• 제목/요약/키워드: Low-Power Device

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EFG 법으로 성장한 β-Ga2O3 단결정의 Sn 도핑 특성 연구 (Characteristics of Sn-doped β-Ga2O3 single crystals grown by EFG method)

  • 제태완;박수빈;장희연;최수민;박미선;장연숙;이원재;문윤곤;강진기;신윤지;배시영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.83-90
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    • 2023
  • 최근 전력반도체 소재로 관심을 가지는 Ga2O3의 β-상은 열역학적으로 가장 안정한 상을 가지며 4.8~4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 절연파괴전압을 갖는다. 이러한 우수한 물리적 특성으로 인해 전력반도체 소재로 많은 주목을 받고 있다. β-Ga2O3는 SiC 및 GaN의 소재와는 다르게 액상이 존재하기 때문에 액상 성장법으로 단결정 성장이 가능하다. 하지만 성장한 순수 β-Ga2O3 단결정은 전력 소자에 적용하기에는 낮은 전도성으로 인해 의도적으로 제어된 도핑 기술이 필요하며 도핑 특성에 관한 연구가 매우 중요하다. 이 연구에서는 Ga2O3 분말과 SnO2 분말의 몰 비율을 다르게 첨가하여 Un-doped, Sn 0.05 mol%, Sn 0.1mol%, Sn 1.5 mol%, Sn 2 mol%, Sn 3 mol%의 혼합분말을 제조하여 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 방법으로 β-Ga2O3 단결정을 성장시켰다. 성장된 β-Ga2O3 단결정의 Sn dopant 함량에 따른 결정 품질 및 광학적, 전기적 특성 변화를 분석하였으며 Sn 도핑에 따른 특성 변화를 광범위하게 연구하였다.

사용자 환경 모니터링을 위한 소형 자가발전 무선 데이터 송수신 시스템 개발 (Fabrication of Portable Self-Powered Wireless Data Transmitting and Receiving System for User Environment Monitoring)

  • 장순민;조수민;정윤수;김재형;김현수;장다연;라윤상;이동한;라문우;최동휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.249-254
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    • 2022
  • 최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

비엠 활성수 플랜트의 공정제어기 설계 및 구현 (A Design and Implementation of Process Controller for BMW (Bacteria Mineral Water) Plant)

  • 이상윤
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.74-82
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    • 2015
  • 본 논문에서는 BM 활성수를 생산하는 BM 활성수 플랜트 공정 제어시스템 모델을 제안하고, 다음과 같은 기능을 가진 BM 활성수 플랜트 공정 제어기를 개발 하였다. 첫 번째 기능으로는 먼저 부로와가 과부하가 걸렸을 때, 과전류 감지기가 동작하여 일정시간 부로와를 정지시킨 후 재 기동 하도록 하였다. 두 번째는 정전시 유도조에서 퇴비투입조로의 순환을 막기 위해 전동밸브가 정전시 자동으로 닫히는 기능을 부가함으로서 볼밸브의 고장으로 인한 퇴비투입조의 누수를 막을 수 있다. 세 번째는 생산된 활성수를 농축조에서 4개의 저장조로 자동으로 이송할 수 있는 기능을 부가하여 활성수 생산량을 자동 관리 하였다. 그리고 BM 활성수 플랜트 공정제어기 신호측정 시험장치를 개발하여 제작한 BM 활성수 플랜트 공정 제어기가 설계한 사양대로 잘 동작하는지 확인 하였다. 본 연구는 BM 활성수 플랜트 공정제어기를 견실한 저가의 시퀀서 제어방식 기반의 공정 제어기를 개발하여 시스템의 안정성과 효율성의 향상 및 운전관리 비용의 절감을 꾀할 수 있으리라 기대된다.

Voltage-Frequency-Island NoC를 위한 테이블 기반의 고장 감내 라우팅 기법 (Table-Based Fault Tolerant Routing Method for Voltage-Frequency-Island NoC)

