KR101172706B1

KR101172706B1 - 에너지 하베스터 및 휴대형 전자 기기

Info

Publication number: KR101172706B1
Application number: KR1020100125122A
Authority: KR
Inventors: 정귀상; 서창의
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2030-12-08
Also published as: KR20120063937A

Abstract

본 발명은 연자성체 물질을 포함하는 제1 자성체와; 상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징과; 상기 자성체의 양단 극성과 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체와; 상기 하우징을 감싸도록 설치되는 코일을 포함하는 진동형 에너지 하베스터를 제공한다.

Description

에너지 하베스터 및 휴대형 전자 기기{Energy Harvester and Portable Electronic Device}

본 발명은 에너지 하베스팅(harvesting) 기술에 관한 것이다.

지금까지 수많은 휴대형 전자 기기들이 개발되고 보급되어 왔다. 이러한 휴대형 전자 기기의 개발은 무선 및 MEMS 기술을 이용한 저전력 전자기술의 발달과 더불어 가속화되어 왔다.

이러한 휴대형 전자 기기를 구동하기 위해 현재는 배터리를 이용해 왔으나, 상기 배터리는 수명이 제한적이고 폭발의 위험성 및 환경적 오염을 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.

이에 대하여, 자가 발전기와 같은 영구적으로 사용 가능한 대체 전원이 절실하게 요구되고 있다.

이러한 요구에 부응하여 새롭게 제안되는 기술은 에너지 하베스팅 기술이다. 상기 에너지 하베스팅 기술은 주변 환경으로부터 에너지를 수확하여 이를 이용하는 기술로서, 상기 휴대형 전자 기기 동작을 위한 에너지원으로서 혹은 나아가 기존의 배터리를 충전하기 이한 에너지원으로 이용될 수 있다.

특히, 상기 에너지 하베스팅 기술은 무선 자율 센서 및 통신 모듈과 같은 소형 전자 기기용 전원 중 하나로 활발히 연구되고 있다.

에너지를 수확하기 위한 에너지 하베스터는 소재와 변환 방식에 따라 크게 정전형, 압전형, 전자기형으로 분류할 수 있다.

상기 정전형은 외부 자극에 의해 극판이 진동할 때, 정전 용량의 변화로 발생하는 전압을 이용한다. 이러한 정전형은 제작 및 집적화가 용이하지만, 낮은 에너지 변환 효율과 초기에 외부 전압원이 필요로 하기에 소형 전원으로 적합하지 않다.

또한 상기 압전형의 경우, 압전 물질의 변형에 의하여 결정 표면에 전압이 발생하는 것으로, 소형화가 용이하고 외부 전원이 불필요하지만, 높은 임피던스와 수백 Hz의 높은 주파수에서 동작하기 때문에, 압전 물질의 파손의 위험성이 존재한다.

한편 전자기형은 자석과 코일을 이용하므로 구조 및 제작이 간단하며 에너지 변환 효율이 비교적 낮음에도 불구하고, 저주파수에서 동작이 가능하기 때문에 최근 휴대용, 착용식 및 이동형 소형 전자기기의 에너지원으로 많은 연구가 이루어지고 있지만, 소형화에는 한계가 있다. 또한, 현재까지 연구개발된 전자기형 에너지 하베스터는 원통형으로 70 Hz 이상의 동작 주파수에서 20 ～ 40 μW의 전력을 발생한다. 그러나 상기 개발된 에너지 하베스터는 사람의 움직임과 같은 10 Hz 이하의 진동에서는 매우 낮은 전력을 발생시켜 사실 거의 이용이 불가능하다.

따라서, 본 발명은 전술한 정전형, 압전형, 전자기형 에너지 하베스터의 문제점을 해결하는 진동형 에너지 하베스터를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 진동형 에너지 하베스터는 자석과 자석 사이에 SM(Soft magnetic Material)를 내장함으로써, 자기력선을 집중시켜 자속 밀도를 증가시키는 원리를 제안한다.

