최적화된 송/수신 코일을 갖는 고효율 무선충전장치 (A High-Efficiency Wireless Charger Having the Optimum Tx/Rx Coils)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 13권 / 5호 / 11 ~ 18페이지
· 저자명 : 김영민, 방재훈, 이광원, 최순우, 안병철

초록

본 논문에서는 페라이트 시트로 둘러싸인 송/수신 코일의 구조를 통해 무선충전장치의 고효율 기법을 제안하였다. 제안된 무선충전장치는 송전모듈, 수전모듈 및 송/수신 코일로 구성된다. 송전 모듈은 주파수 100kHz에서 Tx 코일을 공진시키기 위한 직렬 캐패시터, 스위칭 방식으로 교류 전원을 인가하는 MOSFET 기반의 2중 half-bridge 회로 등으로 구성되며 무선 전력 송신 모듈용 칩셋(bq500211A)을 이용하여 전체 시스템을 제어하였다. 수전 모듈은 정류회로, 배터리 충전상태 감시회로, 제어회로 등을 포함한 수신용 칩셋(bq5101xB)을 이용하였다. 송수전 모듈에 적용된 두 칩셋은 MCU 기반의 프로그램에 의해 제어된다. 실험적인 방법으로 Tx 코일과 Rx 코일의 주변 페라이트 시트의 배치를 최적화하여 무선충전장치의 효율을 최대로 하였다. 무선충전장치의 제작 및 측정 과정을 통해 최대 충전 효율은 92%이고 이 경우 3.7V 배터리를 충전하는 데 200분 이하의 시간이 요구됨을 확인하였다.

영어초록

This paper presents a high-efficiency method for the wireless charger by adjusting the geometries of Tx/Rx coils surrounded by ferrite sheets. The proposed charger consists of a transmitting module, a receiving module and two coils for transmitting and receiving the wireless power. The transmitting module has a series capacitance for resonance of the Tx coil at 100 kHz, two half-bridge circutis based on the MOSFET technology for suppling the AC voltage by switching mechanism and a wireless power transmitting management chipset(bq500211A) for controlling overall structure. The receiving module is realized by a fabricated chipset(bq5101xB) having a rectifier, a voltage conditioning circuit and a controller. Two chipsets employed in the transmitting/receiving modules are controlled by a MCU program. The maximum charging efficiency of the charger is acquired by experimental methods which adjust the geometries of ferrite sheets around the Tx and Rx coils. From the fabrication and measurements, it is confirmed that the maximum charging efficiency is greater than 92% and the charging time is less than 200 minutes in the such case.

참고자료

· 없음