• 전기학회논문지P
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• 제65권3호
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• pp.158-164
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• 2016

In this paper, a high frequency flyback type zero voltage soft switching PWM DC-DC converter using IGBTs is proposed. Effective applications for this power converter can be found in auxiliary power supplies of rolling stock transportation and electric vehicles. This power converter is basically composed of active power switches and a flyback high frequency transformer. In addition to these, passive lossless snubbers with power regeneration loops for energy recovery, consisting of a three winding auxiliary high frequency transformer, auxiliary capacitors and diodes are introduced to achieve zero voltage soft switching from light to full load conditions. Furthermore, this power converter has some advantages such as low cost circuit configuration, simple control scheme and high efficiency. Its operating principle is described and to determine circuit parameters, some practical design considerations are discussed. The effectiveness of the proposed power converter is evaluated and compared with the hard switching PWM DC-DC converter from an experimental point of view and the comparative electromagnetic conduction and radiation noise characteristics of both DC-DC power converter circuits are also depicted.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부A
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• pp.125-127
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• 1998

The widely used power supply (Switched Mode Power Supply : SMPS) as a source in order to stabilize direct current for electronics or communication systems has merits, when it is compared to the existing source for stability, such as high efficiency, small size, light weight by means of switching process of the semiconductor device which controls the flow of power. However, due to existence of inductors and capacitors used for charging energy, the source part in electronic or communication systems hasn't reached the speed, that is supposed to get, for achieving smaller size and lighter weight. In order to got smallness in size, it is necessary to increase switching frequency. And that makes devices for measuring energy smaller. Nevertheless, the rise switching frequency brings increases in switching loss, inductor loss, and power loss. Also, the occurrence of surge and noise caused by high frequency switching is setting higher. The resonant converter has been considered as one of methods that give solutions for the problems of SMPS and that method has been paid attention as a source technology in electronics and communication.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.69-75
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• 2017

본 논문에서는 자기공진형 무선전력전송의 실용화에 있어, 공진기 간 자기결합을 방해하는 그라운드 문제를 해결하기 위해 슬릿 구조를 설계하고, 커패시터를 연결하여 공진기로써의 성능을 기본적인 루프형의 수신 공진기와 비교하였다. 제안된 슬릿 그라운드 공진기(slit ground resonator)는 가로 31 cm, 세로 20.5 cm, 두께 $35{\mu}m$의 구리박판에 넓이 1 cm의 슬릿을 한 방향이 열린 십자 형태로 설계하였으며, 열린 방향 양단에 6.78 MHz에서 공진하도록 최적의 커패시터가 연결되어 공진기 역할이 가능하다. 수신 공진기는 스위치를 연결하여 열림형(open mode)과 닫힘형(short mode)일 때를 측정하고, 최고 전송효율을 표시하였다. 측정 결과, 수신 공진기가 루프 공진기일 때 가장 높은 전송효율을 보였다. 그러나 노트북 모델의 수신부에 그라운드를 삽입했을 때, 전송효율이 0 %에 가깝게 감소하였다. 반면, 슬릿 그라운드 공진기를 수신 공진기로 사용했을 때, 전송효율은 가장 높았던 루프 공진기의 67 % 회복하였다. 제안된 슬릿 그라운드 공진기는 슬릿을 통해 자기장을 통과시키며, 커패시터를 연결이 공진기로 동작하게 하여 주변 공진기 간 자기결합을 통해 전력을 전송해주는 역할을 수행한다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권5호
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• pp.261-269
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• 2016

A high-performance transmit/receive (T/R) switch is essential for every radio-frequency (RF) device. This paper proposes a T/R switch that is designed in the CEDEC 0.13 μm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology for 2.4 GHz ISM-band RF applications. The switch exhibits a 1 dB insertion loss, a 28.6 dB isolation, and a 35.8 dBm power-handling capacity in the transmit mode; meanwhile, for the 1.8 V/0 V control voltages, a 1.1 dB insertion loss and a 19.4 dB isolation were exhibited with an extremely-low power dissipation of 377.14 μW in the receive mode. Besides, the variations of the insertion loss and the isolation of the switch for a temperature change from - 25℃ to 125℃ are 0.019 dB and 0.095 dB, respectively. To obtain a lucrative performance, an active inductor-based resonant circuit, body floating, a transistor W/L optimization, and an isolated CMOS structure were adopted for the switch design. Further, due to the avoidance of bulky inductors and capacitors, a very small chip size of 0.0207 mm² that is the lowest-ever reported chip area for this frequency band was achieved.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.9-15
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• 2006

이 논문은 코어와 I/O 회로가 포함된 PEEC(Partial Equivalent Electrical Circuit) PDN(Power Distribution Networks)의 임피던스 변화에 따른 칩의 성능 분석을 나타내었다. I/O 전원에 연결된 코어 전원 잡음이 I/O 스위칭에 어떠한 영향이 미치는지 시뮬레이션 결과를 통하여 보였다. 또한 직접 설계한 $7{\times}5$인치 DLL(Delay Locked Loop)시험 보드를 사용하여 칩의 동작 지점에 따른 전원 잡음의 효과를 분석하였다. $50{\sim}400MHz$에 주파수 대역에 따른 DLL의 지터를 측정하고 시뮬레이션 결과로 얻어진 임피던스 값과 비교하였다. PDN의 공진 피크가 100MHz 주파수에서 1옴보다 큰 임피던스를 갖기 때문에 DLL의 지터는 주파수가 100MHz 근처에서 증가함을 보여준다. 타겟 임피던스를 줄이기 위한 방법인 디커플링 커패시터에 따른 칩과 보드의 임피던스 변화를 보였다. 따라서 전원 공급망 설계는 디커플링 커패시터와 함께 코어 스위칭 전류와 I/O 스위칭 전류를 같이 고려해야 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.136-144
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• 2010

