무선 전력 송수신 코일의 인덕턴스 및 특성 해석 (Inductance and Electrical Properties of Wireless PowerTransmission Coil)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 인문사회과학기술융합학회
· 수록지 정보 : 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지 / 6권 / 2호 / 473 ~ 480페이지
· 저자명 : 박재환

초록

무선 전력 송수신 기술은 휴대폰이나 전동칫솔 등에 널리 사용되고 있으며, 유연한 충전환경을 제공하며 전자기기의 크기나 형상 설계에서 좀 더 폭 넓은 자유도를 확보하게 해 준다. 본 연구에서는 ANSYS HFSS 및 Q3D 시뮬레이터를 활용하여, 무선 전력 송수신 코일의 구조 변화에 따라 인덕턴스 및 전기적 특성이 어떻게 변화하는지 조사하였다. Q3D extractor 시뮬레이터에 의해 권선구조 변화에 따른 무선충전 코일의 L 값 변화를 시뮬레이션 하였다. 10턴 2층 구조의 코일의 인덕턴스는 16.4uH로 계산되었다. 자성재료인 페라이트 소재를 기판으로 사용할 경우 코일의 인덕턴스는 28.0uH로 크게 증가하였다. SUS 기판 및 폴리카보네이트 기구물 등은 코일의 인덕턴스에 영향을 미치지 않았다. HFSS 시뮬레이션 결과, 송수신 루프를 모두 10턴/2층 구조로 모델링할 경우 S21 파라메터 값은 -5.5dB 정도로서 높은 전압 결합도를 나타내었다. 송수신 코일의 이격 거리가 2배 증가하면 전달 전력은 대략 절반 정도로 감소하는 경향성을 나타내었다.

영어초록

Wireless power transmission technology have been used in various applications including cellular phone and electric tooth brush. In this paper, the inductance and electrical properties of the wireless power transmission coil were studied by ANSYS HFSS and Q3D simulation. Firstly, the effects of coil structure on the inductance of the Tx coil and Rx coil were studied by the Q3D simulation. The L value of 16.4uH was calculated with 10-turns double layer coil structure. Using ferrite as magnetic materials, the L value of 28.0uH was calculated with 10-turns double layer coil structure. The inductance of the coil was not affected by the presence of SUS substrate and polycarbonate case. The S21 parameter of the Tx coil and Rx coil were studied by the HFSS. When the Tx and Rx coil were 10-turns double layer structure respectively, the S21 parameter was -5.5dB, which means quite high voltage transmission. When the distance between the Tx coil and Rx coil increased double, the scattering parameter decreased by half.

참고자료

· 없음