• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.15-15
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• 2015

본 논문은 무선전력전송을 위한 자기공진코일의 최적 설계에 관한 내용이다. 공진코일의 턴수, 공진코일 사이의 거리, 코일을 형성하는 도선의 두께, 공진코일의 구조에 따라 공진시스템의 공진주파수와 전송효율 등의 공진특성에 영향을 준다. 이때 소스코일과 수신코일은 턴수가 1인 단일원형루프코일을 사용한다. 공진시스템의 공진특성은 상용툴인 HFSS를 이용한 시뮬레이션으로 분석하였고, 측정을 통해 성능을 검중하였다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.19 no.2
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• pp.355-360
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• 2024

In this paper, in implementing a 4-coil resonant wireless power transmission system, we studied the discharge phenomenon that occurs at the end of the transmitting resonance coil. Resonant wireless power transmission consists of a power supply coil, a transmitting resonance coil, a power receiving resonance coil, and a load coil. The transmitting resonance coil serves to amplify the magnetic field generated from the power supply coil and transmits it to the front receiving resonance coil. When a high current flows through the power supply coil in order to transmit large power, a high voltage is induced at the end of the transmitting resonance coil. It causes line-to-line discharge. Line-to-line discharge phenomenon damages the transmitter case and renders the transmitter unusable. Therefore, in order to eliminate this line-to-line discharge phenomenon, the voltage induced in the transmitting resonance coil that causes line-to-line discharge was analyzed and a solution was proposed.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.5-6
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• 2011

자계 공진(Magnetic resonance)을 이용한 무선전력전송을 위해 새로운 형태의 동축형 구조를 가지는 자기 공진 코일(Self-Resonant Coil)을 제안한다. 코일은 헬리컬 코일과 동축형 커패시터로 구성된다. 공진 주파수를 조정하기 위해 동축 구조는 병렬로 연결하고, 코일의 Q-factor를 높이기 위해 리츠 코일을 병렬로 연결하였다. 제안된 자기 공진 코일은 소형으로 제작이 가능하며, 우수한 전력전송특성을 가진다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.60-61
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• 2010

본 논문에서는 휴머노이드 로봇 등에 적용하기 위해, 평판형 급전코일과 집전코일의 접촉 유무에 따라 공진주파수가 변화하는 접촉식 무선충전 시스템을 제안하였다. 다양한 급집전코일에 대해 코일의 형상과 위치별 급집전효율 및 EMF(ElectroMagnetic Field)의 영향을 연구했다. 평판형 집전코일은 어레이 형태로 바닥에 설치되는데, 입력전원에 대해 각각 병렬로 연결되어 있어서 집전코일이 접촉하지 않는 경우에는 공진주파수가 입력전원의 주파수를 크게 벗어나서 자동으로 전원공급이 최소화된다. 집전코일이 급전코일 어레이 위에 위치하는 경우에는, 급전코일의 공진주파수가 입력전원의 주파수와 일치하게 되어 전력이 공급되게 된다. 따라서 집전코일이 덮고 있는 부분만 급전코일 어레이에 전력이 공급되므로, 급집전 효율이 높고 인체에 대한 자기장 노출이 작아져서, 경제적이고 안전한 무선충전 시스템을 구성할 수 있다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.4
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• pp.466-473
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• 2013

In this paper, a compact planar multi-loop self-resonant coil of high quality factor with a coaxial cross section is proposed for effective wireless charging. The proposed coil has high Q-factor and a resonant frequency of a coil can be easily controlled by adjusting distributed capacitance. For designing the coil, a self-inductance and a distributed capacitance are calculated theoretically. The self-inductance is calculated from the sum of the mutual energies between small circular loops that are made by dividing the cross section of the coil. To verify its properties and calculation results, the self-resonant coils are fabricated by using a coaxial cable with characteristic impedance of $50{\Omega}$. The measured frequencies are very consistent with the calculated ones. In addition, the resonant frequency can be adjusted slightly by the tuning parameter ${\gamma}$. The resonant coils are applied to a tablet PC, the Q-factors of the Tx and Rx resonant coils are 282 and 135, respectively. As a result of measurement when height between the two resonant coils is 4.4 cm, the power transfer efficiency is more than 80 % within a radius of 5 cm.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.21 no.6
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• pp.564-572
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• 2010

