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KR20160026600A - Apparatus and method for power supplying - Google Patents

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KR20160026600A
KR20160026600A KR1020140146155A KR20140146155A KR20160026600A KR 20160026600 A KR20160026600 A KR 20160026600A KR 1020140146155 A KR1020140146155 A KR 1020140146155A KR 20140146155 A KR20140146155 A KR 20140146155A KR 20160026600 A KR20160026600 A KR 20160026600A
Authority
KR
South Korea
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output
piezoelectric element
piezoelectric
voltage
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
KR1020140146155A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정인화
박종흠
김희욱
Original Assignee
주식회사 솔루엠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 솔루엠 filed Critical 주식회사 솔루엠
Priority to US14/658,791 priority Critical patent/US20160064640A1/en
Priority to CN201510171186.1A priority patent/CN105374930A/en
Publication of KR20160026600A publication Critical patent/KR20160026600A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 전원 공급 장치는, 복수의 압전층을 포함하는 압전 변환부 및 상기 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.A power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric transducing section including a plurality of piezoelectric layers and a piezoelectric transducing section that uses at least a piezoelectric layer of the plurality of piezoelectric transducing layers to perform feedback And a detection unit for detecting a voltage.

Description

전원 공급 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR POWER SUPPLYING}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR POWER SUPPLYING [0002]

본 발명은 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply apparatus and method.

휴대 기기 등과 같은 소형 전자 기기에 있어서, 전원 공급 기술은 고밀도 및 고 효율화가 중요한 이슈이다.
In small electronic devices such as portable devices, power supply technology is an issue of high density and high efficiency.

이러한 고밀도 및 고효율화를 달성하기 위하여, 전원 공급 기술은 스위칭 주파수를 높이고 있다. 이는 스위칭 주파수가 높아질수록 변압기 등의 소자들의 크기를 저감시킬 수 있기 때문이다. To achieve this high density and high efficiency, power supply technology is increasing the switching frequency. This is because the higher the switching frequency, the smaller the size of elements such as a transformer.

그러나, 이와 같은 고밀도화는 스위칭 주파수에 의한 EMI 노이즈가 증가되는 문제점이 있다.
However, such a high density increases the EMI noise due to the switching frequency.

이에 따라, 구조가 간단하고 박형으로 구현 가능한 압전 변압기를 이용한 전원 공급 기술이 개발되었다. 그러나, 압전 변압기를 사용하는 경우, 피드백 전압을 획득하기 위하여 별도의 회로가 필요하여 전체적 크기가 커지는 문제점 외에도, 그 파손 여부를 가늠하기 어려운 문제점 등이 있다.
Accordingly, a power supply technique using a piezoelectric transformer that is simple and thin in structure has been developed. However, in the case of using a piezoelectric transformer, there is a problem that it is difficult to gauge whether or not the piezoelectric transformer is damaged in addition to the problem that an overall circuit size is increased in order to obtain a feedback voltage.

이와 관련된 종래 기술로는 한국 공개특허공보 제 2001-0029928호와, 한국 공개특허공보 제 2014-0017450호를 참조하여 이해할 수 있다.
Conventional related arts can be understood with reference to Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0029928 and Korean Laid-Open Patent Publication No. 2014-0017450.

한국 공개특허공보 제 2001-0029928호Korean Patent Publication No. 2001-0029928 한국 공개특허공보 제 2014-0017450호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0017450

본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 간단한 구조로 피드백 전원을 획득할 수 있는 전원 공급 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power supply apparatus and method capable of acquiring a feedback power source with a simple structure in order to solve the problems of the prior art.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치는, 복수의 압전층을 포함하는 압전 변환부 및 상기 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.
The power supply device according to an embodiment of the present invention may include a piezoelectric conversion unit including a plurality of piezoelectric layers and a detection unit that detects a feedback voltage using at least a piezoelectric layer of the plurality of piezoelectric layers.

상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
The solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. Various means for solving the problems of the present invention can be understood in detail with reference to specific embodiments of the following detailed description.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 간단한 구조로 피드백 전원을 획득할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, there is an effect that a feedback power source can be obtained with a simple structure.

본 발명의 다른 일 실시형태에 의하면, 간단한 구조로 압전 변압기의 파손 여부를 확인할 있는 효과가 있다.
According to another embodiment of the present invention, there is an effect of confirming whether the piezoelectric transformer is damaged by a simple structure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 C-C'에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 일 실시예를 도시하는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 다른 일 실시예를 도시하는 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 또 다른 일 실시예를 도시하는 구성도이다.
도10은 전원 공급 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.1 is a perspective view schematically showing a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view taken along line A-A 'in Fig.
3 is a perspective view schematically showing a power supply apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in Fig.
5 is a perspective view schematically showing another embodiment of a power supply apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line C-C 'of FIG.
7 is a configuration diagram showing an embodiment of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram showing another embodiment of the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram showing another embodiment of the power supply device according to the embodiment of the present invention.
10 is a flow chart for explaining an embodiment of the power supply method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전원 공급 장치는 압전 변압기(100) 및 검출부(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the power supply may include a piezoelectric transformer 100 and a detecting unit 200.

