• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
• /
• pp.276-278
• /
• 2003

본 논문에서는 축대칭 유한요소법을 이용하여 고주파에서 사용하는 스파이럴 인덕터를 분석하였다. 스파이럴 인덕터는 고주파 운용시 인덕터 도체에서 발생하는 표피 효과와 근접 효과, 실리콘 기판의 전도성으로 인한 와전류에 의한 저항 손실, 그리고 대류 전류에 의한 기생 용량으로 인덕턴스의 감소와 같은 현상이 발생한다. 이러한 다양한 전자기적 기생 효과들이 실리콘 기판에서 스파이럴 인덕터의 성능을 저하시키게 된다. 그러므로 이러한 점들이 실리콘 기판에서 스파이럴 인덕터를 설계 및 모델링 함에 있어서 동기를 부여해 준다. 그래서 우리는 복잡한 형상에도 적용이 용이한 유한요소법을 이용하여 스파이럴 인덕터를 해석 및 설계하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.142-149
• /
• 2019

전기자동차를 무선으로 충전하기 위하여서는 전기에너지를 전송하기 위한 코일이 꼭 필요하다. 코일의 형태는 기본적인 원형 코일에서부터 두 코일 간의 커플링 효과를 높이기 위한 DD 형상의 코일 등 여러 종류가 있다. 하지만 코일 간 커플링이 좋은 DD 형상의 코일은 송수신 측 전력변환장치의 구조가 복잡해지는 단점이 있어 사용에 제한이 있다. 본 논문에서는 자유공간에서 2개의 코일을 이용하여 무선으로 전력을 전송할 때 제작이 편리한 스파이럴 인덕터의 인덕턴스 값을 계산하고 적절한 크기의 인턱터를 설계하는 방법을 제시하였다. 공진기에서 XLm 값이 부하저항 값과 비슷하여질 때 bifurcation 현상이 나타나므로, 이 현상이 덜 일어나도록 XLm 값을 최소부하저항 값과 같도록 선택하여 공진기에 필요한 인덕턴스 값을 계산하였다. 계산된 인덕턴스 값을 스파이럴 인덕터로 구현하기 위하여 스파이럴 인덕터에서 인덕턴스 값과 인턱터의 크기, 턴 수, 총 코일 길이와의 관계를 알아보았다. 또한, 두 개의 코일의 수평 이격에 따른 결합계수 k 값의 변화를 알아본 후 적절한 인덕터를 선정하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
• /
• pp.1395-1396
• /
• 2008

본 논문에서는 초소형 DC-DC 컨버터에 쓰이는 파워인덕터를 설계하였다. 제안된 인덕터는 Ni-Zn 페라이트와 Polyimide 혼합물질을 이용하여, 경화온도를 낮추어 유기기판(FR-4)에서도 적용될 수 있는 인덕터를 설계했다. 인덕터의 크기는 $5mm{\times}4.5mm{\times}0.5mm$ 이고, 도선의 물질은 구리(Cu)를 사용하였으며, 18${\mu}m$의 두께, 85${\mu}m$의 선폭, 85${\mu}m$의 선 간격으로 디자인 하였다. 그리고 구조는 2층 적층의 스파이럴 구조를 제안하여 소형화에 보다 유리하도록 설계를 하였다. 페라이트 혼합물질을 샌드위치 타입으로 EMI shielding한 인덕터의 경우 동작 주파수 5MHz에서 912nH의 인덕턴스, 29의 품질계수 특성을 나타냈으며, 그 결과 초소형 DC-DC 컨버터용 인덕터로서 소형화와 높은 효율을 만족하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.539-546
• /
• 2007

본 논문에서는 온-칩 스파이럴 인덕터 해석에 대한 3차원 전자장 시뮬레이션 방법을 제시하였으며, 이 방법은 정확히 예측 가능한 CMOS VCO를 설계하는데 적용될 수 있음을 보였다. VCO는 CMOS 0.25 um 표준 공정을 이용하여 LC-공진형으로 구현하였으며, 공진기의 스파이럴 인덕터는 실리콘 기판과의 사이에 그라운드 패턴을 삽입한 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 각각 VCO를 구현하여 인덕터의 Q값 개선에 의해 VCO의 위상 잡음이 어느 정도 개선되는지를 검증하였다. 제작된 VCO는 2.5 V 제어 전압에서 3.094 GHz, -12.15 dBm 출력을 가지며, LC 공진에 사용된 단일 인덕터의 Q는 그라운드 패턴을 삽입한 경우 3 GHz에서 8% 정도 개선됨을 시뮬레이션을 통해 검증하였으며, 이로 인한 위상 잡음은 3 MHz 오프셋 주파수에서 9 dB 개선되어짐을 실험을 통해 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.135-140
• /
• 2008

