173

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

ผลกระทบทางความถทมตอสมรรถนะการสงกาลงไฟฟาไรสาย

เอกชย ชยด* และ อนนท นำอนอาจารย สาขาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลลานนา เชยงราย

สกลย ยะอ และ เอกพจน ยศแกว นกศกษา สาขาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลลานนา เชยงราย

* ผนพนธประสานงาน โทรศพท 09-9291-2214 อเมล: ekkachai.ch799@gmail.com DOI: 10.14416/j.kmutnb.2015.09.001

รบเมอ 5 มถนายน 2558 ตอบรบเมอ 8 กนยายน 2558 เผยแพรออนไลน 7 มนาคม 2559

© 2016 King Mongkut’s University of Technology North Bangkok. All Rights Reserved.

บทคดยอ

การศกษานมวตถประสงคเพอศกษาผลของความถทมตอสมรรถนะการสงกาลงไฟฟาไรสาย ไดทาการวเคราะห

วงจรสมมลทางไฟฟา หาสมการกาลงไฟฟาขาออก ประสทธภาพ และอมพแดนซ ออกแบบวงจรสงกาลงไฟฟาไรสาย

โดยใชวงจรคอนเวอรเตอรแบบเตมคลน ความถใชงานระดบ kHz ทดสอบสงกาลงไฟฟาไรสายกรณความถรโซแนนซ

คงท 160 kHz และปรบคาความถรโซแนนซตามระยะหางระหวางตวนา จายกาลงงานใหกบโหลดขนาด 0.54 kΩ (60W) ใชแรงดนอนพทกระแสตรง 20 V ระยะหางระหวางขดตวนา 0–30 cm ผลการศกษาพบวาความเหนยวนารวม

เปลยนแปลงตามระยะหางขดตวนา การชดเชยผลการเปลยนแปลงดงกลาวทาไดโดยการปรบคาความถ มผลทาให

กาลงไฟฟาขาออกและประสทธภาพเพมขนโดยมปรากฏการณทตองพจารณาคอ Frequency Splitting จากผล

การทดสอบพบวาการปรบคาความถตามระยะหางทาใหกาลงไฟฟาขาออกเพมขนสงสด 20.77% และประสทธภาพมคา

เพมขน 28.38% ทระยะหาง 7 cm เมอเทยบกบผลการทดสอบใชคาความถคงท

คาสาคญ: ความถรโซแนนซ ความเหนยวนารวม อมพแดนซ กาลงไฟฟาขาออก ประสทธภาพ

การอางองบทความ: เอกชย ชยด, สกลย ยะอ, เอกพจน ยศแกว และ อนนท นาอน, “ผลกระทบทางความถทมตอสมรรถนะ การสงกาลงไฟฟาไรสาย,” วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ, ปท 26, ฉบบท 2, หนา 173–182, พ.ค.–ส.ค. 2559

174

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

Effect of Frequency on a Performance of Wireless Power Transfer

Ekkachai Chaidee* and Anon Namin Lecturer, Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering Rajamangala University of Technology Lanna Chiangrai, Chiangrai, Thailand

Ekaphot Yotkaew and Sukan Yaau Student, Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering Rajamangala University of Technology Lanna Chiangrai, Chiangrai, Thailand

* Corresponding Author, Tel. 09-9291-2214, E-mail: ekkachai.ch799@gmail.com DOI: 10.14416/j.kmutnb.2015.09.001Received 5 June 2015; Accepted 8 September 2015; Published online: 7 March 2016© 2016 King Mongkut’s University of Technology North Bangkok. All Rights Reserved.

AbstractThe objective of this work was to study effect of frequency on the performance of wireless power transfer.

An electrical equivalence circuit was analyzed to find the equations for efficiency, output power, and impedance. The wireless power transfer circuit was designed driven by a full-bridge converter using an operating frequency in the kHz range, testing transfer power when the constant resonance frequency was 160 kHz and adjusting resonance frequency based on the distance between resonators, to the 0.54 kΩ (60W) load using input voltage of 20 Vdc for 0-30 cm distance between resonators . The study’s results showed that the mutual inductance changed due to changes in the distance between coils. Frequency tuning was performed in order to compensate for the changes of the mutual inductance and as a result power output and efficiency increased . Furthermore, the frequency splitting phenomenon should be considered. According to the testing results for the frequency tuning, output power and efficiency increased by 20.77% and 28.38% at 7 cm of distance compared with the testing results for constant frequency.

