• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.537-544
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• 2022

본 논문은 최근 전자전, 레이더, 기지국 및 위성통신분야에서 각광받고 있는 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) die를 이용한 고출력증폭기의 제작에 사용되는 본드 와이어의 용융단선 현상과 원인을 분석하였다. 고출력증폭기의 주요 성능인 최대 출력전력을 얻기 위해서는 최적의 임피던스 정합이 필요하고 정격전류뿐만 아니라 과도전류에 대한 발열을 고려하여 본드 와이어 소재에 부합하는 직경과 가닥수가 정해져야 한다. 특히, GaN과 같이 에너지 밴드 갭이 넓은 화합물반도체는 설계효율이 낮거나 방열이 부족하면 열 저항 증가로 인해 본드 와이어의 용융단선을 촉발하는 현상을 확인하였다. 본 자료는 발열조건에 대한 모의시험을 수행하고, IR현미경 측정을 통한 검증으로 GaN소자를 이용한 응용분야에 참고자료로 활용이 기대된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.625-632
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• 2022

국내 전력계통에 부하추종운전 중인 가스터빈 발전기들은 정격 주파수 유지에 큰 역할을 하고 있지만 종종 주파수 제어가 불량한 경우도 발생한다. 이에 가스터빈 속도제어 장치인 조속기의 제어 특성을 살펴보고 고장 유형을 분석한 후 사안 별로 대책을 제시하였다. 그리고, 가스터빈은 연료제어의 빠르기에 따라 주파수 회복에는 도움을 되지만 연소실 온도가 급격하게 변동하고 연소진동이 발생하는 등 안정운전을 저해하는 요소로 작용하기도 한다는 것을 조속기 응동시험을 통해 확인하였다. 따라서, 안정적인 전력품질을 유지하기 위해서는 철저한 설비관리를 수행하고 비례 적분 미분 제어방식에 4차산업의 핵심분야인 기계학습 알고리즘이 융합된 조속기 제어방식의 연구 필요성이 대두되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.58-67
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• 2023

본 논문에서는 메탄엔진 단일분사기급 연소기의 추력제어를 위해 수행된 드라이런 테스트, 수류시험, 그리고 연소시험 결과를 다루었다. 메탄엔진 연소시험설비의 산화제 및 연료 공급 라인에 유량제어 밸브를 설치한 후, 다수의 드라이런 테스트를 수행하여 밸브가 설정된 스트로크에 빠르고 안정적으로 도달할 수 있도록 하였다. 다음 액체질소와 기체질소를 사용한 수류시험을 진행하여 밸브 제어에 따른 모사 추진제의 안정적인 공급을 확인하였다. 최종적으로 액체산소와 기체메탄을 사용하여 정격 추력 대비 50%~10%의 고정 추력제어 연소시험과 연속 추력제어 연소시험을 성공적으로 수행하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.641-648
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• 2023

최근 4차 산업 혁명 중에서 인공지능의 급성장은 반도체의 성능 향상 및 회로의 집적을 기반으로 진보하였다. 전자기기 및 장비의 내부에서 연산을 돕는 트랜지스터는 고도화 및 소형화 되어 가며 발열의 제어 및 방열의 효율 개선이 새로운 성능의 지표로 대두되었다. DUT(Device Under Test) Shell은 트랜지스터의 검수를 위하여 정격 전류를 인가한 후, 임의의 발열 지점에서 전원을 차단한 상태에서, 방열을 통하여 트랜지스터의 내구도를 평가하여 불량 트랜지스터를 검출하는 장비이다. DUT Shell은 장비 내부의 방열 구조에 따라 동시에 더 많은 트랜지스터를 테스트할 수 있기 때문에 방열 효율은 불량 트랜지스터 검출 효율과 직접적인 관계를 갖는다. 이에 본 논문에서는 DUT Shell의 방열 최적화를 위하여 배치구조의 다양한 방법을 제안하고 전산유체역학을 이용하여 최적의 DUT Shell의 다양한 변형과 열 해석을 제안하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.450-455
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• 2023

태양광 패널의 큰 기생 커패시턴스에 기인하는 과도한 누설 전류를 피하기 위한 단상 태양광 인버터 중에 부스트 컨버터와 하프브리지 인버터를 종속적으로 결합하는 방식은 가장 단순하면서 누설 전류가 가장 작다. 하지만 직류단 전압이 높아 스위칭 소자의 정격 전압이 높고 스위칭 손실이 크다. 본 논문은 부스트 컨버터를 제거하는 대신에 하프브리지 인버터의 출력 측에 2개의 양방향 스위치를 추가함으로써 벅부스트 인버터로 동작할 수 있는 새로운 회로 토폴로지를 제안한다. 고전압 직류단을 거치는 두 단계의 전력 변환을 한 단계로 줄인 덕분에 전력 손실을 절감할 수 있으며 비용 및 누설 전류는 증가하지 않는다. 제안된 회로 토폴로지의 타당성은 컴퓨터 시뮬레이션 및 전력 손실 계산을 통해 검증한다.

