• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.9 no.1
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• pp.9-20
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• 2023

유기태양전지는 차세대 신재생 에너지소자로 크게 주목받아 왔으며, 특히 최근에는 높은 신축성과 기계적 안정성이 요구되는 웨어러블 및 휴대용 전자소자의 에너지 공급원으로 연구되고 있다. 이를 위해 전기적/기계적 성능 양 측면에서 모두 뛰어난 신규 전도성 소재 및 소자의 개발이 매우 필수적인데, 두 성질은 일반적으로 Trade-Off 관계를 가지고 있어 두 가지 특성을 모두 확보하는 것이 매우 어렵다. 본 원고에서는 높은 전기적/기계적 특성을 동시에 지니는 전도성 고분자 소재에 관한 분자 설계 전략과 기존의 경직 소자 및 플렉서블 소자와 완전히 다른 기계적 성질을 요구하는 신축형 유기태양전지 소자 플랫폼 기술로의 비약적인 발전을 포함한 기술 동향을 요약하여 소개하고자 한다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.28 no.6
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• pp.206-216
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• 2013

전력반도체는 전력을 시스템에 맞게 배분하는 제어와 변환기능을 가진 소자이며, 에너지를 절약하고 제품을 축소하기 위하여 전력공급 장치나 전력변환 장치에 사용된다. 최근에는 모바일 기기의 증가와 전기자동차의 개발과 맞물려 전력반도체 적용 영역이 확대되고 있다. 선진국들은 산 학 연 관 중심으로 에너지를 절감할 수 있는 친환경 절전형 전력소자 공정, 회로, 모듈 및 시스템 기술 개발에 집중하고 있다. 국내는 원천기술 부족과 해외 특허 등으로 인해 90% 이상을 수입에 의존하고, 기술수준은 선진국대비 50~70%에 불과할 정도로 매우 취약한 편이다.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.16 no.1
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• pp.18-23
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• 2023

A smart sensor is the key element to implement IoT (Internet of Things) service, as a terminal equipment. This paper investigated the design method of a power supply using energy harvesting technique for a smart sensor. the performance of a power supply using a solar cell and a piezoelectric transducer as a energy harvesting device was verified and the method to optimize a power supply was analyzed depending on the operating condition of a smart sensor. Also the method to increase a battery life cycle as a auxiliary power supply was proposed.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2006.05a
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• pp.685-688
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• 2006

A single-phase uninterruptible power supply system suitable for a SMES unit is proposed to achieve a simple circuit configuration and higher system reliability. It reduces the number of switching devices by applying a common-arm scheme. Operational principles to normal, stored-energy, and bypass mode are discussed in detail. Eliminating some of the switches or substituting passive components for active switches generally increases the sophistication and reduces degree of freedom in control strategy. However, the high-performance digital controller ran execute the complicated control task with no additional cost. The validity of the proposed UPS system will be verified by a computer-aided simulation.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2013.10a
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• pp.854-855
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• 2013

최근 국내 전력공급 문제에 따라 다양한 에너지절감형 기술과 제품이 연구되고 있다. 특히 국내 기준 전체 전력 소비량의 약 20%를 차지하는 조명분야에서는 기존 조명을 대체할 친환경, 고효율 LED 조명에 대한 기술이 대두되고 있다. LED 조명은 원리의 특성상 광효율과 비례하여 LED 접합부 온도가 상승하며 이는 광효율과 수명을 저하시킨다. 이에 다양한 방열기술이 LED 조명기술의 핵심이라 할 수 있다. 본 논문에서는 LED 모듈 접합부의 발열을 열전소자를 활용하여 열전발전 함으로써 에너지를 절감하고, 열회수를 통한 방열효과를 제공 하는 LED 조명을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.50-50
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• 2004

능동형 제진 시스템은 전기 등의 에너지 공급을 받아 주변의 진동을 차단하는 시스템이다. 일반적으로 이러한 시스템을 위해서는 압전 소자 등의 높은 힘과 강성을 가지며 분해능이 좋은 구동기를 사용한다. 이러한 구동기 자체의 크기로 인해서 가이드의 길이가 커져 강성이 낮아지는 점과 압전 소자의 구동 거리가 짧은 점을 보완할 수 있는 레버 링키지와 정밀 스테이지를 이용한 능동형 제진 시스템을 개발하였다.(중략)

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.11
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• pp.151-158
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• 2021

In this paper, we analyzed the latest research trends, challenges, and potential applications of next-generation solar cell materials in various industrial fields. In addition, future prospects and possibilities of Smart Textile Hybrid Energy Harvesting Devices that will supply electricity by combining with wearable IoT devices are presented. The hybrid textile energy harvesting device fused next-generation solar cells with tribo-piezoelectric devices will develop into new 'Convergence Integrated Smart Wear' by combining the material itself with wearable IoT devices in the era of the 4th industrial revolution. The next-generation nanotechnology and devices proposed in this paper will be applied to the field of smart textile with an energy harvesting function. And we hope it will be a paradigm shift that evolves into creative products which provide AI services such as medical & healthcare by convergence with the future smart wear industry.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.165-167
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• 2018

본 논문은 다권선 변압기를 이용한 능동 셀 밸런싱 회로의 에너지 전달 효율을 향상시킬 수 있는 스위칭 방식을 제안한다. 다권선 변압기를 이용한 밸런싱 회로는 셀 당 하나의 스위치가 사용되며, 하나의 변압기 권선을 두 개의 셀이 공유하는 구조를 가져 다른 능동 셀 밸런싱 회로보다 소량의 능동 소자 및 수동 소자가 사용되는 장점을 갖는다. 이 밸런싱 회로는 직렬 셀 전압의 분포에 따라 에너지를 공급하는 소스 셀과 에너지를 받는 목표 셀을 선택하여 벅-부스트 및 플라이백 방식으로 동작한다. 하지만, 플라이백 동작에서 기존의 스위칭 방식을 사용할 경우, 변압기의 커플링 계수의 영향으로 인해 밸런싱 과정 중 비-목표 셀로 전달되는 에너지가 발생하게 된다. 이는 에너지 전달 효율을 감소시켜 셀 밸런싱 과정 중 새로운 셀 불균형 현상을 초래한다. 본 논문에서는 플라이백 동작에서 변압기의 커플링 영향을 최소화하여 셀 밸런싱을 효과적으로 수행할 수 있는 스위칭 방식을 제안하였다. 제안한 스위칭 방식의 성능은 1 W급 시작품을 이용한 실험을 통하여 검증되었다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.10 no.3
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• pp.274-281
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• 2005

A new resonant pulse converter for energy harvesting is proposed. The converter transfers energy from a low-voltage AC current to a battery. The low-voltage AC current source is an equivalent of the piezoelectric generator, which converts the mechanical energy to the electric energy. The converter consists of a full-bridge rectifier having four N-type MOSFETs and a boost converter haying N-type MOSFET and P-type MOSFET instead of diode. Switching of MOSFETs utilizes the capability of the $3^{rd}$ regional operation. The operational principles and switching method for the power control of the converter are investigated with the consideration of effects of the parasitic capacitances of MOSFETs. Simulation and experiment are performed to prove the analysis of the converter operation and to show the possibility of the $\mu$W energy harvesting.