• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권3호
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• pp.247-254
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• 1997

Internal voids in insulators give rise to partial discharge, which causes a local breakdown and even entire insulation breakdown. Recently, the necessity of establishing the way to diagnose the aging of insulation materials and to predict of insulation breakdown become important. The purpose of our work are to investigate the treeing phenomena with an artificial needle shaped void by the charge of discharge and acoustic emission pulse in each phase angle area at the same time. We analyzed the .PHI.-QA-t pattern and .PHI.-AEA-t pattern using statistic operators such as pulse magnitude, pulse number, skewness, kurtosis. Therefore, the relation between the charge of discharge and acoustic emission pulse will be helpful to predict the breakdown just before the breakdown occur.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.147-150
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• 2007

본 논문은 일반조명용과 LCD Backlight에 적용 가능한 제논 유전체 장벽형 평판형광램프에 대한 연구이다. 일반적으로, 수은을 포함한 형광램프는 낮은 온도에서의 휘도문제와 상대적으로 긴 점등시간, 수명, 그리고 환경 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프가 연구되었다. 100(W)급($384{\times}321{\times}10mm$)으로 제작된 램프는 AC 펄스 전압에 의해 균일도, 안정한 방전, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가진다. 더 높아진 효율은 빠른 상승시간을 가진 AC 펄스전압, 주파수와 듀티의 구동 최적화, 전극의 형상, 압력 최적화 등에서 얻어진다. 이 연구에서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프는 90(%)의 균일 도에서 7,600(cd/$m^2$)의 휘도와 32[1m/W] 이상의 효율을 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.98-98
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• 2010

대기압 상에서의 방전은 기존의 진공 장비를 요구하던 플라즈마 장비들에 비해 경제적이고 간편해서 물질의 표면 처리 및 바이오 응용 플라즈마 등에서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 평판형 방전으로 발생되는 플라즈마의 물리적 성질을 확인하기 위해 1차원 Particle-In-Cell (PIC) 시뮬레이션을 이용하였다. PIC 시뮬레이션은 계산시간이 많이 걸리는 단점이 있으나 가정이 거의 없기 때문에 정확한 계산값을 얻을 수 있는 장점이 있다. 주파수를 13.56 MHz에서 100 MHz 까지 변화 시켰고, 입력신호는 정현파와 직류 펄스로 하였다. 정현파에 비해서 펄스형 신호를 인가했을 때 전자, 이온 밀도가 시간에 따라서 급격히 변하는 것이 관찰되었다. 또한 전극 앞에 유전체가 있을 경우, 입력 신호의 변화보다 플라즈마 밀도의 변화가 다소 지연되었다. 이 외에도 여기종 분포, 전자 온도 등의 시공간적 특성을 관찰하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.73-81
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• 1999

본 연구는 초음파 측정법을 사용하여 부분방전에 의한 에폭시 몰드형 전력변압기의 열화상태을 진단하기 위해 에폭시수지의 트리진전에 초음파신호를 분석하였으며, 또한 열화시간에 따른 트리길이, 방전전하량 및 초음파 펄스수의 특성을 조사하였다. 실험 결과, 애폭시수지에 발생된 트리는 수지령이면, 인가전압 16[kV]에 대한 트리 길이 및 트리 폭의 평균성 장률은 각각 0.014 및 0.026[mm/min] 이였으며, 20[kV]의 경우 이들 값은 각각 0.032 및 0.063[mm/min]으로 더욱 증가된 것으로 나타났다. 열화중기 이후 트리가 성장함에 따라 초음파 펄스수 및 부분방전 전하량은 급격히 증가된 것으로 나타났다. 그리고 초음파 펄스수는 방전전하량에 비례하여 증가되었다. 또한 몰드형 전력변압기의 초음파 측정시 기본 데이터를 얻기 위해 초음파 발진 및 수신장치를 사용하여 에폭시수지에 대한 초음파신호의 감쇄, 시간지연 및 지향특성도 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.220-220
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• 2010

