• 한국안전학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.10-17
• /
• 2021

This paper presents the robust design of each component used in the development of an induction bolt heating system for dismantling the high-temperature high-pressure casing heating bolts of turbines in power plants. The induction bolt heating system comprises seven assemblies, namely AC breaker, AC filter, inverter, transformer, work coil, cable, and CT/PT. For each of these assemblies, the various failure modes are identified by the failure mode and effects analysis (FMEA) method, and the causes and effects of these failure modes are presented. In addition, the risk priority numbers are deduced for the individual parts. To ensure robust design, the insulated-gate bipolar transistor (IGBT), switched-mode power supply (SMPS), C/T (adjusting current), capacitor, and coupling are selected. The IGBT is changed to a field-effect transistor (FET) to enhance the voltage applied to the induction heating system, and a dual-safety device is added to the SMPS. For C/T (adjusting current), the turns ratio is adjusted to ensure an appropriate amount of induced current. The capacitor is replaced by a product with heat resistance and durability; further, coupling with a water-resistant structure is improved such that the connecting parts are not easily destroyed. The ground connection is chosen for management priority.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.41-47
• /
• 2022

Ag sintering technologies have received great attention as it was applied to the inverter of Tesla's electric vehicle Model III. Ag sinter bonding technology has advantages in heat dissipation design as well as high-temperature stability due to the intrinsic properties of the material, so it is useful for practical use of SiC and GaN devices. This study was carried out to understand the sinter joining temperature effect on the robust Ag sintered joints in air without pressure within 10 min. Electroplated Ag finished Cu dies (3 mm × 3 mm × 2 mm) and substrates (10 mm × 10 mm × 2 mm) were introduced, respectively, and nano Ag paste was applied as a bonding material. The sinter joining process was performed without pressure in air with the bonding temperature as a variable of 175 ℃, 200 ℃, 225 ℃, and 250 ℃. As results, the bonding temperature of 175 ℃ caused 13.21 MPa of die shear strength, and when the bonding temperature was raised to 200 ℃, the bonding strength increased by 157% to 33.99 MPa. When the bonding temperature was increased to 225 ℃, the bonding strength of 46.54 MPa increased by about 37% compared to that of 200 ℃, and even at a bonding temperature of 250 ℃, the bonding strength exceeded 50 MPa. The bonding strength of Ag sinter joints was directly influenced by changes in the necking thickness and interfacial connection ratio. In addition, developments in the morphologies of the joint interface and porous structure have a significant effect on displacement. This study is systematically discussed on the relationship between processing temperatures and bonding strength of Ag sinter joints.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.168-173
• /
• 2013

본 연구에서는 기존의 상업용 태양전지에서 전자-정공 재결합을 최소화하여 태양전지의 효율을 향상시키는 부가장치인 전자전달증대기(Electron Relay Enhancer: ERE)를 소개한다. 전자전달증대기는 교류 전력 공급 장치와 연결된 두 개의 캐패시터와 전자의 흐름 방향을 제어하는 브릿지 다이오드 시스템으로 구성되어 있다. 두 개의 캐패시터는 브릿지 다이오드 시스템을 통하여 태양전지로부터 전자를 포집하고 포집된 전자를 로드저항이나 인버터쪽으로 펌핑하는 것을 반복한다. 양으로 대전된 한 개의 캐패시터가 전자를 포집하는 동안 음으로 대전된 다른 캐패시터는 전자를 펌핑한다. 태양전지에서 여기된 전자가 정공에 재결합되기 전에 양으로 대전된 캐패시터는 태양전지로부터 더 많은 여기된 전자를 끌어온다. 이러한 까닭에 ERE 시스템은 태양전지의 효율을 증대시킨다. 연구결과로 ERE 활성 시 태양전지의 증가된 전력은 각각의 실험조건에서 5.9 W에서 25.6 W사이였고, 가장 높은 태양전지전력증가율은 ERE 비활성 시 태양전지 전력의 30.8%였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.70-79
• /
• 2003

