본 논문은 코어 없는 PCB(Print circuit board) 변압기와 인덕터를 이용한 ZVS (Zero voltage switching) Forward DC-DC 컨버터의 실험 결과 및 실용 가능성을 보고한 것이다. 최대출력 12W, 최대 스위칭주파수 2.2MHz, 정격 입력전압 24V를 갖는 실험용 컨버터가 검증되었다. 코어 손실이 없기 때문에 코어 없는 PCB 변압기와 인덕터가 고주파 동작에 적합하다는 것을 밝혔다 실험 컨버터는. 최저 70% 에서 80%의 전력변환 효율을 나타내었고, 12V 출력전압은 0.7% 이내에서 안정되었다.
본 실험에서는 CMOS 공정에서 사용하는 실리콘 트렌치 공정을 이용하여 분절된 트렌치 바디 접촉구조를 형성, 60 V급 전력 MOSFET 소자를 제작하였으며, 결과 소자의 면적을 증가시키지 않고도 제어되지 않은 유도성 스위칭 (UIS) 상황에서 낮은 전도 손실과 높은 항복 에너지 ($E_{AS}$)를 구현하였다. 분절된 트렌치 접촉구조는 소자의 사태 파괴시 n+ 소스 아래의 정공전류를 억제한다. 이는 트렌치 밑 부분에서부터 이온화 충돌이 일어나기 때문이며, 이는 기생 NPN 바이폴라 트랜지스터의 활성화를 억제하여 항복 에너지를 증가시킨다. 기존 소자의 항복 전압은 69.4 V이고 제안된 소자의 항복 전압은 60.4 V로 13% 감소하였지만, 항복 에너지의 경우, 기존소자가 1.84 mJ인데 반하여 제안된 소자는 4.5 mJ로 144 % 증가하였다. 트렌치의 분절 구조는 n+ 소스의 접촉영역을 증가시켜 온 저항을 감소시키며 트렌치 바디 접촉구조와 활성영역의 균일성을 증가시킨다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권1호
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pp.68-74
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2015
본 논문은 정격속도 이상의 고속 영역에서 운전되는 스위치드 릴럭턴스 발전기의 효율 개선에 대하여 기술한다. 전류 형상은 발전기 손실에 큰 영향을 미치기 때문에 전류 모양을 조정함으로서 시스템 효율이 개선될 수 있다. 풍력 또는 소수력 발전과 같이 속도 범위가 넓은 경우 정격속도 이상에서도 최적의 전류 형상을 얻을 수 있도록 스위칭각 조정 방법이 제시된다. 제시된 방법을 검증하기 위해 실험장치가 구성되고, 이론의 가능성이 시뮬레이션과 실험결과에 의해 검증된다.
PWM 모드로 동작하는 전류형 인버터(CSI)는 구형파 제어형 CSI에 비해 구조가 복잡하여 가격이 비싸지고 공진발생 가능성이 크며 스위칭 손실, EMI등에 의해 동작 효율이 낮다. 그러나 구형파 제어모드의 CSI는 출력전류에 저차 고조파가 다량으로 함유되어 있기 때문에 모터의 토크 맥동이 발생된다. 따라서 본 연구에서는 CSI구동 유도 모터의 토크 맥동을 감소하기 위해, CSI와 유도모터 사이에 능동전력필터를 설피하여 유도모터의 입력전류에 함유되어 있는 고조파 성분을 보상하는 시스템을 제안하였다. 고조파를 보상하기 위한 알고지름으로는 연산과정에 전압이 필요치 않는 노치 필터법을 사용하였으며 PSIM 시뮬레이션에 의해 제안된 시스템의 타단성을 입증할 수 있었다.
본 논문은 고주파 유도 가열기의 전력조절을 위해 뉴로-퍼지 알고리즘을 이용하고, IGBT를 사용한 위상 전이 펄스변조(PSPM)와 주파수 추종 펄스변조(FEPM) 가 조절되는 공진 고주파 인버터를 응용한 유도가열기를 설명한다. 이는 실제로 산업 현장에서 20KHz~500KHz 유도 가열 및 유도 용해 전원장치용으로 쓰인다. 위상 전이 펄스변조 (PSPM) 정전력 조절 기술을 바탕으로 한 적응 주파수 추종기법은 스위칭 손실을 최소화하고 전력조절을 용이하게 하기 위해 소개되어졌다. 뉴로-퍼지제어기를 사용하여 만들어진 실험장치는 성공적인 논증과 토의가 되어졌다.
