• 한국정밀공학회지
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• 제18권12호
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• pp.152-158
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• 2001

In this paper, we have developed an electro discharge machine for micro drilling driven by a voice coil actuator. Because the voltage signal of the electro-discharging circuit shows a lot of peaks and valleys, the active type low-pass filtering technique is adopted to get the average of the signal. Since the motion of the voice coil is precisely controlled by the error value between the object voltage value and the measured one, it is possible to prevent the mechanical contact between the rotating electrode and the workpiece and to maintain the appropriate machining conditions during the process. The electro-chemical machining technology was also adopted to make small diameter electrodes. Pure water is used as a dielectric. The machining procedure is performed to verify the feasibility of the developed system. It takes about 10 seconds to drill the ${\phi}m$100${\mu}m$ hole to the 100${\mu}m$ thickness stainless steel plate. The machining time depends on the values of the resister and the capacitor. There may exist the optimal values of time constant and the tendency is displayed In the appendix.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권2_1호
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• pp.115-124
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• 2020

In wireless power transfer (WPT) system, the conventional compensation topologies only can provide a constant current (CC) or constant voltage (CV) output under their resonant conditions. It is difficult to meet the CC and CV hybrid charging requirements without any other schemes. In this study, a switching hybrid topology (SHT) is proposed for CC and CV electric vehicle (EV) battery charging. By utilizing an additional capacitor and two AC switches (ACSs), a double-side LCC (DS-LCC) and an inductor and double capacitors-series (LCC-S) topologies are combined. According to the specified CC and CV charging profile, the CC and CV charging modes can be flexibly converted by the two additional ACSs. In addition, zero phase angle (ZPA) also can be achieved in both charging modes. In this method, because the operating frequency is fixed, without using PWM control, and only a small number of devices are added, it has the benefits of low-cost, easy-controllability and high efficiency. A 3.3-kW experimental prototype is configured to verify the proposed switching hybrid charger. The maximum DC efficiencies (at 3.3-kW) of the proposed SHT is 92.58%.

• ETRI Journal
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• 제41권2호
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• pp.254-261
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• 2019

Distinct from conventional energy-harvesting (EH) technologies, such as the use of photovoltaic, piezoelectric, and thermoelectric effects, betavoltaic energy conversion can consistently generate uniform electric power, independent of environmental variations, and provide a constant output of high DC voltage, even under conditions of ultra-low-power EH. It can also dramatically reduce the energy loss incurred in the processes of voltage boosting and regulation. This study realized betavoltaic cells comprised of p-i-n junctions based on silicon carbide, fabricated through a customized semiconductor recipe, and a Ni foil plated with a Ni-63 radioisotope. The betavoltaic energy converter (BEC) includes an array of 16 parallel-connected betavoltaic cells. Experimental results demonstrate that the series and parallel connections of two BECs result in an open-circuit voltage $V_{oc}$ of 3.06 V with a short-circuit current $I_{sc}$ of 48.5 nA, and a $V_{oc}$ of 1.50 V with an $I_{sc}$ of 92.6 nA, respectively. The capacitor charging efficiency in terms of the current generated from the two series-connected BECs was measured to be approximately 90.7%.

• 한국재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.167-174
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• 2019

To improve the performance of carbon nanofibers as electrode material in electrical double-layer capacitors (EDLCs), we prepare three types of samples with different pore control by electrospinning. The speciments display different surface structures, melting behavior, and electrochemical performance according to the process. Carbon nanofibers with two complex treatment processes show improved performance over the other samples. The mesoporous carbon nanofibers (sample C), which have the optimal conditions, have a high sepecific surface area of $696m^2g^{-1}$, a high average pore diameter of 6.28 nm, and a high mesopore volume ratio of 87.1%. In addition, the electrochemical properties have a high specific capacitance of $110.1F\;g^{-1}$ at a current density of $0.1A\;g^{-1}$ and an excellent cycling stability of 84.8% after 3,000 cycles at a current density of $0.1A\;g^{-1}$. Thus, we explain the improved electrochemical performance by the higher reaction area due to an increased surface area and a faster diffusion path due to the increased volume fraction of the mesopores. Consequently, the mesoporous carbon nanofibers are demonstrated to be a very promising material for use as electrode materials of high-performance EDLCs.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권4호
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• pp.881-893
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• 2019