In this paper, characteristics on arrangement of coils in the wireless power transfer system based on magnetic resonance is presented. A helical structure is used for a self-resonant coil. To design a proper self-resonant helical coil, its inductance and capacitance are obtained. Using the finite element method, the self-resonant coil designed is simulated and characteristics of wireless power transfer with various arrangement between Tx and Rx resonant coils is analyzed. For verification, a prototype of a wireless power transfer system based on magnetic resonance is fabricated and efficiency of different arrangement such as both vertical and parallel arrangements is measured. From the measurement, transmission efficiency of 50 % for parallel arrangement is obtained within twice the diameter of the coil while for the vertical arrangement it is measured within one and a half diameter of the coil. Maximum efficiency of 84.25 % is observed at the distance 40 cm from the resonant coil in the case of parallel arrangement.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1561-1562
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• 2015

본 논문에서는 자기공명 방식 무선전력전송 시스템의 공진기 재질에 따른 전송 특성을 분석하였다. 12.74MHz의 공진 주파수를 갖는 무선전력전송 시스템을 구현하여 공진 코일에 초전도 코일을 적용하였으며, 비교를 위해 구리를 이용한 공진 코일을 제작하였다. 이 때 network analyzer를 이용하여 S-parameter $S_{11}$을 측정하였다. 실험결과, 초전도 공진 코일을 적용하였을 때 구리코일보다 반사계수가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.21 no.6
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• pp.614-619
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• 2017

In this paper, we optimize the wireless power transmission (WPT) coil, and then compare the EM simulation and measurement using magnetic coupling at 6.78 MHz. As transmission efficiency is affected by various factors such as the shape of the system, the size of the coils, the coil structure is proposed to consist of a helical resonant for transmission and a spiral resonant for reception. The size of the coil and the distance between the coils are determined to minimize the volume problem, and the shape of the coil are confirmed by EM simulation. A WPT system is designed with 860mm diameter top plate and cylindrical structure of column spaced 600mm apart, and the characteristics are simulated and measured. The simulation shows that ${\mid}S_{21}{\mid}$ is -0.53 dB with the efficiency of 88%, and the measurement result is that ${\mid}S_{21}{\mid}$ is -0.71 dB with the efficiency of 85%.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.3-4
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• 2015

자기공진형 무선전력에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며 산업계의 관심 또한 꾸준히 증가하고 있다. 하지만 실제 무선전력을 개발하고 적용하는데 많은 어려움이 있으며 실용화 관점의 개발 가이드 역시 부족한 실정이다. 이에 자기공진형 무선전력을 산업계에 보급하고자 최적 설계 플랫폼에 대해 연구 및 제작하였다. 자기공진형 무선전력 최적 설계 플랫폼은 코일 성능을 예측하는 코일 디자이너, 공진 회로를 구성하기 위한 자기공진형 회로 최적화 모듈, 그리고 완성된 시스템에서 성능을 미리 알 수 있도록 성능 시뮬레이터로 구성되어 있다. 실제 설계, 개발 및 실증까지 가능한 자기공진형 최적 설계 플랫폼에 대해 소개한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.5-6
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• 2015

본 논문에서는 토로이달 트랜스포머를 사용한 공진형 무선전력전송 시스템의 임피던스 매칭법을 제안한다. 공진코일과 병렬 연결된 토로이달 트랜스포머를 사용하여 1, 2차 코일에 의한 전력손실을 줄이면서 이론적으로 얻을 수 있는 최대 전력전송효율 또한 얻을 수 있음을 보였다. 품질계수가 각 각 549와 525인 직사각형 송 수전부 공진코일에 토로이달 트랜스포머 2차 코일을 연결한 후 1차 코일의 턴 수를 변경하여 송 수전부 공진코일 사이의 간격이 40 cm에서 약 90%, 100 cm에서 약 60%의 효율을 얻었다.