• 전기학회논문지
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• 제68권1호
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• pp.207-214
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• 2019

A large-capacity wireless power system is a technology that transmits electric power of kW or more in a noncontact type. Electric cars, electric buses, and electric railways. In order to increase the power transmission efficiency, a resonance method using a frequency of kHz is applied and the efficiency is 80 ~ 90%. In this case, the loss is 10 ~ 20% other than efficiency, and corresponds to several hundreds of W to several kW in kW class wireless power transmission. 35 kW wireless feed system environment, and induced current in the nearby conductive part was measured. As a result of analysis, it was confirmed that induction phenomenon is higher as the loop configuration of the conductive part per area is dense. The increase of the induced current in the mesh loop is characterized by the density of the nearby conductive part having a permeability per unit area. The concentration of the magnetic field by the permeability is increased and the induction phenomenon causing the induction current is increased. It was confirmed that induction phenomenon increases by about 2.7 times when 9 times dense structure is formed.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.352-355
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• 2013

본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템을 위한 고출력 가변 공진기를 제안하였다. 공진 코일에는 스파이럴 구조를 사용하였으며, 공진 코일의 양 끝단에 고출력용 가변 트리머 커패시터를 연결하여 주파수 가변이 용이하도록 설계하였다. 3D 시뮬레이션 툴과 등가 회로 모델링 기법을 이용하여 커패시터 용량 변화에 따른 공진 주파수 변화와 전달특성을 예측하였다. 무선 전력 전송 시제품을 제작하여 측정한 결과, 송/수신 코일이 160 mm의 거리로 이격되어 있을 때, 3.0~4.5 MHz 범위의 공진 주파수 가변이 용이하였으며, 50%이상의 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.67-73
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• 2016

최근 들어 전 세계적으로 무선전력전송이 많이 연구되고 있다. 무선 전력전송이란 전기기기가 전선이 없어도 무선으로 전력을 공급하는 기술이다. 본 논문에서는 ICT 기반의 무선전력전송 시스템을 설계, 제작하였다. 제안된 시스템은 기존 시스템보다 픽업코일에 접촉는 면적을 증대하여 같은 L값과 C값을 사용해도 효율이 높아질 수 있도록 설계하였다. 무선 전송의 송 수신부와 고효율의 코일부로 구성되어 있으며, 시스템의 전송 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 특히 무선 송 수신부는 ICT 기술과 연동이 가능하도록 설계하여 실시간 원격 모니터링이 가능하도록 제작하였고, 대기전력을 절감하는 효과를 연구하였다. 이를 위하여 기업에서 무선전력전송 시스템에 사용된 IGBT소자의 최대 주파수 20[KHz]를 사용하여 이에 가장 적절한 L, C값을 찾기 위해 많은 필드실험을 통하여 가장 효율적인 L값 $23.9[{\mu}H]$, C값 $2.64[{\mu}F]$을 선정하여 시스템을 구성하였다. 또한 대기전력을 감소하기 위해 출력전류를 제어하는 알고리즘을 설계하여 적용하였다. 이 결과 기존의 장비보다 무선전력전송용량과 효율이 75[%]에서 80[%]로 전력전송 유효거리를 10[%] 증가하여 대기전력의 감소 및 유지보수 비용이 절감하였고, ICT 기술을 이용한 무선 송수신부 와 프로그램을 개발하여 사용자가 취득된 데이터로 시스템의 고장 검출을 쉽게 할 수 있게 하였다.

• 전기학회논문지
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• 제65권4호
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• pp.684-688
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• 2016

The magnetic resonance method requires high quality factor(Q-factor) of resonators. Superconductor coils were used in this study to increase the Q-factor of wireless power transfer(WPT) systems in the magnetic resonance method. The results showed better transfer efficiency compared to copper coils. However, as superconducting coils should be cooled below critical temperatures, they require cooling containers. In this viewpoint, shielding materials for the cooling containers were applied for the analysis of the WPT characteristics. The shielding materials were applied at both ends of the transmitter and receiver coils. Iron, aluminum, and plastic were used for shielding. The electric field distribution and S-parameters (S11, S21) of superconducting coils were compared and analyzed according to the shield materials. As a result, plastic shielding showed better transfer efficiency, while iron and aluminum had less efficiency. Also, the maximum magnetic field distribution of the coils according to the shielding materials was analyzed. It was found that plastic shielding had 5 times bigger power transfer rate than iron or aluminum. It is suggested that the reliability of superconducting WPT systems can be secured if plastic is used for the cooling containers of superconducting resonance coils.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.1-5
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• 2011

