• 조명전기설비학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.51-58
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• 2001

현재의 DC-DC 컨버터는 스위칭 주파수를 높임에 따라 전체 손실이 현저히 증가하고 있다. 스위칭 손실을 줄이기 위해 사용한 예전의 soft 스위칭기술은 심지어 전압/전류 부담(stress)을 가중시켰다. 이에 대한 대책으로 soft 스위칭을 위한 공진회로를 주전력선에 병렬로 연결하고 보조 스위치를 이용하여 주 스위치의 turn-on 직전에만 공진회로를 동작시키는 유사공진 컨버터(QRC)기술이 발전되었다. 그러나 이 기술을 사용하는 컨버터에서도 손실은 여전히 발생하며 효율에 대한 전체적인 손실량은 알 수 있지만 각 소자에 대한 손실량은 알아볼 수 없었다. 따라서 본 논문에서는 컨버터의 주전력단에 사용되는 반도체 소자들의 선형화 된 손실등가 모델을 만들고 스위칭 시의 전압/전류 파형을 바탕으로 선형 특성을 고려하여 전체 손실에 대한 각 소자의 손실과 스위칭 손실을 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제34권5호
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• pp.351-360
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• 2020

Of late, demand for test sites for marine equipment such as ASV, AUV, ROV, and various underwater sensors is increasing. The authors have focused on an oscillating water column (OWC), which is being constructed near Chagwido Island Jeju, as one of the test-sites. The main objective of the OWC is to produce wave energy and develop technologies. It has been built in the sea approximately 1 km off the coast. It has berth accommodation and some rooms that can be used as laboratories. To investigate the feasibility of its usage as a test site for marine equipment, we acquired bathymetric data around the OWC by using a multi-beam echo sounder and a single-beam scanning sonar. The accessibility of the OWC from nearby ports and the use of support vessels or ships were also investigated. 3D point cloud data from the multi-beam echo sounder and 2D acoustic images from the scanning sonar are expected to be used as references for identifying changes over time. In addition, through these experiments, we derived a procedure to use this facility as a test site by using the IDEF0 functional modelling method. Based on this preliminary investigation and previously reported examples, we determined the general conditions and preferences for evaluating the performance of various marine equipment heuristically. Finally, we developed five applications that were derived from this investigation.

• 한국해양공학회지
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• 제35권4호
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• pp.296-304
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• 2021

Research on the development of marine renewable energy is actively in progress. Various studies are being conducted on the development of wave energy converters. In this study, a numerical analysis of wave-energy extraction performance was performed according to the body shape and scale of the sloped oscillating water column (OWC) wave energy converter (WEC), which can be connected with the breakwater. The sloped OWC WEC was modeled in the time domain using a two-dimensional fully nonlinear numerical wave tank. The nonlinear free surface condition in the chamber was derived to represent the pneumatic pressure owing to the wave column motion and viscous energy loss at the chamber entrance. The free surface elevations in the sloped chamber were calculated at various incident wave periods. For verification, the results were compared with the 1:20 scaled model test. The maximum wave energy extraction was estimated with a pneumatic damping coefficient. To calculate the energy extraction of the actual size WEC, OWC models approximately 20 times larger than the scale model were calculated, and the viscous damping coefficient according to each size was predicted and applied. It was verified that the energy, owing to the airflow in the chamber, increased as the incident wave period increased, and the maximum efficiency of energy extraction was approximately 40% of the incident wave energy. Under the given incident wave conditions, the maximum extractable wave power at a chamber length of 5 m and a skirt draft of 2 m was approximately 4.59 kW/m.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.715-720
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• 2016

