• 전자공학회논문지SC
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• 제38권2호
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• pp.31-37
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• 2001

광디스크 재생기에서 사용되는 디지털 서보는 주변 블록과의 집적화가 유리하고, 온도변화에 따른 열화가 적으며, 각종 픽업에 대한 유연한 대응이 가능한 장점 때문에 이용도가 점점 높아지고 있는 추세이다.[6] 그러나 디지털 시그널 프로세서를 내장한 디지털 서보는 전력 소비량이 매우 큰 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 광디스크 재생기의 특성 상 초기화 시간에 대부분의 기능이 몰려 있으므로 DSP의 사이클 수는 많이 차지 하나, 실제로 전력 소비에 주된 영향을 끼치는 시간은 초기화 시간이 아닌 재생 모드 시간 임에 착안하여 디지털 서보의 소비 전류를 획기적으로 줄일 수 있는 방안을 제시하였다. 재생 모드에서의 필터 처리 사이클 수를 최대한 줄일 수 있도록 아키텍쳐를 변환함과 동시에 디지털 서보의 재생 모드를 병렬 처리함으로써, 전체 시스템의 소비 전력을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있도록 하였다. 즉, 광디스크 재생기의 디지털 서보에 포함되는 DSP 코아의 리소스 공유를 통해DSP의 동작 속도와 부하를 크게 줄임으로써 소비 전류를 획기적으로 줄이는 효과를 얻어낸 것이다. 이러한 개념은 DSP-코아 뿐만 아니라, ROM, RAM에도 모두 적용되어 기존 아키텍쳐의 디지털 서보에 비해 소비 전류를 83% 가까이 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.377-385
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• 2017

태양광 발전에 있어서 태양전지는 일사량, 온도와 부하에 의해 크게 변동하기 때문에 태양전지에 대한 특성 해석이 필요하다. 또한 태양광 발전에 있어서 가능한 많은 에너지를 얻기 위해서는 환경변화에 따른 태양의 위치추적이 필요하며 태양전지의 출력을 항상 최대로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광 위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 태양광 발전과 위치 추적 방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았으며, 태양전지에 대한 특성 해석과 수학적 모델링을 통한 시뮬레이션을 행하여 태양전지 특성 사양과 비교해 보았다. 또한 전력변환 시스템을 Boost 컨버터와 전압형 인버터로 구성하여 각각에 대하여 실험하였으며, Boost 컨버터 제어에서 최대 전력점 추적을 위해 일정전압 제어법을 사용하였으며 인버터의 제어에서는 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) 제어법을 사용하여 실험해 보았다. 그 결과 태양전지 수학적 모델링 한 것의 시뮬레이션 결과와 태양전지 특성 사양과 비교하였을 때 5%이하의 오차를 보였으며. Boost 컨버터의 승압율은 167%로 시뮬레이션 한 것과 근사적으로 나타났고, 인버터는 시뮬레이션 한 것과 근사적 파형을 얻었으나 손실이 큰 것으로 나타났다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.29-45
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• 2017

애드 혹 센서 네트워크는 분산형 구조와 구축으로 특징지어지며 센서 네트워크는 낮은 이동성과 엄격한 에너지 요구 조건 등을 제외하고는 애드 혹 네트워크의 기본적인 특징을 모두 갖추고 있다. 기존 프로토콜은 내결함성, 분산 컴퓨팅, 견고성, 확장성 및 신뢰성과 같은 특성 간에 서로 다른 보완성을 제공한다. 지금까지 제안된 무선 프로토콜은 매우 제한되어있어 일반적으로 단일 기지국 또는 센서 데이터 수집에 중점을 두었다. 그러한 제약을 가지는 주된 이유는 네트워크 활동을 유지하기 위해 최대 수명을 유지하기 때문에 네트워크 수명은 애드 혹 네트워크에서 중요한 설계 기준이며 모든 노드가 라우터 역할을 수행하여 에너지 부족인한 일부 노드가 동작하지 않으면 다른 노드로 통신할 수 없다. 본 논문에서는 네트워크 노드의 에너지 통신을 최적화하기 위한 실험적인 애드 혹 주문형 거리 벡터 라우팅 프로토콜을 제안 한다 부하 분산은 경로 선택 단계에서 소진된 노드의 선택을 피하고 노드 간 에너지 사용의 균형을 유지하고 네트워크 수명을 극대화한다. 전송 제어 단계에서는 신호 전송 범위를 증가시키는 높은 전송 전력의 선택과 홉 수를 줄이고 네트워크 연결 비용의 부담을 줄이는 낮은 전력 수준 사이의 균형이 필요하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.163-169
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• 2016