This paper proposes a practical sliding-mode controller design for shaping the impedances of cascaded boost-converter power decoupling circuits for reducing the second order harmonic ripple in photovoltaic (PV) current. The cascaded double-boost converter, when used as power decoupling circuit, has some advantages in terms of a high step-up voltage-ratio, a small number of switches and a better efficiency when compared to conventional topologies. From these features, it can be seen that this topology is suitable for residential (PV) rooftop systems. However, a robust controller design capable of rejecting double frequency inverter ripple from passing to the (PV) source is a challenge. The design constraints are related to the principle of the impedance-shaping technique to maximize the output impedance of the input-side boost converter, to block the double frequency PV current ripple component, and to prevent it from passing to the source without degrading the system dynamic responses. The design has a small recovery time in the presence of transients with a low overshoot or undershoot. Moreover, the proposed controller ensures that the ripple component swings freely within a voltage-gap between the (PV) and the DC-link voltages by the small capacitance of the auxiliary DC-link for electrolytic-capacitor elimination. The second boost controls the main DC-link voltage tightly within a satisfactory ripple range. The inverter controller performs maximum power point tracking (MPPT) for the input voltage source using ripple correlation control (RCC). The robustness of the proposed control was verified by varying system parameters under different load conditions. Finally, the proposed controller was verified by simulation and experimental results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.239-245
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• 2016

본 논문에서는 스마트기기의 배터리를 전원으로 갖는 12 V 승압형 PWM 변환기를 설계하고 컨버터를 구성하는 각 소자들의 손실을 계산하여 가장 안정적인 동작을 하는 설계 값을 도출하였다. 12 V 승압형 PWM 변환기는 저항, 커패시터 및 인덕터 등의 여러 수동소자를 비롯하여, 다이오드, 전력 스위치용 파워 MOS 트랜지스터와 PWM 신호제어를 위한 IC를 사용하여 구현하였다. 컨버터를 구성하는 주요 소자들의 이론적인 계산 값과 회로설계 해석프로그램인 PSPICE를 사용한 시뮬레이션 결과를 비교하고 각 소자 값들을 변화시키며 결과 파형을 분석한다. 분석한 컨버터를 실제 PCB 보드에 구성하고 디지털 오실로스코프와 DMM 멀티미터를 사용하여 측정하였고, SPICE 시뮬레이션을 통해 얻은 결과 값과 비교하였다. 설계한 컨버터에서 사용한 제어용 IC 칩은 TI(텍사스 인스트루먼트) 사의 LM3481을 사용하여 설계를 구현하였고, 5V 입력, 12V의 출력 값을 가지는 것을 확인하였다. 모의실험과 동일한 조건에서 출력전압, 리플전압 및 부하, 입력전압 변도율 등의 특성에 대한 측정결과는 SPICE 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제4권3호
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• pp.113-117
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• 2001

탄소계 전극을 사용하는 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)용의 축전용량과 충방전속도는 전해질의 종류, 충방전 조건 그리고 탄소계 물질의 물리화학적 성질에 따라 크게 달라질 수 있다. 이에 본 연구에서는 dip coating method에 의해 제조된 EDLC용 활성탄소 전극에서 유기 전해질의 종류를 달리하여 충방전 실험과 전기화학적인 실험을 시행하였다. 또한 충전전류밀도와 방전전류밀도의 변화에 따른 비축전 용량의 변화를 조사하였고, 최적 유기전해질의 조건에서 leakage current 특성, 자가방전 특성 그리고 시간전압곡선을 기존의 $1M-Et_4NBF_4/PC$와 비교하였다 활성탄, 소전극으로 비표면적이 $2000m^2/g$인 MSP-20을 사용하고 유기전해질로는 $1M-LiPF_6/PC-DEC(1:1)$를 사용한 EDLC에서 130 F/g 정도의 우수한 비축전 용량을 나타내었고 저항면에서도 가장 낮은 수치를 나타내었다 $1M-LiPF_6/PCDEC(1:1)$를 사용한 EDLC는 15분동안 0.0004A의 낮은 leakage current와 100시간 경과 후 0.8V의 우수한 자가 방전 특성 그리고 IR-drop이 적은 선형의 시간-전압곡선을 보여주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.851-856
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• 2003

