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무선 에너지 전송을 위한 정류회로에 관한 연구
Study on the Rectifier Circuits for Wireless Energy Transmission 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신, v.48 no.2 = no.404, 2011년, pp.90 - 94  

신두섭 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ,  서철헌 (숭실대학교 정보통신전자공학부)

초록
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본 논문에서는 고주파 대역 중에서 에너지 전송과 관련되어 정류 회로의 구조와 특성을 분석하고, 최대의 효율을 이끌어 낼 수 있는 방안을 찾고자 한다. 13.56MHz에서의 입력 신호를 DC 변환하여 실험 및 측정을 하였다. 정류회로는 반파 정류회로, 전파정류회로 브릿지 정류회로로 나눌 수 있고, 최대 효율을 갖기 위해서 다양한 정류 회로를 전산 모의 실험하였다. 현재까지의 연구 내용은 passive 소자를 이용한 효율 개선에 중점을 두고 실험을 하였다. 정류 효율에 영향을 미치는 요소는 소자의 특성에 좌우하며, 이번 실험에서는 약 70%의 효율을 측정할 수 있었으며, 보다 개선된 소자를 사용함으로서 낮은 입력에서 높은 효율을 얻을 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the energy transfer is associated with high frequency band and try to analysis the rectifier circuit structure and characteristics and find ways to maximum efficiency. Input signal at 13.56MHz is converted output DC signal with the experiments and measurements. Rectifier cirsuits can ...

주제어

#Rectifier   #Wireless Power Transmission   #RF Power Receiver   #Bridge Rectifier   #Half-wave Rectifier Full-wave Rectifier   #High Efficiency Rectifier  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 13.56MHz의 입력에서 정류기의 최대 효율을 내기 위한 설계를 목적으로 한다. 수신부에서는 출력 신호가 dc로의 변환 효율을 확인하기 위해서 ADS로 현재 정류 회로로 사용되는 반파 정류기와 전파 정류기를 모의실험해서 최적의 회로를 구현하고자 한다.
  • 로드 저항을 고정한 상태에서 캐패시터가 커질수록 dc전압에 가까운 출력을 얻을 수 있었다. 그러나 이러한 리플 전압으로 인해 수신부 전체 시스템의 효율이 저하될 것이므로 이를 보상하기 위한 회로가 필요함을 보았다.
  • 본 논문은 이러한 정류 회로의 구조와 특성을 분석하고, 최대의 효율을 이끌어 낼 수 있는 방안을 찾고자 한다. 13.
  • 56MHz의 입력에서 정류기의 최대 효율을 내기 위한 설계를 목적으로 한다. 수신부에서는 출력 신호가 dc로의 변환 효율을 확인하기 위해서 ADS로 현재 정류 회로로 사용되는 반파 정류기와 전파 정류기를 모의실험해서 최적의 회로를 구현하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전자기파에 기반을 둔 방식은 어떤 용도로 사용되는가? 전자기파에 기반을 둔 방식은 주로 수 kW가 넘는 큰 에너지를 전송하는 용도로 사용되고 있다. 우주에서 태양광을 모아서 지구로 모은 에너지를 전송하는 기술은 전자기파를 기반으로 하고 있고 수 GHz 대역에서 약 1mile 당 84% 정도의 전송효율을 갖는 것으로 알려져 있다.
무선으로 에너지를 전송하는 기술은 어떤 방식으로 나뉘는가? 무선충전기술이 스마트폰의 배터리 잔여량에 따라 상시 충전 서비스를 제공하므로 배터리 소모에 관한 문제를 해결할 수 있을 것으로 전망된다. 무선으로 에너지를 전송하는 기술은 크게 전자기파를 이용한 방식, 자기유도를 이용한 방식, 그리고 공진자기유도를 이용한 방식으로 나뉜다.
본 논문에서 passive 소자를 이용한 효율 개선에 중점을 두고 실험한 결과는? 현재까지의 연구 내용은 passive 소자를 이용한 효율 개선에 중점을 두고 실험을 하였다. 정류 효율에 영향을 미치는 요소는 소자의 특성에 좌우하며, 보다 개선된 소자를 사용함으로서 낮은 입력에서 높은 효율을 얻을 수 있었다. 그러나 입력이 100mW이상에서 급격한 효율 저하를 보이고 있다. 이것은 각각의 다이오드 구동을 위한 0.7V의 소모와 다이오드의 정류 특성의 한계와 관련이 있다.
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참고문헌 (4)

  1. Jovanovic, M.M. Crow, D. E., "Merits and limitations of full-bridge rectifier with LC filter in meeting IEC 1000-3-2 harmonic-limit specifications ," IEEE Transactions on, vol. 33, no. 2, pp. 551-557, August 2002. 

  2. J. O. McSpadden, L. Fan, and K. Chang, "A high conversion efficiency 5.8 MHz rectenna", IEEE MTT-S Digest, pp. 537-550, 1997. 

  3. J. O. McApadden and J. C. Mankins. "Space Solar Power Programs and Microwave Wireless Power Transmission Technology." IEEE Microwave magazine, Dec. 2002 pp46-57 

  4. Jeroen A. C. Theeuwes, Huib J. Visser, Martin C. van Beurden, and Gert J. N. Doodeman, "Efficient compct, wireless battery design", Microwave Conference, pp. 991-994, Oct. 2007. 

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