압전 변압기(100)는 압전효과(Piezoelectric Effect)를 이용한 변압기(Transformer)로, 입력부(10) 및 출력부(20)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 압전 변압기(100)는 절연층(40)을 더 포함할 수 있다.The piezoelectric transformer 100 is a transformer using a piezoelectric effect and may include an input unit 10 and an output unit 20. [ According to an embodiment, the piezoelectric transformer 100 may further include an insulating layer 40. [

입력부(10)는 입력 압전소자(13) 및 입력 전극들(11, 12)를 포함할 수 있다. 입력 전극들(11, 12)은 입력 전압을 인가하기 위해 상기 입력 압전소자(13)의 양면에 형성될 수 있다.The input unit 10 may include an input piezoelectric element 13 and input electrodes 11 and 12. Input electrodes 11 and 12 may be formed on both sides of the input piezoelectric element 13 to apply an input voltage.

출력부(20)는 출력 압전소자(23) 및 출력 전극들(21, 22)을 포함할 수 있다. 출력 전극들(21, 22)은 출력 전압을 출력하기 위해 출력 압전소자(23)의 양면에 각각 형성될 수 있다.The output section 20 may include an output piezoelectric element 23 and output electrodes 21 and 22. The output electrodes 21 and 22 may be formed on both sides of the output piezoelectric element 23 to output an output voltage, respectively.

입력 압전소자(13)과 출력 압전소자(23)은 복수의 압전층이 적층된 적층체 일 수 있다. 복수의 압전층 내에는 교차로 내부전극이 형성될 수 있고, 이러한 내부전극은 극성에 따라 각각 출력 전극들에 연결될 수 있다.The input piezoelectric element 13 and the output piezoelectric element 23 may be a laminate in which a plurality of piezoelectric layers are laminated. Inside the plurality of piezoelectric layers, an intersection internal electrode may be formed, and these internal electrodes may be connected to the output electrodes, respectively, according to the polarity.

입력 압전소자(13)과 출력 압전소자(23)의 분극 방향은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 입력 압전소자(13)의 분극 방향은 두께 방향으로 형성되고, 출력 압전소자(23)의 분극 방향은 길이 방향으로 될 수 있다. The polarization directions of the input piezoelectric element 13 and the output piezoelectric element 23 may be different from each other. For example, the polarization direction of the input piezoelectric element 13 may be formed in the thickness direction, and the polarization direction of the output piezoelectric element 23 may be the longitudinal direction.

입력 압전소자(13)에 공진 주파수를 갖는 입력 전압이 인가되면 입력 압전소자(13)는 물리 에너지를 발생시킬 수 있고, 출력 압전소자(23)는 이러한 입력 압전소자(13)의 물리 에너지를 이용하여 전기 에너지를 출력할 수 있다. 상술한 예를 들면, 입력 압전소자(13)의 분극 방향은 두께 방향이므로 입력 전압이 인가되면 입력 압전소자(13)은 두께 방향으로 진동할 수 있다. 이러한 진동은 인접한 출력 압전소자(23)에 길이 방향의 진동으로서 전달될 수 있고, 출력 압전소자(23)은 이러한 길이 방향의 진동을 이용하여 2차측 출력 전압을 출력할 수 있다.When an input voltage having a resonance frequency is applied to the input piezoelectric element 13, the input piezoelectric element 13 can generate physical energy, and the output piezoelectric element 23 can utilize the physical energy of the input piezoelectric element 13 Thereby outputting electrical energy. For example, since the polarization direction of the input piezoelectric element 13 is the thickness direction, when the input voltage is applied, the input piezoelectric element 13 can vibrate in the thickness direction. Such vibration can be transmitted as vibration in the longitudinal direction to the adjacent output piezoelectric element 23, and the output piezoelectric element 23 can output the secondary output voltage using this longitudinal vibration.

입력 압전소자(13)와 출력 압전소자(23) 사이의 결합 정도에 따라서 1차측 입력 전압에 따른 2차측 출력 전압의 크기가 결정될 수 있다. 따라서, 출력 압전소자(23)측 출력, 즉, 2차측의 출력 전압은 변압된 전압(이하, '변압 전압 '이라고 칭함)에 해당할 수 있다.The magnitude of the secondary side output voltage according to the primary side input voltage can be determined according to the degree of coupling between the input piezoelectric element 13 and the output piezoelectric element 23. [ Therefore, the output on the output piezoelectric element 23 side, that is, the output voltage on the secondary side, may correspond to a transformed voltage (hereinafter referred to as a 'transformed voltage').

일 실시예에서, 압전 변압기(100)는 입력부(10)와 출력부(20) 사이에 절연층(40)을 더 포함할 수 있다. 절연층(40)은 절연성을 갖는 재질로서 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 절연층(40)은 절연성이 높은 세라믹 재질로 형성될 수 있다. In one embodiment, the piezoelectric transformer 100 may further include an insulating layer 40 between the input 10 and the output 20. The insulating layer 40 may be made of various materials as insulating material. For example, the insulating layer 40 may be formed of a ceramic material having high insulating properties.

