• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.29-36
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• 2002

최근 들어 국내 전기철도가 고속 대용량화되고 새로운 전력반도체 기술이 전력변환장치에 채용되면서 이로 인해 AT급전계통에 전압강하 등 전력품질 문제가 대두되고 있다. 지금까지 급전계통의 전압강하 대책으로는 직렬콘덴서(SC)를 주로 설치/운용하였으나 기술적인 한계로 인해 충분한 효과를 달성하지 못하고 있으며 고조파 공진현상도 새롭게 문제시 되고 있다. 또한 신규 전기철도 건설에 따른 전철변전소 위치확보 문제와 운행선로에서의 수송량 증가에 따른 열차 증량편성 및 시격(열차운행시간 간격)단축으로 인한 부하 중대가 예상되고 있으며, 급전사고로 인한 인근 전철변전소로부터의 연장급전 운용 등도 고려해야 하므로 이에 따른 급전시스템의 전압강하 및 전력품질 보상 대책이 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 효과적인 보상대책 설비의 하나로 TSC방식 SVC를 전기철도의 AT 급전시스템에 적용하는 방안을 검토하고 PSCAD/EMTDC를 이용하여 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.849-859
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• 2017

This paper illustrates the analysis and design of a multi-resonant converter applied to an electric vehicle (EV) charger. Thanks to the notch resonant characteristic, the multi-resonant converter achieve soft switching and operate with a narrowed switching frequency range even with a wide output voltage range. These advantages make it suitable for battery charging applications. With two more resonant elements, the design of the chosen converter is more complex than the conventional LLC resonant converter. However, there is not a distinct design outline for the multi-resonant converters in existing articles. According to the analysis in this paper, the normalized notch frequency $f_{r2n}$ and the second series resonant frequency $f_{r3n}$ are more sensitive to the notch capacitor ratio q than the notch inductor ratio k. Then resonant capacitors should be well-designed before the other resonant elements. The peak gain of the converter depends mainly on the magnetizing inductor ratio $L_n$ and the normalized load Q. And it requires a smaller $L_n$ and Q to provide a sufficient voltage gain $M_{max}$ at ($V_{o\_max}$, $P_{o\_max}$). However, the primary current increases with $(L_nQ)^{-1}$, and results in a low efficiency. Then a detailed design procedure for the multi-resonant converter has been provided. A 3.3kW prototype with an output voltage range of 50V to 500V dc and a peak efficiency of 97.3 % is built to verify the design and effectiveness of the converter.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.892-904
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• 2017

A design of a Class-E inverter with only one inductor and one capacitor is presented. It is operated at the optimal operation mode for domestic cooker. The design principle is based on the zero-voltage derivative switching (ZVDS) of the Class-E inverter with a parallel load network, which is a parallel resonant equivalent circuit. An induction load characterization is obtained from a large-signal excitation test bench, which is the key to an accurate design of the induction cooker system. Consequently, the proposed scheme provides a more systematic, simple, accurate, and feasible solution than the conventional quasi-resonant inverter analysis based on series load network methodology. The derivative of the switch voltage is zero at the turn-on transition, and its absolute value is relatively small at the turn-off transition. Switching losses and noise are reduced. The parameters of the ZVDS Class-E inverter for the domestic induction cooker must be selected properly, and details of the design of the components of this Class-E inverter need to be addressed. A 1,200 W prototype is designed and evaluated to verify the validation of the proposed topology.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1104-1112
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• 2013

본 논문에서는 감지기에서 특정 거리만큼 떨어진 곳에 버블 형태의 감지 영역을 형성하는 새로운 버블형 동작 감지기를 위해 나노초의 발진 기동 시간과 8.35 GHz의 중심주파수를 가지는 광대역 콜피츠 전압제어발진기를 설계 및 제작하였다. 전압제어발진기는 HEMT 소자 및 콜피츠 궤환 구조를 이용한 부성 저항부와 바랙터 다이오드 및 단락된 마이크로스트립 분기 선로를 이용한 공진부로 구성되었다. 패키지된 트랜지스터의 기생 인덕턴스로 인해 8.1 GHz에서 용량성 값에서 유도성 값으로 변하는 부성 저항부의 리액턴스 변화는 마이크로스트립 분기 선로와 직렬 캐패시터를 이용하여 보상하였다. 부성 저항 값을 결정하는 궤환 캐패시터들의 값을 조정함으로써 부성 저항 값 변화에 따른 발진 기동 시간 개선 여부와 부성 저항부의 입력 리액턴스 기울기 변화에 따른 대역폭 개선 여부도 조사되었다. 제작된 전압제어발진기는 2.3 GHz(28 %)의 튜닝 대역폭과 4.1~7.5 dBm의 출력 전력, 그리고 2 nsec 이하의 발진 기동 시간을 가지는 것으로 측정되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제49권5호
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• pp.475-483
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• 2012