Keywords: Resonance Frequency, Mutual Inductance, Impedance, Output Power, Efficiency

Please cite this article as: E. Chaidee, E. Yotkaew, S. Yaau, and A. Namin, “Effect of frequency on a performance of wireless power transfer,” The Journal of KMUTNB., vol. 26, no. 2, pp. 173–182, May.–Aug. 2016 (in Thai).

175

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

1. บทนา

การสงกาลงไฟฟาไรสาย คอเทคโนโลยทสามารถ

สงกาลงไฟฟาไดโดยไมใชสายตวนาแบงประเภทตาม

กลไกการสงกาลงงานได 2 แบบ คอ แบบ Riadiative และ Non-radiative โดยทแบบ Radiative ใชหลกการ

แพรกระจายคลนแมเหลกออกมาจากสายอากาศ การสง

กาลงงานทาไดระยะไกลแตใหประสทธภาพตา สวนแบบ Non-radiative ใชสนามแมเหลกในสภาวะรโซแนนซ

คลองระหวางขดตวนา การสงกาลงงานทาไดในระยะใกล [1], [2] ลกษณะกาลงไฟฟาขาออกและประสทธภาพของ

การสงกาลงไฟฟาไรสายแบบ Non-radiative ลดลงอยาง

รวดเรวตามการเพมขนของระยะหางระหวางขดตวนา

ดานสงและรบกาลงงาน [3] จากลกษณะดงกลาวจงได

มการพฒนาวธการเพมประสทธภาพและกาลงไฟฟา

ขาออกของการสงกาลงไฟฟาไรสายเมอระยะหางระหวาง

ขดตวนาเพมมากขน พบวามอย 2 วธทนยมใช คอ 1) การปรบคาอมพแดนซ [4]–[7] 2) การปรบคาความถ

รโซแนนซ [8]–[11] จากการศกษางานวจยทผานมา

เกยวกบการปรบคาความถรโซแนนซ พบวางานวจย

สวนใหญม งเนนนาเสนอวธการอธบายปรากฏการณ

ทเรยกวา Frequency Splitting ซงยงไมครอบคลมลกษณะ

ทางความถทงหมด การอธบายใชวธการวเคราะหสมการ

ซงพบวาม 2 วธ คอ วธ Coupled Mode Theory [12], [13] ยงยากตอการทาความเขาใจและการอธบายความสมพนธ

ระหวางพารามเตอร และการวเคราะหวงจรสมมลทาง

ไฟฟา [1]–[7] สวนใหญอธบายเฉพาะกาลงไฟฟาขาออก และประสทธภาพไมไดพจารณาลกษณะการเปลยนแปลง

ของความเหนยวนารวมและอมพแดนซ

บทความนจงไดนาเสนอผลการศกษาลกษณะ

ทางความถของวงจรการสงกาลงไฟฟาไรสายทมผลตอ

สมรรถนะการสงกาลงไฟฟาไรสาย โดยใชวธการวเคราะห

วงจรสมมลทางไฟฟาหาสมการกาลงไฟฟาขาออก ประสทธภาพ อมพแดนซของวงจรสงกาลงไฟฟาไรสาย สาหรบอธบายปรากฏการณ และความสมพนธระหวาง

พารามเตอร วเคราะหและอภปรายผลรวมกบผลการ

ทดสอบสงกาลงไฟฟาไรสายใหกบโหลด

2. วธดาเนนการ

2.1 ศกษาลกษณะทางไฟฟา

จากวงจรรปท 1 V1 คอแรงดนไฟฟาขาเขาวงจร C1, C2 คอคาปาซแตนซ R1, R2 คอความตานทาน L1, L2 คอ

ความเหนยวนา ทางดานสงและดานรบกาลงงาน RL คอ

ความตานทานของโหลด และ M คอความเหนยวนารวม การพสจนหาสมการกาลงไฟฟาขาเขา กาลงไฟฟาขาออก ประสทธภาพ และอมพแดนซ ไดตามสมการท (1)–(4) ดงน

