• 제목/요약/키워드: 자기 공진

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Patterned FeTaN 연자성 박막을 이용한 RF inductor의 제조 (Fabrication of RF Inductor Using FeTaN Patterned Soft Magnetic Films)

  • 배석;김충식;류성룡;남승의;김형준;송재성;마사히로 야마구치
    • 한국자기학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.239-244
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    • 2001
  • 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 RF 대역에서 사용가능한 인덕터를 제조하여 특성을 평가하였다. 인덕턴스와 Q값을 높이기 위하여 5000 두께의 F $e_{78.81}$T $a_{8.47}$ $N_{12.71}$ 연자성박막을 삽입하였으며, 자성박막의 FMR 공진주파수를 인위적으로 확장시키기 위하여 pattern을 형성시켜 shape anisotropy를 증가시켰다. 또한 코일부분은 lift-off process를 이용하여 제조하였다. 제조된 인덕터의 디자인은 4턴의 rectangular spiral형태였으며, 측정된 특성은 Ti/Ag air-core의 경우 5 GHz까가지 공진이 없었으며 2GHz에서 Q값이 9, 인덕턴스 8.4nH였다. 자성박막을 이용한 경우 9 nH에 공진주파수는 약 700 MHz부근이었다.다.

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LC 공진소자를 이용한 비접촉 전류센서 연구 (Non-Contact Current Sensor Fabricated with LC Resonators)

  • 신광호
    • 한국자기학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.137-141
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    • 2016
  • 전력의 효율적인 사용과 에너지 절감을 위한 비접촉 전류측정에 대한 요구가 커지고 있다. 본 연구에서는 무선 비접촉 측정을 가능하게 하는 2개의 결합코일과 전류의 인가에 의해서 인덕턴스가 변화하는 센서코일을 이용한 공진회로를 구성함으로써, 인가되는 전류의 크기에 따라 공진주파수가 변화하는 것을 이용한 비접촉 전류센서를 제안한다. 센서코일의 인덕턴스는 외부에 자석을 부착함으로써 부여되는 바이어스 자계에 의해서 자계(전류)의 크기뿐 아니라 방향을 판단할 수 있었다. 본 연구에서 구성한 비접촉 전류측정장치를 이용하여서 -3~+3 A의 전류를 측정하였을 때 18 V의 출력전압변화를 얻을 수 있었으나, 전류에 대한 출력특성은 선형적이지 않았다. 본 연구에서 제안하는 비접촉 전류측정방법(장치)를 보다 현실화시키기 위해서, 향후 출력신호의 선형화와 분해능의 엄밀한 검토가 필요하다.

4-코일 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 해석법 연구 (Analysis and Comparison for a 4-Coil Magnetic Resonance Wireless Power Transfer System)

  • 이건복;박위상
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.168-179
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    • 2013
  • 4-코일 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 해석법 중 critical point analysis(CA)와 impedance matching analysis(IA)를 분석하고, 두 결과를 비교하였다. 4-코일 시스템은 가까운 거리에서는 주파수 분리 현상이 나타나고, 먼 거리에서는 효율이 급격히 감소하는 특징을 나타낸다. 따라서 고정된 주파수에서 사용할 경우, 목표하는 거리와 효율에 따라 최적화가 필요하다. CA는 전체 거리에서 효율이 최대가 되는 critical point를 이용하여 최적화하는 방법이고, IA는 목표 지점에서 임피던스 정합을 이뤄 최대 효율을 만족시키는 방법이다. 기존의 해석은 두 가지 방법을 비교하고 시스템 특성을 이해하는데 부족한 점이 있었기 때문에, 본 논문에서 두 방법의 이론을 좀 더 자세히 분석하고 비교하였다. 두 방법의 비교 결과를 통해 IA가 더 우수함을 보였다. 또한, 한쪽만 정합할 경우 발생되는 트레이드-오프에 대해서도 설명하였다. 스파이럴 공진 코일을 이용한 실험에서는 이론 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