절연층(40)은 수지 재질의 시트(sheet) 또는 필름(film) 형태로 형성될 수 있다. The insulating layer 40 may be formed in the form of a sheet or a film made of a resin.

일 실시예에서, 절연층(40)은 절연성을 가지며, 동시에 연성을 갖는 박막 필름이 이용될 수 있다. 이는, 세라믹 재질로 절연층(40)을 형성하는 경우, 진동에 의한 피로도가 증가하게 되어 절연층(40)에 균열이 발생하거나 파손될 수 있기 때문이다. 또는 세라믹 재질의 강성으로 인해 입력부(10)의 진동이 출력부(20)로 원활하게 전달되지 않을 수 있기 때문이다.In one embodiment, the insulating layer 40 is insulating and a thin film having flexibility at the same time can be used. This is because, when the insulating layer 40 is formed of a ceramic material, fatigue due to vibration increases, so that the insulating layer 40 may be cracked or broken. Or the vibration of the input unit 10 may not be smoothly transmitted to the output unit 20 due to the rigidity of the ceramic material.

일 실시예에서, 절연층(40)의 내부에는 적어도 하나의 중공이 형성될 수 있다. 중공은 공기가 채워지거나, 진공 상태인 빈 공간으로 형성되므로, 중공을 통해 입력부(10)와 출력부(20)가 서로 전기적으로 분리될 수 있다.In one embodiment, at least one hollow may be formed in the interior of the insulating layer 40. Since the hollow is formed as an empty space filled with air or in a vacuum state, the input unit 10 and the output unit 20 can be electrically separated from each other through the hollow.

절연층(40)은 중공이 형성됨에 따라 중공이 없는 경우보다 실제적인 부피가 매우 감소되며, 최소한의 면적으로 입력부(10)의 진동의 감쇄를 최소화하면서 효율적으로 출력부(20)로 진동을 전달할 수 있다. As the hollow is formed in the insulating layer 40, the actual volume is significantly reduced as compared with the case where there is no hollow, and the vibration is efficiently transferred to the output unit 20 while minimizing the attenuation of the vibration of the input unit 10 with a minimum area .

검출부(200)는 출력 압전소자(23)의 적어도 일부 두께를 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다. 즉, 검출부(200)는 출력 압전소자(23)를 구성하는 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다.The detecting section 200 can detect the feedback voltage using at least a part of the thickness of the output piezoelectric element 23. [ That is, the detection unit 200 can detect the feedback voltage using at least some piezoelectric layers among the plurality of piezoelectric layers constituting the output piezoelectric element 23.

일 실시예에서, 검출부(200)는 출력 압전소자(23)의 제1 지점에 연결되는 제1 검출 전극(201) 및 출력 압전소자(23)의 제2 지점에 연결되는 제2 검출 전극(202)을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 지점과 제2 지점은 출력 압전소자(23)의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층에 해당하는 간격으로 이격될 수 있다.The detection section 200 includes a first detection electrode 201 connected to a first point of the output piezoelectric element 23 and a second detection electrode 202 connected to a second point of the output piezoelectric element 23 ). Here, the first point and the second point may be spaced apart at intervals corresponding to at least some of the plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element 23.

즉, 변압 전압은 출력 압전소자(23)의 전체 압전층에 의하여 출력되는 반면, 피드백 전압은 출력 압전소자(23)의 일부 압전층를 이용하여 검출될 수 있다. In other words, the transformed voltage is output by the entire piezoelectric layer of the output piezoelectric element 23, while the feedback voltage can be detected by using a part of the piezoelectric layer of the output piezoelectric element 23. [

피드백 전압을 획득하기 위한 종래의 기술의 경우, 출력 압전소자(23)에서 출력된 변압 전압에 별도의 감압 회로를 적용하여 피드백 전압을 검출하는 것이 요구되었다. 반면, 본 발명은 이러한 별도의 감압 회로 없이 출력 압전소자(23)의 전체 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다. 이로 인하여, 전체 회로의 구성이 간략해지고 정확한 피드백 전압을 획득할 수 있다.In the conventional technique for obtaining the feedback voltage, it has been required to apply a separate decompression circuit to the transformed voltage output from the output piezoelectric element 23 to detect the feedback voltage. On the other hand, the present invention can detect the feedback voltage using at least a piezoelectric layer of the entire piezoelectric layer of the output piezoelectric element 23 without such a separate decompression circuit. As a result, the configuration of the entire circuit is simplified and an accurate feedback voltage can be obtained.

일 실시예에서, 검출부(200)는 출력 압전소자(23)의 전체 압전층의 개수에 대한 적어도 일부 압전층의 개수의 비에 해당하는 크기로 피드백 전압을 검출할 수 있다. 따라서, 검출부(200)의 제1 검출 전극(201) 및 제2 검출 전극(202)의 간격을 조절하여 피드백 전압의 크기를 조절할 수 있다.
In one embodiment, the detection section 200 can detect the feedback voltage with a magnitude corresponding to the ratio of the number of at least some piezoelectric layers to the total number of piezoelectric layers of the output piezoelectric element 23. Therefore, the interval between the first detection electrode 201 and the second detection electrode 202 of the detection unit 200 can be adjusted to adjust the magnitude of the feedback voltage.

