양극성 자기장 커플러 구조를 가지는 무선전력전송 시스템의 누설 자기장 저감을 위한 페라이트 격벽 구조 설계

Abstract

본 논문에서는 페라이트 코어 인덕터 형태의 양극성 자기장 커플러 구조를 가지는 무선전력전송 시스템에서 누설자기장 저감을 위한 페라이트 격벽 구조를 제안하고 설계하였다. 제안된 구조는 송신 코일의 자기장이 페라이트 격벽에유도되어 누설 자기장이 최소가 되는 장점을 갖는다. 하지만, 송신 코일의 자기장이 페라이트 격벽에 집중되면, 수신코일에 자기장이 전달되지 못해서 상호 인덕턴스와 결합계수가 감소하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 자기회로 모델과시뮬레이션을 통해 상호 인덕턴스와 결합계수의 감소가 최소가 되도록, 페라이트 격벽의 높이를 조절하였다. 제안된 구조는 시뮬레이션과 실험을 통해 증명되었다. 시뮬레이션을 통해 페라이트 격벽의 높이가 높을수록 누설 자기장은 효과적으로 감소한다는 것이 증명되었다. 실험을 통해서 제안된 페라이트 격벽을 적용하였을 때가 적용하지 않았을 때보다, 효율은 3.6 % 감소하지만, 누설 자기장은 60 % 이상 감소한다는 것이 증명되었다.