구체적으로, 본 발명은 연자성체 물질을 포함하는 제1 자성체와; 상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징과; 상기 자성체의 양단 극성과 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체와; 상기 하우징을 감싸도록 설치되는 코일을 포함하는 진동형 에너지 하베스터를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 에너지 하베스터를 전원 공급부로 이용하는 휴대형 전자기기를 제공한다. 상기 휴대형 전자 기기는 전자 회로부와, 상기 전자 회로부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다. 상기 전원 공급부는 연자성체 물질을 포함하는 제1 자성체와, 상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징과, 상기 자성체의 극성과 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체와, 상기 하우징을 감싸도록 설치되는 코일을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 에너지 하베스터를 충전부로 이용하는 휴대형 전자기기를 제공한다. 상기 휴대형 전자기기는 전자 회로부와; 상기 전자 회로부에 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전원 공급부에 전원을 충전하는 충전부를 포함한다. 상기 충전부는 상기 에너지 하베스터를 포함한다.

상기 제1 자성체는 상기 제2 자성체와 동일한 극성 의해 자기 부양되어 있고, 상기 자기 부양된 제1 자성체가 상기 하우징 내에서 진동함으로써 상기 코일에 유도 전력이 발생한다.

상기 제1 자성체는 상기 연자성체 물질과; 상기 연자성체 물질의 양단에 접촉되도록 형성된 자성 물질을 포함할 수 있다.

상기 하우징의 폭 길이는 상기 제1 자성체의 대각 길이보다 작게 형성되어, 상기 제1 자성체가 상기 하우징 내에서 회전되지 않을 수 있다.

상기 하우징에 감긴 코일의 면적은 상기 제1 자성체의 측면 면적 보다 클 수 있다. 또는 상기 하우징에 코일이 감긴 면적은 상기 제1 자성체의 측면 면적 보다 작을 수 있다.

상기 제1 자성체의 양단의 극성은 서로 같을 수 있다.

상기 제1 자성체, 상기 제2 자성체, 상기 하우징은 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 발생하는 유도 전력은

이고, 상기 r = ω/ω _n 며, ω는 가진 주파수, ω _n 은 공진 주파수, ξ는 기계적 감쇠비, Y _O 는 상기 진동의 최대 진폭, m은 상기 제1 자성체의 무게를 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 진동형 에너지 하베스터 단순 또는 복잡한 움직임이 발생하는 환경에서 시간적, 공간적 제약 없이 지속적으로 사용 가능한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 진동형 에너지 하베스터는 집적화, 초소형화, 저가격화가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 다른 진동형 에너지 하베스터는 연자성체(Soft magnetic Materil)을 내장함으로써, 코일의 넓은 영역을 통과하는 자기력선으로 인하여 발생되는 뎀핑의 영향으로 제1 자성체(110, 210)의 움직임을 방해하여 발생 전력은 124.15 μW에서 42.71 μW로 줄어들기는 하나, 코일의 너비를 줄임으로써 자기력선이 빠르게 변화할 수 있도록 하여 큰 유도기전력을 발생할 수 있도록 하기 때문에 발생된 전력은 5.46배 증가한 677.85 μW이다. 결과적으로 본 발명에 따른 진동형 에너지 하베스터는 연자성체(Soft magnetic Materil)을 내장함으로써 큰 유도기전력 및 전력을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 측면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 정면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 다른 에너지 하베스터를 도식적으로 나타낸 예시도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 에너지 하베스터의 등가 모델과 등가 회로로 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 측면 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터의 자기력선 분포를 나타낸다.
도 9는 제1 자성체(110, 210)의 변위에 따른 코일 내부의 자속밀도의 크기 변화를 나타낸다.
도 10은 외부의 가진이 있을 경우, 제1 자성체(110, 210)의 움직임을 나타낸다.
도 11은 제1 자성체의 위치가 변화할 때, 코일에서 유도되는 유도기전력을 나타낸다.
도 12는 최대 예상 전력을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 측면 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 정면 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 다른 에너지 하베스터를 도식적으로 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 진동형 하베스터(100)는 연자성체 물질(Soft Magnetic material)을 포함하는 제1 자성체(110)와, 상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징(130)과, 상기 제1 자성체(100) 방향에서 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징(130)의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체(120)와, 상기 하우징(130)을 감싸도록 설치되는 코일(140)을 포함한다.

