• 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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.497-506
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• 2024

본 논문에서는 상용전원 주파수(60 Hz)를 사용하여 중전력 무선전력전송을 구현한 것이다. 일반적인 자기유도 무선전력전송 장치는 수십 kHz 이상 사용하기 때문에 상용전원 주파수(60 Hz)를 그대로 사용할 수 없고, 교류/직류 변환기를 사용하여 60 Hz 전원주파수를 DC로 만들고, 고주파 파워앰프를 사용하여 DC를 수십 KHz로 만들어서 사용한다. 자기유도 무선전력전송에서 교류/직류 변환기와 고주파 파워앰프를 제거하고, 송전 공진탱크, 송전코일, 수전 공진탱크, 수전코일 만으로 구성한 상용전원 주파수를 사용하는 극저주파 무선전력전송 시스템을 구현하고, 무선전력전송 실험으로 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제11권2호
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• pp.100-108
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• 1989

본 연구에서는 초고집적 반도체소자의 제작을 위해 기존 건식 식각장비를 미래의 유명한 식각장비로서 부각될 ECR(Electron Cyclotron Resonance)형 플라즈마 식각기로의 구조 및 성능 개선을 위해 플라즈마 발생실, 이를 둘러싸는 자기장 형성코일, 그리고 공정반응실의 주요한 설계변수를 추출하여 이론적 계산에 의해 최적화함으로써, 차후 prototype ECR 건식 식각장치를 제작하기 위한 기반기술을 구축하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.203-211
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• 2015

신약개발이나 동물연구 등에서 연구대상 동물이 케이지(cage) 안에서 자유롭게 움직이고 있는 상태에서 무선으로 다량의 데이터를 수집하는 장치는 실험동물 신체 내부에 배터리로 구동되는 소형발신기를 내장시켜 혈압, 온도, 심박수, Electrocardiogram(ECG), Electroencephalography(EEG) 등의 정보를 근접통신을 통해 근처의 수신기로 전달하게 된다. 이러한 장비는 한정된 내부의 배터리를 이용하기 때문에 측정시간의 한계가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서 전자기유도방식의 단점인 발신부와 수신부사이의 거리가 멀어질 때 발생하는 효율저하문제를 극복하기 위하여 다중코일 구조를 이용한 무선전력전송 구동 드라이버를 제안하였으며, 다중코일 중 수신부가 놓인 코일을 선택하기 위한 수신부 감지 장치도 제시되었다. 또한 실험을 통하여 제안된 구동드라이버 및 수신부 감지 회로의 구동 조건 선정 과정을 제시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.84-91
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• 2001

ELF 전자파의 생물학적인 영향 평가를 위한 in vitro 세포실험에서 노출장치의 설게는 코일내의 유도기전력(E)과 전류밀도 (J) 해석과 함께 이루어져야 한다. 균일 자기장 속에서 세포응 배양할 경우에도 배양기내의 전도성 매질오 인해 균일한 E와 J가 분포하지않는다. 따라서 균일한 ELF 자기장 노출장치로부터 발생되는 샘플 매질 내에서 E와 j를 정확히 예측하는 것은 in vitro 세포실험의 성공여부를 가늠할 정도로 매우 중요한 정보가 된다. 이에 본 논문에서는 in vitro 실험에 접합한 ELF in vitro 노출장치를 설계하고 노출장치에 대한 전자기학적 평가를 수행하였다. 코일 내에서 샘플 매질의 유무와 샘플 내에서도 세포가 놓여질 임의의 위치에 따라 E와 J를 예측하고 검증을 위한 측정과 시뮬레이션을 시도하였다. 노출장치는 헬름 홀쯔 코일로 제작되었고 자기장의 세기는 1-20G 범위 내에서 가변이 가능하다. 또한 코일내의 자기장의 분포가 균일(uniform), 비균일(non-uniform)한 두 가지 모드를 각각 제작하여 보였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.344-350
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• 2003

