• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.335-336
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• 2014

This paper investigates the design of coupled inductor for minimum inductor current ripple in rapid traction battery charger systems. Based on the general circuit model of coupled inductor together with the operating principles of dc-dc converter, the relationship between the ripple size of inductor current and the coupling factor is derived under the different duty ratio. The optimal coupling factor which corresponds to a minimum inductor ripple current becomes -1, i.e. a complete inverse coupling without leakage inductance, as the steady-state duty ratio operating point approaches 0.5. In an opposite manner, the optimal coupling factor value of zero, i.e. zero mutual inductance, is required when the steady-state duty ratio operating point approaches either zero or one. Coupled inductors having optimal coupling factor can minimize the ripple current of inductor and battery current resulting in a reliable and efficient operation of battery chargers.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.45-55
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• 2012

센서 네트워크는 센서가 설치된 지역에서 감지된 데이터를 무선으로 전달하는 기술로서, 기존 방식과 달리 에너지 효율이 매우 중요한 성능요소이다. 이러한 특성에 따라 많은 WSN MAC 프로토콜에서는 Wakeup과 Sleep을 반복하여 수행하는 Duty Cycle 기법을 활용하고 있지만, 고정적인 Wakeup 구간의 설정에 따라 획일화된 에너지 성능과 수신 성공률로 인하여 성능이 제한적이다. 본 논문에서는 이러한 Duty Cycle 기반의 MAC 프로토콜을 개선하기 위하여, 채널 환경에 따라 동적으로 Wakeup 구간을 가변화시키는 기법을 제안한다. 제안하는 방식은 트래픽이 높은 환경에서 Wakeup 구간을 증가시켜 수신 성공률을 높이고, 트래픽이 낮은 환경에서 Wakeup 구간을 줄여 에너지 성능을 향상시켰다. 또한 본 논문에서는 제안하는 방식의 성능에 대한 효율적인 평가를 위하여 기존 동기식 및 비동기식 MAC의 결과와 제안방식을 적용한 MAC의 결과를 비교하고 이를 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권2호
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• pp.23-30
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• 2005

이 논문에서는 낮은 stand-by power 및 DLL의 재동작 후 fast relocking 구조를 가지는 저전력, 고속 VISI 칩용 DLL(지연 고정 루프) 기반의 다중 클락 발생기를 제안하였다. 제안된 구조는 주파수 곱셈기를 이용하여 주파수 체배가 가능하며 시스템 클락의 듀티비에 상관없이 항상 50:50 듀티비를 위한 Duty-Cycle Correction 구조를 가지고 있다. 또한 DAC를 이용한 디지털 컨트롤 구조를 클락 시스템이 standby-mode에서 operation-mode 전환 후 빠른 relocking 동작을 보장하고 아날로그 locking 정보를 레지스터에 디지털 코드로 저장하기 위해 사용하였다. 클락 multiplication을 위한 주파수 곱셈기 구조로는 multiphase를 이용한 feed-forward duty correction 구조를 이용하여 지연 시간 없이 phase mixing으로 출력 클락의 duty error를 보정하도록 설계하였다. 본 논문에서 제안된 DLL 기반 다중 클락 발생기는 I/O 데이터 통신을 위한 외부 클락의 동기 클락과 여러 IP들을 위한 고속 및 저속 동작의 다중 클락을 제공한다. 제안된 DLL기반의 다중 클락 발생기는 $0.35-{\mu}m$ CMOS 공정으로 $1796{\mu}m\times654{\mu}m$ 면적을 가지며 동작 전압 2.3v에서 $75MHz\~550MHz$ lock 범위와 800 MHz의 최대 multiplication 주파수를 가지고 20psec 이하의 static skew를 가지도록 설계되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.136.2-136.2
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• 2015

