• Journal of Power Electronics
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• 제18권4호
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• pp.1268-1277
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• 2018

A relatively high operating frequency is required for efficient wireless power transfer (WPT). However, the alternating current (AC) resistance of coils increases sharply with operating frequency, which possibly degrades overall efficiency. Hence, the evaluation of coil AC resistance is critical in selecting operating frequency to achieve good efficiency. For a Litz wire coil, AC resistance is attributed to the magnetic field, which leads to the skin effect, the proximity effect, and the corresponding conductive resistance and inductive resistance in the coil. A numerical calculation method based on the Biot-Savart law is proposed to calculate magnetic field strength over strands in Litz wire planar spiral coils to evaluate their AC resistance. An optimized frequency can be found to achieve the maximum efficiency of a WPT system based on the predicted resistance. Sample coils are manufactured to verify the resistance analysis method. A prototype WPT system is set up to conduct the experiments. The experiments show that the proposed method can accurately predict the AC resistance of Litz wire planar spiral coils and the optimized operating frequency for maximum efficiency.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4101-4106
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• 2011

본 논문에서 기존 underpass와 via를 갖는 단층 나선형 박막 인덕터를 확장하여 제한된 점유면적 내에서 인덕턴스를 증가시킬 수 있는 하층 나선형 코일과 via를 갖는 2층 나선형 박막 인덕터의 구조를 제안하고 주파수 특성을 확인하였다. 인덕터의 구조는 Si를 $300{\mu}m$, $SiO_2$를 $7{\mu}m$으로 하였으며, Cu 코일의 폭과 선간의 간격은 각각 $20{\mu}m$으로 설정하여 3회 권선하였다. 나선형 박막 인덕터의 성능을 나타내는 인덕턴스, quality-factor, SRF에 대한 주파수 특성을 HFSS로 시뮬레이션 하였다. 2층 나선형 박막 인덕터는 0.8~1.8GHz 범위에서 3.2nH의 인덕턴스, 2.5GHz에서 최대 8.2 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 5.8GHz로 시뮬레이션 결과를 얻었다. 반면에 단층 나선형 박막 인덕터는 0.8~1.8GHz 범위에서 1.5nH의 인덕턴스, 8GHz에서 최대 18 정도의 품질계수를 가지며, SRF는 19.2GHz로 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제8권4A호
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• pp.461-464
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• 1999

Planar type thin film inductors have a potential for the application of miniaturized DC-DC converters. For those high current applications, the magnetic film with high current capability is required. The current capability of magnetic films is mainly determined from high saturation magnetization (4$\piM_s$) as well as large anisotropy field $(H_k)$. We fabricated a double rectangular spiral thin film inductor which consist of magnetic layer, coil and insulator. Highest inductance values as well as best frequency characteristics can be obtained from 5 MHz and quality factor exhibit about 7.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.648-655
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• 2007

본 논문에서는 유도결합을 이용한 RFID 시스템에서 주변의 RF 잡음의 영향을 감소할 수 있는 이중 코일 안테나를 새로이 제안하고 실험하였다. 이중 코일 안테나는 동일한 구조의 코일 2개가 직렬로 연결되어 있으며 두 코일에 유도되는 잡음 전압의 크기가 같고 극성이 반대가 되어 서로 상쇄되도록 고안된 구조이다. RFID 리더에 이중 코일 안테나를 사용한 경우에 단일 코일 안테나에 비하여 RF 유도 잡음이 약 15 dB 감소하였다.

• 한국자기학회지
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• 제11권5호
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• pp.222-225
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• 2001

1W급의 DC-DC converter에 탑재하기 위해 FeTaN 연자성 자성박막을 이용한 박막형 인덕터를 제조하여 특성을 평가하였다. 자심부분은 2$\mu\textrm{m}$ 두게의 F $e_{78.81}$T $a_{8.47}$ $N_{12.71}$ 연자성 박막을 사용하였으며 코일부분은 100$\mu\textrm{m}$ 두게의 Cu를 사진공정과 전기도금공정을 이용하여 제조하였다. 제조된 박막 인덕터의 디자인은 상호인덕턴스를 효율적으로 증가시킬 수 있는 double rectangular spiral형태였으며 측정된 특성은 DC-DC converter의 작동주파수인 1 MHz에서 인덕턴스 980nH, 저항 1.7 $\Omega$Q 값은 3.55였다.다.

• 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.

• Journal of Magnetics
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• 제6권2호
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• pp.73-76
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• 2001

A double rectangular spiral type inductor has been fabricated by using FeTaN films. The inductor is composed of internal coils sandwiched by magnetic layers. Characteristics of inductor performance are investigated with an emphasis on planarization of magnetic films. In the absence of the planarization process, the grating topology of the upper magnetic films over the coil arrays degrades the soft magnetic properties and the inductor performance. It also induces a longitudinal magnetic anisotropy with the easy axis aligned to the magnetic flux direction. This alignment prevents the upper magnetic films from contributing to the total induction. Glass bonding is a viable method for achieving a completely planar inductor structure. The planar inductor with glass bonding shows excellent performance: inductance of 1.1 $\mu H$, Q factor of 7 (at 5 MHz), and the current capability up to 100 mA.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.3295-3297
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• 1999

This paper presents the fabrication of an electromagnetic micro actuator consisting of a Parylene diaphragm with a spiral copper coil and a permanent magnet. The copper coil is fabricated by electroplating and patterning. The frequency response of the actuator are obtained using a laser vibrometer. When the input voltage is 3 V, the DC deflection is 5 ${\mu}m$, and the resonance frequency is about 35 Hz. Also, the mechanical sensitivity of the actuator diaphragm is 69 ${\mu}m/V$.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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• pp.532-538
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• 2000

A double rectangular spiral inductor is fabricated using FeTaN films. The inductor is composed of internal coils sandwiched by magnetic layers. Characteristics of inductor performance are investigated with an emphasis on planarization of magnetic films. In the absence of the planarization process, the grating topology of upper magnetic films over coil arrays degrades the soft magnetic properties and the inductor performance. It also induces a longitudinal magnetic anisotropy with the easy axis aligned to the magnetic flux direction. This alignment prevents the upper magnetic films from contributing to the total induction. Glass bonding is a viable method for achieving a completely planar inductor structure. The planar inductor with glass bonding shows excellent performance : inductance of 1.1 H, Q factor of 7 (at 5 MHz), and the dc current capability up to 100 mA.