• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.395-396
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• 2013

고주파 유도가열 시스템은 고효율 및 생산의 편의성으로 산업 전반에 걸쳐 다양하게 적용되고 있다. 이러한 고주파 유도 가열 시스템은 크게 정류부, 전압조절부, 공진형 인버터로 구분된다. 공진형 인버터는 공진 주파수로 스위칭 시, 순수 실수 어드미턴스만 남게 되어 최대 효율을 얻는다. 공진 주파수는 공진회로의 입력 어드미턴스에 의해 결정되는데, 용융과정에서 피가열체의 저항 값은 시간에 따라 변화한다. 이는 전체 입력 어드미턴스의 변화와 공진 주파수의 변화로 나타나고, 효율이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 공진 인버터의 공진 주파수를 스스로 추종하는 자기공진 추종 토폴로지를 제안한다. 제안된 토폴로지는 고주파 유도가열 시스템의 용융과정에서 피가열체의 저항 값이 시변하여 공진 주파수가 이동하더라도 반주기 내에 정확하게 추종 동작을 한다. 본 논문에서는 제안된 자동 공진 추종회로를 기존의 병렬 공진 유도가열 시스템에 적용하여 타당성을 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.138-148
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• 2024

다중공진 파력발전체는 파랑의 공진현상을 복합적으로 이용하여 실해역의 평상파 내습시에도 파랑을 증폭시켜 효율적인 발전이 가능하다. 공진에 의해 파랑이 증폭될수록 다중공진 파력발전체의 발전 효율이 증가하며, 발전 효율이 최대가 될 수 있도록 공진부의 형상 최적화가 필요하다. 다중공진 파력 발전체는 항만 공진부와 수로 공진부에서 파랑을 증폭시키며, 본 연구에서는 수로 공진부의 길이, 위치 등 다양한 조건에서 CFD 수치실험을 수행하여 조건 별 상관성을 분석하고 수로 공진부의 최적 형상을 도출하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.155-156
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• 2016

수명이 짧은 전해 캐패시터 대신 필름 캐패시터를 링크 캐패시터로 가지는 컨버터의 경우, 매우 넓은 입력 전압 범위를 가질 수 밖에 없다. 일반적인 넓은 입력 범위를 가지는 LLC 공진형 컨버터의 경우, 변압기 인덕터($L_M$) 값을 작게 하여 순환 전류가 커지도록 설계될 수 밖에 없고, 이는 LLC 공진형 컨버터의 더 큰 도통 손실 및 더 큰 turn-off 손실을 야기하여 LLC 공진형 컨버터의 변환 효율을 감소시키게 된다. 이를 개선하기 위하여 공진 인덕터에 보조 권선을 감소, 추가 스위치를 이용하여 입력 범위에 따라 공진 주파수($f_O$)를 변경할 수 있는 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 $L_M$ 값을 키워 정상 상태 시 도통 손실 및 turn-off 손실을 줄여 효율을 개선할 수 있으며, 낮은 입력 시 보조 스위치를 이용, $f_O$ 변경을 통하여 추가적인 Gain을 얻으면서 공진 인덕터의 철손을 줄여 넓은 입력 범위를 커버하면서 높은 변환 효율을 얻을 수 있다. 또한 제안하는 컨버터는 간단한 제어 방법과 낮은 전류 스펙을 가지는 작은 스위치를 사용할 수 있어 전력 밀도 증가를 최소화하면서 높은 효율을 가져갈 수 있다는 장점을 가진다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권12호
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• pp.41-45
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• 2015

본 논문에서는 이중대역에서 동작하는 자기공진 방식 무선전력전송 공진기를 제안하였다. 제안한 공진기는 MF-대역과 HF-대역에서 동작하도록 설계하였다. 제안한 공진기는 20턴의 코일과 사각형 모양의 코일, 양면의 정합회로, 집중소자, 하나의 포트로 구성되어있다. 정합회로의 양면은 비아 홀을 이용하여 연결하고 하나의 포트에서 동작하도록 하였다. 같은 구조의 공진기 두 개를 이용하여 무선전력전송 특성을 모의실험 하였다. 그리고 모의실험결과를 기반으로 효율 식을 이용하여 전력전송효율 또한 계산되었다. 제안한 두 공진기는 거리 100 mm 에서 모의실험 하였고, 전력전송 효율은 MF와 HF-대역 모두 60 % 이상의 효율을 가지는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.75-76
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• 2014

