• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.485-486
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• 2017

본 논문에서는 10m 반경의 공간에 위치한 웨어러블 기기를 충전하기 위한 무선 전력전송을 제안한다. 장거리 무선전력전송의 송신코일 양단의 높은 전압문제를 해결하기 위해 공진 커패시터를 분산하여 각 코일의 유기전압을 줄이는 분산권선형 다이폴 코일을 제안하였다. FEM 시뮬레이션 결과, 분산권선형 다이폴 코일이 형성한 자속밀도의 균일도는 최소 71%로 집중권선형 다이폴 코일의 최소 51%보다 높았다. 또한 거리별 최고 자속밀도는 분산권선형 다이폴 코일이 낮았지만 거리가 멀어질수록 차이는 줄어들어 5m 거리 이후에서의 차이는 30 % 이내임을 확인하였다. 시뮬레이션 설계를 바탕으로 분산권선형 다이폴 송신코일과 4가지의 다른 형태를 갖는 수신 코일을 제작하여 10m 거리 이내에서 10 mW 이상의 전력을 전송하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.861-866
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• 2012

현재까지 코일을 이용한 자성물질 가속에 코일과 자성물질간의 최적한 거리를 명시한 적이 없다. 전류세그먼트 코일구조와 그 다단계를 이용하여 자성물질을 가속 시 통상 코일과 자성 물질이 가깝게만 있으면 최적한 것으로 알고 있으나 미분법으로 극대점을 찾은 결과 코일간의 거리에 대한 절반위치에 있을 때 최적한 거리임을 알 수 있다. 여러 개의 상하 전류세그먼트 코일구조를 만들어 전류세그먼트 코일구조가 자성물질인 강구를 최적한 거리에서 가속할 수 있는지 확인하였다. 강구의 질량에 대한 코일 최소 전류를 실험으로 알았고 그 결과 코일 건이나 자성물질, 자성유체에 적용 시 코일과 물질 간에 최적 거리를 해결 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.627-628
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• 2012

기존 자기공진형태에서 사용되는 루프 형태의 코일 대신에 코어를 사용한 다이폴 형태의 코일을 1차 측과 2차 측에 사용해 코일의 부피를 줄이 면서도 먼 거리까지 자기장을 보낼 수 있는 자기유도방식의 무선 전력 시스템을 구성 하였다. 각 코일에 사용된 코어의 형상은 코어 내부에서 자기장이 균일하게 분포 될 수 있도록 최적화 되었으며 5m 거리에서 209W의 전력을 전달하고, 최대 16%의 효율을 달성 하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.48-55
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• 2021

3-코일 자기공진방식 무선전력전송 시스템을 등가회로 모델로 해석하여 시스템의 |S21|을 3개 코일의 Q와 송신코일과 중계코일, 중계코일과 수신코일의 커플링 계수 k의 수식으로 표현하였다. 유도된 수식으로부터 중계코일이 송신코일과 수신코일의 중앙에 위치할 때 최대 이득을 얻을 수 있음을 수식으로 제시하고 실험으로 그 결과가 타당함을 보였다. 송신코일과 수신코일의 거리가 30 cm이고 두 코일이 정렬되었으며 중계코일이 두 개의 코일 중앙에 위치하였을 때 9 %의 최대 효율을 얻었다. 송신코일과 수신코일이 비 정렬된 경우는 정렬된 경우에 비하여 효율이 떨어지나, 중계코일을 회전시키면 효율이 크게 증가하는 것을 실험으로 보였다. 전기자동차의 무선충전 시 송신코일과 수신코일이 비 정렬되면 효율이 정렬 시와 비교해 많이 감소할 것으로 예상되며, 이런 경우 중계코일을 사용하고 중계코일을 회전시킴으로써 효율을 높일 수 있을 것으로 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.871-872
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• 2006

본 논문은 600 kJ SMES 모델 코일의 설계와 전자기력에 의한 모델코일의 스트레스의 해석에 관한 연구 결과를 나타낸다. 모델 코일의 설계에 적용된 초전도 선재는 77 K, 자기자계 하에서 115 A인 강화 선재이며, 모델 코일은 두 개의 팬케이크 코일로 구성한 모듈 코일 3개를 적층한 형태로 총 6개 더블 팬케이크 코일로 구성되어있다. 모델 코일의 임계전류는 전류를 인가하였을 때 코일에서의 최대 수직방향 자장을 이용해 Load Line을 나타내고, 이를 운전온도인 20 K에서의 $B-I_c$ 곡선에 적용하여 결정하였으며 236 A이다. 운전전류는 임계전류의 80%인 165 A로 결정하였으며, 이는 n-Value 손실을 고려한 값이다. 또한 해석적 방법을 이용해 코일에 전류를 인가하였을 때 전자기력에 의한 모델 코일의 radial stress와 hoop stress를 계산하여 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.239-242
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• 2003

