• Proceedings of the KIEE Conference
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• summer
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• pp.1172-1175
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• 2004

포항 방사광 가속기의 선형가속기는 2.5GeV 전자빔용 마이크로웨이브의 발생을 위하여 80 MW급 클라이스트론(klystron) 11대와 입사부용 65 MW 급 클라이스트론 1대를 사용한다. 80 MW 급 클라이스트론 부하를 구동하기 위하여 최대 펄스 정격출력 200MW(400kV, 500A, 평탄도 $4.4\;{\mu}s$)인 대출력 펄스 전원공급 장치(modulator)가 요구된다. 모듈레이터 시스템 용 PFN(pulse forming network) 커패시터의 충전용 입력전원으로써 최대 출력전압 50 kV, ${\pm}\;0.5\%$ 이내의 전압제어가 가능한 고전압 인버터 전원장치를 적용하여 PLS 선형가속기용 국산화 개발 클라이스트론 부하의 성능시험을 수행하였다. 국산화 개발된 S-band 펄스 클라이스트론은 고전압 길들이기 과정을 거쳐 최대 정격 출력 빔 전압 400 kV 이상까지 시험 완료하였다. 클라이스트론의 정확한 RF 출력성능의 측정을 위하여 방향성 결합기와 검파기를 설치하여 측정시스템의 성능을 개선하였다. 본 논문에서는 포항 방사광 가속기의 국산화 개발 1호 클라이스트론 부하의 성능시험을 위한 50 kV 급 인버터시스템 적용과정에서 수행하였던 시험장치 개선과 PFN의 충전 특성을 분석하였다. 또한, 클라이스트론의 고전압 및 RF 길들이기 시험 결과에 관하여 고찰하고자 한다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.28 no.1
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• pp.49-60
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• 2017

In this paper, we presented the result of the study on high-power handling capability of the X-band circular waveguide cavity filter configured at the output of high power amplifier(120 W) for geostationary satellites. The dual mode circular waveguide cavity filter with 6th order is selected and the physical model of the filter is designed after determination of the size of resonator from mode chart. Multipactor margin analysis is performed by the SEM method and the VMF method. The result shows that the VMF method predicts lower multipactor breakdown thresholds than the SEM method. Evaluating the multipactor margin obtained by the VMF method to ECSS criteria, we could decide to perform multipactor test. The multipactor test conducted in ESA facility shows that multipactor did not occur even until the RF power increased up to 540 W. In consequence, by both analysis and test, we could verify that the X-band circular waveguide cavity filter has the sufficient high-power handling capability to operate on orbit.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2004.07a
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• pp.475-478
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• 2004

본 논문에서는 부하단에서 발생하는 고조파를 검지하는 방법으로 순시 무효전력 방법(IRPM: Instantaneous Reactive Power Method)을 사용하였다. 이 방식은 DQ변환을 통해 순시 무효 전력을 사용하여 고조파를 검지하는 방식이다. 그러나 순시 무효전력 방식은 3상 인버터를 기반으로 하는 DQ변환 방식을 이용하기 때문에 단상 시스템에는 적용될 수 없다. 본 논문에서는 단상에서도 임의의 가상축을 만들어 DQ변환을 수행할 수 있도록 함으로써 순시무효전력 보상 방식을 단상 능동 전력 필터 시스템에도 적용될 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 검지된 고조파를 효과적으로 보상할 수 있는 3레벨 NPC 타입 멀티레벨 인버터를 사용하여 고전력 능동 필터를 구성할 수 있도록 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.307-308
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• 2014

듀얼 액티브 브릿지 컨버터는 고전력 전달에 유용한 절연형 양방향 컨버터이다. 듀얼 액티브 브릿지 (DAB) 컨버터의 가장 간단한 제어 방식은 고주파 변압기의 일차단과 이차단의 위상 차이를 통해 전달 전력을 제어하는 위상천이변조 (PSM) 방식이다. 그러나 위상 변동 방식을 이용하면 경부하 상황에서 소프트 스위칭이 이루어지지 않으며 순환 전류 또한 크게 발생하여 변환 효율이 낮아지게 된다. 본 논문에서는 위상 및 듀티가 변동된 컨버터의 최적 동작점을 파악하기 위한 DAB 컨버터의 운용 특성 연구를 수행하였다. 컨버터의 위상과 듀티에 따른 동작 파형, 경계 조건, RMS 전류, 소프트스위칭의 여부 등이 분석되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1208-1209
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• 2015

포항가속기 연구소에서 4세대 10 GeV 전자를 가속시키기 위하여 대전력 펄스 RF 51sets가 요구된다. 대전력 RF 펄스 공급원으로 200MW 펄스 모듈레이터를 사용하고 있으며 모듈레이터에 공급하는 고전압 전원을 인버터 전원공급장치를 사용한다. 인버터 전원공급장치의 입력 전원은 3상 480 Vac을 사용하고 있으며 운전시 고전압 전원공급장치에서 많은 고조파가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 고조파 성분을 측정 분석하고 고조파 성분을 저감하기 위한 대책 방안을 강구하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.160-161
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• 2010

