• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.21 no.4
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• pp.371-376
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• 2017

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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.314-315
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• 2020

현대의 많은 Internet of Thing (IoT)기기들의 충전방식이 유선 충전이 아닌 무선 충전을 사용함에 따라 다양한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 그 중 공진을 이용한 자기공진 방식의 무선충전 시스템은 전자기유도 방식보다 먼 거리에서 충전이 가능하고 공진부 코일의 중심점을 맞추지 않아도 효율에 큰 차이를 보이지 않는 장점이 있다. 점점 더 무선충전이 가능한 기기들이 많아짐에 따라 소모전력이 큰 기기들의 무선전력전송이 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 2개의 송신코일을 사용하여 기존의 1Transmitter - 1Rectifier (1Tx-1Rx) 방식보다 대용량 전력을 전송할 수 있음을 검증하고자 한다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.3
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• pp.352-355
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• 2013

In this paper, a high power tuneable resonator for a wireless power transfer system based on magnetic resonance is proposed. A spiral structure is used for a self-resonant coil and tuneable trimmer capacitors are added at the edges of resonant coils such that the frequency can be easily tuned. 3D simulation tools and equivalent circuit modeling method are used for predicting self-resonant frequency and scattering parameters according to the change of capacitor values. From the measurement of the prototype WPT system, the resonant frequency could be controlled from 3.0 MHz to 4.5 MHz and the transmission efficiency way over 50 % when the distance between transmitting coil and receiving coil was 160 mm.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.156-158
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• 2019

낮은 저항 용기를 가열할 수 있는 유도 가열 장치는 유도가열 장치용 하프 브릿지 직렬 공진형 인버터의 높은 입력 전압과 높은 턴 수의 코일을 통해 낮은 저항의 용기를 가열한다. 그러나 자성체 용기는 높은 턴 수의 코일에서 높은 저항 값을 가지므로 적절한 전력을 내기 위해서는 높은 입력 전압이 필요하다. 이러한 경우 부스트 토폴로지의 역률 개선 회로를 사용할 수 있다. 하지만 입력 전압의 변동에 따라 직렬 공진형 인버터의 출력 전력 제어를 위한 동작 점 변동이 필요하므로 인버터의 손실이 변동한다. 본 논문에서는 낮은 저항 용기를 가열하기 위하여 높은 턴 수의 코일을 탑재한 유도 가열 장치용 하프 브릿지 직렬 공진형 인버터에서 자성체 용기의 가열 시 입력 전압 변동에 따른 인버터의 손실 분석을 통해 최적의 입력전압 조건을 선정하고자 한다. 제안하는 입력전압 선정 기법은 2-kW 급 유도 장치용 하프 브릿지 직렬 공진형 인버터 시 제품을 통해 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.163-164
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• 2016

본 논문에서는 권선 사이의 자계결합도 변동을 고려하여 설계된 자기공진 방식의 전기차 충전용 무선전력전송회로의 효율 실험 결과를 제시한다. 특히, 동일한 시스템 사양에 대해 1차측 및 2차측에 각각 코일을 구비한 2-코일 방식의 회로와 1차측에 보조코일이 추가된 3-코일 방식의 회로를 각각 설계, 제작하였고 동등한 조건에서 두 방식의 효율을 비교하였다. 비교실험 결과 두 방식의 회로에 대한 효율이 크게 차이가 발생하지 않음을 확인하였다.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.14 no.1
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• pp.48-55
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• 2021

The 3-coil magnetic resonance wireless power transmission system was analyzed using an equivalent circuit model, and the |S21| of the system was expressed as the equation of the Q of the three coils, the coupling coefficient k between the transmitting coil and the relay coil, the relay coil and the receiving coil. It is suggested that the maximum efficiency can be obtained when the relay coil is located in the center of the transmitting and the receiving coil. When the distance between the transmitting and the receiving coil is 30 cm and the two coils are aligned, maximum efficiency of 9 % is obtained with the relay coil centered between the coils. If the transmitting coil and the receiving coil are misaligned during a wireless charging of an electric vehicle, the efficiency is expected to decrease significantly compared to the aligned case. It is expected that the efficiency can be increased by using a relay coil and by rotating the coil.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.22 no.2
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• pp.148-153
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• 2018