반도체 제조는 chip의 성능 향상 및 단가 하락을 위해 지속적으로 pattern size가 nano size로 감소해 왔고, capacitor 용량은 증가해 왔다. 이러한 현상은 contact hole의 aspect ratio를 지속적으로 증가시킨바, 그에 따라 최적의 HARC (high aspect ratio contact)을 확보하는 적합한 dry etch process가 필수적이다. 그러나 HARC dry etch process는 많은 critical plasma properties 에 의존하는 매우 복잡한 공정이다. 따라서, critical plasma properties를 적절히 조절하여 higher aspect ratio, higher etch selectivity, tighter critical dimension control, lower P2ID과 같은 plasma characteristics을 확보하는 것이 요구된다. 현재 critical plasma properties를 제어하기 위해 다양한 plasma etching 방법이 연구 되어왔다. 이 중 plasma를 낮은 kHz의 frequency에서 on/off 하는 pulsed plasma etching technique은 nanoscale semiconductor material의 etch 특성을 효과적으로 향상 시킬 수 있다. 따라서 본 실험에서는 dual-frequency capacitive coupled plasma (DF-CCP)을 사용하여 plasma operation 동안 duty ratio와 pulse frequency와 같은 pulse parameters를 적용하여 plasma의 특성을 각각 제어함으로써 etch selectivity와 uniformity를 향상 시키고자 하였다. Selective SiO2 contact etching을 위해 top electrode에는 60 MHz pulsed RF source power를, bottom electrode에는 2MHz pulse plasma를 인가하여 synchronously pulsed dual-frequency capacitive coupled plasma (DF-CCP)에서의 plasma 특성과 dual pulsed plasma의 sync. pulsing duty ratio의 영향에 따른 etching 특성 등을 연구 진행하였다. 또한 emissive probe를 통해 전자온도, OES를 통한 radical 분석으로 critical Plasma properties를 분석하였고 SEM을 통한 etch 특성분석과 XPS를 통한 표면분석도 함께 진행하였다. 그 결과 60%의 source duty percentage와 50%의 bias duty percentage에서 가장 향상된 etch 특성을 얻을 수 있었다.

• Journal of Magnetics
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• 제17권1호
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• pp.42-45
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• 2012

We have developed an alternating magnetic field stimulation system consisting of a switched-mode power supply and a digital control circuit which modulates a duty ratio to maintain a magnetic field intensity of a few mT even while the frequency increases up to 4 kHz with a controllable coil temperature below $30^{\circ}C$ in air. This duty ratio modulation and water circulation are advantageous for cell culture under ac-magnetic field stimulation by preventing the incubator from exceeding a cell-viable temperature of $37^{\circ}C$. Although the temperature of the coil when subjected to a sinusoidal voltage rapidly increased, that of our system modulated by the duty factor did not change. This is a potentially valuable method to investigate the effects of intermediate frequency magnetic field stimulation on biological entities such as cells, tissues and organs.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권6호
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• pp.886-894
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• 2012

This paper presents a secondary-side, dual-mode feedback LLC resonant controller IC with dynamic PWM dimming for LED backlight units. In order to reduce the cost, master and slave outputs can be generated simultaneously with a single LLC resonant core based on dual-mode feedback topologies. Pulse Frequency Modulation (PFM) and Pulse Width Modulation (PWM) schemes are used for the master stage and slave stage, respectively. In order to guarantee the correct dual feedback operation, Phased-Locked Loop (PLL)-based automatic duty control circuit is proposed in this paper. The chip is fabricated using $0.35{\mu}m$ Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) technology, and the die size is $2.5mm{\times}2.5mm$. The frequency of the gate driver (GDA/GDB) in the clock generator ranges from 50 to 425 kHz. The current consumption of the LLC resonant controller IC is 40 mA for a 100 kHz operation frequency using a 15 V supply. The duty ratio of the slave stage can be controlled from 40% to 60% independent of the frequency of the master stage.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.569-575
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• 2020

