• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권6호
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• pp.33-38
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• 2011

최근들어 모바일기기의 다기능화 와 고성능화로 인하여, 배터리 사용량이 증가하고 있다. 하지만 필요한 컴퓨팅 파워에 비하여 배터리의 에너지 용량증가의 연구는 더디게 진행되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 우리는 배터리 방전특성을 이용하여, 배터리의 사용가능 유효용량을 증가시키는 연구를 하였으며, 무선 전송에서 시스템파워를 끄는 것만으로 배터리 사용시간 연장을 하는 기술을 설명한다. 실험은 표준영상 전송을 통하여 배터리 방전간격에 따른 배터리 사용시간을 측정하고, 사용될 어플리케이션과 발견적 실험을 통하여 배터리 사용시간의 최적화를 달성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.276-277
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• 2012

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제가 되어왔다. 하지만, 문제의 중요성과 다르게 아킹에 대한 본질적인 연구는 아직 미비한 상태이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge) 현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 우리는 CCP 플라즈마를 이용해 micro-arcing(MA)을 일으키고 랑뮈르 프로브를 이용해 MA 동안의 플로팅 포텐셜의 변화를 측정한다. MA시 PM-tube를 이용해 광량의 변화를 측정하고 플로팅 포텐셜을 fast-imaging과 동기화 시켜 MA 발생 메커니즘을 유추한다. 우리는 $30{\times}20$ cm 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF (13.56 MHz) 파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 앞단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정하고 Intensified CCD를 이용해 fast-imaging을 한다. 또한 CCD 앞에 band pass filter를 부착하여 MA의 발생 메커니즘을 유추한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분(약 2 us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분(약 0~10 ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들은 쉬스를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 집단전자방출이 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 집단전자방출이 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 집단전자방출이 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 집단전자방출을 이용해 아킹 시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.134-134
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• 2015

최근 액체 플라즈마에 대한 주된 이슈는 방전에 의해 발생하는 히드록실라디칼(OH-)과 버블이다. 액체 플라즈마를 이용한 다양한 응용분야에서는 히드록실라디칼에 주목하고 있다. 액체 플라즈마는 그래핀 파생물의 용액 친화도 향상을 위해 이용될 수 있다. 흑연이 포함된 과산화수소(H2O2) 용액에서 전기적인 방전으로 만들어진 히드록실라디칼로 그래핀 파생물의 용액 친화도를 향상시킨다. 이는 잠재적인 프린팅(printing) 기술 발전에 기대된다. 그리고 이 라디칼은 폐수에서 발암성의 트라이클로로아세트산(CCl3COOH)을 탈 염소하고 분해하는 역할을 하여 액체 플라즈마가 새로운 수처리 기술로 부상되고 있다. 또한 인체에서는 살균 작용을 하는 것 뿐만 아니라 단백질 고리를 끊는 역할을 하여 전립선 수술과 같은 인체수술에 적용될 수 있다. 최근 액체 플라즈마를 이용한 돼지 각막 임상수술에서 레이저와 필적할 정도로 매우 정밀하게 수술된 연구결과가 발표되어 인체 각막수술 적용에 기대된다. 이처럼 액체 플라즈마를 이용한 대부분의 응용분야에서 히드록실라디칼의 역할이 중요하다. 액체 플라즈마의 또 다른 이슈인 버블은 2가지의 역할을 한다. 첫 번째로 방전소스의 역할이다. 액체 속에 담긴 얇은 전극에 전압을 인가하면 전극 주변에서 강한 전기장의 발생으로 줄열(joule heating)에 의해 버블이 생성된다. 전극에서 버블이 생성되었을 때, 서로 다른 유전율을 가진 두 물질로 나누어진다. (버블 안은 공기로 상대 유전율 ${\varepsilon}r{\fallingdotseq}=1$, 용액은 ${\varepsilon}r{\fallingdotseq}=80$이다.) 시스템에 인가된 전압이 항복 전압(breakdown voltage)을 넘어서면 유전율이 상대적으로 낮은 버블내부에 강한 전기장이 걸리게 되어 방전이 일어난다. 만약 버블이 존재하지 않는다면 방전을 위해서 매우 높은 전압이 필요하다. 따라서 버블은 플라즈마 방전의 소스역할을 한다. 두번째로 버블은 전극의 부식을 방지하는 역할을 한다. 전극 부식은 주로 전기분해로 인한 산화반응에 의해 발생하는데 버블을 전극에 오래 머무르게 하면 부식을 방지할 수 있다. 이처럼 액체 플라즈마 시스템에서 버블의 역할들은 상당히 중요하다. 일반적으로 버블은 시스템에 인가하는 전원, 전극 극성 그리고 전압크기에 따라 거동이 달라진다. 시스템에 AC파워를 인가하면 버블은 주파수가 높을수록 전극에서 떨어지는 속도가 빨라지는 특성을 보인다. 핀 전극 극성이 음극일 때는 양극일 때보다 버블이 더 잘 생성된다. 또한 인가전압크기에 따라 거동이 달라지며 시스템에 같은 전압을 인가하여도 크기가 항상 같지 않고, 거동도 일관성을 보이지 않은 랜덤적인 모습을 보인다. 본 연구에서는 이 랜덤적인 버블의 거동을 정리하고 응용분야에서 중요하게 여기는 히드록실라디칼 생성에 대해 공부하기 위해 염류 용액(saline solution)에 핀(pin)-면(plane) 전극 구조를 설치하여 10Hz 주파수(1% duty cycle)를 가진 0-600V 구형펄스로 실험하였다. 실험을 통한 결과로서 랜덤적인 버블의 거동을 전극에서 버블이 떨어지는 속도와 플라즈마 특성에 따라 슈팅모드(shooting mode)와 유지모드(keeping mode) 2가지 모드로 분류하였다. 슈팅모드에서는 버블이 핀 전극에서 성장하지 못하고 빠른 속도로 떨어지는 모드로 플라즈마 방전이 잘 이루어지지 않는다. 반면 유지모드에서는 버블이 핀 전극에서 떨어지지 않고 지속적으로 성장한다. 이 모드에서는 펄스 시간 동안 하나의 버블로 연속적인 방전이 가능하다. 방전이 일어날 때 발생하는 히드록실라디칼의 생성은 버블 내부의 쉬스와 관련이 있다. 이 라디칼을 만들기 위해서는 높은 에너지가 요구되기 때문에 버블 내부의 쉬스(sheath)에서 만들어진다. 펄스 동안 쉬스는 주로 핀 전극 주변에서 유지되며 히드록실라디칼은 이곳에서 주로 만들어진다. 따라서 버블과 함께 쉬스도 성장하는 버블유지모드에서 슈팅모드보다 히드록실라디칼이 더 많이 생성된다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제8권4호
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• pp.30-37
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• 1994

