[한국기술뉴스]

경상국립대학교 공과대학 제어계측공학과 정세교 교수 연구팀은 다양한 위치에 존재하는 수신 장치에 최대 전력 전송이 가능한 무선 전력 전송장치를 개발했다. 경상국립대학교 산학협력단을 통해 2018년 5월 10일 특허를 출원(출원번호 제1020180053653호)했다. 특허 명칭은 '무선전력전송 장치 및 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 

[기자]

현재 무선전력전송기술이 매우 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 스마트폰과 스마트워치 등의 소형 전자기기를 비롯하여 전기자동차 충전과 같은 큰 전력이 사용되는 시스템까지 확산되고 있습니다. 최근 들어 다양한 웨어러블 장치가 개발되면서 전력을 공급하는 수단으로 수요가 점차 증가하고 있습니다. 무선전력전송기술은 원거리에서 얼마나 큰 전력을 높은 효율로 공급할 수 있느냐가 핵심 기술입니다. 그러나 기존의 무선충전기는 송수신 장치의 위치에 따라 전력전송 효율이 변하는 문제점이 있습니다. 송수신코일 사이의 정렬과 거리, 대면 각도 등에 따라 결합계수가 달라져 전력전송 효율이 크게 나빠질 수 있습니다.

경상국립대학교 연구팀은 2차원 공간에서 다양한 위치에 존재하는 수신 장치에 최대 전력을 전송할 수 있는 무선전력전송장치를 발명했습니다.

연구팀은 2차원으로 배치된 송신코일과 수신코일 사이의 자기결합에 대해 모델링 했습니다. 이를 통해 수신코일에 최대전력을 전송할 수 있는 방법을 개발했습니다. 먼저 1번 송신 코일과 2번 송신 코일 각각의 전류 및 전압에 기초해 송신 코일과 수신 코일 사이의 상호 인덕턴스 각을 추정합니다. 발명된 무선전력전송 장치는 코일 각각의 전류를 복조하고 상호 인덕턴스 각에 기초해 최적의 전압명령을 계산합니다. 이에 따라 복수의 송신 코일에 계산된 고주파 전압을 공급함으로써 수신단의 위치가 변함에도 최대 전력을 전송할 수 있습니다.

본 기술을 통해 원거리에서 임의의 위치에 존재하는 전자기기에 무선으로 전력을 공급할 수 있는 무지향성 무선전력전송시스템의 실현에 보다 가까이 갈 수 있습니다.