무선전력전송 최대효율 구현을 위한 동적 임피던스 정합회로 설계
저자
발행사항
용인 : 경희대학교 대학원, 2017
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경희대학교 대학원 : 전자·전파공학과 2017. 8
발행연도
2017
작성언어
한국어
주제어
DDC
621 판사항(20)
발행국(도시)
경기도
형태사항
iv, 38 p. : 삽화 ; 26cm
일반주기명
경희대학교 학위논문은 저작권법에에 의해 보호받습니다.
Design of Dynamic Impedance Matching Circuit for Realization of Maximum WPT Efficiencies
지도교수: 이범선
참고문헌 : p.34-35
UCI식별코드
I804:11006-200000057304
소장기관
본 논문에서는 무선전력전송 수신기의 위치 및 자세가 변하더라도 최대 효율 구현에 필요한 최적 부하 저항을 수신기 입력 임피던스와 실시간으로 정합하는 정합회로를 제안하였다. 이를 위해 등가회로 모델링을 통해 자계결합 무선전력전송 시스템에서 최대효율을 구현하기 위한 다양한 정합방식을 분석하고, 동적 임피던스 정합 회로를 구현하여 최대전력전송과 최대효율을 보장하는 무선전력전송 시스템에 대한 연구를 진행하였다. 제안하는 정합회로는 가변 인덕터와 가변 캐패시터가 필요하다. 그러나 가변 인덕터는 고정 인덕터와는 달리 현재 상용으로 개발되어 있지 않다. 따라서 가변인덕턴스는 고정값을 갖는 인덕터와 버렉터를 사용하여 유효적으로 얻고 가변 캐패시턴스는 스위칭 방식을 사용하여 구현했다. 이러한 정합회로를 설계, 제작 및 측정하여 얻은 효율 값을 이론 및 Circuit-Simulation과 비교하였다. 결과적으로 효율은 약 5% 차이가 있었고 중심주파수는 제작상의 오차로 인해 100 kHz 쉬프트 되었다. 본 논문의 결과를 활용하여 별도의 급전 루프 없이 2-coil 시스템으로 실시간으로 임피던스 정합을 하여 최대 효율이 보장되는 무선전력전송 시스템을 구현할 수 있다.
더보기In this paper, we propose a dynamic matching circuit which real-time matches the input impedance of the receiver with the optimal load required to realize maximum Wireless power transfer efficiency even if the position and alinement of the wireless power transmission receiver changes. Through the equivalent circuit modeling, we analyze various matching methods to achieve maximum efficiency in magnetic field-coupled wireless power transfer system, and study wireless power transfer system that realizes maximum power transfer and maximum efficiency by implementing dynamic impedance matching circuit. The proposed matching circuit requires a variable inductor and a variable capacitor. However, unlike fixed inductors, variable inductors are not currently commercial products. Therefore, the variable inductance is effectively obtained by using fixed inductors and voltage controlled capacitors, and the variable capacitance is implemented by using the switching method. The efficiency values obtained by designing, fabricating and measuring the matching circuit was compared with theoretical and Circuit- Simulation. As a result, the efficiencies are about 5% different, and the center frequencies are shifted by 100 kHz due to manufacturing errors. By using the results of this paper, it is possible to realize a wireless power transfer system with maximum efficiency in real time even with 2-coil system without feeding loops.
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