• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.15-15
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• 2015

본 논문은 무선전력전송을 위한 자기공진코일의 최적 설계에 관한 내용이다. 공진코일의 턴수, 공진코일 사이의 거리, 코일을 형성하는 도선의 두께, 공진코일의 구조에 따라 공진시스템의 공진주파수와 전송효율 등의 공진특성에 영향을 준다. 이때 소스코일과 수신코일은 턴수가 1인 단일원형루프코일을 사용한다. 공진시스템의 공진특성은 상용툴인 HFSS를 이용한 시뮬레이션으로 분석하였고, 측정을 통해 성능을 검중하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.355-360
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• 2024

본 논문에서는 4-코일 방식의 자기공진 무선전력전송 시스템을 구현하는 데 있어서, 송전 공진코일의 끝단에서 발생하는 선간 방전현상을 연구하였다. 자기공진 무선전력전송은 급전코일, 송전 공진코일, 수전 공진코일, 부하코일로 구성되어 있다. 여기서 송전 공진코일은 급전코일에서 발생한 자기장을 증폭하여 전방의 수전 공진코일로 전달하는 역할을 한다. 큰 전력을 전송하기 위하여 급전코일에 높은 전류를 흘려주면 송전 공진코일 끝단에 높은 전압이 유기되어 선간 방전현상이 일어나게 된다. 선간 방전현상은 송전기 케이스를 손상시키게 되고, 송전기를 사용할 수 없는 상태로 만든다. 따라서 이러한 선간 방전현상을 제거하기 위하여, 선간 방전을 일으키는 송전 공진코일에 유기되는 전압을 분석하고, 해결 방안을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.5-6
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• 2011

자계 공진(Magnetic resonance)을 이용한 무선전력전송을 위해 새로운 형태의 동축형 구조를 가지는 자기 공진 코일(Self-Resonant Coil)을 제안한다. 코일은 헬리컬 코일과 동축형 커패시터로 구성된다. 공진 주파수를 조정하기 위해 동축 구조는 병렬로 연결하고, 코일의 Q-factor를 높이기 위해 리츠 코일을 병렬로 연결하였다. 제안된 자기 공진 코일은 소형으로 제작이 가능하며, 우수한 전력전송특성을 가진다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.60-61
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• 2010

본 논문에서는 휴머노이드 로봇 등에 적용하기 위해, 평판형 급전코일과 집전코일의 접촉 유무에 따라 공진주파수가 변화하는 접촉식 무선충전 시스템을 제안하였다. 다양한 급집전코일에 대해 코일의 형상과 위치별 급집전효율 및 EMF(ElectroMagnetic Field)의 영향을 연구했다. 평판형 집전코일은 어레이 형태로 바닥에 설치되는데, 입력전원에 대해 각각 병렬로 연결되어 있어서 집전코일이 접촉하지 않는 경우에는 공진주파수가 입력전원의 주파수를 크게 벗어나서 자동으로 전원공급이 최소화된다. 집전코일이 급전코일 어레이 위에 위치하는 경우에는, 급전코일의 공진주파수가 입력전원의 주파수와 일치하게 되어 전력이 공급되게 된다. 따라서 집전코일이 덮고 있는 부분만 급전코일 어레이에 전력이 공급되므로, 급집전 효율이 높고 인체에 대한 자기장 노출이 작아져서, 경제적이고 안전한 무선충전 시스템을 구성할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.466-473
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• 2013

본 논문에서는 무선 충전에 사용할 수 있는 동축 단면의 도선을 이용한 소형 평판형 다중 루프 자기 공진 코일을 제시한다. 제안한 공진 코일은 높은 품질 계수를 갖고, 분포 커패시턴스를 조절하여 쉽게 공진 주파수를 제어할 수 있다. 공진 코일의 설계를 위해 제안한 공진 코일의 자기 인덕턴스 및 분포 커패시턴스 값을 이론적으로 계산하였다. 자기 인덕턴스는 단면 분할법을 사용하여 분할된 단면 사이의 상호 에너지의 합으로 계산할 수 있다. 검증을 위해, 특성 임피던스 $50{\Omega}$ 동축선으로 공진 코일을 제작하였다. 측정된 공진 주파수는 계산된 공진 주파수와 거의 일치하였고, 튜닝 파라미터 ${\gamma}$를 조절하여 원하는 공진 주파수로 조절할 수 있었다. 제작한 공진 코일을 태블릿 PC에 적용한 결과, 송 수전부 공진 코일의 품질 계수는 각각 282, 135를 가졌다. 공진 코일 사이의 간격이 4.4 cm인 경우, 송전부 공진 코일의 반경 5 cm 이내에서 80 % 이상의 전력 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.564-572
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• 2010

