• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.109-111
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• 2020

본 논문에서는 ESS용 전류원 Dual-Active-Bridge 컨버터의 저 부하 및 고 부하에서의 효율 향상을 위한 하이브리드 스위칭 알고리즘을 제안하고자 한다. 전류원 DAB 컨버터는 인터리브 구조를 이용하여 배터리 단의 입력 전류 리플을 저감할 수 있고, 전력 변환 효율 개선을 위한 다양한 제어 변수를 도입할 수 있는 등의 장점으로 인해 DC 마이크로그리드에서 ESS용 절연형 양방향 DC/DC 컨버터로 주목받고 있다. 그러나 전류원 DAB에서 종래의 전력 제어 방법인 펄스폭 변조 방식과 위상천이가 결합된 방법 (PWM plus Phase Shift, PPS)의 경우 저 부하 조건에서 높은 피크 전류로 인해 도통 손실이 크며, 펄스폭 변조 방식과 이중 위상천이가 결합된 방법(PWM plus Dual Phase Shift, PPDPS)의 경우 고 부하 조건에서 영전압 스위치 영역이 좁아져 효과적이지 않다. 따라서 본 논문에서는 2차 측의 펄스폭과 위상천이를 독립적으로 제어하는 하이브리드 스위칭 알고리즘을 통해 순환전류를 감소시키고 영전압 스위치 영역을 확장시켜 저 부하 및 고 부하 모두에서 효율을 향상시키고자 한다. 1-kW급 전류원 DAB 컨버터 시작품을 통해 제안된 하이브리드 스위칭 알고리즘의 효율성과 타당성을 검증한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.176-183
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• 2008

본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 고 효율 전원 제어 장치 (PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DTMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기(Saw-tooth generator), 밴드갭기준 전압 회로(Band-gap reference circuit), 오차 증폭기(Error amplifier), 비교기(Comparator circuit)가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 그라운드부터 전원 전압(Vdd:3.3V)까지 출력 진폭 범위를 갖는 1.2MHz 발진 주파수를 가지며, 비교기는 2단 연산 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 DC gain과 $64^{\circ}$ 위상 여유를 갖도록 설계하였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.21-28
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• 2006

본 논문에서는 Ballard사의 1.2[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압($28{\sim}43[VDC]$)을 승압(380([VDC])시키기 위한 풀-브리지 직류-직류 컨버터, 그리고 승압된 직류 링크전압을 교류 전압(220[VAC]), 60[Hz]으로 변환하기 위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류는 프리휠링 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권11호
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• pp.70-77
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• 2013

본 논문에서는 새로운 기법의 PWM 발생기를 이용한 저면적, 고효율 SMPS를 제안한다. 제안된 회로에서 PWM의 duty ratio는 pseudo relaxation-oscillation technique를 이용한 PWM 발생기의 내부 커패시터 전압 기울기를 제어하는 방식으로 결정된다. 기존의 SMPS들에 비해, 제안된 제어 방식은 loop bandwidth 보상을 위해 기존의 아날로그 제어방식의 SMPS에서 요구되는 필터회로나 디지털 제어방식의 SMPS에서 요구되는 디지털 compensator가 필요 없기 때문에 단순한 구조로 구성된다. 또한, 제안된 회로는 PWM 발생기의 내부 캐패시터 용량 변화를 통해 1MHz~10MHz까지 스위칭 주파수를 사용자가 선택할 수 있다. 시뮬레이션 수행결과 제안된 SMPS는 10MHz 스위칭 주파수를 선택했을 때 내부회로에서 소모되는 전류는 최대 2.7mA, 파워 Trail을 제외한 전체 시스템의 전류 소모는 15mA였다. 또한, 제안된 SMPS는 시뮬레이션으로 3.3V출력에서 9mV의 최대 리플 전압이 발생하였다. 본 논문에서는 동부하이텍 BCD $0.35{\mu}m$ 공정 파라미터를 이용한 시뮬레이션 및 칩 테스트를 통해 제안된 회로를 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.79-84
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• 2013

DC/DC 컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시키는 효율이 높은 전력변환기이다. DC/DC 컨버터는 PWM-IC(펄스폭 변조 집적회로) 제어기, MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터), 인덕터, 콘덴서 등으로 구성되어있다. 코발트 60 ($^{60}Co$) 저준위 감마발생기를 이용한 TID실험에서 방사선의 영향으로 PWM-IC의 전기적 특성중에 문턱전압과 옵셋전압이 증가되고, SEL에 적용된 4종류의 중이온 입자는 PWM-IC의 파형을 불안정하게 만든다. 또한, 입/출력관계의 파형을 SPICE 시뮬레이션 프로그램으로 관찰하였다. PWM-IC의 TID 실험은 30 Krad 까지 수행하였으며, SEL 실험을 제어보드를 구현한 후 LET($MeV/mg/cm^2$)별 cross section($cm^2$)으로 연구하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.33-38
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• 2017

