• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.4
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• pp.2320-2323
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• 2014

Piezoelectric inverter for driving CCFL is designed in this study. Of them, CCFL is generally used because it has advantages such as small size, high efficiency and good brightness characteristics. the description of the piezoelectric effect is not present here and can be easily found in numerous publications as well as complex equations and formulae. What is the most important to understand is that "they are different" one cannot just change an electromagnetic transformer(EMT) for a piezoelectric one. The simulation program supports the modeled piezoelectric inverter for this paper and the equivalent circuit. The result of the experiment shows more than 90% improvement in terms of the efficiency.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.15 no.7 s.100
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• pp.878-884
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• 2005

This paper presents an algorithm for the precision motion control based on the dynamic characteristics of piezoelectric actuators in the inchworm. The dynamic characteristics are identified by the frequency domain modeling technique using the experimental data. For the motion control, the hysteresis behavior is compensated by the inverse hysteresis model. The dynamic stiffness of an inchworm is generally low compared to its driving condition, so mechanical vibration may degenerate the motion accuracy of the inchworm. The Sliding mode controller and the Kalman filter are designed for motion control of the inch-worm.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2003.11a
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• pp.630-637
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• 2003

This paper proposes a new modeling scheme to describe the hysteresis and the dynamic characteristics of piezoelectric actuators in the inchworm and develops a control algorithm for the precision motion control. From the analysis of piezoelectric actuator behaviors, the hysteresis can be described by the functions of a maximum input voltage. The dynamic characteristics are also identified by the frequency domain modeling technique based on the experimental data. For the motion control, the hysteresis behavior is compensated by the inverse hysteresis model. The dynamic stiffness of an inchworm is generally low compared to its driving condition, so mechanical vibration may degenerate the motion accuracy of the inchworm. Therefore, the sliding mode control and the Kalman filter are developed for the precision motion control of the inch-warm. To demonstrate the effectiveness of the proposed modeling schemes and control algorithm, experiment validations are performed.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.5 no.2
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• pp.29-38
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• 1986

본 논문은 분극처리된 PZT 압전 세라믹 소자의 물리, 음향학적 제 특성이 시간의 함수로 나타 나는 시효현상을 다루고 있다. SrCO\sub 3\, NiO 및 Fe\sub 2\O\sub 3\를 소량 첨가하여 직접 제조한 PZT 세라믹은 분극처리 후, f\sub r\ 은 증가하는 시효현상을 보여주었다. 시효현상 기구의 이해를 위하 여 이중 포텐샬우물 모델을 이용하였으며, 외부에서 가한 응력, 역방향 전장 및 온도상승에 따라 분극현 상을 나타내었다. 시효현상의 주 원인은 분극처리시 전장 방향으로 분역들이 정렬되면서 내부에 저장되 었던 잔유응력의 이완에 의한 분역계면의 운동에 있음을 간접적으로 확인하였다. 이러한 분역계면의 운 동은 열적 활성화 에너지를 갖는 시간에 의존하는 운동으로써 분극의 감소를 유발하며, 이것이 시효현 상으로 나타나는 것으로 사료된다.

• 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.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.27 no.4
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• pp.313-320
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• 2007

Recently, a new class of single-crystal piezoelectric materials such as lead metanibobate doped with lead titanate (PMN-PT) has been synthesized and were found to further enhance the electro-mechanical coupling factor compared to piezo-ceramic materials. This paper describes fabrication and evaluation of PMN-PT single crystal ultrasonic transducers for contact measurement of stainless steel that is one of the highly attenuative materials. The design conditions for ultrasonic transducer such as front matching layer between test materials and piezo-material and backing materials were investigated based on the simulation results by KLM model. The PMN-PT single crystal ultrasonic transducers with centre frequencies at 1 and 2.25 MHz were fabricated and their performances were evaluated.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.4A
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• pp.287-293
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• 2011

This paper investigates the applicability of a piezoelectric cantilever for energy supply of wireless sensor node used in structural health monitoring of bridges. By combining the constitutive equation of piezoelectric material and the dynamic equation of cantilever structure, the coupled governing equation for cantilever equipped piezoelectric patches has been addressed in matrix form. Forced excitation tests were carried out to validate the numerical model and to investigate the power output characteristics of the energy harvester. From the numerical simulation based on the measured bridge accelerations under KTX, Saemaul, Mugunghwa trains, the peak powers generated from the device were found to be 28.5 mW, 0.65 mW, 0.51 mW respectively. It is revealed from the results that bridge vibrations caused by moving loads is not a practical source for energy harvesting because of its low acceleration level, low frequency and short duration.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.24 no.5
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• pp.553-567
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• 2011

During the last three years, the possibility of the time reversal Lamb waves has been paid attention to for structural health monitoring of a plate. This study proposes a numerical scheme which can simulate the spatial focusing of time reversal Lamb waves on a rectangular plate. In this scheme, a time reversal process is formulated in the frequency domain using active virtual sensors being equivalent to the mirror effects of an actual sensor due to wave reflection on the plate boundary. Forward and backward Lamb wave propagations are represented by scalar functions for simulating the spatial focusing of time reversal Lamb waves. The validity of the proposed scheme is demonstrated through the comparison to the results of finite element analysis in which the spatial focusing of time reversal Lamb waves is realized by wafer-type piezoelectric(PZT) transducers collocated on a rectangular plate.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.42 no.12
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• pp.103-112
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• 2005

In this paper, in order to derive the current-voltage characteristics of n-AlGaN/GaN HEMTs with the piezoelectric and spontaneous polarizations, we suggested analytical solutions for the two-dimensional Poisson equation in the AlGaN and GaN regions by taking into account the longitudinal field variation, field-dependent mobility, and the continuity condition of the channel current flowing in the quantum well. Obtained expressions for long and short channel devices would be applicable to the entire operating regions in a unified manner. Simulation results show that the drain saturation current increases and the cutoff voltage decreases as drain voltage increases. Compared with the conventional models, the present model seems to provide more reasonable explanation for the drain-induced threshold voltage roll-off and the channel length modulation effect.