무전원 압전 발전시스템

[청구항 1] 탄성 스프링을 가지는 적어도 하나의 태엽을 포함하고, 상기 태엽의 스프링의 동작에 의하여 기계적 탄성에너지를 발생시키는 동력발생부 상기 동력발생부로부터의 기계적 탄성에너지에 의하여 회전되어 주기적 강제진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전로터를 포함하는 진동발생부 상기 진동발생부로부터의 주기적 강제진동에 의하여 전력을 발생시키는 적어도 하나의 압전소자가 적층되어 형성되는 전력발생부 상기 전력발생부에 의하여 발생된 전력을 외부의 전력공급 없이 증폭하거나 변환하는 전력증폭및변환부; 및 상기 전력증폭및변환부에 의하여 증폭되거나 변환된 전력을 이용하여 상기 구성요소들의 동작을 감시 및 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 압전 발전시스템 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기 동력발생부는,상기 태엽이 풀릴 때 발생하는 기계적 탄성에너지를 전달받아 회전하는 제1 기어;미리 설정된 기어 비에 따라 회전되어 일정한 레벨의 압전소자의 전기적 출력을 유도할 수 있는 토크를 전달하는 제2 기어;상기 제2 기어에 맞물려 회전되도록 회전로터에 설치되는 캔틸레버; 및상기 제2 기어의 동력 전달의 주기를 제어하는앵커포함하는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 3] 제2항에 있어서,상기 앵커는 템포 조절기어를 포함하여 상기 태엽이 풀리는 주기를 제어할 수있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 동력발생부는,상기 태엽이 풀릴 때 발생하는 기계적 탄성에너지를 전달받아 회전하는 제1 기어; 및상기 제1 기어의 회전력이 회전로터에 전달되도록 상기 제1 기어의 외주연과 상기 회전로터의 회전축에 연결되어 구동되는벨트풀리포함하는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 5] 제4항에 있어서,상기 회전로터는 그 회전시 발생되는 강제진동의 주기를 조절하기 위하여 복수 개의 캔틸레버를 설치할 수있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 전력발생부는,회전축을 중심으로 실린더 형상을 가지도록 형성된 원통형 몸체;상기 원통형 몸체의 내부에 다단으로 적층되어 있는 적어도 하나의 압전소자; 및상기 원통형 몸체의 외주연에 상기 압전소자에 연결되도록 설치되어 발생된 전기에너지를 외부로 전달하는 전극;을 포함하고,상기 회전축 상에는회전로터설치되어있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 동력발생부의 제1 기어와 상기 전력발생부의 구동기어 사이에는 상기 제1 기어 및 구동기어에 맞물려 회전하는 주기어가 설치될 수 있고, 상기 구동기어의 각각에는 전력발생부가 설치될 수있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 8] 제7항에 있어서,상기 주기어는상기제1기어와벨트풀리연결되어있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 9] 제7항에 있어서,상기 제1 기어와 상기 주기어 사이에는 상기 제1 기어 및 구동기어에 맞물려 회전되어 상기 주기어에 동력을 전달하는동력전달기어설치되어있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 10] 제1항에 있어서,상기 전력증폭및변환부는,상기 전력발생부에 의하여 발생된 교류전력을 정류하는 정류부; 및상기 정류부에 의하여 정류된 교류전력을 직류동작전압으로 승압하는 승압부를포함하는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 11] 제10항에 있어서,상기 전력증폭및변환부는 상기 승압부에 연결되는 스타터 ic와 컨버터를 더 포함할 수 있고,상기 스타터 ic는 상기 승압부로부터 출력된 전류를 증폭하고, 이를 일정한 단위전력으로 하여 상기 컨버터로 공급하며, 상기 컨버터는상기단위전력의전력변환수행하는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 12] 제11항에 있어서,상기 전력발생부는 복수 개로 구비되어 각각 병렬로 연결될 수 있고,상기 전력증폭및변환부는 상기 전력발생부의 각각에 연결되는 복수 개의 스타터 ic들과 컨버터들을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 스타터 ic들은 각각의 승압부로부터 출력된 전류를 증폭하고, 이를 하나의 단위전력으로 하여 상기 복수 개의 컨버터들로 각각 공급하며,상기 복수 개의 컨버터들은 상기 단위전력들을 중첩하여 상기 중첩된 단위전력들의 전력변환을 수행하여 대용량 전력소자에 공급할 수있는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 13] 제12항에 있어서,상기 대용량 전력소자는 전력 mosfet소자, igbt소자, sepic소자중하나인것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 14] 제1항에 있어서,상기 제어부는,선형 액츄에이터;상기 선형 액츄에이터에 장착되어 상기 태엽을 감기 위하여 구동되는 전동모터; 및상기 선형 엑츄에이터 및 전동모터의 구동을 제어하고, 상기 동력발생부, 진동발생부, 전력발생부 및 전력증폭및변환부의 동작을 감시 및 제어하는 마이크로컨트롤러포함하는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템. [청구항 15] 제1항에 있어서,상기 제어부는,복수 개의 태엽유닛; 상기 복수 개의 태엽유닛의 일측에 장착되어 상기 태엽유닛의 태엽을 감기 위하여 구동되는 복수 개의 전동모터; 상기 복수 개의 태엽유닛의 타측에 장착되어 상기 복수 개의 전동모터의 구동을 온오프하는 복수 개의 스위치; 및 상기 복수 개의 스위치의 온오프를 제어할 수 있는 마이크로컨트롤러포함하는것을특징으로 하는무전원 압전 발전시스템.