• 제목/요약/키워드: 전력밀도

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전력 공급 방식에 따른 유도 결합 플라즈마 특성 변화 연구

  • 김현준;정진욱
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.521-521
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    • 2012
  • 공정용 유도 결합 플라즈마에서 강자성체 페라이트를 이용하여 평형전력 공급 변압기를 사용하여 안정적인 고밀도 플라즈마 발생원 개발에 관한 연구를 수행하였다. 실험에서는2개의 평형전력 공급 변압기를 이중 구조 안테나에 설치하였다. 20-100 mTorr 압력 범위의 아르곤 기체에 30-150 W범위의 전력을 인가하여 반응용기의 중앙에서 부유 탐침법을 이용하여 플라즈마 밀도와 전자 온도를 측정하였다. 동일한 압력과 전력이 인가되었을 때, 평형전력 공급 변압기의 연결 유무에 따른 플라즈마 밀도를 비교하였으며, 본 연구에서 제시한 플라즈마 발생원에서의 플라즈마 밀도가 더욱 높음을 보였다. 또한 전자 온도와 부유 전위는 평행전력 공급방식을 이용한 플라즈마 발생원이 상대적으로 낮은 값을 가졌다. 이는 플라즈마 전위의 감소를 나타내며, 챔버 벽으로 빠져나가는 이온과 전자의 손실이 줄어들었음을 알 수 있다.

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GaN-HEMT 기반 Anyplace Induction Cooktop용 전력변환장치 설계 및 분석 (Design and Analysis of Power Conversion System for GaN-HEMT Based Anyplace Induction Cooktop)

  • 권만재;장은수;박상민;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.52-54
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    • 2019
  • 본 논문에서는 Anyplace Induction Cooktop 시스템의 설계 방안을 제시한다. 다수의 워킹코일이 적용된 Anyplace 시스템은 전력밀도 향상을 위해 고주파 동작이 필요하다. 따라서 시뮬레이션 및 수학적 계산을 통한 동작 주파수, 전력 반도체 소자 조건 별 시스템의 손실 및 부피 간 Trade-off 분석이 필요하다 따라서 분석 결과를 토대로 각 전력반도체 소자 기반 시스템의 적합한 동작 주파수 영역 및 공진 네트워크 설계 방안을 제시한다.

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풍력발전기용 전력변환기의 방열을 위한 수냉식 방열판 구조설계 (Water-cooled heat sink structural design for Heat-Dissipation of Wind Turbine Grid-Connected Inverter)

  • 최진호;송성근;김대경;오승열;민병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.333-334
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    • 2010
  • 본 논문에서는 풍력발전기용 전력변환기의 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시키기 위한 수냉식 방열판의 구조를 제안한다. 인버터 IGBT의 방열을 위한 방열판의 구조는 전체 stack의 방열시스템에서 중요한 부분을 차지하며, 인버터 시스템의 전력밀도 향상을 위해서 시스템 내부 구조가 콤팩트 해야하기 때문에 방열판에 대한 설계 및 방열구조 설계의 연구는 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 발열원을 기준으로 수로의 숫자와 형태변화를 통해 방열현상을 CosmosFloXpress를 통해 해석하여 방열효과가 우수한 방열판을 선정하였다. 추후 시뮬레이션 결과를 토대로 배관구조를 적용한 전력변환기의 제작 및 실험을 통해 제안된 모델의 타당성을 검증하고자 한다.

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진동신호의 전력스펙트럼 밀도 해석을 통한 유도전동기 베어링 초기고장 검출 (Incipient Bearing Fault Detection of Induction Motor via Power Spectrum Density of Vibration Signals)

  • 우혁재;장환철;한민관;송명현;박규남
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2067-2069
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    • 2003
  • 본 연구는 진동 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)해석을 이용하여 베어링 초기 고장을 검출할 수 있는 기법을 제시하였다. 외륜, 내륜, 볼에 대하여 각각 폭 0.3 mm의 미소한 흠을 낸 베어링을 이용하여 고장 특성 주파수 패턴 및 부하변동에 따른 영향을 분석하고 고장검출이 용이한 고장 주파수 대역을 설정하였다. 실험결과로부터 제시된 검출기법이 유도전동기 베어링 초기 고장에 적용 가능함을 입증하였다.

