자기공진방식 무선충전시스템에서 다중 디바이스의 충전효율 향상을 위한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study suggested transmitting and receiving coils, based on the number of winding and the maximum quality factor(Q) from experimental verification, by using magnetic resonance method to improve charging efficiency in a wireless power transfer system in a specific condition where transmitting and receiving coils are installed into a table.
As producing and utilizing the suggested coils, this study measured 8 cases, and it experimentally verified the more improved efficiency from 2% to 14% of the multi-winding coils (3 times winding) than simulations of one time winded coils.
The simulated transmitting and receiving coils are 200x200x1 ㎣ and 60x40x1 ㎣ in size, and in case of the receiving coil it is produced as big as a smartphone, and as the results of simulation and measurement the maximum efficiency occurred when the distance(d) between transmitting and receiving coils is from 5cm to 10cm.
Two receiving coils are divided into 50% efficiency by each, compared to one receiving coil's efficiency. A receiving coil in the center is 30% more efficient than a receiving coil in the offset.
Constructing multiple devices wireless power transfer system could be possible with ordinary table's thickness in the magnetic resonance method, and then this study is to suggest researches on multiple devices wireless power transfer system and its possibility of industrial application.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 다중 디바이스의 무선충전효율 향상을 위하여 송·수신코일이 구축된 탁자에 다중 디바이스가 놓여져 있는 상황에서 자기공진 방식을 이용한 실험적 검증을 통해 권선수와 최대의 품질계수(Q)를 기준으로 하는 송·수신코일을 제안하였다.
제안한 코일을 제작 및 활용하여 8가지 케이스에 대해 측정을 하였으며, 다중권선(3회) 코일이 권선1회의 시뮬레이션 보다 약 2～14% 향상된 효율을 실험적으로 검증하였다.
시뮬레이션 환경에서의 송·수신코일은 200x200x1 ㎣와 60x40x1 ㎣의 크기이고, 수신코일의 경우는 스마트폰 크기의 코일을 제작되었으며, 시뮬레이션 및 측정결과 송·수신코일 간격(d)은 5～10 cm에서 최대효율이 확인되었다. 2개의 수신코일은 1개의 수신코일의 효율 대비 각 50%씩 나뉘었고, 중앙에 위치한 수신코일이 오프셋(offset)위치의 수신코일 보다 약 30% 높은 효율을 나타냈다. 자기공진 방식에서 다중 디바이스 무선충전시스템을 구축하기 위해서, 일반적인 탁자 두께로 구축이 가능하며, 향후 다중디바이스 무선충전시스템 연구 및 산업 발전에 기여하고자 한다.
핵심어 : 무선전력전송, A4WP, 자기공진 무선전력전송, 6.78 MHz