• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.1-5
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• 2011

근접 통신 시스템(NFC)의 전력 전송 효율과 수동형 RFID의 동작 거리 향상을 위해 자기 공명 공진코일을 이용한 무선전력전송 방식을 근접 통신 단말에 적용하였다. 소스코일과 디바이스코일 사이에 공진코일을 배치시켜 시스템을 구성하였으며, 효율을 13.56MHz 대역의 RFID 리더와 태그 시스템을 사용하여 측정하였고, 3차원 시뮬레이터를 통하여 시뮬레이션 하였다. RFID 리더와 태그를 통해 측정한 결과, 자기 공명 공진코일을 적용한 경우 신호의 송수신 최대 거리는 96.72%, RFID 태그의 수신된 전압은 17.95% 증가함을 보였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.24-31
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• 2018

An induction heating (IH) resonant converter, as well as its coil design method, is proposed in this study to improve the heat capability of low- and high-resistance IH vessels. Conventional IH resonant converters have been designed only for heating high-resistance containers designed for IH application. Thus, the primary current in the resonant tank becomes extremely high to transfer the rated power when the converter heats the low-resistance vessel. As a result, the rated power cannot be transferred due to overcurrent flows against the rated switch current. Hence, the optimal number of coil turns and proper operating frequency to heat high- and low-resistance vessels are proposed in this study by analyzing an IH load model. Simulation and experimental results using a 2.4 kW prototype resonant converter and its IH coil validate the proposed design.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.564-572
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• 2010

본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 공진 코일의 배열에 따른 특성을 제시한다. 공진 코일에는 헬리컬 구조를 사용하였다. 공진 코일을 설계하기 위해 헬리컬 코일의 인덕턴스와 커패시턴스를 구하였다. 유한 요소법을 이용하여 설계된 공진 코일을 시뮬레이션 하였고, 송수전 공진 코일 간의 다양한 배열에 대한 특성을 해석하였다. 검증을 위하여 시제품을 제작하였고, 수직 및 평행 배열일 때의 효율을 측정하였다. 측정 결과, 평행 배열일 때는 50 %의 전달 효율을 얻을 수 있는 구간이 코일 지름의 2배 이내였고, 수직 배열일때는 코일 지름의 1.5배 이내였다. 제작한 시제품은 평행 배열된 송수전 공진 코일이 40 cm 간격일 때 최대 84.25 %의 효율을 보였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권2호
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• pp.602-611
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• 2019

The major drawbacks of magnetic resonant coupled wireless power transfer (WPT) to the embedded sensors on spindles are transmission instability and low efficiency of the transmission. This paper proposes a novel double-loop coil design for wirelessly charging embedded sensors. Theoretical and finite-element analyses show that the proposed coil has good transmission performance. In addition, the power transmission capability of the double-loop coil can be improved by reducing the radius difference and width difference of the transmitter and receiver. It has been demonstrated by analysis and practical experiments that a magnetic resonant coupled WPT system using the double-loop coil can provide a stable and efficient power transmission to embedded sensors.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.355-360
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• 2024

본 논문에서는 4-코일 방식의 자기공진 무선전력전송 시스템을 구현하는 데 있어서, 송전 공진코일의 끝단에서 발생하는 선간 방전현상을 연구하였다. 자기공진 무선전력전송은 급전코일, 송전 공진코일, 수전 공진코일, 부하코일로 구성되어 있다. 여기서 송전 공진코일은 급전코일에서 발생한 자기장을 증폭하여 전방의 수전 공진코일로 전달하는 역할을 한다. 큰 전력을 전송하기 위하여 급전코일에 높은 전류를 흘려주면 송전 공진코일 끝단에 높은 전압이 유기되어 선간 방전현상이 일어나게 된다. 선간 방전현상은 송전기 케이스를 손상시키게 되고, 송전기를 사용할 수 없는 상태로 만든다. 따라서 이러한 선간 방전현상을 제거하기 위하여, 선간 방전을 일으키는 송전 공진코일에 유기되는 전압을 분석하고, 해결 방안을 제시하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.45-51
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• 2012

