• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.67-69
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• 2019

본 논문에서는 DC 배전 시스템을 위한 새로운 다중 모드 단일 인덕터 회로를 제안한다. 제안하는 컨버터는 벅 컨버터에 배터리 스위칭 셀이 병합된 구조로서, 단일 인덕터를 사용하여 두 개의 출력 제어가 가능하다. 기존의 회로와 비교해보았을 때, 전체 소자수가 증가하였음에도 불구하고 감소한 인덕터 개수로 인해 전체 시스템의 가격 저감에 효과적이며 높은 전력밀도를 달성할 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.487-488
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• 2019

본 연구는 인덕터, 커패시터의 기생저항을 고려한 Buck Converter의 회로 해석 및 Two Loop Control 방법의 제어기 설계를 제안한다. 일반적인 Buck Converter의 회로 및 제어기 설계에서는 인덕터, 커패시터의 기생저항의 값이 작아 0으로 간주한다. 본 논문에서는 인덕터와 커패시터의 기생저항을 고려한 회로를 수학적으로 해석한 뒤 Matlab SISOTOOL을 이용하여 전압 및 전류 제어기를 설계하고 PSIM을 통해 회로를 구성하여 시뮬레이션을 통해 검증함으로써 일반적인 설계보다 정확성을 가진 설계방법을 제안한다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.46 no.1
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• pp.94-101
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• 2009

This paper presents scalable modeling of spiral inductors for RFIC design based on $0.13{\mu}m$ RF CMOS process. For scalable modeling, several inductor patterns are designed and fabricated with variations of width, number of turns and inner radius. Feeding structures are optimized for accurate de-embedding of pad effects. After measuring the S parameters of the fabricated patterns, double-$\pi$ equivalent circuit parameters are extracted for each device and their geometrical dependences are modeled as scalable functions. The inductor library provides two types of models including standard and symmetric inductors. Standard and symmetric inductors have the range of $0.12{\sim}10.7nH$ and $0.08{\sim}13.6nH$ respectively. The models are valid up to 30GHz or self-resonance frequency. Through this research, a scalable inductor library with an error rate below 10% is developed for $0.13{\mu}m$ RF CMOS process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.144-144
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• 1999

최근 국내 반도체 기술의 비약적인 발전으로 전자 기기 전반에 소형화, 고주파화, 고기능화 등이 진행되는데 반해, 반도체 소자등에 전원을 공급하거나 회로 전체를 운용하는 전기 신호를 변조.증폭시키는데 반해, 반도체 소자등에 전원을 공급하거나 회로 전체를 운용하는 전기신호를 변조.증폭시키는 인덕터, 트랜스 포머와 같은 수동 자기 소자는 아직도 3차원 벌크 형태로 사용되고 있다. 일본을 중심으로 각국에서는 자기 소자의 박막.소형화에 대한 다각도의 연구가 진행되었으나 국내서는 아직 미미한 실정이다. 따라서 고집적 전원 공급 장치나 지능 센서 등에 반도체와 자기 소자의 사용 주파수 대역과 크기가 통합된 반도체-자성체 IC(semiconductor-magnetic integrated circuit)의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 현재 사용중인 벌크형 인덕터나, 트랜스 포머의 경우 10NHz이상의 고주파 대역에는 응용되지 못하고 있다. 이는 적용된 자성체가 페라이트(ferrite)로서 초투자율은 크지만 고주파대역에서의 공진 현상에 의해 저투자율을 나타내고, 포화 자속밀도가 낮기 때문이다. 이러한 페라이트 자성체의 대체품으로 주목받고 있는 것이 Fe, Co계 고비저항 자성마이다. 그러나 Co는 낮은 포화자속밀도를 나타내기 때문에 이러한 조건을 충족시키는 자성막으로 Fe계 미세 결정막을 사용하였다. 본 연구에서는 선택적 전기 도금법(selective electroplating method)과 LIGA like process를 이용하여 공시형 인덕터(air core inductor)의 라이브러리(library)를 구축한 뒤, 고주파 대역에서의 우수한 연자기 특성을 가지는 Ti/FeTaN막을 적용한 자기 박막 인덕터(magnetic thin film inductor)를 제작하여 비교.분석하였다. 제조된 인덕터의 특성 추정은 impedence analyzer를 이용하여 주파수에 따른 저항(resistance), 인덕턴스(inductance)를 측정, 계산한 성능지수(quality factor)로서 인덕터의 성능을 평가하였다. 제조된 박막 인덕터의 코일 형상은 5턴의 double rectangular spiral 구조였으며, 적용된 자성막의 유효 투자율9effective permeability)은 1500, 자성막, 절연막 그리고 코일의 두께는 각각 2$\mu\textrm{m}$, 1$\mu\textrm{m}$, 20$\mu\textrm{m}$이며 코일의 폭은 100$\mu\textrm{m}$, 코일간의 간격은 100$\mu\textrm{m}$였다. 제조된 박막 인덕터는 5MHz에서 1.0$\mu$H의 인덕턴스를 나타내었으며 dc current dervability는 100mA까지 유지되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.485-486
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• 2019

