• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.747-750
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• 2019

웨어러블 디바이스는 일상생활에서 실질적으로 필수적이며 사용자들에게 편리하게 이용되고 건강관리와 의학 분야 등에 활용되고 있다. 전력분야에서 전원 배터리의 사용시간의 한계를 극복하고 효율적인 충전방법에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 무선전력전송은 전선을 사용하지 않고 무선으로 전기장을 부하에 전력을 전달하는 기술이다. 이 전송기술은 저 전력의 스마트폰에서부터 고 전력을 사용하는 철도 충전시스템까지 응용분야가 다양하다. 충전방식은 유도방법과 자기공진방법의 2 종류로 나누는데 자기공진주파수는 13.45 Mhz를 사용하였다. 본 연구에서는 전송효율을 측정 비교하기 위하여 2 종류의 하드웨어를 구현한 후 비교하는데 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.163-169
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• 2016

본 논문에서는 소형 모바일 기기에 적용이 가능하도록 코일형 및 루프형 공진기의 평면화를 통해 소형화하여 자기공진형 무선전력전송 시스템을 구축하였다. 제안된 디스크형 이중코일공진기(disk type double coil resonator)는 아크릴 기판(acrylic substrate)의 양면에 얇은 구리 재질을 2 mm의 넓이(width)와 1 mm의 간격(pitch)으로 8번 감은 수의 나선코일패턴을 설계하여 최외각단을 연결한 구조이다. 이 공진기는 구리 재질의 패턴 길이에 의한 유도용량과 각 양쪽 나선코일패턴간의 아크릴 사이에 발생하는 정전용량을 이용하여 6.78 MHz에서 공진한다. 공진기에 설계된 나선코일패턴의 크기는 최외각 지름이 9 cm로 소형화 되었다. 급전 및 부하공진기로 사용되는 루프는 5 mm 굵기의 동선을 이용하여 지름 10 cm의 단일 루프로 구현하였다. 또한, 6.78 MHz에서 공진할 수 있도록 3,300 pF 커패시터(capacitor)를 직렬로 연결하였다. 디스크형 이중코일공진기의 특성을 알아보기 위해 다양한 공진기 재배열을 통해 시스템을 구성 및 측정하였으며, 소형 무선전력전송 시스템의 최대 전송효율은 35.67 %를 보였다. 제안된 공진기의 구조를 통해 더 작은 소형화 구조 설계가 가능할 것으로 기대된다.

• 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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.381-382
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• 2012

Wireless power transfer (WPT) system studied recently is very attractive because it removes power cables from home appliances, office equipment and battery chargers for electric vehicle. In this paper a pickup design method based on a conventional design method is proposed. A prototype pickup system designed according to the proposed method is constructed and tested, and its validness is verified.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.851-859
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• 2013

본 연구는 뇌졸중 편마비 환자를 대상으로 비마비측과 상지부종이 있는 마비측의 정량적 감각 평가(QST)를 비교함으로서 부종 관리 및 치료에 대한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구의 목적에 맞는 아급성기 뇌졸중 환자I군(n=15)과 만성기 뇌졸중 환자II군(n=17)을 대상으로 비마비측과 마비측에 대한 상지용적의 차이, 기계적 동통 역치(MPT), 냉감역치(CST), 온감역치(WST), 냉통증역치(CPT), 온통증역치(WPT), 진동감각 역치(VST)에 대한 정량적 감각 평가(QST)를 실시하였다. 그 결과, 각 군내 비교 시 모든 측정 항목에서 유의한 차이가 나타났고(p<.001), I군과 II군의 군간 마비측 감각 평가 비교에서는 기계적 동통 역치(MPT)를 제외한 모든 측정 항목에서 유의한 차이가 나타났다(p<.05). 아급성기에는 만성기에 비해 상지부종으로 감각역치 증가로 인한 감각저하가 초래되었음을 확인할 수 있었다. 뇌졸중 환자의 부종에 따른 감각적 특성 차이를 정량적 평가를 통해 알아보고자 하였다.

• 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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.110-119
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• 2013

As the technologies such as middle-range resonant WPT (wireless power transfer) advance that utilizes medium and low-frequency magnetic field, the importance of safety of such magnetic field is growing. The research on the effect of electromagnetic field on the human body has been mainly done on the GHz range of mobile phones, or 50~60Hz range of electric power systems. However, there has been relatively few works on the 100kHz~10MHz range used in the resonant wireless power transfer. Since there is a difference in the limiting value of magnetic field between widely used ICNIRP EMF guideline and IEEE C95.1 standard, there can be possible confusion when establishing EMF (Electromagnetic Field) standard on the wireless power transfer device in the future. In this paper, the induced current in the human body, which is the basic restriction of the EMF guideline, is calculated using Quasi-static FDTD method when 3D high-resolution human model is exposed to the 100kHz~10MHz magnetic field. Using this result, the feasibility of the magnetic field reference level in the ICNIRP guideline is analyzed.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.41-45
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• 2014

본 논문에서는 입력전력에 따라 드레인 바이어스를 조절하여 낮은 입력 전력에서도 고효율 동작이 가능한 무선전력전송용 고효율 class-E 전력증폭기를 설계하였다. 고효율 동작이 가능한 class-E 전력증폭기에 적응형 바이어스 조절회로를 추가하여 낮은 입력 전력에서 드레인 바이어스를 조절함으로써 전체적인 효율의 향상을 얻을 수 있다. 제안된 적응형 class-E 전력증폭기는 효율의 향상을 위해 직렬 공진회로와 입, 출력 정합회로를 이용하여 구현하였으며, 입력전력에 따라 드레인 바이어스를 조절하기 위해 방향성 결합기, 전력 검출기, 연산 증폭기를 이용하여 적응형 바이어스 조절회로를 구성하였다. 따라서 전력증폭기의 최대출력과 전력효율은 13.56 MHz에서 41.83 dBm, 85.67 %이고, 0 dBm ~ 6 dBm의 낮은 입력 전력에서 고정형 바이어스보다 평균 8 %의 효율의 증가를 확인하였다.

• 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.