(1)

(2)

(3)

(4)

เมอ , ,

,

รปท 1 วงจรสมมลวงจรสงกาลงไฟฟาไรสาย

C1

V1

+

–

L1 L2

R1 R2

RL

C2M

176

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

(5)

คา k ในสมการท (5) คอ Coefficient of Coupling มรปสมการเปนฟงกชนของระยะทางไดดงน [1], [14]

(6)

r1, r2 คอรศมขดตวนาดานสงและดานรบ และ d คอ

ระหวางขดตวนาดานสงและดานรบ พจารณาเทอม (ωM)2 ในสมการท (2), (3) และ (4)

เหนไดวาถาความถมการเปลยนแปลงจะสงผลตอกาลงไฟฟา

ขาออกและประสทธภาพ หรอเมอความเหนยวนารวม เปลยนแปลงตามระยะทาง พจาณาความสมพนธไดตาม

สมการท (5)–(6) จะสงผลตอกาลงไฟฟาขาออกและ

ประสทธภาพเชนเดยวกน โดยทการเปลยนแปลงคาความ

เหนยวนารวม (M) นจงสามารถชดเชยไดโดยการปรบคา

ความถได แทนคาพารามเตอรในตารางท 1 ซงไดจากการ

ออกแบบวงจรสงกาลงไฟฟาไรสายแทนคาลงในสมการ

ท (2)–(5) ไดลกษณะของความเหนยวนารวม กาลงไฟฟา

ขาออก ประสทธภาพ และอมพแดนซดงน

ตารางท 1 คาพารามเตอรวงจรสงกาลงไฟฟาไรสายL1, L2 R1, R2 RL C1, C2 fr

0.21 mH 0.5 Ω 0.54 Ω 4.7 nF 160 kHz

ลกษณะการลดลงของความเหนยวนารวมตาม

รปท 2 สงผลตอกาลงไฟฟาขาออกและประสทธภาพซง

มลกษณะแสดงดงรปท 3–4 ดงน ลกษณะกราฟกาลงไฟฟาขาออก และประสทธภาพ

ตามรปท 3 และ 4 เปลยนแปลงตามระยะหางระหวางขด

ตวนา สวนหนงเปนผลจากการเปลยนแปลงของความ

เหนยวนารวม และความตานทานของโหลด (RL)

รปท 2 ลกษณะการลดลงของความเหนยวนารวม (M)

รปท 3 กาลงไฟฟาขาออกและระยะหางระหวางขดตวนา

ทโหลดตางกน

รปท 4 ประสทธภาพกบระยะหางระหวางขดตวนาทโหลด

ตางกน

0 5 10 15 20 25 30d (cm)

x 10–4

Mut

ual I

nduc

tanc

e (H

)

2

1

0

d (cm)0 20 40 60 80 100

RL = 0.54 ohmRL = 10 ohmRL = 20 ohmRL = 30 ohm

Pout

(W)

200

150

100

50

0

0 20 40 60 80 100

d (cm)

RL = 0.54 ohmRL = 10 ohmRL = 20 ohmRL = 30 ohm

Effic

ienc

y

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

177

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Frequency (Hz) x 105

RL = 0.54 ohmRL = 10 ohmRL = 20 ohmRL = 30 ohm

Effic

ienc

y

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

พจารณารปท 5 และ 6 พบวากาลงไฟฟาสงสดเกดขน 2 จดใกลกบความถรโซแนนซ ปรากฏการณน เรยกวา Frequency Splitting ในขณะทประสทธภาพ มคาสงสด

จดเดยวทความถรโซแนนซ ปรากฏการณ Frequency Splitting นเกดขนเมอตวนาวางตวอยในระยะใกล ผลทาให

ในชวงแรก กาลงไฟฟาขาออกมคาตาทงๆ ทตวนาวางตว

อยใกลกน พจารณารปท 7 ประกอบกบสมการท (2) ถง (6) พบวาความถและความเหนยวนารวมมผลตอลกษณะ

