The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Improvement of Electromagnetic Shielding Structure for Reduction of the Leakage Magnetic Field in WPT System

WPT 시스템의 누설자계 감소를 위한 전자파 차폐구조 개선

  • Kim, Jongchan (Department of Information & Communication Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Lee, Seungwoo (Department of Information & Communication Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Kang, Byeong-Nam (Department of Information & Communication Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Hong, Ic-Pyo (Department of Information & Communication Engineering, Kongju National University) ;
  • Cho, In-Kui (Radio Technology Research Department, ETRI) ;
  • Kim, Nam (Department of Information & Communication Engineering, Chungbuk National University)
  • 김종찬 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 이승우 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 강병남 (충북대학교 정보통신공학부) ;
  • 홍익표 (공주대학교 정보통신공학부) ;
  • 조인귀 (한국전자통신연구원 전파기술연구부) ;
  • 김남 (충북대학교 정보통신공학부)
  • Received : 2016.10.13
  • Accepted : 2017.01.07
  • Published : 2017.01.31
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Abstract

In this paper, we propose an improved magnetic field shielding structure to reducing the magnetic field generated in the wireless power transfer system operating at a low frequency band. The proposed structure consists of the magnetic material and the conductive material, magnetic field cancelling effect for power transfer is minimized while improving the leakage magnetic field cancelling effect by optimizing the various design parameters in the proposed structure. We analyzed and verified the efficiency of the wireless power transfer system and the reduction effect of the leakage magnetic field through computer simulation and measurement. Analysis results show that power transfer efficiency of the wireless power transfer system utilizing the proposed structure is 77 %, which is maintained at the conventional power transfer efficiency. In addition, compared with the structure maintaining high power transfer efficiency, leakage magnetic field strength is reduced to 29~37 % at the nearest point.

본 논문에서는 저주파 대역에서 동작하는 무선전력전송 시스템에서 발생하는 자기장을 저감하기 위한 개선된 자기장 저감 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 자성체와 도체로 구성되었으며, 적용된 다양한 설계 파라미터를 최적화하여 전력전송을 위한 자기장의 상쇄효과는 최소화 하면서 시스템 주변으로 누설되는 자기장 상쇄효과는 개선되도록 하였다. 무선전력전송 시스템의 효율과 주변으로 누설되는 자기장 저감 효과를 컴퓨터 시뮬레이션과 측정을 통하여 분석 및 검증을 하였다. 시뮬레이션 분석 결과, 제안된 구조가 적용된 무선전력전송 시스템의 전력전송효율은 약 77 % 수준으로 기존의 전력전송효율과 동등한 수준을 유지하였다. 또한, 고효율을 유지하는 구조들과 비교하여 최대 근접지점에서 누설되는 자기장의 세기를 약 29~37 % 저감할 수 있었다.

Keywords

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