시간에 따라 변하는 수신단 부하 임피던스의 실시간 검출을 통한 무선 전력 전송시스템의 성능 개선

Abstract

본 논문에서는 무선 전력 전송 시스템에서 시간에 따라 변하는 반사 임피던스(reflected impedance)가 시스템에 주는 영향을 분석하고, 그 검출 방법을 제안하였다. 반사 임피던스는 송신기와 결합하는 수신기가 어떠한 특성을 가지는지를 나타내는 중요한 지표가 되며, 전송 효율에 큰 영향을 주게 된다. 반사 임피던스를 검출하기 위해서 주파수에 따른 송신기에 흐르는 전류의 변화를 분석하는 검출 방법을 제안하였다. 본 논문에서 제시한 설계 방법에 따라 LF 대역에서 동작하는 무선 송/수신시스템을 설계하고, 수신기의 반사 임피던스의 변화를 검출하였다. 측정 결과, 제안한 검출 방법이 반사 임피던스를 정확하게 측정할 수 있음을 확인하였다. 실제 배터리에 적용하여 absorption mode에서 시간에 따라 증가하는 부하 임피던스로 인한 효율 감소를 보정할 수 있음을 실험을 통해 검증하였다. 또한, 금속 인식 시스템도 구현하여 제안한 측정법의 유용성을 확인하였다.