• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.25-28
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• 2008

본연구는 부스트형 대기압 플라즈마 전원장치에 대한 연구로서 부스트형 전원장치는 플라즈마의 발생을 원활하게 하기위해 커패시터로 모델링되는 부하단에 인가되는 전압을 직접 제어하는 방식을 의미한다. 기존의 정현파 공진형 전원장치는 PWM기법을 이용하여 펄스의 폭을 증감하는 방식으로 전압의 크기를 제어하지만 이 방식은 별도의 공진회로를 이용하여 공진을 일으킨 다음 이를 부하에 인가하는 방식으로 구성되기 때문에 속응성이 떨어지고 균일한 플라즈마를 발생시키기 어렵다. 부스트형 전원장치는 별도의 부스트 컨버터로 직류전압을 제어하여 부하단에 입력되는 전압을 직접 제어하므로 매우 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있는 이점이 있으나 별도의 부스트용 스위치가 필요하고 이로 인한 효율의 감소 및 사이즈의 증가가 되는 문제점이 생긴다. 본 연구에서는 커패시터로 모델링되는 부하를 이용하여 직접 공진을 일으키고 공진된 부하 전압을 직접 부스트 스위치에 인가시키는 방식으로 부스트용 스위치의 소프트 스위칭이 가능한 새로운 방식을 개발하였다. 개발된 방식에서는 부스트용 스위치가 ZCS형태로 켜지고 ZVS형태로 꺼지는 특성을 갖게 되므로 별도의 추가 회로 없이도 획기적인 효율 증가와 방열판 사이즈의 감소로 인한 제품의 경량화가 가능한 장점이 있다. 또한, DC링크 커패시터의 최소화로 인하여 부하단의 아크 문제가 자동적으로 해결되는 장점도 있다. 제안된 제어 방식은 시뮬레이션과 실험으로 그 타당성을 입증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
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• pp.495-498
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• 2014

현재 무선충전은 자기유도와 자기공진 두 가지 방식이 주류를 이루고 있다. 자기유도 방식은 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시키면 그 자기장의 영향으로 수신부 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용한다. 자기공진 방식은 송신부 코일에서 공진 주파수로 진동하는 자기장을 생성, 동일한 공진 주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되도록 한 기술이다. 최근에 스마트폰의 무선충전에 대해 관심이 높아지고 있으며, 많은 기업들이 무선충전을 개발하고 있다. 사용자에게 있어 편리함을 주는 무선충전이지만 보안위협이 존재하고, 이것에 대한 표준화와 보안대책요구사항은 체계적이지 않다. 이에 본 논문은 모바일기기에서 자기공진방식의 무선충전의 보안 위협과 보안요구사항을 정의해 분석하고 보안요구사항을 제안한다.

• 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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.69-71
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• 2009

본 논문은 부하전압의 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되는 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는 직류 입력전원에 연결되는 LC 공진회로, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 공진형 컨버터로 구성되어있다. 공진형 컨버터는 공진 회로의 캐패시터 전압과 부하전압의 상대적인 크기에 따라서 2개의 동작 모드 특성을 가진다. 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작을 경우, 스위칭 회로는 부스트 인덕터를 이용하여 입력측 에너지를 부하측으로 전달한다. 반대로 큰 경우에는 스위칭 동작없이 공진 캐패시터가 부하측으로 직접 연결되어 입력측 에너지를 부하로 전달한 후, 공진 캐패시터의 잔여 에너지를 부스트 인덕터를 이용하여 부하측으로 전달한다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE Simulation 및 실험을 통하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.138-139
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• 2012

본 논문에서는 고주파 공진형 인버터 접속의 가열 코일로부터 비접촉 상태로 전자유도 와전류를 구조물에 가하여 발열하는 공진형 인버터를 이용한 유도가열 방식의 최적설계를 제안하였다. 설계한 시스템 인버터는 스위칭주파수 20[kHz] 대역에서 동작하는 하프-브리지 고주파 직렬 부하 공진형이며 LC공진 설계 시 부하 자체를 L로 설정하여 효율을 최대화 하였다. 또한 유도가열용 인버터에 적용 가능한 스너버회로의 특성분석을 통해 본 시스템의 최적화에 관한 연구를 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.230-237
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• 2012