본 논문에서 대전력, 고전압에 적합한 three-level 의사공진형 PWM 컨버터를 제안한다. 의사공진형으로 동작함으로써 넓은 ZVS 영역을 가지며, 고정 주파수를 사용하므로 자기 소자의 설계가 쉬워지는 장점을 가진다. 그리고, 변압기에 인가되는 전압 파형의 주파수가 스위칭 주파수의 2배가 되므로 변압기의 크기를 줄 일 수 있고, 변압기 2차측에 출력 인덕터가 없는 전압배가기를 적용하여 정류기 양단에 전압리깅이 발생하지 않아 정류단의 전압 스트레스가 감소되는 장점 또한 가진다. 본 논문에서는 제안한 컨버터을 분석하고, 프로토타입을 통해 그 동작을 검증한다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.47 no.7
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• pp.128-134
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• 2010

In this paper, a high-power 20-way stripline power divider with low insertion loss and low side lobe level is successfully designed, fabricated and measured as a feed network for an S-band linear array antenna having Dolph-Chebyshev current distribution which has a narrow beam width and very low side lobe level (SLL). The 20-way stripline power divider consists of an 8-way power divider, three 4-way power dividers and three ring hybrids. It utilizes a T-junction structure as a basic element for power dividing. Notches and modified input/output N-to-stripline transitions are used for improving insertion loss and return loss. The fabricated power divider shows insertion loss less than 0.3 ㏈ and rms phase mismatch less than 8o in the full bandwidth. A final 40-way power divider is synthesized by combining symmetrically two 20-way power dividers and is expected to have SLL over 40 dB, based on the measured results of the 20-way power divider.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.11 no.4
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• pp.313-320
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• 2006

In this paper, a design approach of LC trap filter for output side harmonic reduction of single phase NPC multilevel inverter is proposed, and THD of the output voltage and harmonic FFT of the output current are analyzed. The proposed filter consists of a conventional LCR filter cascaded with an LC trap filter and it is tuned to inverter switching frequency. A NPC multilevel inverter inverter is used an inverter system for high power application and DSP(TMS320C31) is used for the controller. The effectiveness of the proposed system confirmed through simulation and experimental results.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.26 no.3
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• pp.227-247
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• 2015

An X-band $8{\times}16$ dual-polarized active phased array antenna system has been implemented based on the substrate integrated waveguide(SIW) technology having low propagation loss, complete EM shielding, and high power handling characteristics. Compared with the microstrip case, 1 dB less is the measured insertion loss(0.65 dB) of the 16-way SIW power distribution network and doubled(3 dB improved) is the measured radiation efficiency(73 %) of the SIW sub-array($1{\times}16$) antenna element. These significant improvements of the power division loss and the radiation efficiency using the SIW, save more than 30 % of the total power consumption, in the active phased array antenna systems, through substantial reduction of the maximum output power(P1 dB) of the high power amplifiers. Using the X-band $8{\times}16$ dual-polarized active phased array antenna system fabricated by the SIW technology, the main radiation beam has been steered by 0, 5, 9, and 18 degrees in the accuracy of 2 degree maximum deviation by simply generating the theoretical control vectors. Performing thermal cycle and vacuum tests, we have found that the SIW array antenna system be eligible for the space environment qualification. We expect that the high efficiency SIW array antenna system be very effective for high performance radar systems, massive MIMO for 5G mobile systems, and various millimeter-wave systems(60 GHz WPAN, 77 GHz automotive radars, high speed digital transmission systems).

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.158-158
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• 2009

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics 등의 분야에 적용하기 위하여 소형화 및 경량화를 구현하고자 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 압전 특성이 우수한 PNN-PMN-PZT 삼원계 세라믹을 이용하여 압전 트랜스포머를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 압전트랜스포머는 전왜-압전효과를 이용한 소전력용 고전압발생소자로서 종래의 권선형 트랜스포머에 비교해서 소형, 경량이면서 승압비가 높고 구조가 간단하므로 직류 고전압전원에 응용되고 있다. 압전트랜스의 이론적인 고찰은 Rosen 이후로 많은 연구자들에 의해서 보고되었다. 그런데 압전세라믹트랜스는 공진 시 강력한 에너지변환을 하기 때문에 재료의 물리적 특성이 매우 중요함에도 불구하고, 이러한 물리적 특성에 관한 연구는 거의 없었다. 따라서 본 연구에서는 물리적 특성과 전기적 특성의 상호 연관성을 고찰하고자 하였다. 압전트랜스용 재료는 전기기계결합계수($k_p$)와 기계적품질계수(Qm)가 높아야 한다. 전기기계결합계수를 높이기 위해서는 상경계 조성의 Pb(Zr,Ti)$O_3$[PZT]계 세라믹스가 가장 우수하다. 본 연구에서는 기계적 품질계수를 향상시키기 위해서 $Pb(Nn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.06+x}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065-x}(Zr_{0.48}Ti_{0.52})_{0.875}0_3$계의 조성을 설계하여 압전특성을 평가하고 미세구조를 분석하였다. 또한 압전트랜스를 제작하여 입출력의 승압비 및 주파수 특성 등도 평가하였다.