• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.296-306
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• 2019

The flyback topology is being widely used in power adapters. The coupling capacitance between primary and secondary windings of a flyback transformer is the main path for common-mode (CM) noise conduction. A Y-cap is usually used to effectively suppress EMI noise. However, this results in problems in space, cost, and the danger of safety leakage current. In this paper, the CM noise behaviors due to the electric field coupling of the transformer windings in a flyback adapter with synchronous rectification are analyzed. Then a scheme with balance winding is proposed to reduce the CM noise with a transformer winding design that eliminates the Y-cap. The planar transformer has advantages in terms of its low profile, good heat dissipation and good stray parameter consistency. Based on the proposed scheme, with the help of a full-wave simulation tool, the key parameter influences of the transformer PCB winding design on CM noise are further analyzed. Finally, a PCB transformer for an 18W adapter is designed and tested to verify the effectiveness of the balance winding scheme.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권2호
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• pp.87-95
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• 2017

최근 들어 열전달 포텐셜에 해당하는 엔트랜시 개념이 제안되었으며 이는 열-일 변환 시스템의 해석이나 최적화에 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 비가역 카르노 사이클에 대해 엑서지 균형방정식 해석과 대응해서 체계적인 엔트랜시 손실, 일 엔트랜시, 엔트랜시 소산의 개념에 기반한 엔트랜시 해석을 수행한다. 또한 시스템의 최적 성능을 나타내기 위해서 엔트랜시에 기반한 몇 가지 형태의 시스템 효율을 도입한다. 한번 사용된 열원이 추가적으로 사용되는 경우와 그렇지 않은 경우, 즉 덤핑 경우와 비덤핑인 경우에 대해 시스템 효율의 최적 조건에 대한 열원온도나 비가역 효율의 영향을 체계적으로 조사한다. 해석 결과는 엔트랜시에 의한 효율은 전통적인 에너지나 엑서지에 기반한 효율과는 다른 경향을 보여주며, 이는 열동력 시스템에서 또 다른 열원의 효과적인 사용 방법을 제시한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권3호
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• pp.51-59
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• 2020

초소형 위성인 큐브위성의 경우 위성체의 제한적인 중량 및 부피를 고려하여 경량화 및 전기적 회로설계 측면에서 유리한 PCB 기반의 전개형 태양전지판이 폭넓게 적용되고 있으나, PCB의 낮은 두께 방향 열전도율로 인해 태양전지셀의 방열이 어려운 점이 있다. 본 논문에서 제안한 6U 큐브위성용 태양전지판은 PCB 기반의 태양전지판으로 제작되고, 판넬 외곽에 장착된 알루미늄 보강재 접속부에 열전도 패드가 적용된다. 따라서 판넬 전면부의 태양전지셀에서 방열면인 판넬 후면으로 열전달이 원활하도록 하여 PCB 적용에 따른 장점을 유지하면서도 방열성능을 극대화함으로서 태양전지셀 온도 하강에 따른 전력생성효율 향상이 가능한 장점을 갖는다. 본 연구에서 제안된 열전도 패드가 적용된 태양전지판의 열제어 측면에서의 유효성 입증을 위해 궤도 열해석을 통해 기존 PCB 태양전지판과 비교 분석을 실시하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.7-15
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• 2024

유연신축성 전자 디바이스의 다기능화, 소형화 및 고출력화 추세에 따라 우수한 열 전달 특성을 갖춘 재료나 구조가 이슈로 부상하고 있다. 기존의 열계면 소재는 급격한 구부림, 비틀림, 신축 등을 겪어야 하는 유연신축성 전자 디바이스의 방열 요구성능을 충족시키지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 높은 열전도성과 신축성을 동시에 갖는 열계면 소재 개발이 요구된다. 본 논문에서는 Liquid metal, Carbon, Ceramic 기반 신축성 열계면 소재의 연구동향을 살펴보고 열적, 기계적 특성 향상을 위한 효과적 전략을 알아보고자 한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권1호
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• pp.65-76
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• 2015

In this study, the natural convection phenomenon of the air side and the forced convection phenomenon of the oil side were simulated in the radiator through a 3-D numerical analysis, and the total heat released by the oil side into the radiator heating plate and then to the air side was evaluated. Also, a quantitative analysis was carried out on the effect of each thermal resistance on the overall heat transfer coefficient through a 1-D thermal circuit analysis on the heat transfer mechanisms of the radiators considered in this study. In addition, for the diverse shapes of the heating plates considered in this study, the pressure drops of the oil side were quantitatively compared and evaluated. The temperatures at the air side and the oil side outlets of the radiators with 8 different fin shapes considered in this study had almost similar values showing a difference of +/-3% and, accordingly, the total heat transfer also showed similar heat dissipation performance in all the models. As a result of the 1-D thermal circuit analysis, in all the models considered in this study, while the thermal resistance of the air side accounted for 92% to 96% of the total, that of the oil side was 5 to 7%, and that of the heating plate showed a very small value of 0.02%.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.373-379
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• 2016

