• 전기학회논문지
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• 제59권12호
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• pp.2218-2224
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• 2010

Dye-sensitized solar cell (DSC) is a promising alternative solar cell to the conventional silicon solar cell due to several advantages. Development of large scale module is necessary to commercialize the DSC in the near future. A scribing technology of the transparent conductive oxide (TCO) is one of the important technologies on the fabrication of DSC module. A quality of the scribed line on the TCO has a decisive effect on the efficiency of DSC module. Among several scribing technologies, the fiber laser is a suitable for scribing the TCO more precisely and accurately because of their own characteristics. In this study, we try to improve the quality of the TCO scribed line by using the fiber laser. Consequently, the operating parameter of fiber laser is optimized to get the TCO scribed line with good quality. And the fiber laser scribing technology of the TCO is applied to the fabrication of the DSC with optimal operating parameter, operating current 3900mA. As a result, the current density and fill factor are improved and the total efficiency is increased because the internal resistances of DSC such as TCO sheet resistance and the resistance concerned to the electron movement in the $TiO_2$ are reduced. This is analyzed by the electrochemistry impedance spectroscopy (EIS) and the equivalent circuit model of the DSC.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1297-1300
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• 2008

A conventional linear accelerator system requires a flat-topped pulse with less than ${\pm}$ 0.5% ripple to meet the beam energy spread requirements and to improve pulse efficiency of RF systems. A pulse transformer is one of main determinants on the output pulse voltage shape. The pulse transformer was investigated and analyzed with the pulse response characteristics using a simplified equivalent circuit model. The damping factor ${\sigma}$ must be >0.86 to limit the overshoot to less than 0.5% during the flat-top phase. The low leakage inductance and distributed capacitance are often limiting factors to obtain a fast rise time. These parameters are largely controlled by the physical geometry and winding configuration of the transformer. A rise time can be improved by reducing the number of turns, but it produces larger pulse droop and requires a larger core size. By tradeoffs among these parameters, the high-voltage pulse transformer with a pulse width of 10 ${\mu}s$, a rise time of 0.84 ${\mu}s$, and a pulse droop of 2.9% has been designed and fabricated to drive a klystron which has an output voltage of 284 kV, 30-MW peak and 60-kW average RF output power. This paper describes design optimization of a high-voltage pulse transformer for high-power pulsed applications. The experimental results were analyzed and compared with the design. The design and optimal tuning parameter of the system was identified using the model simulation.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권5호
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• pp.1305-1317
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• 2015

Distributed generation systems (DGSs) have been getting more and more attention in terms of renewable energy use and new generation technologies in the past decades. The self-excited induction generator (SEIG) occupies an important role in the area of energy conversion due to its low cost, robustness and simple control. Unlike synchronous generators, the SEIG has to absorb capacitive reactive power from the outer device aiming to stabilize the terminal voltage at load changes. This paper presents a novel static VAR compensator (SVC) called a magnetic energy recovery switch (MERS) to serve as a voltage controller in SEIG powered DGSs. In addition, many small scale SEIGs, instead of a single large one, are applied and devoted to promote the generation efficiency. To begin with, an expandable mathematic model based on a d-q equivalent circuit is created for parallel SEIGs. The control method of the MERS is further improved with the objective of broadening its operating range and restraining current harmonics by parameter optimization. A hybrid control strategy is developed by taking both of the stand-alone and grid-connected modes into consideration. Then simulation and experiments are carried out in the case of single and double SEIG(s) generation. Finally, the measurement results verify that the proposed DGS with SVC-MERS achieves a better stability and higher feasibility. The major advantages of the mentioned variable reactive power supplier, when compared to the STATCOM, include the adoption of a small DC capacitor, line frequency switching, simple control and less loss.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1678-1688
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• 2017

Infiltration is one of detrimental problems occurring in nursing or medical settings. Early detection of infiltration is essential to minimize the risk of injury from infiltration. To perform a preliminary study on the point of care and automated infiltration detection system, bioelectrical impedance was investigated using bioelectrical impedance analyzer. We would like to report experimental results that allow impedance parameters to effectively distinguish infiltration. Electrodes were attached to both sides of the transparent dressing on the fusion site where IV solution was being infused. Then, impedance parameters before and after infiltration were measured as a function of time and frequency. The experimental results are as follows. After infiltration was intentionally induced by puncturing the vein wall with a needle, the resistance gradually decreased with time. That is, when an alternating current having a frequency of 20 kHz was applied to the electrodes, the resistance gradually decreased with time, reflecting the accumulation of IV solution in the extracellular fluid since the current could not pass through the cell membrane. Impedance parameters and equivalent circuit model for human cell were used to examine the mechanism of current flow before and after infiltration, which could be used for early detection of infiltration.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권1호
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• pp.70-80
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• 2018

