• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.165.1-165.1
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• 2016

표면활성화 접합은 이종 소재의 표면을 제어하여 직접 접합하는 기술이다. 본 연구에서는 표면활성화 접합을 이용하여 고 방열특성의 LED용 히트스프레더(heat spreader)를 제작하기 위하여 $Al-Al_2O_3$ 복합소재를 제조하였다. LED 제품의 히트스프레더는 LED에서 발생하는 열을 한 곳으로 집중하는 것을 막아 열을 분산하는 금속판을 의미한다. 최근의 LED 제품은 고출력화에 의한 발열량의 급증으로 MCL(Metal Clad Laminate)를 이용하여 LED 칩에서 발생된 열을 외부로 배출하는 모듈구조를 나타내는 경우가 대다수이다. LED에서 열이 증가하게 되면 LED의 효율이 감소하고, 수명이 줄어드는 현상을 보이기 때문에 방열특성은 매우 중요하다. 따라서 고출력화되어 LED 칩에서 발생되는 열을 제어하는 기술이 이슈화 되고 있다. 기존의 히트스프레더 구조는 통상적으로 Al/절연층(폴리머)/Al으로 폴리머의 열전도율이 1W/mk로 고출력화에 의해 급증하는 LED의 발열량을 충분히 해소시키기 어렵다. 본 연구에서는 급증하는 LED의 방열량을 해소시키기 위해서 기존의 Al/폴리머/Al의 구조를 $Al/Al_2O_3/Al$의 구조로 개발하기 위해서 HV-SCDB 기술을 이용한 $Al-Al_2O_3$ 복합소재 제조 및 접합특성에 관하여 연구하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.2003.1-2004
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• 2011

LED는 친환경 광원으로써 메탈램프에 비해 높은 광 변환 효율과 긴 수명을 갖고 있어 차세대 광원으로 널리 쓰이고 있다. 그러나 이러한 특성은 LED의 접합온도가 일정하게 유지 되어야 가능하다. 실제 LED는 PN접합으로 구성되어 접합온도가 상승될 경우 광 변환 효율의 저하, 색온도의 변화, 사용 수명의 감축을 야기 시키는 요소로 작용한다. 따라서 LED는 방열설계가 중요하며 방열설계가 제대로 되지 못한 경우에 대해서는 온도보상이 필요하다. 본 논문은 LED모듈에 접합온도를 LED업체에서 제공하는 그래프를 이용하여 간접적으로 추정하고 LED의 접합온도를 일정하게 유지 시키는 시스템을 제안하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.836_837
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• 2009

PC용 냉각장치의 일환으로 CPU의 외벽에 방열판을 달고 열전냉각모듈을 설치한 후 방열판을 냉각하기 위해서 펌프를 적용한 수냉식 냉각 시스템을 개발하고자 하였다. 먼저, 냉각 시 펌프의 부하를 설계하고 그 용량에 적절한 저소음, 고효율 BLDC 모터를 개발하고자, 상용화된 외국제품인 S사의 저효율 단상 BLDC 모터가 적용된 수냉식 펌프를 기준으로 하였다. S사의 단상 BLDC 모터에 대한 시뮬레이션과 테스트를 통해서 거의 비슷한 결과를 얻었으며, 이를 이용하여 단가가 다소 상승하더라도 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 3상 BLDC 모터구조로 설계를 하였으며, 그 결과 효율이 거의 2배 향상되며 출력 또한 향상됨을 시뮬레이션으로 구현하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.157-160
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• 2008

색온도 및 광색 가변형 100W RGBY LED 투광기를 개발하기 위하여, 투광기의 광학 및 방열기구를 설계하였다. 또한 100W LED 광원모듈을 구동하기 위한 구동회로와 색온도 및 광색 가변을 위한 제어회로를 개발하였다. 이와 같은 설계결과를 적용하여 100W RGBY 투광기의 시제품을 제작하였고, 시제품의 광학적 성능은 협각 $20^{\circ}$, 중각 $50^{\circ}$, 광각 $75^{\circ}$이상을 만족시켰다. 또한 색온도의 변화는 CIE 1931 색좌표에서 흑체궤적과 일치하여 $2,000K{\sim}10,000K$까지 변화하도록 R,G,B,Y LED의 Duty Ratio를 설정하였다. 또한 방열 특성은 100W 구동시 녹색 LED의 온도는 $37{\sim}41.3^{\circ}C$, heatsink의 온도는 $34{\sim}35^{\circ}C$에서 동작되도록 하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.25-28
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• 2008

