• 전력전자학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.296-301
• /
• 2016

Using high magnetic flux from a 60 Hz high-current cable, a 2 W wireless-powered energy harvesting receiver for sensor operation, internet of things (IoT) devices, and LED lights inside electrical cable tunnels is proposed. The proposed receiver comprises a copper coil with a high number of turns, a ring-shaped ferromagnetic core, a capacitor for compensating for the impedance of the coil in series, and a rectifier with various types of loads, such as sensors, IoT devices, and LEDs. To achieve safe and easy installation around the power cable, the proposed ring-shaped receiver is designed to easily open or close using a clothespin-shaped handle, which is made of highly-insulated plastic. Laminated silicon steel plates are assembled and used as the core because of their mechanical robustness and high saturation flux density characteristic, in which the thickness of each isolated plate is 0.3 mm. The series-connected resonant capacitor, which is appropriate for low-voltage applications, is used together with the proposed receiver coil. The concept of the figure of merit, which is the product weight and cost of both the silicon steel plate and the copper wire, is used for an optimized design; therefore, the weight of the fabricated receiver and the price of raw material is 750 gf and USD $2 each, respectively. The 2.2 W powering capability of the fabricated receiver was experimentally verified with a power cable current of $100A_{rms}$ at 60Hz.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.552-558
• /
• 2014

본 논문에서는 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈 설계방법을 제안한다. 제안된 ZigBee 원칩형 통신모듈 설계는 ZigBee 시스템 구성을 위해 일반적으로 사용되는 2개의 칩 제어 프로세서와 ZigBee RF 디바이스로 구성되는 방식을 한 개의 칩 모듈로 설계한다. 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈은 무선통신 통합제어부, 센서 및 고전압 발생부, 충전 및 전원회로부, 유선통신부, RF 회로부 및 안테나부 등으로 구성된다. 무선통신 통합제어부는 ZigBee를 위한 무선통신 제어 기능 및 방사선 측정 및 제어를 위한 기능을 수행한다. 센서 및 고전압 발생부는 2차에 걸쳐 500V의 고전압을 생성하여 GM Tube를 통해 감지된 방사선에 대한 펄스를 증폭 필터링 하는 기능을 수행한다. 충전 및 전원회로부는 리튬이온 배터리의 충전 및 원칩 프로세서에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 유선통신부는 PC와의 인터페이스 및 디버깅을 위한 USB 인터페이스 및 원거리 유선 통신이 가능하도록 RS-485/422 인터페이스 기능을 수행한다. RF 회로부 및 안테나부는 칩안테나를 적용할 수 있도록 RLC 수동소자를 적용하여 BALUN 및 안테나 임피던스 매칭 회로를 구성하여 무선통신이 가능하도록 한다. 제안된 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈을 설계 실험한 결과, 10m, 100m 구간에서 모두 데이터가 정상적으로 전송되어서 원격 방사선량 측정이 되었음을 확인할 수가 있었다. 또한 낮은 소비전류와 적은 비용으로 원격 방사선량 측정환경을 구축할 수 있었다. 따라서 방사선 측정장치의 선형성 확보 및 장치의 소형화를 통해 안정적인 방사선 측정 및 실시간 모니터링 환경을 구축할 수가 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.64-69
• /
• 2014

초음파(Ultrasound) 시스템은 진단의학분야, 수중통신, 센서네트워크 등 현대산업분야에 광범위하게 사용되는 복잡한 무선 신호처리 시스템 중 하나이다. 최근에는 초음파 시스템의 소형화가 본격화 되고 있다. 본 논문에서는 소형화되고, 모바일화 되는 진단 초음파시스템에 적합한 혼성 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)를 개발 하였다. 제안된 LNA는 5dB이하의 낮은 잡음특성을 가지고, 다양한 초음파 변환기(Transducer)의 임피던스매칭을 위해 피드백 저항값들을 전기적으로 조정할 수 있도록 설계하였다. 주파수는 10kHz에서 150MHz까지 초음파주파수 전 대역을 지원할 수 있고, 슬립모드를 지원한다. 시스템의 특성에 맞춰 각각의 변환기를 통해 -17.8dB-29.5dB의 이득을 갖는다. 기존의 LNA와 비교해서 비슷한 성능에 소모전력은 최대 90%를 줄일 수 있었다.