본 논문에서는 소형 모바일 기기에 적용이 가능하도록 코일형 및 루프형 공진기의 평면화를 통해 소형화하여 자기공진형 무선전력전송 시스템을 구축하였다. 제안된 디스크형 이중코일공진기(disk type double coil resonator)는 아크릴 기판(acrylic substrate)의 양면에 얇은 구리 재질을 2 mm의 넓이(width)와 1 mm의 간격(pitch)으로 8번 감은 수의 나선코일패턴을 설계하여 최외각단을 연결한 구조이다. 이 공진기는 구리 재질의 패턴 길이에 의한 유도용량과 각 양쪽 나선코일패턴간의 아크릴 사이에 발생하는 정전용량을 이용하여 6.78 MHz에서 공진한다. 공진기에 설계된 나선코일패턴의 크기는 최외각 지름이 9 cm로 소형화 되었다. 급전 및 부하공진기로 사용되는 루프는 5 mm 굵기의 동선을 이용하여 지름 10 cm의 단일 루프로 구현하였다. 또한, 6.78 MHz에서 공진할 수 있도록 3,300 pF 커패시터(capacitor)를 직렬로 연결하였다. 디스크형 이중코일공진기의 특성을 알아보기 위해 다양한 공진기 재배열을 통해 시스템을 구성 및 측정하였으며, 소형 무선전력전송 시스템의 최대 전송효율은 35.67 %를 보였다. 제안된 공진기의 구조를 통해 더 작은 소형화 구조 설계가 가능할 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.31-40
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• 2009

본 논문은 SoC 전원 관리를 위한 고성능 DC-DC 부스트 변환기 설계에 관한 것이다. DC-DC 변환기에서 일반적으로 전하 축전용으로 사용되는 인덕터와 커패시터를 칩 안에 집적하기 위해 그 크기를 크게 감소시키고, 스위칭 주파수를 100MHz로 하였다. 고속 동작에서 전압 방식의 제어를 선택하여 신뢰성을 높였으며 적절한 주파수 보상으로 안정적인 동작 특성을 확보하였다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18${\mu}m$ CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 내부 필터 커패시터를 포함한 칩의 면적은 8.1$mm^2$ 이고, 제어기가 차지하는 면적은 1.15$mm^2$ 이다. 부하 전류 300mA 이상에 대하여 4V의 출력을 얻는 변환기의 최대 효율은 76% 이상, load regulation은 100mA의 변화에 대하여 0.012% (0.5mV) 의 특성을 갖는다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.8-16
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• 2010

