Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.2
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pp.476-484
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2010
Recently, as the piezoelectric transformer technology develops, piezoelectric transformer may become a variable alternative to magnetic transformers in various applications. Because it was have to favorable characteristics such as electromagnetic-noise free, compact size, higher efficiency, and superior power density, linkage flux, noiseless, etc. its resonance frequency was used to output waveform of a sine wave. In this paper, the switching mode power supply of about 87.2[KHz] is driven by the multilayer thickness vibration mode piezoelectric transformer and the DC to DC converter drive circuit using an electrical equivalent circuit is proposed. Also, it was possible to drive power source device of the high-luminance LED by propose circuits.
액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 표현된 정보를 가시화하기 위해 램프의 백라이트가 필수적인데 대부분 부피가 작고 효율과 휘도특성이 좋은 냉음극 방전램프가 사용된다. 램프는 고압으로 구동되며 높은 전압을 얻기 위해 일반적으로 권선 변압기를 사용한다. 그러나 권선 변압기의 경우 자체의 철심이나 권선의 손실로 인하여 출력 효율의 한계가 있으며, 고압을 위해 감긴 코일은 부피를 크게 하며 무겁게 만든다 이를 해결하기 위해 변압기 자체 손실을 줄이고 소형화가 가능하며 높은 승압비을 가진 PAN-PZT계의 적층형 압전 변압기를 제작하였다. 또한 회로의 손실을 줄이기 위한 영전압 스위칭(ZVS; Zero Voltage Switching)과 그리고 LCD패널과 인버터의 불필요한 간섭현상(EMI; Electro-Magnetic Interference)을 줄일 수 있으며 소형화가 가능한 하프 브리지형 압전 인버터를 설계하였다.
최근 전자통신기기의 급속화된 발전과 함께 전자부품에 대한 초소형화, 고성능화가 요구되고 있다. 특히 노트북 컴퓨터나, PDA, LCD 모니터와 같이 박막 액정 표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)가 대표적인 예라 볼 수 있다. 이러한 박막 액정 표시장치는 그 내부에 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluroscent Lamp)가 있어서 백라이트의 역할을 하는데 냉음극 형광램프의 특성상 초기 고압의 구동전압을 인가시킬 수 있는 인버터가 필수적이라 하겠다. 본 논문에서는 18인치(4_CCFL), 20인치(6_CCFL) TFT-LCD 모니터용, 멀티램프 구동 인버터를 설계 제작하여 90%에 가까운 효율을 얻었다. 코일손실 및 전자유도의 장애가 없고 불연성의 장점을 가지고, 소형화가 가능한 적층형 압전 변압기를 제작하고 이 제작된 적층형 압전 변압기의 전기적 특성분석을 통한 방전램프 구동용 인버터의 승압용 변압기로써 적용이 가능함을 확인하였다.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.11
no.10
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pp.849-854
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1998
The load characteristics on the voltage gain and efficiency were analyzed using a lumped constant equivalent circuit of the piezoelectric transformer. These analytical results were confirmed by experiments. Theoretical values of voltage gain were nearly constant with experimental ones. However, It was shown that theoretical values of efficiency is higher than experimental ones.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2007.06a
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pp.306-306
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2007
최근, LED 구동 인버터, DC-DC 컨버터, AC-DC 컨버터 및 형광등 ballaster 등의 고전압전원장치등에 압전변압기를 적용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 순수한 $PbTiO_3$는 큐리온도($490^{\circ}C$)가 높고, 기계적강도가 크며, 비유전율(약 200 정도)이 작다. 또한, 두께방향 진동의 전기기계 결합계수 ($K_t$)가 윤곽진동의 전기기계 결합계수($K_p$)보다 크므로 두께방향의 진동모드를 이용한 벌크파 진동자의 경우 윤곽진동방향으로 불요신호(spurious signal)가 적고, 작은 grain size($1\;{\mu}m$정도)로 미세가공이 가능하여 고주파 재료로 이용되고 있다. 압전변압기의 출력 전력을 향상시키기 위해서는 적층으로 제작하여야 하는데 적층 압전변압기 제작시 층간의 내부 전극이 도포된 상태에서 소결하여야 한다. 이때 소걸 온도가 높으면 Pd 함랑이 높은 전극을 사용하여야 하는데 Pd 전극의 가격이 비싸 소자의 경제성이 떨어지게 된다. 따라서 순수한 Ag 전극을 내부전극으로 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결이 가능하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 $(Pb,Ca,Sr)Ti(Mn,Sb)O_3$ 조성을 이용하여 $900^{\circ}C$ 이하의 저온소결이 가능한 두께방향진동모드 적층 압전변암기를 제작하여 그에 대한 전기적 특성을 조사하였다.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.10
no.10
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pp.2660-2664
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2009
In this paper, it is reviewed is to acquaint a circuit design with features of piezoelectric ceramic transformers(PT) and to show the general approach to the design of inverters utilizing PT as a circuit element. The description of the piezoelectric effect is not present here and can be easily found in numerous publications as well as complex equations and formulae. What is the most important to understand is that "they are different" -one cannot just change an electromagnetic transformer (EMT) for a piezoelectric one. Several examples of PT-based circuitry will help to start and use PT's advantages most effectively.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2010.06a
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pp.108-108
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2010
휴대용 전자장비에 대한 수요증가와 합께 전자제품의 소형화, 박형화에 대한 요구가 점점 증대되고 있는데 전원 공급부가 대부분의 휴대용 전자장비에 있어서 가장 큰 부피를 차지하고 있다. 이러한 문제점올 해결하기 위한 방법으로 기존 마그네틱 권선 변압기를 압전 변압기로 대체하는 것을 고려할 수 있다. 그러나 ZVS 조건을 만족하기 위해서 입력 매칭 회로를 추가적으로 병렬 혹은 직렬로 인덕터를 추가적으로 사용해야 된다. 따라서 본 논문에서는 입력 매칭 회로의 인덕터 사이즈 팩터의 최적화에 대한 모델링을 분석 하고, 최적의 매칭 회로의 설계를 위한 가이드라인을 제시하였다.
Park Hong-Sun;Yang Seung-Hak;Lim Young-Cheol;Han Keun-Woo
Proceedings of the KIPE Conference
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2006.06a
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pp.504-507
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2006
현재 LCD(Liquid Crystal Display)용 광원으로서 주로 냉음극 방전램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용되고 있으며, 그 외 LED를 비롯해서 외부전극 방전램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp), 면광원(FFL : Flat Fluorescent Lamp), 전계 방출램프(FEL : Field Emission Lamp)등 다른 광원에 대한 적용도 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 멀티램프 구동이 유리하여 인버터 개수를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있는 EEFL을 사용하였으며, 변압기의 자체 손실을 줄이고 소형화가 가능하며, 높은 승압 비를 갖는 압전 변압기를 병렬로 연결하여 멀티램프 구동이 가능하도록 하였다. 최적의 EEFL 구동회로를 구성하기 위해서 Push-Pull 타입의 압전 인버터를 설계하였으며, 설계된 인버터 회로에 대한 시뮬레이션 분석을 수행하고, 향후 여러 형태의 구동 방법을 적용하므로 서 압전 변압기로도 대화면 멀티 램프 구동용 인버터의 제작이 가능함을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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