• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.66-72
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• 2007

이 논문은 직류+60[Hz] 교류 중첩전압에서 신품과 노후된 18[kV] 산화아연 서지피뢰기의 누설전류와 전력손실에 대하여 기술하였다. 최대 50[kV]의 직류+60[Hz] 교류를 발생시킬 수 있는 중첩전압발생장치가 설계되고 제작되었다. 피뢰기의 I-V 특성곡선은 전압중첩률 K의 함수로 측정된다. DC와 AC 전압이 중첩된 I-V, R-V 특성곡선은 순수한 직류와 교류곡선 사이에 있고 저전류 영역에서 교차현상이 나타난다. 그 결과 중첩 전압에서 직류 성분의 증가는 ZnO 피뢰기의 전체 누설전류의 저항성분의 증가를 유발한다. 또한 같은 인가전압에서 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류는 상용전원에서 장시간 스트레스 받은 피뢰기가 신품 피뢰기에 비해서 높게 나타났다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권1호
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• pp.1-10
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• 2003

본 연구에서는 Metal-Ferroelecric-Semiconductor FET (MFSFET) 소자의 특성을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션에서는 field-dependent polarization 모델과 square-law FET 모델이 도입되었다. MFSFET 시뮬레이전에서 C-V/sub G/ 곡선은 축적과 공핍 및 반전 영역을 확실하게 나타내었다. 게이트 전압에 따른 캐패시턴스, subthreshold 전류 그리고, 드레인 전류특성에서 강유전체 항전압이 0.5, 1V 일 때, 각각 1, 2V 의 memory window 를 나타내었다. 드레인 전류-드레인 전압 곡선은 증가영역과 포화영역으로 구성되었다. 드레인 전류-드레인 전압 곡선에서 두 부분의 문턱전압에 의해 나타난 포화드레인 전류차이는 게이트 전압이 0, 0.1, 0.2 그리고, 0.3V 일 때, 각각 1.5, 2.7, 4.0 그리고 5.7㎃ 이었다. 시간경과 후의 드레인 전류를 분석하였는데, PLZT(10/30/70) 박막은 10년 후에 약 18%의 포화 전류가 감소하여 우수한 신뢰성을 보였다. 본 모델은 MFSFET 소자의 동작을 예측하는데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.103-109
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• 2010

이 논문은 동축원통형 전극계에서 임펄스전류에 의한 토양의 절연파괴특성에 관한 것으로 4종의 토양에 대한 절연파괴전압과 전류를 측정하고, 절연파괴를 일으키는 전계의 세기, 절연파괴까지의 지연시간과 전압-전류곡선을 분석하고 검토하였다. 그 결과, 절연파괴전압과 전류 파형은 토양입자의 크기에 의존하며, 자갈과 모래의 절연파괴 전압과 전류 파형은 마사토와 황토의 파형과는 다르게 나타났다. 절연파괴를 일으키는 전계의 세기는 자갈, 모래, 황토, 마사토의 순으로 높았으며, 모든 시료의 전압-전류곡선은 ${\infty}$모양의 교차폐곡선을 나타내었다. 또한 자갈과 모래의 절연파괴까지의 시간지연은 마사토나 황토보다 길게 나타났다. 본 연구 결과는 토양의 이온화를 고려하여 낙뢰전류가 입사되는 접지전극시스템의 과도적 성능의 향상을 위한 설계에 유용한 정보가 될 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.569-575
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• 2020

최근, 화석연료 고갈과 온실 가스 배출에 대한 우려가 높아지면서 신·재생 에너지 기술에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 휴대용 전자기기 및 웨어러블 디바이스의 수요가 증가하고 IT기기들이 소형화되면서 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 기술로 에너지 하베스팅이 있다. 본 논문에서는 열전소자의 V-I 특성곡선과 내부저항을 분석하고, 기존의 MPPT제어방식을 비교하였다. P&O제어방식은 열전소자의 전압, 전류를 측정하기 위한 센서 2개를 사용해야하기 때문에 경제적으로 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 출력전압 조절을 위한 센서1개만을 이용하여 MPP를 추적하는 새로운 MPPT제어방식을 제안한다. 제안하는 MPPT제어방식은 duty ratio와 부하의 출력전압의 관계를 이용하였으며, DC-DC Converter의 출력전압을 주기적으로 샘플링하여 duty ratio를 증가 또는 감소시켜 최적의 duty ratio를 찾아 MPP를 유지하도록 제어된다. DC-DC Converter는 Two-Switch 토폴로지인 Cascaded boost-Buck Converter를 이용하여 회로도를 설계하였다. 제안된 MPPT 제어방식은 PSIM 시뮬레이션을 이용한 모의실험을 통하여 검증하였고, 그 결과 열전소자의 V-I 특성곡선으로부터 얻어지는 MPP에서 전압×전류 및 전력값(V=4.2V, I=2.5A, P=10.5W)과 일치함을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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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.