[논문]중간 결합 계수를 갖는 무선전력전송 시 LCC-S와 LLC 보상 토폴로지 비교 분석

조승진; 신창수; 김동희

[국내논문] 중간 결합 계수를 갖는 무선전력전송 시 LCC-S와 LLC 보상 토폴로지 비교 분석
A Comparative Analysis of LCC-S and LLC Compensation Topologies in Wireless Power Transfer Systems with Mid Coupled Coefficient 원문보기

조승진 (전남대학교 전기공학과) , 신창수 (전남대학교 전기공학과) , 김동희 (전남대학교 전기공학과)

본 논문은 간 수준(0.4-0.6)의 결합 계수를 갖는 송수신 패드 사용 시, 정전압출력 특성을 가지는 무선 충전 패드의 공진네트워크를 구성하기 위한 두 개의 토폴로지를 비교한다. 널리 이용되는 LLC 토폴로지를 LCC-S 토폴로지와 비교 및 분석하고, 실제 1kW급 무선전력전송 장치를 통해 검증한다. LLC 및 LCC-S 토폴로지의 비교 결과, LLC는 제작비용의 감소와 수신측 소형화 부분에서 이점을 가지는 반면, LCC-S는 효율 부분에서 우위에 있음을 확인한다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 중간 수준의 결합 계수를 갖는 IPT 시스템에서 정전압 특성을 갖는 보상 토폴로지인 LCC-S와 LLC 토폴로지를 각각 설계 및 비교할 것을 제안한다. 이후 1kW급 무선 전력전송 장치에서 실험 및 검증하며, 토폴로지별 장단점을 확인한다.
본 논문에서는 CV 특성을 갖는 보상 토폴로지에서 출력 전력에 따른 출력전압 및 효율을 비교해보았다. LLC 토폴로지는 필요한 소자가 적기 때문에 제작비용과 소형화 측면에서 유리하며, LCC-S의 경우 안정적인 정전압 특성과 높은 효율 측면에서 유리함을 확인했다.

제안 방법

본 논문에서는 중간 수준의 결합 계수를 갖는 IPT 시스템에서 정전압 특성을 갖는 보상 토폴로지인 LCC-S와 LLC 토폴로지를 각각 설계 및 비교할 것을 제안한다. 이후 1kW급 무선 전력전송 장치에서 실험 및 검증하며, 토폴로지별 장단점을 확인한다.
위에서 설계된 공진 네트워크를 제작하여 실험을 진행했다. 1kW 출력 조건에서 85kHz를 공진 주파수로 설계했으나, LCC-S의 경우, ZVS를 만족시키기 위해, LLC의 경우 적절한 출력전압 범위를 충족하기 위해 84.

대상 데이터

본 논문에서 비교하는 토폴로지는 LLC와 LCC-S 토폴로지이다. 정전압 특성을 갖는다는 공통점이 있으나, 서로 다른 범위의 결합 계수에서 사용된다.
이격 거리를 수직으로 5mm로 하였을 때, 요구하는 출력 전압은 설계 기준 50–76V를 기준한다. 커패시터는 KEMET 사의 C1812C222KDG를 사용했으며 직렬연결은 전압 및 전류 스트레스를 고려했다.
2nF 기준으로 LCC-S 수신 커패시터를 제외하고 모두 2 Series로 연결했다. 총 커패시터 58개, LCC-S 토폴로지는 총 450개의 커패시터가 사용되었다. 실험 사양과 실험 결과는 표 2와 그림 4와 같다.

성능/효과

실험 사양과 실험 결과는 표 2와 그림 4와 같다. 실험 결과, LLC와 LCC-S 둘 다 요구하는 출력전압 범위로 출력되었으며, 효율에서는 수신 측 누설 인덕턴스가 보상된 LCC-S가 전반적으로 높은 값을 가졌다. 그러나 LCC-S의 경우 LLC에 비해 400여 개의 커패시터가 추가로 사용되었고, 수신 측에도 설치가 되는 만큼 비용과 부피 측면에서는 LLC 토폴로지가 유리한 것을 확인할 수 있다.
실험 결과, LLC와 LCC-S 둘 다 요구하는 출력전압 범위로 출력되었으며, 효율에서는 수신 측 누설 인덕턴스가 보상된 LCC-S가 전반적으로 높은 값을 가졌다. 그러나 LCC-S의 경우 LLC에 비해 400여 개의 커패시터가 추가로 사용되었고, 수신 측에도 설치가 되는 만큼 비용과 부피 측면에서는 LLC 토폴로지가 유리한 것을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 CV 특성을 갖는 보상 토폴로지에서 출력 전력에 따른 출력전압 및 효율을 비교해보았다. LLC 토폴로지는 필요한 소자가 적기 때문에 제작비용과 소형화 측면에서 유리하며, LCC-S의 경우 안정적인 정전압 특성과 높은 효율 측면에서 유리함을 확인했다. 높은 효율을 고려했을 때, LCC-S가 유리하지만, 제작비용 측면에서는 LLC 토폴로지 사용을 고려할 가치가 있다.

원문 보기

ScienceON 원문보기

*원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다.

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

[논문] AGV용 무선 충전 패드 설계에 관한 연구

저작권 관리 안내

내보내기 메뉴

내보내기 구분

파일저장
인쇄
메일전송

구성항목

기본정보
상세정보

관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관

저장형식

Text(ASCII format)
Excel format
RefWorks Direct Export
RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley

메일정보

받는사람 (필수): @
보내는사람 (선택): @
제목
내용: KISTI 검색결과 이메일 서비스

안내

총 건의 자료가 검색되었습니다.

다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000)

검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다.

데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요)

다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다.
파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오.

Text(ASCII format)
Excel format

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

AI-Helper ※ AI-Helper는 을 사용합니다.

AI-Helper

안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

연합인증

[국내논문] 중간 결합 계수를 갖는 무선전력전송 시 LCC-S와 LLC 보상 토폴로지 비교 분석
A Comparative Analysis of LCC-S and LLC Compensation Topologies in Wireless Power Transfer Systems with Mid Coupled Coefficient 원문보기

초록
AI-Helper