A novel strategy based on a zero common mode voltage pulse-width modulation (ZCMV-PWM) technique and zero-sequence circulating current (ZSCC) feedback control is proposed in this study to eliminate ZSCCs between three-level neutral point clamped (NPC) voltage source inverters, with common AC and DC buses, that are operating in parallel. First, an equivalent model of ZSCC in a three-phase three-level NPC inverter paralleled system is developed. Second, on the basis of the analysis of the excitation source of ZSCCs, i.e., the difference in common mode voltages (CMVs) between paralleled inverters, the ZCMV-PWM method is presented to reduce CMVs, and a simple electric circuit is adopted to control ZSCCs and neutral point potential. Finally, simulation and experiment are conducted to illustrate effectiveness of the proposed strategy. Results show that ZSCCs between paralleled inverters can be eliminated effectively under steady and dynamic states. Moreover, the proposed strategy exhibits the advantage of not requiring carrier synchronization. It can be utilized in inverters with different types of filter.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.48-55
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• 2021

3-코일 자기공진방식 무선전력전송 시스템을 등가회로 모델로 해석하여 시스템의 |S21|을 3개 코일의 Q와 송신코일과 중계코일, 중계코일과 수신코일의 커플링 계수 k의 수식으로 표현하였다. 유도된 수식으로부터 중계코일이 송신코일과 수신코일의 중앙에 위치할 때 최대 이득을 얻을 수 있음을 수식으로 제시하고 실험으로 그 결과가 타당함을 보였다. 송신코일과 수신코일의 거리가 30 cm이고 두 코일이 정렬되었으며 중계코일이 두 개의 코일 중앙에 위치하였을 때 9 %의 최대 효율을 얻었다. 송신코일과 수신코일이 비 정렬된 경우는 정렬된 경우에 비하여 효율이 떨어지나, 중계코일을 회전시키면 효율이 크게 증가하는 것을 실험으로 보였다. 전기자동차의 무선충전 시 송신코일과 수신코일이 비 정렬되면 효율이 정렬 시와 비교해 많이 감소할 것으로 예상되며, 이런 경우 중계코일을 사용하고 중계코일을 회전시킴으로써 효율을 높일 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.15-23
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• 2017

본 논문에서는 전기자동차용 배터리의 충방전 상태를 정확하게 추정하고 안정적으로 평가하기 위하여, 비선형성을 가지는 배터리의 출력특성을 단계마다 선형화시켜 상태를 평가하고, 실시간 구현 및 모델의 오차보정과 노이즈에 강인한 특성을 가지고 있는 확장칼만필터 알고리즘을 이용한 SOC 추정 방법을 제안한다. 확장칼만필터를 적용하기 위해 배터리를 1차 Thevenin 모델로 나타내고, SOC 추정을 위한 배터리 성능평가 시뮬레이터를 구현하여, 실험을 통해 확장칼만필터에 적용될 파라미터를 도출한다. 본 논문에 적용된 SOC 상태추정 전략에서는 기존 선행 연구들과 다르게 배터리에 명시되어 있는 정격용량을 최대 충전가능용량으로 대체함으로써, 배터리의 노화에 상관없이 언제나 0%~100%의 SOC를 가질 수 있도록 변경된 수법을 제안한다. 이를 통해, 고정밀 CT를 사용한 Ah counting에 의한 SOC 추정을 기준으로 하여 본 논문에서는 배터리의 비선형 구간에서도 오차를 줄일 수 있는 확장칼만필터 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 배터리 전 SOC 영역에서 추정오차를 5% 미만으로 줄일 수 있음을 확인한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.61-66
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• 2012