본 연구에서는 압전 변압기를 이용한 T5 28급 전자식 안정기를 제작하여 그에 관한 특성을 조사하였다. 제작된 전자식 안정기는 크게 정류부와 능동형 역률 개선 회로부, 마이크로 컨트롤러를 이용한 주파수 발진부와 피드백 제어 회로부, 그리고 하프-브리지 인버터 회로 및 압전 변압기포 구성하였다. 사용된 원칩 마이크로 컨트롤러(AT90S4433)는 주파수를 발진하는 발진 회로부와 형광램프에 인가된 전류값을 측정하여 램프의 구동여부를 판단하는 피드백 제어 회로부로 구성하였으며, 내부 프로그램에 의해 일정 주파수에서 주파수를 감소시킴으로서 램프 방전을 유도하고 방전을 확인 후 정상상태 구동을 하는 주파수 대포의 이동을 통해 형광램프에 일정한 출력을 유지하였다. 결과적으로 개발된 전자식 안정기는 기존의 자기식 안정기가 무겁고 부피가 크며 많은 손실과 깜박거림(Flicker)현상을 지니는 반면에, 75[kHz]대의 고주파수로 동작하면서 99.5[%]이상의 높은 역률과 12[%]이하의 낮은 총 고조파 왜곡률(THD), 그리고 1.5이하의 CF(Crest Factor)를 나타낸다. 따라서 본 연구에서 제작된 압전형 안정기근 기존의 안정기를 대체할 수 있으며, 소형 경량화 되고 높은 효율을 지니게 되므로 경제적 측면에서의 장점도 기대된다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제16권1호
• /
• pp.91-105
• /
• 2016

Carbon Nanotube Field-Effect Transistors (CNTFETs) have been studied as candidates for post Si CMOS owing to the better electrostatic control and high mobility. To enhance the immunity against short - channel effects (SCEs), the novel channel and gate engineered architectures have been proposed to improve CNTFETs performance. This work presents a comprehensive study of the influence of channel and gate engineering on the CNTFET switching, high frequency and circuit level performance of carbon nanotube field-effect transistors (CNTFETs). At device level, the effects of channel and gate engineering on the switching and high frequency characteristics for CNTFET have been theoretically investigated by using a quantum kinetic model. This model is based on two-dimensional non-equilibrium Green's functions (NEGF) solved self - consistently with Poisson's equations. It is revealed that hetero - material - gate and lightly doped drain and source CNTFET (HMG - LDDS - CNTFET) structure can significantly reduce leakage current, enhance control ability of the gate on channel, improve the switching speed, and is more suitable for use in low power, high frequency circuits. At circuit level, using the HSPICE with look - up table(LUT) based Verilog - A models, the impact of the channel and gate engineering on basic digital circuits (inverter, static random access memory cell) have been investigated systematically. The performance parameters of circuits have been calculated and the optimum metal gate workfunction combinations of ${\Phi}_{M1}/{\Phi}_{M2}$ have been concluded in terms of power consumption, average delay, stability, energy consumption and power - delay product (PDP). In addition, we discuss and compare the CNTFET-based circuit designs of various logic gates, including ternary and binary logic. Simulation results indicate that LDDS - HMG - CNTFET circuits with ternary logic gate design have significantly better performance in comparison with other structures.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
• /
• 제9권2호
• /
• pp.58-67
• /
• 1995

본 논문은 유도전동기의 운전조작시에 발생되는 자계변화특성에 대하여 기술하였다. 본 측정시스템은 자기적분형 자계센서, 증폭기, 능동형 적분기로 이루어졌으며, 교정실험에 대한 측정계의 주파수대역과 감도는 각각 20[Hz]~0.234[mV/$\mu$T]이다. 유도전동기의 기동과 정상운전중에 발생하는 자계성분을 측정하였으며, 고조파 성분을 고속 푸리에 변환기법으로 분석하였다. 유도전동기의 직입기동시에는 단일성 펄스자계가 강하게 발생하였으며, 이의 피크치는 정상상태의 값보다 5배이상 크게 나타났다. 이러한 긴 과도시간과 강한 자계의 세기는 전동기의 큰 인덕턴스와 동특성에 기인된다. 유도전동기의 정상운전시에는 유도전동기의 극수에 의존하는 기본파에 대한 분조파의 자계성분이 관측되었다. 또한, 자계의 분조파 성분은 전동기의 토크 변동으로 불균일한 회전토크로 인해 생기는 맥동전류와 전압플리커에 의해서 발생하는 것으로 생각된다. 인버터구동형 유도전동기에서는 직입기동에 비하여 많은 고조파 성분이 발생되고 있었으며, 특히 전동기의 구동주파수가 낮을수록 맥동토크에 의한 전류변화로 고조파 성분은 더욱 증가하였다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.117-125
• /
• 2007

연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 380[VDC]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[VAC]로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 연료전지 시스템용 고효율 DC-DC 컨버터는 위상천이 PWM 제어법을 이용하여 부분 공진에 의한 ZVS를 실현하였으며, 일정 스위칭 주파수화 및 스위치의 스위칭 손실, 피크 전압과 전류를 저감시켰다. 그리고, 정류회로에 2개의 인덕터를 첨가하여 리플성분이 저감된 직류전압과 전류를 부하측에 안정하게 공급할 수 있었다. 또한, 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 92[%]정도 얻을 수 있다. 이상과 같이 결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제24권7호
• /
• pp.710-721
• /
• 2013

