• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권3호
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• pp.1251-1264
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• 2018

The systematic and effective design method of a Class-D current-source resonant inverter for use in an induction cooker with zero-ripple line current is presented. The design procedure is based on the principle of the Class-D current-source resonant inverter with a simplified load network model that is a parallel equivalent circuit. An induction load characterization is obtained from a large-signal excitation test-bench based on parallel load network, which is the key to an accurate design for the induction cooker system. Accordingly, the proposed scheme provides a systematic, precise, and feasible solution than the existing design method based on series-parallel load network under low-signal excitation. Moreover, a zero-ripple condition of utility-line input current is naturally preserved without any extra circuit or control. Meanwhile, a differential-mode input electromagnetic interference (EMI) filter can be eliminated, high power quality in utility-line can be obtained, and a standard-recovery diode of bridge-rectifier can be employed. The step-by-step design procedure explained with design example. The devices stress and power loss analysis of induction cooker with a parallel load network under large-signal excitation are described. A 2,500-W laboratory prototype was developed for $220-V_{rms}/50-Hz$ utility-line to verify the theoretical analysis. An efficiency of the prototype is 96% at full load.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.23-34
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• 2018

본 논문에서는 고효율 고역률 LED 조명장치용 전원공급장치를 제안한다. 제안한 전원공급장치는 풀브리지 다이오드 정류기와 플라이백 컨버터로 구성된 단일단 전력구조이며, 이에 따라 하나의 제어기 IC와 하나의 전력반도체스위치만을 사용하여 역률개선과 출력전압조정을 동시에 수행한다. 또한 제안한 전원공급장치는 회생스너버를 이용하여 주스위치의 전압스트레스와 스위칭손실을 감소시키며, 동기정류기를 이용하여 시스템 효율을 향상한다. 적용된 동기정류기는 새로운 전압구동형이며 동작과 구성이 간단하다. 본 논문에서는 역률개선부와 주전력변환부의 동작분석을 통하여 제안한 전원공급장치의 동작원리를 설명하고 동기정류기의 동작에 관하여 간략하게 설명한다. 또한 40W급 프로토타입 전력회로의 설계예시를 제시하며, 설계된 회로파라미터들에 의해 제작된 프로토타입의 실험 결과를 통하여 제안한 전원공급장치의 동작특성을 입증한다.

• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.222-230
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• 2019

본 논문에서는 유체의 와류 현상을 이용한 에너지 하베스팅 회로의 전력을 분석하였다. 와류를 전기 에너지로 바꾸기 위한 소자로 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 압전 센서를 사용하였으며, 전력 분석을 위해 잘 알려진 브리지 다이오드 정류 회로와 전력 변환 효율을 향상시키기 위해 다이오드 정류회로 입력단에 병렬 동기 스위치 회로를 접목한 P-SSHI(Parallel Synchronized Switch Harvesting on Inductor) 정류 회로를 사용하였다. 다이오드 및 P-SSHI 정류 회로의 출력 전력은 이론을 통해 분석하였고 실험을 통해 검증하였다. 공기에 의한 와류를 이용한 실험을 통해 P-SSHI 정류 회로의 전력효율이 69 % 증가됨을 확인하였다. 또한 수확된 와류 에너지를 슈퍼 커패시터에 저장하는 회로를 구현하여 2차 전지로써 활용이 가능함을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.617-624
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• 2023

최근, 전자 제품의 소형화와 저소비전력화 및 향상된 효율과 역률개선이 큰 관심 사항이 되고 있다. 본 논문에서는 PWM 제어기반의 AC-DC 컨버터를 설계, 제작하였다. AC-DC 컨버터는 하나의 정류회로와 하나의 출력전압 제어 회로가 직렬로 연결되는 구조로 설계하였으며, 정류회로는 다이오드 기반 단상 전파전류 회로, 출력전압 제어 회로는 PWM 제어기반의 DC-DC 변환 회로를 적용하였다. PWM 제어를 위한 주 제어장치로 아두이노를 이용하였으며, LCD를 출력 단에 구성하여 제어 결과를 확인할 수 있도록 하였다. 시험회로를 통한 반복 실험들을 통해서 오실로스코프와 LCD에 디스플레이 되는 출력전압과 목표 출력전압의 오차를 확인하였으며, 오실로스코프 측정값을 기준으로 약 5%의 오차율을 보임으로써 제안된 설계 방법론의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.953-965
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• 2023

The stratospheric drones are developed to perform missions such as weather observation, communication relay, surveillance, and reconnaissance at 18km to 20km, where climate change is minimal and there is no worry about a collision with aircraft. It uses solar panels for daytime flights and energy stored in batteries for night flights, providing many advantages over existing satellites. The electrical and power systems essential for stratospheric drone flight must ensure reliability, efficiency, and lightness by selecting the optimal circuit topology. Therefore, it is necessary to analyze the circuit topology of various types of multi-level inverters with high redundancy that can ensure the reliability and efficiency of the motor driving power required for stable long-term flight of stratospheric drones. By quantifying the switch element voltage drop and the number and weight of inverter components for each topology, we evaluate efficiency and lightness and propose the most suitable circuit topology for stratospheric drones.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.10-24
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• 2007

본 연구에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 새로운 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{DC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 연료전지용 전력변환장치를 제안하였다. 여기서 기존의 컨버터보다 부품수가 적고 제어가 용이하며, 대용량에 적합한 새로운 DC-DC 컨버터는 2차측에 스위치 $S_5,\;S_6$을 추가로 구성하여 위상천이 폭을 조절함으로써 출력 전력을 제어할 수 있으며, 넓은 출력 전압 조정에서도 $93{\sim}97[%]$의 효율을 얻을 수 있다. 그리고 연료전지와 유사한 출력 특성을 갖는 연료전지 시뮬레이터를 구현하였으며, 적절한 데드 타임 td을 제어하여 고주파 변압기의 여자 전류의 피크값과 고주파 변압기 1차측 전류가 일치하는 부분에서 소프트 스위칭을 실현 시켰다. 또한 직렬 인덕턴스 La를 추가적으로 적절하게 설정하여 2차측의 스위치와 직렬 다이오드에 발생하는 서지 전압과 경부하시에 발생되는 도통 손실을 저감시켰다. 끝으로 TMS320C31보드와 EPLD를 이용한 PWM 스위칭 기법에 의해 동작하는 단상 인버터를 설계, 제작하여 가정용 교류전압 공급에 유용하게 활용할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.171-178
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• 1998

SDB 웨이퍼를 이용하여 실리콘 압저항형 절대압센서를 제조하고 이를 가스누출 감지시스템에 응용하였다. 이 경우 센서는 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$, $0{\sim}100^{\circ}C$의 압력, 온도범위에서 정상적으로 동작하여야 하고 다이아프램이 파괴되었을 때 가스가 소자 외부로 누출되어서는 안된다. 따라서 다이아프램 내의 공극을 유리(Pyrex7740)와 진공중($10^{-4}$ torr)에서 양극 접합을 행하였다. 제조된 센서는 압력에 대하여 우수한 선형특성을 보였고, 압력감도는 대기압이상 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$의 압력범위에서 $4.06{\mu}V/VmmH_{2}O$ 이었다. 온도보상 일체화 조건을 조사하기 위해 Al 박막저항을 제조하여 온도보상을 행하였는데 오프셋의 온도 drift는 80 %이상, 감도의 온도의존성은 95 %이상 보강 효과를 얻었다. 또한 다이오드(PXIN4001)를 이용한 온도보상시 오프셋의 온도 drift는 98 %이상, 감도의 온도의존성은 90%이상 보상 효과를 나타내었다.