본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 공진 코일의 배열에 따른 특성을 제시한다. 공진 코일에는 헬리컬 구조를 사용하였다. 공진 코일을 설계하기 위해 헬리컬 코일의 인덕턴스와 커패시턴스를 구하였다. 유한 요소법을 이용하여 설계된 공진 코일을 시뮬레이션 하였고, 송수전 공진 코일 간의 다양한 배열에 대한 특성을 해석하였다. 검증을 위하여 시제품을 제작하였고, 수직 및 평행 배열일 때의 효율을 측정하였다. 측정 결과, 평행 배열일 때는 50 %의 전달 효율을 얻을 수 있는 구간이 코일 지름의 2배 이내였고, 수직 배열일때는 코일 지름의 1.5배 이내였다. 제작한 시제품은 평행 배열된 송수전 공진 코일이 40 cm 간격일 때 최대 84.25 %의 효율을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1561-1562
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• 2015

본 논문에서는 자기공명 방식 무선전력전송 시스템의 공진기 재질에 따른 전송 특성을 분석하였다. 12.74MHz의 공진 주파수를 갖는 무선전력전송 시스템을 구현하여 공진 코일에 초전도 코일을 적용하였으며, 비교를 위해 구리를 이용한 공진 코일을 제작하였다. 이 때 network analyzer를 이용하여 S-parameter $S_{11}$을 측정하였다. 실험결과, 초전도 공진 코일을 적용하였을 때 구리코일보다 반사계수가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.614-619
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• 2017

본 논문에서는 6.78 MHz 자기공진방식 무선전력전송 송수신 코일을 최적화하고 이에 따른 시뮬레이션 및 측정 결과를 제시하였다. 전송 효율은 시스템 형태 및 코일 크기 등 다양한 요인에 따라 영향을 받게 되므로 자기 공진형 무선전력전송의 실용화에 있어 코일 구조를 각각 송신용 헬리컬 공진코일과 수신용 평판형 스파이럴 공진코일을 구성하여 부피의 문제점을 최소화하고 원통형 형태의 무선충전형태에 맞게 코일의 크기, 공진기 내의 코일과 코일 간의 거리 등을 결정하였으며, 전자계 시뮬레이션을 통해 이를 확인하였다. 860mm 지름 상판과 600mm 떨어진 기둥의 원통형 구조에 대하여 적용 가능한 무선전력전송 코일을 설계하여 특성을 시뮬레이션하고, 제작하여 특성을 측정하였다. 시뮬레이션 특성은 ${\mid}S_{21}{\mid}$이 -0.53 dB, 효율 88 %, 측정 결과는 ${\mid}S_{21}{\mid}$이 -0.71 dB 로 효율 85 %를 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.3-4
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• 2015

자기공진형 무선전력에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며 산업계의 관심 또한 꾸준히 증가하고 있다. 하지만 실제 무선전력을 개발하고 적용하는데 많은 어려움이 있으며 실용화 관점의 개발 가이드 역시 부족한 실정이다. 이에 자기공진형 무선전력을 산업계에 보급하고자 최적 설계 플랫폼에 대해 연구 및 제작하였다. 자기공진형 무선전력 최적 설계 플랫폼은 코일 성능을 예측하는 코일 디자이너, 공진 회로를 구성하기 위한 자기공진형 회로 최적화 모듈, 그리고 완성된 시스템에서 성능을 미리 알 수 있도록 성능 시뮬레이터로 구성되어 있다. 실제 설계, 개발 및 실증까지 가능한 자기공진형 최적 설계 플랫폼에 대해 소개한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.5-6
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• 2015

본 논문에서는 토로이달 트랜스포머를 사용한 공진형 무선전력전송 시스템의 임피던스 매칭법을 제안한다. 공진코일과 병렬 연결된 토로이달 트랜스포머를 사용하여 1, 2차 코일에 의한 전력손실을 줄이면서 이론적으로 얻을 수 있는 최대 전력전송효율 또한 얻을 수 있음을 보였다. 품질계수가 각 각 549와 525인 직사각형 송 수전부 공진코일에 토로이달 트랜스포머 2차 코일을 연결한 후 1차 코일의 턴 수를 변경하여 송 수전부 공진코일 사이의 간격이 40 cm에서 약 90%, 100 cm에서 약 60%의 효율을 얻었다.