  • 윤성재;이창림;김용석;한태희
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권8호
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    • pp.66-75
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    • 2016
  • 반도체 공정 초미세화에 따라 에이징 (aging)과 공정 변이 (process variation)로 인한 칩에서의 물리적인 결함은 더욱 증가하고 있으며, 특히 금속 배선 스케일링 제한과 온 칩 데이터 통신량 증가에 따라 다수의 프로세서 코어로 구성된 네트워크-온-칩(Network-on-Chip, NoC)에서의 결함 감내 기법 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 NoC에서 저전력 설계 기법으로 널리 채용되고 있는 VFI (Voltage-Frequency-Island)를 적용한 경우에서의 신뢰성 측면에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 신뢰성과 에너지 소모를 고려하여 VFI NoC에서 링크 고장이 발생하는 경우에도 정상적으로 통신을 유지할 수 있는 테이블 기반 라우팅 기법을 제안한다. 에너지 소모와 성능을 고려한 최적 경로와 고장 감내를 위한 우회 경로를 제공하며, 이때 우회 경로의 경우 필요한 최소한의 노드에만 라우팅 테이블을 저장하여 구현 복잡도를 완화하였다. 모의실험 결과를 통해 제안하는 기법은 전체 링크의 1%에서 고장이 발생하는 경우에도 정상적으로 통신함을 보였다. 또한 실시간으로 우회 경로를 탐색하는 고장 감내 라우팅 기법인 $d^2$-LBDR에 비해 링크에 고장이 발생하는 경우 평균 15.9%의 에너지 소모가 감소함을 보였으며, 실행 시간 측면에서는 평균 0.8% 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.

KEMC 규정에 의한 분전반의 제작 및 특성 평가에 관한 연구 (A Study on the Characteristics Assessment and Fabrication of Distribution Board according to KEMC Standards)

  • 이병설;최충석
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제31권3호
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    • pp.63-72
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    • 2017
  • 본 논문에서는 저압용 10회로 분전반을 전기공업협동조합(KEMC) 2102-610 규정에 근거하여 제작하였다. 또한, 개발된 10회로 분전반의 특성 평가를 실시하여 안전성을 확보하고자 한다. 개발된 10회로 분전반은 내식성, 절연 재료의 특성, 자외선 복사의 내성, 기계적 충격 등에 적합하도록 설계되었다. 개발된 분전반은 외함의 보호 등급, 감전방지와 보호회로, 개폐 장치와 구성품, 내부 전기 회로와 연결부, 외부 도체의 단자, 절연 특성, 온도 상승 시험, 열저항 등이 적합하도록 제작하였다. 개발된 10회로 분전반은 단상 회로와 3상 회로 등으로 구분되어 있다. 분기된 각각의 차단기 부하측에 센서 모듈을 설치하여 부하의 전선로에서 발생되는 누설전류의 크기를 실시간 측정할 수 있다. 그리고 부하의 용도 및 목적 등에 따라 회로를 증설할 수 있고, 각각의 부하 상태 역시 실시간 부하 관리 및 점검이 가능하다. 개발된 10회로 분전반의 온도 상승 시험을 실시한 곳은 인입 접속부, 주회로 및 분기회로 모선, 모선지지물 등 18 개소이다. 온도가 가장 높게 측정된 곳은 분기회로 모선용 MCCB 전원측 접속부의 R-phase으로 $65.3^{\circ}C$, 부하측은 T-phase으로 $61.6^{\circ}C$로 기록되었다. 그리고 내열 실험 장치를 이용하여 MCCB를 $180^{\circ}C$에서 6시간 동안 열적 스트레스를 인가하였을 때 작동 손잡이의 변형이 확인되었고, 트립 상태로 이동한 것이 확인되었다.

전투화 맟춤형 발보장구 착용 시 하지 근육 활동의 평가 (The Evaluation of Lower Extremity Muscles in Combat shoes Custom Foot Orthotics)

  • 서성혁;김로빈;조영재
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.115-124
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    • 2008
  • 본 연구는 행군 시 발보장구 착용이 하지 근육 활동에 미치는 영향을 알아보는데 목적이 있다. 과회내족과 정상족을 선정하여 트레드밀에서 4.5km/h의 속도로 걷게 하였고 이때 근전도기를 이용하여 하지근육의 근육신호를 수집, 분석하였다. 수집한 데이터를 평균적분근전도와 스펙트럼 분석을 통해 근활성도와 피로도를 알아보았고 SPSS 12.0을 이용하여 통계분석하였다. 실험 결과는 과회내족이 정상족보다 행군 시 근 활성이 큰 것으로 나타났고, 보장구 착용 시 근 활성과 피로도가 줄어드는 경향을 나타냈다. 특히 전경골근과 장비골근의 근육활성 감소와 피로도 감소가 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다. 결과적으로 과회내족은 장시간 행군 시 발보장구 착용이 피로도 감소에 효과적이며 이는 잠재적인 하지 근골격계 상해 예방에 도움이 될 것으로 사료된다.

