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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최준림.
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
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본 논문에서는 어레이 구조의 바닥 송신 코일을 사용하여 자기 공진 방식의 무선전력 전송 코일을 설계하였다. 송신 코일은 가장자리에서 효율증가를 위해 헬리컬 코일 구조로 설계되었으며, 수신 코일의 위치 변화가 있을 때도 충분한 전송 효율을 유지하기 위한 구조로 설계 및 분석하였다. 최적의 디자인을 설계하기 위해 13.56MHz 자기 공진 방식의 무선전력전송 시스템을 3D 고주파 자기장 시뮬레이션으로 설계하고 이를 기반으로 실험과 측정을 진행하였다.
그 결과, 최대 80.55%의 높은 수준의 전력전송 효율을 가지를 어레이 구조의 송신 코일을 설계할 수 있었으며, x축 방향으로는 22mm 이상 움직였을 때 50%로 감소하며, y축 방향으로는 23mm 이상 움직였을 때 50%로 감소하는 것을 확인하였다.
위치 추적 시스템을 위해 쇼트키 다이오드를 사용한 전파 정류기와 전압 비교기를 사용하였다. 시뮬레이션에 사용된 코일과 실제 제작된 코일은 약간의 임피던스 차이를 보이기 때문에 가변 저항을 사용한 비교기를 사용하였다. 시스템을 이용하여 얻은 출력 파형으로 전송 효율 비교를 통해 해당 코일의 위치를 파악하였다. 또한, 해당 시스템은 전기 차량, 삼켜서 몸속에서 이동하는 의료용 기기, 신체에 이식되는 기기 등에 적용되어 자기 공진 방식의 고효율 전력전송과 동시에 위치 추적을 진행하는 다양한 시스템에 활용할 수 있을 것이라 기대한다.
그 결과, 최대 80.55%의 높은 수준의 전력전송 효율을 가지를 어레이 구조의 송신 코일을 설계할 수 있었으며, x축 방향으로는 22mm 이상 움직였을 때 50%로 감소하며, y축 방향으로는 23mm 이상 움직였을 때 50%로 감소하는 것을 확인하였다.
위치 추적 시스템을 위해 쇼트키 다이오드를 사용한 전파 정류기와 전압 비교기를 사용하였다. 시뮬레이션에 사용된 코일과 실제 제작된 코일은 약간의 임피던스 차이를 보이기 때문에 가변 저항을 사용한 비교기를 사용하였다. 시스템을 이용하여 얻은 출력 파형으로 전송 효율 비교를 통해 해당 코일의 위치를 파악하였다. 또한, 해당 시스템은 전기 차량, 삼켜서 몸속에서 이동하는 의료용 기기, 신체에 이식되는 기기 등에 적용되어 자기 공진 방식의 고효율 전력전송과 동시에 위치 추적을 진행하는 다양한 시스템에 활용할 수 있을 것이라 기대한다.
목차
I. Introduction 1II. Wireless Power Transfer Technology 52.1 Wireless Power Transfer 52.2 Standardization Trend by Organizations 82.3 Magnetic Resonance WPT Structure 10III. Design Elements of Resonant Coil 143.1 Magnetic Resonance 143.2 Resonant Coil Structure 153.3 Transmission Parameter of Resonant Coil 173.4 Coil Location Detection System 193.5 Constraints in Coil Design 21IV. Experiment 234.1 Experimental Environment 234.1.1 Thickness and Shape of Coil Section 234.1.2 Determine the Coil Size 234.1.3 Determine the Coil Structure 244.1.4 Adjusting Capacitance of Each Loop 244.2 Transmission Efficiency Experiment 254.3 Location Tracking System Experiment 34V. Conclusion and Future Work 36References 38Abstract (Korean) 42
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