We have investigated the material and electrical properties of $Bi_{4-x}La_xTi_3O_{12}$ (BLT) ferroelectric thin film for ferroelectric nonvolatile memory applications of capacitor type and single transistor type. The 120nm thick BLT films were deposited on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ and $SiO_2/Nitride/SiO_2$ (ONO) substrates by the sol-gel spin coating method and were annealed at $700^{\circ}C$. It was observed that the crystallographic orientation of BLT thin films were strongly affected by the excess Bi content and the intermediate rapid thermal annealing (RTA) treatment conditions regardeless of two type substrates. However, the surface microstructure and roughness of BLT films showed dependence of two different type substrates with orientation of (111) plane and amorphous phase. As increase excess Bi content, the crystallographic orientation of the BLT films varied drastically in BLT films and exhibited well-crystallized phase. Also, the conversion of crystallographic orientation at intermediate RTA temperature of above $450^{\circ}C$ started to be observed in BLT thin films with above excess 6.5% Bi content and the rms roughness of films is decreased. We found that the electrical properties of BLT films such as the P-V hysteresis loop and leakage current were effectively modulated by the crystallographic orientations change of thin films.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.57-63
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• 2014

본 논문은 전력소모와 면적을 줄인 지연된 피드-포워드 경로를 갖는 3차 SDM 구조를 제안하였다. 제안한 SDM은 기존의 적분기 2개로 구현된 3차 SDM(Sigma-Delta Modulator) 구조를 개선하였다. 제안된 구조에서는 기존 구조의 둘째 단에 지연된 피드-포워드 경로를 삽입함으로써 첫째 단의 계수 값을 2배로 증가시킬 수 있어 기존구조에 비하여 첫째 단 적분기 커패시터($C_I$)를 1/2로 감소시킬 수 있다. 그러므로 첫째 단 적분기의 부하 커패시턴스가 1/2로 작아지기 때문에 첫째 단 연산증폭기의 출력전류는 51%, 첫째 단의 커패시터 면적은 48% 감소되어 제안한 구조는 전력과 면적을 최적화 할 수 있다. 본 논문에서 제안한 구조를 이용하여 설계된 3차 SC SDM은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 공급전압 1.8V, 입력신호 1Vpp/1KHz, 신호대역폭 24KHz, 샘플링 주파수 2.8224MHz 조건으로 시뮬레이션 하였다. 그 결과 SNR(Signal to Noise Ratio) 88.9dB, ENOB(Effective Number of Bits) 14비트이고 SDM의 전체 전력소모는 $180{\mu}W$이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권12호
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• pp.935-941
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• 2018

본 논문에서는 소형의 인체 삽입형 의료기기에 자기 공진기법 무선전력전송을 적용하는 경우, 적합한 시스템 구성을 제안하고 성능을 검증하였다. 제안하는 수정된 직렬-병렬 구성은 전력 수신부의 전력 수신 코일과 커패시터를 병렬로 연결한 공진기에 직렬로 연결되는 인덕터를 추가하여 구현하며, 낮은 인덕턴스를 가진 전력 수신 코일을 이용하는 경우 직렬 공진기를 이용하는 경우에 비해 높은 효율을 달성할 수 있다. 회로분석을 통해 해당 구성의 유효성 및 동작조건을 이론적으로 검증하고, 돼지 지방 및 근육 생체 블록에 무선전력전송 수신코일을 삽입한 환경에서 무선전력전송을 진행하여 전력 전송 효율 및 생체 블록의 온도 변화를 측정 비교하였다. 생체 블록에 2.5~10 mm 깊이로 삽입 시 제안한 구성이 일반적인 직렬-직렬 구성보다 평균 17.79 % 개선된 효율을 보이며, 공기 중에서 32 dBm 전력 송신 시 직렬-직렬 수신 코일은 평균 $0.75^{\circ}C/s$, 제안한 구성의 수신 코일은 평균 $0.18^{\circ}C/s$의 온도 변화를 보여 제안한 구성이 인체 삽입형 무선전력전송 시스템 구성에 보다 적합함을 확인하였다.