• 전력전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.249-255
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• 2021

A novel current balancing technique for multichannel light-emitting diode (LED) that uses a series resonance and coupled inductor is proposed in this paper. The proposed LED driver balances output currents through frequency control and enables zero-voltage switching. The proposed converter utilizes the charge balance condition of the resonant capacitor and the current sharing function of the coupled inductor to achieve whole LED current balancing without an additional controller. The proposed coupled inductor can integrate the current balancing function and the resonant inductor, so the power density can be increased by reducing the number of magnetic devices. A 40 W prototype is built to verify the validity of this LED driver, and the experimental results are successfully obtained.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1112-1119
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• 2006

본 논문에서는 상호 결합 구조의 발진기를 이용하여 우수한 위상 잡음 특성을 얻었다. 상호 결합 구조의 발진기는 두 개의 발진기 출력 신호의 위상을 변화시켜 결합시키는 구조를 가졌으며, 유전율 2.5인 테프론 기판과 Surface Mount Gallium Arsenide FET 소자를 이용하여 제작하였다. 그리고 두 발진기가 9.3 GHz에서 상호 결합 위상 조건을 만족시키기 위해 바이어스만으로 조절할 수 있는 구조를 제안하였다. 4.4 V의 전압을 인가했을 때 37 mA의 전류가 흐르는 발진기는 -96.37 dBc(@100kHz offset frequency), -73.46 dBc(@10kHz offset frequency)의 위상잡음 특성을 나타내었고, 8.1 V를 인가했을 때 69 mA를 갖는 발진기의 출력과 상호 결합하여 -106.7 dEc(@100kHz offset frequency), -81 dBc(@10kHz offset frequency)의 우수한 위상 잡음 특성을 나타내었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.593-603
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• 2016

This paper presents the development of linear quadratic regulation and output tracking algorithms using output feedback when both the measurement and performance output equations contain direct feedthrough terms. Although all physical systems can be modeled without direct feedthrough, there are still many situations where system models with direct feedthrough are important. For this situation, we modify previous work on the same topic for systems without direct feedthrough. It is shown that for the regulation problem, the optimal output feedback gain for a direct feedthrough case can be directly obtained, via a transformation, from the approach used for systems without direct feedthrough. However, for the tracking problem, a new set of coupled matrix equations for determining the optimal output feedback gain is derived from the necessary conditions for minimizing the cost function. The effectiveness of the developed algorithms is demonstrated using numerical examples.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.1100-1107
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• 2004

본 논문에서는 다단 결합선로 여파기(edge coupled-line filter)의 입출력단을 탭 선로(tapped-line)의 형태로 구현하기 위하여 등가회로 기반의 새로운 설계법을 개발하여 적용하였다. 다단 결합선로 여파기는 입출력단의 선로 간격이 매우 좁아서(수 mil) 제작하기가 힘든 결함이 있는데, 이를 탭 선로로 대체함으로써 제작 시 오차에 덜 민감하고 밀링머신으로 쉽게 제작할 수 있도록 하였다. 또한, 본 논문에서 제안된 간단한 설계법을 사용하면 20 GHz 이하의 주파수 대역에서 20 % 이하의 대역폭 특성을 갖는 탭 선로의 파라미터를 얻을 수 있으며, 이를 바탕으로 정확한 탭 선로 여파기를 설계할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.114-120
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• 2008

본 논문에서는 일반적인 반 파장 평행 결합 선로 대역 통과 필터의 입 출력 결합 선로를 K-인버터로 변환하고, K-인버터를 $\pi$-형 전송선 등가로 대체함으로써 $\pi$-형 전송선 급전 구조를 갖는 구조의 대역 통과 필터를 제안하였다. 이 방법은 반 파장 결합 선로 대역 통과 필터의 입 출력 결합 선로 구현 문제에 대한 해결 방안을 제시한다. 또한, 기존의 탭 선로(tapped line) 구조의 설계 방법에 비해 설계 식이 매우 간단하고 정확하여, 특성의 적정화를 위한 노력과 시간을 상당히 줄일 수 있다. 제안된 이론을 바탕으로 $\pi$-형 전송선 급전 구조를 갖는 구조의 대역 통과 필터를 설계 및 제작하였고, 그 결과로부터 제안 방법의 타당성을 입증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권3호
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• pp.35-41
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• 2013

$0.18-{\mu}m$ CMOS 반도체 공정을 이용하여 신체에 깊이 이식되어 있는 deep implant 의료 전자기기에서의 무선전력전달을 위한 고효율의 다단 정류기 (multi-stage rectifier)를 구현하였다. 세 개의 단계로 이루어진 정류기는 cross-coupled 된 구조를 이용하여 외부에서 전달되는 작은 AC 입력 신호를 boost하여 1.2-1.5 V의 DC 출력 신호를 implant 전자기기로 전달한다. 설계 된 정류기는 13.56 MHz에서 0.6-Vpp의 작은 RF 입력 신호와 $10-k{\Omega}$의 load 저항이 연결 된 측정 환경에서 최대 70 %의 전력 변환 효율을 달성하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권4호
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• pp.636-646
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• 2013