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이차전지용 배터리 관리시스템 (Battery Management System for Secondary Battery)

  • 남종하
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.94-96
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    • 2008
  • 이차전지는 방전을 통하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하고 이의 역반응인 충전과정을 통하여 전기에너지를 화학에너지로 변환하여 저장함으로써 반복 사용이 가능하다. 많은 이차전지 중에서 리튬이차전지는 현재 핸드폰, 노트북, PDA 등 휴대용 전자기기가 보편화된 Mobile Energy 시대의 동력원이며, 최근 하이브리드 자동차, 지능형 로봇 등의 신산업분야에 적용하기 위한 고출력, 중/대형 이차전지의 개발이 활발히 진행되고 있다. 아울러 경쟁력을 확보하기 위해 전지부문에서는 에너지 밀도, 출력밀도, 사이클 수명, 안전성 등에서 지속적인 성능향상을 거듭하고 있으며, 활용면에서는 고밀도화에 따른 발열, 발화 사고의 안전성 문제를 해결하기 위해 배터리 보호회로를 필수적으로 장착하며, 이러한 보호회로는 용도에 따라 PCM(Protection Circuit Module), 스마트모듈(Smart Module), BMS(Battery Management System) 등으로 명칭되며, 각 사용분야별로 개발이 활발히 진행되고 있어 전지 시스템의 고안전성 및 고신뢰성을 추구하고 있다.

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SiC MOSFET 단락 검출 회로를 위한 고정밀 Rogowski 코일 회로 설계 (High-precision Rogowski coil circuit design for SiC MOSFET short circuit detection)

  • 이주아;심동현;손원진;안상준;변종은;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.196-198
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    • 2020
  • 본 논문은 SiC MOSFET의 단락 검출을 위한 고정밀 Rogowski 코일 회로 설계 방법을 제안한다. 설계 방법을 제안하기 위해 먼저 Rogowski 코일의 기본 구성인 적분기를 실제 시스템 요구 사양에 맞추어 설계한다. 설계한 회로의 성능 확인을 위하여 DPT (double pulse test)를 실시하며, test 결과 분석을 통해 문제점을 파악하고 전류 센싱 정밀도 향상을 위해 입출력 필터 설계 및 Rogowski 코일 턴 수를 변경한다. 변경한 각 조건들에 대하여 DPT를 진행하고 각 test 결과를 기반으로 Rogowski 코일 회로 설계 방안을 제안한다.

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유도 결합 플라즈마에서의 안테나 권선 수에 따른 플라즈마 특성 연구

  • 문준현;정진욱
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.585-585
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    • 2013
  • 유도 결합 플라즈마는 비교적 간단한 방전 구조와 고밀도 플라즈마 생성에 유리하기 때문에 산업 플라즈마 공정 장비로 널리 사용되고 있으며, 안테나에 의한 전력 전달 특성 및 방전 특성이 공정 결과에 큰 영향을 주게 된다. 이러한 유도 결합 플라즈마는 변압기 모델을 통하여 전력 전달 특성을 해석할 수 있으며, 안테나의 감은 수가 증가할수록 플라즈마로의 전력 전달 효율 및 플라즈마 밀도 상승이 기대된다. 반면에, 안테나 양단 또는 챔버 벽면과의 원치 않는 용량성 결합에 의하여, 실제로 안테나 감은 수가 증가함에 따라서 플라즈마로의 전력 전달 효율 및 방전 특성이 향상되지 않을 수도 있다. 본 연구는 이러한 안테나 감은 수 효과에 의한 전력 전달 효율 및 플라즈마 변수 변화에 대한 내용을 다루고 있으며, 플라즈마 변수 진단을 통하여 방전 특성을 연구하였다. 용량성결합을 최소화하기 위하여, 평형 전력 안테나를 사용하여 실험을 진행하였으며, 평형 전력이 인가되지 않은 안테나 구조에서의 안테나 감은 수에 따른 방전 특성과 결과를 비교하였다.