반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 화학적-기계적 연마(CMP: Chemical-Mechanical Planarization) 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 화학적-기계적 연마 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. 화학적-기계적 연마공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 화학적-기계적 연마 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리(Slurry), 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 화학적-기계적 연마 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 화학적-기계적 연마 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 스크래치(Scratch) 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 유기박막을 표면에 증착하여 부식을 방지하고자 하였다. 컨디셔너 제작에 사용되는 금속인 니켈과 니켈 합금을 기판으로 하고, 증착된 유기박막으로는 자기조립단분자막(SAM: Self-Assembled Monolayer)과 불화탄소(FC: FluoroCarbon) 박막을 증착하였다. 자기조립단분자막은 2가지 전구체(Perfluoroctyltrichloro silane(FOTS), Dodecanethiol(DT))를 사용하여 기상 자기조립 단분자막 증착(Vapor SAM) 방법으로 증착하였고, 불화탄소막은 10 nm, 50 nm, 100 nm 두께로 PE-CVD(Plasma Enhanced-Chemical Vapor Deposition, SRN-504, Sorona, Korea) 방법으로 증착하여 표면의 부식특성을 평가하였다. 표면 부식 특성은 동전위분극법(Potentiodynamic Polarization)과 전기화학적 임피던스 측정법(Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS)) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. 또한 측정된 임피던스 데이터를 전기적 등가회로(Electrical Equivalent Circuit) 모델에 적용하여 부식 방지 효율을 계산하였다. 동전위분극법과 EIS의 결과 분석으로부터 유기박막이 증착된 표면의 부식전류밀도가 감소하고, 임피던스가 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.25-31
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• 2014

생체전기 임피던스 해석은 체 성분 측정에 있어 비침습적이며, 비용이 적게 들고 안전성과 재현성이 우수하여 체 성분의 변화를 평가하기 위해 널리 사용되고 있는 방법이다. 본 연구에서는 자세에 따른 생체임피던스와 혈압차이에 대해 연구하였으며, 피 실험자를 대상으로 생체전기 임피던스 측정시스템을 통한 저항 및 리액턴스의 실시간 측정 실험과 등가모델을 통한 모의실험 그리고 자세 변화에 대한 혈압 차이를 비교하는 실험을 실시하였다. 생체임피던스는 다중 주파수(1 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 70 kHz, 100 kHz)에서 4분간 측정하였다. 실험결과, 선 자세, 앉은 자세, 누운 자세 순으로 몸의 임피던스는 저항과 리액턴스의 변화로 인해 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 누운 자세에서의 저항은 50 kHz에서 앉은 자세에서의 저항보다 평균 16.49% 높았으며, 누운 자세에서의 리액턴스는 5 kHz일 때에 앉은 자세보다 평균 26.05% 높았다. 혈압의 경우에는 다른 자세에 비해 선 자세에서의 평균 최고치($125.14{\pm}12.30$) 및 평균 최저치($75.57{\pm}10.31$) 혈압이 높게 나타났다. 본 연구의 생체임피던스 및 혈압 차이에 관한 연구는 급성 질환, 고도 비만, 신체 기형 등의 연구에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2024

전기자동차와 신재생에너지에 관한 관심이 높아지면서 건설장비 산업분야에서도 리튬이온 배터리를 접목하려는 요구가 높아지고 있다. 건설중장비는 건설 현장의 다양한 작업으로 인해 전류 용량의 감소가 급속히 진행되기 때문에 SOC(State of Charge) 및 SOH(State of Health) 같은 배터리의 상태를 더욱 정확하게 추정할 필요가 있다. 본 논문에서는 SOC와 SOH를 동시에 추정이 가능한 적응제어 기법 기반 이중확장칼만필터(Dual Extended Kalman Filter, DEKF) 알고리즘을 이용하여 실제 측정데이터와의 오차를 비교하였다. 배터리 충전 상태 예측을 위해 배터리 셀을 완전 충전 후 0.2C-rate조건에서 SOC 5% 간격으로 OCV를 측정하였고, 배터리의 열화를 판단할 수 있는 건전성 지표 확보를 위해 다양한 C-rate(0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5C rate) 조건에서 50 Cycle 동안 노화 실험을 수행하였다. DEKF를 이용한 SOC 및 SOH 추정 오차는 C-rate이 커질수록 커지는 경향을 보였으며 특히 SOC 추정결과, 0.2, 0.5 및 1C-rate에서 6%이하로 나타남을 확인하였다. 또한 SOH 추정 결과는 0.2 와 0.3C-rate에서 각각 최대오차 1.0% 및 1.3% 이내로 좋은 성능을 보이는 것으로 확인하였다. 다만, C-rate가 0.5C-rate에서 1.5C-rate으로 증가함에 따라 추정오차도 1.5%에서 2%로 다소 증가하는 것을 확인할 수 있었으나, 모든 C-rate 조건에서 DEKF를 사용한 SOH의 추정 성능은 약 2% 이내인 것으로 나타났다.