In a wireless power transfer system, if the receiver (RX) coil deviates from the transmitter (TX) area, the power transfer efficiency (PTE) drops rapidly. One of several method for solving the drawback is to expand the range of high PTE by arranging the multiple TX coils. If several TX coils are selectively activated according to the position and size of the RX coil, the power loss and leakage magnetic field generated in the TX coil having low influence can be reduced. However, research on the exact criteria for selecting an appropriate TX coil has not been conducted so far. Therefore, we proposed the TX coil selection criteria that can achieve the maximum PTE among several coils. Using the proposed criteria, it is possible to select the TX coils capable of maximizing PTE according to the position of the RX coil, and the proposed criteria can be applied to various cases regardless of the number and arrangement of activating TX coils. The criteria are derived through the mathematical analysis of the PTE according to the selection of the TX coil, and verified through simulation and experiment.
무선전력전송 시스템에 있어 수신부가 송신부 영역에서 벗어나게 되면 효율이 급격하게 떨어진다. 이런 단점을 해결하기 위한 여러 방법 중 하나는 송신부를 여러 개의 코일로 나누어 배치를 하여 높은 효율을 낼 수 있는 범위를 넓히는 것이다. 여러 개의 송신코일을 수신부의 위치 및 크기에 따라 선택적으로 동작시키면, 영향력이 작은 송신코일에서 발생하는 전력 손실 및 누설자기장의 크기를 감소시킬 수 있다. 하지만, 지금까지 적절한 송신코일을 선택할 수 있는 정확한 기준에 대한 연구가 진행되지 않았다. 따라서 여러 코일 중 최대 효율을 낼 수 있는 송신코일 선택기준에 대해 제안한다. 제안하는 조건을 사용하면, 수신부의 위치에 따라 최대 효율을 낼 수 있는 송신코일을 선택할 수 있으며, 동작하는 송신코일의 개수 및 배치에 상관없이 다양한 경우에 대해 제안하는 조건을 적용할 수 있다. 제안하는 조건은 송신코일 선택에 따른 전력전달효율의 수식적 분석을 통해 도출하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 입증하였다.