This paper proposes a single-input multiple-output (SIMO) self-resonant wireless power transmission system for transmitting power to multiple receivers and the characteristics are simulated and measured. A 600 mm diameter transmission single loop, a 600 mm diameter helical transmission resonant coil, an external diameter 900 mm planar spiral reception resonant coil, and an $80{\times}60mm^2$ flat plate square coil as a receiver are used to form a wireless power transmission system 600 mm away with the table structure. For optimal characteristics, the wireless power transmission coils are designed by EM simulation and equivalent circuit analysis, and the characteristics are simulated and measured. The variation of the efficiency with distance from the center of the spiral resonant coil is analyzed and the measured efficiency is 57% for one receiver and for the two receivers, the efficiency is 37% for each receiver.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.22 no.9
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• pp.820-826
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• 2011

In this paper, an efficiency improvement method in the wireless power transfer system based on magnetic resonance is proposed. A combined helical-spiral structure is adopted for self-resonant coil and source and device coils are designed using circular loop structure. The proposed resonator utilizing combined helical-spiral structure yields 13 % efficiency improvement over that of an existing helical type resonator when the transmitting and receiving coils are separated by 120 mm. In addition, the size can be reduced by 33 % comparing to the previous resonator.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.316-317
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• 2017

본 논문에서는 새로운 자기 공진형 무선 전력 전송 시스템을 제안한다. 송신부 2개를 배치하여 기존의 1 대 1 자기 공진보다 더욱 넓은 범위를 확보하여 실용성을 높이고자 한다. 동일한 송신부 2개를 배치하여 자기장의 세기를 높임으로써 수신부에 전송되는 전력의 크기 및 거리를 증대시킬 수 있다. 또한, 송 수신코일의 위치에 따라 서로 다른 출력 전력을 위상 제어를 통하여 다양한 범위의 일정한 전력을 제어할 수 있다. 이때 위상천이를 하지 않을 시에 고정된 입력 전류가 흐르게 된다. 하지만 위상천이, 즉 2개의 송신코일에서 전달하는 전류 조절을 시도함으로써 수신 측으로 전달하여 일정한 전력을 얻을 수 있었다. 실험을 통해, 기존의 방식보다 높은 성능을 가짐을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.11a
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• pp.54-56
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• 2002

본 논문에서는 뇌압을 측정하기 위해 LC 공진을 이용한 압력센서를 제작하고 그 성능을 시험하였다. 원격 측정용 압력센서는 움직이는 전극역할을 하는 p+ 박막이 있는 실리콘 기판과 고정된 평면 코일이 있는 유리 기판으로 구성되어 있다. 압력에 따라 두 전극 간의 간격이 달라지고 이에 따른 캐피시턴스가 변화하여 공진주파수가 변화하게 된다. 원격 측정용 외부 안테나를 이용하여 측정회로의 공진 주파수에서 위상의 변화를 측정하여 압력을 측정한다. 상부기판은 실리콘 기판을 도핑하여 p+ 막을 형성하고 금속막을 증착하여 전극을 형성한 후 실리콘을 식각하여 완성하고. 하부기판은 유리 기판 위에 금속막을 증착한 후. 전기도금으로 평면 코일을 형성하고 다시 금속막을 증착하여 전극을 형성하여 제작한다. 압력을 변화시킬 때 전극간의 간격의 변화에 따른 공진주파수에서의 위상의 변화를 외부 안테나에 연결된 측정회로를 통해 측정한다. 측정결과 공진주파수인 160 Mhz에서 -0.08 $deg/mmH_2O$의 감도를 얻을 수 있었다.