Characteristics of the ㄷ ㅓ Type Core for Contactless Battery Charger

비접촉식 충전 장치를 위한 ㄷㅓ 형 코어에 관한 연구

  • 전성즙 (부경대 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 허준 (부경대 전자공학과 대학원) ;
  • 이광운 (동아일렉콤 BMP팀) ;
  • 조규형 (KAIST 전기 및 전자공학과)
  • Published : 2003.10.01

Abstract

Detachable transformers used in contactless battery chargers have poor power transfer characteristics because they have low coupling coefficients due to their gaps. The ㄷㅓ type core gives a high coupling coefficient in a contactless battery charger compared with standard cores such as EE, EC and UU. In this paper, characteristics of the ㄷㅓ type core is studied. Detailed analyses and comparisons are given based on the sinusoidal operation and square-wave operation. Reductions in output current, voltage and power are stated analytically and numerically. The analyses are verified by experiments conducted on a ZVS converter including a detachable transformer. The analyses and comparison method can be applied to other gaped transformer such as a PCB transformer.

비접촉식 충전기에 사용되는 변압기는 비교적 큰 공극으로 인해 낮은 결합계수를 가지므로 전력전달 능력이 떨어진다. ㄷ ㅓ 형 코어로 비접촉식 충전기용 변압기를 만들면 표준형의 EE, EC, UU 코어로 만든 변압기에 비해 높은 결합계수를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ㄷ ㅓ 형 코어로 만든 변압기의 특성을 연구하였다. 누설 인덕턴스와 여자 인덕턴스가 미치는 영향을 정현파 구동이나 구형파 구동을 통하여 분석하였고 코어에 따른 전력 전달 특성을 비교하였다. 분석의 타당함을 확인하기 위하여 ZVS 변환기에 삽입하여 그 동작을 확인하였다. 본 논문에 사용된 분석과 비교하는 방법은 공극이 큰 PCB 변압기 등에도 적용할 수 있다.

Keywords

References

  1. IEEE, PESC '92 record A Novel Circuit for Non-Contact Charging Through Electro-magnetic Coupling H.Sakamoto;K.Harada
  2. IEEE Trans. on Magnetics v.29 no.6 A Novel Converter for Non-Contact Charging with Electromagnetic Coupling H.Sakamoto;K.Harada
  3. IEEE Industry Application Society Annual Meeting Contactless Charging Communication for Electric Vehicle A.Esser
  4. EPE 1993 record Contactless High Speed Signal Transmission Integrated In A Compact Portable Transformer A.Esser;A.Nagel
  5. IEEE Trans. on Magnetics v.30 no.6 A Novel High Power Converter for Non-Contact Charging with Electromagnetic Coupling H.Sakamoto;K.Harada
  6. IEEE, PESC '92 record A Novel High Power Converter for Non-Contact Charging with Magnetic Coupling H.Sakamoto;K.Harada;K.Yamasaki
  7. IEEE Industry Application Magazine Contactless Charging Communication for Electric Vehicle A.Esser
  8. IEEE, IECON '97 record A Multi-Resonant converter for Non-Contact Charging Through Electromagnetic Coupling R.Ramouamer;M.Brunello;J.P.Ferrieux;O.Normand;N.Buchheit
  9. 한국전기연구원 연구 보고서 비접촉식 충전기 개발 전성즙(외)
  10. IEEE Intellec A Contactless Electrical Energy Transmissin System for Portable Telephone Battery Charger A.Esser
  11. IEEE Trans. on Industrial Electronics v.48 no.6 Design of Contactless Battery Charger for Cellular Phone C.G.Kim;D.H.Seo;J.S.You;J.H.Park;B.H.Cho
  12. IEEE Power Electronics Specialist Conference Low-Profile Contactless Battery Charger Using Planar Printed Circuit Board Windings as Energy Transfer Device W.S.Lim;J.H.Noh;B.C.Choi;T.Y.Ahn
  13. IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition Constant Frequency Controlled Full Bridge LCC-Type Parallel Resonant Converter C.Q.Lee;S.Sooksatra;R.Liu
  14. 전력전자학회 논문지 v.5 no.4 저 도통손실 특성을 갖는 향상된 영전압 부분 직렬 공진형 DC/DC 컨버터 김의성;이동윤;현동석
  15. IEEE Applied Power Electronics Conference Design Consideration for High-Voltage High Power Full Bridge Zero-Voltage Switched PWM Converter J.A.Sabate;V.Vlatkovic;R.B.Ridley;F.C.Lee;B.H.Cho
  16. 전력전자학회 논문지 v.5 no.3 FB ZVT PWM 컨버터의 환류 구간 손실저감을 위한 보조회로 윤창선;김병철;김광헌
  17. 전력전자학회 논문지 v.5 no.1 축전지 구동 응용을 위한 새로운 승압형 DC/DC 컴버터 노정욱;한승훈;윤명중