• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.47 no.2
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• pp.1-7
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• 2010

This paper presents empirical equations indicating the high frequency performance characteristics of air-cored induction coil sensors with their constructional parameters. An air-cored induction coil sensor is widely used due to good linearity at low frequency ranges but the sensor has weakness of relatively low sensitivity to the magnetic field. At high frequency ranges, the sensitivity can be dramatically increased, largely depending on the frequency of the injected field, and this property can be a great asset to some electromagnetic inspections, since they utilize the interrogating current with a fixed frequency. The application of this property of the coil sensor requires the estimation of its high frequency performance. We made experiments on the frequency responses of the coil sensors under diverse constructional conditions and, on the basis of the experimental results, the high frequency performance, such as the resonant frequency and the sensitivity at the frequency, was estimated, as a function of the constructional parameters of the coil sensor. The good agreements between experimental and estimated data were reported.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.29 no.12
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• pp.935-941
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• 2018

In this study, we propose a suitable magnetic resonant wireless power transfer(WPT) system topology for size-limited implant medical devices(IMDs). The proposed modified series-parallel topology(mSPT) can be implemented by adding an inductor in series to the parallel-connected Rx coil and a capacitor. The topology achieves high efficiency when the Rx coil has a small inductance. The validity and operating conditions of the system are verified theoretically through circuit analysis. Experiments were conducted with bio-blocks, which are made of pork fat and muscle. When the Rx coils were inserted into the blocks at a depth of 2.5~10 mm, mSPT showed 17.79 % improved efficiency on average compared with the conventional series-series topology(SST). In the case of 32 dBm WPT in air, the Rx coil's heating rate for the mSPT was $0.18^{\circ}C/s$, whereas the SST was $0.75^{\circ}C/s$. It was confirmed that the mSPT is more suitable for an IMD-targeted WPT system.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.271-273
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• 2020

SiC 기반의 전력용 반도체 소자들은 스위칭 속도가 빠르고 높은 차단 전압을 가져 dv/dt가 크다. 중전압 이상에서 게이트 드라이버에 절연된 전원 공급을 하기 위해 소형 변압기가 사용된다. 하지만 변압기의 1, 2 차 권선 사이에 수십 pF 이상의 기생 커패시턴스가 존재하며, 높은 전압을 고속으로 스위칭 하게 될 경우 기생 커패시턴스를 통해 제어부로 공통 모드 전류가 흘러 오작동을 야기할 수 있다. 본 연구에서는 변압기를 대체하여 무선전력전송 코일을 이용한 게이트 드라이버용 절연된 전원공급 장치를 제안한다. 무선전력전송 코일 사이의 거리를 수 mm 이상 이격시켜 코일 사이의 기생 커패시턴스를 1 pF 이하로 줄이고 높은 절연 특성을 가질 수 있다. 무선전력 전송의 공진 토폴로지는 직렬-병렬을 선택했고, 2 MHz에서 높은 효율을 갖도록 I-core 코일을 2.2cm × 1.5cm × 1.7cm으로 제작해 검증했다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.563-564
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• 2011

유도가열의 경우 고효율, 자동화, 에너지절약, 적정온도제어 등을 하기 때문에 작업환경의 개선 및 접근성에 대한 많은 이점이 있어 널리 이용되고 있다. 최근 공진특성을 이용한 고효율화를 이룬 전력변환기에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 공진을 이용한 유도가열의 경우 인덕턴스와 커패시턴스의 공진점을 추출해야하는데 작업자의 환경이나 코일의 재질 등이 균일하지 않으므로 매번 공진점을 추종해야하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 자동으로 공진점을 추적하는 알고리즘을 제안하였고 실험을 통하여 이를 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1903-1905
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• 2003

전자기력을 이용하여 탐침형 정보저장장치의 미디어를 제어할 수 있는 초정밀 구동기를 제작하였다. 탐침형 정보저장장치는 데이터 비트의 크기가 10nm 수준이고, 단일 캔틸레버가 점유하는 영역의 크기가 수십 ${\mu}m$${\times}$수십${\mu}m$ 수준이므로, 미디인 구동기는 수 nm의 위치 정확도 및 수십 ${\mu}m$ 수준의 변위 그리고 100Hz이상의 공진 주파수를 확보하여야한다. 본 연구에서 제작한 탐침형 정보저장장치의 미디어 구동기는 고저항 Si wafer 표면을 Deep RIE로 patterning한 후 그 내부를 도금으로 채워 구리 코일을 형성하고 이를 영구자석과 결합시킨 후, 구리 코일에 전류를 흘려 미디어를 구동하는 방식이다. 사용된 영구자석은 SmCo 자석이며 코일의 폭은 $100{\mu}m$이고 간격은 $20{\mu}m$, 높이는 $70{\mu}m$로 결정하였으며, 100Hz 이상의 공진 주파수를 확보하기 위하여 스프링 재질은 구리보다 상대적으로 stiff한 Si을 사용하였다. 미디어의 크기는 $20{\times}20mm^2$, 전체 구동기의 크기는 $30{\times}30mm^2$이며 측정결과 최대변위는 140mA 인가 시 약 ${\pm}127{\mu}m$이다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.439-440
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• 2013