본 논문에서는 2개의 액티브 클램프 포워드 컨버터로 구성된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터를 제안하고자 한다. 제안된 컨버터는 단지 2개의 스위치만을 필요로 하며, 각 스위치는 상호 보조스위치로서 동작하기 때문에 회로의 구성이 간단하고 저비용의 용이한 제어를 특징으로 한다. 아울러 부가적인 공진 인덕터로 인하여 데드타임 동안에 영전압 스위칭 동작이 가능하다. 제안된 컨버터는 인터리브 동작으로 인하여 출력 전압 및 전류 리플이 저감되므로 출력 필터의 크기를 줄일 수 있으며, 그로인하여 컨버터의 부피를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터의 모드별 해석과 특성을 논의하였으며, 160[W]급 시작품을 제작하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2005년도 ISMP
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• pp.201-212
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• 2005

[ $Epoxy/BaTiO_3$ ] composite embedded capacitor films (ECFs) were newly designed fur high dielectric constant and low tolerance (less than ${\pm}15\%$) embedded capacitor fabrication for organic substrates. In terms of material formulation, ECFs are composed of specially formulated epoxy resin and latent curing agent, and in terms of coating process, a comma roll coating method is used for uniform film thickness in large area. Dielectric constant of $BaTiO_3\;&\;SrTiO_3$ composite ECF is measured with MIM capacitor at 100 kHz using LCR meter. Dielectric constant of $BaTiO_3$ ECF is bigger than that of $SrTiO_3$ ECF, and it is due to difference of permittivity of $BaTiO_3\;and\;SrTiO_3$ particles. Dielectric constant of $BaTiO_3\;&\;SrTiO_3$ ECF in high frequency range $(0.5\~10GHz)$ is measured using cavity resonance method. In order to estimate dielectric constant, the reflection coefficient is measured with a network analyzer. Dielectric constant is calculated by observing the frequencies of the resonant cavity modes. About both powders, calculated dielectric constants in this frequency range are about 3/4 of the dielectric constants at 1 MHz. This difference is due to the decrease of the dielectric constant of epoxy matrix. For $BaTiO_3$ ECF, there is the dielectric relaxation at $5\~9GHz$. It is due to changing of polarization mode of $BaTiO_3$ powder. In the case of $SrTiO_3$ ECF, there is no relaxation up to 10GHz. Alternative material for embedded capacitor fabrication is $epoxy/BaTiO_3$ composite embedded capacitor paste (ECP). It uses similar materials formulation like ECF and a screen printing method for film coating. The screen printing method has the advantage of forming capacitor partially in desired part. But the screen printing makes surface irregularity during mask peel-off, Surface flatness is significantly improved by adding some additives and by applying pressure during curing. As a result, dielectric layer with improved thickness uniformity is successfully demonstrated. Using $epoxy/BaTiO_3$ composite ECP, dielectric constant of 63 and specific capacitance of 5.1nF/cm2 were achieved.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.739-747
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• 2007

스텝 임피던스 비를 조정한 스텝 perturbation을 가지는 주기적 스텝 임피던스 링 공진기를 이용하여 이중 모드 대역 통과 필터를 설계하였다. 주기적 스텝 임피던스 링 공진기는 특성 임피던스의 비를 변경함으로써 크기 감소와 2차 하모닉 억압 효과를 얻을 수 있다. 이중 모드의 발생을 위한 perturbation 또한 특성 임피던스의 비로 쉽게 조정하였으며, 그 영향에 따른 이중 모드 공진 주파수 및 감쇄 극 주파수의 변화를 분석하였다. 입출력 결합은 칩 커패시터를 사용하였으며, 결합 커패시턴스와 스텝 perturbation의 영향에 따른 중심 주파수의 변화 또한 고려되었다. 그 결과로부터 $14{\times}14mm^2$ 크기 내에서 서로 다른 감쇄 극과 대역폭을 가지는 두 종류의 2 GHz 이중 모드 대역 통과 필터들을 제작하였다 제안된 대역 통과 필터들의 측정 결과는 계산된 예상과 매우 유사함을 보였으며 각각 2.52, 0.52 dB의 삽입 손실과 4.03, 15.02 %의 3 dB 대역폭을 가진다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권10호
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• pp.123-130
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• 2016

고주파 유도가열장치는 LC 공진회로에 고주파 전원을 인가하여 금속을 가열 할 수 있다. 공진회로는 워크 코일과 전도 냉각 커패시터로 구성되며, 커패시터의 특성에 따라 열처리 설비의 성능을 좌우한다. 그러나 전도 냉각 커패시터는 국내 원천기술의 연구개발 부족으로 해외 수입 의존도가 높다. LC 공진 시 커패시터 내부의 발열을 최소화하고, 무효 전력손실을 줄이며, 내 전압특성이 우수한 커패시터가 요구된다. 국산화를 위하여, 선진 제조사의 완성품 커패시터의 주파수 응답 특성 분석에 대한 선행 연구가 필요하다. 주어진 로그-로그 특성 곡선의 임의 점에서 값을 읽기 위한 보간법을 연구하여 매틀랩 코딩으로 커패시터의 분석 도구로 적용하였다. 커패시터를 간단 화 된 RC 직렬 등가 회로로 가정하고, 등가 직렬 저항 ESL 값을 구하여 주파수 응답 특성 곡선을 재현하는 시뮬레이션을 시도하였다. 실제 무효전력의 피크 치에 대한 특성과 시뮬레이션 특성을 비교할 때 재현율이 83% 이상 결과 값으로 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 이 알고리즘은 간단화 된 모델의 커패시터 특성곡선을 분석하여 예측 할 때 적용이 가능하다.