In this paper, the wireless power transfer system using the magnetic resonance was designed and the effect of resonant coil radius and load resistance to this system was analyzed by the circuit analysis method. As a result, the calculated transmitted-power is similar to measured one, and the coil size has a small effect to the coupling coefficients in the resonant frequency band. In addition, the fact that the calculated transmitted-power according to the source frequency is similar to measured one confirms that the circuit analysis methode in this paper is valid. The input side transmission efficiency ${\eta}_i$ including only the loss in the power transfer circuit is almost 90[%] with the large coil in the 10[cm] transfer distance, and 65[%] with the small coil in 1[cm]. The source side transmission efficiency ${\eta}_s$ is 30~40[%] at both coil when load resistance below 4.7[${\Omega}$] has been connected. Considering that the maximum ${\eta}_s$ is 50[%], this is valid in the practical applications.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제3권1호
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• pp.83-87
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• 2014

This paper describes the magnetic field analysis of wireless power transfer via magnetic resonant coupling. The wireless power transfer system for supplying power to electric vehicle is developed. The parameters of coil transfer system are simulated by the finite element method (FEM). Therefore the coil structure of power transfer system can be accurately analyzed. This paper deals with 3kW wireless transfer system.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.352-355
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• 2013

본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템을 위한 고출력 가변 공진기를 제안하였다. 공진 코일에는 스파이럴 구조를 사용하였으며, 공진 코일의 양 끝단에 고출력용 가변 트리머 커패시터를 연결하여 주파수 가변이 용이하도록 설계하였다. 3D 시뮬레이션 툴과 등가 회로 모델링 기법을 이용하여 커패시터 용량 변화에 따른 공진 주파수 변화와 전달특성을 예측하였다. 무선 전력 전송 시제품을 제작하여 측정한 결과, 송/수신 코일이 160 mm의 거리로 이격되어 있을 때, 3.0~4.5 MHz 범위의 공진 주파수 가변이 용이하였으며, 50%이상의 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.466-473
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• 2013

본 논문에서는 무선 충전에 사용할 수 있는 동축 단면의 도선을 이용한 소형 평판형 다중 루프 자기 공진 코일을 제시한다. 제안한 공진 코일은 높은 품질 계수를 갖고, 분포 커패시턴스를 조절하여 쉽게 공진 주파수를 제어할 수 있다. 공진 코일의 설계를 위해 제안한 공진 코일의 자기 인덕턴스 및 분포 커패시턴스 값을 이론적으로 계산하였다. 자기 인덕턴스는 단면 분할법을 사용하여 분할된 단면 사이의 상호 에너지의 합으로 계산할 수 있다. 검증을 위해, 특성 임피던스 $50{\Omega}$ 동축선으로 공진 코일을 제작하였다. 측정된 공진 주파수는 계산된 공진 주파수와 거의 일치하였고, 튜닝 파라미터 ${\gamma}$를 조절하여 원하는 공진 주파수로 조절할 수 있었다. 제작한 공진 코일을 태블릿 PC에 적용한 결과, 송 수전부 공진 코일의 품질 계수는 각각 282, 135를 가졌다. 공진 코일 사이의 간격이 4.4 cm인 경우, 송전부 공진 코일의 반경 5 cm 이내에서 80 % 이상의 전력 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.211-219
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• 2019

In magnetically coupled resonant (MCR) wireless power transfer (WPT) systems, the introduction of additional intermediate coils is an effective means of improving transmission characteristics, including output power and transmission efficiency, when the transmission distance is increased. However, the position of intermediate coils in practice influences system performance significantly. In this research, a three-coil MCR WPT system is adopted as an exemplification for determining how the spatial position of coils affects transmission characteristics. With use of the fundamental harmonic analysis method, an equivalent circuit model of the system is built to reveal the relationship between the output power, the transmission efficiency, and the spatial scales, including the axial, lateral, and angular misalignments of the intermediate and receiving coils. Three cases of transmission characteristics versus different spatial scales are evaluated. Results indicate that the system can achieve relatively stable transmission characteristics with deliberate adjustments in the position of the intermediate and receiving coils. A prototype of the three-coil MCR WPT system is built and analyzed, and the experimental results are consistent with those of the theoretical analysis.