A Magnetic Resonant Coil for Enhancement of Wireless Power Transfer Efficiency of NFC devices

근접 통신 단말의 무선 전력 전송 효율 향상을 위한 자기 공진코일 시스템

  • Gim, Yeong-Gyo (Department of electrical engineering, Chungbuk national university) ;
  • Kim, Shi-Ho (School of integrated technology and Yonsei institute of convergence technology, Yonsei University)
  • 김영교 (충북대학교 전기공학과) ;
  • 김시호 (연세대학교 글로벌융합공학부 & 미래융합기술연구소)
  • Received : 2011.06.30
  • Accepted : 2011.10.10
  • Published : 2011.10.25

Abstract

A magnetic resonant coil system for enhancement of wireless power transfer efficiency of NFC devices was proposed. The NFC system consists of resonant coils arrange between source coil and device coil. The effects of resonant coil was measured using a 13.56MHz RFID reader and tag system and simulated by 3D RF simulator. The measurement results from RFID reader and tag show that the maximum distance of signal transmission is increased by 96.72% and received voltage of RFID tag is grew by 17.95% thanks to the magnetic resonant coils.

근접 통신 시스템(NFC)의 전력 전송 효율과 수동형 RFID의 동작 거리 향상을 위해 자기 공명 공진코일을 이용한 무선전력전송 방식을 근접 통신 단말에 적용하였다. 소스코일과 디바이스코일 사이에 공진코일을 배치시켜 시스템을 구성하였으며, 효율을 13.56MHz 대역의 RFID 리더와 태그 시스템을 사용하여 측정하였고, 3차원 시뮬레이터를 통하여 시뮬레이션 하였다. RFID 리더와 태그를 통해 측정한 결과, 자기 공명 공진코일을 적용한 경우 신호의 송수신 최대 거리는 96.72%, RFID 태그의 수신된 전압은 17.95% 증가함을 보였다.

Keywords

References

  1. D. H. Childress, The Tesla papers, Adventures unlimited press, 2000.
  2. Andre Kurs,, Aristeidis Karalis, Robert Moffatt, J. D. Joannopoulos, Peter Fisher and Marin Soljaci'c, "Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances", Science, Vol. 317 no. 5834 pp. 83-86, 6 July 2007. https://doi.org/10.1126/science.1143254
  3. Aristeidis Karalis, Robert Moffatt, J. D. Joannopoulos, Peter Fisher and Marin Soljacic, "Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer", "Annals of Physics", Vol. 323, pp.34-48, 2008. https://doi.org/10.1016/j.aop.2007.04.017
  4. 박영진, "자계 공명 무선전력전송 기술 연구", 전력전자학회지, 제15권, 제6호, 47-53쪽, 2010년 12월
  5. 김진욱, 지현호, 최연규, 윤영현, 김관호, 박영진, " 자기 공명 형 무선전력전송 시스템에서 공진 코일의 배열에 따른 특성 분석", 대한전자공학회 2010년 하계종합학술대회, 902-905쪽, 제주 그랜드 호텔, 한국, 2010년 6월
  6. http://www.wirelesspowerconsortium.com/
  7. 정성인, 이승민, 이홍호, "무선전력 전송용 13.56MHz의 안테나 설계를 위한 안테나 회로의 최적화 및 수치적 해석", 대한전자공학회논문지-TC, 제 46권, 제5호, 64-69쪽, 2009년 5월
  8. CST Microwave studio tutorial, http://www.cst.com/