can be widely applied to a high-frequency using equipment such as a high frequency heater. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (7)
상기 다출력 신호 유도기의 신호 출력단중 하나의 신호 출력단을 통해 출력되는 위상 반전된 역위상의 상기 제2전자파에서 기본파를 제외한 역위상 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 밴드저지필터와;
상기 밴드저지필터의 출력단을 상기 제1전자파가 출력되는 다출력 신호 유도기의 신호 출력단과 연결하여, 상기 제1전자파와 상기 역위상 고조파 노이즈 성분의 합성에 의해 상기 제1전자파 중 고조파 노이즈 성분이 상쇄되어 상기 기본파 성분만이 출력되는 신호 연결부;를 포함함을 특징으로 하는 고조파 노이즈 제거장치.
A multi-output signal inducer for receiving an electromagnetic wave signal including a fundamental wave and a harmonic noise component and for inducing a first electromagnetic wave of the same phase and a second electromagnetic wave of a reverse phase that is phase-inverted and outputting them to different signal output terminals;
A band-stop filter for extracting only a reverse-phase harmonic noise component from the second electromagnetic wave having a phase-inverted phase opposite to that of the phase-inverted phase output through one signal output terminal of the multi-output signal inductor;
The harmonic noise component of the first electromagnetic wave is canceled by combining the output terminal of the band-stop filter with the signal output terminal of the multi-output signal inductor in which the first electromagnetic wave is output, by synthesizing the first electromagnetic wave and the anti- And a signal connection unit for outputting only the fundamental wave component.
상기 전자파 신호가 1차측 권선에 인가되고, 상기 제1전자파 및 제2전자파 각각은 2차측 제1권선 및 2차측 제2권선에서 유도되되, 상기 2차측 제1권선 및 제2권선은 서로 반대방향으로 권선되는 트랜스포머임을 특징으로 하는 고조파 노이즈 제거장치.
[3] The apparatus according to claim 1,
Wherein the electromagnetic wave signal is applied to a primary side winding, wherein each of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave is induced in a secondary side first winding and a secondary side second winding, wherein the secondary side first winding and the second winding are opposite Wherein the transformer is a transformer wound on the transformer.
[3] The band-stop filter of claim 2, wherein the band-stop filter is connected to the secondary side second winding to extract only a reverse-phase harmonic noise component except a fundamental wave, and an output end of the band- Harmonic noise canceling device.
정류된 직류전원을 고주파로 변조하기 위한 IGBT 인버터와;
상기 IGBT 인버터 후단에서 기본파 및 고조파 노이즈 성분이 포함된 전자파 신호를 입력받아 동일한 위상의 제1전자파와 위상 반전된 역위상의 제2전자파를 각각 유도하여 서로 다른 신호 출력단으로 출력하기 위한 다출력 신호 유도기와;
상기 다출력 신호 유도기의 신호 출력단중 하나의 신호 출력단을 통해 출력되는 위상 반전된 역위상의 상기 제2전자파에서 기본파를 제외한 역위상 고조파 노이즈 성분만을 추출하기 위한 밴드저지필터와;
상기 밴드저지필터의 출력단을 상기 제1전자파가 출력되는 다출력 신호 유도기의 신호 출력단과 연결하여, 상기 제1전자파와 상기 역위상 고조파 노이즈 성분의 합성에 의해 상기 제1전자파 중 고조파 노이즈 성분이 상쇄되어 상기 기본파 성분만이 급전부로 출력되는 신호 연결부;를 포함함을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.
A rectifier for rectifying commercial AC power;
An IGBT inverter for modulating the rectified DC power with a high frequency;
A plurality of output signals for receiving an electromagnetic wave signal including a fundamental wave and a harmonic noise component from a rear stage of the IGBT inverter and for deriving a first electromagnetic wave having the same phase and a second electromagnetic wave having a phase opposite in phase, An induction machine;
A band-stop filter for extracting only a reverse-phase harmonic noise component from the second electromagnetic wave having a phase-inverted phase opposite to that of the phase-inverted phase output through one signal output terminal of the multi-output signal inductor;
The harmonic noise component of the first electromagnetic wave is canceled by combining the output terminal of the band-stop filter with the signal output terminal of the multi-output signal inductor in which the first electromagnetic wave is output, by synthesizing the first electromagnetic wave and the anti- And a signal connection unit that outputs only the fundamental wave component to the power feeding unit.
상기 전자파 신호가 1차측 권선에 인가되고, 상기 제1전자파 및 제2전자파 각각은 2차측 제1권선 및 2차측 제2권선에서 유도되어 서로 다른 신호 출력단을 통해 출력되되, 상기 2차측 제1권선 및 제2권선은 서로 반대방향으로 권선되는 트랜스포머임을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템.
[5] The apparatus of claim 4,
Wherein the electromagnetic wave signal is applied to the primary side winding and each of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave is induced in the secondary side first winding and the secondary side second winding and outputted through different signal output stages, And the second winding are transformers that are wound in opposite directions to each other.
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