• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.10
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• pp.66-72
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• 2007

This paper describes the characteristics of power loss and leakage currents flowing through new and used 18[kV] zinc oxide(ZnO) surge arrester under the mixed DC and AC voltages. The mixed DC and AC voltage generator of 50[kV] peak was designed and fabricated. The I-V curves of ZnO surge arrester were measured as a function of the voltage ratio K. The I-V curves under the mixed DC and AC voltages lay between the pure DC and AC characteristics, and the cross-over phenomenon in both I-V curves and R-V curves was observed at the low current region. As a result, the increase of DC component in the mixed voltages causes the increase of resistive component of total leakage current of ZnO surge arrester. Also, in the case of same applied voltage, the leakage current flowing through the used ZnO surge arrester was higher than that of the new ZnO surge arrester.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.40 no.1
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• pp.1-10
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• 2003

Device characteristics of the Metal-Ferroclecric-Semiconductor FET(MFSFET) are simulated in this study. The field-dependent polarization model and the square-law FET model are employed in our simulation. C-V$_{G}$ curves generated from our MFSFET simulation exhibit the accumulation, the depletion and the inversion regions clearly. The capacitance, the subthreshold and the drain current characteristics as a function of gate bias exhibit the memory windows are 1 and 2 V, when the coercive voltages of ferroelectric are 0.5 and 1 V respectively. I$_{D}$-V$_{D}$ curves are composed of the triode and the saturation regions. The difference of saturation drain currents of the MFSFET device at the dual threshold voltages in I$_{D}$-V$_{D}$ curve is 1.5, 2.7, 4.0, and 5.7 ㎃, when the gate biases are 0, 0.1, 0.2 and 0.3V respectively. As the drain current is demonstrated after time delay, PLZT(10/30/70) thin film shows excellent reliability as well as the decrease of saturation current is about 18 % after 10 years. Our simulation model is expected to be very useful in the estimation of the behaviour of MFSFET devices.T devices.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.132-134
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• 2018

본 논문은 태양광발전 시스템에서 P&O 방식 기반의 제어 기법인 duty 제어와 전류 제어 방식의 최대전력점 추종특성을 동일모드 조건에서 비교하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. Duty 제어 방식은 P-V 특성곡선을 이용하여 전력과 전압의 변화량을 통해 duty 증감을 결정함으로써 동작점을 결정한다. 이와 달리, 전류 제어 방식은 P-I 특성곡선을 이용하여 전력과 전류의 변화량을 통해 전류 지령치를 생성하고 비례-적분제어기를 통해 전류제어를 수행하여 동작점을 결정한다. 두 가지 제어 방식의 정확한 비교를 위해 등가의 ${\Delta}duty$ 및 ${\Delta}I_{ref}$의 값을 선정하여 모드 변화에 따른 ${\Delta}V$의 변화를 동일하게 맞추었다. DC - DC 부스트 컨버터를 이용하여 시뮬레이션과 실험에 두 제어 방식의 태양광발전 시스템을 구성하여 태양광 전압과 전류, 에너지 측면에서 특성을 비교하였다. 최대 전력점이 1.7kW인 특성곡선 조건 하에서, 시뮬레이션과 실험의 결과로 두 방식은 동일 MPPT 모드 시 동일한 동작점에 존재하며, 같은 값의 전력을 출력하여 동일한 성능의 효율을 보임을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.234-235
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• 2013

PV cell model은 PV simulator를 제작하거나 시뮬레이션 Software를 통하여 PV 발전시스템을 분석하기 위하여 필요하다. PV cell의 I-V 특성곡선은 PV cell의 특성을 결정짓는 중요한 요소이며, 전기적으로 다이오드정수($I_o$, $v_t$)와 광전류원($I_{ph}$) 그리고 직렬저항($R_s$) 및 션트저항($R_{sh}$)으로 모델링 가능하다. 광 전류원은 일사량에 비례하여 그 값을 추정할 수 있으나 나머지 변수인 다이오드정수($I_o$, $v_t$)와 직렬저항($R_s$) 및 션트저항($R_{sh}$)은 제조사 데이터시트에서 제공하는 3개의 대표적인 운전점인 개방회로 전압($V_{oc}$), 단락회로 전류($I_{sc}$), 그리고 최대출력에서의 전압/전류($V_{MPP}/I_{MPP}$)를 기초로 수학적으로 해를 구하여야만 한다. 본 논문에서는 저자가 제안하는 K-알고리즘의 수학적 도출 과정과 수치해석적 특성을 고찰한다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.24 no.4
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• pp.103-109
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• 2010