최근, 화석연료 고갈과 온실 가스 배출에 대한 우려가 높아지면서 신·재생 에너지 기술에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 휴대용 전자기기 및 웨어러블 디바이스의 수요가 증가하고 IT기기들이 소형화되면서 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 기술로 에너지 하베스팅이 있다. 본 논문에서는 열전소자의 V-I 특성곡선과 내부저항을 분석하고, 기존의 MPPT제어방식을 비교하였다. P&O제어방식은 열전소자의 전압, 전류를 측정하기 위한 센서 2개를 사용해야하기 때문에 경제적으로 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 출력전압 조절을 위한 센서1개만을 이용하여 MPP를 추적하는 새로운 MPPT제어방식을 제안한다. 제안하는 MPPT제어방식은 duty ratio와 부하의 출력전압의 관계를 이용하였으며, DC-DC Converter의 출력전압을 주기적으로 샘플링하여 duty ratio를 증가 또는 감소시켜 최적의 duty ratio를 찾아 MPP를 유지하도록 제어된다. DC-DC Converter는 Two-Switch 토폴로지인 Cascaded boost-Buck Converter를 이용하여 회로도를 설계하였다. 제안된 MPPT 제어방식은 PSIM 시뮬레이션을 이용한 모의실험을 통하여 검증하였고, 그 결과 열전소자의 V-I 특성곡선으로부터 얻어지는 MPP에서 전압×전류 및 전력값(V=4.2V, I=2.5A, P=10.5W)과 일치함을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권2호
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• pp.87-95
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• 2014

Purpose: The purpose of this study was to design a variable frequency LED light system for plant factory which combined red, blue, green, white, and UV lights and controlled the ratio of the light wavelength. In addition, this study evaluated the performance of each combination of LED to verify the applicability. Methods: Four combinations of LED (i.e. Red+Blue, Red+Blue+Green, Red+Blue+White, Red+Blue+UV) were designed using five types of LED. The system was designed to control the duty ratio of each wavelength of LED by 1% interval from 0~100%, the pulse by 1Hz interval from 1~20kHz. Response characteristics of the control system, spectral distribution of each combination, light uniformity and uniformity ratio were measured to test the performance of the system. Results: Clean waveforms were measured from 10Hz to 10kHz regardless of duty ratio. Frequency distortion was observed within 5% of inflection point at frequencies above 10kHz regardless of duty ratio, but it was judged negligible. Spectra showed a normal distribution, and maximum PPF with duty ratio of 100% was $271.4{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ for the Red+Blue combination. PPF of the Red+Blue+Green combination was $258.9{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, and that of the Red+Blue+White combination was $273.9{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. PPF of the Red+Blue+UV combination was $267.7{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. Uniformity ratio for the area excepting border showed 0.90 for the Red+Blue and Red+Blue+White combinations, 0.87 for the Red+Blue+Green combination, and 0.88 for the Red+Blue+UV combination. The light was irradiated evenly at the area excepting border, so it was suitable for plant growing. Conclusions: From the results of this study, response characteristics of the control system, spectral distribution of each combination, light uniformity and uniformity ratio were suitable for applying into the plant factory.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권5호
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• pp.757-765
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• 2013

For conventional interleaved two-phase forward converters with a common output inductor, the maximum duty cycle is 0.5, which limits the voltage range and increases the difficulty of the transformer's optimization. A new two-phase hybrid forward converter with series-parallel auto-regulated transformer windings is presented in this paper. With interleaved control signals for the two phases, the secondary windings of the transformers can work in series when the duty cycle is larger than 0.5, and they can work in parallel when duty cycle is lower than 0.5. Therefore, the maximum duty cycle is extended and the turns ratio of the transformer can be optimized. Duty cycle dependent auto-regulated windings result in the steady states of the converter being different in different duty cycle ranges (D>0.5 and D<0.5). Fortunately, the steady state gains of the proposed hybrid converter are identical at different duty cycle ranges, which means a stepless shift between two states. A prototype is built to verify the theoretical analysis. A conventional control loop is compatible for the whole input voltage range and load range thanks to the stepless shifting between the different duty cycle ranges.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.66-72
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• 1999

It is necessary to discuss lightening engine parts and reducing the friction of sliding parts to improve fuel consumption and combustion stability at idling condition. Lean best torque combustion which produce maximum power at a lean air-fuel ratio is effective for the reduction of exhaust gas emission and the improvement of fuel consumption. Accordingly, this study deals with the expansion of lean combustible limitation, the combustion stability and the reduction of idle speed through the analysis of combustion characteristics on the base of the control technique of precise air-fuel ratio because it does not need to maximum power at idling condition. The idle speed is increased proportional to ISC(Idle Speed Control) duty ratio. On the other hand the idle speed decreased by lean air-fuel ratio. The COV in engine speed is stable within maximum two percent up to 17.6 mixture ratio by the control of ISC duty ratio.