• 제목/요약/키워드: 방전현상

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LLC 공진현상을 이용한 제논 플래쉬램프 전원회로의 설계 및 방전특성분석 (Power supply design and discharge characteristics analysis of xenon flashlamp by using LLC resonance rhenomena)

  • 이희창
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권3호
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    • pp.312-317
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    • 2014
  • 본 논문에서 고체레이저 광원으로 쓰이는 제논 플래쉬램프 점등을 위해 LLC공진형 컨버터 설계방법을 제안한다. 1.5kW 대용량 LLC 공진형 컨버터 제작을 통해 램프 방전특성 실험을 수행하였으며 램프 아크방전 시에 부하급변으로 인한 돌입전류를 제한하기 위한 K값의 변화에 따라 램프부하에 최대전력을 전달할 수 있으며, 콘덴서 및 전류제한저항 등을 적절하게 조절함으로써 전원장치의 원가를 절감할 수 있도록 하였다. 램프 방전회로에 대한 수학적인 모델링은 실제 방전상황에 맞추어 구성한 회로 내부손실과 램프자체의 파라미터 값들을 포함시켜 고려하였다. 시뮬레이션 결과와 실측파형을 비교분석하여 제논램프 점등조건에 대한 최적화 방안을 제시하였다.

GIS내부에 부분방전 측정에 관한 연구 (A study on the measurement of Partial Discharge in Gas-Insulated Switchgear)

  • 윤정훈;구자윤;임윤석;연만승;강창원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1797-1799
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    • 2002
  • $SF_6$ 가스로 절연되는 GIS (Gas Insulated Switchgear)는 매우 우수한 신뢰성을 확보하고 있지만 사고 발생 시 파급효과가 매우 크므로 상시 감시할 수 있는 진단기술이 요구된다. 본 논문에서는 GIS 내부에서 발생하는 신호를 검출하기 위해서 전기적인 방법과 비전기적인 측정 법을 통해 전자파. 초음파, 전류펄스를 측정하고 비교하였다. GIS 내부알루미늄도체에 침 결함을 고정시켜 전원전압 인가 시 발생되는 부분방전신호를 UHF, AE, CT센서로 검출하였다. 측정 결과 UHF센서와 CT센서로 검출되어진 신호는 매우 유사하게 측정되었고 초음파와 전자파를 검출한 결과 진행속도 차이로 발생되는 시간지연현상이 발생되었다. GIS내 부분방전발생 시 발생되는 전자파 스펙트럼 분석결과도 650MHz에서부터 935MHz까지의 주파수대역이 측정되었다. 이후에는 현장에서 운전중인 GIS내부에서 발생되는 결함들을 실제와 가깝게 모델링하여 발생되는 부분방전신호를 스펙트럼 분석하여 대역에 맞는 UHF센서 개발에 노력하고자 한다. 또한 결함의 종류와 형태에 따라 다르게 발생되는 부분방전신호를 검출하여 측정하고 이를 진단하는 연구가 계속 진행되어야 할 것으로 사료된다.

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공기 중 바나듐 2가 이온 산화에 의한 바나듐 레독스 흐름전지의 내구성 영향 분석 (Analysis on capacity loss caused by air oxidation of $V^{2+}$ ion using UV-Visible spectrophotometer for vanadium redox flow battery)

  • 권순관;김한성
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.175.2-175.2
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    • 2011
  • 바나듐 3, 4, 5가 이온은 공기 중에서 안정하지만, 바나듐 2가 이온은 쉽게 산화된다. 그러므로 바나듐 2가 이온이 담겨져 있는 음극 탱크가 공기와 접촉하지 않게 하는 것이 중요하다. 충전 중 음극 탱크에 공기가 침투되면, 바나듐 2가 이온은 3가 이온으로 산화되기 때문에 음극과 양극의 전해질에 불균형을 초래한다. 이러한 불균형은 바나듐 레독스 흐름전지 용량저하의 원인이 된다. 본 연구에서는 공기 중 2가 이온 산화에 의한 전해질의 불균형 현상을 쉽게 보여주기 위해, 공기노출과 차단조건에서 충방전 중에 발생한 음극과 양극의 바나듐 이온 상태변화량을 UV-Visible spectrophotometer를 이용해 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 공기노출 조건에서 음극의 충전 시, 충방전 cycle이 진행 될수록 바나듐 2가 이온의 양이 현격히 줄어들었지만, 공기차단 조건에서는 2가 이온의 양이 공기노출 조건보다 훨씬 더 적게 줄어들었다. 즉, 공기차단 조건에서는 바나듐 2가 이온이 3가로 산화되지 않아서 음극의 충전 후 바나듐 3가에서 2가로 전환되는 양이 공기노출 조건보다 더 많은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 영향으로 인해, 충방전 10th cycle을 진행해 본 결과, 공기차단 조건에서는 충방전 용량감소가 거의 없었지만 공기노출 조건에서는 현격한 충방전 용량 감소를 보였다.