본 논문에서는 정격부하에서 효율이 가장 높으면서 동시에 Zero Voltage Switching(ZVS)를 만족하는 인덕터를 설계하는 방법을 제안한다. 제안하는 인덕터 설계 방법은 주어진 정격에서 스위치에 존재하는 스너버 캐패시터를 고려한 ZVS 식을 구하며, 스위치의 특성을 고려한 Dead-time을 설계하고 이를 통해 인덕턴스를 최소화 한다. 시뮬레이션을 통해 스너버 캐패시터의 전압 파형 및 스위치의 손실을 비교하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1533-1534
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• 2015

본 논문에서는 VDTA를 이용하여 플로팅 인덕터를 구현하기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 [3]에서 사용하고 있는 방법을 개선하여 더 적은 수의 회로를 이용하여 양 기능 인덕터를 구현함으로써 변환방법이 용이하고 회로의 면적과 소비전력을 줄일 수 있는 방법이다. 2장에서는 VDTA에 대한 기본적인 개념과 새로운 양기능 인덕터의 구조제안 및 새롭게 제안한 능동 인덕터를 이용하여 2차 2MHz의 중간주파수를 갖는 대역통과 설계하고 그 유용성을 확인하였다. 2MHz의 중심주파수를 가지는 대역통과 필터와 그 필터의 특성을 시뮬레이션을 통하여 나타내었다. 그리고 3장에서 결론지었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.408-411
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• 2003

최근 활발하게 연구가 진행되고 있는 마이크로 인덕터는 자기 데이터 저장을 위한 헤드, 자기장 센서, 마이크로 변압기와 휴대폰의 수동 소자와 같은 다양한 분야에 이용되고 있다. 마이크로 인덕터를 제작하기 위해 UV-LIGA 공정을 개발하였다. 도금 공정을 이용하여 마이크로 인덕터의 철심과 구리선 제작하였다. 도금 공정을 위해 필요한 마이크로 몰드는 여러 종류의 thick photoresist를 이용하여 저응력 공정으로 제작하였다. 도금 공정을 이용하여 toroid형 마이크로 인덕터를 제작하였다. 도금 공정에서 발생 할 수 있는 응력을 최소화할 수 있는 공정을 개발하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.4-6
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• 2019

본 논문은 Modular Scalable Inverter System에서 큰 부피를 차지하는 인덕터를 저감하기 위한 방법을 제안한다. 최근 전력분야에서는 모듈형 전력변환 시스템을 사용함으로써 다양한 시스템에 필요한 전력을 공급하여 효율을 증가시키고 신뢰성을 높이는 방법들이 대두되고 있다. 하지만 모듈을 병렬로 사용하는 경우에는 모듈 간에 흐르는 순환 전류가 발생하게 된다. 이런 순환전류는 부하로 전력을 공급하지 않기 때문에 시스템 효율을 떨어트리고 전류제어 및 부하 분담을 방해한다. 따라서 병렬형 인버터에는 출력에 순환전류 저감을 위한 인덕터를 사용해야 한다는 단점이 있다. 모듈형 전력변환 장치에서 큰 크기의 출력 인덕터는 시스템 사이즈를 늘리고 비용을 증가시키고 전력밀도가 낮아지게 된다. 따라서 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) 기반 인버터와 순환전류 저감 알고리즘을 사용하여 고속 스위칭을 함으로써 동일한 순환전류 저감 성능을 확보하지만 출력 인덕터의 크기를 줄이는 방안을 제시한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2380-2382
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• 2005

UV-LIGA 공정을 이용하여 3차원 마이크로 인덕터 제작 기술에 관하여 연구하였다. 마이크로 인덕터의 코일, 비아(via), 코어(core)의 Multi-layer 제작을 위해 UV-LIGA 공정을 이용하였으며, 전해도금(electro plating)을 위한 씨올기(seed layer)로서는 e-beam evaporator를 이용하여 금속을 증착하였다. 3차원 마이크로 인덕터의 도금 방법으로는 전해도금을 사용하였으며, 코일과 비아 부분은 구리(Cu) 전해도금, 코어 부분은 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금인 퍼멀로이(Ni/Fe) 전해도금을 하였다. 3차원 마이크로 인덕터의 샘플크기로는 코어의 폭은 $300{\mu}m$, 전체 길이는 9.2mm, 두께는 $20{\mu}m$의 구조로 제작되었으며, 코일 부분은 폭이 $40{\mu}m$, 두께는 $30{\mu}m$이며, 코일턴 수는 70회의 구조로 제작하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.317-318
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• 2015

본 논문에서는 배터리 충 방전을 위한 고 승압이 가능하며 작은 인덕터를 가진 새로운 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안 회로는 인덕터를 N1:N2 턴비의 Transformer로 사용하고 Transformer 사이에 스위치, 다이오드를 추가 하였다. 이는 방전 모드 동작에서 입력 전류가 두 개의 Transformer로 전류가 나누어 흐르도록 하였다. 기존 DC-DC 컨버터는 입력 전류가 하나의 인덕터로 흐름으로써 고 전력 시스템에서 높은 전류에 의해 인덕터의 크기가 필요 이상으로 커지는 문제점이 있다. 이를 위해 기존 양방향 회로 방식보다 Transformer의 크기가 0.5배 정도 작은 회로를 제안 하였다. 그리고 기존 방전 Boost 회로는 최대 3배 이상의 승압이 안 되지만 제안 회로에서는 3배 이상의 고 승압이 가능하다. 이를 모의실험 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.