Current wireless power transfer (WPT) technology is widely used for various applications because of convenience and safety. Especially, the tightly coupled WPT systems are applied to a various applications.
Electromagnetic interference (EMI) issues are inevitably generated in tightly coupled WPT system due to the increased transfer power of the tightly coupled WPT systems. Several solutions are proposed for settling the problem. The previous solutions have fragmentarily resolved the weakness of the tightly coupled wireless power transfer system, but they decrease the WPT system efficiency for low EMI. This research has proposed the frequency selective EMI reduction method using resonant frequency control of a shielding coil, and I analytically propose the design procedure for maximum efficiency and minimum EMF level at the specific frequency range. Moreover, for the validity of the proposed shielding coil, I have proved the same tendency with simulation result and measurement result. With the proposed design process and equations, the proposed shielding coil can be designed for other tightly coupled WPT system with high efficiency and low EMF level at specific frequency range.
무선 충전의 편리함과 안정성에 휴대폰과 스마트워치를 포함한 그 적용분야가 점점 확대되고 있는 상태이다. 특히, 전자기 간섭 등 여러 이유로 인해 근거리 무선 전력 전송에 관련된 분야가 주를 이루고 있다. 이 때, 근거리 무선 전력 전송 시스템의 전송 전력의 증가로 인해 많은 전자계 문제를 가지게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해 다양한 해결책들이 수 년간 연구되고 제시되었다. 그럼에도 불구하고 기존의 해결책들은 근거리 무선 전력 전송 시스템이 가지는 단점을 단편적으로 극복하였지만, 효율의 감소 없이 낮은 전자계를 가지도록 하진 못하였다. 본 논문에서는 근거리 무선 전력 전송 시스템의 전자계 문제를 극복하기 위한 주파수 선택적으로 전자기 간섭을 줄일 수 있는 차폐 코일을 제시하고, 특정한 주파수에서, 최저의 전자계를 가지게 하도록 설계와 분석 방정식을 유도하였다. 더불어 설계의 타당성을 입증하기 위해, 개략적인 실험을 통하여 시뮬레이션과 같은 경향성을 가지는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 설계와 분석 방정식을 통한다면, 일반적인 다른 근거리 무선 전력 전송 시스템에도 효과를 가지는 차폐 코일을 설계할 수 있을 것으로 기대된다.