상기 제1 자성체(110)는 상기 연자성체 물질(111)과, 상기 연자성체 물질(111)의 양단에 접촉되도록 형성된 자성 부재(112)를 포함한다. 즉, 상기 연자성체 물질(111)은 상기 제1 자성체(110)의 중앙에 설치(또는 형성)된다. 상기 연자성체 물질(111)이 상기 제1 자성체(110)의 중앙에 설치됨으로써, 상기 제1 자성체(110)의 수직면을 지나는 자기력선이 더 많이 생성되게 된다. 따라서, 상기 코일(140) 내의 자속 밀도가 증가한다.

상기 자성 부재(112)는 N35(자성 등급)의 자성을 가지며, 희토류 자석 계열(NdFeB)의 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 자성 부재(112)는 훼라이트(Ferrite) 계열의 물질 또는 알니코(Alnico) 계열 물질로 형성될 수 있다. 상기 연자성체 물질(111)은 실리콘 강판으로 이루어질 수 있다. 또는 상기 연자성체 물질(120)은 순철, Ni_xFe_x, 퍼말로이(Permalloy), Sendust, Mn-Zn, 또는 Ni-Zn으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 자성체(120)는 N35(자성 등급)의 자성을 가지며, 희토류 자석 계열(NdFeB)의 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 제2 자성체(120)는 훼라이트(Ferrite) 계열의 물질 또는 알니코(Alnico) 계열 물질로 형성될 수 있다.

상기 코일(140)은 상기 하우징(130)을 감싸도록 설치되는 되, 상기 코일이 감긴 상기 하우징의 면적은 상기 제1 자성체의 측면 면적 보다 클 수 있다.

상기 제1 자성체(110), 상기 제2 자성체(120), 상기 하우징(130)은 도 1 내지 도 3과 같이 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명에 의한 에너지 하베스터는 원통형에 한정되지 아니하고, 다양한 형태를 가질 수 있다.

상기 제1 자성체(110)가 상기 하우징(130) 내에서 회전되지 않도록, 상기 하우징(130)은 폭 길이가 상기 제1 자성체(110)의 대각 길이보다 작게 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1 자성체(110)의 양단의 극성들은 도 4에서와 같이 예컨대 N극으로 서로 동일할 수 있다. 그리고, 상기 제2 자성체(120)의 내측 극성은 도 4에서와 같이 예컨대 N극으로 상기 제1 자성체(110)의 양단 극성과 같을 수 있다. 따라서, 상기 제1 자성체(110)는 도 4에서와 같이 상기 제2 자성체(120)와 동일한 극성에 의해 자기 부양될 수 있다.

상기 자기 부양된 제1 자성체(110)가 상기 하우징(130) 내에서 상하 진동하게 되면, 상기 코일(140)에 유도기전력이 발생한다.

이에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 에너지 하베스터의 등가 모델과 등가 회로로 나타낸 예시도이다.

전술한 바와 같이, 상기 자기 부양된 제1 자성체(110)가 상기 하우징(130) 내에서 상하 진동하는 운동을 도 5(a)에서와 같이 등가의 모델로 나타낼 수 있다. 즉, 상기 자기 부양된 제1 자성체(110)를 m 질량의 물체로, 그리고 상기 상하 진동의 운동을 스프링(k)과 댐퍼(c)로 나타낼 수 있다.

