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논문 기본 정보

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학술저널
저자정보
이훈희 (서울과학기술대학교) 정창원 (서울과학기술대학교)
저널정보
대한전자공학회 전자공학회논문지 전자공학회논문지 제54권 제4호 (통권 제473호)
발행연도
2017.4
수록면
16 - 21 (6page)

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본 논문은 모바일 기기(노트북, 핸드폰, 태블릿 PC 등)를 위한 공진형 무선전력전송 시스템(Magnetic Resonance - Wireless Power Transfer; MR-WPT)의 실용성을 높이기 위한 평면형 소형 공진기 설계 방법을 제안하였다. 제안된 소형 평면형 공진기는 네 개의 루프와 공진기를 사용하는 공진형 무선전력 시스템에 적용 되며, 또한 무선전력 시스템은 송신기(Tx)와 수신기 (Rx)가 동일한 루프와 공진기로 이루어졌다. 제안된 공진기는 나선형(Spiral) 코일의 형태로 소형 모바일 크기에 적합한 50mm × 50 mm의 크기 이내로 설계 되었으며, 나선형 공진기의 선 두께와 선간 갭(gap) 그리고 선의 길이를 달리하는 4종류의 나선형 공진기를 선정하였다. 또한 작은 공진기 부피에서 높은 인덕턴스와 캐패시턴스를 얻기 위해 공진기 기판 (아크릴 εr = 2.56, tan δ = 0.008)의 양면을 모두 활용하였다. 또한 루프는 공진기 부피를 최소화하기 위해 공진기와 동일 평면상에 설계 하였고, 이 또한 서로 다른 3가지의 크기를 사용하였다. 제안된 무선전력전송 시스템은 Tx와 Rx 두 개의 아크릴 기판에 제작되었으며, Tx와 Rx의 루프와 공진기는 구리시트로 만들어졌다. 제안된 12개의 조합 (공진기 4종 × 루프 3종)의 루프와 공진기에 대한 전력전송효율을 근 전송 거리 (1cm∼5cm)상에서 시뮬레이션과 측정을 통해 산출하였다. 측정 결과 전력전송효율은 전송거리 1～5 cm에 따라 ≒ 40 % 그리고 최대 ≒ 70 % 이며, 이때 공진주파수는 A4WP 표준 무선전력전송 주파수인 ≒ 6.78 MHz를 유지한다. 제안된 부피에서 최소화된 평면형의 소형 공진기를 이용한 소형 모바일 기기의 공진형 무선전력 어플리케이션에 대한 가능성을 실험적으로 확인하였다.
#MR-WPT #small-size #optimization #planar loop and resonator

목차

요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 평면형 소형 공진기 설계
Ⅲ. 시뮬레이션 및 측정
Ⅳ. 결론
REFERENCES

참고문헌 (8)

참고문헌 신청
Y. Huang, J. Wang, T. Sun, X. Xie, G. Li, Y. Gu, and Z. Wang, “An efficiency-enhanced wireless power transfer system with segmented transmitting coils for endoscopic capsule”, Circuits and Systems(ISCAS), 2013 IEEE International Symposium on, pp. 2279-2282, May 2013. T. P. Duong and J. Lee, “Experimental results of high-efficiency resonant coupling wireless power transfer using a variable coupling method”, IEEE Trans. Microw. Wireless Compon. Lett, Vol. 21, no. 8, pp. 442-444, July 2011. A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, M. Solja??i?, “Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances,” Science, vol. 317, no. 83, pp. 83-86, July 2007. A. Rajagopalan, A. K. RamRakhyani and D. Schurig, “Improving Power Transfer Efficiency of a Short-Range Telemetry System Using Compact Metamaterials”, IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, Vol. 62, no. 4, pp. 947-955, February 2014. S. Iguchi, P. Yeon, H. Fuketa, K. Ishida, T. Sakurai and M. Takamiya, ‘Wireless Power Transfer With Zero-Phase-Difference Capacitance Control”, IEEE Transactions On Circuits And Systems?I: Regular Papers, Vol. 62, no. 4, April 2015.

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