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펄스형 방전플라스마에서 발생하는 가시광선의 분광(II) (Spectroscopy of visible light emitted from plasma occurred by pulse discharge(II))

  • 최운상;정수자;김용훈;장준규;정정복;신장철
    • 한국안광학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.163-165
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    • 2000
  • 펄스형 방전플라즈마 발생장치인 플라스마 포커스장치에서 발생하는 가시광선영역의 빛을 시간적분 분석법으로 분광 분석하였다. 플라스마 포커스장치는 펄스방전에 의해 전기에너지를 빛에너지로 발생시킬 수 있는 장치이다. 분광분석기는 초점거리가 0.5 m인 모노크로메터를 사용하였다. 시간적분 분석법은 분광된 일정한 범위의 가시광선영역의 파장대를 필름에 현상하여 densitometer로 분석하는 방법이다. 가시광선 발생은 방전전압과 기체압력의 최적조건에서 발생되었는데 방전전압은 13kV이고 아르곤과 헬륨기체가 가시광선영역의 빛을 발생시키는데 사용되었다.

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VOC 제거를 위한 상압플라즈마 발생장치 개발

  • 최성창
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.553-553
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    • 2013
  • 상압 플라즈마 기술은 표면처리, 온존 발생장치, VOC (Volatile Organic compound) 제거등 다양한 산업분야에서 응용되고 있다. 상압플라즈마 기술 또한 DBD (Dielectric barrier discharge), Griding Arc, SDIP (Surface Discharge Induced Plasma) 등 다양한 기술들이 개발되어져 왔다. VOC를 제거하기 위한 다양한 플라즈마 기술중 특히 BDB 방법과 SDIP 기술들은 플라즈마에 의한 VOC 분해 뿐만 아니라 오존 발생을 통하여 VOC성분을 분해하는 것으로 알려져 있으며 효율이 매우 뛰어난 것으로 보고 되고 있다. 그러나 BDB 방전의 경우 방전이 발생하는 간격이 매우 작아 공기를 정화시키기 위해 좁은 유로를 통하여 일정넓이를 이동하여하 하기 때문에 압력감소가 심하며 이를 개선하기위해 다단으로 설계할 경우 구조가 복잡하고 가격이 고가인 단점이 있다. 본 연구에서는 두 개의 면 전극이 마주보는 형태로 된 DBD 구조의 단점을 보완하기 위하여 빗살무늬 모양의 다층구조의 선형전극으로 구조를 변화시켜 전극에 의한 압력감소를 방지하고 효율적으로 플라즈마 및 오존을 발생시킬 수 있는 VOC제거용 상압 플라즈마 발생장치를 개발하였다. 또한 플라즈마 발생 및 오존발생량이 우수한 것으로 알려져 있는 SDIP 장치 또한 제작하여 비교 평가를 하였다. 제작된 플라즈마 발생장치는 60 Hz와 20kHz의 교류 고압파워 서플라이를 이용하여 플라즈마 발생실험을 진행하였다. 선행 연구에서는 60 Hz의 고압 파워 서플라이를 이용하여도 플라즈마 방전이 잘 된다고 보고되었는데 본 실험에서 60 Hz 파워 서플라이를 사용할 경우 15 kV 이상이 인가될 때 아주 약하게 오존이 발생하는 현상이 관찰되었으나 육안으로 구분이 될 만큼의 플라즈마 방전은 발생하지 않았다. 20kHz의 고압파워 서플라이를 사용한 경우에는 비교적 낮은 전압인 7 kV에서 방전이 관찰되었으며 분당 22 mg의 오존이 발생하였다. SDIP를 이용한 경우 플라즈마가 발생하는 조건은 SDIP의 기하학적 형상에 많이 의존하게 된다. 본 실험에 SDIP 장치는 매우 낮은 전압에서 방전을 시작하였다. 기존의 DBD와는 다르게 1.7 kV에서 플라즈마 발생하였으며 1.8 kV에서 정상적인 플라즈마 방전이 발생하였다. 이때 분당 3.1 mg의 오존이 발생하였다. 오존 발생양은 앞에 빗살형 플라즈마 방전장치에 비하여 낮은데 인가되는 전력을 고려하면 입력된 전기 에너지당 오존발생양은 비슷한 수준이였다.

