• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.312-317
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• 2014

본 논문에서 고체레이저 광원으로 쓰이는 제논 플래쉬램프 점등을 위해 LLC공진형 컨버터 설계방법을 제안한다. 1.5kW 대용량 LLC 공진형 컨버터 제작을 통해 램프 방전특성 실험을 수행하였으며 램프 아크방전 시에 부하급변으로 인한 돌입전류를 제한하기 위한 K값의 변화에 따라 램프부하에 최대전력을 전달할 수 있으며, 콘덴서 및 전류제한저항 등을 적절하게 조절함으로써 전원장치의 원가를 절감할 수 있도록 하였다. 램프 방전회로에 대한 수학적인 모델링은 실제 방전상황에 맞추어 구성한 회로 내부손실과 램프자체의 파라미터 값들을 포함시켜 고려하였다. 시뮬레이션 결과와 실측파형을 비교분석하여 제논램프 점등조건에 대한 최적화 방안을 제시하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.147-150
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• 2007

본 논문은 일반조명용과 LCD Backlight에 적용 가능한 제논 유전체 장벽형 평판형광램프에 대한 연구이다. 일반적으로, 수은을 포함한 형광램프는 낮은 온도에서의 휘도문제와 상대적으로 긴 점등시간, 수명, 그리고 환경 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프가 연구되었다. 100(W)급($384{\times}321{\times}10mm$)으로 제작된 램프는 AC 펄스 전압에 의해 균일도, 안정한 방전, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가진다. 더 높아진 효율은 빠른 상승시간을 가진 AC 펄스전압, 주파수와 듀티의 구동 최적화, 전극의 형상, 압력 최적화 등에서 얻어진다. 이 연구에서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프는 90(%)의 균일 도에서 7,600(cd/$m^2$)의 휘도와 32[1m/W] 이상의 효율을 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.180-182
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• 2008

제논램프를 점등시키기 위해서는 램프방전 초기에 수십kV의 고전압펄스를 발생시켜주어야 한다. 고전압펄스의 생성은 주로 transformer의 전자기유도작용을 이용한다. 지금까지는 주로 1개의 고주파 transformer를 이용하여 고전압펄스를 발생시키는 회로가 구성되어 왔다. 이 경우 회로가 단순해지는 이점이 있지만 transformer의 부피가 커지게 되어 상대적으로 보드에서 많은 공간을 차지하게 되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 단점을 해결하고자 고주파 transformer 1개를 사용하는 대신 소형의 고주파 transformer 2개를 2단계 step-up 회로로 구성하였다. 제안된 회로의 구성과 동작에 대하여 분석하였고 실험을 통해 제안된 회로가 유용함을 검증하였다.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.576-580
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• 2006

본 논문에서는 수은 램프를 대체하기 위하여 제논 기체를 사용한 무수은 램프를 제작하여 제논 여기종 밀도에 대한 연구를 진행하였다. 진공자외선을 방사할 수 있는 $1s_4$ 공명준위의 제논 원자 밀도와 $1s_5$ 준안정준위의 제논 원자 밀도를 레이저 흡수 분광법을 사용하여 다양한 기체조건 및 방전전류에 따라서 측정하였다. 우리는 주어진 압력에서 방전전류에 따른 $1s_4$ 공명준위의 제논 원자 밀도와 $1s_5$ 준안정준위의 제논 원자 밀도를 측정하였으며 이러한 기본적인 방전 특성의 이해는 EEFL뿐만 아니라 플라스마 디스플레이에서도 발광 효율을 높이는데 매우 큰 기여를 할 것이다.