In this paper, breakdown characteristics of soil in a coaxial cylindrical electrode system stressed by impulse currents were experimentally investigated. The breakdown voltage and current waveforms for 4 types of soils were measured, and the threshold electric field intensity, the time-lag to breakdown and the voltage-current (V-I) curves were analyzed and discussed. As a result, the breakdown voltage and current waveforms are strongly dependent on the grain size of soil, and the voltage and current waveforms for gravel and sand differ from those for silt and loess. The threshold electric field intensity Ec is increased in the order of gravel, sand, loess and silt. The V-I curves for all test samples show a 'cross-closed loop' of ${\infty}$-shape. Also, the time-lag to breakdown for gravel and sand are longer than those for silt and loess. It is expected that the results presented in this paper will provide useful information on the design of improving transient performance of a grounding electrode system subjected to lightning current considering the soil ionization.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.596-596
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• 2012

모듈 상태에서의 태양전지 효율에 영향을 주는 외부 요인으로는 풍력과 눈 등의 하중으로 인한 물리적 스트레스와 자외선을 포함하는 광범위한 파장 대역의 빛의 영향 등이 있다. 따라서 본 연구에서는 태양전지의 야외 노출 시간에 따른 소자의 특성 및 효율 변화를 분석하고자 효율이 17.14%인 결정질 태양전지를 18시간 야외에서 노출 시켜 6시간 간격으로 전기적 특성을 분석해 태양전지의 여러 파라미터 변화를 분석하고자 한다. 본 실험에서는 태양전지의 외부 노출에 의한 소자 특성 및 파미미터 변화를 확인하고자 일정 시간 간격으로 노출 된 solar cell에 대한 Dark I-V, Light I-V 측정을 하였다. DIV 측정을 통해 노출 시간이 증가할수록 동일전압 대비 current가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 역방향 전압에서는 누설전류가 증가함을 확인하였다. Turn-on 전압 감소와 누설전류 증가, 직렬저항의 변화로 인한 소자의 파라미터 변화를 확인하기 위한 LIV 측정에서는 노출 시간 증가에 따라 단락전류 $0.177(mA/cm^2)$, 개방전압 2.699 (mV), 곡선인자 0.5%가 감소하였으며, 소자의 효율도 0.27% 감소하였다. 이처럼 태양전지의 외부 노출은 소자의 파라미터를 감소시키고 최종적으로 소자의 효율을 저해하는 원인이 됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.327.2-327.2
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• 2014

CIGS박막 태양전지의 온도에 의한 효율과 전기적 특성 변화를 알아보기 위해 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 각각 100시간을 노출시킨 후 전기적인 특성들을 측정하여 초기 값들과 비교하였다. 태양전지의 온도 스트레스에 의한 특성 및 파라미터들의 변화들을 확인하기 위해 Light I-V와 Minority Carrier의 Lifetime을 측정하여 비교 분석하였다. 실험에 사용한 소자의 초기 파라미터들은 $25^{\circ}C$에서 측정하였고, 단락전류 11mA, 개방전압 0.64V, 곡선인자 60.49%, Lifetime 10.7s 효율 9.17%이다. 각 온도별 노출에 대해 CIGS박막 태양전지의 효율은 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$에서는 초기 값과 비슷하였고, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 초기 값 대비 54%, 84% 감소 특성을 보였다. 단락전류는 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$에서는 크게 변화하는 모습이 나타나지 않았고 $200^{\circ}C$에서 63% 감소하였다. 개방전압, 곡선인자, Lifetime은 효율과 마찬가지로 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 감소하는 모습이 나타났다. $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 개방전압이 9.3%, 18.7%, 곡선인자는 45.8%, 56.3%정도 감소하였다. Lifetime은 64.4%, 80.1%정도 감소하였다. 이 실험을 통해 개방전압과 곡선인자, Minority Carrier의 Lifetime이 일정 온도부터 온도의 영향을 받아 감소하고, 그 영향으로 효율이 감소하게 되는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.20.1-20.1
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• 2009

