For the first time, a totally solid state electric double layer capacitor has been fabricated using an alkaline polymer electrolyte and an activated carbon powder as electrode material. The polymer electrolyte serves both as separator as well as electrode binder. The capacitor has a three-layer structure; electrode-electrolyte-electrode. A cyclic voltammetry and constant current discharge have been used for the determination of the electro chemical performance of capacitors.
This paper deals with a novel solid state controller (NSSC) for an isolated asynchronous generator (IAG) feeding 3-phase 4-wire loads driven by constant power prime movers, such as uncontrolled pico hydro turbines. AC capacitor banks are used to meet the reactive power requirement of the asynchronous generator. The proposed NSSC is realized using a set of IGBTs (Insulated gate bipolar junction transistors) based current controlled 2-leg voltage source converters (CC- VSC) and a DC chopper at its DC bus, which keeps the generated voltage and frequency constant in spite of changes in consumer loads. The neutral point of the load is created using aT-configuration of the transformers. The IAG system is modeled in MATLAB along with Simulink and PSB (power system block set) toolboxes. The simulated results are presented to demonstrate the capability of the isolated generating system consisting of NSSC and IAG driven by uncontrolled pico hydro turbine and feeding 3-phase 4-wire loads.
The pulsed Nd:YAG laser is the most commonly used type of solid-state laser in many fields. In material processing and medical treatment, the power density control of a laser beam Considered to be significant, which depends on the flashlamp current pulse width and pulse repetition rate. For general laser power supply to control the laser power density, the secondary of the power transformer is connected to the rectifier and filter capacitor. The output of a rectifier is applied to a switching element in the secondary of the transformer. So power supply is complicated and the loss of switching is considerably. In addition, according to increasing pulse repetition rate, charged energy of energy-storage capacitor bank is not transferred sufficiently to flashlamp, and laser output efficiency decreases. In this study, we have ...
Pseudo capacitors belong to one group of super capacitors which are consisted with non carbon based electrodes. As such, conducting polymers and metal oxide materials have been employed for pseudo capacitors. Conducting polymer based pseudo capacitors have received a great attention due to their interesting features such as flexibility, low cost and ease of synthesis. Much work has been done using liquid electrolytes for those pseudo capacitors but has undergone various drawbacks. It has now been realized the use of solid polymer electrolytes as an alternative. Among them gel polymer electrolytes (GPEs) are in a key place due to their high ambient temperature conductivities as well as suitable mechanical properties. In this study, composition of a polyacrylonitrile (PAN) based GPE was optimized and it was employed as the electrolyte in a pseudo capacitor having polypyrrole (PPy) electrodes. GPE was prepared using ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), sodium thiocyanate (NaSCN) and PAN as starting materials. The maximum room temperature conductivity of the GPE was $1.92{\times}10^{-3}Scm^{-1}$ for the composition 202.5 PAN : 500 EC : 500 PC : 35 NaSCN (by weight). Performance of the pseudo capacitor was investigated using Cyclic Voltammetry technique, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) technique and Continuous Charge Discharge (GCD) test. The single electrode specific capacity (Cs) was found out to be 174.31 F/g using Cyclic Voltammetry technique at the scan rate of 10 mV/s and within the potential window -1.2 V to 1.2 V. The same value obtained using EIS was about 84 F/g. The discharge capacity ($C_d$) was 69.8 F/g. The capacity fade over 1000 cycles was rather a low value of 4%. The results proved the suitability of the pseudo capacitor for improving the performance further.
The commercial parallel plate electrodes system with guard-ring electrode have been widely used for measurement of dielectric constants of solid materials. And the specification of the electrodes system is about 1 % of measurement uncertainty. This measurement uncertainty is only estimated the error come from mechanical measurements such as the area of the electrodes and the gap between the electrodes except the error come from the air gap between the electrodes and dielectric specimen. Because it is impossible to measure the air gap. This study analyze the total measurement uncertainties of the commercial dielectric constant test cell using 3 kinds of Standard Reference Materials. As a results, the total measurement uncertainty is much bigger than 1 % and the most of the uncertainty can be reduced by compensation of the error values evaluated in this study.
