• Journal of Power Electronics
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• 제10권1호
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• pp.79-84
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• 2010

This paper presents a grid connected photo-voltaic system using a quasi-Z-source inverter (QZSI) for power stage reduction. The power stage can be reduced because of an additional shoot-through stage which is a characteristic of QZSI. Therefore, by utilizing a QZSI the system's efficiency can be increased. In this paper, for applying a QZSI to a PV system, control methods such as maximum power point tracking (MPPT), point of common coupling (PCC) current control and PWM are studied and verified through simulation and experiment. In order to explain the above controllers, the characteristics of a QZSI are first analyzed. Then the MPPT control technique with a modified P&O method, the PCC current control for the regulation of the dc-link capacitor voltage and the PWM methods for the proposed system are explained. The feasibility of the proposed algorithm is verified through simulation and experiment with a 3kW system.

• 대한전기학회논문지
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• 제45권3호
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• pp.352-357
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• 1996

Recently, Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM) drives are widely used for industrial applications due to its high efficiency and high power factor control strategy. PMSM generally have two classifications such as the SPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Motors) and IPMSM(Inter Permanent Magnet Synchronous Motors). IPMSA has economical merits over SPMSM in higher speed range, mechanical robustness, and higher power rate by the geometric difference. The maximum torque operation in IPMSM is realized by the current angle control which is to utilize additional reluctance torque due to a rotor saliency. In traction, spindle and compressor drives, constant power operation with higher speed range are desirable. This is simply achieved in the DC motor drives by the reduction of the field current as the speed is increased. However, in the PMSM, direct control of the magnet flux is not available. The airgap flux can be weakened by the appropriate current angle control to demagnetize. In this paper, the control method of optimal current vector in IPMSM is described in order to obtain the maximum torque or maximum output with the speed and load variations. The applied algorithm is realized by the proto system with torque and speed control Experimental results show this approach is satisfied for the high performance servo applications. (author). 6 refs., 9 figs., 1 tab.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.442-450
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• 2001

Experiments were carried out on agglomeration of bipolarly charged particles in an alternating current electric field. Laboratory-scale setup was built and experiments were conducted at atmospheric condition. DOS(Di-octyl Sebacate) particles with 100% purity were generated by an atomizer. The particles were branched into two, each of which passed through a wire-to-plate type charging section where a positive or a negative DC high voltage was applied and was charged positively or negatively. These bipolarly charged particles together passed through an agglomeration section where an $\pm$20kV AC power was applied between two plates. The resident time in the agglomeration section was adjusted as l sec. Particle sampling was made by a cascade impactor (MOUDI). The effect of agglomeration system on the reduction ratio of particles below l ㎛ was 42∼45%. Effect of AC frequency on the particle size distribution was found insignificant.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.50-54
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• 2022

High temperature superconducting (HTS) magnets for large-capacity energy storage system need to be composed of toroid magnets with high energy density, low leakage magnetic fields, and easy installation. To realize such a large capacity of a toroid HTS magnet, an HTS cable with large current capacity would be preferred because of the limited DC link voltage and instantaneous high power required for compensation of the disturbance in the power grid. In this paper, the optimal operating strategies of the SMES for peak load reduction of the microgrid system were calculated according to the load variation characteristics, and the effect of compensation of the frequency change in microgrid with a SMES were also simulated. Based on the result of the simulation, key design parameters of SMES coil were presented for two cases to define the specification of the HTS cable with large current capacities for winding of HTS toroid coils, which will be need for development of the HTS cable as a future work.