ของอมพแดนซ ซงการเปลยนแปลงคาอมพแดนซสงผล

กาลงไฟฟาขาออกและประสทธภาพพจารณาตามทฤษฎ

ของการสงกาลงไฟฟาสงสด

2.2 ออกแบบวงจรสงกาลงไฟฟาไรสาย

องคประกอบของวงจรสงกาลงไฟฟาไรสายแสดง

ดงรปท 8

สวนประกอบหลกประกอบไปดวย แหลงจายกระแสตรง คอนเวอรเตอรสาหรบแปลงกระแสตรงเปนกระแสสลบ

ทางานทความถเรโซแนนซ ขดตวนาดานสง (Transmitter) และดานรบ (Receiver) ทามาจากขดลวดทองแดงตออนกรม

กบคาปาซเตอรพนบนแกนอากาศ เมอมกระแสไฟฟา

ความถสงไหลผานขดตวนาดานสงทาใหเกดสนามแมเหลก

สงผานไปคลองขดตวนาดานรบเกดแรงเคลอนไฟฟา

เหนยวนา ทาใหสามารถจายกาลงไฟฟาใหกบโหลดได กระแสไฟฟาสลบความถสงจงตองผานวงจรเรยงกระแส

เปนไฟฟากระแสตรงกอนจายใหกบโหลดตอไป แสดงวงจร

ขณะทดสอบสงกาลงไฟฟาไรสาย ดงรปท 92.2.1 คอนเวอรเตอรความถสง

การออกแบบคอนเวอรเตอรแบบเตมคลน ปรบคา

ความถไดสงสด 500 kHz แสดงวงจรดงรปท 10 ทาการ

ทดสอบจายโหลดขนาด 0.54 kΩ (60W) ใชแรงดนอนพต

กระแสตรง 20 V ความถรโซแนนซ 160 kHz ระยะหาง

รปท 5 กาลงไฟฟาขาออกและความถ ทโหลดตางกน

รปท 6 ประสทธภาพและความถทโหลดตางกน

รปท 7 อมพแดนซกบระยะหางระหวางขดตวนา

รปท 8 องคประกอบของวงจรสงกาลงไฟฟาไรสาย

1.4 1.5 1.6 1.7 1.8Frequency (Hz) x 105

RL = 0.54 ohmRL = 10 ohmRL = 20 ohmRL = 30 ohm

Pout

(W)

100

80

60

40

20

0 0 5 10 15 20 25 30d (cm)

Zin

(Ohm

)

2500

2000

1500

1000

500

0

f = 140 kHzf = 150 kHzf = 160 kHzf = 170 kHzf = 180 kHz

DC Power Supply Converter

TransmitterCoil

ReceiverCoil Rectifier

Loadϕ

AC~

DC

Air or Material

+ –

+

–

178

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

ระหวางขดตวนา 10 cm ไดลกษณะสญญาณแรงดนและ

กระแสดานขดรบและขดสงกาลงงานแสดงดงรปท 11 2.2.2 พารามเตอรของวงจรสง กาลงไฟฟาไรสาย

ขดตวนาดานสง และดานรบกาลงงาน ใชขดลวด

ทองแดงเบอร 18 SWG พนบนแกนอากาศเสนผาน

ศนยกลาง 25 cm จานวน 21 รอบ กวาง 2 cm คา

พารามเตอรแสดงในตารางท 1 โดยทคาความเหนยวนา ความตานทานทาการวดคาโดยใชดจตอลมลตมเตอร สวน

คาปาซแตนซคานวณใหสมพนธกบความถเรโซแนนซ และความเหนยวนา

3. ผลการศกษา

3.1 การจาลองกาลงไฟฟาขาออก และประสทธภาพ

ใชคาพารามเตอรจากการออกแบบวงจรสงกาลง

ไฟฟาไรสายในตารางท 1 แทนลงในสมการท (2) และ (3)

เพอศกษาผลของความถทมตอกาลงไฟฟาขาออกและ

ประสทธภาพในกรณตางๆ ดงน

เมอระยะหางระหวางขดตวนา (d) เปลยนแปลงทาใหคา Coefficient of Coupling (k) เปลยนสงผลใหความเหนยวนารวม (M) เปลยนตาม จากนนจงประมาณการคาความถรโซแนนซ

