• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.905-913
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• 2017

To enhance the zero-voltage switching (ZVS) range and power density of the phase-shift full-bridge (PSFB) ZVS converters used in geophysical exploration, an additional resonant inductor is used as a leakage inductance and a blocking capacitor which is equivalent to interlayer capacitance is integrated into a novel integrated inductor-capacitor-transformer (L-C-T). The leakage inductance and equivalent interlayer capacitance of the novel integrated L-C-T are difficult to determine by conventional methods. To address this issue, this paper presents accurate and efficient methods to compute the leakage inductance and equivalent interlayer capacitance. Moreover, the accuracy of this methodology, which is based on electromagnetic energy and Lebedev's method, is verified by an experimental analysis and a finite element analysis (FEA). Taking the problems of the novel integrated L-C-T into consideration, the losses of the integrated L-C-T are analyzed and the temperature rise of the integrated L-C-T is determined by FEA. Finally, a PSFB ZVS converter prototype with the novel integrated L-C-T is designed and tested.

• International Journal of Railway
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• 제8권1호
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• pp.10-14
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• 2015

Due to the characteristics of the vehicle structure, the magnetic levitation train has a confined bottom space thus a study on miniaturization and weight reduction of auxiliary power unit is essential. This auxiliary power unit is an essential device used for illumination, air conditioning, heating and air brake equipment excluding the motor. The previous auxiliary power unit for magnetic levitation train has used the hard switching having a high switching frequency with heavy loss in order to reduce the size of filter reactor and transformer but the reduction in volume was not significant. In this paper, by reducing the loss, reducing the size of the cooling unit and by increasing the switching frequency using the soft switching of resonant converter, it has miniaturized and reduced the weight of filter reactor and transformer which occupy significant space in the auxiliary power unit. This study has verified the performance of 50KVA grade prototype through simulated interpretation and analysis, and compared the size and weight of auxiliary power unit of the previous magnetic levitation train.

• 한국해양공학회지
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• 제36권1호
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• pp.21-31
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• 2022

In recent years, various studies have been conducted on oscillating-water-column-type wave energy converters (OWC-WECs) with multiple chambers with the objective of efficiently utilizing the limited space of offshore/onshore structures. In this study, a numerical investigation based on a numerical wave tank was conducted on single, dual, and triple OWC chambers to examine the hydrodynamic performances and the energy conversion characteristics of the multiple water columns. The boundary value problem with the Laplace equation was solved by using a numerical wave tank based on a finite element method. The validity of the current numerical method was confirmed by comparing it with the measured data in the previous experimental research. We undertook a series of numerical simulations and observed that the water column motion of sloshing mode in a single chamber can be changed into the piston motion of different phases in multiple OWC chambers. Therefore, the piston motion in the multiple chambers can generate considerable airflow at a specific resonant frequency. In addition, the division of the OWC chamber results in a reduction of the time-dependent variability of the final output power from the device. As a result, the application of the multiple chambers leads to an increase of the energy conversion performance as well as a decrease of the variability of the wave energy converter.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.7-14
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• 2008

본 논문에서는 $1.0{\mu}m$ BCD 650V 공정을 이용하여 향상된 잡음 내성과 높은 전류 구동 능력을 갖는 고전압 구동 IC를 설계하였다. 설계된 고전압 구동 IC는 500kHz의 고속 동작이 가능하고, 입력 전압의 범위가 최대 650V이다. 설계된 IC에 내장된 상단 레벨 쉬프터는 잡음 보호회로와 슈미트 트리거를 포함하고 있으며 최대 50V/ns의 높은 dv/dt 잡음 내성을 가지고 있다. 또한 설계된 숏-펄스 생성회로가 있는 상단 레벨 쉬프터의 전력 소모는 기존 회로 대비 40% 이상 감소하였다. 이외에도 상 하단 파워 스위치의 동시 도통을 방지하는 보호회로와 구동부의 전원 전압을 감지하는 UVLO(Under Voltage Lock-Out) 회로를 내장하여 시스템의 안정도를 향상시켰다. 설계된 고전압 구동 IC의 특성 검증에는 Cadence사의 spectre 및 PSpice를 이용하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권2호
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• pp.49-58
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• 2005

새롭게 개발되어진 소프트 스위칭 3상 PM 정류기는 간단한 회로 구성과 고효율을 가지고 있다. 제안한 회로는 ARCP 컨버터의 한 종류이다. 기존의 ARCP 컨버터는 3상 보조 리액터와 소프트 스위칭 보조 회로를 6개의 보조 스위치, 각 스위치의 게이트 구동 회로, 제어회로가 필수적이나 결과적으로 이 회로는 높은 손실을 가지고 있다. 본 논문에서 제안한 주 회로는 두 개의 보조 리액터와 두 개의 스위치와 각각의 다이오드로 구성되는 보조 소프트 스위칭 회로이다. 부가적으로 두 개의 주 스위치와 간단한 보조 스위치의 제어회로는 PWM 제어 회로로 만들어지며, 공통으로 사용하였다. 소프트 스위칭 보조 회로의 작용을 의미하며, 주 스위치는 WS로 동작되고, 보조스위치는 ZCS로 동작된다. 본 논문에서 제안한 회로의 구성과 동작 원리를 설명하였으며, 실험결과에 의해서 증명하였다 용랑5[kW]의 시작품을 사용하여 변환효율은 최대$98.8[\%]$과 역률$99[\%]$를 얻었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.655-661
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• 2006