A single-phase tapped-inductor boost converter has been proposed previously. However, detailed characterization and performance analysis were not conducted. This paper presents a detailed characterization, performance analysis, and design expressions of a single-phase tapped-coupled-inductor boost converter. Expressions are derived for average and RMS input current as well as for RMS input and output capacitor current ripple. A systematic approach for sizing the tapped-coupled inductor, active switch, and output diode is presented; such approach has not been reported in related literature. This study reveals that sizing of the inductor has to be based on current ripple requirement, turns ratio, and load. Conditions that produce discontinuous inductor current are also discussed. Analysis of a non-ideal converter operating in continuous conduction mode is also conducted. The expression for the voltage ratio considering the coupling coefficient is derived. The suitability of the converter for high-voltage step-up applications is evaluated. Factors that affect the voltage boost ratio are also identified. The effects of duty ratio and load variation on the performance of the converter are also investigated. The theoretically derived characteristics are validated through simulations. Experimental results obtained at a low power level are included to validate the analytical and simulation results. A good agreement is observed among the analytical, simulation, and experimental results.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.211-219
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• 2019

In magnetically coupled resonant (MCR) wireless power transfer (WPT) systems, the introduction of additional intermediate coils is an effective means of improving transmission characteristics, including output power and transmission efficiency, when the transmission distance is increased. However, the position of intermediate coils in practice influences system performance significantly. In this research, a three-coil MCR WPT system is adopted as an exemplification for determining how the spatial position of coils affects transmission characteristics. With use of the fundamental harmonic analysis method, an equivalent circuit model of the system is built to reveal the relationship between the output power, the transmission efficiency, and the spatial scales, including the axial, lateral, and angular misalignments of the intermediate and receiving coils. Three cases of transmission characteristics versus different spatial scales are evaluated. Results indicate that the system can achieve relatively stable transmission characteristics with deliberate adjustments in the position of the intermediate and receiving coils. A prototype of the three-coil MCR WPT system is built and analyzed, and the experimental results are consistent with those of the theoretical analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.777-787
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• 2012

본 논문에서는 여러 가지 충격하에서 압저항 고충격 미소가속도계의 과도 출력전압의 계산시 발생하는 방대한 계산 시간 문제를 모드중첩법 및 최소자승법을 이용하여 압저항 미소가속도계의 실시간 출력전압 계산이 가능하도록 효율적인 출력전압 과도해석 방법을 제안한다. 우선 정적 압저항-구조 해석을 통하여 미소가속도계의 변위와 출력전압을 계산하고 출력전압을 특정 위치의 변위에 관한 2차 다항식으로 근사화하여 그 회귀계수를 최소자승법을 통하여 결정한다. 이후에 모드중첩법을 통하여 여러 방향의 고충격하에서 미소가속도계의 과도 변위응답을 계산하고, 이 변위응답을 변위로 표현되는 출력전압 근사식에 대입하여 과도 출력전압을 예측한다. 100,000 G 고충격파, 사인파, 계단파 및 사각파 등의 여러 가지 고충격 입력에 대한 압저항 미소가속도계의 수치예제를 통하여 제안한 방법의 정확성 및 효율성을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권2호
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• pp.1-8
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• 2005

System-on-glass를 위해 poly-Si TFT로 면적이 작으면서도 리플전압을 최소화한 DC-DC 전압 변환회로를 개발하였다. 전압 변환회로는 전하 펌핑 회로, 문턱전압 변화를 보상한 비교기, 오실레이터, 버퍼, 다중 위상 클럭을 만들기 위한 지연 회로로 구성된다. 제안한 다중 위상 클럭킹을 적용함으로써 클럭 주파수 또는 필터링 캐패시터의 증가 없이도 낮은 출력 리플전압을 얻음으로써 DC-DC 변환기의 면적을 최소화 하였다. 제안한 DC-DC 변환회로를 제작하여 측정한 결과 $R_{out}=100k\Omega,\;C_{out}=100pF$, 그리고 $f_{clk}=1MHz$에서 Dickson 구조와 기존의 cross-coupled 구조에서의 리플전압은 각각 590mv와 215mv인 반면 4-위상 클럭킹을 적용한 구조에서는 123mV이다. 그리고 50mV의 리플전압을 가지기 위해 필요한 필터링 캐패시터의 크기는 $I_{out}=100uA$와 $f_{clk}=1MHz$에서 Dickson 구조와 기존의 cross-coupled 구조에서는 각각 1029pF와 575pF인 반면 4-위상과 6-위상 클럭킹을 적용한 구조에서는 단지 290pF와 157pF만이 각각 요구된다. 구조별 효율로는 Dickson 구조의 전하 펌프에서는 $59\%$, 기존의 cross-coupled 구조와 본 논문에서 제안한 4-위상을 적용한 cross-coupled 구조의 전하 펌프에서는 $65.7\%$와 $65.3\%$의 효율을 각각 가진다.