또한, 도 5(b)에서와 같이 상기 상하 진동하는 운동에 따라 발생하는 유도 전력을 유도기전력과 코일을 따라 발생되는 전류 및 인덕턴스, 코일저항, 부하저항으로 구성된 전기적 등가회로로 나타낼 수 있다.

상기 전기적 등가 회로의 방정식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, m, c, k는 각각 상기 제1 자성체(110)의 무게, 기계적 감쇠, 스프링 상수를 나타내며, x(t), y(t), z(t)는 상기 제1 자성체(110)의 절대변위, 상기 하우징(130)의 절대변위, 상기 제1 자성체(110)와 상기 하우징(130) 사이의 상대변위를 나타낸다. 또한 е(t), S, i _C , R _C , R _L , L _C 는 유도기전력, 변환요소, 회로 내에 흐르는 전류, 코일저항, 부하저항, 그리고 코일의 인덕턴스를 나타낸다. 이때 S는 NBL이며 N, B, L는 각각 코일의 권선수, 자속밀도, 코일의 원둘레 길이이다.

스프링 상수와 상대변위의 곱은 힘으로 나타나며 여기에 속도를 이용하면 일률인 전력으로 나타낼 수 있다.

외부에서 절대 변위(y(t)= Y _O sin (ωt))로 하우징에 가진하는 경우, 발생되는 전력은 다음과 같이 주어진다.

여기서, r = ω/ω _n 며, ω는 가진 주파수, ω _n 은 공진 주파수, ξ는 기계적 감쇠비 그리고 Y _O 는 절대변위의 최대진폭을 나타낸다. 발생되는 전력은 가진 주파수, 상기 제1 자성체(110)의 무게, 최대진폭에 비례함을 알 수 있다.

외력에 의해 발생되는 전력인 수학식 5를 상기 수학식 2와 결합하면 다음과 같이 주어진다.

여기서, ξ _T 는 각각 기계적 감쇠비(ξ), 전기적 감쇠비(ξ _е )를 포함한 값이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 사시도이다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터를 나타낸 측면 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터(200)는 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터(100)와 코일이 감긴 면적만이 상이하다.

즉, 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터(200)에서 하우징(230)에 감긴 코일(240)의 면적은 제1 자성체(210)의 측면 면적 보다 작을 수 있다.

이와 같이 하우징(230)에 감긴 코일(240)의 면적을 줄임으로써, 제1 자성체(210)가 상하 운동할 때 상기 코일(240) 내에서의 자기력선의 변화가 빨라질 수 있다. 따라서 페러데이(Faraday) 법칙에 의하여 큰 유도기전력을 얻을 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터의 자기력선 분포를 나타낸다.

도 8의 자기력선을 나타내기 위해 이용된 파라미터는 다음과 같다.

권선수	1040 회	SM 면적	1×15 mm²
자석종류	1.22 T	SM (Silicon iron)	32 A/m 400 H/m
코일저항	1303 Ω	제1 자성체	7.5×20 mm²
코일면적	26×0.4 mm² 6.5×1.6 mm²	제2 자성체	7.5×1 mm²
코일 자석 간 거리	1 mm	공진 주파수	6 ㎐
이동 자석무게	27.56 g	스프링 상수	39.48 N/m

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터의 전체 크기는 150 × 110 mm²이며, 8032개의 요소와 21215개로 절점으로 구성했다.

경계 조건은 Y축에 대하여 고정 및 대칭 원통형 구조로 가정하였다. 코일영역은 Fillfactor 0.78을 적용하였으며, 발생되는 자속밀도를 얻기 위해 코일영역을 통과하는 자기력선의 방향을 x축으로 제한하였다.

도 8(a)는 연자성체 물질(Soft magnetic Material)이 없을 때의 자기력선을 나타내고, 도 8(b)는 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터의 자기력선을 나타내고, 도 8(c)는 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터의 자기력선을 나타낸다.