반도체 소자 제조 공정 프로그램인 T-suprem4와 MEDICI를 이용하여 NMOS구조를 설계 하였다. MOS 소자 시뮬레이션을 통해 식각 공정에서 생기는 언더컷에 의한 전기적 특성을 I-V 곡선으로 비교하여 분석하였다. NMOS 구조는 반도체 소자 제조 공정 프로그램 T-suprem4를 이용하여 기본 소자 구조를 설계하였다. 실험의 변수로는 첫째, 소자 공정 중 폴리 실리콘의 언더컷 식각의 각도를 $70^{\circ}C$부터 $110^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$의 차이로 설계하였다. 또한, 언더컷에 의한 드레인-소스사이의 전류($I_{DS}$) 손실이 없는 유효한 각도를 확인하기 위해 $80^{\circ}C$부터 $100^{\circ}C$까지는 $2^{\circ}C$ 크기로 설계 하였다. 둘째, 게이트 크기를 축소하고 역시 언더컷 식각의 각도를 다양하게 설계하였다. 설계된 소자를 반도체 소자 특성 분석 프로그램 MEDICI를 이용하여 소자의 전기적 특성을 측정하였다. 우선 NMOS소자 게이트에 2V의 전압을 인가하였다. 그리고 드레인 부분에 전압을 인가하여 그에 따른 드레인의 전류를 측정 하였다. 드레인 전압은 0V 부터 변화시키며 인가하였다. 측정된 전류 값으로 I-V 곡선을 나타내었다. I-V 곡선의 분석을 통해 식각 후 언더컷의 각도가 $70^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $110^{\circ}C$ 일 때 $4\times10^{-8}A/{\mu}$의 전류가 흐르고, $90^{\circ}C$, $100^{\circ}C$ 일 때는 $1.8\times10^{-7}A/{\mu}$의 전류가 흐르는 것을 확인 하였다. $80^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지는 $2^{\circ}C$ 크기로 측정한 결과 $88^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$ 사이 일 때 $90^{\circ}C$ 각도의 경우와 같이 $1.8\times10^{-7}A/{\mu}$의 전류가 측정 되었다. 즉, 식각 중 수직 측벽 도에 언더컷이 $10^{\circ}C$이상 발생하면 $I_{DS}$ 전류 값이 약 22%로 감소하였다. 또한 일반적으로 $90^{\circ}C$의 수직측벽을 가지는 공정이 중요하다고만 생각 되었지만, 이번 연구를 통하여 식각 후 측벽의 각도가 $88^{\circ}C$에서 $92^{\circ}C$ 사이에 있을 때 $I_{DS}$ 값이 가장 최대가 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.3
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• pp.569-575
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• 2020

Recently, research on renewable energy technologies has come into the spotlight due to rising concerns over the depletion of fossil fuels and greenhouse gas emissions. Demand for portable electronic and wearable devices is increasing, and electronic devices are becoming smaller. Energy harvesting is a technology for overcoming limitations such as battery size and usage time. In this paper, the V-I characteristic curve and internal resistance of thermal electric devices were analyzed, and MPPT control methods were compared. The Perturbation and Observation (P&O) control method is economically inefficient because two sensors are required to measure the voltage and current of a Thermoelectric Generator(TEG). Therefore, this paper proposes a new MPPT control method that tracks MPP using only one sensor for the regulation of the output voltage. The proposed MPPT control method uses the relationship between the output voltage of the load and the duty ratio. Control is done by periodically sampling the output voltage of the DC-DC converter to increase or decrease the duty ratio to find the optimal duty ratio and maintain the MPP. A DC-DC converter was designed using a cascaded boost-buck converter, which has a two-switch topology. The proposed MPPT control method was verified by simulations using PSIM, and the results show that a voltage, current, and power of V=4.2 V, I=2.5 A, and P=10.5 W were obtained at the MPP from the V-I characteristic curve of the TEG.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.298-299
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• 2017

본 논문은 태양광 시스템에서 최대 전력점을 추종하기 위해 듀티 제어와 전류제어를 이용한 두 가지 제어 기법이 적용된 P&O 방식 기반의 MPPT 알고리즘을 구현하였다. 듀티 제어를 이용한 MPPT의 경우에는 P-V 특성곡선을 이용한 방식으로, 태양광 시스템에서 발전되는 전력과 전압의 현재값-이전값을 비교하여 컨버터 듀티 변화를 통해 최대 전력점을 추종하도록 제어하였다. 전류제어 방식은 전력과 전류의 현재값-이전값을 비교함에 따라 전류 지령치를 생성하고, PI 제어기를 통해 컨버터 전류를 제어하는 알고리즘으로써 P-I 곡선의 특성을 이용하였다. 두 가지 제어기법을 시뮬레이션을 통해 구현하고 제어특성을 분석하였다.