Dielectrics used as capacitor was studied in the system of $Pb(MgW)_{0.5} O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ Curie tempera-tures of $PbTiO_3 PbZrO_3$ and $Pb[MgW]_{0.5} O_3$ were 49$0^{\circ}C$ 23$0^{\circ}C$ and 39$0^{\circ}C$ respectively. When these materials formed solid solution the more amount of $Pb(MgW)_{0.5}O_3$ was increased the more Curie temperature lowered and dielectric constant increased. Higher dielectric constants were measured in the solid solution of which X-Ray diffraction patterns were changed. Especially Curie temperature and dielectric constant were 85$^{\circ}C$ and 4159 respectively in the composition of 60 $Pb(MgW)_{0.5}O_3-30 PbTiO_3-10PbZrO_3$. Also in this composition ferroeletric material with thermal stability was obtained.
본 논문은 Solid-state Marx modulator(SSMM)용 10kV, 1kW급 고전압 커패시터 충전기의 설계에 대해 기술한다. 직렬 공진형 인버터를 기반으로 Marx modulator용 충전기 구현을 위해 다수의 커패시터를 동시에 충전할 수 있도록 다단 변압기와 정류기를 사용하는 구조를 제안한다. 변압기 1차 권선으로 단일 턴의 고전압 케이블을 사용하여 설계하고, 작은 누설 인덕턴스만으로 공진 인덕터를 구현하기 위해 DCM(Discontinuous Conduction Mode)를 기반으로 공진 파라메터를 설계한다. 6개의 환형 코어에 각각 2개의 2차 권선을 권취하고 각 2차 권선은 배전압 정류회로와 연결되어 총 24개의 커패시터를 각각 417V로 동시에 충전할 수 있도록 설계한다. 본 논문에서는 DCM영역에서 동작하는 직렬공진형 컨버터의 공진 파라메터 상세 설계에 대하여 기술하고, 24개의 커패시터 직렬 결선을 통한 10kV, 1kW 정격운전 시뮬레이션 및 실험결과를 통해 제안된 회로를 검증한다.
본 논문은 Solid-state Marx modulator (SSMM)용 10 kV, 1 kW급 고전압 커패시터 충전기의 설계에 대해 기술한다. 개발된 Marx modulator용 충전기는 소프트 스위칭방식을 통해 높은 스위칭 주파수로 동작하는 컨버터를 제안함으로써 고밀도 설계를 구현한다. 특히 고전압 변압기 설계에 있어 피할 수 없는 누설 인덕턴스와 기생 커패시턴스를 회로의 파라미터로 사용 할 수 있는 공진형 컨버터를 기반으로 설계한다. 본 논문에서는 순수 전류원 특성을 가지며 스위치 온, 오프 시 모두 소프트 스위칭이 가능한 Discontinuous Conduction Mode (DCM) 직렬 공진형 컨버터와 공진 전류의 RMS값을 줄이고 변압기의 기생 커패시턴스를 공진 탱크로 사용하는 LCC 공진형 컨버터 Continuous Conduction Mode (CCM)를 설계한다. 각 컨버터의 동작에 따른 해석 및 공진 파라메터 상세 설계에 대해 기술하고 정격 운전 (10 kV, 1 kW) 실험결과를 통해 각 컨버터 토폴로지의 장단점을 비교하고 최종 실험결과에 대해 기술한다.
Highly proten-conductive elastic composites have been successfully prepared from $H_3PO_4$-doped silica gel and styrene-ethylene-butylene-styrene block elastic copolymer. In addition solid state electric double-layer capacitors have been fabricated using the composite as an electrolyte and activated carbon powders(ACP) hybridized with the composite as a polrizable electrode. The cyclic voltammogram of the electric double-layer capacitor fabricated demonstrated that electric charge was stored in the elecric double-layer at the interface between the polarizable electrode and the electrolyte. The value of capacitance of the capacitor was 10 F/(gram of total ACP), which was comparable to that of the capacitors using conventional liquid electrolytes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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