펄스 직류 $BCl_3$ 플라즈마를 이용하여 GaAs와 AlGaAs의 건식식각을 연구하였다. 공정의 주요 변수는 펄스 직류 전압(350~550V), 펄스 직류 시간($0.4{\sim}1.2{\mu}sec$.), 펄스 직류 주파수(100~250kHz)이었다. 식각 실험 후 샘플의 식각률, 식각 선택도, 표면 형상을 비교, 분석하였다. 또한, 광학 발광 분석기(Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 식각하는 동안 플라즈마 방전 특성을 분석하였다. 표면 단차 측정기(Alpha-step IQ, Tencor)로 식각 깊이를 측정해 식각률을 계산하였다. 표면 거칠기 또한 단차 측정기의 표면 거칠기 프로그램을 이용하여 분석하였다. 식각 벽면과 표면 상태는 주사전자현미경(Field-emission scanning electron microscopy)을 이용하여 관찰하였다. 분석 결과는 1) 펄스 직류의 전압이 증가하면 전극에 걸리는 파워가 올라가고 GaAs와 AlGaAs의 식각률도 증가하였다. 2) 76 mTorr 공정 압력, $0.7{\mu}sec$. 펄스 직류 시간과 200 kHz 주파수 일 때 10 sccm $BCl_3$ 펄스 직류 플라즈마에서 GaAs와 AlGaAs 둘 다 약 $0.4{\mu}m/min$ 이상의 식각 속도를 보여주었다. 3) 식각 선택도는 펄스 직류의 전압이 높아지면 증가하였고, 펄스 직류 주파수의 증가도 공정 파워와 GaAs와 AlGaAs의 식각률을 증가시켰다. 4) 그러나 펄스 직류 주파수가 150kHz 이하일 때에는 GaAs와 AlGaAs가 거의 식각되지 않았다. 5) 표면 거칠기는 펄스 직류 주파수가 증가하면 미세하게 좋아졌고 플라즈마는 펄스 직류 주파수가 100~250kHz 일 때 생성되었다. 6) 펄스 직류 시간의 증가는 공정 파워, 식각률, 식각 선택도 모두의 증가를 가져왔다. 7) 광학발광분석기(OES) 데이타는 $BCl_3$ 플라즈마에서 넓은 범위(450~700nm)에서의 염소(Cl) 분자 피크를 나타내었다. 8) 전자 현미경 사진은 펄스 직류 전압이 400 V보다 550 V 일 때보다 더 이방성(Anisotropic)측면과 부드러운 표면을 나타냈지만, 조금의 홈(Trench)이 발견되었다. 결론적으로 펄스 직류 $BCl_3$ 플라즈마는 GaAs와 AlGaAs의 건식식각에서 우수한 결과를 나타냈었다.

• 한국안광학회지
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• 제13권3호
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• pp.57-60
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• 2008

목적: 펄스형 방전플라스마 포커스 장치에서 반경방향 플라스마 current sheath 의 속력을 측정하였다. 방법: 측정에는 시간분해 분광분석법과 로고프스키 코일이 사용되었다. 결과: 15 kV의 방전전압과 수십 torr의 He과 Ar의 기체기압에서 $10^5$ cm/s의 속력이 측정되었으며, 기체기압이 증가할수록 current sheath의 속력은 감소되었다. 결론: 최적조건인 수 torr의 기압에서는 $10^7$ cm/s의 속력이 나올 것으로 예상된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1490-1491
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• 2006

포항가속기연구소 선형${\mu}$가속기의 대전력 RF부품의 시험과 RF증폭을 위해 사용되는 클라이스트론 튜브의 시험용 전원으로 펄스전원인 모듈레이터를 사용하고 있다. 고전적인 방식의 교류전압을 변환하여 직류로 만들고 이 전원을 L-C공진충전에 의해 펄스를 생성하는 펄스 커패시터에 약 2배의 직류전원으로 충전하는 기법을 사용하고 있다. 이들 전원은 저주파의 대용량 변압기를 사용하여 직류로 변환하는 부품들의 부피가 크다. 새로운 충전기법을 적용한 펄스전원의 경우는 고주파 인버터 전원을 채택하여 그 부피를 줄이고 지령충전에 의해 펄스를 생성하는 싸이라트론의 애노드에 고전압이 머무는 시간을 줄임으로서 자발방전이나 고전압 아크에 의한 오동작을 최소로 할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 고주파 전원 방식을 채용한 펄스 모듈레이터의 제어방법의 개선과 부피를 줄여 운전의 효율성을 높인 내용으로 발표하고자 한다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.537-542
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• 2000

Wire deflection, surface roughness and roundness were observed on changing discharge time for electrical discharge machining(EDM) of STD-11 in various conditions of thickness. The wire deflection was decreased as increasing discharge time and wire tension. The deflection is the smallest at the speed of wire of 10.6m/min and the water specific resistivity of 5k$\Omega$.cm. The deflection is found to be decreased as increasing dwell time. But if the water pressure is high, it is found not to be changed after the vibration of 4sec. The component of copper(Cu) and zinc(Zn), which is the main material of wire electrode, is observed for rough wire-cutting EDM of STD-11. This phenomena is found to be similar in spite of the change of EDM energy level. But it will be improved by changing the material and the shape of wire. The roundness of middle is found to be worse than that of upper and it is increased as the thickness of material is increased.

• 전력전자학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.1-7
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• 1997

커패시터 방전회로의 제작 및 시험을 위해서는 고가의 비용과 위험요소가 내재되어 있으며 특히 고전력 응용을 위해서는 이러한 요소는 더욱 커지게 된다. 그 대체방법으로는 컴퓨터를 이용하여 이 회로의 동작을 모델링하고 시뮬레이션하는 것이다. 본 연구에서는 커패시터 방전 임펄스 착자가 착아 요크 시스템을 위한 SPICE 모델을 개발하고 시뮬레이션 결과를 실제 시스템의 측정치와 비교하였다. 또한 착자기 시스템의 방전회로를 위한 온도산정방법을 제안하였다. 특히 임펄스 착자기의 방전회로의 온도산정은 착자회로 설계의 중요한 지침이 되므로 극히 중요하다. 본 연구에 이용된 착자기는 저손실 유입 커패시터이며, 최대 1200[V]의 충전이 가능하다. 이러한 착자 모델의 개발을 통하여 고임펄스 방전 회로의 설계 및 개발에 소요되는 시간 및 비용을 절약하는데 크게 기여할 것이다.

• 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.