• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.52-53
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• 2000

물질 내부에서의 초음파(ultrasonics)의 전파특성을 분석하면 측정대상의 외형적 크기와 성분조성, 내부결함의 분포, 그리고 결정입경(grain size) 등과 같은 물질의 미세조직을 비파괴적으로 평가(NDE; non-destructive evaluation)할 수 있다. 초음파를 이용하는 비파괴 평가에 있어서 기존에는 주로 접촉식 압전변환기(PZT transducer)를 이용하여 초음파를 인가함과 동시에 이를 이용하여 측정대상 내부를 전파한 초음파를 검지하는 방식을 이용하여 왔다. 이와 같은 압전변환기를 이용한 비파괴 평가는 측정방법이 비교적 간단하고 초음파 에너지의 정량화가 용이한 장점이 있으나 측정방식이 접촉식이기 때문에 측정 시편이 고온이거나 움직이는 대상에는 적용이 어렵다. 따라서 비파괴 평가의 궁극적인 활용목표의 하나인 온-라인 평가를 실현하기 위해서는 비접촉식 초음파 평가방법이 정립되어야 한다. 이러한 관점에서 최근 레이저를 이용한 비접촉식 초음파의 생성 및 검지방법에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.7 no.6
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• pp.1315-1320
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• 2012

In this study, piezoelectric AC-DC converter using ring-dot type multilayer piezoelectric transformer with no anisotropic of polarization was developed. Considering the characteristics of piezoelectric transformer which is very narrow operating frequency range, piezoelectric converter was designed with mixed structure of PFM driving method for feedback control of oscillation frequency and PWM driving method for output control. Maximum power and allowed current of the developed piezoelectric converter showing stable driving with minimum heat was 25W and 900mA, respectively. The output voltage of the piezoelectric converter was controlled by the driving oscillation frequency and showed stable and efficient operating characteristics at the maximum power.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2013.10a
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• pp.722-723
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• 2013

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.10 no.6
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• pp.43-51
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• 1991

본 논문에서는 초음파 의료 진단기용 선형 배열 변환기의 설계 및 제작을 수행하였다. 설계시에 는 펄스 인가시의 경우 유용한 등가회로인 KLM 모델을 이용한 전산기의 모의실험을 행하였다. 설계된 변환기는 동작 주파수 3.5MHz, 길이 120mm인 변환기이며 폭은 13mm이며 8개의 부소자로 이루어진 64 개의 소자를 갖는 변환기이다. 설계, 제작된 변환기는 효율적인 에너지 전달과 광대역 특성을 갖도록 하 기 위하여 2개의 음향 정합창을 갖도록 하였으며 압전 물질의 형태에 의해 집속되도록 하였다. 제작된 변환기의 성능 비교를 위해 제작된 변환기와 상용의 변환기의 성능을 동일한 조건에서 측정하였다. 측 정결과, 제작된 변환기는 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였으며 실제 초음파 영상진단기에 사용할 경 우 좋은 상을 얻을 수 있다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.14 no.5
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• pp.343-354
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• 2009

In this paper, a magnetic-less dc-dc switching converter realizing an integrable power conversion system is described. Instead of magnetic devices, the inductive impedance range of piezoelectric transducers is utilized to store and resonate the energy for soft-switching. Piezoelectric devices have no windings and deliver the power by the electrodes, which lead to mass product through semiconductor-manufacturing process. This paper presents a resonant-type step-up dc-dc power converter employing a disk-type piezoelectric transducer, analyzing the operation principles and the frequency control characteristics. Also, a topology extension of the single stage converter into cascaded multi-stage is presented and analyzed with the operation principles and control characteristics. For verification of the analysis, a 10W output dc-dc power converter hardware was implemented. The hardware experiments shows a good frequency control and power efficiency greater than 96% in the single stage. A hardware prototype of the extended multi-stage one was also realized and tested. The results shows that the converter has the same frequency control performance and high efficiency such as 93%.

• 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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.3
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• pp.274-280
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• 2004

This paper presents the analysis fur the radial vibration characteristics of cylindrical piezoelectric transducers. Taking into account the piezoelectric anisotropy, the differential equations of piezoelectric radial motion have been derived in terms of radial displacement and electric potential. Applying mechanical and electric boundary conditions has yielded a characteristic equation for radial vibration. Numerical analysis also has been carried out by using the finite element method. Theoretical calculations of the fundamental natural frequency have been compared with the experimental observations for transducers of several sizes. Comparison with the previous report of theoretical analysis simplifying the piezoelectric anisotropy into isotropy concludes that isotropic analysis is a reasonable process to predict the vibration characteristics of piezoelectric transducers.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.13 no.2
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• pp.60-67
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• 1994

This is the first of two companion papers which suggests the algorithm of the combined Finite Element Method and Infinite Element Method for the analysis of the axi-symmetric acoustic transducer in the open boundary. Using the algorithm, the numerical analysis for the transducer radiation impedance, directivity, and coupling effect between transducer elements are also conducted. In the second paper, the wideband array transducer is designed and its acoustic characteristics are examined on the basis of the results of the first paper.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.81-84
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• 2000

본 연구에서는 1000Hz 미만의 저주파 대역에서 음향방사 특성을 향상시키기 위한 새로운 형태의 음향 변환기를 연구하였다. 이 음향 변환기는 세 개의 혼을 직렬의 조합으로 연결한 형태를 띄고 있고 설계상에 필요한 계산을 위해 혼 방정식에 근거해 간단한 모델을 개발했다. 음향 발생을 위한 변환기로써 원형판에 얇은 압전체를 붙인 작동기를 사용하였다. 제안된 음향 변환기는 개발된 모델을 통해 설계되었고 실험을 위해 제작되었다. 제안된 음향 변환기의 성능은 실험과 수치해석을 통해 검증하였다 음향 해석 프로그램인 SYSNOISE를 이용한 수치해석과 실험에 근거한 결과는 제안된 음향변환기가 600Hz 미만의 주파수 대역에서 5-30dB의 음압을 발생시키는 것을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2005.11a
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• pp.911-914
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• 2005

The vibrational characteristics of the piezoelectric disc for a torsional vibration transducer is theoretically studied in this paper. The characteristic equation of the piezoelectric annular disc has been derived from Newton's End law and Gibb's free energy equations. With an anisotropic material property of the disc, the characteristic equation has yielded resonance frequencies. Numerically-calculated results were compared with the values obtained by finite element analysis and experiments