• 제목/요약/키워드: 자기 공진

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트랜스포머의 자가공진 특성을 이용한 고전압 트랜스포머 설계 (High Voltage Transformer Design using Self-Resonant Characteristics of Transformer)

  • 이승환;조대권
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.31-36
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    • 2014
  • 본 논문에서는 트랜스포머의 자가공진 특성에 대하여 분석하였으며, 부유용량과 권선량, 권선비에 따른 변화관계를 수식으로 정리하였다. 일반적으로 트랜스포머에서의 부유용량은 제작과 관련하여 불요인자로 간주되나, 모든 트랜스포머에서 내재하는 특성을 갖는다. 특히 고역의 구동 주파수에서는 해당 특성이 확연하게 나타남은 주지의 사실이며, 자기적 요소와 결합하여 특정주파수에서 공진형상을 유발한다. 출력이득 값이 높아야 하는 소형 고전압기기, 특히 의료용 응용전기기의 경우 트랜스포머의 자가공진 특성을 이용하면 트랜스포머 및 회로의 사이즈를 줄임과 동시에 시스템의 경량화가 가능하여 추가적 설계 기법으로 제안한다.

헬리컬 코일을 이용하는 자기 공진형 무선 전력 전송 시스템에서 새로운 상호 인덕턴스의 계산식 제안 (Novel Mutual Inductance Formula for the Magnetic Resonance Wireless Power Transmission System Using Helical Coils)

  • 장주엽;허정;김용남
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.669-681
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    • 2012
  • 본 논문에서는 헬리컬 코일을 이용하는 공진형 무선 전력 전송 시스템에서 새로운 상호 인덕턴스 계산식을 이용한 해석적 계산을 제안한다. 상호 인덕턴스 계산 과정 중에 중요한 변수의 look-up table을 수식화 하였다. 송 수신이 대칭인 구조에서 두 헬리컬 코일 간의 거리를 53 mm부터 500 mm까지 10 mm 간격으로 거리를 증가시키며, 공진 주파수와 삽입 손실에 대한 계산 결과와 실험 결과를 비교하였다. 실험 결과와 계산 결과의 공진 주파는 평균적으로 5.63 %의 차이를 보였다. 삽입 손실은 실험 결과와 290 mm에서 0.33 dB의 가장 작은 차이를 보였고, 평균적으로 2.25 dB의 차이를 보였다. 발룬을 사용하지 않았을 때의 실험 결과가 계산 결과와 더 근접한 결과를 보이는 것을 확인했다.

부하 임피던스 변화를 고려한 복수 수신기 무선전력전송 구현 (Implementation of Wireless Power Transmission System for Multiple Receivers Considering Load Impedance Variation)

  • 김영현;박대길;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.148-153
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    • 2018
  • 본 논문에서는 복수 수신기에 전력을 전송하기 위한 SIMO (single-input multiple-output) 자기공진방식 무선전력전송 시스템을 제안하고, 이에 따른 시뮬레이션 및 측정결과를 제시하였다. 지름 600 mm 의 송신 단일루프 및 송신 헬리컬 공진 코일, 외경 900 mm 스파이럴 수신 공진 코일을 사용하고, $80{\times}60mm^2$ 평판 사각 코일을 수신으로 활용하여 600mm 떨어진 테이블 형태 구조로 무선전력전송 시스템을 구성하였다. 최적의 특성을 위해 무선전력전송 코일을 설계하고 3차원 전자계해석 및 등가회로 해석 시뮬레이션을 진행하고 이를 제작하여 전송 특성을 측정하였다. 스파이럴 공진코일의 중심부에서 거리에 따른 효율변화를 해석하였으며, 구성한 시스템의 측정결과 수신기가 1개일 경우의 효율은 57 % 이며, 2개로 수신될 경우 각각 37 %의 전송 효율을 나타내었다.

단상 영구자석 동기전동기의 속도 가변형 비례공진 전류제어에 관한 연구 (A Study on Speed Variable Proportional Resonant Current Controller of Single-Phase PMSM)

  • 이원석;황선환;박종원
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.954-960
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    • 2020
  • 본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기전동기는 전자기적 특성상 고정자 전류와 역기전력의 위상차에 따른 부토크 및 영토크가 발생하며 센서리스 운전 시 낮은 고정자 저항과 인덕턴스로 인해 과전류 제한이 필요하다. 이러한 조건하에서 전류제어를 위해 3상 교류 전동기에 사용되는 벡터 제어를 이용할 경우, 좌표변환, 역좌표변환 및 가상의 dq축 성분을 생성하는 과정이 필요하다. 하지만, 단상 영구자석 동기전동기의 자기적 특성을 고려하여 제안한 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법은 3상 교류 전동기에 사용되는 좌표변환 과정이 필요하지 않다. 본 논문에서는 가변 비례공진 전류제어 기법을 이용하여 안정적인 기동 성능을 확인하며 일정 속도 도달 시 위치 센서 없이 단상 영구자석 동기전동기의 수학적 모델 기반 센서리스 제어로 제안한 전류제어 기법의 효용성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.

