• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.9-16
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• 2020

무선충전 기술은 사용자가 선 없이 충전할 수 있는 편리함의 이점으로 많은 모바일 전자기기의 필수요소로 자리 잡게 되었고, 지속적인 연구 개발에 의해 다양한 무선충전 시스템이 제안되고 있다. 대표적인 무선충전 시스템으로는 송수신 코일의 배치와 충전효율의 상관관계를 고려하여, 송수신 코일을 근거리 평면에 배치한 2D 평면 코일 시스템이 주로 사용되어왔다. 최근에는 평면으로 넓은 공간을 차지하는 2D 코일시스템에 높이구배를 주어, 공간을 효율적으로 사용하기 위한 3차원 코일시스템이 제안되고 있다. 하지만, 3차원 코일시스템은 2D 코일시스템에 비해 충전효율이 낮고, 특히 송수신 코일간의 거리가 멀어질수록 전력전송 효율이 급격하게 저하되는 경향이 있다. 본 논문에서는 기존 3차원 코일시스템의 단점인 낮은 충전효율과 충전자유도를 개선하기 위해 새로운 무선충전 시스템 설계를 제안한다. 3차원 형상으로 송신코일과 수신코일을 설계하였고, 이때 송신코일 내부에 독립된 송신코일을 추가로 구성한 이중 송신코일 구조를 제안하여 전송효율과 자유도를 개선할 수 있었다. 측정실험 결과, 107 kHz 동작주파수에서 송수신 코일의 거리가 8 mm일 때 제안한 시스템의 효율은 40.10 %로 기존 코일의 최대전송효율인 20.5 %에 비해 크게 증가했다. 본 논문에서 제안한 3차원 이중송수신 코일시스템은 실제 무선충전 시스템 설계 시 다양한 디자인의 무선충전 시스템 설계 및 충전효율 개선에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.389-396
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• 2015

펄스 유도(Pulse Induction) 방식의 금속 탐지기 코일 설계에 대하여 살펴보았다. 0.3 mm, 0.5 mm, 1.0 mm의 직경을 갖는 도선과 $30cm{\times}30cm$ 및 $35cm{\times}35cm$ 크기의 유전체 탐지판을 이용하여 탐지 코일을 제작하였고, 코일 크기와 코일 감은 수 등의 파라미터 변화에 따른 코일 시정수 및 코일 전류 등의 특성을 살펴보았다. 도선의 직경, 코일 크기 및 코일 감은 수 변화에 따른 코일의 인덕턴스, 저항 및 시정수 값에 대하여 계산 결과와 측정 결과를 비교 분석하였다. 또한, 입력 펄스폭 변화에 따른 탐지 코일의 전류 변화에 대하여 계산 결과와 측정 결과를 비교 분석함으로써 펄스 유도 방식의 금속탐지기 코일 설계에 대하여 논하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.663-664
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• 2006

최근에 모터제조 산업계에서는 국제시장에서 동 가격(Copper Cost)이 급격히 상승함에 따라 자연히 알루미늄 코일의 사용에 대하여 더 많은 관심을 갖게 하고 있다. 이는 알루미늄 도체 코일이 동선 코일에 비해 연성이 낮아 모테 권선작업 중에 자주 끊어져 제조상에 어려움은 있기는 하지만 모터 제조원가를 절감하려는 산업계의 피나는 노력에 비추어 볼 때 많은 관심을 불러일으키기기에 충분하다. 본 논문은 산학협력 프로그램의 일환으로 모터 설계 컴퓨터 도구를 이용하여 기존 동선 코일을 사용한 모터와 새로운 알루미늄 코일을 사용한 모터의 성능을 비교하여 교류 전동기에서 알루미늄 코일의 적용 가능성에 대하여 고찰한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.31-33
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• 2019

본 논문에서는 고주파 변압기 대신 무선 전력 전송 시스템을 적용해 양방향 전력 전송을 가능케 해주는 loosely coupled dual-active-bridge 컨버터에서, 코일 간 전송 효율을 높이기 위한 코일 형상 설계에 관한 연구를 진행하였다. 유한 요소법을 통해 여러 형태의 페라이트 코어에 대해 해석했다. 페라이트 코어 형태가 I-자 일 때 가장 높은 quality factor의 코일을 얻을 수 있었다. 또한, I-core의 ferrite plate의 크기에 따라 무선 전력 전송의 효율을 결정하는 코일의 coupling coefficient와 코일의 quality factor가 변하고 trade-off 관계가 있음을 확인하였다. 3cm의 air-gap에 대해 최대 효율을 가지는 코일 형상을 설계하여 시뮬레이션을 통해 97.8%의 코일간 전송효율을 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.202-203
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• 2013

