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비접촉 전력전송 시스템에 사용되는 변압기는 일반적인 변압기와 달리 구조적으로 분리된 형태를 갖는다. 전기적인 접촉점을 제거할 수 있어 많은 장점을 갖지만 결합 시 일반적인 변압기에 비해 큰 공극이 발생하게 되고 그로인해 결합계수가 낮아져 효율적인 전력전송을 할 수 없게 된다.
본 논문에서는 상대적으로 큰 공극에서도 높은 결합계수를 유지할 수 있는 ‘ㅁㅓ’형 코어를 사용한 비접촉 변압기를 제안한다. 최소 1mm에서 최대 10mm 공극에서 공극에 따른 비접촉 변압기 특성을 확인하였다. 본 논문에서는 ‘ㅁㅓ’코어를 사용한 비접촉 변압기의 우수성을 증명하기 위해 일반적인 ...

비접촉 전력전송 시스템에 사용되는 변압기는 일반적인 변압기와 달리 구조적으로 분리된 형태를 갖는다. 전기적인 접촉점을 제거할 수 있어 많은 장점을 갖지만 결합 시 일반적인 변압기에 비해 큰 공극이 발생하게 되고 그로인해 결합계수가 낮아져 효율적인 전력전송을 할 수 없게 된다.
본 논문에서는 상대적으로 큰 공극에서도 높은 결합계수를 유지할 수 있는 ‘ㅁㅓ’형 코어를 사용한 비접촉 변압기를 제안한다. 최소 1mm에서 최대 10mm 공극에서 공극에 따른 비접촉 변압기 특성을 확인하였다. 본 논문에서는 ‘ㅁㅓ’코어를 사용한 비접촉 변압기의 우수성을 증명하기 위해 일반적인 EE 코어와 비교되었고 다음 두 가지 시스템으로 시뮬레이션 및 실험을 수행하였다.
첫째로, 제안된 ‘ㅁㅓ’코어 비접촉 변압기를 dc-dc 풀 브리지 컨버터에 적용하여 공극에 따른 전력 전달의 우수함을 확인하였다.
둘째로, 직렬 공진 풀 브리지 컨버터에 비접촉 변압기를 적용하여 시스템 효율 증가를 확인하였다. 직렬 공진 컨버터는 최소 공극 1mm에 맞추어 설계하고 공극 변동에 따른 공진 전류의 크기와 위상 변화를 확인하여 안정된 시스템을 구현할 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The primary and secondary sides of the transformer, that is used for the contactless power transmission system, are separated structurally unlike general transformers. When the contactless transformer is built, it forms relatively bigger air gap than the general transformer. Thus it is difficult to ...

The primary and secondary sides of the transformer, that is used for the contactless power transmission system, are separated structurally unlike general transformers. When the contactless transformer is built, it forms relatively bigger air gap than the general transformer. Thus it is difficult to transfer energy from the primary side input to the secondary side output with high power efficiently because of low coupling coefficient.
This paper proposes a contactless transformer using the rectangular type core that maintains high coupling coefficient even when it has relatively large air gap. The performance characteristics of the proposed transformer are analyzed to the air gap variation from 1mm to 10mm. To verify superiority of contactless transformer using the rectangular type core, it is compared with the transformer using general EE core. Simulation and experimental results verified the followings.
First, superiority of the power transfer for the dc-dc full bridge converter system with contactless transformer using the rectangular type core is verified.
Second, system efficiency increase is verified for the system with series resonant full bridge converter using contactless transformer. Series resonant converter is designed with fixed 1mm air gap. Using the proposed system, it is verified that stable system can be realized by comparing amplitude and phase of resonant current with respect to air gap variation.

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