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100kW급 4병렬 스위치 인터리브 DC/DC 컨버터 개발 (Development of 100kW 4-Parallel Switch Interleaved DC/ C Converter)

  • 박성미;임상길;박성준
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.377-378
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    • 2017
  • 대용량 전력변환기는 가청주파수에 해당하는 낮은 주파수 스위칭 동작으로 전력변환기 구동 시 리액터 소음에 의한 공해를 유발하고 있다. 이러한 리액터 소음공해 제거하기위해 대용량 전력변환기의 높은 주파수 전압을 리액터에 인가할 수 있는 새로운 DC/DC 컨버터 토포로지를 제안한다. 본 논문에서 제안된 토포로지는 다수의 스위치를 병렬로 연결하여 스위치 인터리브 방식에 의한 높은 등가 스위칭 동작 구현이 가능하다. 따라서 제안된 스위치 인터리브 방식은 대용량 전력변환기의 리액터 소음을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 리액터용 용량을 저감하여 전력변환기의 에너지 밀도 증대와 단가 감수 측면에서 큰 장점을 갖고 있다.

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풀-브릿지 4단 병렬운전을 채택한 고정밀, 고안정 스윗칭 전자석 전원장치 (High Accruacy and High Stability Switching Magnet Power Supply by 4-Stage Parallel Operation of Full-Bridge)

  • 김성철;하기만;황정연;최진혁
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.438-440
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    • 2006
  • 포항가속기 연구소의 선형가속기와 빔 전송선에는 22개의 솔레노이드 전자석, 38개의 사극전자석 그리고 전자빔의 궤도 조절을 위한 29개의 2극 전자석이 있다. 전자빔의 정밀 제어를 위한 전자적 전원장치는 고정도, 고안정도 출력 특성을 가져야 한다. 이를 위하여 풀-브릿지 4-상한 DC-DC 컨버터 토플로지의 4단 병렬운전을 채택하였다. 전원장치의 입력전압은 직류 40V이고, 최대 출력전류는 직류 50A이며 그리고 스윗칭 주파수는 50 kHz이다. 고정밀, 고안정도 출력전류를 얻기 위하여 입력단의 전원 노이즈 및 전력변환부의 스윗칭 노이즈를 제거하여야 한다. 이를 위하여 채택된 low-pass 필터의 cut-off 주파수는 입력과 출력단 각각 26 Hz와 4.5 kHz 이다. 출력전류에서 전원장치로부처 발생하는 주파수 성분을 완벽하게 제거하였다. 출력전류의 분해능은 1mA 이하이며, 안정도는 10시간 이상 장시간의 경우 +/-15 ppm 이하이고 1시간 이하 단시간의 경우 +/-10ppm 이하이다. 본 논문에서는 풀-브릿지 4-상한 DC-DC 컨버터 토플로지의 4단 병렬운전을 채택한 전자석 전원장치의 구성, 특성 그리고 실험결과에 대하여 기술하였다.

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공통형 잡음 분석을 기반으로한 고전력밀도에 적합한 브리지리스 역률보상회로 토폴로지에 관한 연구 (Study on Topologies of High Power Density Bridgeless PFC Using CM Noise Analysis)

  • 김동관;정연호;문건우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.303-304
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    • 2016
  • 본 논문에서는 공통형 잡음 분석을 통해 고전력밀도에 적합한 브리지리스 역률보상회로에 대해 연구한다. 이를 통해, 브리지리스 역률보상회로의 EMI 특성 악화에 가장 큰 문제가 되는 공통형 잡음을 개선을 하기 위한 방법을 분석하고, 전력밀도를 저하시키지 않으면서 EMI 특성을 개선할 수 있는 브리지리스 역률보상회로 토폴로지에 대해 연구한다. 또한, 이를 바탕으로 얻어진 회로와 동일한 전력밀도 및 EMI 특성을 가지면서 실제 산업에 적용할 수 있는 브리지리스 역률보상회로를 제안한다.

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