• 전자공학회논문지
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• 제52권2호
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• pp.70-74
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• 2015

본 논문에서는 직교송신부에 $90^{\circ}$ 위상 천이된 전력 입력방식을 사용하여 2차원의 공진형 무선전력전송 송, 수신기를 설계 및 구현하였다. 제안한 송신기 각각의 직교 코일을 사용하여 상호 인덕턴스를 최소화하였으며 $90^{\circ}$ 위상 천이된 전력 입력방식을 사용하여 2차원의 공간으로 자계 에너지를 방사하도록 설계하였다. 이는 일반적인 무선전력 전송에서 위치에 따라 전송효율이 급격히 감소되는 문제점을 해결하여 2차원공간의 공진형 무선전력 전송을 가능케 한다. 이때의 공진주파수는 6.78 MHz이며, 송수신 공진기의 사이 거리가 200 mm일 때, 2차원 전 방향에서 40 % 이상의 무선전력 전송효율을 얻을 수 있다.

• 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.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.22-26
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• 2016

본 논문에서는 공 모양의 구조를 이용하여 공진형 무선 전력 전송용 송 수신기를 설계 및 구현하였다. 제안된 송신기의 코일을 공 모양으로 감음으로써 3차원의 공간으로 자계 에너지를 방사하도록 하였다. 송신기의 각각의 면을 나선 구조로 함으로써 높은 Q 값을 얻을 수 있도록 설계하였다. 이것은 기존의 무선 전력 전송 시스템에서 위치에 따라서 전송효율이 변하는 문제점을 해결하였다. 그리고 3차원에서의 공진형 무선 전력 전송을 가능하게 한다. 이때의 공진주파수는 6.78 MHz이며, 송 수신기 사이 거리가 200 mm일 때, 3차원 전 방향에서 40% 이상의 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.933-940
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• 2017

본 논문에서는 부성 임피던스 변환기(Negative Impedance Converter: NIC)를 적용한 무선전력전송 시스템을 제안하였다. 차폐물질의 영향을 고려하여 전송 시스템을 구성하였다. 전송효율 개선을 위하여 부성 임피던스 변환기에서 발생한 부성저항을 적용하여 송신단의 Q 인자가 향상했다. NIC는 연산증폭기와 저항 소자로 구현하였으며, 특정 저항에 따른 부성저항 특성을 얻었다. 송신 코일의 크기는 $250mm{\times}250mm{\times}0.8mm$이며, 임피던스와 Q 인자는 각각 $31+j1874{\Omega}$, 60이다. 부성저항이 약 $30{\Omega}$일 때, 송신단의 저항이 감소하여 Q 인자는 약 900으로 증가했으며, 이는 기존 대비 약 15배 향상된 결과이다. 제안하는 시스템에 대하여 전송 효율을 측정하였으며, 기존 시스템과 비교하여 효율이 크게 향상되었다. 따라서 NIC의 효과로 전송 효율이 개선될 수 있는 것을 검증하였다.