도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B '에 따른 단면도이다.FIG. 3 is a perspective view schematically showing a power supply apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B 'of FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전원 공급 장치는 압전 변압기(100) 및 검출부(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the power supply may include a piezoelectric transformer 100 and a detecting unit 200.

본 실시예에 따른 압전 변압기(100)는 적층형 압전 변압기로, 전술한 실시예와 유사하게 입력부(10), 출력부(20, 30)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 압전 변압기(100)는 절연층(40)을 더 포함할 수 있다.The piezoelectric transformer 100 according to the present embodiment is a stacked piezoelectric transformer and may include an input section 10 and an output section 20, 30, similar to the above-described embodiment. According to an embodiment, the piezoelectric transformer 100 may further include an insulating layer 40. [

본 일 실시예에서, 출력부(20, 30)는 입력부(10)의 상하 양면에 각각 형성될 수 있으며, 각각의 출력부들(20, 30)은 출력 압전소자(23, 33), 및 출력 전압을 출력하기 위해 각 출력 압전소자(23, 33) 상하면에 형성되는 전극 층들(21, 22, 31, 32)을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the output units 20 and 30 can be formed on the upper and lower surfaces of the input unit 10, respectively, and each of the output units 20 and 30 includes output piezoelectric elements 23 and 33, 22, 31, 32 formed on the upper and lower surfaces of the output piezoelectric elements 23, 33 for outputting the output signals.

본 실시예에 있어서 입력부(10)과 출력부(20, 30)은 원반 형상으로 형성되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 입력부(10)과 출력부(20, 30)는 다각 기둥 형태나 타원 기둥 형태 등 필요에 따라 다양한 형상으로 변형될 수 있다. In the present embodiment, the input unit 10 and the output units 20 and 30 are formed in a disc shape, but this is merely an example and the present invention is not limited thereto. That is, the input unit 10 and the output units 20 and 30 may be modified into various shapes as needed, such as a polygonal columnar shape or an elliptical columnar shape.

또한 입력부(10)와 출력부(20, 30) 사이에는 절연층(40)이 형성된다. 절연층(40)은 전술한 실시예와 마찬가지로, 절연성이 높은 세라믹 재질로 형성될 수 있으나 본 실시예에서는 연성을 갖는 박막 필름의 형태로 형성될 수 있다. 또한 절연층(40)의 내부에는 적어도 하나의 중공이 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.An insulating layer 40 is formed between the input section 10 and the output sections 20 and 30. The insulating layer 40 may be formed of a ceramic material having a high dielectric constant, but it may be formed in the form of a thin film having flexibility in this embodiment, as in the above embodiment. Also, at least one hollow may be formed in the insulating layer 40 as described above.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 출력부(20)의 두께(t1)와 제 2 출력부(30)의 두께(t2)는 서로 다르게 형성될 수 있으며 압전 소자를 형성하는 각각의 압전층의 개수도 서로 다르게 형성될 수 있다. 이에 따라 하나의 입력 전압(Vin)에 대해, 제 1 출력부(20)와 제 2 출력부(30)는 각각 서로 다른 전압(Vout1, Vout2)을 출력할 수 있다. 4, the thickness t1 of the first output portion 20 and the thickness t2 of the second output portion 30 may be different from each other, and each of the piezoelectric layers May be formed differently from each other. Accordingly, for one input voltage Vin, the first output unit 20 and the second output unit 30 can output different voltages Vout1 and Vout2, respectively.

또한 제 1 출력부(20)와 제 2 출력부(30)는 분극 방향이 서로 같은 방향으로 형성될 수 있으며, 서로 다른 방향으로 형성될 수도 있다.In addition, the first output unit 20 and the second output unit 30 may be formed in the same polarization direction or in different directions.

또한, 본 실시예에서는 제 1 출력부(20)와 제 2 출력부(30)는 동일한 직경을 갖는 원반 형태로 형성되는 경우를 예로 들고 있으나, 크기나 두께, 형상 등을 서로 다르게 구성하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.Although the first output unit 20 and the second output unit 30 are formed in the form of a disk having the same diameter in the present embodiment, it is also possible to configure the first output unit 20 and the second output unit 30 to have different sizes, thicknesses, Various variants are possible.