แตละระยะหางโดยการแทนคาความเหนยวนารวมลงในสมการ

ความถรโซแนนซ และแทนคาลงในสมการกาลงไฟฟาขาออก

และประสทธภาพ ไดลกษณะของกราฟรปท 12 และ 13 กราฟรปท 14 และ 15 ไดจากการแทนคาระยะหาง

ระหวางขดตวนา (d) ลงในสมการ Coefficient of Coupling (k) ทาใหความเหนยวนารวม (M) เปลยนแปลง จากนน

จงแทนคาความเหนยวนารวมลงในสมการกาลงไฟฟา

ขาออกและประสทธภาพ พบวากาลงไฟฟาขาออกและ

ประสทธภาพมคาสงสดทความถตางกนเนองจากผล

การเปลยนแปลงคาความเหนยวนารวมทาใหอมพแดนซ

เปลยนทาใหความถรโซแนนซเปลยนตาม

รปท 9 วงจรการสงกาลงไฟฟาไรสาย

(ก) สญญาณดานขาเขาขดสงกาลงงาน

(ข) สญญาณดานขาออกขดรบกาลงงาน

รปท 11 สญญาณขาเขาและขาออกวงจรสงกาลงไฟฟา

ไรสายขณะจายโหลด

รปท 10 วงจรคอนเวอรเตอรแบบเตมคลน

Receiver Circuit

179

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

3.2 การทดสอบสงกาลงไฟฟาไรสาย

ทาการทดสอบจายโหลดความตานทานขนาด 0.54 kΩ (60 W) ปอนแรงดนไฟฟากระแสตรงอนพท 20 V คงท

ตลอดการทดลอง ใชความถรโซแนนซ 160 kHz ทาการวด

คากระแสและแรงดนไฟฟากระแสตรงดานขาเขาและ

ขาออกของวงจรสงกาลงไฟฟาไรสายโดยใชเครองมอวด

ทมคณสมบตแบบ True RMS เพมระยะหางระหวาง

ขดตวนาดานสงและดานรบตงแต 0–30 cm ไดลกษณะ

ประสทธภาพและกาลงไฟฟาขาออกของระบบสงกาลง

ไฟฟาไรสายในกรณตางๆ ดงน

จากการปรบคาความถด วยมอหายานความถ

ททาใหสงกาลงไฟฟาไดสงสด โดยใชสญญาณสเหลยม

จากออสซลโลสโคป Agilent DOS-X 2002A ผานวงจรขบ

สาหรบควบคมการสวตซของมอสเฟต การปรบคาความถ

ทกระยะหางทาใหไดคากาลงไฟฟามคาเพมขนเมอเทยบกบ

กรณใชคาความถรโซแนนซคงทตลอดการทดลองโดยท

กาลงไฟฟาขาออกเพมขนสงสด 20.77% ทระยะหาง 7 cm แสดงดงรปท 16 ลกษณะของกราฟประสทธภาพแสดงดงรปท 17 พบวาการปรบคาความถ ทกระยะหางทาให ได ค า

รปท 12 ผลการจาลองกาลงไฟฟาขาออกในกรณความถ

คงถและปรบความถตามระยะหางขดตวนา

รปท 13 ผลการจาลองประสทธภาพในกรณความถคงถ

และปรบความถตามระยะหางขดตวนา

รปท 14 ผลการจาลองกาลงไฟฟากบความถทระยะหาง

ระหวางขดตวนาตางกน

รปท 15 ผลการจาลองประสทธภาพกบความถทระยะ

หางระหวางขดตวนาตางกน

180

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

ประสทธภาพเพมขนเมอเทยบกบกรณใชคาความถ

รโซแนนซคงทตลอดการทดลองโดยทประสทธภาพ

เพมขน 28.38% ทระยะหาง 7 cm เมอเทยบกบตาแหนง

การเกดกาลงไฟฟาสงสด ประสทธภาพเพมขนสงสด 57.59% ทระยะหาง 4 cm

กราฟรปท 18 และ 19 ไดจากการทดสอบสงกาลง

ไฟฟาไรสายโดยใชคาความถตงแต 140 ถง 200 kHz พบวากาลงไฟฟาและประสทธภาพในแตละระยะหาง

มคาสงสดตางกน เนองจากความเหนยวนารวม อมพแดนซ และความถรโซแนนซเปลยนแปลงตามระยะหางนนเอง