• 전력전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.33-38
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• 1997

전기자동차용 배터리 충전회로에는 일반적으로 다양한 전력용 반도체 스위칭 소자들이 사용되고 있다. 따라서 사용소자의 비선형성에 기인하는 고조파 발생과 큰 피크전류, 낮은 역률 등으로 부근에 있는 전력시스템에 과도기전류나 파형 왜곡 현상을 발생한다. 그리하여 최근에는 기존의 정류회로에서 무시되었던 역율제어, 선 전류의 피크치 억제, 고조파 발생문제 등이 보다 중요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 문제점들을 해결하기 위해 전압 상승특성을 개선하고 역율이 0.97이상인 고역율 배터리 충전기용 콘버어터 회로를 제안하고자 한다. 제안된 시스템은 정류된 직류전압을 고주파 인버어터에서 교류 공진파로 변환하고, 고주파 트랜스를 통과한 전압을 다시 정류하여 직류전압으로 변환한다. 특히, 이러한 콘버어터의 사용효과는 역율제어에 의해서 크게 개선될 수 있는데, 납축전지를 이용한 실험을 통해 그 타당성을 입증하고자 한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권4호
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• pp.23-33
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• 2017

A great deal of study for loss reduction of photovoltaic system is conducted currently. It is hard to distinct the fault of photovoltaic system with the naked eye. For that reason, it is essential to repair and maintain the PV system by monitoring the system. The fault of individual modules can cause the huge loss of the entire system because of the mismatch. Therefore, the method of diagnosing the PV array is necessary by measuring the multi-channel arrays simultaneously. In this paper, it is presented the method of measuring I-V curve of multi-channel arrays simultaneously by using the charge and discharge characteristics of capacitor. Generated DC power at PV arrays is charged and discharged at the capacitors in a moment. By measuring the charged voltage and current, it is possible to diagnose of performance of PV arrays.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.211-211
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• 1999

Titanium nitride (TiN) thin films have useful properties including high hardness, good electrical conductivity, high melting point, and chemical inertness. The applications have included wear-resistant hard coatings on machine tools and bearings, decorative coating making use of the golden color, thermal control coatings for widows, and erosion resistant coatings for spacecraft plasma probes. For all these applications as feature sizes shrink and aspect ratios grow, the issue of good step coverage becomes increasingly important. It is therefore essential to manufacture conformal coatings of TiN. The growth of TiN thin films by chemical vapor deposition (CVD) is of great interest for achieving conformal deposition. The most widely used precursor for TiN is TiCl4 and NH3. However, chlorine impurity in the as-grown films and relatively high deposition temperature (>$600^{\circ}C$) are considered major drawbacks from actual device fabrication. To overcome these problems, recently, MOCVD processes including plasma assisted have been suggested. In this study, therefore, we have doposited Ti(C, N) thin films on Si(100) and D2 steel substrates in the temperature range of 150-30$0^{\circ}C$ using tetrakis diethylamido titanium (TDEAT) and titanium isopropoxide (TIP) by pulsed DC plamsa enhanced metal-organic chemical vapor deposition (PEMOCVD) method. Polycrystalline Ti(C, N) thin films were successfully grown on either D2 steel or Si(100) surfaces at temperature as low as 15$0^{\circ}C$. Compositions of the as-grown films were determined with XPS and RBS. From XPS analysis, thin films of Ti(C, N) with low oxygen concentration were obtained. RBS data were also confirmed the changes of stoichiometry and microhardness of our films. Radical formation and ionization behaviors in plasma are analyzed by optical emission spectroscopy (OES) at various pulsed bias and gases conditions. H2 and He+H2 gases are used as carrier gases to compare plasma parameter and the effect of N2 and NH3 gases as reactive gas is also evaluated in reduction of C content of the films. In this study, we fond that He and H2 mixture gas is very effective in enhancing ionization of radicals, especially N resulting is high hardness. The higher hardness of film is obtained to be ca. 1700 HK 0.01 but it depends on gas species and bias voltage. The proper process is evident for H and N2 gas atmosphere and bias voltage of 600V. However, NH3 gas highly reduces formation of CN radical, thereby decreasing C content of Ti(C, N) thin films in a great deal. Compared to PVD TiN films, the Ti(C, N) film grown by PEMOCVD has very good conformability; the step coverage exceeds 85% with an aspect ratio of more than 3.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.563-575
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• 2006

Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$와 $N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.48-57
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• 2006

본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.