초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구 과제의 최종 목표는 자기공진형 무선전력전송 시스템 상에 하나의 전원 공급 장치로 전체의 공진조건을 제어하고 최적화 할 수 있는 고효율 주파수 적응형 스마트 필드 재구성 무선전력전송(WPT) 시스템을 구현 하는 것이었으며, 이를 구현하기 위해 ①　소형 모바일 기기 (노트북, 태블릿 PC, 핸드폰 등)에 적용하기 위해 메타물질 구조를 적용 공진기를 소형화/평면화 설계하였으며, ② 개발된 소형/평면형 공진기를 이용 무선전력이 가능한 공간(Zone)내에서 일정한 효율과 주파수로 모바일기기의 무선전력전송을

연구의 목적 및 내용
본 연구 과제의 최종 목표는 자기공진형 무선전력전송 시스템 상에 하나의 전원 공급 장치로 전체의 공진조건을 제어하고 최적화 할 수 있는 고효율 주파수 적응형 스마트 필드 재구성 무선전력전송(WPT) 시스템을 구현 하는 것이었으며, 이를 구현하기 위해 ①　소형 모바일 기기 (노트북, 태블릿 PC, 핸드폰 등)에 적용하기 위해 메타물질 구조를 적용 공진기를 소형화/평면화 설계하였으며, ② 개발된 소형/평면형 공진기를 이용 무선전력이 가능한 공간(Zone)내에서 일정한 효율과 주파수로 모바일기기의 무선전력전송을 구현하기 위해 RF 스위치를 이용한 주파수 효율 재구성 무선전력 시스템을 구현 하였고, ③ 또한 의복 (Wearable fabric)과 인체 팬텀 (Human phantom)상에 공진기를 구현 하여 의복상 또는 외부에서 인체 내부로의 IN/ON/OFF body간 에너지 하베스트 구현연구를 진행 하였으며, ④ 또한 향후 투명모바일기기의 무선전력전송 적용을 위해 투명전극(IZTO/Ag/IZTO)을 이용한 투명 WPT공진기연구를 추가로 진행 하였다.

본 연구를 통하여 수행한 연구 내용은 다음의 4가지 기술로 요약 할 수 있다.
1. 소형/평면형 공진기 개발 연구:
2. 무선전력전송 공간(Zone)내 효율/주파수최적화를 위한 재구성 무선전력전송 시스템 구현 연구:
3. In/On/Off간 무선 에너지 하베스트 구현 연구:
4. 투명 무선전력전송 공진기 구현 연구:

연구결과
▸ 1차년도: 무선전력전송 시스템 개발 전 선행연구
- WPT 시스템 표준화 분석 및 주파수에 따른 시스템 분석
- H-field 집속공진기 구조 연구
- 재구성무선전력전송 시스템 전송을 위한 시나리오 분석
- 직물형 기판 모델링 및 기판 변형에 따른 전자기적 특성 변화 연구

▸ 2차년도: 무선전력전송 공간(Zone)내 효율/주파수최적화를 위한 재구성 무선전력전송 시스템 구현 연구
- 소형 모바일 기기 (Laptop, Tablet PC 등)에 적합한 공진형 무선전력 전송 연구
- 투자율 재구성 WPT 시스템 구현 및 성능 검증
- 자동 Turnable-C 코일 및 Switching 소자를 이용한 공진형 무선전력 전송 연구
- Fabric 다층 회로기판 구조를 이용한 Wearable 무선전력전송 시스템 구현 연구
- 인체형 In/On/off body 간 무선전력 전송 연구 (추가연구)

▸ 3차년도: 전체 무선전력전송 시스템 구성 및 성능 검증
- 통합 고효율 소형 무선전력전송 시스템 구성 및 측정
- 통합 고효율 소형 무선전력전송 시스템 Field Test
- 다양한 플랫폼 적용 및 EMI/EMC/SAR 성능 분석
- 개발된 의복 착용형 무선전력전송 시스템의 필드 테스트 및 다양한 플랫폼 개발
- Wearable 송신부 및 Implantable 수신부로 구성된 무선전력전송 시스템
- 투명전극을 이용한 자기공진형 무선전력전송 시스템 연구(추가연구)

연구결과의 활용계획
▸ 해당 분야 학문/기술 발전에의 기여 효과
- 자기공진 WPT 시스템의 의복과 인체 팬텀 환경에 따른 효율/주파수 최적화를 위한 연구분야 개척
- 모바일 기기 사용 시 위치/거리에 따른 성능개선을 위한 재구성시스템을 이용한 전송효율 최적화 기술개발
- 차세대 투명 모바일 기기용 투명 무선전력전송 공진기 개발을 통한 투명화 기술

