초록 ▼

연구개요
생체이식기기는 배터리 문제로 소형화 및 완전 이식에 어려움을 겪고 있다. 또한, 심장박동기, 신경자극기 등의 기기는 배터리의 수명이 다하면 재수술을 통해 교체 해줘야만하기 때문에 환자들에게 큰 부담이 된다. 이러한 전원공급 문제를 해결하기 위해 여러 방법이 연구되고 있으나 실용화를 위해서는 해결해야할 난관이 많이 남아있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 자기공진방식의 무선전력전송을 생체이식기기에 접목시켜 전원문제를 해결하고자 한다. 자기공진방식의 무선전력전송은 높은 충전효율, 긴 충전 거리, 장애물에 강한 특성 때문에

연구개요
생체이식기기는 배터리 문제로 소형화 및 완전 이식에 어려움을 겪고 있다. 또한, 심장박동기, 신경자극기 등의 기기는 배터리의 수명이 다하면 재수술을 통해 교체 해줘야만하기 때문에 환자들에게 큰 부담이 된다. 이러한 전원공급 문제를 해결하기 위해 여러 방법이 연구되고 있으나 실용화를 위해서는 해결해야할 난관이 많이 남아있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 자기공진방식의 무선전력전송을 생체이식기기에 접목시켜 전원문제를 해결하고자 한다. 자기공진방식의 무선전력전송은 높은 충전효율, 긴 충전 거리, 장애물에 강한 특성 때문에 생체이식기기의 전원공급 문제를 해결할 수 있는 좋은 솔루션이 될 수 있다. 다차원 코일 구조를 통해 고정형 생체이식 기기뿐 아니라 이동형 생체이식기기에도 끊임없이 전력을 전달할 수 있는 공진코일을 설계하고 수신코일로부터 전달받은 전력을 효과적으로 배터리에 충전하도록 해주는 수신칩을 제작한다. 또한 효율 증가를 위해 임피던스매칭 및 데이터통신 시스템을 설계하고 칩으로 제작하여 생체이식기기를 위한 전반적인 무선전력전송 시스템을 연구하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 자기공진방식의 무선전력전송을 생체이식기기에 접목시켜 전원문제를 해결하고자 한 것으로 자기공진방식의 무선전력전송은 높은 충전 효율, 긴 충전거리, 장애물에 강한 특성 때문에 생체이식기기의 전원공급 문제를 해결할 수 있는 좋은 솔루션이 될 수 있다. 다차원 코일 구조를 통해 고정형 생체이식기기뿐 아니라 이동형 생체이식기기에도 끊임없이 전력을 전달할 수 있는 공진코일을 설계하고 수신코일로부터 전달받은 전력을 효과적으로 배터리에 충전하도록 해주는 수신 칩을 MPW를 통해 구현하였다. 송·수신회로의 정류기와 DC-DC 컨버터를 집적회로로 설계하여 소형화하였으며 전력소모를 줄여 소형화가 필수적인 가정기기 뿐 아니라 산업현장, 의료기기, 공공기관 등 다양한 분야에 응용될 것으로 보인다. 설계된 자기 공명 방식의 무선전력 전송 시스템의 지표와 실험결과는 상용화연구와 후속연구 진행에 활용할 예정이다.

연구개발결과의 중요성
오늘날 무선전력전송은 목표 어플리케이션인 생체이식기기 뿐 아니라 많은 웨어러블 디바이스에서도 요구되고 있다. 시간이 갈수록 기기에 탑재되는 기능은 늘어가는 반면 크기는 줄어들고 있기 때문에 무선전력전송을 통한 충전은 미래 기기의 전력공급 문제를 해결할 수 있는 경쟁력 있는 솔루션이다. 가장 소형화 되어있고 전력을 전달하기 어려운 생체이식기기를 위한 무선전력전송 연구는 플렉시블한 웨어러블 디바이스의 무선충전 연구의 밑거름이 될 수 있다. 또한 이동형 생체기기를 위한 다차원의 공진코일 연구는 기존 기술이 가지고 있는 충전 공간의 한계를 극복할 수 있게 해줄 수 있다. 스마트홈 IoT의 완성을 위해서는 집안 내 모든 가구에 전력공급이 가능해야한다. 수신코일의 위치와 상관없이 무선충전을 가능케 해주는 다차원의 공진코일 연구는 스마트 가구를 위한 무선전력공급의 솔루션이 될 수 있다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 기술 이론 및 생체 이식 기기의 스펙 조사 ... 5
• 2) 공진 코일 설계 ... 5
• 3) 수신 회로 설계 ... 6
• 4) 자기공진방식의 무선전력전송 시스템 연구 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11