본 논문에서는 중거리 및 원거리 무선전력전송의 문제점들을 살펴 보고 기존기술에 추가하여 효율을 높인 연구를 제안하였다. 중거리 무선전력전송의 경우, 공진기의 축간 정렬이 어긋난 경우에도 코일 사이의 증가된 H-field 에 의해 향상된 효율을 가지는 자기 공진 방식의 무선 전력 전송용 공진기가 설계되었다. 최근 자기 공진 방식의 무선전력전송은 전송효율이 높고 인체에 보다 덜 해롭기 때문에 단말기 및 여러 장치들의 충전에서 사용되고 있다. 그러나 송신부와 수신부의 축간 정렬이 맞지 않을 때 장치간 충전 효율이 현저하게 줄어드는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 칩 ...
본 논문에서는 중거리 및 원거리 무선전력전송의 문제점들을 살펴 보고 기존기술에 추가하여 효율을 높인 연구를 제안하였다. 중거리 무선전력전송의 경우, 공진기의 축간 정렬이 어긋난 경우에도 코일 사이의 증가된 H-field 에 의해 향상된 효율을 가지는 자기 공진 방식의 무선 전력 전송용 공진기가 설계되었다. 최근 자기 공진 방식의 무선전력전송은 전송효율이 높고 인체에 보다 덜 해롭기 때문에 단말기 및 여러 장치들의 충전에서 사용되고 있다. 그러나 송신부와 수신부의 축간 정렬이 맞지 않을 때 장치간 충전 효율이 현저하게 줄어드는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 칩 커패시터를 사용하여 일반적인 자기 공진 방식의 무선 전력 전송용 공진기에 비해서 제안된 고효율 공진기의 사용으로 코일간 축이 일치하지 않는 상황에서 보다 향상된 전송효율을 가지는 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 공진기는 측정을 통하여 일반 공진기와 비교되었다. 제안된 공진기는45cm 거리에서 88%의 최대 전송 효율을 보였고 코일의 중심으로부터 코일간 중심축이 25cm 어긋난 상태에서 일반 공진기와 비교하여 8%의 효율 증가를 보였다. 또한 원거리 무선전력전송의 고조파 억제 대역통과필터를 사용한 2.4GHz 고 효율 렉테나가 설계되었다. 일반적으로 렉테나는 안테나와 대역통과필터, 정류 다이오드 저역통과필터로 구성된다. 본 논문에서는 전송효율을 높이기 위하여 동위상 반사를 가지는 부분 반사 표면(PRS)을 이용하여 높은 방향성을 가지는 안테나가 개발되었다. 추가적으로 비선형 소자인 다이오드로부터 발생하는 2차, 3차 고조파를 억제하여 높은 RF-DC 변환 효율을 갖게 하는 대역통과필터가 설계되었다. 제안된 렉테나는 2.4GHz에서 63.09mW의 파워를 수신하였고 72.17%의 RF-DC 변환효율이 측정 되었다.
본 논문에서는 중거리 및 원거리 무선전력전송의 문제점들을 살펴 보고 기존기술에 추가하여 효율을 높인 연구를 제안하였다. 중거리 무선전력전송의 경우, 공진기의 축간 정렬이 어긋난 경우에도 코일 사이의 증가된 H-field 에 의해 향상된 효율을 가지는 자기 공진 방식의 무선 전력 전송용 공진기가 설계되었다. 최근 자기 공진 방식의 무선전력전송은 전송효율이 높고 인체에 보다 덜 해롭기 때문에 단말기 및 여러 장치들의 충전에서 사용되고 있다. 그러나 송신부와 수신부의 축간 정렬이 맞지 않을 때 장치간 충전 효율이 현저하게 줄어드는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 칩 커패시터를 사용하여 일반적인 자기 공진 방식의 무선 전력 전송용 공진기에 비해서 제안된 고효율 공진기의 사용으로 코일간 축이 일치하지 않는 상황에서 보다 향상된 전송효율을 가지는 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 공진기는 측정을 통하여 일반 공진기와 비교되었다. 제안된 공진기는45cm 거리에서 88%의 최대 전송 효율을 보였고 코일의 중심으로부터 코일간 중심축이 25cm 어긋난 상태에서 일반 공진기와 비교하여 8%의 효율 증가를 보였다. 또한 원거리 무선전력전송의 고조파 억제 대역통과필터를 사용한 2.4GHz 고 효율 렉테나가 설계되었다. 일반적으로 렉테나는 안테나와 대역통과필터, 정류 다이오드 저역통과필터로 구성된다. 본 논문에서는 전송효율을 높이기 위하여 동위상 반사를 가지는 부분 반사 표면(PRS)을 이용하여 높은 방향성을 가지는 안테나가 개발되었다. 추가적으로 비선형 소자인 다이오드로부터 발생하는 2차, 3차 고조파를 억제하여 높은 RF-DC 변환 효율을 갖게 하는 대역통과필터가 설계되었다. 제안된 렉테나는 2.4GHz에서 63.09mW의 파워를 수신하였고 72.17%의 RF-DC 변환효율이 측정 되었다.
