• Journal of Power Electronics
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• 제19권5호
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• pp.1326-1335
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• 2019

Common mode (CM) chokes are a crucial part in EMI filters for mitigating the electromagnetic interference (EMI) of switched-mode power supplies (SMPS) and for meeting electromagnetic compatibility standards. However, the parasitic capacitances of a CM choke deteriorate its high frequency filtering performance, which results in increases in the design cycle and cost of EMI filters. Therefore, this paper introduces a negative capacitance generated by a negative impedance converter (NIC) to cancel the influence of equivalent parallel capacitance (EPC). In this paper, based on a CM choke equivalent circuit, the EPCs of CM choke windings are accurately calculated by measuring their impedance. The negative capacitance is designed quantitatively and the EPC cancellation mechanisms are analyzed. The impedance of the CM choke in parallel with negative capacitances is tested and compared with the original CM choke using an impedance analyzer. Moreover, a CL type CM filter is added to a fabricated NIC prototype, and the insertion loss of the prototype is measured to verify the cancellation effect. The prototype is applied to a power converter to test the CM conducted noise. Both small signal and EMI measurement results show that the proposed technique can effectively cancel the EPCs and improve the CM filter's high frequency filtering performance.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.283-291
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• 2015

본 논문에서는 높은 Q 인자를 갖는 수동 회로의 정합 특성을 향상시키기 위한 비 포스터 정합의 핵심 요소인 부성 임피던스 변환기를 설계하여 구현하였다. 제안된 부성 임피던스 변환기는 Linvill의 트랜지스터 부성 임피던스 변환기 회로를 채택하여 구현하였다. 전력 이득 소자와 양성 피드백으로 구성된 부성 임피던스 변환기는 동작이 매우 불안정하여 발진 등으로 인해 제작 결과를 쉽게 예측하기 어렵기 때문에, 하이브리드 회로로 먼저 구현하여 가능성을 살펴본 뒤 집적회로로 설계하여 제작하였다. 상용 $0.18{\mu}m$ SiGe BiCMOS 공정을 사용하여 제작하였고, 목표로 하는 700~960 MHz 대역에서 리액턴스를 상쇄하여 비 포스터 정합이 이뤄짐을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제21권7호
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• pp.600-605
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• 2002

본 연구에서는 두께 모드 압전 진동자의 특성제어 부임피던스 변환 (NIC) 회로를 적용하였다. 두 개의 두께 모드 압전 진동자를 적층한 후, NIC 회로를 적용하여 입력 어드미턴스와 전기기계 변환효율을 측정한 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과 NIC 회로에서 구현되는 부저항의 값에 따라 압전 진동자의 품질계수 및 전기음향 변환효율이 제어되었으며 NIC 회로를 적용한 경우에 품질계수는 약 20배, 전기음향 변환효율은 약 2.5배 정도 향상됨을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권3호
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• pp.1046-1055
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• 2016

A controller to mitigate the destabilizing effect of constant power load (CPL) is proposed for a DC/DC buck-boost converter. The load profile has been considered to be predominantly of CPL type. The negative incremental resistance of the CPL tends to destabilize the feeder system, which may be an input filter or another DC/DC converter. The proposed sliding mode controller aims to ensure system stability under the dominance of CPL. The effectiveness of the controller has been validated through real-time simulation studies and experiments under various operating conditions. The controller has been demonstrated to be robust with respect to variations in supply voltage and load and capable of mitigating instabilities induced by CPL. Furthermore, the controller has been validated using all possible load profiles, which may arise in modern-day DC-distributed power systems.

• 전기학회논문지
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• 제61권9호
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• pp.1289-1295
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• 2012

An active resonance damper for a DC Distributed Power System(DPS) with parallel loads is presented. Each pulse power load in a DC DPS comprises both a resistive power load and a step-up converter. The step-up converter behave as constant power load(CPL) when tightly regulated and usually cause a negative impedance instability problem. Furthermore, when an input filter is connected to a large constant power load, the instability of DC bus voltage. In this paper, a bidirectional DC/DC converter with a reduced storage capacitor quantitatively are proposed as a active resonance damper, to mitigate the voltage instability on the bus. The validity of the proposed method was confirmed by simulation and experimental works.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.933-940
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• 2017

