Performance Analysis and Equivalent Circuit Extraction for Magnetic Resonance Type Wireless Power Transfer

In this paper, we propose a magnetic resonant WPT(wireless power transfer) scenario using a large coil resonating at 6.78 MHz, and compare the characteristics through a three-dimensional electromagnetic field simulation and a magnetic resonant WPT equivalent circuit. The magnetic resonant WPT equivalent circuit proposed in this paper considers the parasitic capacitance generated between the coils in addition to the conventional equivalent circuit. Based on this analysis, we fabricated the magnetic resonant WPT coil and compared it with simulation prediction. As a result of comparison, the transfer characteristics and the resonance frequency shift can be predicted. Error proposed characteristics of equivalent circuit for the magnetic resonant WPT and the measured values are estimated to be ${\Delta}{\mid}S11{\mid}=1.31dB$ and ${\Delta}{\mid}S21{\mid}=1.21dB$, respectively.

자기공진방식 무선전력전송 등가회로 추출 및 특성 분석

본 논문에서는 6.78 MHz 에서 공진하는 대형 코일을 이용한 자기공진방식 무선전력전송 시나리오를 제시하고 3차원 전자계 시뮬레이션, 자기공진방식 무선전력전송 등가회로를 통한 특성을 비교하였다. 본 논문에서 제시한 자기공진방식의 무선전력전송 등가회로는 기존 등가회로에 추가적으로 코일 간에 발생하는 기생 커패시턴스를 고려하였다. 이를 바탕으로 제작한 자기공진방식 무선전력전송 코일을 측정하고 시뮬레이션 예측과 비교하였다. 비교 결과 전송 특성 및 공진 주파수 천이 정도를 예측할 수 있었다. 제시한 자기공진방식 무선전력전송 등가회로 특성과 측정치의 오차는 ${\Delta}{\mid}S11{\mid}$이 최대 1.31 dB, ${\Delta}{\mid}S21{\mid}$이 최대 1.36 dB로 유사하게 예측하였다.