• 선박안전
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• 통권37호
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• pp.35-44
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• 2014

해상 및 육상용 살균방식으로 UV를 사용하는 시스템이 주종을 이루고 있으며, 의료, 생활, 산업용 시스템에 널리 적용되고 있으며, 근래에는 평형수 처리 방식으로 UV를 적용하는 사례가 등장하고 있다. UV 광원으로는 다양한 램프가 있으며 그 중 제논플레시 램프는 강한 섬광형 방전과 함께 다량의 UV를 방출하는 특성이 있어 매우 효과적이다. 다만, 타 광원에 비하여 높은 방전전압으로 인하여 기존의 전원장치 설계 방식으로는 장치의 크기가 크고 복잡한 문제가 있었으며, 이를 개량하기 위한 본 연구에서는 트랜스포머의 자가 공진(self-resonance)을 이용한 설계 기법을 제안하며, 트랜스포머의 특정주파수에서 고유임피던스 성분을 이용하여 출력전압을 필터링하면 제논방전관이 자가 발진방식으로 동작하므로 종래의 회로구성보다 간단하고 경제적인 아크방전 파워 스테이지의 구성이 가능하다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.351-353
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• 2008

최근에 환경친화적인 관점에서 많은 형태의 무수은을 이용한 형광램프가 연구되어오고 있다. 그 중에서도 제논을 이용한 형광램프는 수은을 대체하는 방전기체의 조건을 만족하고 있다. 따라서 제논을 이용한 면광원의 구동 시 지금의 수은이 들어간 광원의 구동에 있어서 안정기요건이 차이가 있으므로, 본 논문에서 제논을 이용한 면광원을 위한 안정기를 제안한다. 제안된 면광원 안정기는 크게 AC입력 측의 PFC (power factor correction)부분과 면광원을 구동하는 인버터 부분으로 구성되어있다. 특히, 인버터 부분에서는 제논 면광원의 특성에 대응하기 위해서 정전력회로, 아크 방지 기동회로 등이 포함되어 있다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.111-113
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• 2007

본 논문에서는 제논 유전체 장벽 방전형 평판형광램프용 Fly-Back방식 전자식 안정기를 설계하였다. 본 전자식 안정기는 Fly-Back방식의 능동형 역률 보상 회로와 인버터회로를 사용하여 기존의 Sine wave의 형태가 아닌 펄스파 형태의 출력을 만드는 고역률, 고신뢰성 전자식 안정기를 제작하였다. 제논 평판형광램프의 점등전압은 고압이 사용되므로 램프 파손의 경우와 무부하의 경우로부터 사고를 방지하기 위해 보호회로를 사용하여 이상전압, 이상전류에 의한 사고를 차단했다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.322-330
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• 2008

유리관의 관경이 4 mm인 형광램프에서 종단방전과 횡단방전의 방전 특성, 발광 특성, 그리고 분광 특성을 상호 비교 분석하였다. 제작된 형광램프의 주입 기체는 3 종류이며, 수은 혼합 기체인 Ne(95%)+Ar(5%)+Hg(2 mg), 무수은의 순수 Xe 100% 및 Ne(96%)+Xe(4%)의 혼합 기체이다. 각 형광램프 샘플들의 기체 압력은 8 종으로 압력 범위는 $5{\sim}300\;Torr$이다. 상기 램프의 특성을 조사하기 위하여 제작된 샘플 램프의 전체 수는 주입 기체 3 가지와 각 압력 8 가지로서 총 24 개이다. 수은 형광램프는 양광주 발광을 특징으로 하는 종단방전에서 발광 휘도 및 효율이 매우 높고, 횡단방전에서는 거의 발광하지 않는다. 무수은 제논 형광램프는 횡단방전에서 비교적 높은 휘도 특성을 보이며, 종단 방전에서는 방전 전압이 높고 발광 효율도 매우 낮다. 제논 형광램프의 횡단방전은 Ne+Xe(4%)인 혼합 가스보다 압력($\sim$수 100 Torr)이 높은 순수 제논 가스의 발광 효율이 더 높다. 본 실험을 통하여 수은 램프와 무수은 제논 램프의 방전 방식의 차이를 확인하였다. 수은 형광램프는 양광주를 활용하는 종단방전의 형태로서 종래의 튜브형이 바람직하다. 무수은의 제논 형광램프는 높은 압력($\sim$수 100 Torr)의 순수 제논 기체에 대하여 방전 경로가 짧은 횡단방전을 특징으로 하는 평판형이 바람직하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1617_1618
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• 2009