본 논문에서는 무선 전력 전송 시스템의 두가지 회로방식(Topology)에 대해 분석하고 수신단 코일이 송신단 코일의 약 6.7%인 시스템을 설계한다. 또한 전원단 설계와 전원 저항, 부하 저항 설계방향을 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.849_850
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• 2009

본 논문에서는 mass heating에 적용되는 고주파 유도가열 코일의 형상설계에 대한 내용을 기술하였다. 고주파 전류가 흐르는 가운데, workpiece가 가장 고른 열분포 특성을 가질 수 있도록 가열시킬 수 있는 코일의 형태를 결정하는 과정을 나타내고 있다. 이를 설명하기 위해 유한요소법을 이용하여 와전류와 열전도 등의 결과를 데이터화하고 각 결과들의 순환적 재입력으로 수치들의 변화를 시각적으로 나타내어 제안된 코일 형상에 대한 효율성을 입증한다. 연구의 과정은 3차원 유한 요소 프로그램인 ANSYS로 이루어진다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.877-881
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• 1996

승용차나 소형승합차에는 현가장치의 스프링으로 코일스프링을 많이 사용하고 있으며 최근 들어 승차감의 상을 위해 변위의 증가와 함께 스프링 정수가 증가하는 경화 특성 스프링(hardening type spring)을 많이 채택하고 있는데, 이 특성을 나타낼 수 있는 방법 중 하나가 등반경-테이퍼 소재의 코일스프링이다. 이 논문에서는 주어진 차량조건으로부터 이상적인 스프링 특성곡선을 계산하고 이 곡선을 분할하여 직선의 연결로 근사시켜 분할한 수만큼의 직선적 특성의 스프링으로 직렬 연결되어 있다고 가정하여 이 곡선에 근접된 특성을 가지는 등반경-테이퍼 소재 코일 스프링의 설계방법을 제시하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.19-20
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• 2015

본 논문은 동작 주파수에 따른 임피던스 분석을 통해 무선 전력 전송 컨버터의 최적 설계 방법을 제안한다. 기존의 무선 전력 전송에는 크게 4가지의 토폴로지가 있는데 본 논문은 SS 토폴로지에 대한 최적 설계 방법을 제시한다. 무선 전력 전송이 가지는 근본적인 특징인 코일 간의 낮은 커플링 계수로 인해 컨버터 설계 시 많은 제약 사항들을 고려해야 한다. 일반적인 변압기와 달리 코일 간의 커플링 계수가 0.2 안팎이므로 충분한 자화 인덕턴스를 가지기 위해서는 코일의 턴 수를 늘리는 방안이 있으나 턴 수에 따라 코일 저항이 늘어나, 도통 손실이 증가하는 문제가 있다. 또한 낮은 자화 인덕턴스는 높은 자화전류에 의한 컨버터의 1차 측 전류의 상승을 야기하며, 도통손실을 증가시킨다. 따라서 본 논문에서는 무선 전력 전송용 컨버터의 최적 설계를 임피던스 변화의 관점에서 수학적인 분석을 통해 제안하고, 그에 따른 시뮬레이션으로 검증하고자 한다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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• pp.297-301
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• 2000

ELF 전자파의 생물학적인 영향 평가를 위한 in vitro 세포 실험에서 노출장치의 설계는 코일내피 유도기전력(E)과 전류밀도(J) 해석과 함께 이루어져야 한다. 균일 자기장 속에서 세포를 배양할 경우애도 배양기내의 전도성 매질로 인해 균일한 E와 J가 분포하지 않는다. 따라서 균일한 ELF 자기장 노출장치로부터 발생되는 샘플 매질 내에서의 E나 J를 정확히 예측하는 것은 in vitro 세포실험의 성공여부를 가늠 할 정도로 매우 중요한 정보가 된다. 이에 본 논문에서는 in vitro 실험에 적합한 ELF in vitro 노출 장치를 설계하고 노출 장치에 대한 전자기학적 평가를 수행하였다. 코일 내에서 샘플 매질의 유무와 샘플 내에서도 세포가 놓여질 임의의 위치에 따라 E와 J를 예측하고 검증을 위한 측정과 시뮬레이션을 시도하였다. 노출장치는 헬름 홀쯔 코일로 제작되었고 자기장의 세기는 1-2OG 범위 내에서 가변이 가능하다. 또한 코일내의 자기장의 분포가 균일(uniform), 비균일(nonuniform)만 두 가지모드를 각각 제작하여 보았다.