본 논문에서는 채널 당 3.125-Gb/s 동작 속도를 갖는 4-채널 공통-캐소드 VCSEL 다이오드 드라이버 어레이 칩을 구현하였다. 스위칭 동작하는 메인 드라이버의 동작속도 향상을 위해, 액티브 인덕터를 사용한 전치증폭단과 이퀄라이저 기능을 탑재한 입력버퍼단으로 구성하였다. 특히 개선된 입력버퍼단의 경우, 주파수 영역의 피킹으로 대역폭 증대뿐 아니라 비교적 적은 전류로 동작하도록 설계하였다. 본 논문에서 사용한 VCSEL 다이오드는 2.2 V 순방향 전압과 $50{\Omega}$ 기생저항 및 850 fF 기생 캐패시턴스를 갖는다. 또한, 3.0 mA 변조전류 및 3.3 mA 바이어스 전류로 동작하므로, 두 개의 독립적인 전류소스로 구동 가능한 current steering 기반의 메인 드라이버를 설계하였다. 제안한 4-채널 광 송신기 어레이 칩은 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 칩 코어의 면적은 $0.15{\times}0.18{\mu}m^2$ 이며, 채널 당 22.3 mW 전력소모를 갖는다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.139.2-139.2
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• 2015

In this study, We applied the magnetic field that has CW frequency and AM frequency to heating magnetic nano powder. For this experiment, We set up the devices flat-type magnetic field generator with CW frequency and AM frequency. We supplied the current to encircling coil by adjusting the power of generating of magnetic field device for AC voltage through Slidacs and using way of LC resonance circuit and SMPS(Switching Mode Power Supply). Above the encircling coil, We covered the circular flat insulator like glass. And we located the well plate containing the magnetic nano powder liquor above the circular flat insulator and exposed the magnetic field to this well plate. Using the flat-type magnetic field generator with CW and AM frequency and the magnetic field measurement sensor(Magnetic pick up coil or Hall sensor), We measured the strength of the magnetic field of circular flat insulator's surface in each position. The temperature of the magnetic nano powder in the well plate was quantitatively measured by the magnetic field strength through the Fluoroptic thermometer.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.798-804
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• 2013

본 논문에서는 고주파 회로 모델링을 이용하여 전기자동차의 LDC로부터 방출되는 전도성 전자파 잡음을 시스템-레벨에서 분석하였다. 관련 전도 방출의 주요 원인은 LDC에서 사용하는 펄스폭 변조 방식의 100 kHz 스위칭 동작에 기인하며, 이러한 전도 방출은 공통-임피던스 결합 및 유도성 결합을 통해 AM/FM 주파수 대역에서의 무선주파수 간섭을 유발한다. 이러한 문제를 분석하기 위해 LDC를 구성하고 있는 MOSFET과 고압 커패시터, 고전압 케이블과 버스 바에 대한 기본 회로는 물론, 각 부분에서 존재하는 기생 성분 및 비선형 특성을 해석하여 LDC 전체를 포함한 시스템-레벨의 고주파 등가회로 모델을 제안하였다. 이러한 모델을 이용하여 시뮬레이션과 측정을 비교하여 유사성을 검증하였다. 향후 이러한 접근 방법이 전기자동차의 전자파 적합성 설계에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국광학회지
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• 제21권5호
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• pp.181-184
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• 2010

본 논문에서는 파장 가변과 동시에 스위칭이 가능한 쌍파장 어븀 첨가 광섬유 레이저를 실험적으로 구현하였다. 희토류 첨가 광섬유를 이득 매질로 사용하고 두 개의 선형 공진기를 중첩하여 파장 스위칭 효과를 구현하였다. 음향광학 변조기로 두 레이저 발진 파장들 사이에 선택적으로 스위칭하는 기능을 가지면서 동시에 광섬유 격자에 인장력 및 수축력을 인가하여 발진 파장을 가변할 수 있는 기능성 쌍파장 광섬유 레이저를 구현하였다. 제안된 파장 가변형 쌍파장 스위칭 레이저는 높은 소광비와 가변성, 넓은 가변 대역폭, 그리고 빠른 안정응답시간 등 이전의 기술에 비해 더 좋은 장점들을 가지고 있다. 파장 스위치를 하는 모든 경우에 대해 40 dB이상의 높은 소광비를 가지는 고성능의 광섬유 레이저를 구현하였다. 제안된 쌍파장 광섬유 레이저의 출력은 안정적이고 출력 변동은 0.6 dB 이하로 측정되었다. 발진 파장의 가변성 변화는 ~7.2 nm/$m^{-1}$로 측정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.497-507
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• 2010

본 논문은 상이한 누설인덕턴스를 가진 두 개의 변압기를 이용하여 전류불균형을 개선한 하프브리지 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 변압기의 누설인덕턴스와 자화인덕턴스 및 공진커패시턴스를 이용하여 공진하고, 넓은 부하영역을 가지며, 경부하에서도 영전압스위칭 조건을 만족한다. 직/병렬로 연결된 두 개의 변압기는 동작모드에 따라 변압기 또는 공진인덕턴스로써 교대로 동작하고, 변압기 2차측에는 누설인덕턴스를 이용하므로 별도의 출력 필터인덕턴스가 필요하지 않다. 또한 제안된 컨버터는 두 변압기의 상이한 누설인덕턴스와 하프브리지 스위치의 비대칭 펄스폭변조를 이용하여 2차측 정류다이오드의 전류불균형 문제를 개선한다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리를 모드별로 설명하고 프로토타입 컨버터의 설계 예를 제시한다. 제안된 컨버터의 우수한 성능을 입증하기 위하여 설계된 프로토타입의 회로파라미터로써 프로토타입 컨버터를 제작하고 실험하였다. 제안된 컨버터의 우수한 성능을 실험결과를 통하여 보인다.