검출부(200)는 출력 압전소자(23)를 구성하는 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다. The detection unit 200 can detect the feedback voltage using at least some piezoelectric layers among the plurality of piezoelectric layers constituting the output piezoelectric element 23. [

일 실시예에서, 검출부(200)는 제1 검출 전극(201) 및 제2 검출 전극(202)을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다. 제1 검출 전극(201) 및 제2 검출 전극(202)은 출력 압전소자(23)를 구성하는 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층에 해당하는 간격으로 이격될 수 있다.In one embodiment, the detection unit 200 can detect the feedback voltage using the first detection electrode 201 and the second detection electrode 202. [ The first detecting electrode 201 and the second detecting electrode 202 may be spaced apart at intervals corresponding to at least some of the plurality of piezoelectric layers constituting the output piezoelectric element 23. [

도시된 예에서는, 제1 출력부(20)에만 검출부(200)가 형성되어 있으나, 실시예에 따라 제2 출력부(30)에도 검출부(200)가 형성될 수 있다.
In the illustrated example, the detecting unit 200 is formed only in the first output unit 20, but the detecting unit 200 may be formed in the second output unit 30 according to the embodiment.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 C-C'에 따른 단면도이다.FIG. 5 is a perspective view schematically showing a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line C-C 'of FIG.

도 5 및 도 6를 참조하면, 전원 공급 장치는 압전 변압기(100) 및 파손 감지부(301, 302)를 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6에서는 파손 감지부(301, 302)가 제1 출력 압전소자(23)에 형성된 예를 도시하고 있으나, 파손 감지부(301, 302)는 압전소자의 파손을 검출하는 구성이므로, 어느 압전소자, 예컨대 입력 압전소자(13) 또는 제2 압전소자(33)에도 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, the power supply may include a piezoelectric transformer 100 and breakage detecting units 301 and 302. 5 and 6 show an example in which the breakage detecting units 301 and 302 are formed in the first output piezoelectric device 23, the breakage detecting units 301 and 302 are configured to detect breakage of the piezoelectric device, It may be formed in any piezoelectric element, for example, the input piezoelectric element 13 or the second piezoelectric element 33. [

압전 변압기(100)의 각 구성은 상술한 바에 상응하므로 이하에서 중복적으로 설명하지 아니한다.Since each constitution of the piezoelectric transformer 100 corresponds to the above description, it will not be described redundantly in the following.

파손 감지부(301, 302)는 압전 변압기(100)의 압전 소자의 파손을 검출할 수 있다. 즉, 파손 감지부(301, 302)는 입력부(10) 또는 출력부(20, 30)에 포함된 압전소자(13, 23, 33) 중 적어도 하나에 연결되어, 해당 압전소자의 파손을 감지할 수 있다. The breakage detecting units (301, 302) can detect breakage of the piezoelectric element of the piezoelectric transformer (100). That is, the breakage detecting units 301 and 302 are connected to at least one of the piezoelectric elements 13, 23 and 33 included in the input unit 10 or the output units 20 and 30 to detect breakage of the piezoelectric elements .

일 실시예에서, 파손 감지부(301, 302)는 압전소자의 제1 지점에 연결되는 제1 전극(301) 및 압전소자의 제2 지점에 연결되는 제2 전극(302)을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 지점과 제2 지점은 압전소자의 동일한 압전층에 위치할 수 있다. 즉, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 압전 소자의 복수의 압전층 중 어느 하나의 압전층에 전기적으로 연결될 수 있다.In one embodiment, the breakage detection section 301, 302 may include a first electrode 301 connected to a first point of the piezoelectric element and a second electrode 302 connected to a second point of the piezoelectric element . Here, the first point and the second point may be located in the same piezoelectric layer of the piezoelectric element. That is, the first electrode 301 and the second electrode 302 may be electrically connected to any one of the plurality of piezoelectric layers of the piezoelectric element.

동일한 높이(h1), 즉 동일한 압전층에 연결된 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 동일성의 범위 내의 전압을 가진다. 일반적으로 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 동일한 크기의 전압을 가질 수 있으나, 설정된 오차 범위가 존재할 수 있으므로, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)에서 검출된 전압들은 동일성의 범위 내의 전압이 된다.The first electrode 301 and the second electrode 302, which are connected to the same piezoelectric layer at the same height h1, have a voltage within the same range. Since the first electrode 301 and the second electrode 302 may have the same magnitude of voltage but may have a set error range, the voltage detected by the first electrode 301 and the second electrode 302, Lt; / RTI > becomes a voltage within the range of equivalence.

따라서, 해당 압전소자가 파손되지 않은 경우, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)에서 각각 검출되는 전압은 동일성의 범위 내에 존재하게 된다. Therefore, when the corresponding piezoelectric element is not broken, the voltages detected by the first electrode 301 and the second electrode 302 are within the range of the same.

그러나, 해당 압전소자가 파손되는 경우, 그 파손에 의하여 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)이 부착된 지점은 오차 범위를 초과하는 전압 차이를 가지게 된다. 따라서, 해당 압전 소자가 파손되는 경우 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이의 출력 전압이 설정된 오차 범위를 초과하면, 파손 감지부(301, 302)는 파손 감지 신호를 출력할 수 있다.
However, when the corresponding piezoelectric element is broken, the point where the first electrode 301 and the second electrode 302 are attached has a voltage difference exceeding the error range due to the breakage. Therefore, when the piezoelectric element is broken, if the output voltage between the first electrode 301 and the second electrode 302 exceeds the set error range, the damage detection units 301 and 302 can output the breakage detection signal have.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 일 실시예를 도시하는 구성도이다. 7 is a configuration diagram showing an embodiment of a power supply device according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 전원 공급 장치는 검출부(200)를 포함하는 실시예에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 4에서 상술한 내용에 상응한다. 따라서, 각 구성요소의 구체적인 동작 또는 실시예는 도 1 내지 도 6에서 상술한 바에 상응하므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.The power supply apparatus shown in Fig. 7 relates to the embodiment including the detection unit 200, and corresponds to the above description in Figs. Therefore, specific operations or embodiments of the respective components correspond to those described above with reference to Figs. 1 to 6, and a description thereof will be omitted herein.

