[학위논문]릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템의 분석 및 설계 Analysis and Design of Wireless Power Transfer Systems with Relay Coils based on Magnetically Coupled Resonance Scheme원문보기
본 논문에서는 릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송(Wireless power transfer : WPT)시스템의 특성을 측정, 분석하고 특성값을 예측하는 모델링 기법을 제시하였다. 특히 릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템의 과 결합 영역에서의 비대칭적인 ...
본 논문에서는 릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송(Wireless power transfer : WPT)시스템의 특성을 측정, 분석하고 특성값을 예측하는 모델링 기법을 제시하였다. 특히 릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템의 과 결합 영역에서의 비대칭적인 공진 주파수 분할 특성을 측정하고, 이를 정확히 예측하는 방안을 제시하였다. 송·수신 코일 및 릴레이 코일을 R, L, C 등가 회로로 표현하고, 코일 간의 상호 인덕턴스를 고려하여 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템을 선형 행렬식으로 표현하였다. 부족 결합 영역에서의 거리별 전력 전송 특성을 효과적으로 모델링하기 위하여 인접 코일 간의 상호 임피던스만을 고려하는 행렬을 이용한다. 가우스소거법을 이용하여 역행렬을 도출하고, 이를 이용하여 전달 함수를 해석적으로 도출하였다. 과 결합 영역에서 공진 주파수 분할을 정확하게 예측하기 위하여 비인접 코일 간의 상호 임피던스를 단계별로 고려하는 모델링 방식을 제시하였다. 릴레이 코일을 포함한 6.3MHz 대역 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템 시제품을 제작하고 특성을 측정, 분석하고 제시된 모델에 기반을 둔 예측값을 실측값과 비교하였다. 제시한 방식은 부족 결합 영역의 거리별 전달 특성 및 과 결합 영역의 공진 주파수 분할 특성을 정확히 예측함을 보였다.
본 논문에서는 릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송(Wireless power transfer : WPT)시스템의 특성을 측정, 분석하고 특성값을 예측하는 모델링 기법을 제시하였다. 특히 릴레이 코일을 포함한 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템의 과 결합 영역에서의 비대칭적인 공진 주파수 분할 특성을 측정하고, 이를 정확히 예측하는 방안을 제시하였다. 송·수신 코일 및 릴레이 코일을 R, L, C 등가 회로로 표현하고, 코일 간의 상호 인덕턴스를 고려하여 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템을 선형 행렬식으로 표현하였다. 부족 결합 영역에서의 거리별 전력 전송 특성을 효과적으로 모델링하기 위하여 인접 코일 간의 상호 임피던스만을 고려하는 행렬을 이용한다. 가우스 소거법을 이용하여 역행렬을 도출하고, 이를 이용하여 전달 함수를 해석적으로 도출하였다. 과 결합 영역에서 공진 주파수 분할을 정확하게 예측하기 위하여 비인접 코일 간의 상호 임피던스를 단계별로 고려하는 모델링 방식을 제시하였다. 릴레이 코일을 포함한 6.3MHz 대역 자기 공명 방식 기반 무선 전력 전송 시스템 시제품을 제작하고 특성을 측정, 분석하고 제시된 모델에 기반을 둔 예측값을 실측값과 비교하였다. 제시한 방식은 부족 결합 영역의 거리별 전달 특성 및 과 결합 영역의 공진 주파수 분할 특성을 정확히 예측함을 보였다.
In this paper, characteristics of wireless power transfer(WPT) systems using magnetically coupled resonance scheme with relay coils are investigated and modeled. Especially, asymmetric frequency splitting characteristics in over-coupled region of wireless power transfer with relays are measured and ...
In this paper, characteristics of wireless power transfer(WPT) systems using magnetically coupled resonance scheme with relay coils are investigated and modeled. Especially, asymmetric frequency splitting characteristics in over-coupled region of wireless power transfer with relays are measured and accurately modeled. Transmitter, receiver, and relay coils are modeled with R, L, C equivalent circuits. Using these circuit models and mutual inductances between coils, a wireless power transfer system is described with a linear matrix equation. For under-coupled region, a matrix is simplified considering only mutual inductances between adjacent coils. An analytical transfer characteristic of wireless power transfer system vs. distance is extracted using an inverse matrix that is acquired by Gauss elimination method for the simplified matrix. For over-coupled region, a matrix considering mutual inductances between non-adjacent coils is used to predict a frequency splitting characteristics accurately. A 6.3MHz wireless power transfer systems with relay coils is implemented and measured. An accuracy of the model is investigated by comparing the output of the model with the measured results.
In this paper, characteristics of wireless power transfer(WPT) systems using magnetically coupled resonance scheme with relay coils are investigated and modeled. Especially, asymmetric frequency splitting characteristics in over-coupled region of wireless power transfer with relays are measured and accurately modeled. Transmitter, receiver, and relay coils are modeled with R, L, C equivalent circuits. Using these circuit models and mutual inductances between coils, a wireless power transfer system is described with a linear matrix equation. For under-coupled region, a matrix is simplified considering only mutual inductances between adjacent coils. An analytical transfer characteristic of wireless power transfer system vs. distance is extracted using an inverse matrix that is acquired by Gauss elimination method for the simplified matrix. For over-coupled region, a matrix considering mutual inductances between non-adjacent coils is used to predict a frequency splitting characteristics accurately. A 6.3MHz wireless power transfer systems with relay coils is implemented and measured. An accuracy of the model is investigated by comparing the output of the model with the measured results.
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