• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.625-636
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• 2019

This paper proposes an active leakage magnetic field (LMF) suppression scheme, which uses the dual-transmitter (DT) topology, for EV wireless charging systems (EVWCS). The two transmitter coils are coplanar, concentric and driven by separate inverters. The LMF components generated by the three coils cancel each other out to reduce the total field strength. This paper gives a detailed theoretical analysis on the operating principles of the proposed scheme. Finite element analysis is used to simulate the LMF distribution patterns. Experimental results show that when there is no coil misalignment, 97% of the LMF strength can be suppressed in a 1kW prototype. These results also show that the impact on efficiency is small. The trade-off between LMF suppression and efficiency is revealed, and a control strategy to balance these two objectives is presented.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.180-191
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• 2022

In this paper, a single-stage alternating current (AC)-DC converter is proposed for the automated-guided vehicle wireless charging system. The proposed converter is capable of soft-switching under all input voltage (VAC: 220 Vrms ± 10%), load conditions (0-1 kW), and air gap changes (40-60 mm) by phase control at a fixed switching frequency. In addition, controlling a wide output voltage (Vo: 39~54 VDC) is possible by varying the link voltage and improving the input power factor and the total harmonic distortion factor. Experimental results were verified by making a prototype of a 1-kW wireless power charging system that operates with robustness to changes in air gaps.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.607-614
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• 2017

본 연구에서는 마이크로 컨트롤러를 기반으로 한 PWM 제어 기술을 통해 스마트폰 무선충전을 위한 강압 컨버터를 설계 및 제작하였다. 전압센서를 이용해 출력전압이 기준전압을 따라가도록 피드백 제어 회로를 제작하였다. 강압 컨버터로 311V를 12V 로 출력하고 DC 전압 12V를 무선으로 연결하여 5V 충전 전압을 출력한다. 실험을 통해 스마트폰 무선 충전용 강압 컨버터의 유효성을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.941-951
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• 2016

화석 연료의 사용이 문제가 되고 있는 상황에서, 고효율 전기 엔진의 등장은 전기 자동차 개발을 가속화시켰다. 하지만 전기 자동차의 개발 비용을 줄이기 위해 소형 베터리를 사용한 결과 충전 빈도가 잦아져 불편을 유발하게 되었다. 이동식 무선충전 기술이 해결책으로서 활용될 수 있지만, 충전의 빈도가 잦아지면 사용자의 위치정보를 노출하게 되는 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 전기 자동차의 무선충전 기반시설을 제안하고, 이때 발생할 수 있는 보안이슈에 대해 분석한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.237-243
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• 2015

본 논문에서는 전자기 유도 방식을 이용하여 무선전력전송 시스템을 구현하고 전송 효율을 측정하였다. 또한 수신부 코일의 세부 조건 변화에 따른 효율 변화를 확인하고 최적의 코일 조건을 제시하였다. 제작한 송수신부 회로를 이용하여 수신 코일 위치에 따른 전압 변화를 측정하고, 같은 위치에서 인덕턴스 값 변화에 따른 전압변화를 측정하였으며, 휴대폰 충전 시간을 측정하는 앱을 개발하여 충전 상태에 따른 무선전력전송 충전 시간을 비교하여 이를 통해 최적의 무선전력전송 시스템을 구현하고자 하였다. 개발된 전자기 유도방식을 이용한 무선전력전송 시스템은 주파수 125 kHz를 사용하며, 핸드폰 50%에서 60%까지 충전 시 유선 충전기는 16분, 무선충전기는 23분의 충전시간을 가졌다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.59-60
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• 2015

무선전력전송은 각종 전자기기에 필요한 전력을 전선 없이 무선으로 공급하는 기술이다. 무선전력전송 기술은 자기 코일을 이용하는 근거리 무선전력전송 기술과 안테나를 이용하는 원거리 무선전력전송 기술로 구분된다. 본 연구에서는 시설물 관리용 전원공급 문제를 해결하기 위한 방안으로 UWB를 활용하여 초정밀 측위가 가능한 RTLS 태그와 무선 충전부를 설계하였다. 무선 충전 패드는 자기 공진 방식을 이용하여 4개의 기기를 충전할 수 있는 기능을 제공한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권2_1호
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• pp.115-124
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• 2020

In wireless power transfer (WPT) system, the conventional compensation topologies only can provide a constant current (CC) or constant voltage (CV) output under their resonant conditions. It is difficult to meet the CC and CV hybrid charging requirements without any other schemes. In this study, a switching hybrid topology (SHT) is proposed for CC and CV electric vehicle (EV) battery charging. By utilizing an additional capacitor and two AC switches (ACSs), a double-side LCC (DS-LCC) and an inductor and double capacitors-series (LCC-S) topologies are combined. According to the specified CC and CV charging profile, the CC and CV charging modes can be flexibly converted by the two additional ACSs. In addition, zero phase angle (ZPA) also can be achieved in both charging modes. In this method, because the operating frequency is fixed, without using PWM control, and only a small number of devices are added, it has the benefits of low-cost, easy-controllability and high efficiency. A 3.3-kW experimental prototype is configured to verify the proposed switching hybrid charger. The maximum DC efficiencies (at 3.3-kW) of the proposed SHT is 92.58%.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2239-2244
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• 2013

산업용 기기는 전력 공급용 전선으로 인해 이동성에 제약이 따른다. 최근 자유로운 이동성이 요구되는 산업용 기기의 무선 전력 공급에 관한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 근거리에서 장비의 배터리에 무선으로 전력을 공급하는 자기 유도방식의 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 13.56 MHz에서 동작하며, 송수신 전력 모듈간의 거리는 20~30 mm으로 설계하였다. 실험을 통해 제안하는 시스템으로 약 15 V 의 배터리를 충전하는데 135 분이 걸리는 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권12호
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• pp.5307-5327
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• 2016

Restricted by finite battery energy, traditional wireless sensor networks (WSNs) can only maintain for a limited period of time, resulting in serious performance bottleneck in long-term deployment of WSN. Fortunately, the advancement in the wireless energy transfer technology provides a potential to free WSNs from limited energy supply and remain perpetual operational. A mobile charger called wireless charging vehicle (WCV) is employed to periodically charge each sensor node and keep its energy level above the minimum threshold. Aiming at maximizing the ratio of the WCV's vocation time over the cycle time as well as guaranteeing the perpetual operation of networks, we propose a feasible and optimal solution to this issue within the context of a real-time large-scale deployed WSN. First, we develop two different types of charging cycles: initialization cycles and renewable cycles and give relevant algorithms to construct these two cycles for each sensor node. We then formulate the optimization problem into an optimal construction algorithm and prove its correctness through theoretical analysis. Finally, we conduct extensive simulations to demonstrate the effectiveness of our proposed algorithms.