사각 나선형 박막 인덕터의 GHz 대역 특성 (GHz Bandwidth Characteristics of Rectangular Spiral type Thin Film Inductors)

  • 김지원;조순철
    • 한국자기학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.52-57
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    • 2004
  • 본 연구에서는 ㎓ 대역의 박막 인덕터 특성을 수치해석 하였다. 인덕터의 기본 구조는 390$\mu\textrm{m}$${\times}$390$\mu\textrm{m}$, 5.5턴(turn), 선폭 10$\mu\textrm{m}$와 선간격 10$\mu\textrm{m}$의 사각 나선형이다. 주파수 특성은 10 ㎓까지 시뮬레이션 하였다. 기판은 Si, Sapphire, 유리와 GaAs를 모델로 하였고 도체는 Cu이다. 도체의 두께는 2$\mu\textrm{m}$로 고정하였다. 입력과 출력단자의 위치가 서로 반대가 되도록 하기 위하여 턴수는 n.5로 하였다. 기본 구조 인덕터는 초기 인덕턴스 13.0 nH,최대 인덕턴스 60.0 nH 그리고 공진주파수는 4.25 ㎓이었다. 기판의 유전상수가 증가하면 초기 인덕스는 거의 변화가 없으나 공진 주파수는 감소하였다. 인덕터의 턴수를 1.5에서 9.5로 변화시키면, 초기 인덕턴스는 2.9 nH며 16.9 nH로 포화되었으며 Q factor는 소폭 증가하였다. 인덕터의 선폭과 선간격을 증가시키면 초기와 최대 인덕턴스는 감소하였다. 공진 주파수는 증가하였으며, Q factor는 선폭과 선간격을 증가시키면 각각 증가와 감소를 나타내었다.

인체 삽입형 자기 공진 무선전력전송 수신기 설계 및 성능 분석 (Design and Performance Analysis of Magnetic Resonant Wireless Power Transfer Receiver for Implant Medical Device)

  • 김성재;구현철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권12호
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    • pp.935-941
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    • 2018
  • 본 논문에서는 소형의 인체 삽입형 의료기기에 자기 공진기법 무선전력전송을 적용하는 경우, 적합한 시스템 구성을 제안하고 성능을 검증하였다. 제안하는 수정된 직렬-병렬 구성은 전력 수신부의 전력 수신 코일과 커패시터를 병렬로 연결한 공진기에 직렬로 연결되는 인덕터를 추가하여 구현하며, 낮은 인덕턴스를 가진 전력 수신 코일을 이용하는 경우 직렬 공진기를 이용하는 경우에 비해 높은 효율을 달성할 수 있다. 회로분석을 통해 해당 구성의 유효성 및 동작조건을 이론적으로 검증하고, 돼지 지방 및 근육 생체 블록에 무선전력전송 수신코일을 삽입한 환경에서 무선전력전송을 진행하여 전력 전송 효율 및 생체 블록의 온도 변화를 측정 비교하였다. 생체 블록에 2.5~10 mm 깊이로 삽입 시 제안한 구성이 일반적인 직렬-직렬 구성보다 평균 17.79 % 개선된 효율을 보이며, 공기 중에서 32 dBm 전력 송신 시 직렬-직렬 수신 코일은 평균 $0.75^{\circ}C/s$, 제안한 구성의 수신 코일은 평균 $0.18^{\circ}C/s$의 온도 변화를 보여 제안한 구성이 인체 삽입형 무선전력전송 시스템 구성에 보다 적합함을 확인하였다.

3 T 자기공명영상시스템에서의 마이크로스트립을 이용한 다양한 RF 공진기 (RF Resonators Using Microstrip Transmission Line at 3 T MRI)

  • 유형석
    • 전기학회논문지
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    • 제62권5호
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    • pp.663-666
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    • 2013
  • This paper demonstrates four different radio frequency (RF) resonators at 3 T magnetic resonance imaging (MRI) system. An approach based on microstrip transmission line to identical RF resonators except upper stripline structure is investigated. Electromagnetic simulation results are compared for RF resonators and discussed in detail at 3 T.

박형 자기소자를 이용한 공진형 직류/직류 컨버터의 설계${\cdot}$제작 및 평가 (Design, Implementation and Evaluation of Resonant DC/DC Converter Using Low-Profile Magnetic Device)

  • 고지명;최병조;차헌녕
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(1)
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    • pp.350-354
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    • 2004
  • This paper presents theoretical and practical details about the design, implementation, and performance of a series resonant do-to-dc converter using planar magnetics. Result of sinusoidal analysis are used to predict the voltage gain and conversion efficiency. The performance of a prototype converter is presented including the efficiency measurement and theoretical loss breakdown.

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세슘원자에서와 전자기-유도-흡수 (Electromagnetically Induced Absorption in Cs Vapor)

  • 김경대;권미랑;문한섭;박현덕;김중복
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.198-199
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    • 2000
  • EIT에 의한 흡수의 감소현상은 관측되고 이해되었으나 반대효과라 할 수 있는 원자결맞음으로 인한 흡수의 증가현상에 대한 연구는 최근에 Akulshin 등이 $^{85}$ Rb D2 전이선에서 자기장에 의한 유도 흡수 현상을 관측하고, 이론적인 결과를 보고했을 뿐이다$^{(1-3)}$ . 이들은 조사광과 결합광이 같은 주파수로 공진할 때, 특별한 조건에서 EIT 신호와는 반대부호의 공명신호 즉, 전자기-유도-흡수(Electromagnetically Induced Absorption; EIA$^{(1)}$ 를 처음으로 관측하였다. (중략)

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코어를 사용한 새로운 자기공진형 코일구조 (A New Coil Set with Core for Magnetic Resonant Systems)

  • 허진;임춘택
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.625-626
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    • 2012
  • A coupled magnetic resonance system (CMRS) using compact coil sets with core driven by a class-E inverter was proposed. The source and load coils of conventional CMRS were replaced with two coils containing core so that the system can be quite compact in size and easy to design due to a resonance frequency for all resonant tanks regardless of coupling factor. Experiments for 500 kHz switching frequency show 40% system efficiency.

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