자기 공진 방식의 고효율 무선 전력 전송 시스템 및 배터리 충전 칩 (High Efficiency Magnetic Resonance Wireless Power Transfer System and Battery Charging Chip)

  • 윤진환;박성열;최준림
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권6호
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    • pp.43-49
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    • 2015
  • 본 논문에서는 모바일 기기의 배터리 무선 충전을 위해 효율이 향상된 자기공진방식 무선전력전송 시스템을 제시한다. 전송 효율의 향상과 소형화를 위해 HFSS를 이용한 전자기 시뮬레이션을 통해 공진기 구조를 설계 및 제작하였다. 입력 임피던스와 출력 임피던스 차이에 의한 반사를 줄이기 위해 임피던스 매칭 네트워크를 적용하였다. 모바일 기기의 배터리 충전을 위해 $0.35{\mu}m$ BCD 공정을 이용하여 정류회로와 레귤레이터를 포함하는 전력수신 칩을 설계하였다. 무선전력전송 시스템 효율은 최대 75.1%를 보였으며 시스템 검증을 위한 실험에서 최대 70cm거리에서 상용화된 휴대폰 배터리(3.7V, 6.11Wh, 1680mAh)를 부하로 사용하여 충전을 확인하였다.

사각 나선형 평면 인덕터의 주파수 특성에 관한 연구 (Study on Frequency Characteristics of Rectangle Spiral Planar Inductor)

  • 김재욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.2330-2334
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    • 2014
  • 본 논문에서는 무선 신호전송을 위한 비접촉 방식의 AC커플링(Coupling)기반 평면 나선형 인덕터의 주파수 특성을 분석하였다. 기판의 유전상수의 변화는 소자의 인덕턴스에 직접적인 영향을 주지 않고 소자의 전기용량에 영향을 주어 공진주파수를 변화시키는 것을 알 수 있다. 기판의 두께가 증가할수록 인덕턴스는 증가하지만 공진주파수는 감소하였으며, 이것은 기판 두께의 감소로 인해 내부 전기용량이 증가하였기 때문이다. 인덕터의 도체 선 폭이 증가하여도 전체 인덕터 크기와 턴 수 및 선 간격이 일정함으로 내부 사각 코일의 도선 면적이 작아지게 되어 각각의 자기 인덕턴스가 감소하게 되고 공진주파수는 증가되게 된다. 또한, 도체의 선 간격이 증가하면 내부 사각 코일의 도선 면적이 작아지게 된다.

다중 대역 슬롯형 DGS와 등가 회로 모델 (Multi-Band Rejection Slot-Shaped DGS and Its Equivalent Circuit Model)

  • 우덕제
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.537-543
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    • 2010
  • 본 논문에서는 단일 DGS를 사용하여 다중의 주파수 대역을 억압할 수 있는 슬롯형 DGS를 제안하였다. 제안된 구조는 동일 평면 도파관 전송 선로(CPW: Coplanar Waveguide)의 접지 면에 서로 다른 크기의 맴돌이 형태의 슬롯 DGS들을 신호 선에 대하여 횡축으로 삽입하여, 다중 주파수 대역을 억압할 수 있도록 설계되었다. 제안된 구조를 제작하였으며, 시뮬레이션 결과와 측정된 결과가 상당 부분 일치하는 것을 확인하였다. 또한 제안된 구조에 대한 등가 회로 모델을 제시하였다. 제안된 등가 회로는 접지 면에 위치한 DGS를 LC 공진기들로 표현하였으며, 이러한 공진기들이 신호선과 자기적으로 결합한 것으로 모델링 하였다. 등가 회로를 해석하여 다중의 공진 주파수 특성이 나타남을 확인하였다.

