초록 ▼

□연구개요
(문제점) 현재까지 개발된 무선전력전송 기술은 주로 패드형태로 사용되며 수 cm 이내의 짧은 전송거리만을 가지며, 멀티코일을 사용한 시스템은 단순히 실험적으로 전송거리를 늘림
(연구목표) 본 연구에서는 장거리 무선전력전송을 위한 고효율 획득방안 도출 및 온라인 튜닝을 통한 코일 반경의 10배 이상의 전송거리에서 부하 및 전송환경 변화에도 안정적인 고효율 장거리 무선전력전송 시스템을 구현을 수행하고자 함

□연구 목표대비 연구결과
1차년도 목표 – 멀티코일 시스템의 분석 및 임계조건 제안
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□연구개요
(문제점) 현재까지 개발된 무선전력전송 기술은 주로 패드형태로 사용되며 수 cm 이내의 짧은 전송거리만을 가지며, 멀티코일을 사용한 시스템은 단순히 실험적으로 전송거리를 늘림
(연구목표) 본 연구에서는 장거리 무선전력전송을 위한 고효율 획득방안 도출 및 온라인 튜닝을 통한 코일 반경의 10배 이상의 전송거리에서 부하 및 전송환경 변화에도 안정적인 고효율 장거리 무선전력전송 시스템을 구현을 수행하고자 함

□연구 목표대비 연구결과
1차년도 목표 – 멀티코일 시스템의 분석 및 임계조건 제안
(세부목표) 멀티코일 무선전력전송 회로 분석
- 연구결과 : 3개 이상의 멀티코일 무선전력전송 시스템 회로의 닫힌 형태에 대한 전력전송효율을 최초로 분석하여 코일 개수에 따른 전송거리 경계점을 도출 및 일반화 기법 제안
(세부목표) 이론적인 최대효율 달성 조건 및 코일 개수 알고리즘 제안
- 연구결과 : 릴레이 구조와 빔포밍 구조 모두 기존보다 최대 75% 더 높은 전송효율 확보 및 사용되는 코일 개수에 따른 수식 일반화 기법제안
2차년도 목표 – 최대효율조건 튜닝기법 및 장거리 무선전력전송 시스템 구현
(세부목표) 최대효율달성 조건을 위한 파라미터별 변경 방법
- 연구결과 : 코일의 위치에 따라 계산된 자유공진주파수를 적용하여 과결합 영역에서도 80%의 최대전송효율 확보 가능한 튜닝기법 제시
(세부목표) 오프라인 튜닝을 통한 장거리 무선전력전송 구현
- 연구결과 : 멀티코일 시스템의 정합조건을 도출하여 부하저항에 따른 대칭구조와 비대칭구조에 대해서 각각 15%와 50% 더 높은 전송효율 성능을 확보하였음
3차년도 목표 – 가변형 고신뢰, 안정적인 장거리 온라인 시스템 개발
(세부목표) 온라인 튜닝기법을 적용한 안정적인 장거리 무선전력전송 시스템 개발
- 연구결과 : 네거티브 코일을 통한 자동 임피던스 최소화 기법을 통해 과결합에서도 기존보다 최대 3배 더 높은 전력을 전달하는 시스템 구현

□연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1차년도 달성 – 멀티코일 시스템 회로의 닫힌 형태에 대한 경계점을 도출함
(기대효과) 멀티코일 시스템에서 사용되는 코일의 개수에 따라 분석된 전송효율과 경계점을 기반으로 기존보다 더 효율적인 시스템 활용으로 릴레이 및 빔포밍 시스템의 설계기준 및 이론정립을 통한 기술 확장이 가능함
2차년도 달성 – 임계조건을 위한 파라미터 변경기법을 제안하고 검증함
(기대효과) 제안하는 파라미터 변경법의 온라인 시스템을 통해 주파수 대역에 구애 받지 않고 기존보다 더 넓은 영역에서 효율적인 전력전송이 가능할 것임
3차년도 달성– 안정적이고 간단한 온라인 시스템의 유효성을 확힌
(기대효과) 간단한 구성 대비 높은 성능의 제안하는 온라인 시스템은 다양한 어플리케이션에 효과적인 활용이 가능할 것임
추 후 계획 – 멀티스텍 구조 시스템 제안
- 기존의 단층구조 멀티코일 시스템에서 벗어나 송신코일을 쌓아서 각 코일에 최적의 크기를 가지는 전류를 인가한 스택형 송신코일 구조를 제안함
- 최적의 전류비를 만족하는 멀티코일 시스템의 등가회로로 계산했을 때, 기존 코일 사이의 임계결합계수를 최대 90%이상 감소시켜 코일 직경 대비 전송거리를 최대 300% 증가시킬수 있을 확인하였음

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 연차별 목표달성도 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 33