• 농업과학연구
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• 제13권2호
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• pp.265-278
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• 1986

동력경운기(動力耕耘機) 탑재용(塔載用) 6kW 수냉식(水冷式) 디젤기관(機關)의 성능향상(性能向上)을 도모(圖謀)하기 위(爲)하여 현존(現存)의 냉각장치(冷却裝置)는 그대로 이용(利用)하고 냉각수(冷却水) 용량(容量)만을 2700cc에서 2800cc, 2900cc, 3000cc, 3100cc 로 4수준(水準)으로 변화(變化)시키면서 기관(機關)의 출력(出力), 연료소비율(燃料消費率), Torque, 냉각수(冷却水) 및 윤활유(潤滑油)의 온도(溫度)와 기관(機關)의 마찰손실(摩擦損失)을 D.C. dynamometer를 이용(利用)하여 측정(測定)한 결과(結果)는 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 공시기관(供試機關)의 출력성능(出力性能)은 한국공업표준규격범위(韓國工業標準規格範圍)에는 들었으나 정격표시마력(定格表示馬力)이 실험결과(實驗結果)보다 약(約) 10% 정도(程度) 낮게 표기(表記)되어 있으며 연료소비율(燃料消費率)은 297.78g/kW-h 로 약간(若干) 높은 수준(水準)이었으며 냉각수(冷却水) 온도(溫度)는 $101^{\circ}C$로 SAE기준(基準)인 $88^{\circ}C$보다는 $13^{\circ}C$ 정도(程度)가 높았다. 2. 공시기(供試機)의 마찰손실(摩擦損失)은 정격상용회전(定格常用回轉)인 2200rpm에서 3.65kW 이었으며 기보고(旣報告)된 측정치(測定値)보다 약간(若干) 높은 범위(範圍)이었다. 3. 냉각수(冷却水) 용량(容量)을 2700cc에서 3100cc로 14.8% 증가(增加)시켰을 때 출력(出力)은 6.7kW에서 7.13kW로 0.43kW의 6.3%가 증가(增加)하였다. Torque도 냉각수(冷却水) 용량(容量) 2700cc일 때 28.85N.m에서 3100cc일 때 30.706N.m로 6.39%가 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였다. 4. 냉각수(冷却水) 용량(容量) 2700cc에서 3100cc로 증가(增加)시켰을 때 연료소비율(燃料消費率)은 310.85g/kW-h에서 304.14g/kW-h로 6.69g/kW-h가 감소(減少)하였으며 30분간(分間) 전하중운전시(全荷重運轉時) 냉각수(冷却水)의 온도(溫度)는 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 2700cc에서 $101^{\circ}C$였고 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 3100cc에서 $88^{\circ}C$로 $13^{\circ}C$가 감소하여 3100cc일 때는 SAE 표준(標準)과 같았고 윤활유(潤滑油) 온도(溫度)는 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 2700cc일 때, $76.7^{\circ}C$였으며 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 3100cc에서는 $70.4^{\circ}C$로 $6.4^{\circ}C$가 감소하였다. 5. 기계효율(機械效率)은 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 2700cc에서 70.08%였고 냉각수(冷却水) 용량(容量)이 3100cc일 때는 71.08%로 0.95%가 증가(增加)하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.9-16
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• 2016

영구자석 선형 동기전동기(PMLSM : Permanent Magnet Linear Synchronous Motor)의 구조에서, 영구자석이 레일에 고정되고 코일이 움직이는 기존 영구자석 선형 동기전동기와 달리(영구자석 = 고정자, 코일 = 이동자), 코일이 고정되고, 영구자석을 움직이는(영구자석 = 이동자, 코일 = 고정자) 구조의 위치제어시스템을 제안하고자 한다. 위치 측정은 2개의 홀센서를 사용한다. 이 방식은 엔코더 출력 펄스 신호 대신에 2개의 홀센서에서 발생되는 구형파 신호를 4체배하여 이동자의 속도와 위치를 추정한다. 구형파를 발생시키는 2개의 홀센서로 PMLSM의 벡터제어를 구현하였을 때 정격속도 범위 내에서 안정적이고 효율적으로 제어되는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증하였다. 또 하드웨어 실험으로 시스템의 위치제어성능은 $30{\sim}50{\mu}m$의 측정범위 내에서 $10{\sim}20{\mu}m$의 정밀도로 기존시스템보다 2배나 개선되며, 경제적 효율성과 제안된 위치제어 개념의 실용적인 유용성도 확인하였다. 2개의 홀센서를 이용한 벡터제어는 협소한 공간에도 취부 할 수 있으므로 엔코더나 레졸버의 장착이 어려운 시스템에 적용될 수 있다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.5-13
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• 1976

