• 전기학회논문지
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• 제66권12호
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• pp.1844-1851
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• 2017

As the capacity of the wireless power transmission increases, a higher supply current which may induce current in nearby conductive parts requires. Induced current may affect electric shock to the human body and malfunction of the electrical equipment. In order to prevent such induced phenomena as a risk factor, shielding is required between the source of the wireless power transmission and the conductive parts. The resonance frequency for the large capacity wireless power transmission has the wavelength of several hundred meters, so most environments are included in the near-field area. By wave impedance, the electric field has higher density in the near-field area and needs to be analyze for protecting. For this purpose, it is necessary to select a substance having a larger electric conductivity and optimized shielding structure. In this paper, an aluminum base shielding structure was presented to conduct experiments on thickness, position, and heat dissipation. In the 35 kW, 60 kHz environments, the optimized 5T Al base shielding structure attenuates the induced current to 43 %.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.76-79
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• 2017

본 논문에서는 저주파 자기유도방식의 소형 단말기 충전 기술에 적용되고 있는 상용 코일에 적용 가능한 연자성체 기반 차폐구조를 설계하였다. 연자성 재료는 높은 투자율과 낮은 자기손실 특성 등 강점이 있는데 반해, 낮은 절연 특성으로 와전류에 의한 전력 손실이 큰 단점이 있다. 본 연구에서는 연자성 재료에 격자형태의 패턴을 구현하여 와전류 경로를 줄임으로써 전력 손실을 개선하였으며, 외부로 누설되는 자기장 저감 효과를 가진 차폐구조를 제안하였다. Qi 표준인 WPC 상용 A10 코일을 위한 연자성체 기반 차폐구조를 설계하였으며, 제작 및 측정을 통해 본 논문에서 제안한 구조가 효과적으로 누설 자기장을 저감할 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.296-301
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• 2016

Using high magnetic flux from a 60 Hz high-current cable, a 2 W wireless-powered energy harvesting receiver for sensor operation, internet of things (IoT) devices, and LED lights inside electrical cable tunnels is proposed. The proposed receiver comprises a copper coil with a high number of turns, a ring-shaped ferromagnetic core, a capacitor for compensating for the impedance of the coil in series, and a rectifier with various types of loads, such as sensors, IoT devices, and LEDs. To achieve safe and easy installation around the power cable, the proposed ring-shaped receiver is designed to easily open or close using a clothespin-shaped handle, which is made of highly-insulated plastic. Laminated silicon steel plates are assembled and used as the core because of their mechanical robustness and high saturation flux density characteristic, in which the thickness of each isolated plate is 0.3 mm. The series-connected resonant capacitor, which is appropriate for low-voltage applications, is used together with the proposed receiver coil. The concept of the figure of merit, which is the product weight and cost of both the silicon steel plate and the copper wire, is used for an optimized design; therefore, the weight of the fabricated receiver and the price of raw material is 750 gf and USD $2 each, respectively. The 2.2 W powering capability of the fabricated receiver was experimentally verified with a power cable current of $100A_{rms}$ at 60Hz.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권12호
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• pp.907-914
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• 2018

무선충전은 전선 없이 전자기기를 충전할 수 있다는 사용자의 편의적인 측면에 장점이 커 활발히 연구개발되고 널리 보급되었다. 하지만 무선충전패드에서 수신기의 중심이 어긋날 경우에 충전이 되지 않아 수신기의 중심을 잘 맞춰야 한다는 점은 사용자의 편의성이라는 무선충전의 효용성을 크게 저감시킨다. 본 논문은 이러한 무선충전의 한계를 극복하고자 수신기의 위치 자유도를 향상시키기 위한 코일 설계를 진행하였다. Tx 코일이 Rx 코일과 사이즈가 비슷할 때보다 외경 크기가 클 때 중심에서 효율은 다소 저하되었지만, 중심이 어긋날 경우의 효율이 개선되어 Rx 코일의 위치 자유도가 향상됨을 알 수 있었다. 이 때, Tx 코일에 내측 코일이 추가로 구성된 이중코일 구조를 제안하여 효율을 추가적으로 향상시킬 수 있었다. 자유도 개선 결과를 시뮬레이션과 측정을 통해 효율을 확인하였고, 경향성이 일치함을 볼 수 있었다. 측정 결과, 105~210 kHz 동작 주파수에서 송수신 코일의 전송거리 3 mm, 오정렬 15 mm일 때, 수신 코일에 전류가 1A 흐를 때 기준으로 기존 Tx 코일의 전송 효율은 37 %, 외경 크기를 키운 코일의 효율은 45 %, 내측 코일을 추가한 이중 코일은 47 %로 효율이 향상되었다.