기존 Induction Heating(IH) 인버터의 경우, 파라미터의 변화가 매우 크기 때문에 높은 Turn-off 전류에서 스위칭 하여 전력 손실이 매우 커지는 문제점이 있다. 본 논문은 고효율 IH 인버터를 위한 공진점 추적 제어 기법을 제안한다. 기존의 IH 직렬 공진형 인버터의 경우에는 높은 Turn-off 전류를 가지고 있기 때문에 손실이 매우 크고, Heat-sink 크기가 커지는 단점이 있다. 반면 제안된 공진점 추적 제어 기법을 적용한 IH 직렬 공진형 인버터는 Turn-off 전류가 매우 낮은 상태에서 영전압 스위칭을 하기 때문에, 전력 손실이 매우 작고 Heat-sink 최소화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 공진점 추적 제어 기법의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 3.6kW급 IH 직렬 공진형 인버터회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.24-25
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• 2011

본 논문은 LLC 공진형 컨버터의 효율 특성 검토에 관한 연구이다. 고효율을 구현하기 위하여 제안된 동기정류기형 LLC 하프브리지 공진형 컨버터를 채택하였으며 출력측 회로에 다이오드 대신 능동 스위칭 소자(MOSFET)를 사용하였다. 본 논문에서는 고효율 컨버터를 구현함에 있어 몇가지 경우의 입력 및 출력 조건에서 고효율을 갖는 스위칭 소자를 선정하였고 실제 스위칭 소자의 특성을 반영한 시뮬레이션을 통해 LLC 하프브리지 공진형 컨버터의 효율 특성을 검토하고 개선효과도 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.1035-1041
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• 2017

자기 공진 기반의 무선전력전송 시스템에서, 송수신 공진기가 가까워짐에 따라 전력비 효율이 급격히 감소하는 주파수 스플리팅 현상은 근거리에서 안정적인 전력 전송을 위하여 반드시 해결해야 하는 문제이다. 본 논문에서는 등가회로 모델을 이용하여 무선전력전송 시스템을 모델링하고, 전력비 효율 및 주파수 스플리팅이 발생하는 한계 커플링 계수($k_{split}$)를 도출하였다. 또한, Advanced Design System을 이용하여 회로 수준의 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 k>$k_{split}$ 의 환경에서 송수신 공진기의 구조에 따라 달성 가능한 전력비 효율이 다름을 보였다. 동일한 구조의 공진기의 경우 k가 커지더라도 높은 수준의 전력비 효율을 유지하는 반면, 상이한 구조의 공진기의 경우 k가 커짐에 따라 전력비 효율도 감소함을 확인했다. 그러므로 k>$k_{split}$를 만족하는 근거리 환경에서 안정적인 전력비 효율을 달성하기 위해서는 상이한 구조의 공진기보다는 동일한 구조의 공진기를 사용하는 것이 더 효율적이다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.15-15
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• 2015

본 논문은 무선전력전송을 위한 자기공진코일의 최적 설계에 관한 내용이다. 공진코일의 턴수, 공진코일 사이의 거리, 코일을 형성하는 도선의 두께, 공진코일의 구조에 따라 공진시스템의 공진주파수와 전송효율 등의 공진특성에 영향을 준다. 이때 소스코일과 수신코일은 턴수가 1인 단일원형루프코일을 사용한다. 공진시스템의 공진특성은 상용툴인 HFSS를 이용한 시뮬레이션으로 분석하였고, 측정을 통해 성능을 검중하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제28권2호
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• pp.168-178
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• 2001

진화 알고리즘은 자원 관리, 스케줄링, 패턴 인식 등의 다양한 문제들에 적용되는, 일반적이고 효율적인 최적화 방법이다. 그러나 이러한 진화 알고리즘의 문제점은 탐색해야할 변수가 증가할수록 그에 따른 차원의 증가로 인하여 기하급수적으로 늘어나는 탐색공간에 약하다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Potter와 DeJong은 개개의 종족을 독립적으로 진화시킴으로써 탐색공간을 대폭 줄인, 협력 공진화 알고리즘을 제안하였다. 그러나 이것 또한 변수 의존성이 강한 문제들에 대해서는 비효율적인 탐색을 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 종족의 분할과 병합을 이용한 효율적인 공진화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 최적화하려는 변수들이 서로 의존성이 없는 경우에는 종족의 분할을 통하여 탐색공간의 축소의 잇점을 얻고, 최적화하려는 변수들이 서로 의존성이 있는 경우에는 종족의 병합을 통하여 전역탐색을 하도록 한다. 제안하는 알고리즘을 몇 가지 벤치마크 함수 최적화 문제와, 상품 재고 제어문제로 실험하여 현존하는 어떤 공진화 알고리즘 보다도 효율적인 것을 보여준다.