의료용으로 사용되는 조명은 의사가 환자의 환부에 대해 정확히 판단할 수 있도록 조명으로서의 역할을 할 수 있어야 한다. 이러한 이유로 의료용에 사용되는 조명은 일반 조명으로 사용되는 광원에 비해 보다 특별한 사양들이 요구되어 진다. 기존의 수술용 무영등으로 사용되어 지는 광원은 대부분이 할로겐이나 제논 램프를 이용한 광원이었다. 할로겐이나 제논 램프의 경우는 100-1,000시간 정도의 수명을 가지고 있다. 이러한 광원들은 환자의 환부에 유해한 영향을 미칠 수 있는 UV 파장을 발생한다. 제논램프의 경우는 광원의 특성상 많은 양의 발열을 포함한다. 이러한 수명 및 발열 등의 문제를 가지고 있는 광원을 LED로 대체할 경우 LED가 가지고 있는 장점들을 수술용 무영등에 반영할 수 있다. LED광원은 다른 광원에 비해 장수명의 광원이며 인체에 유해한 파장을 거의 발생시키지 않는다. 또한 고연색성의 조명을 구현할 수 있으며 친환경적인 조명으로 구현할 수 있다. 이러한 LED의 장점을 고려하여 의료용 조명에 적용한다면 기존의 많은 의료용 조명을 LED로 대체할 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.400-407
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• 2013

본 연구는 식물공장용으로 방전램프로서 메탈할라이드램프(MH), 고압나트륨램프(HPS), 제논램프(XE)를 사용하고, 냉백색형광등(FL)을 대조구로 사용한 가운데 상추(Lactuca sativa L. cv. Jeokchima)의 생육 및 파이토케미컬의 특성을 분석하고자 수행되었다. 식물공장 내부의 환경조건은 광주기 16/8h, 광합성유효광양자속(photosynthetic photon flux, PPF) $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 기온 $22/18^{\circ}C$, 습도 70%, $CO_2$ 농도 $400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 조절하였다. 각 램프의 분광 특성을 이용하여 PPF에 대한 청색광 영역(400~500nm), 녹색광 영역(500~600nm), 적색광 영역(600~700nm)의 비율을 계산하였다. MH램프의 청색광 영역은 23.0%로서 다른 처리구에 비해서 가장 높게 나타났다. 한편 HPS램프의 청색광 영역은 4.7%로서 가장 낮게 나타났으나, 적색광 영역은 38.0%로서 다른 처리구에 비해서 높게 나타났다. 정식 후 11일째와 21일째에 측정된 상추의 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부 생체중 및 건물중은 방전램프의 광질에 따른 유의차가 나타날 정도로 다르게 나타났다. HPS 처리구의 엽면적은 $143,486mm^2$로서 대조구의 $98,474mm^2$에 비해서 45.7% 크게 나타났으며, MH와 XE 처리구는 대조구에 비해서 각각 16.3%, 9.5%로 크게 나타났다. 이러한 결과는 지상부 생체중에서도 유사하게 나타났다. 적색광 영역의 비율이 높은 HPS 처리구에서는 상추의 잎 관련 생장 특성에서 최대치가 나타났으나, 청색광 영역의 비율이 높은 MH와 XE 처리구에서는 낮게 나타났다. 방전등 처리구에 따라 상추 잎에 축적된 아스코르빈산 함량은 대조구에 비해서 작게 나타났으며, 처리구 사이에 유의차가 인정되지 않았다. 상추 잎의 안토시아닌 함량은 MH 처리구에서 0.70mg/100g으로 최대치가 나타났으며, XE와 HPS 처리구는 대조구의 0.58mg/100g에 비해서 각각 79.3%, 8.6%수준이었다. 결과적으로 방전램프의 종류에 따라 상추의 생장 특성, 아스코르빈산 및 안토시아닌 함량이 다르게 나타났다. 따라서 식물공장용 인공광원으로서 방전램프를 효율적으로 활용하면서, 상추의 생장 및 파이토케미컬 함량을 증진시키기 위해서는 분광 특성이 상이한 방전램프의 병용 또는 단색광 LED의 추가 설치 등과 같은 방전램프의 광질 개선이 요구된다.