Abstract
This paper studied on design and analysis of LC resonant coil for WPT based on magnetic resonance method. Transmitting resonant coil is presented $120mm{\times}100mm$ in order to high power transfer and receiving resonant coil is a model at the A4WP. The proposed design was compared with simulation and experiment to optimal design. To reduce resistance by proximity effect, the ratio of conductor diameter and pitch between conductors(p/a) obtained proper size. Using optimal design, a 6.78MHz wireless charging system for a mobile device is designed and fabricated. It is analyzed a transfer efficiency and magnetic field about the distance between designed transmitting and receiving coil. When placed at a distance of 20mm, measurement result shows that the power transfer efficiency is 80.4% in coaxial and each 30% in case of two receiving coils placed in asymmetric over the transmitting coil.
본 논문에서는 자기 공진형 무선전력전송에 대한 LC 공진 코일의 설계 및 특성을 제시하였다. 송신 공진코일은 높은 전력을 보내기 위해 $120mm{\times}100mm$ 크기로 하고, 수신 공진코일은 A4WP의 권장 크기인 $44.01mm{\times}61.01mm$크기로 구성했으며, 시뮬레이션과 실험을 통하여 최적화 설계를 수행하였다. 코일의 자기 인덕턴스와 저항을 구하여, 고주파에서 나타나는 근접 효과(proximity effect)에 의한 저항 이론을 적용하였다. 근접 효과에 의한 저항을 줄이기 위해 적절한 도선의 직경과 도선 사이의 간격에 대한 비(p/a)를 구하여 최적화 설계하였다. 가장 높은 Q-factor를 가졌을 경우의 p/a를 적용하여 6.78MHz에서 전송특성을 알아보았다. 송 수신 공진코일이 20mm 거리에 동축으로 놓여 있을 때는 80.4%, 두 개의 수신 공진코일이 동일 거리에 비대칭으로 놓여 있을 때는 각각 29.5%의 전송효율을 얻었다.