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고전계 하에서 반도체 연면방전 특성 (The Characteristics of Surface Flashover on the Semiconductor in High Electric-Field)

  • 이세훈;이충식
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.35-43
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    • 2002
  • 새로운 형태의 고체 상태의 대전력, 고속전자장치인 광전도 전력스위치(PCPS)의 개발과 대전력 및 고전압 상태하에서 광전도 전력스위치의 고전계 동작특성을 규명하기 위해서 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나 표면 섬락 현상이 확실하고 효과 있는 고속, 고압스위칭 소자의 실현을 방해하고 있다. 이러한 연면방전의 물리적 현상의 명백한 이해는 새로운 기술과 소자구성을 발전시키는데 매우 중요할 뿐 아니라, 고전계·고전압에서의 동작특성을 향상시키는데 있어서도 특별한 의미를 가진다. 뿐만 아니라 고전계, 고전력 소자들을 안전하게 동작할 수 있게 하기 위해서도 필요하다. 연면방전 및 표면 절연파괴현상은 반도체 벌크 파괴 전계보다 훨씬 낮은 전계에서 적용되어 파괴된 모든 소자들에서 발생하기 때문에 이러한 문제를 해결하는 매우 실용적인 방법이 소자의 표면을 절연물로 페시베이션하는 것이다. 페시베이션된 소자들은 고전계에서 언페시페이션된 소자에 비해 매우 좋은 동작특성을 나타내므로, 본 논문에서는 페시베이션된 소자와 언페시베이션된 소자간의 I-E특성과 파괴 메커니즘을 규명하고 더 나아가 다중 페시베이션에 대한 몇몇 특성 값을 제시한다.

PCB 기판용 FRP 재료의 열화특성 (Degradation characteristics of the FRP material for using as a PCB substrate)

  • 박종관
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권12호
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    • pp.1-6
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    • 2004
  • 본 연구는 PCB 기판용 FRP 재료의 열화현상을 규명하기 위하여 열 및 방전에 의한 열화를 각각 모의하여 표면에서의 화학적, 정전적 상관관계를 조사하였다. 열 처리에 따른 시료의 특성변화는 $200^{\circ}C$ 까지는 표면의 소수화로 인하여 접촉각 및 표면전위가 증가하였다. XPS에 의한 분석결과 열처리에 따라 표면측쇄상 산소기의 이탈과 탄소쇄의 불포화 이중결합의 증가로 처리시료에서는 소수성이 증가하였다. 또한 열처리로 인해 착색현상이 발생되었고, 이러한 현상은 ether기에 의해 발생된다는 것을 확인하였다. 방전 처리된 시료의 접촉각 및 표면전위는 표면에 카르복실기 라디칼을 포함하는 다량의 측쇄화가 집중적으로 발생되어 처리시간에 따라 급격한 친수화가 진행되었다.

HBM ESD 현상의 혼합모드 과도해석 (Mixed-Mode Transient Analysis of HBM ESD Phenomena)

  • 최진영;송광섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권1호
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    • pp.1-12
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    • 2001
  • 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하는 혼합모드 과도해석을 통해, NMOS 트랜지스터를 ESD 보호용 소자로 사용하는 CMOS 칩에서의 HBM ESD 현상에 대한 과도해석 방법론을 제시하고 HBM 방전 미케니즘에 대해 상세히 분석하였고, 보호용 소자 내에서의 2차항복 현상을 성공적으로 시뮬레이션하여 소자 파괴에 이르는 미케니즘을 설명하였다., 보호용 소자 구조의 변화가 방전 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 DC 해석 결과와 혼합모드 과도해석 결과를 비교 분석하였고, 분석 결과를 근거로 하여 HBM ESD에 보다 견고한 보호용 소자의 구조 설계에 대해 논의하였다.

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지중방전현상에 의한 접지시스템의 써지 임피던스의 저감 (The Decreasing of Surge Impedance of Grounding System by using Discharge)

  • 정재기;강지원;양병모;김홍필
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.55-61
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    • 1998
  • 일반적으로 접지시스템에서 접지저항계산은 저주파수의 전원이 대지에 인가될 때 발새외는 대지전위상승을 측정하여 계산한다. 그러나 뇌격과 써지 엄펄스와 같은 고주파수에 해당하는 전원에 대해서는 현재의 접지 시스템에서 고려하고 있지 않기 때문에 전기설비에 매우 큰 영향을 미칠 우려가 있다. 그래서 이 논문에 서는 뇌격이 전극봉에 인가되었을 때 발생되는 접지 임피던스의 과도현상을 실험하였다. 그리고 이 실험 결과는 이론적 해석과 잘 일치하였으며 지중방전현상이 임펄스 임피던스 저감에 영향올 미친다는 사실을 확인 할 수 있었다.

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