• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.355-360
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• 2024

본 논문에서는 4-코일 방식의 자기공진 무선전력전송 시스템을 구현하는 데 있어서, 송전 공진코일의 끝단에서 발생하는 선간 방전현상을 연구하였다. 자기공진 무선전력전송은 급전코일, 송전 공진코일, 수전 공진코일, 부하코일로 구성되어 있다. 여기서 송전 공진코일은 급전코일에서 발생한 자기장을 증폭하여 전방의 수전 공진코일로 전달하는 역할을 한다. 큰 전력을 전송하기 위하여 급전코일에 높은 전류를 흘려주면 송전 공진코일 끝단에 높은 전압이 유기되어 선간 방전현상이 일어나게 된다. 선간 방전현상은 송전기 케이스를 손상시키게 되고, 송전기를 사용할 수 없는 상태로 만든다. 따라서 이러한 선간 방전현상을 제거하기 위하여, 선간 방전을 일으키는 송전 공진코일에 유기되는 전압을 분석하고, 해결 방안을 제시하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권3호
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• pp.835-847
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• 2017

A transmitting coil with an optimal topology and number of turns can effectively improve the performance of the wireless power transfer (WPT) systems for endoscope robots. This study proposes the evaluation parameters of the transmitting coils related to the performance of the WPT system to standardize the design of the transmitting coils. It considers both the quality factor of transmitting coils and the coupling factor between the two sides. Furthermore, an analytical model of transmitting coils with different topologies is built to exactly estimate the evaluation parameters. Several coils with the specified topologies are wound to verify the analytical model and the feasibility of evaluation parameters. In the case of a constant power received, the related evaluation parameters are proportional to the transfer efficiency of the WPT system. Therefore, the applicable frequency ranges of transmitting coils with different topologies are determined theoretically. Then a transmitting coil with a diameter of 69 cm is re-optimized both theoretically and experimentally. The transfer efficiency of the WPT system is increased from 3.58% to 7.37% with the maximum magnetic field intensity permitted by human tissue. Finally, the standardized design of the transmitting coil is achieved by summing-up and facilitating the optimization of the coils in various situations.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.78-83
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• 2019

In this study, we analyze the structure of the transceiver coil in the inductive power transfer (IPT) system. In the IPT system, the transceiver coil design needs to have the highest magnetic coupling possible because of the relatively low magnetic coupling due to the large gap of distance without the core. The transmitting coil may be formed as a multi-layer type according to the distance between the transmitting and receiving coils if the receiving coil is configured as a multi-layer type on the inner structure of the receiving apparatus, thereby improving the magnetic coupling and system efficiency. We compare and analyze the coil magnetic coupling, and system efficiency according to the layer structure of the transmitting and receiving coils and verify the analysis by JMAG simulation. Experimental results show that the layer structure of the transceiver should be considered according to the inner space of the receiving device and the spacing distance.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.21-25
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• 2014

As wireless power transfer (WPT) technology using strongly coupled electromagnetic resonators is a recently explored technique to realize the large power delivery and storage without any cable or wire, this technique is required for diffusion of electric vehicles (EVs) since it makes possible a convenient charging system. Typically, since the normal conducting coils are used as a transmitting coil in the CPT system, there is limited to deliver the large power promptly in the contactless EV charging system. From this reason, we proposed the combination CPT technology with HTS transmitting antenna, it is called as, superconducting contactless power transfer for EV (SUWPT4EV) system. As the HTS coil has an enough current density, it can deliver a mass amount of electric energy in spite of a small scale antenna. The SUCPT4EV system has been expected as a noble option to improve the transfer efficiency of large electric power. Such a system consists of two resonator coils; HTS transmitting antenna (Tx) coil and normal conducting receiver (Rx) coil. Especially, the impedance matching for each resonator is a sensitive and plays an important role to improve transfer efficiency as well as delivery distance. In this study, we examined the improvement of transmission efficiency and properties for HTS and copper antennas, respectively, within 45 cm distance. Thus, we obtained improved transfer efficiency with HTS antenna over 15% compared with copper antenna. In addition, we achieved effective impedance matching conditions between HTS antenna and copper receiver at radio frequency (RF) power of 370 kHz.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.111-117
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• 2019

