사업화 유망기술

IoT 센서용 에너지 하베스팅 전력관리 회로 기술

에너지 하베스팅 기술

본 기술은 IoT 센서용 에너지 하베스팅 전력관리 회로 기술이다.

보유기관 : 한국전기연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은  IoT 센서용 에너지 하베스팅 전력관리 회로 기술은 센서 및 IoT 기기 등과 같이 부하 전류를 많이 소모하는 장치들에 에너지 하베스터를 적용하기 위한 기술

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
에너지 하베스터용 부하 연결 장치 10-2019-0105108
에너지 하베스팅용 배터리 충전 장치 10-2019-0148472
에너지 하베스팅 기반의 스마트 센서 및 그 동작방법 10-2020-0044100

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- IoT 센서용 에너지 하베스팅 전력관리 회로 기술은 센서 및 IoT 기기 등과 같이 부하 전류를 많이 소모하는 장치들에 에너지 하베스터를 적용하기 위한 기술

- 에너지 하베스팅 장치의 출력 전압을 감지하고 이에 기초하여 에너지 저장장치의 충전 상태를 정확하게 검출할 수 있는 부하 연결 장치와 부팅모드로 진입하는 스마트 센서를 통해 초기 시스템 부팅 시 부하 전류를 많이 소모하는 IoT 센서들을 안정적으로 구동할 수 있게 하는 기술

대표도면

[IoT 센서용 에너지 하베스팅 시스템 구성]

기술의 우수성

- 에너지 저장장치의 충전 상태를 정확하게 검출 가능

- 에너지 하베스팅 장치의 출력 전압이 매우 낮은 경우에도 안정적인 시스템 부팅 수행 가능

- 부하 전류를 많이 소모하는 장치에 에너지 하베스터를 적용할 수 있는 전력관리 회로 기술

- 어떠한 부하 장치에 대해서도 적용 가능한 에너지 하베스터 구현을 통한 에너지 하베스터 응용 범위 확대

기술의 차별성

- 에너지 하베스터 출력 전압을 감지하고 감지된 출력 전압을 바탕으로 에너지 저장장치의 충전 상태 검출

- 에너지 저장장치가 만 충전 상태일 경우 에너지 저장장치와 부하 장치 사이를 연결하고 방전 되었을 경우 연결을 해제함으로써 하베스터의 생산 전류보다 많은 전류를 소비하는 부하 장치 동작 가능

- 에너지 하베스팅 장치의 출력 전압을 모니터링하여 시스템의 부팅을 위한 임계 전압보다 낮을 경우 슬립모드 유지 후 시스템 부팅 개시

활용분야

- 센서 구동용 전원장치

- 에너지 하베스팅 전력관리 회로

- 비상조명 구동용 전원장치
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