도 7을 참조하면, 전원 공급 장치는 압전 변압부(100) 및 검출부(200)를 포함하는 실시예를 도시하고 있다.Referring to FIG. 7, the power supply apparatus includes an embodiment including a piezoelectric transformer 100 and a detecting unit 200.

압전 변압부(100)는 입력 전압을 입력받는 입력부 및 입력부의 운동 에너지를 이용하여 변압 신호(예컨대, 변압 전압)을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 입력부 및 출력부는 각각 압전소자를 포함할 수 있다.The piezoelectric transforming unit 100 may include an input unit for receiving an input voltage and an output unit for outputting a transformed signal (e.g., a transformed voltage) using kinetic energy of the input unit. The input portion and the output portion may each include a piezoelectric element.

검출부(200)는 출력부의 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다.
The detecting section 200 can detect the feedback voltage by using at least some of the plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element of the output section.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 다른 일 실시예를 도시하는 구성도로서, 도 8에 도시된 전원 공급 장치의 실시예는 파손 감지부(300)를 포함하고 있다. 실시예에 따라, 전원 공급 장치는 검출부를 더 포함할 수도 있다.FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention. The embodiment of the power supply apparatus shown in FIG. 8 includes the damage detection unit 300. According to the embodiment, the power supply apparatus may further include a detecting section.

압전 변압부(100)는 입력 전압을 입력받는 입력부 및 입력부의 운동 에너지를 이용하여 변압 신호(예컨대, 변압 전압)을 출력하는 출력부를 포함할 수 있따. 입력부 및 출력부는 각각 압전소자를 포함할 수 있다.The piezoelectric transformer 100 may include an input unit for receiving an input voltage and an output unit for outputting a transformed signal (e.g., a transformed voltage) using kinetic energy of the input unit. The input portion and the output portion may each include a piezoelectric element.

파손 감지부(300)는 압전소자의 파손을 감지할 수 있다. 예를 들어, 파손 감지부(300)는 압전 소자에 포함된 복수의 압전층 중 어느 하나의 압전층에 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 제1 전극 및 제2 전극에서 각각 검출되는 전압들이 동일성의 범위를 벗어나는 경우, 해당 압전소자가 파손된 것으로 판단할 수 있다.
The breakage detecting unit 300 can detect breakage of the piezoelectric element. For example, the breakage detecting unit 300 may include a first electrode and a second electrode that are electrically connected to one of the plurality of piezoelectric layers included in the piezoelectric element, and may include a first electrode and a second electrode, When the detected voltages are out of the range of the same, it can be judged that the corresponding piezoelectric element is broken.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 또 다른 일 실시예를 도시하는 구성도이다. 도 9의 실시예에서, 전원 공급 장치는 압전 변환부(100), 검출부(200) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 전원 공급 장치는 정류부(400) 또는 필터부(500) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.9 is a configuration diagram showing another embodiment of the power supply device according to the embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 9, the power supply may include the piezoelectric transducer 100, the detector 200, and the controller 600. According to an embodiment, the power supply may further include at least one of the rectifying part 400 or the filter part 500. [

압전 변환부(100)는 압전소자를 이용하여 입력 전압으로부터 변압 전압을 출력할 수 있다.The piezoelectric transducer 100 can output a transformed voltage from an input voltage using a piezoelectric element.

검출부(200)는 압전소자의 적어도 일부 두께, 즉, 압전소자를 형성하는 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다.  The detecting section 200 can detect the feedback voltage using at least a part of the thickness of the piezoelectric element, that is, the piezoelectric layer of at least some of the plurality of piezoelectric layers forming the piezoelectric element.

제어부(600)는 검출부(200)에서 제공된 피드백 전압을 이용하여 피드백 제어를 수행할 수 있다. 본 제어부(600)의 피드백 제어에 대해서는 특별히 한정하지 않으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.The controller 600 may perform feedback control using the feedback voltage provided from the detector 200. The feedback control of the control unit 600 is not particularly limited, so a description thereof will be omitted.

정류부(400)는 변압 전압을 정류할 수 있고, 필터부(500)는 정류된 변압 전압에 대하여 필터링을 수행할 수 있다.
The rectification part 400 can rectify the transformed voltage, and the filter part 500 can perform the filtering on the rectified transformed voltage.

도10은 전원 공급 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이다. 이하에서 설명할 전원 공급 방법은 도 1 내지 도 9를 참조하여 상술한 전원 공급 장치에서 수행될 수 있으므로, 상술한 설명과 동일하거나 또는 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.10 is a flow chart for explaining an embodiment of the power supply method. Since the power supply method described below can be performed in the power supply apparatus described above with reference to FIGS. 1 to 9, the same or similar contents to those described above will not be described in duplicate.