횡동요 모드와 주공진 된 횡-종동요연성 비선형계의 응답 (Responses of a roll-pitch coupled nonlinear system to the primary resonance of the roll mode)

  • 오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.107-115
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    • 1997
  • 비성형 동력학계로 모델링된 부유수송체의 동적응답을 조사하고 그 운동의 안정성을 해석하였다. 종동요 모우드의 고유주파수가 횡동요 모우드의 고유주파수의 두배가 되는, 즉, 2:1 내부공진 혹은 자기계수공진인 조건하에서, 이부유수송체는 한 운동 모우드의 직접가진에 의해 간접가진된 다른 모우드가 대진폭 응답을 보일 수 있음을 밝혔다. 또항, 종동요 모우드의 감쇠력은 비교적 넓은 범위의 운동에 대해 선형적임에 반해, 횡동요 모우드의 감쇠력은 점성의 영향이 대단히 커서 비선형성이 대단히 강한 것으로 알려져 왔다. 이 문제를 수학적으로 모델링하기 위하여, 종동요 모우드의 운동방정식에는 선형및 제곱형의 합의 형태인 감쇠력 모형을 사용하였다. 다중척도법을 사용하여 이 두가지 운동 모우드의 주기적 응답및 그의 안정성에 미치는 제곱형 비선형 횡동요 감쇠력의 영향을 밝혔다. 조우주기가 횡동요 모우드의 고유주기와 근사한 경우에 대하여 이 비선형계의 응답을 구하고 주파수-응답 곡선으로 나타내었다.

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자기 공명 방식을 이용한 10W 급 무선 전력 전송 시스템 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of 10W Wireless Power Transmission System Using Magnetic Resonance)

  • 박정훈;김건태;박관수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.16-17
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    • 2015
  • 본 논문에서는 자기 공명 방식을 이용한 10W급 무선 전력 전송 시스템을 제안하였다. 기존의 Mhz 대역의 자기 공명 방식과는 달리 본 논문에서는 100kHz 대역의 주파수를 이용한 시스템을 제안하여 송수신 코일 간의 거리와 효율을 증가시켰다. 본 논문에서 사용된 송수신 코일은 가로 세로 20cm로 크기와 모양이 같은 동일한 구조로 제작하였고, 20cm의 거리에서 약 50%의 전송 효율을 나타내었다. 수신기는 가변 커패시터를 사용하여 거리에 따라 달라지는 공진 주파수를 수동으로 찾을 수 있도록 설계하였다.

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자기공명형 무선전력송신을 위한 공진 주파수 설계에 관한 연구 (A Study On Design of Resonance Frequency for Wireless Power Transfer with Magnetic Resonance Type)

  • 안준선
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.206-210
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    • 2012
  • 본 논문은 최근 주목받고 있는 무선 전력송신 방식 중 자기공명을 이용한 무선전력 송신에 관한 것으로 특히 자기 공명식 무선 전력 송신시 주파수 설계에 관한 것이다. 본 논문에서는 무선 전력 송신 주파수를 설계하기 위한 전력 송수신 시스템의 수학적 모델링을 개발 하였으며, 이를 검증하기 위한 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 시뮬레이션은 수학적 모델에 기반한 방법과, 소자기반의 방법을 병용 함으로써 그 신뢰성을 확보하였으며, 시뮬레이션 결과에 대한 고찰을 기술 하였다.

무선충전기술 동향 및 보안위협 (Wireless Charging Technology Trend and Security Threats)

  • 정현주;이근호
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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    • pp.821-823
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    • 2013
  • 무선충전기술은 개인별로 사용하는 모바일기기가 늘어나 충전에 따른 문제로 필요성이 대두되면서 무선충전의 세계 시장은 매년 80%이상 성장할 것으로 예상된다. 무선충전기술은 크게 전자파가 근거리 자기장을 통해 하나의 매체에서 다른 매체로 이동하는 기술인 자기공진방식과 수 mm내외로 인접한 두 개의 코일에 유도전류를 일으켜 배터리를 충전하는 방식인 자기유도방식으로 나뉜다. 현재는 모바일 기기시장에서 무선충전기술에 대한 성장이 이루어지고, 자동차의 경우도 전기자동차의 보급과 맞물려 시장에 보급될 것으로 보여 무선전력전송기술은 미래가 기대되는 기술이라고 볼 수 있다. 이러한 시점에서 무선충전이 적용된 다양한 환경에서 발생할 수 있는 보안 위협 요소를 도출하고자 한다.