• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.46-52
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• 1999

본 논문은 NPC 인버터의 구조를 위한 유도전동기 구동 시스템의 새로운 히스테리시스 전휴 제어기법을 제안하였다. 이러한 NPC 구조를 가지는 히스테리시스 전류제어 인버터의 구조는 각상의 인버터 출력전압을 제어하는 주 스위칭 소자와 주 스위치 OFF시에 출력전압을 0전위로 유지시키기 위한 보조 스위칭 소자로 구성된다. 이와 같이 제안된 HNPC (Hysteresis current controlled Neutral Point Clamped) 스위칭 기법은 1차, 2차 전류밴드를 가지며, 전압스위칭 신호는 1차 밴드와 실제전류의 비교 결과로서 발생하고, 2차 밴드와 실제전류의 비교 결과는 전압 스위칭 신호의 상위와 하위를 스위치의 동작을 결정하는 신호로서 동작한다. 이러한 스위칭의 결과로서 제안된 인버터 시스템의 출력 파형은 기존의 전류제어 방식과 비교하여 적은 고조파 성분의 함유특성을 가지고, 동일한 전류밴드 범위에서 낮은 스위칭 주파수를 가진다. 본 연구에서는 제안된 기법을 유도 전동기 구동 시스템에 적용하므로 이들 특성을 시뮬레이션을 통하여 고찰하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권3호
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• pp.821-834
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• 2017

This paper reports on a single-inductor multiple-output step-up converter with digital control. A systematic analog-to-digital-controller design is explained. The number of digital blocks in the feedback path of the proposed converter has been decreased. The simpler digital pulse-width modulation (DPWM) architecture is then utilized to reduce the power consumption. This architecture has several advantages because counters and a complex digital design are not required. An initially designed unit-delay cell is adopted recursively for the construction of coarse, intermediate, and fine delay blocks. A digital limiter is then designed to allow only useful code for the DPWM. The input voltage is 1.8 V, whereas output voltages are 2 V and 2.2 V. A co-simulation was also conducted utilizing PowerSim and Matlab/Simulink, whereby the 55 nm process was employed in the experimental results to evaluate the performance of the architecture.

• 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.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권4호
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• pp.437-444
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• 2007

This paper experimentally investigates the effects of oxygen-enriched air (OEA) on the running behaviors of an LPG SI engine during both start/warm-up (SW) and hot idling (HI) stages. The experiments were performed on an air-cooled, single-cylinder, 4-stroke, LPG SI engine with an electronic fuel injection system and an electrically-heated oxygen sensor. OEA containing 23% and 25% oxygen (by volume) was supplied for the experiments. The throttle position was fixed at that of idle condition. A fueling strategy was used as following: the fuel injection pulse width (FIPW) in the first cycle of injection was set 5.05 ms, and 2.6 ms in the subsequent cycles till the achieving of closed-loop control. In closed-loop mode, the FIPW was adjusted by the ECU in terms of the oxygen sensor feedback. Instantaneous engine speed, cylinder pressure, engine-out time-resolved HC, CO and NOx emissions and excess air coefficient (EAC) were measured and compared to the intake air baseline (ambient air, 21% oxygen). The results show that during SW stage, with the increase in the oxygen concentration in the intake air, the EAC of the mixture is much closer to the stoichiometric one and more oxygen is made available for oxidation, which results in evidently-improved combustion. The ignition in the first firing cycle starts earlier and peak pressure and maximum heat release rate both notably increase. The maximum engine speed is elevated and HC and CO emissions are reduced considerably. The percent reductions in HC emissions are about 48% and 68% in CO emissions about 52% and 78%; with 23% and 25% OEA, respectively, compared to ambient air. During HI stage, with OEA, the fuel amount per cycle increases due to closed-loop control, the engine speed rises, and speed stability is improved. The HC emissions notably decrease: about 60% and 80% with 23% and 25% OEA, respectively, compared to ambient air. The CO emissions remain at the same low level as with ambient air. During both SW and HI stages, intake air oxygen enrichment causes the delay of spark timing and the increased NOx emissions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.680-687
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• 2018

시추공 레이다는 지하자원 및 지질탐사 목적으로 사용되는 레이다로서 수 ns의 펄스폭을 갖는 전자파를 송신하고 탐사 대상으로부터 반사되어 입력되는 수십에서 수백MHz의 반사파를 수신하기 위하여 고속 샘플러가 반드시 필요하다. 수십MHz의 샘플링 클럭 주파수로도 수GHz급의 샘플링 성능을 낼 수 있는 ETS(Equivalent-Time Sampling)는 시추공 레이다용 수신기의 샘플러로 사용이 적합하다. ETS 샘플러 설계에 있어 가장 중요한 요소인 샘플링 클럭 지연을 제어하는 방법으로 본 연구에서는 하나의 클럭 소스에 대해 각 $90^{\circ}$씩 위상 차이를 가지는 4개의 클럭을 이용한 방법을 제시하였다. 제안하는 방법은 기존의 지연 발생기를 이용하는 방법보다 설정한 구간 내에서 데이터를 획득하는 시간이 1/23로 단축 가능하다. 구현된 샘플러를 기존 시추공 레이다의 수신기에 적용하면 단축된 샘플링 시간으로 인해 추가로 64회 누적이 가능해져 지하 터널 탐사를 위한 수신신호 품질 개선 효과를 얻을 수 있다. 또한, 목표 샘플링 범위를 만족하기 위해서 여러 개의 샘플링 클럭 지연제어 로직을 사용하는 기존 방식에 비하여 하나의 지연제어 로직을 사용함으로써 그간 반드시 필요하였던 보정 과정의 생략이 가능하다. 그 결과 시스템의 구조를 단순화할 수 있었으며 균일한 샘플러의 구현이 가능하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.21-26
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• 2016