확대부 내열재의 스틸과 FRP 사이에 존재하는 미접착 결함과 미충전 결함을 검출하기 위해 초음파 공진법을 적용하였다. 초음파 공진법은 초음파 신호가 증폭되기 때문에 펄스에코법으로 검출하기 어려운 미접착 결함 및 에폭시 미충전 결함을 쉽게 검출할 수 있다. 공진 주파수는 삼중 매질의 음압 반사계수를 이용하여 예측하였고, 시험편의 초음파 신호에 대해 고속푸리에변환을 실시하여 측정하였다. 예측한 공진 주파수는 측정한 공진 주파수와 일치하므로 초음파 공진을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.299-300
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• 2014

본 논문에서는 넓은 입력전압 및 부하 변동에 적합한 대전력용 $L^3C$ 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 직렬공진탱크와 병렬공진탱크를 조합하여 승압과 강압이 가능하며 다른 공진형 컨버터에 비해 적은 주파수 변동에도 넓은 입출력 범위를 만족 시킬 수 있다. 제안하는 컨버터는 삼차권선을 이용하여 공진 탱크를 구성하기 때문에 공진 커패시터에 흐르는 전류를 최소화 할 수 있으며 공진에 참여하는 인덕터는 변압기의 누설 인덕턴스를 사용하여 소자를 최소화 할 수 있다. 제안하는 컨버터의 스위칭 특성의 경우 모든 스위치가 ZVS 턴온을 달성하고 다이오드는 ZCS 턴온/턴오프가 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.603-613
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• 1998

위스퍼링 갤러리 모드가 동작하는 유전체 원판 공진기의 공진 특성은 모드를 여기시키기 위하여 원판 공진기 주위에 배치한 외부 회로에 의하여 영향올 받게 된다. 이러한 현상올 해석하기 위하여, 원판 공진기를 모드 결합이 일어나는 결합부와 결합이 일어나지 않는 비결합부로 나누어 해석하였다. 결합부에서는 원판올 정합회로로 임피던스 매칭한 후, 비평형 유전체 도파로의 결합 전송 방정식을 유도하였다. 결합 전송 방정식으로부터 결합 계수, 결합 전자계 분포, 전력의 이동량 및 모드 결합 현상을 고려한 공진 주파수를 계산하였다. 또한, 공진 특성에 관한 실험을 통하여, 공진 주파수의 계산치와 실험치 간의 오차가 약 1.28%이고 FSR의 경우 약 0.6%임을 알 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.91-92
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• 2013

본 논문에서는 소프트 스위칭을 하는 새로운 ZVT 공진형 부스트 컨버터를 제안하였다. 보조회로에는 2개의 스위치와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 보조 커패시터를 추가하였다. 따라서 주 스위치와 보조 스위치는 모든 영역에서 소프트 스위칭 동작을 할 수 있다. 또한 공진 인덕터의 전류 도통구간이 감소하여 효율이 증가 하였다. 제안한 ZVT 공진형 컨버터와 기존의 ZVT 공진형 컨버터를 비교 하고, 제안한 컨버터가 기존의 컨버터에 비하여 높은 효율을 얻을 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

• 전자공학회지
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• 제20권9호
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• pp.82-89
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• 1993

새로운 개념의 인버터로서 종래의 인버터의 직류부에 공진회로를 설치하여 직류와 교류를 공진 DC 링크로 접속하는 방식이다. 공진동작으로 링크부의 전압이 명이되는 것을 이용하여 인버터의 PSD를 ZVSAT킨다. (PSD = Power Switching Device)전압공진형은 ZVS가 가능하나 어느 정도의 전류를 OFF할 필요가 있기 때문에 비교적 TURN OFF의 속도가 빠른 MOSFET, SIT, IGBT등의 PSD를 이용하여 수십 kHz의 스위칭 을 한다. 여기에 대하여 전류공진형은 ZCS(Zero Current State)가 가능하게 되고 OFF하는 전류도 작게되기 때문에 TURN OFF가 늦은 BJT와 GTO. IGBT 싸이리스터 등의 TURN OFF 시간이 꾀 짧은 것들을 이용하여 수십 kHz의 스위칭이 가능하게 된다. 이들 PSD는 대용량화에 적합하여 대용량 전력변환기에의 적용이 시도되고 있다. 여기에서는 이들 인버터에 관하여 기본적인 동작원리와 제어방식을 중심으로 설명한다. 또한 공진형 방식의 결점인 전압과 전류의 피크치를 저감하는 전압 Clamp식에 관하여도 기술한다.