주기적 단속적으로 작동하는 위성부품의 열제어를 위하여 고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)과 열관을 병렬로 결합한 열제어장치를 제안하였으며, 이의 성능을 수치해석을 통하여 검증하였다. 상변화 중 큰 잠열과 일정하게 유지되는 온도에 의하여 작은 방열판 면적에서도 부품의 최고온도를 제어할 수 있으며, 냉각기에는 PCM에 축적된 에너지가 방출됨으로써 보온히터 소모전력을 절약할 수 있다. 동일한 형태의 Al TBM(Thermal Buffer Mass)을 사용하면 비슷한 효과를 기대할 수 있으나, 질량과 보온히터의 소모전력이 증가하므로 PCM에 비하여 비효율적이다. 설계된 PCM 열제어장치는 발열량과 작동시간에 따라 그 양을 최적화할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2356-2366
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• 1996

High-power electronic chips have been advanced to such an extent that the heat dissipation capability of a system design has become one of the primary limiting factors. Therefore, thermal design must be considered in the early stage of the electronic system development. In present paper, the results of an experimental study on the forced convection cooling are presented to evaluate cooling performance of an electronic cabinet which in generally used for telecommunication system. Temperatures and thermal resistances are applied to compare the heat transfer characteristics for various locations of a fan unit as well as various configuration of non-uniform powering modules. As a result, the optimal configuration of a fan unit and powering configuration is suggested for the effective thermal design of telecommunication system.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.333-334
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• 2010

본 논문에서는 풍력발전기용 전력변환기의 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시키기 위한 수냉식 방열판의 구조를 제안한다. 인버터 IGBT의 방열을 위한 방열판의 구조는 전체 stack의 방열시스템에서 중요한 부분을 차지하며, 인버터 시스템의 전력밀도 향상을 위해서 시스템 내부 구조가 콤팩트 해야하기 때문에 방열판에 대한 설계 및 방열구조 설계의 연구는 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 발열원을 기준으로 수로의 숫자와 형태변화를 통해 방열현상을 CosmosFloXpress를 통해 해석하여 방열효과가 우수한 방열판을 선정하였다. 추후 시뮬레이션 결과를 토대로 배관구조를 적용한 전력변환기의 제작 및 실험을 통해 제안된 모델의 타당성을 검증하고자 한다.

• 대한금속재료학회지
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• 제56권12호
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• pp.915-920
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• 2018

With the development of modern microelectronics technologies, the power density of electronic devices is rapidly increasing, due to the miniaturization or integration of device elements which operate at high frequency, high power conditions. Resulting thermal problems are known to cause power leakage, device failure and deteriorated performance. To relieve heat accumulation at the interface between chips and heat sinks, thermal interface materials (TIMs) must provide efficient heat transport in the through-plane direction. We report on the enhanced thermal conduction of $Al_2O_3-based$ polymer composites, fabricated by the surface wetting and texturing of thermally conductive hexagonal boron nitride(h-BN) nanoplatelets with large anisotropy in morphology and physical properties. The thermally conductive polymer composites were prepared with hybrid fillers of $Al_2O_3$ macro beads and surface modified h-BN nanoplatelets. Hexagonal boron nitride (h-BN) has high thermal conductivity and is one of the most suitable materials for thermally conductive polymer composites, which protect electronic devices by efficient heat dissipation. In this study, we synthesized hexagonal boron nitride nanoparticles by the pyrolysis of cost effective precursors, boric acid and melamine. Through pyrolysis at $900^{\circ}C$ and subsequent annealing at $1500^{\circ}C$, hexagonal boron nitride nanoparticles with diameters of ca. 50nm were synthesized. We demonstrate that the addition of a small amount of calcium fluoride ($CaF_2$) during the preparation of the melamine borate adduct significantly enhanced the crystallinity of the h-BN and assisted the growth of nanoplatelets up to 100nm in diameters. The addition of a small amount of h-BN enhanced the thermal conductivity of the $Al_2O_3-based$ polymer composites, from 1.45W/mK to 2.33 W/mK.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권4호
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• pp.135-139
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• 2017

In recent years, the optical fiber laser has been widely used in industrial fields due to its excellent economical efficiency and its suitability for industrial applications. This usage has increased even further since the KW class Laser was developed. In this paper, structural analysis and heat transfer analysis of a 500W class optical fiber laser end cap module was performed. The stability of end cap housing with the efficient heat dissipation structure of a 500W-class end cap was evaluated. This research determined the optimal design that should be applied to the design and evaluation of future KW class laser output modules.