• Journal of Magnetics
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• 제20권4호
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• pp.450-459
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• 2015

In this paper, the safety distances and maximum permissible power (MPP) of resonant wireless power transfer systems are defined and derived with regard to human exposure to electromagnetic field (EMF). The definition is based on the calculated induced current density and electric field in the standard human model located between the transmitting and receiving coil. In order to avoid the adverse health effects such as stimulation of nerve tissues, the induced current and electric field must not exceed the basic restriction values specified in EMF safety guidelines. The different combinations of diameters of the coils and the distance between the two coils are investigated and their effects are analyzed. Two versions of EMF safety guidelines (ICNIRP 1998 and ICNIRP 2010) are used as bases for safety distance calculation and the difference between the two guidelines are discussed.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제8권1호
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• pp.98-105
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• 2019

Energy autonomy is a system that is sustained by energy from an independent and distributed source such as renewable energy. In this paper, we propose a robotic energy autonomy in which a robot obtains energy from a renewable energy source with a limited storage capacity. As an energy transfer method, wireless power transfer is used to solve the problem of the conventional contact charging method, mechanical complexity, and to obtain high energy transfer efficiency, the image information is used to align the transmitting and receiving coils accurately. A small scale thermoelectric energy source with boost converter, battery charger, and wireless power transfer coil is constructed and an actual charging experiment is conducted to verify the proposed autonomy system.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.160-165
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• 2022

본 논문에서는 드론 무선충전을 위해 지상 고정 무선전력전송 송신기에 착륙하는 드론과 같이, 고정 송신기와 상대적인 거리 및 코일 정렬이 변화하는 수신기에 적용하는 6.78 MHz 자기공진 무선전력전송 기술을 제안하였다. 송신 및 수신 코일간 상대 거리와 코일 면적 부정렬비 등에 따른 전력전달 특성을 연구하였다. 송수신 코일은 직접 급전방식으로 60×80mm² 크기로 설계하고 상대거리 최대 50mm에서 수평 방향 면적 부정렬 상태를 가정하여 코일 중심축이 XY평면에서 각각 0-40mm 어긋날 때 특성을 유도하였다. 송수신 코일간 거리 및 면적 부정렬비에 따라 3차원 전자계 시뮬레이션을 통한 전력전송특성을 유도하고 제작한 시스템 특성을 시뮬레이션과 비교하였다. 무선전력전송 송수신 코일간 시뮬레이션 특성과 측정치는 수직거리 최대 30mm, 50% 면적 부정렬 상태에서-3dB 이상의 전달특성을 나타내었다. 본 연구를 통해 송수신기간의 상대거리 및 부정렬 상황에 따라 직접 급전 방식에 따른 특성을 예측할 수 있었으며 직접 급전 방식은 송수신 코일간 상대적 거리가 짧고 부정렬 면적비가 작아 결합계수가 큰 경우 유리함을 알수 있었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제19권1호
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• pp.48-55
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• 2019

Unmanned aerial vehicles (UAVs) using communications, sensors, and navigation equipment will play a key role in future warfare. Currently, UAVs are monitored to prevent misfire and accidents, and the conventional method adopted uses wires for data transmission and power supply. The repeated connection and disconnection of cables increases maintenance time and harms the connector. For convenience and stability, a wireless power transfer system to power UAVs is needed. Unlike other wireless power transfer (WPT) applications, the size of the receiving coils must be small, so that the WPT systems can be embedded inside space-limited UAVs. The small size reduces the coupling coefficient and transfer efficiency between the transmitting and the receiving coils. In this study, we propose a toroidal-shaped coil for a WPT system for UAVs with high coupling coefficient with minimum space requirements. For validation, conventional coils and the proposed toroidal-shaped coil were used and their coupling coefficient and power transfer efficiency were compared using simulated and measured results. The simulated and measured results were strongly correlated, confirming that the proposed WPT system significantly improved efficiency with negligible change in the space requirement.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.607-615
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• 2016