In this paper, we study to increase the efficiency about mid-range and long-range wireless power transmission (WPT).In the mid-range WPT, a compact and high efficient magnetic coupled resonator is presented using additional parallel capacitors. The proposed resonators are used as a transmitter and r...
In this paper, we study to increase the efficiency about mid-range and long-range wireless power transmission (WPT).In the mid-range WPT, a compact and high efficient magnetic coupled resonator is presented using additional parallel capacitors. The proposed resonators are used as a transmitter and receiver for magnetic coupled wireless power transmission. Because of increased capacitance, the resonant frequency is decreased so that the resonator’s size becomes effectively decreased and efficiency is also increased compared with the conventional magnetic coupled resonator. Interestingly, the proposed wireless power transmission system shows the increased efficiency even when the axis between the transmitter and receiver are misaligned, compared with the conventional one. Its performances are numerically and experimentally demonstrated.The proposed resonator had 88% maximum transmission efficiency at a 45cm. In addition, when the central axis of the coils was misaligned by 25cm from the coil center, it had an 8% increase in efficiency compared to the conventional resonator. In long-range WPT, a high-efficiency rectenna is designed at 2.4 GHz. In general, a rectenna consists of an antenna, a band-pass filter (BPF), a rectifying diode, and a low-pass filter (LPF). In this paper, in order to increase transmission efficiency, a high directional antenna is developed using a partially reflective surfaces (PRS). In addition, the harmonic rejecting BPF is designed in order to suppress the 2nd and 3rd harmonic signal from the nonlinear diode, resulting in high conversion efficiency. It is experimentally demonstrated that the proposed rectenna achieves an RF to DC conversion efficiency of 72.17% when the received RF power is 63.09 mW at 2.4 GHz.
In this paper, we study to increase the efficiency about mid-range and long-range wireless power transmission (WPT).In the mid-range WPT, a compact and high efficient magnetic coupled resonator is presented using additional parallel capacitors. The proposed resonators are used as a transmitter and receiver for magnetic coupled wireless power transmission. Because of increased capacitance, the resonant frequency is decreased so that the resonator’s size becomes effectively decreased and efficiency is also increased compared with the conventional magnetic coupled resonator. Interestingly, the proposed wireless power transmission system shows the increased efficiency even when the axis between the transmitter and receiver are misaligned, compared with the conventional one. Its performances are numerically and experimentally demonstrated.The proposed resonator had 88% maximum transmission efficiency at a 45cm. In addition, when the central axis of the coils was misaligned by 25cm from the coil center, it had an 8% increase in efficiency compared to the conventional resonator. In long-range WPT, a high-efficiency rectenna is designed at 2.4 GHz. In general, a rectenna consists of an antenna, a band-pass filter (BPF), a rectifying diode, and a low-pass filter (LPF). In this paper, in order to increase transmission efficiency, a high directional antenna is developed using a partially reflective surfaces (PRS). In addition, the harmonic rejecting BPF is designed in order to suppress the 2nd and 3rd harmonic signal from the nonlinear diode, resulting in high conversion efficiency. It is experimentally demonstrated that the proposed rectenna achieves an RF to DC conversion efficiency of 72.17% when the received RF power is 63.09 mW at 2.4 GHz.
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