본 논문에서는 휴대 전자기기의 내부 전원단을 위한, CCM/DCM 기능의 이중모드 감압형 DC-DC 벅 컨버터를 제안한다. 제안하는 변환기는 1 MHz의 주파수에서 동작하며, 파워단과 제어블럭으로 이루어진다. 파워단은 Power MOS 트랜지스터, 인덕터, 커패시터, 제어 루프용 피드백 저항으로 구성된다. 제어부는 펄스폭 변조기 (PWM), 오차증폭기, 램프 파 발생기, 오실레이터 등으로 이루진다. 또한 본 논문에서 보상단의 큰 외부 커패시터는, 집적회로의 면적축소를 위하여 CMOS 회로로 구성되는 멀티플라이어 등가 커패시터로 대체하였다. 또한,. 본 논문에서, 보상단의 외부 커패시터는 집적회로의 면적을 줄이기 위하여 곱셈기 기반 CMOS 등가회로로 대체하였다. 또한 제안하는 회로는 칩을 보호하기 위하여 출력 과전압, 입력부족 차단 보호회로 및 과열 차단 보호회로를 내장하였다. 제안하는 회로는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여, 케이던스의 스펙트라 회로설계 프로그램을 이용하여 설계 및 검증을 하였다. SPICE 모의 실험 결과, 설계된 이중모드 DC-DC 벅 변환기는 94.8 %의 피크효율, 3.29 mV의 리플전압, 2.7 ~ 3.3 V의 전압 조건에서 1.8 V의 출력전압을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2747-2753
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• 2011

본 논문에서는, 휴대폰 플래시용 전원을 위한 PWM 전류모드 DC-DC 부스트 컨버터를 제안 하였다. 제안하는 DC-DC 부스터 컨버터는 5 Mhz의 스위칭 주파수로 구동되며, 인덕터와 커패시터의 실장면적을 줄여 휴대전화 소형화에 적합하도록 하였다. 전류모드 DC-DC 부스트 컨버터는 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터, 귀환저항 등으로 이루어지는 파워단 부분과 펄스폭 변조기, 오실레이터, 에러증폭기 등으로 이루어지는 제어부 블록으로 구성된다. 제안하는 회로는 $0.5\;{\mu}m$ 1-poly 2-metal CMOS 공정으로 설계 및 검증 하였다. 설계된 회로는 모의실험결과 듀티비가 0.15일 때 3.7 V 입력 전압 조건에서 출력 전압이 4.26 V가 나타났고, 출력 전류는 100 mA로 기존의 25 ~ 50 mA 보다 큰 출력을 얻었다. 본 논문의 DC-DC 컨버터는 휴대폰의 카메라 플래시를 고효율로 구동시키며 휴대전화의 소형화에도 기여 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.194-201
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• 2014

본 논문에서는 TRM(Transmitter-Receiver Module)을 사용하여 각 안테나에 펄스의 위상을 조정함으로써 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있다. 다중 경로 환경에서 성능저하를 향상시키는 임펄스 신호를 왜곡 없이 송 수신하는 빔 스캐닝 시스템(Beam Scanning System)을 설계 및 제작 하였다. 빔 스캐닝 시스템은 안테나 종단 부분에서 신호가 왜곡 없이 송 수신이 가능하여 하며 타 시스템에 영향을 미치지 않아야 한다. 또한 빔 조향을 통하여 표적에 대한 감지 능력도 있어야 한다. 설계한 빔 스캐닝 안테나의 분산특성은 충실도(Fidelity)를 사용하여 분석을 하고 조향과 레이더 해상도(Radar Resolution) 성능은 $1cm{\times}1cm$ 표적의 크기를 사용하여 그 성능을 확인한다. 빔 스캐닝 배열 안테나를 제작하기 위해 IR-UWB(Impulse Radio)용 비발디 안테나(Vivaldi Antenna), 삼중대역 윌킨슨 전력 분배기(Tri-Band Wilkinson power divider), TRM(Transmitter-Receiver Module), 송 수신 모듈(TRM)을 컨트롤 할 수 있는 컨트롤 보드 및 GUI 설계를 하였다. 본 연구를 통해 개발된 UWB 빔 스캐닝 시스템은 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있으며, 네트워크 분석기를 이용한 시간영역 분석기술은 안테나 설계 시 안테나의 특성을 정확히 분석을 할 수 있고 손쉽게 빔 폭을 확인 할 수가 있다. 설계한 빔 스캐닝 시스템은 레이더 응용 분야인 지표투과 레이더, 벽 투과 레이더, 의료영상 레이더, 탐색 및 구조 레이더, 비파괴 탐상 레이더 및 무선통신 시스템에 사용 적용이 가능하다.

• 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.

• 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.