본 논문에서는 자동차에 사용되는 RKE(Remote Keyless Entry) 시스템용인 중심주파수가 315MHz, 433MHz 및 447MHz이 스파이럴 안테나를 PCB(Printed Circuit Board)상에 설계하고자 한다. 안테나는 선로 급전하였으며, 급전부에는 중심주파수 조정과 임피던스 정합이 용이하도록 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 적용하였다. 안테나는 PCB상에 인쇄되며 PCB 면적의 5% 정도인 $30mm{\times}20mm$ 이내의 크기를 갖도록 설계하였고, PCB상의 회로소자 ECU (Electronic Control Unit) 케이스, ECU가 장착되는 차체의 영향을 고려하여 설계하였다. 또한 스파이럴 선로상에 칩 인덕터를 삽입하여 315MHz와 447MHz에서 이중공진을 일으키는 이중대역 스파이럴 안테나를 설계하였다. 최종 설계된 안테나는 측정을 통해 안테나 사양을 만족함을 확인하였고, 안테나를 ECU에 장착하여 실험한 결과, 전방향에서 20m이상의 수신거리를 가지면서 정상적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.343-354
• /
• 2012

본 논문에서는 무선 전력 전송을 위한 다양한 스파이럴 구조의 영자 공진기들을 설계하였다. 메타 물질 전송 선로의 영차 공진은 무한 파장의 특징을 가지기 때문에 공진기의 크기에 상관없이 디자인이 가능한 장점을 가진다. 또한, 무선 전력 전송에서 고효율의 전송 효율을 얻기 위해서는 공진기의 Q-factor와 공진기간의 결합 계수가 커야 한다. 따라서 제안된 영차 공진기들은 영차 공진을 유도하기 위해 스파이럴 형태의 인덕터와 집중 캐패시터 소자를 사용하였고, parametric study와 R, L, C 회로 분석을 통해 높은 Q-factor를 얻기 위한 최적의 디자인을 찾고자 하였다. 최적화된 공진기들은 기존의 스파이럴 공진기와 모의 실험을 통해 비교되었으며, 최적화된 공진기들 중 제작된 공진기의 크기는 $20cm{\times}20cm{\times}8cm$($0.009{\lambda}_0{\times}0.009{\lambda}_0{\times}0.004{\lambda}_0$)이고, 13.56 MHz 대역의 주파수와 40 cm 거리에서 80 %의 전송 효율이 측정되었다.

• 한국자기학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2005

최근 20년 동안 스핀 스프레이 방법으로 제조된 페라이트 필름이 갖는 여러 가지 우수한 점들이 보고되어 왔다. 기존의 벌크 페라이트 재료와 달리 고주파 특성이 우수하며, $100^{\circ}C$ 이하에서 저온 공정이 가능한 점이 그것이다. 따라서 상기의 방법을 이용하여 micro DC-DC 컨버터용 Ni-Zn 페라이트 인턱터를 제조하였으며, 기판재료는 폴리이미드를 사용하였고, 라미네이션과 비아홀 가공, 도금 공정을 이용하여 임베디드 형태를 완성하였다. 또한 Ni-Zn ferrite는 절연체이므로 다른 절연층을 형성하지 않았다. 제조된 Ni-Zn ferrite 는 약 0.61 T의 포화자화, 약 110의 실수 투자율을 보였고, 인덕터의 특성은 스파이럴 16턴 디자인의 경우 5 MHz에서 1.52 H에 Q-factor 24.3, 정격전류 863 mA였다.

• 전기학회논문지
• /
• 제57권3호
• /
• pp.446-452
• /
• 2008

To design a spiral inductor a genetic algorithm is applied with fast computing technique. For the inductance extraction of the given geometry the fast multipole method is used, also the distributed computing technique using 10 personal computers is introduced for the massive computation of the genetic algorithm. A few important design parameters are used as genes for the optimization in the genetic algorithm. The target function is chosen as mean square error of the inductance at several sampling frequency points. A large-scaled inductor is fabricated and compared with the simulated data.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제31권6호
• /
• pp.777-783
• /
• 2007

In this work, a highly integrated downconverter MMIC employing HBT(heterojunction bipolar transistor) was developed for application to one chip tranceiver solution of Ku-band commercial wireless communication system. The downconverter MMIC (monolithic microwave integrated circuit) includes mixer filter. amplifier and input/output matching circuit. Especially, spiral inductor structures employing SiN film were used for a suppression of LO and its second harmonic leakage signals. Concretely, they were properly designed so that the self-resonance frequency was accurately tuned to LO and its second harmonic frequency, and they were integrated on the downconverter MMIC.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
• /
• 제48권11호
• /
• pp.617-624
• /
• 1999

The spiral type thin-film inductor performed in high frequency at 2-5[MHz] range is analyzed by 2-dimensional Finite Element Method(2D FEM). The features of micro thin-film inductor have complicated electromagnetic phenomenon such as skin effect, proximity effect and magnetic saturation. To develope miniatured magnetic device considering these features, it is important to predict the property of the thin film inductor according to design parameter. In this paper, we present the 2D FEM analysis for the spiral type thin film inductor. The characteristics of inductor from point of view of inductance, resistance and quality factor are studied according to design parameter and various pattern construction.