본 논문에서는 양방향 스위치를 가지는 기존의 5-레벨 인버터를 직렬 결합하여 다수의 출력 전압 레벨을 형성할 수 있는 멀티레벨 인버터 구조를 제안한다. 무엇보다도 제안된 회로의 입력 전압원 크기를 5의 배수로 구성함으로서 보다 많은 수의 레벨을 생성시킬 수 있다. 동일한 수의 출력 전압 레벨 형성시 기존의 Cascaded H-bridge cell 방식보다 스위칭 소자를 줄일 수 있어 시스템 크기, 비용, 전력 손실을 저감시킬 수 있는 장점을 가진다. 두 대의 5-레벨 인버터를 직렬 결합함으로써 25-레벨의 출력전압을 생성시킬 수 있는 인버터에 대한 특성을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증한다.
In this paper, a non-dissipative snubber for reducing the switching losses in the step down converter is proposed. The conventional step down converter, e.g., buck converter, suffers from serious switching losses and consequentially heat generation because of its hard switching. Thus, it is unsuitable for high switching frequency operation. Reduction of the reactive components' size, such as an output inductor and capacitor, is difficult. The proposed snubber can slow down the increasing current slopes and switch voltage at turn-on and turn-off transients, thereby significantly reducing the switching loses. Additionally, the slowly increasing current during switch turn-on transition, can effectively solve the output rectifier diode reverse recovery problem. Therefore, the proposed non-dissipative snubber not only leads to the efficiency of converter operation at high switching frequency but also reduces the reactive components size in proportion to the switching frequency. To confirm the validity of the proposed circuit, theoretical analysis and experimental results from a 150 W, 1 MHz prototype are presented.
기존의 경두개 자극장치는 일정한 자극치료 펄스의 정현파 모양으로 다양한 치료 및 진단을 하는데 한계가 있다. 본 연구에서, 치료 및 진단마다 요구되는 세기, 폭, 펄스모양이 다른 코로로프트-월톤회로와 반파브리지 공진 인버터를 도입하여 주파수와 전압이 가변되는 새로운 장치를 제안하고자 한다. 기존장치 보다 많은 장점을 가진다. 첫째로 고압 변압기를 가지지 않는다. 둘째로 스위칭손실이 적고, 출력에너지를 정밀하게 제어할 수가 있다. 세째로 자극의 세기, 폭, 펄스모양이 다양하다. 결과적으로 변압기를 사용하지 않는 반파브리지 인버터와 코크로프트-월톤회로를 적용하여 개선된 특성과 실험을 구하였다.
본 논문에서는 고효율을 유지하며 QoS를 보장하는 새로운 구조의 다중 입출력 버퍼링 방식의 스위치와 이 스위치에서 사용되는 새로운 중재 알고리즘인 Anti-Empty 알고리즘을 제안한다. 새로운 스위치 구조는 MIQ와 MOQ를 기본으로 하여 외부회선 속도와 동일한 속도를 가지는 버퍼를 사용하는 구조로 설계되었으며 기존 방식의 단점을 제거하고 QoS를 지원하기 위해 MOQ의 동작 방법에 새로운 방식을 도입하였다. 이로서 스위치 전체의 수율과 지연 등의 성능이 고 효율의 출력 버퍼형 스위치와 동일하면서 셀 손실이 없는 QoS를 지원하는 고속 스위칭을 보장한다.
본 논문은 부분적인 유전체 삽입을 이용하여서 원형편파를 구현한 안테나로 GPS(Global Positioning System) 및 위성라디오 겸용 수신안테나에 대해 연구하였다. 유전체(FR4, $\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.7)를 부분적으로 삽입하여 패치의 전기적 길이를 변화시키면서 원형편파를 구현하고 패치의 크기도 줄일 수 있다. 또한 프루브 급전의 좁은 대역폭도 두꺼운 유전체를 부분적으로 사용함으로써 극복할 수 있고 안테나의 높이가 높아지면서 생기는 표면파에 의한 손실을 최소화할 수 있다 이동하는 선박이나 차량에 적용하기 위하여 5개의 안테나를 입체적인 구조로 스위칭 할 수 있는 형태로 안테나 구조를 제안하였다.칭 할 수 있는 형태로 안테나 구조를 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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