비 방사형 무선 전력 전송 연구 및 분석

Abstract

본 논문은 전송선로(Transmission Line)를 이용하지 않는 무선전력전송(Wireless Power Transmission) 방식에 대해서 연구 하고자 한다. 현재 알려진바 있고 제안되어 연구 중인 무선 전송기술은 전자기유도(Electromagnetic Induction), 전자기 방사(Electromagnetic Radiation), 감쇠파 결합(Evanescent coupling), 전기유도(Electrical Conduction)등 크게 4가지 방법으로 구분 된다. 2008년 MIT 대학의 마린 솔자칙(Marin Soljaic) 교수 연구팀에서 실험 결과를 발표한 내용은 원거리 전자파 방사와는 달리 사용 되는 주파수/파장에 비해 짧은 거리의 전달로 근접장(Near Field) 효과를 이용 하고 자기유도(Magnetic Induction)에서 송/수신부의 공진(Resonance) 주파수를 일치 시켜 두 매체가 같은 주파수로 공진(Resonance)할 경우 전자파가 근거리 전자장(Electron Field)을 통해 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 감쇠파 결합(Evanescent Wave Coupling)에 기반을 두어 전자기 유도(Electromagnetic Induction) 보다 먼 거리에서 전자기 방사(Electromagnetic Radiation) 보다 더 높은효율로 전력을 전달하는 비 방사형 중거리 무선전력전송(Non-Radiative Mid-Range Power Transfer) 방식이다. 따라서 연구의 목적으로 첫째는 감쇠파 결합(Evanescent Wave Coupling) 방법에서 두 개의 동일한 공진 주파수(Resonance Frequency)를 갖는 나선형 코일(Helical Coil) 사이에서 높은 효율의 전력 전달 근거를 밝히며, 둘째는 다른 전송 구조를 설계 하는 방법을 고찰 하며, 셋째는 나선형 코일(Helical Coil)의 공진 주파수(Resonance Frequency)를 계산하여 실험 확인 하는 것이다. 또한 감쇠파 결합(Evanescent Wave Coupling) 구조에서 전력의 원천(Source) 뒤에 보조 코일을 두고 전장의 반사를 시도하여 무선에너지전송의 효율을 높이는 것이다.