With the advent of the fourth industrial revolution, wireless power transfer technology is becoming increasingly important. However, one of the biggest limitations of current wireless power transfer technology is that it can not transmit power with high efficiency from long distance. Currently, the wireless charging system has enabled the market for wireless charging pads for short-range charging of low-power electronic devices such as smart phones. However, in the case of high-power electronic devices or electronic devices requiring long-range wireless charging, there is a limit. Also, when a wireless power transfer system is applied, electromagnetic interference problems arise. Electromagnetic interference causes malfunction of sensors. Various solutions have been studied and proposed over the years to overcome these problems. In this paper, we propose a repeater coil that can enhance high efficiency and reduce electromagnetic interference. Analytical equations were derived to analyze the power transfer efficiency and electromagnetic interference reduction rate at a specific resonant frequency of the repeater, and by simulation and measurement to verify this. Through the design and analysis equations presented in this study, it is expected that a repeater coil with a long - distance wireless power transfer system can be designed.
제 4차 산업혁명이 도래하면서 무선 전력 전송 기술이 점점 더 중요해지고 있다. 그러나 현 무선 전력 전송 기술의 가장 큰 한계점 중 하나는 장거리에서 고효율로 전력을 전송할 수 없다는 단점이 있다. 현재 무선 충전 플랫폼은 저전력 전자기기를 충전하는 근거리 용 무선 충전 패드가 시장에 활성화가 되었지만, 고전력 전자기기 혹은 장거리에서 무선 충전을 요구하는 전자기기 경우에는 무선 전력 전송 기술이 도입되기에는 한계가 있다. 또한 무선 전력 전송 시스템을 적용했을 때, 전자기 간섭 문제로 인해 센서 또는 전자부품의 오작동을 일으키게 되는데, 이러한 문제를 극복하기 위해 다양한 해결책이 수 년간 연구되고 제시되었다. 본 논문에서는, 전력 전달 효율 증가를 통해 장거리에서도 고효율의 무선 전력 전송 시스템을 적용할 수 있고, 전력 전달 효율을 증가시키는 동시에 전자기 간섭을 줄일 수 있는 중계기 코일을 제시하였다. 중계기의 특정한 공진주파수에서 전력 전달 효율 및 전자기 간섭 감소율에 대해 정략적으로 분석하기 위해 분석 방정식을 유도하였고, 이를 검증하기 위해 시뮬레이션과 측정을 통해 검증하였다. 본 연구에서 제시한 설계와 분석 방정식을 통한다면, 일반적인 장거리 무선 전력 전송 시스템에도 효과를 가지는 중계기 코일을 설계할 수 있을 것이라 기대된다.