본 연구는 전온하의 질소가스에서 구대 평판전극을 사용하여 온도변화([$0^{\circ}C$]~[$80^{\circ}C$]와 전극간 거리(d=1.0, 2.0, 3.0[mm])를 변환시켰 을 때의 방전트성을 연구하였다. 본 연구에서 얻은 중요한 결론은 다음과 같다. \circled1 온도가 저하함에 따라 절연파괴전압(VB)은 상승한다. \circled2 온도를 강하시킴에 따라 방전지속시간(t)이 길어진다. \circled3 전극의 불평등성이 클수록 절연파괴전압(VB)의 온도의존성이 커진다. \circled4 절연파괴 전계강도(EB)는 다음식으로 표현할 수 있다. 여기서, A, B 및 C는 상수이며 그 값은 다음표와 같다. EB=$AT^2$+BT+C(EB: 절연파괴 전계강도[kV/mm], T: 측정시의 온도[$^{\circ}C$]).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.40-42
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• 2007

본 논문은 전기기기에 순간전압저하를 발생 하였을 경우 응동특성에 대한 영향을 계측하였다. 실험 방법은 AVR에서 Sag 발생기인 IPC에 입력한 후, IPC에서 전압의 크기와 시간을 조정하여 실험기기에 순간전압 강하를 발생하였다 실험기기는 PLC, 전자접촉기, 400[W]고압방전램프를 시험하였다. PLC시험에서 무부하와 정격부하에 따라 특성 의 변화가 생겼으며, 정격부하에서 Voltage Sag의 영향을 더 받았다 전자접촉기의 시험은 위상을 $0^{\circ},\;30^{\circ},\;60^{\circ},\;90^{\circ}$로 변화하여 Voltage Sag 발생시켜 계측하였으며, 위상의 변화에 따라 특성곡선이 변화하였다. 고압방전램프시험은 고압나트륨램프와 수은램프, 메탈헬라이드에 Voltage Sag를 발생시켰다. 방전램프의 시험결과 고압나트륨램프의 특성곡선이 가장 안정적으로 나타났다. 본 실험을 통해 순간전압저하에 대한 저압기기의 특성을 실험적으로 입증하여 전력시스템의 설계에 영향을 미칠 것이라 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.956-959
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• 2001