상기 연자성체 물질(SM)이 상기 제1 자성체에 내장됨으로써, 상기 코일을 수직으로 지나가는 자기력선 수가 증가함을 알 수 있다. 따라서, 코일내의 자속밀도가 증가하므로 더 큰 유도기전력을 얻을 수 있다.

도 9는 제1 자성체(110, 210)의 변위에 따른 자속밀도의 크기 변화를 나타낸다.

도 9에 도시된 모델 1(Model 1)은 연자성체 물질(Soft magnetic Material)이 없는 경우이고, 모델 2(Model 2)는 제1 실시예에 따른 에너지 하베스터이고, 모델 3은 제2 실시예에 따른 에너지 하베스터이다.

도시된 모델 1은 연자성체 물질이 없는 제1 자성체가 -9 및 9 mm에 위치하는 경우에 큰 자속밀도 값을 얻을 수 있다. 자석의 자기력선은 N극에서 S극으로 흘러가므로 자석의 양극이 코일 근처에 위치하는 경우 가장 많은 자기력선을 얻을 수 있었다. 또한, 중심인 0 mm에 위치하는 경우에 자속밀도의 값은 0이다.

도시된 모델 2의 경우에 자기력선이 통과하는 코일의 너비가 넓기 때문에, 코일의 모든 영역에서 비슷한 수의 자기력선이 통과하므로 비슷한 크기의 자속밀도가 나타났다.

도시된 모델 3은 큰 자속밀도를 얻을 수 있다.

도 10은 외부의 가진이 있을 경우, 제1 자성체(110, 210)의 움직임을 나타낸다.

외부 인가 주파수와 변위를 6 Hz와 3 mm로하여, 상기 에너지 하베스터(100, 200)를 가진한 경우, 제1 자성체의 변위는 모델 1과 3의 경우, 일정한 주기를 나타내지만, 모델 2의 경우에는 불규칙한 변위를 나타내었다. 이는 제1 자성체(110, 210)의 위치가 변화하더라도, 비슷한 크기의 자속 밀도로 인해 코일(140, 240)에서 발생되는 전자기 뎀핑의 영향이 넓은 영역에 미치게 되어, 제1 자성체(110, 210)의 움직임이 불규칙하게 되기 때문이다.

도 11은 제1 자성체의 위치가 변화할 때, 코일에서 유도되는 유도기전력을 나타낸다.

각 모델의 최대 유도기전력은 정상 상태시 약 2.27 V_pp, 1.33 V_pp, 그리고 5.31 V_pp로 각각 나타났다. 모델 2의 경우, 연자성체 물질의 내장으로 인해 자기력선이 중앙으로 집중되면서, 모델 1에 비하여 큰 유도기전력을 얻을 수 있을 것 같지만, 실제로는 코일에서 발생되는 뎀핑의 영향과 더불어 자기력선의 일정함으로 인해 작은 유도기전력이 나타남으로써 그다지 크지 않은 유도기전력이 얻어진다.

반면, 코일의 감긴 면적이 줄어든, 모델 3은 다른 모델에 비해 많은 유도기전력을 얻을 수 있었다. 이것은 코일 형상을 통과하는 자기력선의 변화가 다른 모델에 비하여 빠르기 때문에, Faraday 법칙에 의하여 큰 유도기전력이 얻어지기 때문이다.

도 12는 각 모델의 최대 예상 전력을 나타낸 것이다. 발생되는 전력은 코일 저항과 임피던스 매칭인 1303 Ω에서 최대 전력이 나타났으며 각 모델은 124.15 μW, 42.71 μW, 그리고 677.85 μW로 각각 발생했다. 이러한 결과는 모델 3이 모델 1에 비하여 5.46배 그리고 모델 2에 비하여 15.87배 더 많은 전력을 발생하는 것으로 나타났다.