본 논문에서는, 휴대기기를 위한 PWM(Pulse Width Modulation), 전압모드 DC-DC 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 현재 소형화 되어가고 있는 휴대기기 시장에 적합하도록 1 MHz의 스위칭 주파수를 사용하여 칩 면적을 줄였다. 제안하는 DC-DC 컨버터는 전력단과 제어단으로 이루어지며 전력단은 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터 등으로 구성되며 제어단은 연산증폭기, 밴드갭 회로, 소프트 스타트 블록, 히스테리시스 비교기와 비겹침 드라이버로 구성된다. 설계된 회로는 히스테리시스 비교기와 논오버랩 드라이버를 사용하여 낮은 전압에서 구동되는 휴대기기의 잡음의 영향을 줄이고 출력전압 리플을 감소시켰다. 제안하는 회로는 1-poly 6-metal CMOS 매그나칩/하이닉스 $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 레이아웃을 진행하였다. 설계된 컨버터는 입력 전압 3.3 V, 출력전압 5 V, 출력전류 100 mA 출력전압 대비 1%의 출력 전압 리플과 1 MHz의 스위칭 주파수의 특성을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 승압형 DC-DC 컨버터는 PDA, 휴대폰, 노트북 등 휴대용 전자기기 시장에 맞는 고효율, 소형화 컨버터로서 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권1호
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• pp.45-52
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• 2006

본 논문에서는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 적용한 PWM-PFC 스텝-업 컨버터에 대해 제안한다. 제안된 컨버터는 전류불연속 제어모드에 의해 제어회로 구성이 간단하고 회로 구성소자의 용량을 줄일 수 있다. 또한 입력전류는 스위치의 듀티율 일정제어에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례한 불연속적인 펄스열의 정현파상으로 된다. 그 결과 입력역률은 거의 단위역률로 주어지고 듀티율 일정제어에 의해서 제안된 컨버터는 제어기법이 간단하게 된다. 일반적으로 입력전류 불연속제어에 의한 컨버터의 경우, 사용된 스위치의 턴-온 동작은 영전류 스위칭으로 되는 장점이 있지만, 스위치의 턴-오프 동작은 최대 전류에서 스위칭되어 스위칭 손실을 증대시키고 스위치의 과중한 스트레스를 가져오게 된다. 이것은 컨버터의 효율을 저하 시키는 요인이다. 본 논문에서는 부분공진 회로로 동작되는 새로운 무손실 스너버 회로를 설계하여 스위치들의 턴-온, 턴-오프 동작을 소프트 스위칭으로 만들어 컨버터의 효율을 더욱 증대시킨다 제안된 PWM-PFC 스텝-업 컨버터는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 입증된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.253-262
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• 2018

진동수주형(OWC) 파력발전구조물(WEC)은 진동수주실 내의 수위진동에 의해 발생된 공기흐름을 Power-Take-Off (PTO) 시스템을 통해 전기에너지로 회수하는 시스템이다. 일반적으로 PTO 시스템에서 높은 공기유속을 획득하기 위해서는 해수에 비해 상대적으로 적은 단면적을 갖는 공기실이 요구되므로 정확한 공기유속을 모의하기 위해서는 3차원적인 해석이 요구된다. 본 연구에서는 불규칙파동장을 대상으로 해수소통구를 구비한 진동수주형 파력발전구조물의 동적응답을 수치해석적으로 검토하였다. 수치해석에는 오픈소스 기반의 OpenFOAM 및 FOAM 확장 커뮤니티를 위한 파동장 해석을 위해 개발된 OLAFLOW를 적용하였다. 선행연구와 동일한 형상의 해수소통구와 OWC-WEC에 불규칙파랑이 입사한 경우 공기실 내에서 3차원공기흐름과 구조물 주변에서 파랑변형 및 해수소통구 내에서 3차원해수흐름 등에 관한 변동특성을 논의하였다. 이로부터 유의파에 대한 Ursell 수가 클수록 공기실 내 최대 공기흐름속도가 증가하며, 공기실 내부에서 외부로 유출되는 공기속도가 외부에서 공기실 내부로 유입되는 공기속도보다 더 크다는 사실을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.28-33
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• 2012