본 논문에서는 CCD 이미지 처리를 위한 최대 15MS/s의 속도의 중저속 아날로그-프론트 엔드(analog-front end, AFE)에서 사용될 수 있는 연속근사 ADC(Successive Approximation ADC, SA-ADC)의 설계를 제안한다. 파이프라인 ADC와 달리 SA-ADC는 동작주파수의 변화에 따른 전력소모의 스케일링(scaling) 효과가 크므로 저속에서 중속에 이르는 넓은 범위의 가변 데이터 처리 속도의 응용에 매우 효과적이다. 제안하는 설계는 입력 신호의 샘플링 동작을 내부 DAC(sub-DAC)로부터 따로 분리한 후, 커패시터 커플링을 통해 차동 결합함으로써 신호경로에 이르는 부하를 크게 줄이는 "차동 커패시터 커플링 기법"의 도입, 연속근사의 기법적 측면에서 signed 구조를 활용하여 데이터 변환주기 이전에 홀드된 입력신호로부터 미리 MSB(sign bit)를 결정함으로써 1사이클의 변환주기를 절약하고 내부 DAC의 하드웨어를 1비트 줄이는 구조와 같은 특징을 갖고 있다. 본 설계는 3.3V $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로써 설계하고 Spectre 시뮬레이션을 이용하여 그 특성을 분석함으로써 CCD 아날로그 프론트-엔드에 적용될 수 있음을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.23-30
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• 2011

본 논문은 경부하에서 전압 안정화 특성을 향상 시키고 독립적인 다중 출력을 생성 시키기 위해 부궤환 선택 회로를 갖는 단일 인덕터 다중 출력(SIMO) 직류-직류 변환기를 설계하였다. 일반적으로 기존의 SIMO 직류-직류 변환기는 고정된 부궤환 루프를 가지고 있어 경부하에서 정확한 출력을 생성 할 수 없다. 제안하는 부궤환 선택회로를 갖는 SIMO 직류-직류 변환기는 0.35um 2-poly 3-metal BCDMOS를 이용하여 설계 하였다. 이변환기는 1.5V 입력과 2.5V, 3.0V의 2중 출력을 가지고 있다. 최대 전력변환효율은 부하가 10mA이때 59%에서 50mA일 때 85%를 가지고 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.55-61
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• 2011

10KW 이하의 소형 풍력 발전 시스템은 언덕이나, 공원, 도시와 같은 협소한 지역에 유연하게 설치될 수 있다는 장점으로 인해 신재생에너지 분야에서 지속적인 연구/개발이 이루어지고 있다. 소형 풍력 발전기는 낮은가격, 고신뢰도 및 고성능이 중요시되기 때문에 최대 전력을 추종하기 위한 다양한 기법이 요구된다. 일반적으로 제어기의 출력은 DC 부하에 전원을 공급하기 때문에 48V 배터리에 연결되어 동작된다. 본 논문에서는 소형 풍력 발전 시스템을 위한 FPGA 기반 MPPT 제어기를 제안하고자하며, 제안된 시스템에서의 다양한 MPPT 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 NI 사에서 제작된 Compact-RIO 컨트롤러를 사용하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.412-415
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• 2015

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기, MPPT 제어회로, DC-DC 부스트 변환기, 그리고 PMU(Power Management Unit)로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, MPPT 제어회로는 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 효율을 높이는 역할을 한다. DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 공급된 에너지를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 하며 PMU를 통해 부하로 에너지를 전달한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $950um{\times}920um$이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.397-400
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• 2015

본 논문에서는 낮은 듀티 동작의 센서 노드를 위한 저비용 MPPT 제어기능을 갖는 빛에너지 하베스팅 회로를 제안한다. 환경, 구조물 모니터링 센서와 같은 연속적인 동작이 요구되지 않는 센서 노드가 어플리케이션이며, 기존의 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어방법과 다르게 간단한 회로들을 이용하여 저비용 MPPT 제어 방법을 구현하였다. 제안된 MPPT 방법은 솔라셀의 개방회로전압과 MPP 전압간의 비례관계를 이용하여, 솔라셀의 개방회로 전압을 주기적으로 샘플링함으로써 최대 가용전력이 생성되는 지점을 추적하고 이를 부하로 전달한다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m\;CMOS$ 공정으로 설계되었으며, 칩 면적은 패드를 포함하여 $975{\mu}m{\times}1025{\mu}m$이다. 제작된 칩을 측정한 결과 주기적으로 솔라셀의 개방회로를 샘플링하여 솔라셀의 MPP를 실시간 추적하는 것을 확인하였다.