도10을 참조하면, 전원 공급 장치는 압전 변압기에 입력 전압을 인가하여 변압 전압을 출력할 수 있다(S1010).Referring to FIG. 10, the power supply apparatus can output a transformed voltage by applying an input voltage to the piezoelectric transformer (S1010).

전원 공급 장치는 압전 전압기의 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출할 수 있다(S1020).The power supply device can detect the feedback voltage using at least a piezoelectric layer of a plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element of the piezoelectric vibrator (S1020).

전원 공급 장치는 피드백 전압을 이용하여 압전 변압기를 제어할 수 있다(S1030). The power supply can control the piezoelectric transformer using the feedback voltage (S1030).

일 실시예에서, 전원 공급 장치는 출력 압전소자를 구성하는 복수의 압전층 중 어느 하나의 압전층에 연결된 한 쌍의 전극을 이용하여, 출력 압전소자의 파손 여부를 판단할 수 있다.In one embodiment, the power supply device can determine whether the output piezoelectric element is damaged by using a pair of electrodes connected to any one of the plurality of piezoelectric layers constituting the output piezoelectric element.

여기에서, 전원 공급 장치는 상기 한 쌍의 전극 사이의 출력 전압이 설정된 오차 범위 내가 아니면, 출력 압전소자가 파손된 것으로 판단할 수 있다.
Here, the power supply device can determine that the output piezoelectric element is broken if the output voltage between the pair of electrodes is not within the set error range.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 압전 변압기
10 : 입력부
11, 12 : 입력 전극
13: 입력 압전소자
20, 30 : 출력부
21, 22, 31, 32 : 출력 전극
23,33 : 출력 압전소자
40 : 절연층
200 : 검출부
201 : 제1 검출 전극
202 : 제2 검출 전극
300 : 파손 감지부
301 : 제1 전극
302 : 제2 전극100: Piezoelectric transformer
10: Input unit
11, 12: Input electrode
13: Input piezoelectric element
20, 30: Output section
21, 22, 31, 32: output electrodes
23, 33: Output piezoelectric element
40: Insulating layer
200:
201: first detection electrode
202: second detection electrode
300: Breakage detection unit
301: first electrode
302: second electrode

Claims (17)

