• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.399-400
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• 2018

인덕션 히터(Induction Heater)는 PTC 히터의 비해 빠른 온도 상승 효과를 가지고 있다. 인덕션 히터는 LC공진 회로로 구성된다. 커패시터의 정전 용량은 가격과 중량에 비례한다. 따라서 인덕턴스를 향상시켜서 정전용량을 줄여야 한다. 인덕턴스 향상을 위해 인덕션 히터의 구조를 변경하고 다구찌 기법과 유한요소법(FEM:Finite Element Method) 시뮬레이션을 통해 최적화 모델을 도출한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.425-430
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• 2018

전기자동차 배터리 시스템은 낮은 온도에서 배터리 출력과 수명이 감소하는 문제가 발생한다. 상온 유지를 목적으로 Positive Temperature Coefficient(PTC) 히터가 사용되고 있다. 하지만 PTC 히터는 복잡한 절연구조로 인해 중량이 크다. 중량이 클수록 전기자동차의 연비가 감소한다. 반면에 인덕션 히터는 단순한 절연 구조로 중량 저감에 효과적이며 빠른 온도 상승 특성을 가지고 있다. 따라서 전기자동차용 히터는 인덕션 히터가 적합하다. 인덕션 히터는 LC공진 회로로 구성된다. 정전용량이 클수록 가격과 중량이 상승하기 때문에 인덕턴스를 높여 정전용량을 감소시켜야한다. 또한 인덕션 히터의 주 발열원은 철손이다. 따라서 전자기장 설계 관점에서 인덕턴스 및 철손의 최적화가 중요하다. 본 논문에서는 인덕션 히터 구조 변경에 따른 인덕턴스 및 철손을 다구찌 기법과 유한요소법(FEM) 시뮬레이션을 통해 분석하고 최적화 설계하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5541-5549
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• 2015

본 논문은 반도체 웨이퍼 공정 배기가스 수분제어장치에 적용하기 위하여 인덕션 히터를 사용해서 안전하고 효율적인 전력을 사용하는 히터에 대한 설계방법을 제안한다. 수분을 제거하기 위해서 질소 가스의 흡열 반응을 발생하는 필라멘트 히터를 이용하여 배기가스 제거 시스템이 만들어진다. 이론적인 최적화와 전기적인 구현을 통해서 인덕션 이론은 반도체 웨이퍼 공정 배기가스 시스템을 위한 인덕션 히터 설계과정에 적용되어진다. 제안한 인덕션 히터 설계는 에너지 측면에서 비효율적이고 신뢰성이 떨어지며 안전하지 못한 현재의 설계문제에 대한 해결책을 제시한다. 인덕션 히터의 강인성과 미세조정 설계기법이 질소 히터의 사양내에서 에너지 소모를 최적화한다. 최적화는 배기 파이프의 공진주파수에 의해서 특성화된 ZVS(Zero Voltage Switching)를 기초로 이루어진다. 시스템에서 끼어진 고장 안전(fail-safe) 에너지 리미터는 MOSFET의 궤환 제어를 통하여 전압 레귤레이터를 사용하고 N2 히터 유닛의 사양이내에서 작동하기 위한 성능을 만족하도록 한다. 수치 해석과 설계의 우수성을 위한 기존의 필라멘트 히터와 미세조정한 인덕션 히터 설계의 사양과 성능비교는 제안한 인덕션 히터 설계방법이 우수함을 보여준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.534-539
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• 2021

본 논문에서는 유도 가열코일의 인덕턴스 변화 환경에서 스위칭주파수를 가변하여 최대 가열 전력이 전달될 수 있는 유도 가열 방식을 제안하였다. 가열코일내 피 가열체 종류 및 가열코일과의 근접도에 따라 공진회로의 공진주파수가 변화하게 되며, 공진주파수와 스위칭주파수 관계에 따라 유도가열기 소자의 파손 또는 손실이 발생하여 최대 전력 전달이 어려울 수 있다. 공진주파수의 변화에 따른 가열 전력을 감지하여 최대 전력 전달이 유지되도록 스위칭주파수를 가변하도록 하였다. 공진 주파수 변화에 대응하는 스위칭주파수 가변에 따라 요구하는 출력 변화 범위내로 제어될 수 있는 제안된 방식의 결과를 통하여 거의 일정한 출력전력(0.43 dB 이내) 전달이 가능한 스위칭주파수 가변특성을 갖는 유도가열기의 전력 효율성을 확보할 수 있었다.