본 논문은 유도기전력을 이용하여 에너지 및 데이터 전송에 대한 것이다. 무기체계는 실제 사용되는 시간에 비해 상당히 오랜 시간을 저장상태로 유지되게 된다. 탄의 전원공급원으로 주로 사용되는 보존형 전지의 경우 이러한 장기저장 동안 점차 본연의 특성을 잃게 되어 막상 사용할 시점에는 제대로 된 성능을 발휘 할 수 없는 경우가 종종 발생한다. 장기간 저장에 따라 발생하는 신관의 다양한 문제를 해결하기 위해, 전원공급원을 내장하여 사용하는 것이 아니라, 신관 사용 직전 다른 장치로부터 전송되는 유도전원을 이용할 수 있도록 고안 하였다. 유도기전력을 이용한 통신에 있어 시스템에 따른 가장 적합한 캐리어 주파수 설정 대한 연구를 수행하였으며, 유도 전원의 통신 방식도 기존 FM, AM 변조 방식 대비 짧은 시간에 많은 데이터 전송이 가능한 듀티비 변조방식을 적용하였다. 이 실험을 통해 유도코일이 기존 신관의 전원을 문제 없이 대체할 수 있으며, 유도 코일이 전자식 신관의 전원 공급 장치가 될 수 있는 가능성을 보여주고 있다.

• 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.

• 동력기계공학회지
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• 제15권2호
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• pp.13-18
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• 2011

This thesis is about the result of conducting a specific experiment for the development of noncontact vibration displacement sensor for measuring the spindle vibration that is used for conditional monitoring of machinery. One should be careful when using the eddy current type displacement sensor because the sensitivity of it is different according to the quality of the material. While the probe used for nondestructive inspection adopts the effect of transmitting the material by using the high frequency domain, the eddy current type displacement sensor uses the lower frequency of around 1MHz. Also, while the nondestructive probe uses the method of enhancing output by using the resonance zone, the vibration displacement sensor utilizes the stable zone by avoiding the resonance zone. Since the oscillator of the converter uses the "L" element as Probe, its characteristic changes with the variation of a relevant impedance. In other words, if the length of Probe's Cable gets extended (Impedance increase), the sensitivity declines accordingly. The effect of surrounding temperature was small, but the influence of the quality of Sensor Coil used was high. Moreover, following an experimental demonstration of the phenomenon where the sensitivity decreases as the frequency of the tested material increases from a frequency response test, the maximum frequency that could be measured was approximately 1KHz. It was noted that the degree of precision could be maintained by using the gap of the probe in the linear zone at the installation site.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.142-149
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• 2019

전기자동차를 무선으로 충전하기 위하여서는 전기에너지를 전송하기 위한 코일이 꼭 필요하다. 코일의 형태는 기본적인 원형 코일에서부터 두 코일 간의 커플링 효과를 높이기 위한 DD 형상의 코일 등 여러 종류가 있다. 하지만 코일 간 커플링이 좋은 DD 형상의 코일은 송수신 측 전력변환장치의 구조가 복잡해지는 단점이 있어 사용에 제한이 있다. 본 논문에서는 자유공간에서 2개의 코일을 이용하여 무선으로 전력을 전송할 때 제작이 편리한 스파이럴 인덕터의 인덕턴스 값을 계산하고 적절한 크기의 인턱터를 설계하는 방법을 제시하였다. 공진기에서 XLm 값이 부하저항 값과 비슷하여질 때 bifurcation 현상이 나타나므로, 이 현상이 덜 일어나도록 XLm 값을 최소부하저항 값과 같도록 선택하여 공진기에 필요한 인덕턴스 값을 계산하였다. 계산된 인덕턴스 값을 스파이럴 인덕터로 구현하기 위하여 스파이럴 인덕터에서 인덕턴스 값과 인턱터의 크기, 턴 수, 총 코일 길이와의 관계를 알아보았다. 또한, 두 개의 코일의 수평 이격에 따른 결합계수 k 값의 변화를 알아본 후 적절한 인덕터를 선정하였다.