입력 전압이 인가되는 입력 압전소자 및 변압 전압을 제공하는 출력 압전소자를 포함하는 압전 변압부; 및
상기 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출하는 검출부; 를 포함하는 전원 공급 장치.
A piezoelectric transformer comprising an input piezoelectric element to which an input voltage is applied and an output piezoelectric element to provide a transformed voltage; And
A detecting unit for detecting a feedback voltage using at least a piezoelectric layer among a plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element; ≪ / RTI >
제1항에 있어서, 상기 검출부는
상기 출력 압전소자의 제1 지점에 연결되는 제1 검출 전극; 및
상기 출력 압전소자의 제2 지점에 연결되는 제2 검출 전극; 을 포함하고,
상기 제1 지점과 제2 지점은 상기 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층에 해당하는 간격으로 이격되는 전원 공급 장치.
The apparatus according to claim 1,
A first detection electrode connected to a first point of the output piezoelectric element; And
A second detection electrode connected to a second point of the output piezoelectric element; / RTI >
Wherein the first point and the second point are spaced apart at intervals corresponding to at least some of the plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element.
제1항에 있어서, 상기 검출부는
상기 출력 압전소자의 전체 압전층의 갯수에 대한 상기 일부 압전층의 개수의 비에 해당하는 크기로 상기 피드백 전압을 검출하는 전원 공급 장치.
The apparatus according to claim 1,
And detects the feedback voltage with a magnitude corresponding to a ratio of the number of the piezoelectric layers to the total number of piezoelectric layers of the output piezoelectric element.
제1항에 있어서, 상기 출력 압전소자는
상기 입력 전압에 의한 상기 입력 압전소자의 물리 에너지를 이용하여 상기 변압 전압을 제공하는 전원 공급 장치.
The piezoelectric element according to claim 1, wherein the output piezoelectric element
And provides the transformed voltage using the physical energy of the input piezoelectric element by the input voltage.
제1항에 있어서, 상기 전원 공급 장치는
상기 출력 압전소자에 연결되어, 상기 출력 압전소자의 파손을 감지하는 파손 감지부; 를 더 포함하는 전원 공급 장치.
The power supply apparatus according to claim 1,
A breakdown detector connected to the output piezoelectric element for detecting breakage of the output piezoelectric element; Further comprising a power supply.
제5항에 있어서, 상기 파손 감지부는
상기 출력 압전소자의 제1 지점에 연결되는 제1 전극; 및
상기 출력 압전소자의 제2 지점에 연결되는 제2 전극; 을 포함하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 어느 하나의 압전층에 전기적으로 연결되는 전원 공급 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the damage detection unit
A first electrode coupled to a first point of the output piezoelectric element; And
A second electrode connected to a second point of the output piezoelectric element; / RTI >
Wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected to one of the plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element.
제6항에 있어서, 상기 파손 감지부는
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 출력 전압이 설정된 오차 범위 내가 아니면, 파손 감지 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
7. The apparatus of claim 6, wherein the damage detection unit
And outputs a breakdown detection signal if the output voltage between the first electrode and the second electrode is not within a predetermined error range.
제1항에 있어서, 상기 압전 변압부는
상기 입력 압전소자와 상기 출력 압전소자 사이에 형성되는 절연층을 더 포함하는 전원 공급 장치.
The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the piezoelectric transformer
And an insulating layer formed between the input piezoelectric element and the output piezoelectric element.
제8항에 있어서, 상기 절연층은
내부에 적어도 하나의 중공을 포함하는 전원 공급 장치.
9. The method of claim 8, wherein the insulating layer
And at least one hollow therein.
제8항에 있어서, 상기 절연층은
절연성 및 연성을 가지는 박막 필름으로 형성되는 전원 공급 장치.
9. The method of claim 8, wherein the insulating layer
A power supply device formed of a thin film having insulation and ductility.
입력 전압이 인가되는 입력부 및 변압 전압을 제공하는 출력부를 포함하는 압전 변압부; 및
상기 입력부 또는 출력부에 포함된 압전소자에 연결되어, 상기 압전소자의 파손을 감지하는 파손 감지부; 를 포함하는 전원 공급 장치.
A piezoelectric transformer comprising an input part to which an input voltage is applied and an output part to provide a transformed voltage; And
A breakdown detecting unit connected to the piezoelectric element included in the input unit or the output unit and detecting breakage of the piezoelectric element; ≪ / RTI >
제11항에 있어서, 상기 파손 감지부는
상기 압전소자의 제1 지점에 연결되는 제1 전극; 및
상기 압전소자의 제2 지점에 연결되는 제2 전극; 을 포함하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 압전소자의 복수의 압전층 중 어느 하나의 압전층에 전기적으로 연결되는 전원 공급 장치.
12. The apparatus of claim 11, wherein the damage detection unit
A first electrode connected to a first point of the piezoelectric element; And
A second electrode connected to a second point of the piezoelectric element; / RTI >
Wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected to one of the plurality of piezoelectric layers of the piezoelectric element.
제12항에 있어서, 상기 파손 감지부는
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 출력 전압이 설정된 오차 범위 내가 아니면, 파손 감지 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
13. The apparatus of claim 12, wherein the damage detection unit
And outputs a breakdown detection signal if the output voltage between the first electrode and the second electrode is not within a predetermined error range.
입력 전압이 인가되는 입력 압전소자 및 변압 전압을 제공하는 출력 압전소자를 포함하는 압전 변압부;
상기 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출하는 검출부; 및
상기 피드백 전압을 이용하여 상기 압전 변압부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 전원 공급 장치.
A piezoelectric transformer comprising an input piezoelectric element to which an input voltage is applied and an output piezoelectric element to provide a transformed voltage;
A detecting unit for detecting a feedback voltage using at least a piezoelectric layer among a plurality of piezoelectric layers of the output piezoelectric element; And
A control unit for controlling the piezoelectric transformer using the feedback voltage; ≪ / RTI >
압전 변압기를 이용한 전원 공급 장치에서 수행되는 전원 공급 방법에 있어서,
상기 압전 변압기에 입력 전압을 인가하여 변압 전압을 출력하는 단계;
상기 압전 전압기의 출력 압전소자의 복수의 압전층 중 적어도 일부 압전층을 이용하여 피드백 전압을 검출하는 단계; 및
상기 피드백 전압을 이용하여 상기 압전 변압기를 제어하는 단계; 를 포함하는 전원 공급 방법.
In a power supply method performed in a power supply using a piezoelectric transformer,
Applying an input voltage to the piezoelectric transformer to output a transformed voltage;
Detecting a feedback voltage using at least a piezoelectric layer of a plurality of piezoelectric layers of an output piezoelectric element of the piezoelectric voltage unit; And
Controlling the piezoelectric transformer using the feedback voltage; / RTI >
제15항에 있어서, 상기 전원 공급 방법은
상기 출력 압전소자의 동일한 압전층에 연결된 한 쌍의 전극을 이용하여, 상기 출력 압전소자의 파손 여부를 판단하는 단계; 를 더 포함하는 전원 공급 방법.
16. The method of claim 15,
Determining whether the output piezoelectric element is broken using a pair of electrodes connected to the same piezoelectric layer of the output piezoelectric element; ≪ / RTI >
제16항에 있어서, 상기 파손 여부를 판단하는 단계는
상기 한 쌍의 전극 사이의 출력 전압이 설정된 오차 범위 내가 아니면, 상기 출력 압전소자가 파손된 것으로 판단하는 단계; 를 포함하는 전원 공급 방법.
17. The method of claim 16,
Determining that the output piezoelectric element is broken if the output voltage between the pair of electrodes is not within a predetermined error range; / RTI >
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