The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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A Method of Prediction and Analysis of Electromagnetic Interference (EMI) in Wireless Power Transfer System Operating at 13.56 MHz

13.56 MHz 무선 에너지 전송 시스템의 효율적인 전자파 장해(EMI) 예측 및 분석 방법

  • Shim, Hyun-Jin (Department of Electronic and Computer Engineering, Seoul National University) ;
  • Park, Jong-Min (Department of Electronic and Computer Engineering, Seoul National University) ;
  • Nam, Sangwook (Department of Electronic and Computer Engineering, Seoul National University)
  • 심현진 (서울대학교 전기.컴퓨터공학부) ;
  • 박종민 (서울대학교 전기.컴퓨터공학부) ;
  • 남상욱 (서울대학교 전기.컴퓨터공학부)
  • Received : 2013.05.24
  • Accepted : 2013.08.28
  • Published : 2013.09.30
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Abstract

The effective way of estimation and analysis of EMI(Electromagnetic Interference) in Wireless Power Transfer System operating at 13.56 MHz is proposed. In this paper methodology of driving magnetic field strength and electric loop current of two antennas which are in free space and on PEC plane using image theory and duality is proposed. Perfect electric conductor(PEC) is planar, infinite in extent, and perfectly conducting plane. And we will refer it as PEC plane. A equivalent circuit model is used to analyze. Using this theoretical analysis, we can derive maximum magnetic field strength of the far-field region numerically using measured data of near-field maximum magnetic field strength. The experimental results using commercial numerical simulation tool are in agreement with the theoretical results. Also, using the derivation of maximum magnetic field strength in the far-field region, we can easily estimate the maximum allowable power dissipation that meets EMI regulations.

13.56 MHz 무선 에너지 전송 시스템의 효율적인 전자파 장해(EMI) 측정 및 분석 방법을 제안한다. 두 루프 안테나가 자유 공간과 PEC면 위에 있는 두 가지 경우에 대하여 영상법과 쌍대성을 이용하여 자계 결합 시스템의 등가회로 모델링 분석을 통하여 각 루프에 흐르는 전류 및 발생하는 전자장을 수식적으로 표현한다. 여기서 완전 도체(Perfect Electric Conductor: PEC)는 완전 도체의 무한한 평면의 형태를 가지며, 이후에는 PEC면이라고 지칭한다. 원점에서 부터 관측 지점까지의 거리보다 충분히 가까운 지점에서의 최대 전자장의 크기를 이용하여 원점에서 충분히 떨어진 지점의 최대 전자장의 크기를 이론적으로 유추할 수 있다. 근거리에서의 자기장의 크기로 이론적으로 유추한 10 m 떨어진 위치에서의 최대 전자장의 크기와 상용 수치 해석 툴을 이용하여 구한 10 m 떨어진 위치의 최대 전자장의 크기를 비교, 분석하였다. 또한, 이론적으로 구한 최대 자기장의 크기를 바탕으로 방사성 장해 허용 기준을 만족하는 최대 허용 전력의 크기도 쉽게 구할 수 있다.

Keywords

References

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