본 논문에서는 스위치드 릴럭턴스 모터의 새로운 회전자 초기 위치 추정법을 제안한다. 회전자의 위치검출을 하기 위하여 서치 코일을 사용하는 경우 센서비용감소, 부피감소, 강인성 증대, 사용범위의 확대 등 많은 장점이 있다. 그러나 모터의 회전자가 초기에 회전하지 않기 때문에, 서치코일에 유기되는 기전력이 존재하지 않아 회전자의 초기 위치검출에 어려움이 있었다. 본 논문에서는 유클리디안 제곱거리(Squared Euclidean Distance)를 사용하여 초기에 회전자가 정지해 있을 경우에도 회전자의 위치를 정확하게 추정하는 방법을 제시하였다. 이를 위하여 시뮬레이션을 실시하였고 이를 토대로 실험한 결과 정확한 초기 회전자 위치를 추정함으로써 본 논문에서 제시한 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.172-176
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• 2002

This paper describes a MEMS-based micro-fluxgate magnetic sensing element using Ni$\_$0.8/Fe$\_$0.2/ film formed by electroplating. The micro-fluxgate magnetic sensor composed of a thin film magnetic core and micro-structured solenoids for the pick-up and the excitation coils, is developed by using MEMS technologies in order to take advantage of low-cost, small size and lower power consumption in the fabrication. A copper with 20um width and 3um thickness is electroplated on Cr(300${\AA}$)/Au(1500${\AA}$) films for the pick-up(42turn) and the excitation(24turn) coils. In order to improve the sensitivity of the sensing element, we designed the magnetic core into a rectangular-ring shape to reduce the magnetic flux leakage. An electroplated permalloy film with the thickness of 3 $\mu\textrm{m}$ is obtained under 2000Gauss to induce magnetic anisotropy. The magnetic core has the high DC effective permeability of ∼1,100 and coercive field of -0.1Oe. The fabricated sensing element using rectangular-ring shaped magnetic film has the sensitivity of about 150V/T at the excitation frequency of 2MHz and the excitation voltage of 4.4Vp-p. The power consumption is estimated to be 50mW.

• 전자공학회논문지
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• 제52권12호
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• pp.41-45
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• 2015

본 논문에서는 이중대역에서 동작하는 자기공진 방식 무선전력전송 공진기를 제안하였다. 제안한 공진기는 MF-대역과 HF-대역에서 동작하도록 설계하였다. 제안한 공진기는 20턴의 코일과 사각형 모양의 코일, 양면의 정합회로, 집중소자, 하나의 포트로 구성되어있다. 정합회로의 양면은 비아 홀을 이용하여 연결하고 하나의 포트에서 동작하도록 하였다. 같은 구조의 공진기 두 개를 이용하여 무선전력전송 특성을 모의실험 하였다. 그리고 모의실험결과를 기반으로 효율 식을 이용하여 전력전송효율 또한 계산되었다. 제안한 두 공진기는 거리 100 mm 에서 모의실험 하였고, 전력전송 효율은 MF와 HF-대역 모두 60 % 이상의 효율을 가지는 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권3호
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• pp.80-85
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• 2008

기존의 캡슐형 내시경은 공간적 제약으로 인해 약 30mW 용량의 1차 전지를 사용한다. 그러나 1차 전지를 사용하는 방식은 배터리 용량의 한계와 1회용 소모품으로 가격이 비싸다. 이러한 문제를 해결하기 위해 신체 외부에서 캡슐형 내시경에 무선으로 에너지를 전송 방식을 제안하였다. 제안된 방식은 송 수신측 양단에 LC공진 회로를 이용하여 $10{\sim}20cm$의 공극을 통해 송신측 코일에서 캡슐형 내시경으로 에너지를 전달하는 방식이다. 위치와 방향성에 상관없이 에너지 효율의 증가를 위해 수신측 코일은 페라이트 코어를 이용한 3축 권선 방식을 이용하였다. 실험에 의한 측정 결과 제안된 방식은 수신측 회로에 안정적으로 30mW의 전력을 공급할 수 있음을 확인하였다.