In die and mould industry, major material such as cemented carbide is broadly used for increasing the life time and decreasing the cost. It is also required the development for the skills of wire-cut electrical discharge machining(WEDM), but the WEDMed surface was found to be worst due to the attached components of wire. Precision machining method like lapping is necessary for obtaining high quality surface. The lapping compound such as Al2O3 and SiC and cast iron lap can be used for lapping process. The components of Cu and Zn were found WEDMed surface of the specimen. As the result, the low quality of precision was obtained and the heat damage layer of the specimen was occurred. The value of surface hardness was deteriorated, and therefore finish process was required.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.157-160
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• 2003

mesocarbon microbeads (MCMB) 카본 분말에 제2상 첨가물로서 소량의 주석산화물$(SnO_2)$을 균일하게 분산 첨가시킴으로서 리튬이차전지의 부극재료로 사용되는 카본 분말의 전지 성능을 개선하였다. 주석산화물 첨가 방법는 전하적정법을 사용하여 Sn을 MCMB 분말에 삽입시키고, 다시 삽입된 Sn이 산화되도록 대기 중에서 $250^{\circ}C$로 1시간동안 후열처리를 하였다. 주석산화물이 첨가된 MCMB 카본분말로 Li/MCMB 전지 cell을 만들어 충방전시험을 수행한 결과, raw MCMB로 만든 전극보다 더 우수한 충방전 용량과 싸이클 특성을 나타내었다. 즉, 주석산화물 삽입에 의해 표면개질된 MCMB 카본 분말은 기존의 MCMB에 비해 높은 초기 방전용량과 충전용량을 나타내었고, 또한 높은 가역 특성과 좋은 cycleability를 보였다. 삽입된 $SnO_2$의 양이 증가할수록 높은 가역용량을 나타내었고 비가역용량 역시 높은 값을 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1951-1952
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• 2008

본 논문에서는 메탈핼라이드 램프(MHL)의 원격 조도제어 및 감시 시스템을 구성하기 위하여 2.4GHz Zigbee 무선모듈로 구성된 무선모뎀을 구현하였다. MHL은 주로 가로등이나 보안등의 용도로 쓰이며, 대부분 설치되어 있는 시스템은 Group 제어 기반의 단방향 제어방식이다. 이러한 방식들은 각 등에 대한 개별적인 제어 및 감시가 이루어지지 못한다는 단점이 있으며, 이를 극복하기 위해서는 양방향 통신을 할 수 있는 통신 시스템이 필요하다. MHL은 다른 방전등들과 비교하여 비교적 방전시간이 긴 특징이 있으며, 이러한 특징은 조도제어 시스템 구성 시 고려되어야 한다. 본 논문에서는 시스템 구성을 위하여 IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee 모듈을 이용하고, 조도제어를 위하여 Half-Bridge 방식의 전자식 안정기를 설계하여, 이를 제어하기 위한 제어회로를 구성하였으며, 램프의 특성에 맞는 프로토콜을 제안하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.2202-2203
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• 2008

축전지는 비상용 전원으로 사회 많은 분야에서 다양하게 사용되며, 유사시 예비전원으로 그 중요성이 부각되고 있다. 이러한 경우에 사용가능한 축전지를 선별하고, 그 상태를 체크하는 것은 무엇보다도 중요하다. 본 논문에서는 축전지의 잔존수명을 보다 짧은 시간에 효과적으로 분석할 수 있는 순간방전시험을 이용하여 축전지의 잔존수명을 판단하고자 하였다. 실험결과 순간방전 시험을 통한 mode 2에서의 임피던스 값과 실부하 방전시험 결과가 서로 일치함을 알 수 있었으며, 이를 통해 축전지의 잔존수명을 파악할 수 있을 것으로 사료된다. 본 논문은 추후에 계속되는 축전지 잔존수명 분석을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.429-436
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• 2003

The electrical discharge machining(EDM) with Si electrode instead of Gr or Cu electrode. made enormous effects on the surface. machining time, anti-caustic workpiece surface and so on In this paper. we experimented on the inter-role distance during discharge the electrical phenomenon of inter-pole, the distribution of discharge point. the distribution of off load time. etc., using Si electrode Cu electrode and Gr electrode under the same machining condition. As a result of a large quantity generated exclusive powders. the performance of the EDM using Si electrode. compared with EDM using others. is improved. We show that the quantities of those make far pole-gap discharge and discharge scatter under stable machining status possible.