최근 모바일 기기의 수요의 증가와 더불어 다양한 멀티미디어 기능을 요구함에 따라 배터리 사용시간이 줄어들고 있다. 이에 따라 배터리 사용시간을 늘이기 위한 여러 가지 방법들이 제안되고 있다. 이러한 방법을 구현하기 위해서는 배터리 상태를 정확히 알아야 하며, 이를 위한 고해상도 아날로그-디지털 변환기를 필요로 하게 된다. 기존의 integrating sigma-delta ADC의 경우, 초기화-시간 변환시간을 해상도로 변환을 하지 않는 단점이 있다. 이런 단점으로 인해 bit수에 해당되는 모든 디지털 값을 표현 할 수 없게 된다. 위와 같은 단점을 보완하기 위해 본 논문에서는 올림/내림 계수기를 사용함으로써 초기화-시간 변환시간을 해상도로 변환을 하지 않고도 bit수에 해상되는 모든 디지털 값을 표현 가능하게 하였다. 이로 인해 기존 변환기의 시뮬레이션 결과에 비해 향상된 SDNR을 보여주었다. 또한 휴대용 배터리 관리 시스템에 적합하도록 저전력으로 설계를 진행 하였으며, 0.35-um 공정으로 제작이 이루어졌다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.64-68
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• 2007

본 논문에서는 기존의 GPS 항법 신호와 유럽에서 새롭게 추진되고 있는 갈릴레오 위성 항법 신호를 동시에 수신할 수 있는 광대역 고정밀 위성 항법 수신기의 RF 수신단 장치 설계 및 제작 결과에 대하여 기술하고 있다. 고정밀 광대역 위성 항법 수신기는 L - 대역 안테나, 항법 신호별 RF/IF 변환부, 그리고 고성능 기저대역 신호 처리부로 구성되어진다. L - 대역 안테나는 $1.1GHz{\sim}1.6\;GHz$를 수신할 수 있어야 하며, 항법 위성이 지평선 가까이에 있을 경우의 항법 신호를 수신할 수 있어야 한다. 갈릴레오 위성 항법 신호는 L1, E5, E6의 서로 다른 대역의 신호를 가지고 있으며, 신호 대역폭이 20MHz 이상으로 기존의 GPS위성 항법 신호보다 광대역이며, 따라서 수신기의 IF 주파수가 높아지며, 수신기의 처리 속도도 빨라져야 한다. 본 연구에서 개발한 수신기의 RF/IF 변환부는 단일 하향 변환기 구조의 디지털 IF 기술로 설계되었으며, IF 주파수는 위성 항법 신호의 최대 대역폭과 표본화 주파수 등을 고려하여 140MHz로 설정하였으며, 표본화 주파수는 112MHz로 설정하였다. RF/IF 변환부의 최종 출력은 디지털 IF 신호로서, IF 신호를 AD 변환기로 처리하여 얻게 된다. 본 연구에서 설계된 위성 항법용 고정밀 수신기 RF 수신단은 - 130 dBm의 입력 신호에 대하여 40dB Hz 이상의 C/N0 특성을 가지며, 40dB 이상의 동적 범위를 갖도록 자동 이득조절 장치가 포함되어 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.659-666
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• 2006

서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.17-23
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• 2020

본 논문에서는 MMC(Modular Multilevel Converter) 시스템 개발시 필요한 등가 회로를 이용한 MMC 시뮬레이션 모델을 제안한다. MMC는 하프 브릿지 혹은 풀 브릿지 형태의 서브 모듈이 직렬로 수십 개에서 수백 개가 연결된 형태의 전력변환기로, 전압형 HVDC(High Voltage Direct Current)와 같은 고압 송전에 가장 적합한 토폴로지로 선택되어 상용화 되어 있다. MMC의 알고리즘 개발을 위해서는 전체 시스템의 시뮬레이션이 필수적이다. 그러나, 수백 혹은 수천 개의 스위칭 소자를 사용하여 MMC의 시뮬레이션 모델의 구성하거나 시뮬레이션을 수행하는 것은 사실상 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 전압 레벨 증가 등의 확장성이 용이하고 MMC 변환기의 전압 전류의 동특성을 등가화하여 구현한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 스위칭 신호와 암 전류의 방향으로부터 등가 회로의 전압과 전류식을 연산하고, 이를 Matlab/Simulink를 이용하여 등가 모델화한다. 개발된 모델의 타당성을 보이기 위하여 스위칭의 소자를 이용한 5 레벨의 MMC와 본 논문에서 제안하는 등가 모델 MMC의 시뮬레이션의 결과를 보인다. 두 모델의 전류 파형, 전압 파형 등이 일치함을 보임으로써 개발 모델의 타당성을 보이고자 한다.