전자기 유도형 무선전력전송에서는 송신 코일과 수신 코일의 상대적 위치에 따른 자기장 분포와 동력 전달 효율이 매우 중요하다. 본 연구는 ECG 센서를 사용한 HFSS 시뮬레이션 결과를 실제 측정 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과 송신 코일과 수신 코일 간의 정렬이 어느 정도 변경 되더라도 전송효율은 비교적 안정적으로 유지 될 수 있음이 나타났다. 수신 코일의 중심이 송신 코일의 중심과 완벽하게 일치하면 전송효율이 최대가 되며, 수신 코일의 중심이 송신 코일의 중심으로부터 ± 10mm 내의 이동은 전송효율의 감소가 크지 않음을 확인 하였으며, 무선 전력 전송 시스템의 성능이 크게 저하되지 않는 것으로 확인 되었다. 본 결과는 이식형 센서를 위한 무선 전력의 활용에서 무선 전송의 표준화 된 적용 방법을 제안한다. 이를 통해 이식형 임플란트의 개발에 있어 무선전력전송에 대한 기준을 제시하고, 관련 디바이스의 개발에 적용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.219-225
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• 2013

자왜방식 원거리 초음파검사의 최적화된 개별 응용들을 위해, 분리되어 적층된 송수신 나선형 코일 배열들이 사용되어 왔었다. 본 연구에서는 기존에 비해 반으로 줄어든 다리 폭을 갖는 나선형 코일들과 이 다리 폭 감소에 기인한 빈 공간들을 활용할 때, 보다 쉬운 사용과 제조를 허용하는 단층 구조를 형성하도록 송수신 코일들이 배열될 수 있다는 것을 실증하였다. 다리 폭에 비례하는 수신코일의 감은 수 때문에 단층 코일 배열의 감도는 대응되는 이층 코일 배열의 그것의 반 정도이었지만 이는 메인-뱅(main bang) 에코로 인한 포화로부터 수신증폭기의 보다 빠른 회복을 허용하였다. 또한 지향성 조종과 SNR(signal-to-noise ratio)의 관점에서는 이 두 종류의 코일 배열들이 거의 같은 성능을 갖는 것으로 밝혀졌다.

• ETRI Journal
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• 제44권2호
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• pp.339-345
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• 2022

This article presents an investigation of the effects on a grounding system of wireless power transfer (WPT) when transmitting over relatively far distances, that is, up to 1.25 m. Conventional two-coil WPT systems are sufficiently commercialized in strong coupling range, but it is important to accomplish the long-range WPT in weak coupling range for further various applications. This system depends on the coupling effect between the two coils that the grounds of the transmitting and receiving coils should be completely separated. However, when evaluating the performance of two-coil systems with the instrument consisting of two ports and one common ground, undesirable problems occur in weak coupling ranges, for example, obtaining disagreeable transmission efficiency and degrading system stability/reliability. We investigate the problems of the leakage power from common ground systems and provide a practical solution to obtain a reliable WPT system by using an isolation transformer. The usefulness of this approach is that it is possible to achieve the stability of the system with relatively far transmitting distances and to determine the exact transmission efficiency.

• 수산해양기술연구
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• 제30권1호
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• pp.25-32
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• 1994

An underwater speaker was made of a moving coil driver unite of usual speaker, acryl-boards, polyester resin, rubber and castor oil and it's frequency characteristics was measured in range of 250~600Hz in air water tank and sea. The results of measurements are follows: 1. Transmitting and receiving frequency of measurement frequency were similar in air, water tank and sea. 2. The input and output wave forms of a manufactured speaker which is not water-proof in air were similar to each other in 300~450Hz, but other frequencies showed distorted wave forms. 3. The input and output wave forms of an underwater speaker in water thank and sea were similar to each other in 250~600Hz. But output wave forms showed combination waves with very low frequency. 4. Transmitting and receiving frequency wave forms and resisting pressure of an underwater speaker at 80m in the depth of water were in good condition. Therefore it can be possible to use it as an underwater speaker.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.306-309
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• 2019

Wireless charging is a technology of transmitting power through an air gap to an electrical load for the purpose of energy dissemination. Compared to traditional charging with code, wireless power charging has many benefits of avoiding the hassle from connecting cables, rendering the design and fabrication of much smaller devices without the attachment of batteries, providing flexibility for devices, and enhancing energy efficiency, etc. A transmitting coil and a receiving coil for inductive coupling or magnetic resonant coupling methods are available for the near field techniques, but are not for the far field one. In this paper, the wireless power transfer (WPT) circuit by using magnetic resonant coupling method with a resonant frequency of 13.45 Mhz for the low power system is implemented to measure the power transmission efficiency in terms of mutual distance and omnidirectional angles of receiver.