• 한국전자파학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.820-826
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• 2011

본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 효율 향상 방안을 제시하였다. 공진 코일은 헬리컬과 스파이럴 형태가 결합된 구조를 제안하였으며, 소스와 디바이스 코일은 단일 원형 루프 형태로 설계하였다. 측정 결과, 송수전 코일이 120 mm의 거리로 이격되어 있을 때 헬리컬과 스파이럴 구조를 결합한 공진기는 기존의 헬리컬 구조의 공진기보다 효율이 13 % 향상되는 결과를 보였다. 뿐만 아니라, 크기도 기존 공진기에 비해 33 % 소형화할 수 있었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권1호
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• pp.13-19
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• 2018

Wireless power transfer (WPT) based on magnetic resonant coupling is a promising technology in many industrial applications. Efficiency of the WPT system usually depends on the tilt angle of the transmitter or the receiver coil. This work analyzes the effect of the tilt angle on the efficiency of the WPT system with horizontal misalignment. The mutual inductance between two coils located at arbitrary positions with tilt angles is calculated using a numerical analysis based on the Neumann formula. The efficiency of the WPT system with a tilted coil is extracted using an equivalent circuit model with extracted mutual inductance. By analyzing the results, we propose an optimal tilt angle to maximize the efficiency of the WPT system. The best angle to maximize the efficiency depends on the radii of the two coils and their relative position. The calculated efficiencies versus the tilt angle for various WPT cases, which change the radius of RX ($r_2=0.075m$, 0.1 m, 0.15 m) and the horizontal distance (y=0 m, 0.05 m, 0.1 m), are compared with the experimental results. The analytically extracted efficiencies and the extracted optimal tilt angles agree well with those of the experimental results.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.133-139
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• 2005

스마트 디지털 콤파스를 구현하기 위하여 고투자율 등방성 자기물질을 이용한 공진형 마그네토미터(RM)을 설계하였다. 코어에 감은 코일의 인덕턴스 L은 코어의 투자율 $\mu(H)$ 에 비례함을 이론적으로 정립하였고, L의 변화는 간단한 슈미트 트리거 회로를 이용하여 주파수로 획득할 수 있었다. 또한, 반도체 스위치를 이용함으로서 회로를 간단히 구성할 수 있고, 온도에 따른 드리프트와 작동점 이동 문제를 해결할 수 있었다. 자기코어는 Metglas사의 2705M이 최적임을 알았고, RM을 이용하여 측정한 값으로 선체영구자기 성분을 구할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권3호
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• pp.126-132
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• 2017

In this study, we designed, measured, and analyzed a rearranged L-shape magnetic resonance coupling wireless power transfer (MR-WPT) system for practical applications with laptops. The typical four resonator MR-WPT (Tx part: source loop and Tx coil; Rx part: Rx coil and load loop) is difficult to apply to small-sized stationary and mobile applications, such as laptop computers, tablet-PCs, and smartphones, owing to the large volume of the Rx part and the spatial restrictions of the Tx and Rx coils. Therefore, an L-shape structure, which is the orthogonal arrangement of the Tx and Rx parts, is proposed for indoor environment applications, such as at an L-shaped wall or desk. The relatively large Tx part and Rx coil can be installed in the wall and the desk, respectively, while the load loop is embedded in the small stationary or mobile devices. The transfer efficiency (TE) of the proposed system was measured according to the transfer distance (TD) and the misaligned locations of the load loop. In addition, we measured the TE in the active/non-active state and monitor-open/closed state of the laptop computer. The overall highest TE of the L-shape MR-WPT was 61.43% at 45 cm TD, and the TE decreased to 27.9% in the active and monitor-open state of the laptop computer. The conductive ground plane has a much higher impact on the performance when compared to the impact of the active/non-active states. We verified the characteristics and practical benefits of the proposed L-shape MR-WPT compared to the typical MR-WPT for applications to L-shaped corners.

• 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.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.481-487
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• 2005

제안한 유도가열 시스템은 증류탑 장치에 사용되는 특수충진체에 의한 열교환기술과 IH(Induction-Heating)전자유도가열용의 특수한 고주파 전력회로 기술을 응용한 차세대 가열방식이다. 특히 일체의 연소과정이 없다는 점에서 작업환경의 개선이 가능하며 본 기술은 IGBT대응의 고주파 인버터를 사용하여 상용교류로부터 수[kHz]의 고주파 교류를 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 절연체 용기 내에 특수 스텐레스 발열체부하를 수납하여 용기 외부의 고주파 공진형 인버터 접속의 워킹코일로부터 비접촉 상태로 전자유도 와전류를 구조체에 흘림으로서 발열하게 되는 새로운 유체가열방식을 제안한다. 그리고 5[kW]급 풀-브릿지 공진형 인버터 시스템과 공진부하의 동작해석, 특성분석 및 본 시스템을 이용한 고효율 스팀 발생장치의 개발과 시스템의 응용에 대해 논하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.7-8
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• 2014

본 논문은 다이폴 코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonant System)을 사용한 원격 무선전력전송 개발 사례를 소개한다. 제안된 다이폴 코일 공진방식은 기존의 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)에 비하여 송신, 수신코일로만 이루어진 간단한 코일 구조와 작은 부피를 가지며, 공진도 Q를 100이하로 설계하여 주변 환경 변화에 강인한 전력전달 특성을 가진다. 본 논문에서는 원전 중대사고 시 격납건물 필수계측기용 소형 비상전원으로 개발된 10W급 7m 원격 무선전력전송 장치의 구성 및 설계과정을 제시한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.954-963
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• 2017

본 연구에서는 공진형 무선전력전송시스템에 의해 발생되는 자기장과 전기장 강도 및 이에 의한 인체 내부 전자파 비흡수율(Specific Absorption Rate: SAR) 분포를 분석하였다. 연구에서 사용된 동작주파수는 ISM 대역에 해당하는 6.78 MHz이다. 실제 시스템을 제작하고, 시스템의 송신측에 공급되는 가용 전력을 1 W로 제한하여 전기장 및 자기장 분포를 측정하고, 동일한 규격으로 시뮬레이션한 결과와 비교하였다. 피부, 지방, 근육의 순으로 조직층이 구성된 단순인체모델을 이용하여, WPT 시스템으로부터의 거리에 따른 인체 내부의 유도 전류밀도와 SAR 분포를 구하였다. 측정과 시뮬레이션을 통해 얻어진 전자파 노출 정도를 ICNIRP(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection)의 국제 권고기준과 비교하여 분석하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.103-107
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• 2002

A contact-less power supply system (CPS) allows electrical energy to supply to mobile consumers without any electrical or mechanical contact. CPS works in the same principle as a transformer, with the track litz cable forming the primary circuit and the pickup as the secondary. The track power supply generates the high frequency alternating current in the track cable. The captured AC magnetic field generated by the track conductors produces electrical energy in the pickup coil and the pickup rectifier converts the high frequency AC power to DC while regulating the power to the load. This paper presents the theoretical analysis, simulation and experiment리 results of the series-parallel resonant converter working as contact-less power supply system.