A High-Efficiency Wireless Charger Having the Optimum Tx/Rx Coils
Young-Min Kim, Swoon-Woo Choi, Kwang‐Won Lee, Jae‐Hoon Bang, Bierng‐Chearl Ahn · The Journal of Korean Institute of Information Technology · 2015
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 100kHz 에서 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.