Dielectric and piezoelectric properties of PMN-PZT ceramics with a high mechanical quality factor$(Q_m)$ and a low temperature sintering temperature were investigated as a function of PZN substitution in order to develop multilayer piezoelectric transformer for AC-DC converter. Multilayer piezoelectric transformers were subsequently manufactured using the PMN-PZN-PZT ceramic offering the optimal behavior and then the electrical performance were invetigated. At the sintering temperature of $940^{\circ}C$, density, electromechanical coupling factor$(k_p)$, mechanical qualify factor$(Q_m)$ and dielectric constant$(\varepsilon_r)$ of 8 mol% PZN substituted specimen were $7.73g/cm^3$, 0.524, 1573 and 1455, respectively. The PZN substitution caused a increase in the dielectric constant and the electromechnical coupling factor. The voltage step-up ratio of multilayer piezoelectric transformer showed the maximum value at near the resonant frequency of 76.55 kHz and increased according to the increase of load resistance. The multilayer piezoelectric transformer with the output impedance coincided with the load resistance showed the temperature increase of less than $20^{\circ}C$ at the output power of 10 W. Based on the results, the manufactured multilayer transformer using the low temperature sintered PMN-PZN-PZT ceramics can be stably driven for both step-up and down transformers.

• 에너지공학
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• 제15권3호
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• pp.181-187
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• 2006

본 논문에서는 소방 비상용으로 이용되는 태양전지 발전시스템을 제안하고, 발전시스템의 효율을 증대시키기 위한 새로운 고효율의 전력변환장치(승압용 초퍼와 인버터)가 설계된다. 직류-직류(DC-DC) 승압용 초퍼와 직류-교류(DC-AC) 인버터는 사용된 제어스위치들의 스위칭 손실을 최소화하기 위해 공진회로를 이용한 새로운 소프트 스위칭 기법이 적용되고 시스템의 효율을 증대시킨다. 또한 본 논문에서는 태양전지(solar cell)의 최대전력 전송에 의한 태양전지의 효율적인 사용을 위한 태양전지 발전전력의 최대점 $P_{max}$을 손쉽게 추종하고 검출하는 새로운 제어기법과 제어회로에 대해 상세히 해석된다. 고효율의 전력변환 장치와 태양전지 최대전력 전송회로는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 입증된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.35-43
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• 2007

본 논문에서는 전자 유도 법칙을 이용한 차량용 유도 전력 집전장치가 제안하였으며 전력 전송 특성을 개선하기 위한 전력 집전체의 몇 가지 설계에 관련된 개점을 제시하였다. 또한 다양한 공진 주파수로 동작되는 직렬 공진 컨버터와 연결하여 전력 전송 시스템의 해석을 나타내었다. 동작 주파수와 파라미터의 변동에 대한 시스템의 민감도가 고려되며, 유도 전력 전송 시스템에 있어서 전력은 코일이나 트랙의 형태인 1차 권선을 통하여 하나, 혹은 그 이상의 절연된 급전 코일로 전송된다. 본 논문은 유도전력전송의 집전장치의 구조를 기존변압기와 유사한 등가회로의 파라미터로 구성하고, 공극 및 권선을 고려한 1차, 2차측 파라미터를 설정하여 1차측 급전 주파수의 변화에 따른 집전특성에 대하여 기술하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.148-156
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• 2007

본 논문은 원거리 및 직선구간에 동작되어지는 Stocker 시스템에 대해 설명하고 있다. 파티클 발생을 줄이기 위해 Stocker의 전원은 비접촉 전원장치를 사용한다. 기존 비접촉 전원장치보다 회로구성과 토폴로지를 간략화 하였다. 이를 바탕으로 시제품을 제작하여 상용화에 가능함을 보이고자 한다. 비접촉 전원장치 전체 제어 시스템의 구조는 1차측 전원공급장치와 2차측 전원공급장치간 상호 정보를 광모뎀 통신과 TMS320F243을 사용한 구조이며, 비접촉 전원장치와 출력제어를 위해 주파수 제어를 사용하였다. 본 논문에서는 광모뎀 통신을 사용함으로써 크레인의 이동부(2차측 전원공급장치)와 고정부(1차측 전원공급장치)간 1:1통신으로 제어되는 상용화 Stocker 시스템에 적용하였으며, 향후, Stocker 시스템의 멀티 Crane의 동작을 위해 비접촉 전원장치의 고정부와 이동부간 1:다수가 제어 가능하게 하는 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.223-228
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• 2018

본 논문은 동축 공동 공진기를 이용한 레인센서를 설계하고 제작한다. 선형적으로 빗방울을 감지할 수 있는 레인센서는 전압 제어 발진기 (VCO), 동축 공동 공진기, RF 스위치, RF 검출기, A / D 컨버터, DAC 및 마이크로 컨트롤러로 구성되었다. 설계된 레인 센서의 작동 주파수 범위는 2.5GHz ~ 3.2GHz이며, 입력 전압과 전류 소스는 24 [V / DC]와 1 [A]이다. 설계된 센서 회로는 VCO, RF 스위치, 고주파수 3GHz에서 소자의 주파수 특성을 변화시키는 RF 검출기를 포함한다. 센서 회로의 주파수 특성에 대한 오차를 교정한다. 이를 위해 공진기에 신호를 보내지 않고 RF 검출기로 신호를 직접 전달하는 기준 경로를 만든다. 시뮬레이션 및 측정 결과에 따르면 시뮬레이션된 공진기 주파수와 제작된 공진기 주파수 사이에 0-50MHz 차이가 있음을 알 수 있다.