4. อภปรายผลและสรป

ลกษณะกาลงไฟฟาขาออกและประสทธภาพของ

วงจรสงกาลงไฟฟาไรสายลดลงอยางรวดเรวตามการ

เพมขนของระยะหางระหวางขดตวนาดานสงและดานรบ

เนองมาจากความเหนยวนารวมเปลยนแปลงตามระยะทาง เปนผลใหแตละระยะหางมคาความถรโซแนนซตางกน

ออกไป การชดเชยผลผลของการเปลยนแปลงของความ

เหนยวนารวมนสามารถทาไดโดยการปรบคาความถ

รโซแนนซ ในการปรบคาความถมปรากฏการณทตอง

พจารณาเรยกวา Frequency Splitting ทาใหกาลงไฟฟา

รปท 18 กาลงไฟฟากบความถทระยะหางระหวาง

ขดตวนาตางกน

รปท 19 ประสทธภาพกบความถทระยะหางระหวาง

ขดตวนาตางกน

รปท 16 กาลงไฟฟาขาออกในกรณความถคงถและปรบ

ความถตามระยะหางขดตวนา

รปท 17 ประสทธภาพในกรณความถคงถและปรบ

ความถตามระยะหางขดตวนา

181

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

ขาออกมคาสงสดสองจด ในขณะทประสทธภาพสงสด

จดเดยวในตาแหนงความถรโซแนนซ จากผลการทดสอบ

การปรบคาความถตามการเพมขนของระยะหางระหวาง

ขดตวนาพบวากาลงไฟฟาขาออกเพมขนสงสด 20.77% ในขณะทประสทธภาพเพมขน 28.38% ทระยะหางเดยวกน 7 cm โดยทประสทธภาพเพมขนสงสด 57.59% ทระยะหาง 4 cm