PAR38형의 표준 LED조명 제품 개발을 위한 기존의 PAR38형 제품의 대표 특성으로 빔각, 효율 등의 기준을 정의하고 이에 적합한 LED 패키지를 선정하였다. 개념설계를 위해 기본 사양을 바탕으로 개략적인 설계를 하고 LED 패키지 모듈에 방열시뮬레이션을 수행한 결과로부터 각 설계 요소의 상세 값을 선정하였다. 상세설계를 위해서 선정된 단품패키지 및 기설계된 조명기구에 대한 광학 시뮬레이션과 방열 시뮬레이션을 수행하여 목표 결과에 대한 예측 및 목표 달성을 위한 가능성을 타진하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 상세 형상과 특성 향상을 위한 요소를 부여하여 상세설계하고 제품을 제작하였다. 최종적으로 제품에 대한 특성 측정 분석하여 표준 제품으로서 특성을 검증하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권3호
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• pp.81-91
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• 2015

LED has received intensive research attention due to its long life, high efficacy, fast response and wide colour availability, and has secured extensive application areas. However, LED chips within the modules convert only fraction of electric energy into light, and majority of supplied energy needs to be dissipated as heat, which challenges in the performance and life of the LED modules. IEC 62717 specifies the performance requirements for LED modules together with the test methods and conditions. The present study examined the influence of different design parameters on performance temperature through series of experiments and numerical simulations. The economic means to change the module performance temperature during the measurement of mandatory markings were suggested based on predicted cooling performances.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.177-178
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• 2014

본 논문에서는 기존에 널리 사용되고 있는 3상 인버터와 태양광 인버터 및 무정전 전원공급시스템의 고효율화를 위해 최근 적용이 확대되고 있는 3상 T형 3-레벨 인버터에서 각 전력 반도체에서 발생하는 손실을 구하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 또한 그 손실 특성을 기초로 해서 3상 50kVA급 기존 3상 인버터 및 3상 T형 3-레벨 인버터 전력변환모듈을 설계하였고 전산유체해석 소프트웨어를 이용해서 전력변환모듈 내부 방열판의 상세 온도 분포를 해석하고 그 비교 분석 결과를 제시하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.229-230
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• 2017

본 논문은 단상 3레벨 PFC 컨버터에 적용하는 두 가지 모듈레이션 기법에 따른 시스템 효율 및 스위치 발열을 비교하고, 열해석 시뮬레이션을 통한 열 분포에 대한 결과를 기반으로 적절한 방열기법 모색을 위한 근거자료를 제시한다. 제안하는 모듈레이션 기법을 통해, 주 스위치인 SiC MOSFET의 도통손실을 저감하여 시스템 효율을 향상시키며, 스위치에 발생하는 열을 저감시킨다. 앤시스 열해석 시뮬레이션을 통해 이를 확인하고, 실험을 통해 검증한다. 정격부하(5kW)에 대해 약 $27^{\circ}C$의 스위치 온도저감이 이루어졌으며, 전 부하(0.5kW ~ 5kW)에 걸쳐 약 1%의 효율이 향상되었음을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.66-71
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• 2017

본 논문은 입자 가속기에 이용되는 165 MHz, 5 kW 고전력 증폭기의 제작에 대한 내용을 서술하였다. 이 고전력 증폭기 구성은 주 증폭기를 구동할 수 있는 드라이브 증폭기 모듈, 16개의 600 W 클래스 AB 푸쉬풀 증폭기 모듈 그리고 이 모듈 출력을 분배 또는 결합하기 위해 집중소자 LC로 구현한 입출력의 윌킨슨 결합기로 구성되어 있다. 그리고 정상적인 출력과 부하에서 반사되는 전력을 감시하여 증폭기를 보호하기 위한 방향성 결합기가 구성되어있으며, 600 W 주 증폭기는 입력전원에 의해서 발생되는 열을 방출시키기 위해서 방열판 밑에 물을 통과시키는 관을 넣어 방열하는 워터 쿨링 방법을 사용하였다. 여기서 구현된 증폭기는 중심주파수 165 MHz에서 포화 전력레벨이 5.0 kW 출력레벨에서 62.5 %의 효율을 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권8호
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• pp.725-732
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• 2013

최근 LED의 저전력, 장수명, 동작 속도, 제어성, 고품질의 색 연출성, 지속 가능성 등의 이유로, LED 응용 분야가 확대되고 있다. 그러나 고출력 LED 조명 시스템을 구현하는데 있어, 방열은 큰 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 고출력 투광등 설계를 위한 방열 방안으로 메탈 PCB 설계, 열전 소자, 히트 파이프, 방열판, 팬(fan) 등의 적층 연동 구조를 제안하고 구현 방안을 제시하였다. 아울러 본 논문에서는 RS-485 통신을 통한 DMX512 프로토콜 기반 LED 조명 시스템 제어 방안을 제시하였다. DMX512 프로토콜은 조명장치와 조명제어 모듈의 연결에 대한 사실상 세계적 표준이며 이를 활용한 무대 조명이나 경관 조명 시스템 개발이 지속적으로 이루지고 있다. 본 논문에서는 이를 이용한 LED 조명 제어 및 응용 기술을 소개하고 주제어기를 무선으로 원격 제어하는 방안을 제안하였다.