Design of Two-Dimensional Resonant Wireless Power Transfer Using 90˚ Phase Shifted Inputs

In this paper, two-dimensional resonant transmitter and receiver for WPT is designed and implemented using method that use $90^{\circ}$ phase shifted input power to orthogonal transmitter. Mutual inductance is minimized by using proposed each orthogonal coil of receiver and the method that inputs $90^{\circ}$ phase shifted power is used to radiate magnetic energy into two dimension. This method facilitates two dimensional resonant WPT by solving power efficiency degradation problem according to location in general WPT. The resonance frequency is 6.78 MHz and the distance between transmitting and receiving resonator is 200 mm. The transfer efficiency of the proposed wireless power transfer system is higher than 40 % at all direction.

90˚ 입력위상의 변화를 통한 2차원 무선전력전송 구현

본 논문에서는 직교송신부에 $90^{\circ}$ 위상 천이된 전력 입력방식을 사용하여 2차원의 공진형 무선전력전송 송, 수신기를 설계 및 구현하였다. 제안한 송신기 각각의 직교 코일을 사용하여 상호 인덕턴스를 최소화하였으며 $90^{\circ}$ 위상 천이된 전력 입력방식을 사용하여 2차원의 공간으로 자계 에너지를 방사하도록 설계하였다. 이는 일반적인 무선전력 전송에서 위치에 따라 전송효율이 급격히 감소되는 문제점을 해결하여 2차원공간의 공진형 무선전력 전송을 가능케 한다. 이때의 공진주파수는 6.78 MHz이며, 송수신 공진기의 사이 거리가 200 mm일 때, 2차원 전 방향에서 40 % 이상의 무선전력 전송효율을 얻을 수 있다.