유도가열은 고주파 공진형 인버터를 사용하여 가열코일에 고주파 전류를 흘려주게 되면 유도작용에 의하여 와전류가 형성된다. 이 와전류에 의하여 금속을 가열하는 방식이 유도가열이다. 상용전압의 정류 작용과 IGBT를 이용한 인버터의 스위칭, 가열 코일에 의하여 형성된 전계및 자계로 인하여 유도가열기에서는 전자파가 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 유도가열기의 공급전압 변화에 따른 전자파 발생량과 그 특성을 측정하고 해결 방안을 제시한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.4
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• pp.2330-2334
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• 2014

In this study, we confirmed the frequency characteristics of planar spiral inductor based on non-contact method AC coupling for wireless signal transmission. The dielectric constant variation of the substrate does not directly effect the inductance of device but effect the electrostatic capacity of device. Therefore, its change self-resonance frequency. The thickness increment of the substrate increase inductance but decrease self-resonance frequency. Because, the thickness decrement of the substrate make the inside electrostatic capacity increment.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.26 no.4
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• pp.137-141
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• 2016

There is a growing demand for non-contact current measurements for efficient use of electrical power and energy saving. In this study, I propose a non-contact current sensor using LC resonance by a resonance circuit composed of a sensor coil and 2 coupling coils for enabling a wireless measurement. The inductance of the sensor coil, which could be changed by applied current, causes the change of resonance frequency of the resonance circuit. A pair of magnet was attached to the ferrite core to apply a bias magnetic field that enabled the determination of the current direction. We obtained an output voltage change of 18 V with the current of -3~3 A. But, the output was nonlinear. In order to realize the non-contact current measuring method proposed in the present study, there is a need for a strict investigation of linearity and resolution for the future study.

• Journal of IKEEE
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• v.8 no.2 s.15
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• pp.195-206
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• 2004

In an RFID system, it is desirable to have both the reader and the transponder tuned to the same resonant frequency for efficient data transmission between them. Any difference in frequency will decrease the transponder coil voltage or the internal power supply voltage and will increase the possibility of zero modulation in the reader coil, which results in the reduction of the reading distance. In this paper, the phenomena caused by the frequency mismatch are theoretically analyzed and mathematically modelled. Several schemes to compensate for the frequency mismatch are also mentioned. The derived equations and analyzed theory on the data transmission between the reader and the transponder will be helpful to the development of RFID systems for many applications.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1521-1523
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• 2002

본 논문에서는 1.58 ${\times}$ 0.82 ${\times}$ 0.94 $mm^3$크기의 H 형태의 솔레노이드형 RF 칩 인덕터를 코일의 직경과 권선수를 변화시키면서 제작하였고, 그들의 고주파 성능을 비교 분석하였다. 저손실 $Al_2O_3$재료를 코아로 $30{\mu}m{\sim}40{\mu}m$의 여러 직경을 가진 Cu를 코일로 사용하였다. 인덕터의 인덕턴스(L), 품질계수(Q), 저항(R), 임피던스(Z) 그리고 커패시턴스(C) 등의 주파수 특성은 HP4291B로 측정하였다. 실험결과 동일권선수에 대해 코일직경이 자을수록 L, Q, R, 그리고 Z등이 증가하였고, 그 증가폭은 권선수가 클수록 커지는 경향이 있음을 알 수 있었다. 그러나 코일직경이 작을수록 기생 커패시턴스 효과가 빨리 나타나 자기 공진주파수 효과가 감소하는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 코일직경이 $3{\mu}m$이고 권선수가 6인 경우에 대표적인 값들은 다음과 같다. L=31.4nH(at 250MHz), Q=49.6(at 700MHz), R=0.362${\Omega}$(at 1MHz)