컴_125_4_5. 무선충전기술

5. 무선충전기술 3가지 방식을 비교 설명하시오.

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1. 무선충전기술 개념

- 전기에너지를 전자기파 형태로 변환하여 전송 선 없이 무선으로 에너지를 전달하는 기술

- 전기에너지를 전자기파 형태로 변환하기 위해 특정 주파수의 RF신호로 전기에너지를 변환하여 그로부터 발생하는 전자기파를 이용하여 에너지를 전달하는 기술

 

 

2. 무선충전기술 3가지 방식 동작 원리

구분	설명
자기유도방식
	- 코일에 유기되는 자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식 - 1차 코일에 흐르는 전류로부터 발생하는 자기장의 대부분이 2차 코일을 통과하면서 2차 코일에 유도 전류가 흘러 부하로 에너지를 공급하는 기술 - 각 코일의 고유 공진주파수가 실제 에너지를 전달하는 전송주파수와 달라 코일의 소형화를 가능하게 하지만 코일의 크기가 줄어듦에 따라 전송가능한 거리 또한 감소
자기공진방식
	- 코일 사이의 공진 현상을 이용하여 에너지를 전송하는 방식 - 자기유도 방식과 원리는 유사하지만 1차와 2차 코일의 공진주파수가 동일하게 제작되어 코일 간의 공진모드 에너지 결합을 통해 1차 코일에서 발생한 에너지가 2차 코일로 전달되는 방식
전자기파방식
	- 마이크로웨이브 대역에서 송수신 안테나 간 방사 특성을 이용하는 방식 - 수 km이상 장거리 전송으로 위성과 지구 간 전력 전송, 우주태양광발전 등에 활용

 

 

3. 무선충전기술 3가지 방식 비교 설명

가. 무선충전기술 3가지 방식 전송효율 비교

- 전송 거리에 따른 자기유도, 자기공진(공명), 전자기파 방식의 전송 효율 비교

 

나. 무선충전기술 3가지 방식 비교

구분	자기유도방식	자기공진방식	전자기파방식
원리	송수신 1~2차 코일 간 유도 현상 이용	송수신 안테나 간의 공진 현상 이용	안테나를 통해 전자파를 직접 송수신
주파수	125kHz, 13.56MHz	수십kHz ~ 수MHz	2.45GHz, 5.8GHz
전송거리	수mm ~ cm	수 m 내외	수 km 내외
전송전력	수 W	수십 W	수 MW
전송효율	수mm이내에서 90%이상 효율	1m 이내 90%효율 2m 이내 40%효율	최대 수십km까지 전송 최대10 ~50% 효율
응용	휴대폰, 노트북, 전기자동차 등	가전기기 전원	위성-지구 전력 전송 비행체 전력 등
장점	- 표준화 완료 - 높은 기술 성숙도 - 소형화 가능	- 비접촉식 충전 가능 - 코일 배치 자유도 높아 다중충전 및 3D 충전가능	- 고출력 전력 전송 가능 - 수 km의 전력전송거리
단점	- 짧은 유효거리 - 충전 위치에 따른 충전효율 변화	- 표준화 진행중 - 낮은 전송효율 - 인체 영향 및 EMI 영향 검증 필요	- 송수신 안테나가 큼 - 낮은 전력전송 효율 - 인체 유해성 높음