영상처리용 프로세서를 위한 효율적인 이차원 어드레스 지정 기법 (An Efficient 2-dimensional Addressing Mode for Image Processor)

  • 고윤호;윤병주;김성대
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제38권5호
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    • pp.486-497
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    • 2001
  • 본 논문에서는 프로그램 가능한 하드웨어 장치에서 영상 처리를 효율적으로 수행하기 위한 새로운 메모리 어드레스 지정 방법(addressing mode)을 제안한다. 기존의 어드레스 지정 방법은 음성과 같은 일차원적인 형태의 데이터 처리에 적합한 반면, 제안된 메모리 어드레스 지정 기법은 영상 데이터의 이차원적인 특성을 고려한 새로운 메모리 어드레스 지정 기법이다. 제시된 기법은 기존의 메모리 구조를 바꾸지 않으면서도 이차원 데이터의 위치를 표시할 수 있는 두개의 오퍼랜드를 입력으로 메모리에 저장된 영상데이터 값을 처리는 명령어이다. 이차원적인 특성을 지니는 새로운 메모리 어드레스 지정 기법은 다음과 같은 장점을 지닌다. 먼저, 기존 하드웨어에서 여러 명령어에 걸쳐 수행해야 할 작업을 통합함으로써, 수행해야 할 프로그램의 코드 사이즈를 줄여 하드웨어의 성능을 높임과 동시에 근래 무선 응용 분야에서 요구되는 저전력 동작을 가능하게 한다. 아울러, 영상 데이터가 가지는 이차원적인 특성을 그대로 반영하므로, 사용자가 보다 쉽게 어셈블러를 통해 어플리케이션을 프로그램 할 수 있다. 이와 같은 이차원적인 메모리 어드레스 지정 기법은 각종 DSP, media processor, 그래픽 장치 등에 이용될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 이차원 메모리 어드레스 지정 기법의 개념을 제안함과 동시에, 이를 효율적으로 구현하기 위한 하드웨어 구조를 제시한다.

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다양한 전해액을 적용한 전기이중층 커패시터의 고전압 특성 연구 (High Voltage Performance of the Electrical Double Layer Capacitor with Various Electrolytes)

  • 김정욱;최승현;김점수
    • 전기화학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.34-40
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    • 2017
  • 높은 출력의 장점을 가지는 전기이중층 커패시터 (EDLC: electric double layer capacitors)는 이차 전지와 더불어 차세대 에너지 저장장치로서 각광받고 있으나 낮은 에너지 밀도로 인해 그 사용처가 제한적이다. 본 연구에서는 EDLC의 에너지 밀도 향상 방법 중의 하나인 고전압화 구현 시 적합한 전해액을 연구하기 위해 AN (acetonitrile)용매에 $SBP-BF_4$ (spirobipyrrolidinium tetrafluoroborate), $TEA-BF_4$ (tetraethylammonium tetraflouroborate), $EMI-BF_4$ (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)의 세가지 염을 각각 선정하여 다양한 전해액의 조성에 따른 전기화학 특성을 비교 평가하였다. LSV (linear sweep voltammetry)측정에서 1.5M SBP-BF4/AN 전해액은 넓은 전위영역에서 안정함을 보였고, 고전압의 환경 (3.0 V 이상)에서 다른 조합의 전해액들과 비교하여 가장 우수한 전기화학적 성능을 보였다. 또한, 장기적으로 안정적인 성능을 유지하기 위해 리튬이온전지시스템에서 기능성 첨가제 효과가 입증된 TMSP (tris(trimethylsilyl)phosphite) 첨가제를 적용 했을 때 고전압의 환경 (3.3 V)에서 10,000 cycle 후 93%의 높은 용량 유지율을 얻을 수 있었다.

무선 센서 네트워크에서의 싱크 노드에 의한 에너지 효율적인 목적지-순서적 라우팅 알고리즘 (An Energy-Efficient and Destination-Sequenced Routing Algorithm by a Sink Node in Wireless Sensor Networks)