자동차 점화장치는 전원으로부터 공급된 낮은 전압을 점화코일을 통하여 연소실의 혼합기를 연소시키기에 충분한 고전압을 발생시키는 장치이며, 점화장치의 핵심은 점화코일이다. 이 점화코일은 절연성능이 우수한 절연재료가 사용되지만 고전압의 발생으로 점화코일 내부에서 일어나는 전기적 열화로 인해 누설전류가 흐르게 되어 전기적 고장을 초래할 수 있다. 이로 인하여 절연재료의 수명은 단축되며, 또한 점화코일에 전류가 흐름으로써 코일 내부에서 발생하는 온도변화에 따른 절연열화로 점화코일의 성능이 저하될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 점화코일에 사용되고 있는 절연재료에 전압이 인가될 때 발생할 수 있는 비파괴검사의 일종인 부분방전 측정을 통하여 전압변화에 따른 에폭시 성형 점화코일의 위상각($\Phi$) - 방전전하량(q) - 발생빈도수(n)의 특성 변화를 조사하고 분석함으로써 점화코일의 수명을 예측하여 자동차 점화장치의 성능진단과 정보제공을 자동차 전기장치의 발전에 도움이 될 것을 기대하며, 온도상승에 따른 점화코일의 부분방전 특성을 실험하고 분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권12호
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• pp.907-914
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• 2018

무선충전은 전선 없이 전자기기를 충전할 수 있다는 사용자의 편의적인 측면에 장점이 커 활발히 연구개발되고 널리 보급되었다. 하지만 무선충전패드에서 수신기의 중심이 어긋날 경우에 충전이 되지 않아 수신기의 중심을 잘 맞춰야 한다는 점은 사용자의 편의성이라는 무선충전의 효용성을 크게 저감시킨다. 본 논문은 이러한 무선충전의 한계를 극복하고자 수신기의 위치 자유도를 향상시키기 위한 코일 설계를 진행하였다. Tx 코일이 Rx 코일과 사이즈가 비슷할 때보다 외경 크기가 클 때 중심에서 효율은 다소 저하되었지만, 중심이 어긋날 경우의 효율이 개선되어 Rx 코일의 위치 자유도가 향상됨을 알 수 있었다. 이 때, Tx 코일에 내측 코일이 추가로 구성된 이중코일 구조를 제안하여 효율을 추가적으로 향상시킬 수 있었다. 자유도 개선 결과를 시뮬레이션과 측정을 통해 효율을 확인하였고, 경향성이 일치함을 볼 수 있었다. 측정 결과, 105~210 kHz 동작 주파수에서 송수신 코일의 전송거리 3 mm, 오정렬 15 mm일 때, 수신 코일에 전류가 1A 흐를 때 기준으로 기존 Tx 코일의 전송 효율은 37 %, 외경 크기를 키운 코일의 효율은 45 %, 내측 코일을 추가한 이중 코일은 47 %로 효율이 향상되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.14-17
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• 2000

KSTAR 핵융합 장치에 초전도 코일을 사용하는 경우 코일의 저항이 제로에 가까우므로 낮은 전압으로 20kA 이상의 전류를 흘릴 수 있어 많은 전력을 필요로 하지 않는 장점이 있다 그러나 초전도 코일 내부의 한 부분에서 온도가 상승하여 저항이 증가하는 치 현상이 자주 일어날 수 있으며 이 경우 코일이 손상된다 이를 막기 위한 회로가 치 보호회로이며 대전류 차단기와 에너지를 소비시킬 저항으로 구성되어 있다 초전도 코일에 적용 되는 전원장치의 용량은 20kA에서 35kA에 이르며 치 보호를 위해 직류 대전류 차단기를 필요로 한다. 그러나 현재 상업적으로 생산되고 있는 기계적 차단기는 교류에서만 동작하며 직류 차단이 가능한 차단기들은 용량이 위의 값에 미치지 못하며 크기와 가격 및 반복성에 있어서 제약을 가지고 있다. 따라서 기계적 스위치의 장점과 반도체 싸이리스터 스위치의 장접을 결합한 직류 대전류 차단기를 개발함으로써 시스템의 크기와 가격을 낮추어 경제적으로 더 나은 효과를 가져오며 신뢰성 및 반복성을 높인 회로를 개발하여 KSTAR 토카막 초전도 코일 치 보호시스템에 적용하고자 한다.일 치 보호시스템에 적용하고자 한다.하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.31-33
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• 2019

본 논문에서는 고주파 변압기 대신 무선 전력 전송 시스템을 적용해 양방향 전력 전송을 가능케 해주는 loosely coupled dual-active-bridge 컨버터에서, 코일 간 전송 효율을 높이기 위한 코일 형상 설계에 관한 연구를 진행하였다. 유한 요소법을 통해 여러 형태의 페라이트 코어에 대해 해석했다. 페라이트 코어 형태가 I-자 일 때 가장 높은 quality factor의 코일을 얻을 수 있었다. 또한, I-core의 ferrite plate의 크기에 따라 무선 전력 전송의 효율을 결정하는 코일의 coupling coefficient와 코일의 quality factor가 변하고 trade-off 관계가 있음을 확인하였다. 3cm의 air-gap에 대해 최대 효율을 가지는 코일 형상을 설계하여 시뮬레이션을 통해 97.8%의 코일간 전송효율을 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.455-456
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• 2015

본 논문에서는 무선전력 전송을 위한 평판 나선형 코일의 최적 형상 선정을 위해 각 코일의 형태에 따른 출력 성능을 비교 및 평가한다. 코일 간 결합계수, 각 코일의 Q-factor 측면에서 송수신 패드의 성능을 비교하며, 이를 위해 송수신 패드가 차지하는 면적을 최대한 활용하여 모델링 한다. 모델링한 코일에 대하여 수신패드의 수직 및 수평이동에 대한 성능 지표를 평가하고 코일의 최적 형상을 선정한다.