개소린 엔진 자동차의 연료절차, 공해감소, 보수경감을 목적으로 용량방전점화장치(CDI)를 해석적 및 실험적으로 설계하는 과정을 기술하였다. 특히 방전시스템에 대한 간단한 모델을 사용함으로써 점화코일의 입출력전압, 전류를 계산하였다. 그 결과 실험치와 비교하였으며 이로 부터 최적점화조건을 만족하기 위한 방전용량, SCR 및 다이오드의 정격과 DC-DC 콘버터의 소요출력전압을 결정하였다. 또 과도한 dv/dt 및 di/dt에 대한 SCR의 보호회로를 해석하고 그 결과를 관측된 결과를 관측된 결과와 비교하였는데 이로써 SCR선택과 보호회로 및 트리거 회로 설계가 용이하게 된다. 더우기 DC-DC콘버터의 거동에 대한 실험적 결과를 해석하므로써 콘버터 설계를 간이화하였다. 실용적인 CDI장치를 시작하였으며 이것은 실험실 및 노상 시험에서 만족할만한 성능을 나타냈다. 그 시험결과도 아울러 보고한다. An analytical and experimental design procedure is described for the Capacitor Discharge Ignition (CDI) System with a view to fuel saving ann reduction of gas exhaustion and maintenance need. Specifically, the input and output voltage and current of a given ignition coil were calculated by using a simplified circuit model for the discharging system. The results were compared with the experimental results, from which ratings of the charging capacitor, the SCR and the diodes and the required output valtage of the DC·DC converter were determined so as to satisfy the optimum ignition conditions. Protection circuits for excessive dv/dt and di/dt for the SCR were also analyzed and the results were compared with the observed results, which facilitate selection of the SCR and design of the protection circuit and the trigger circuit. Also, design of the DC·DC converter was simplified based on the analysis and experimental results of the behavior of the converter, An experimental, yet practical CDI system was built, which showed satisfactory performance in the laboratory and field tests. The results were also reported.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.486-491
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• 2017

하수처리장의 방류수는 낙차를 이용하는 기존 발전 방식으로는 소수력발전에 대한 경제성이 없어 버려지는 물로 인식되어져 왔다. 국내 대다수의 하수처리장 방류수로는 2m 미만의 낙차를 형성하고 있고 유량이 지속적이며 변동이 크지 않다는 점을 고려할 때, 저낙차 조건에서도 안정적인 전력 생산과 효율을 유지할 수 있는 소수력 발전장치 개발이 시급히 요구된다. 본 논문은 저낙차의 유수 특성을 갖는 하수처리장 방류수로에 적용 가능한 일체형 소수력 발전장치의 개발을 완료하여 발전장치에 대한 성능 평가 및 결과를 분석하였다. 그리고 실제 적용을 위한 경제성과 활용방안을 제시하였다. 분석결과, 발전기 효율은 92%이며 전력량은 10kWh로서 경제성의 경우 B/C를 1.0 이상 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 특히, 일체형 발전장치의 운영수준을 정격출력의 80% 이상으로 유지할 경우 경제성 확보가 가능하여 23년차 이후에는 투자비를 회수하여 이익이 발생하는 것으로 확인하였다. 일체형 소수력 발전장치는 하수처리장의 방류수뿐만 아니라 이와 유사한 유수 특성을 갖는 시설에 확대 적용할 경우 긍정적인 효과가 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.642-648
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• 2015

최근 선박에서 에너지 절감에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 그러한 연구의 일환으로 선박의 고정적인 부하를 제외한 변동 부하를 파악하고 제어함으로써 선박의 에너지를 절감할 수 있다. 기관실 팬 시스템은 대표적인 변동부하 중 하나이다. 기존 선박에서는 기관실 팬을 특별한 지침 없이 실 경험에 의해 정격운전으로 운용하고 있다. 이에 본 논문에서는 기관실 팬의 특성을 파악하고, 에너지 관리 시스템 중 하나로 ERFCS(Engine Room Fan Control System) 및 ERFCS 알고리즘을 제안하였다. ERFCS는 온도 및 압력에 따라 팬의 속도를 제어하며 부하 변화에 따라 팬의 운전 대수를 1대에서 4대 사이로 조절한다. 또한 기관실 팬의 최소 회전속도를 50%로 제한하여 낮은 RPM(Revolution Per Minute)에서 기계적 마찰, 발열 등의 이유로 팬이 손상을 입거나 낮은 압력으로 팬에 서징(surging) 현상이 발생하지 않도록 한다. 제안된 알고리즘과 ISO 8861을 바탕으로 LabVIEW를 사용한 팬 제어 시스템 시뮬레이션을 개발하였다. 결론적으로, 구현된 시뮬레이션을 통해 제안된 팬 제어 시스템이 기존 사용 방식에 비해 46.4%만의 동력만으로도 운전이 가능함을 확인하였다.