  • 정상준;정연기
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.1347-1355
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    • 2007
  • 센서 네트워크는 관심 지역을 감지하도록, 작은 센서를 배치하여 센서가 감지한 작업을 수집하여 사용자에게 제공하는 기능을 가진다. 감지 작업을 보고할 때 노드간의 라우팅 경로는, 베이스 스테이션의 요청이 있는 경우 경로 설정이 이루어지는데, 이 때 경로는 노드의 한정된 에너지를 고려하여 에너지 소모를 최소화하는 형태로 이루어진다. 또한 노드가 가지는 낮은 용량, 한정된 자원, 이동성 등의 이유로, 감지 작업을 보고할 경우 베이스 스테이션의 요청에 따라 라우팅 경로를 재설정하게 된다. 본 논문에서는 싱크(Sink) 노드가 감지작업을 요청할 경우, 각 노드는 자신의 링크 정보를 보고하게 되고, 싱크 노드는 전체 토폴로지 정보를 수집하고 관리하여 각 노드와의 협상 없이 라우팅 경로를 설정한다. 그러면 설정된 경로의 손실이 발생하는 경우와 지속적인 감시 작업등의 상황에서 노드간의 협상을 통한 라우팅 경로 설정 과정을 거치지 않고 자신의 라우팅 경로 정보를 이용하여 주경로 및 대체 경로를 쉽게 찾을 수 있게 된다. 싱크 노드에게 보고하는 노드의 연결 정보는 각 노드가 주기적으로 신호를 주고받아 보관하므로 경로 정보를 수집하는데 소요되는 부하를 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안하는 라우팅 알고리즘은, 경로 설정에 필요한 라우팅 메시지를 초기에 주고받아 경로를 설정함으로써 설정된 경로가 실패되더라도 노드가 가지는 토폴로지 정보를 이용하여 대체 경로를 설정함으로써, 경로 설정에 필요한 라우팅 메시지를 줄이게 되고 재경로 탐색이 쉽게 이루어지게 된다. 이는 노드의 소실이 많은 지역이나 모니터링 환경에 적합하다.

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박동류 및 비박동류에 의한 체외순환의 비교 (Comparative Studies of Pulsatile and Nonpulsatile Blood Flow during Cardiopulmonary Bypass)

  • 선경;백광제;김요한;임창영;김광택;김학제;김형묵
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제18권2호
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    • pp.182-192
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    • 1985
  • [here are so many reports that pulsatile blood flow provides physiologic organ perfusions during cardiopulmonary bypass. So, we compared the recent 30 cases undergoing cardiac surgery by Cobe-Stckert pulsatile roller pump with another 30 cases by Polystan nonpulsatile roller pump. Pulsatile flow was applied during aortic-cross clamping period when synchronized to internal EKG simulator, and perfusion mode was changed to continuous nonpulsatile flow after declamping of aorta. Age, sex, weight, and disease entities were comparable and operative techniques were similar between two groups. 1. There were no differences in average ACC time, ECC time, and Operation time. 2. Postoperative artificial respiration time was 6hrs 30mins in nonpulsatile group and 4hrs 48mins in pulsatile group, and detubation time after ventilator weaning was 2hrs 44mins in nonpulsatile group and 1hrs 43mins in pulsatile group. 3. Average pulse pressure was 8mmHg in nonpulsatile group and 55mmHg in pulsatile group, and a mean arterial pressure was 66.0mmHg in nonpulsatile group and 60.7mmHg in pulsatile group. 4. Mean urine-output during ACC;ECC period was 9.717.3;9.913.2ml/kg/hr in nonpulsatile group and 14.215.0;15.817.5 in pulsatile group [p<0, 05], and thereafter progressive decrease of differences in urine output between two groups until POD 2, and lesser amounts of diuretics was needed in pulsatile group during same postoperative period. Serum BUN/Cr level showed no specific difference and urine concentration power was well preserved in both groups. 5. Plasma proteins and other Enzymes showed no differences between two groups, but serum GOT/GPT level was higher in nonpulsatile group till POD 2. 6. Serum Electrolytes showed no differences between two groups. 7. WBC, RBC, Platelet counts, Hgb and Hct were not different and Coagulogram was well preserved in both groups. 8. Plasma free Hgb level was 7.09mg% in pulsatile group compared with 3.48mg% in pulsatile group on POD 1 but was normalized on POD 2. Gross hemoglobinuria after ECC was noted in 6 cases [20%] of pulsatile group and 4 cases [13%] of nonpulsatile group. 9. In both groups, most patients were included in NYHA class III to IV [28 cases;93% in nonpulsatile group, 22 cases;73% in pulsatile group] preoperatively, and well improved to class I to 11[22 cases; 73% in nonpulsatile group, 30 cases; 100% in pulsatile group] postoperatively. There were 7 operative mortalities in nonpulsatile group only, which were 5 cases of TOF with hepatic failure, 1 case of multiple VSDs with low out-put syndrome, and 1 case of mitral valvular heart disease with cardiomyopathy. We concluded that the new, commercially available Cobe-Stckert pulsatile roller pump device was safe, simple, and reliable.

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