근접 통신 시스템(NFC)의 전력 전송 효율과 수동형 RFID의 동작 거리 향상을 위해 자기 공명 공진코일을 이용한 무선전력전송 방식을 근접 통신 단말에 적용하였다. 소스코일과 디바이스코일 사이에 공진코일을 배치시켜 시스템을 구성하였으며, 효율을 13.56MHz 대역의 RFID 리더와 태그 시스템을 사용하여 측정하였고, 3차원 시뮬레이터를 통하여 시뮬레이션 하였다. RFID 리더와 태그를 통해 측정한 결과, 자기 공명 공진코일을 적용한 경우 신호의 송수신 최대 거리는 96.72%, RFID 태그의 수신된 전압은 17.95% 증가함을 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권4호
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• pp.329-331
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• 2014

A simple realization of an alignment-free wireless power transmission (WPT) system is presented in this letter. The WPT system consists of a transmitter with three reconfigurable modes corresponding to various controllable magnetic field directions in the azimuthal plane and an algorithm for the optimum mode selection carried by sensing the reflected voltage of the system. Twelve light emitting diodes (LEDs) are used to confirm the on- and off-state of LEDs powered wirelessly by the transmitter at every $15^{\circ}$ of the azimuthal plane. A criterion voltage from the reflected power of the system is found by using the correlation between the reflected voltage and the on- and off-state of the LEDs. Simply by continuous; monitoring of the voltage from the system, the system maintains power to the LEDs. The system is realized by MATLAB/Simulink and a National Instrument data acquisition device (DAQ) board. Measurements using the system show on-state LEDs in the azimuthal plane except at the angles of $60^{\circ}$, $75^{\circ}$, $180^{\circ}$, and $300^{\circ}$.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.246-251
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• 2016

본 논문에서는 자기공진방식 무선전력전송 표준인 A4WP (alliance for wireless power) 주파수 6.78 MHz에서, 1 m 거리 무선전력전송 안테나를 최적화하고 이에 따른 시뮬레이션 및 측정 결과를 비교하였다. 전력전송 거리는 시스템 형태, 안테나의 크기, 공진기내 코일과 코일사이 간격인 피치(pitch) 등 다양한 요인에 따라 영향을 받으며, 전자계 시뮬레이션을 통해 이를 확인하였다. 시뮬레이션을 통해 고정된 거리에 대하여 최적화된 무선전력전송 안테나를 설계하였으며, 거리에 따른 전송손실인 ${\mid}S_{21}{\mid}$ 값을 계산하였다. 설계된 안테나를 제작하여 측정치를 시뮬레이션 값과 비교한 결과, 최대 1.3 m 거리에서 시뮬레이션은 전송손실 1.6dB 및 효율 69 %, 측정결과는 전송손실 1.5dB 및 효율 70 %를 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.97-102
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• 2012

본 논문은 전선을 통하여 전력을 전달하는 일반적인 전력전송방식이 사용될 수 없는 환경에서 무선으로 전력을 전송하는 비접촉 전력전송기기 개발에 관한 것이다. 전력전송 방식은 자기공명방식보다 큰 전력을 전송하기에 적합한 전자기유도방식을 이용 하였다. 전력전송기기의 설계 방법은 전기장하(Electirc loading)와 자기장하(Magnetic loading)의 비율로 코어와 코일을 설계하는 장하분배법(Loading Distribution Method)으로 설계 하였고 유한요소법(Finite Elements Method)으로 기기에 발생하는 전자기장을 해석하여 설계한 전력전송기기의 적합성을 판단하고 적정한 설계치를 보정하였다. 본 연구를 통하여 개발된 전력전송방식은 비접촉식으로 수 mm 거리를 가지는 근거리에서 무선으로 전력을 전송하기에 적합함을 보였다.

• 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.

• 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.