100, 200: 에너지 하베스터
110, 210: 제1 자성체
111, 211: 연자성체 물질
112, 212: 자성 물질
120, 220: 제2 자성체
130, 230: 하우징
140, 240: 코일

Claims

연자성체 물질을 포함하는 제1 자성체와;
상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징과;
상기 자성체의 양단 극성과 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체와; 상기 제1 자성체는 상기 제2 자성체와 동일한 극성 의해 자기 부양되어 있고,
상기 하우징을 감싸도록 설치되는 코일을 포함하고,
상기 자기 부양된 제1 자성체가 외력에 의해 상기 하우징 내에서 진동함으로써 상기 코일에 유도기전력이 발생되는 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서, 상기 제1 자성체는
상기 연자성체 물질과;
상기 연자성체 물질의 양단에 접촉되도록 형성된 자성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 폭 길이는 상기 제1 자성체의 대각 길이보다 작게 형성되어, 상기 제1 자성체가 상기 하우징 내에서 회전되지 않는 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서, 상기 코일이 감긴 상기 하우징의 면적은
상기 제1 자성체의 측면 면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서, 상기 코일이 감긴 상기 하우징의 면적은
상기 제1 자성체의 측면 면적 보다 작은 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서,
상기 제1 자성체의 양단의 극성은 서로 같은 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서,
상기 제1 자성체, 상기 제2 자성체, 상기 하우징은 원통형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
제1항에 있어서, 상기 유도 전력은

이고,
상기 r = ω/ω _n 며, ω는 가진 주파수, ω _n 은 공진 주파수, ξ는 기계적 감쇠비, Y _O 는 상기 진동의 최대 진폭, m은 상기 제1 자성체의 무게를 나타내는 것을 특징으로 하는 진동형 에너지 하베스터.
휴대형 전자기기로서,
전자 회로부와;
상기 전자 회로부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
상기 전원 공급부는 연자성체 물질을 포함하는 제1 자성체와, 상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징과, 상기 자성체의 극성과 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체와, 상기 하우징을 감싸도록 설치되는 코일을 포함하고,
상기 제1 자성체는 상기 제2 자성체와 동일한 극성 의해 자기 부양되어 있고, 상기 휴대형 전자기기의 움직임에 의해 상기 자기 부양된 제1 자성체가 상기 하우징 내에서 진동함으로써 상기 코일에 유도기전력이 발생되어 상기 전자 회로부에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 휴대형 전자 기기.
제9항에 있어서, 상기 제1 자성체는
상기 연자성체 물질과;
상기 연자성체 물질의 양단에 접촉되도록 형성된 자성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 전자 기기.
제9항에 있어서,
상기 하우징의 폭 길이는 상기 제1 자성체의 대각 길이보다 작게 형성되어, 상기 제1 자성체가 상기 하우징 내에서 회전되지 않는 것을 특징으로 하는 휴대형 전자 기기.
제9항에 있어서, 상기 코일이 감긴 상기 하우징의 면적은
상기 제1 자성체의 측면 면적 보다 작은 것을 특징으로 하는 휴대형 전자 기기.
휴대형 전자기기로서,
전자 회로부와;
상기 전자 회로부에 전원을 공급하는 전원 공급부와;
상기 전원 공급부에 전원을 충전하는 충전부를 포함하고,
상기 충전부는 연자성체 물질을 포함하는 제1 자성체와, 상기 제1 자성체의 폭 길이보다 길게 형성되어 상기 제1 자성체의 측면을 덮는 하우징과, 상기 자성체의 극성과 동일한 극성을 갖도록 상기 하우징의 양단에 각각 설치되는 2개의 제2 자성체와, 상기 하우징을 감싸도록 설치되는 코일을 포함하고,
상기 제1 자성체는 상기 제2 자성체와 동일한 극성 의해 자기 부양되어 있고, 상기 휴대형 전자기기의 움직임에 의해 상기 자기 부양된 제1 자성체가 상기 하우징 내에서 진동함으로써 상기 코일에 유도기전력이 발생되어 상기 전원 공급부에 전원을 공급하여 충전하는 것을 특징으로 하는 휴대형 전자 기기.