본 논문에서는 부성 임피던스 변환기(Negative Impedance Converter: NIC)를 적용한 무선전력전송 시스템을 제안하였다. 차폐물질의 영향을 고려하여 전송 시스템을 구성하였다. 전송효율 개선을 위하여 부성 임피던스 변환기에서 발생한 부성저항을 적용하여 송신단의 Q 인자가 향상했다. NIC는 연산증폭기와 저항 소자로 구현하였으며, 특정 저항에 따른 부성저항 특성을 얻었다. 송신 코일의 크기는 $250mm{\times}250mm{\times}0.8mm$이며, 임피던스와 Q 인자는 각각 $31+j1874{\Omega}$, 60이다. 부성저항이 약 $30{\Omega}$일 때, 송신단의 저항이 감소하여 Q 인자는 약 900으로 증가했으며, 이는 기존 대비 약 15배 향상된 결과이다. 제안하는 시스템에 대하여 전송 효율을 측정하였으며, 기존 시스템과 비교하여 효율이 크게 향상되었다. 따라서 NIC의 효과로 전송 효율이 개선될 수 있는 것을 검증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제65권2호
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• pp.329-334
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• 2016

In this paper, we demonstrate a Non-Foster matching method for an electrically small antenna to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of communication link. For the experiment, we used a general FM antenna whose resonance frequency is about 52-57 MHz and a floating type Linvill negative impedance converter(NIC)-based circuit as a Non-Foster matching element. By implementing the Non-Foster circuit to cover FM band, we can achieve a wide bandwidth matching covers 40-200 MHz. Our measurement shows 3-7 dB improvement of SNR for the same bandwidth though there are several spikes which means no improvement of SNR in the band.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.597-605
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• 2015

네거티브 임피던스 변환기를 이용한 전기적 소형 안테나의 논 포스터 임피던스 매칭 방법을 제안한다. 사용한 안테나는 저항성 V 다이폴 안테나로써, 이 안테나는 급전점에서 매우 큰 입력 리액턴스를 가지기 때문에 반사손실이 매우 크다. 급전점에 장착하는 논 포스터 매칭 회로는 두 단의 네거티브 임피던스 변환기와 단 사이의 추가 커패시턴스로 이루어진다. 네거티브 임피던스 변환기는 연산 증폭기와 저항 소자를 사용하여 구현한다. 실제 사용하는 연산 증폭기의 유한 오픈 루프 이득을 고려한 임피던스를 분석하고, 설계에 적용하였다. 안테나 입력 임피던스를 포함한 전체 매칭 회로에 대해 안정성 검사를 수행하였고, 설계된 매칭 회로는 제작되어 실험으로 그 성능을 검증하였다. 임피던스 매칭 후의 저항성 V 다이폴 안테나의 입력 임피던스를 측정한 결과, 제안한 논 포스터 매칭 회로가 효과적으로 안테나의 입력 리액턴스를 줄이는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.119-124
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• 2008

트랜스임피던스 증폭기는 전체 광 수신기의 성능을 결정하는 가장 핵심적인 블록으로써 높은 트랜스임피던스 이득과 기가 비트급의 넓은 대역폭을 요구한다. 본 논문에서는 아날로그 어댑티브 이퀄라이저를 이용하여 트랜스임피던스 증폭기의 대역폭을 보상하고, 리미팅 증폭기를 이용하여 전체 트랜스임피던스 이득을 증가 시키는 단일 칩 광 수신기의 아날로그 회로를 제안한다. $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계한 광 수신기는 포스트 레이아웃 시뮬레이션 결과, $120dB{\Omgea}$의 트랜스임피던스 이득과 5.88GHz의 대역폭을 갖는다. 수동 인덕터 소자를 사용하는 대신 네거티브 임피던스 컨버터 회로를 적용함으로써 $0.088mm^2$의 매우 작은 칩 사이즈를 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.1112-1115
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• 2016

위성항법시스템은 민간 및 군수 분야에서 널리 사용되고 있는 유용한 시스템이다. 그러나 지구 상공 2만 km 이상 원거리 송신 신호로 인한 수신 감도 미약으로, 위성항법시스템의 신호는 항재밍 공격에 취약하다. 본 논문에서는 항재밍 소형 GPS 배열안테나 설계를 위한 선행 연구로 전기적으로 초소형인 GPS 안테나 소자를 효율적으로 정합하는 비 포스터 정합회로에 대한 연구를 수행하였다. 전기적으로 소형인 GPS 안테나는 높은 품질계수로 인해 방사 이득이 낮고, 광대역 정합이 어렵다. 이를 해결하기 위해 소형 GPS 안테나용 비 포스터 정합회로(non-Foster matching circuit)를 설계하였다. Linvill의 교차 결합쌍 트랜지스터로 구성된 네거티브 임피던스 변환기 회로를 제작하였으며, 시간 영역에서 안정도 검증을 통해 안정성을 확인하였다. 비 포스터 정합회로를 이용한 소형 GPS 안테나 무반사실 측정결과, 전면방향이득이 17 dB 이상 개선됨을 확인하였다.