무선전력전송 송수신코일 거리에 따른 효율 및 임피던스 특성 해석 (Characteristic Analysis of Efficiency and Impedance With WPT Transmitter and Receiver Coil Distance)

서지정보

· 발행기관 : 한국항행학회
· 수록지 정보 : 한국항행학회논문지 / 26권 / 3호 / 160 ~ 165페이지
· 저자명 : 박대길, 김영현, 구경헌

초록

본 논문에서는 드론 무선충전을 위해 지상 고정 무선전력전송 송신기에 착륙하는 드론과 같이, 고정 송신기와 상대적인 거리 및 코일 정렬이 변화하는 수신기에 적용하는 6.78 MHz 자기공진 무선전력전송 기술을 제안하였다. 송신 및 수신 코일간 상대 거리와 코일 면적 부정렬비 등에 따른 전력전달 특성을 연구하였다. 송수신 코일은 직접급전방식으로 60x80mm2 크기로 설계하고 상대거리 최대 50mm에서 수평방향 면적부정렬 상태를 가정하여 코일 중심축이 XY평면에서 각각 0-40mm 어긋날 때 특성을 유도하였다. 송수신 코일간 거리 및 면적부정렬비에 따라 3차원 전자계 시뮬레이션을 통한 전력전송특성을 유도하고 제작한 시스템 특성을 시뮬레이션과 비교하였다. 무선전력전송 송수신 코일간 시뮬레이션 특성과 측정치는 수직거리 최대 30mm, 50% 면적 부정렬 상태에서–3dB 이상의 전달특성을 나타내었다. 본 연구를 통해 송수신기간의 상대거리 및 부정렬 상황에 따라 직접급전 방식에 따른 특성을 예측할 수 있었으며 직접급전 방식은 송수신 코일간 상대적 거리가 짧고 부정렬 면적비가 작아 결합계수가 큰 경우 유리함을 알수 있었다.

영어초록

In this paper, we have proposed a magnetic resonant 6.78MHz WPT(wireless power transfer) technique which can be applied to a fixed transmitter and a receiver of varying relative distance and coil alignment, Power transmission characteristics are studied with the relative distance and misalignment ration of coil area between the transmitting and receiving coils. The coils are designed with the size of 60x80mm2 by direct feeding method, and the characteristics are derived with the maximum relative distance of 50mm and horizontal area misalignment state of 0-40mm misalignment of coil center axis in the XY plane. The power transmission characteristics are compared between the 3D EM simulation and the measured data, and the power transmission shows larger than –3dB performance with the vertical distance of up to 30mm and 50% area misalignmment ratio. This work shows the transmission characteristics according to relative distance and misalignment state between the cols and that direct feeding has advantage for the short relative distance and small misalignment ratio.

참고자료

· 없음