การเปลยนแปลงคา Mutual Inductance ขนอยกบ

ระยะหาง ขนาด และการจดวางตวนา โดยทประสทธภาพ

จะมคาสงสดทระยะหางหนงขนอย กบการออกแบบ

พารามเตอร เมอระยะหางระหวางตวนาเปลยนแปลง

ทาใหคา Mutual Inductance เปลยนทาใหคาอมพแดนซ และความถรโซแนนซเปลยนแปลงตาม การปรบคา

ความถเพอใหไดประสทธภาพสงควรปรบเมอขดตวนา

ไมไดอยในลกษณะตามทออกแบบไวซงสามารถเกดขนได โดยทในทางปฏบต การปรบคาความถจะนาสญญาณ

กระแสและแรงดนมาวเคราะหเพอทาการปรบความถ

สวตซอเลกทรอนกส โดยใชหลกการทวากระแสจะม

คาสงสดในสภาวะรโซแนนซทระยะหางนนๆ สวนวธการ

ควบคมสวตซอเลกทรอนกสขนอยกบวธการทใช

เทคโนโลยการสงกาลงไฟฟาไรสายสามารถ

ประยกตใชไดกบงานในหลายลกษณะ เชน งานทางการ

แพทยในการสงกาลงไฟฟาใหกบอปกรณทฝ งอย

ในรางกายมนษยโดยไมตองผาตดใหม การประจแบตเตอร

ใหกบอปกรณไฟฟาลดอนตรายจากการสมผสโดยตรง หรอประยกตใชรวมกบพลงงานทดแทน เชน แผงเซล

แสงอาทตยในการประจแบตเตอรไรสายใหกบรถไฟฟา

ลดปญหาการประจแบตเตอรเมอใชงานรถพรอมกนเปน

จานวนมาก การสงกาลงไฟฟาไรสายแบบ 2 ขด ในงานวจย

ในครงนเหมาะสาหรบพฒนาใชกบงานประจแบตเตอร

ใหกบรถยนตไฟฟาซงผวจยจะไดทาการศกษา พฒนา และ

รายงานผลการวจยตอไป อยางไรกตามถงแมวาความ

สญเสยจากการ Coupling ระหวางขดตวนาจากการใช

ตวกลางอากาศมคามาก ดเหมอนวาจะไมคมคาตอการ

ใชงาน แตเมอพจารณาดานประโยชนทไดรบจากการ

ประยกตใชงานจงเปนเทคโนโลยทคมคาตอการพฒนา ประกอบกบในปจจบนไดมการพฒนาเทคนคการเพม

ประสทธภาพและกาลงไฟฟาขาออกซงเปนหวขอการวจย

ทไดรบความสนใจพฒนาอยางแพรหลาย ดงนนถา

สามารถพฒนาใหการสงกาลงไฟฟามประสทธภาพ

และกาลงไฟฟาขาออกสงขนไดจะเปนเทคโนโลยทเปน

ประโยชนอยางมาก

5. กตตกรรมประกาศ

ผเขยนขอขอบคณ สาหรบทนอดหนนการวจยจาก

โครงการยกระดบปรญญานพนธเปนงานวจยตพมพ งานสรางสรรค และงานบรการวชาการสชมชน (HRM) ป 2557 มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลลานนา

เอกสารอางอง

[1] S. Y. R. Hui, W. Zhong, and C. K. Lee, “A critical review of recent progress in mid-range wireless power transfer,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 9, pp. 4500–4511, September, 2014.

[2] W. Zhong, C. K. Lee, and S. Y. R. Hui, “General analysis on the use of tesla’s resonators in domino forms for wireless power transfer,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 1, January, 2013.

[3] C. K. Lee, W. Zhong, and S. Y. R. Hui, “Effects of magnetic coupling of nonadjacent resonators on wireless power domino – resonator systems,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 4, pp. 1905–1916, April, 2012.

[4] Y. Lim, S. Lim, and J. Park, “An adaptive impedance-matching network based on a novel capacitor matrix for wireless power transfer,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29,

182

The Journal of KMUTNB., Vol. 26, No. 2, May.–Aug. 2016วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 26 ฉบบท 2 พ.ค.–ส.ค. 2559

no. 8, August, 2014.[5] T. C. Beh, M. Kato, T. Imura, S. Oh, and Y. Hori,

“Automated impedance matching system for robust wireless power transfer via magnetic resonance coupling,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 9, pp. 3689–3698, September, 2013.

[6] T. C. Beh, T. Imura, M. Kato, and Y. Hori, “Basic study of improving efficiency of wireless power transfer via magnetic resonance coupling based on impedance matching,” in Industrial Electronics (ISIE), IEEE International Symposium, 2010, pp. 2011–2016.

[7] A. Ong, J. P. K. Sampath, G. F. H. Tan Yenkheng, D. M. Vilathgamuwa, and N. X. Bac, “Analysis of impedance matched circuit for wireless power transfer,” in Industrial Electronics Society, IECON 2014-40th Annual Conference of the IEEE, 2014, pp. 2965–2970.

[8] N. Y. Kim, K. Y. Kim, and C. W. Kim, “Automated frequency tracking system for efficient mid-range magnetic resonance wireless power transfer,” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 54, no. 6, pp. 1423–1426, June 2012.

[9] A. P. Sample, D. A. Meyer, and J. R. Smith, “Analysis, experimental results, and range

adaptation of magnetically coupled resonators for wireless power transfer,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 2, pp.544–554, February 2011.

[10] Y. Zhang, Z. Zhao, and K. Chen, “Frequency-splitting analysis of four-coil resonant wireless power transfer,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 50, no. 4, pp. 2436–2445, July/August, 2014.

[11] Y. Zhang and Z. Zhao, “Frequency splitting analysis of two-coil resonant wireless Power transfer,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, pp. 400–402, March 2014.

[12] W. Q. Niu, W. Gu, J. X. Chu, and A. D.Shen, “Frequency splitting pattern in wireless power relay transfer,” IET. Circuits, Devices and System., vol. 8, no. 6, pp. 561–567, July 2014.

[13] W. Q. Niu, W. Gu, J. X. Chu, and A. D. Shen, “Coupled-mode analysis of frequency splitting phenomena in CPT system,” Electronics Letters, vol. 48, no. 12, pp. 723–724, June 2012.

[14] J. O. Mur-Miranda, G. Fanti, Y. Feng, K. Omanakuttan, R. Ongie, A. Setjoadi, and N. Sharpe, “Wireless power transfer using weakly coupled magnetostatic resonators,” in Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) IEEE, 2010, pp. 4179–4186.