본 연구에서는 배터리 내부의 회로 모델링, 다이나믹 다이오드를 이용한 인버터, 2-D EM Tool을 이용한 모터의 해석 결과를 합친 EV/HEV용 모터 구동시스템의 통합 시뮬레이션 방법을 제안한다. 배터리의 모델링을 위해서 충전상태(DOD: Depth of Discharge)에 따라서 변화하는 인덕턴스, 저항, 캐패시턴스 성분을 AC 임피던스 분석법을 이용하여 산출하였으며, 역회복 시간이 반영된 다이나믹 다이오드를 사용하여 인버터를 모델링하였다. 모터의 특성은 매입형 영구 자석 모터의 EM 필드 해석을 Ansys Maxwell 15.0 버전을 사용하여 모델링하였다. 즉, 배터리 및 인버터의 회로 모델과 EM 필드 해석을 통한 모터 해석 모델을 통합한 시뮬레이션 방법을 제시하고, 전체의 통합 모델링을 Ansys Simplorer 10.0 버전을 사용하여 수행하였다. 그리고 이를 통하여 EV/HEV 모터 구동회로의 전도성 노이즈 스펙트럼 분석을 수행하였고, 그 분석 결과가 정성적으로 유의미함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제44권5호
• /
• pp.62-70
• /
• 2007

본 논문에서는 일정 토크영역에서 승압형 PFC 컨버터와 직접토크제어(DTC) 방법을 사용하여 BLDC 모터의 구동 시스템을 DSP(TMS320F2812)로 구현하였다. 기존의 6단계 PWM 전류제어와 달리 미리 정한 샘플시간 마다 간단한 look-up 표로부터 2상 도통 모드에 대한 인버터의 전압 상태 벡터를 설정함으로써 원하는 전류파형을 만들었으며 이로부터 기존의 전류제어기보다 훨씬 빠른 토크 응답특성을 얻을 수 있었다. 또한 BLDC 모터의 비 이상적인 사다리형 역기전력에 의해 발생되는 저주파 토크변동을 저감하기 위하여 위치 loop-up 표를 사용하였다. 아울러 역률을 보정하기 위해 승압형 PFC 컨버터를 구성하였고 이 때 전파 정류된 입력전압과 출력전압, 인덕터의 전류에 의해 평균전류모드 제어 방식으로 80 kHz마다 PWM 듀티(duty)가 조절 되도록 하였다. 이와 같이 복잡한 제어 알고리즘은 초고속 DSP의 출현으로 PFC와 DTC 알고리즘이 동시에 제어가 가능하며, 본 논문에서는 DTC 알고리즘을 구현할 때 DSP의 일반 범용의 출력포트를 사용하여 구현하였고 단지 PFC에서만 1개의 PWM을 사용하여 디지털 제어기를 구현하였다. 실험을 통해 DTC 알고리즘과 PFC 컨버터를 이용한 BLDC 모터 구동 시스템의 타당성과 효용성을 보였고, 실험결과로부터 PFC 컨버터를 사용하지 않았을 때는 역률이 약 0.77이었으나 PFC 컨버터를 사용하였을 때는 부하변동에 관계없이 약 0.9997로 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.331-340
• /
• 2008

교류 $50{\sim}100\;kHz$의 고주파와 수 kV의 고전압으로 구동되는 냉음극 형광램프의 전류 및 전압을 계측하는 방법을 조사하였다. 고 전압 측에 설치되는 프로브 자체의 임피던스 영향으로 램프의 휘도가 변화하고 누설 전류가 발생하여 정확한 전류 및 전압의 계측이 어렵다. 따라서 프로브의 임피던스와 누설 전류를 고려한 회로 분석을 통하여 올바른 계측 방법을 제시하였다. 프로브 설치로 휘도 변화 시, 인버터에 입력되는 DC 전압을 조정하여 램프의 특정 휘도를 유지하여 계측한다. 램프 전류($I_G$)는 접지 측에서 전류 프로브나 고주파 전류계로 계측하며, 전압은 고 전압 측에 설치한 전압 프로브로 계측한다. 램프 전압($V_C$)은 고전압이 인가되는 냉음극과 안전 캐패시터 사이에서 계측하며, 인버터의 출력 전압(VI)은 안전 캐패시터와 인버터 출력단 사이에서 계측한다. 램프 전압($V_C$)과 램프 전류($I_G$)의 위상차가 없기 때문에, 램프 자체의 순수 소모 전력은 램프 전압($V_C$)와 램프 전류($I_G$)의 곱이다. 인버터의 출력 전압($V_I$)과 램프 전류($I_G$)의 위상차($\theta$)는 전압 프로브의 용량성 임피던스로 인하여 계측값이 부정확하며, 회로의 분석에서 얻어진 $cos{\theta}=V_C/V_I$로부터 위상차를 얻을 수 있다.