High capacitance X5R MLCCs based on $BaTiO_3$ ceramic dielectric layers exhibit a single broad, asymmetric arc shape impedance and modulus response over the wide frequency range between 1 MHz to 0.01 Hz. Analysis according to the conventional brick-layer model for polycrystalline conductors employing a series connection of multiple RC parallel circuits leads to parameters associated with large errors and of little physical significance. A new parametric impedance model is shown to satisfactorily describe the experimental spectra, which is a parallel network of one resistor R representing the DC conductivity thermally activated by 1.32 eV, one ideal capacitor C exactly representing bulk capacitance, and a constant phase element (CPE) Q with complex capacitance $A(i{\omega})^{{\alpha}-1}$ with ${\alpha}$ close to 2/3 and A thermally activated by 0.45 eV or ca. 1/3 of activation energy of DC conductivity. The feature strongly indicate the CK1 model by J. R. Macdonald, where the CPE with 2/3 power-law exponent represents the polarization effects originating from mobile charge carriers. The CPE term is suggested to be directly related to the trapping of the electronic charge carriers and indirectly related to the ionic defects responsible for the insulation resistance degradation.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.114-124
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• 2011

본 논문에서는 2 GHz 선형 위상 천이 특성을 갖는 위상천이기를 설계 및 제작하여 보였다. 소형의 위상 천이기 구현을 위해 집중소자로 구성된 전통과 회로망(all pass network)을 기반으로 위상천이기를 구성하고, 박막세라믹 공정을 이용하여 제작하였다. 또한, 선형의 위상 천이 특성을 얻기 위해 버랙터(varactor) 다이오드에 직렬 커패시터를 연결하여, 전압에 대한 커패시턴스를 선형화함으로써 비선형성을 개선하였다. 전통과 회로망에 나타나는 인덕터는 스파이럴 인덕터로 구현하고, 이를 다이오드 바이어스 회로에 활용하여 $4\;mm{\times}4\;mm$ 면적을 가지는 소형 위상천이기를 구성할 수 있었다. 또한, 온-웨이퍼(on wafer)로 측정을 위해 입출력은 CPW(Coplanar Waveguide) 형상으로 구현하였으며, 제작된 위상천이기는 버랙터 조정 전압 0~5 V에 대하여, 2 GHz에서 삽입 손실은 약 4.2~4.7 dB, 위상 변화량은 약 $79^{\circ}$였으며, 예상한대로 선형 위상 천이 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.14-21
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• 2019

본 논문에서는 MZR을 사용하여 2.4GHz WiFi대역에서 동작하는 온 보드(on-board) 초소형 안테나를 구현하였다. 설계한 안테나는 소형 단말기 PCB의 크기가 $78{\times}38{\times}0.8mm^3$이며, 시스템의 크기는 $63{\times}38{\times}0.8mm^3$이고, 방사부의 크기는 $15{\times}38{\times}0.8mm^3$인 제한조건에서 동작하는 초소형 안테나를 구현하였다. 급전구조는 시스템 보드의 좌측 상단에 급전 점을 설정하고, 안정적인 급전을 위해 CPW구조를 사용하였고, 급전부와 안테나의 결합은 자계결합구조를 사용하였다. MZR의 공진주파수는 직렬 커패시터와 셀의 인덕턴스에 의해서 결정됨으로 셀 사이의 갭, 셀의 길이, 인터디지털(interdigital) 커패시터의 길이, 방사부와 접지면의 간격에 대하여 분석하였으며, 그 결과를 사용하여 안테나를 설계 제작하였다. 제작한 안테나는 급전구조를 포함한 안테나의 전체크기는 $20.8{\times}9.0{\times}0.8mm^3$이며, 전기적인 길이는 $0.1664{\lambda}_0{\times}0.072{\lambda}_0{\times}0.0064{\lambda}_0$이다. 측정결과 10 dB 대역폭, 이득과 방향성은 각각 440 MHz(18.3%), 0.4405 dB, 2.722 dB이다. 방사패턴은 전 방향 특성을 가지고 있음을 확인하였으며, 초소형 단말기 안테나에 적용할 수 있음을 확인하였다.