▸ 산업 발전에의 기여도 등 국가 경제에 미치는 효과
- 무선 배열 공진기의 RF스위칭을 이용한 주파수/효율 제어/최적화기술의 다양한 에너지하베스트 분야 적용
- 송수신 공진기간 위치/거리에 따른 전송효율 감소 문제 해결에 따른 무선충전 공간 확장
- 심장박동기등 생체의료기기에 이용 배터리교체등 의료행위를 줄이며 환자의 보다 윤택한생활에 기여
- 차세대 산업인 투명 모바일 기기에 적용가능한 무선충전 장치 설계 기술 확보

▸ 연구 수행 과정을 통한 연구 인력 양성 효과
- 고자기 집속 배열 공진기 및 소형/평면형 이중코일 공진기 설계 경험을 토대로 무선전력전송 시스템 분야에 폭넓은 기술과 지식을 갖춘 설계 인력 양성 및 다양한 산.학.연 교류를 통해 자기공진형 무선전력전송 기술이 다양한 분야 사업 다각화에 기여할 것으로 기대

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
In this project, we studied for a high efficiency frequency adapt smart field reconfigurable magnetic resonance wireless power transfer system with controling and optimizing resonance factors of system by a power supply, for the project ① compact/planar resonators were designed b

Purpose&contents
In this project, we studied for a high efficiency frequency adapt smart field reconfigurable magnetic resonance wireless power transfer system with controling and optimizing resonance factors of system by a power supply, for the project ① compact/planar resonators were designed by metamaterial structure for mobile device application (laptop, tablet PC and smart phone), ② Using the resonators, reconfigurable WPT were studied to optimate frequency and efficiency for mobile WPT application by RF switches in WPT zone, ③ also, IN/ON/OFF body energy harvest system using the resonators, which is on wearable fabric and human phantom, were studied, ④ furthermore, transparent WPT application using transparent electrode(IZTO/Ag/IZTO), were studied for transparent mobile,

From the project, 4 technologies were perform as below,
1. Design compact/planar resonators
2. Reconfigurable WPT for optimal efficiency and frequency in WPT zone
3. In/On/Off wireless energy harvest system
4. Transparent resonator WPT

Result
▸ 1st year: Previous work and study for WPT
- Analysis magnetic resonance frequency of WPT and standard system
- Study H-field concentration structure of resonator
- Design and analysis for reconfigurable WPT system
- Study and modelling electromagnetic characteristics of wearable fabric substrate transform

▸ 2nd year: Design of reconfigurable resonator for optimizing efficiency and frequency in WPT zone
- Study magnetic resonance WPT for mobile devices (Laptop, Tablet PC)
- Verifies permeability reconfigurable resonator
- Study MR-WPT using auto-tunable-capacitance coil system and switching elements
- Study and developed circuit structure on wearable fabric
- Extra, study In/On/Off body WPT for human body

▸ 3th year: Test and verifies the WPT system performance
- Configure and test high efficiency compact WPT system
- Field test the combination of high efficiency compact WPT system
- Analysis EMI/EMC/SAR of system performance in various platform
- Field test and developed platform of wearable WPT system
- Develope WPT with wearable transmitter and implantable receiver system
- Extra, study transparent magnetic resonance WPT using transparent electrode

Expected Contribution
▸ Contribution to the technology
- Extend technology area of resonance frequency optimization for wearable and human phantom
- Develop correction and optimization technology of mobile WPT misalign using reconfigurable system
- Preoccupancy future technology by transparent resonator for transparent mobile application study

▸ Effect to the economic and industry
- Increase various industry with control/optimize technology using combination of resonance concentration and RF switching
- Supply to mobile devices charging technology with misalignment solution
- Improve living environment of patients by reducing surgery for battery of pacemaker and medical devices
- Occupancy the WPT design technology for future transparent mobile application industry

▸ Effect to research infrastructure
- Train professional and skilled workforce of wireless power transfer system design and technology, through high magnetic concentration array resonator and compact/planar double disk coil resonator analysis and design. Provide magnetic resonance WPT project and business through industry university institute collaboration exchange.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 31 5. 연구결과의 활용계획 ... 37 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 38 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 39 8. 참고문헌 ... 39 9. 연구성과 ... 43 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 45 12. 기타사항 ... 46끝페이지 ... 73