• 한국철도학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.151-157
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• 2008

디젤엔진 배기가스 저감 장치의 세라믹 필터 재생 특성을 파악하는데 있어서 중요한 인자인 세라믹 필터 내의 온도 분포를 30군데에서 측정하였다. 세라믹 필터 내의 온도 분포에 적합하도록 제작한 K-형 열전대를 사용하여 측정하였다. 5개로 구성된 분할형 전기히터를 장착하고 중심부 전기히터부터 차례로 돌아가면서 ON/OFF 제어를 하면서 세라믹 필터 내의 온도를 측정하였다. 또한 공기 공급 유량을 변화 시키면서 분할형 전기히터의 ON/OFF 제어가 세라믹 필터 내의 온도 분포 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 세라믹 필터 내의 온도가 균일한 분포를 가지려면 배기가스저감 장치 입구에서의 유속 분포가 균일한 경우가 유리하였다. 분할형 히터간의 가열 능력 편차에 의해 세라믹 필터 내의 온도 분포도 큰 영향을 받았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.305-306
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• 2006

자동차의 난방 열원은 HVAC(Heating, Ventilating & Air Conditioning)에 내장되어 있는 히터코어 (Heater Core) 에서 공급하게 되며, 이 히터코어는 엔진에서 가열된 냉각수 열원을 이용하게 된다. 그러나 최근 디젤 엔진의 경우 연소효율의 개선과 CEGR(Cooled Exhaust Gas Recirculation) 시스템의 적용으로 냉각부하가 증가하여 냉각수가 가지는 가용 열원이 기종보다 약 30~40% 정도 저하되고 있다. 따라서 디젤 자동차 및 하이브리드용 자동차의 난방 보조 히터의 국산화 개발이 시급해진 상황이며 초정밀, 고효율 보조 히터의 개발이 요구되고 있다. 현재 적용되고 있는 보조 히터 중에서 PTC 히터는 PTC 소자의 발열을 이용하여 공기를 직접 가열하기 때문에 추가적인 연료소비가 없고 소형 및 저가라는 장점이 있다. PTC 세라믹 소자는 $BaTiO_3$를 모체로 하며, 이의 특성 항상 및 제어를 위해서는 적절한 dopant를 선택하여 균일하게 doping 해야 한다. 지금까지 dopant에 따른 구성 요소 및 역할은 비교적 잘 알려져 있다. 하지만, 자동차용으로 사용되기 위해서는 12V의 저전압에서 동작해야 하며, 또한 소자의 두께가 얇아지게 됨에 따라서 발생하는 전기적 short와 같은 문제점들을 해결하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 PTC 세라믹 소자에서 도펀트 종류와 양 조절을 통한 저저항을 확보하고, PTC 세라믹 소자의 박막화를 달성하고자 하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.191-196
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• 2022

내연기관 자동차 히터는 연소과정 중에 발생하는 엔진 열을 이용하므로 열원이 추가로 필요치 않지만, 배터리로부터 동력원을 얻는 전기자동차용 히터는 별도의 전열 장치가 요구된다. 지금까지 개발된 전기차용 히터 중에서 냉매를 이용하는 고전압 히터는 효율이 높고 작동 온도 범위가 넓은 장점이 있다. 고전압 히터 내부의 냉각수 유로의 형상은 열교환 성능을 크게 좌우하므로 히터 개발 시 유로 설계는 기술적으로 매우 중요하다. 본 논문에서는 대칭형 서펜타인 유로를 갖는 7kW급 고전압 히터의 유로 형상 설계를 위해 고전압 열유동 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로부터 입출구간 차압과 차온 및 유로에서의 유동 균일도를 계산하여 히터의 성능을 평가하였다. 도출된 대칭형 서펜타인 유로 설계안은 기존 평행 서펜타인 비해 차압은 높지만, 열교환 성능은 비등하며 저온부가 비교적 넓게 존재하여 제어 회로의 설치 공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

• 설비공학논문집
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• 제13권1호
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• pp.59-65
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• 2001

The work presented here is an implementation of PID control to achieve a required supply air temperature in PEM(Personal environment module). In PEM, the air is heated to the required temperature while it flows through the supply duct, without any mixing chamber. This makes the control of air temperature in PEM difficult. Linear dynamic model of heat transfer in PEM is first obtained. Then P, PD and PID type control systems, to provide the rapid response without overshoot and saturation, are designed and implemented experimentally. Data obtained shows that the control system satisfied the design criteria and works properly in controlling the supply air temperature.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.107-111
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• 2019

FPD(Flat Panel Display) WET(습식) 장비의 히터 사용은 필수로 사용된다. 히터 사용에 따른 단선과 과열로 인한 전기사고가 다발하여 안전적인 전기 계통도 및 인터락이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 FPD WET장비에 들어가는 전기 계통도 및 인터락을 제안하였다. 레벨센서, 과열방지기, SSR heater sink와 같은 하드웨어 인터락을 넣었으며, 전기 계통도로써는 ELB-MC-SSR-EOCR-Heater로 구성되어 있다. 인터락 발생시 마그네틱 컨텍터(MC)가 오프되어 Heater의 전원을 차단하는 방식이다. 전기적 과전류 보호장치인 EOCR 과전류, 부족전류, 단선 체크를 하면서 히터에 이상 있을 시 MC를 차단하는 인터락이 구성되어 있다. 이러한 회로 구성 및 인터락은 WET 장비 뿐만 아니라 히터가 들어가는 어떠한 장비에도 유용할 것으로 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.904-907
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• 2013

최대전력관리장치는 사용 전력량이 목표 전력량을 초과하는 것으로 예측되면 연결된 부하장치를 차단하여 사용 전력량이 목표 전력량을 초과하지 않도록 제어하는 장치이다. 이러한 ON/OFF 방식을 전기로의 전력 관리에 적용하면 전력을 공급하는 인버터와 전기히터의 기동 및 정지동작이 반복적으로 수행되게 된다. 이는 인버터와 전기히터에 전기적 손상을 가중시켜 수명을 단축시킬 수 있다는 문제점이 있다. 또한 전력 관리에 의해 전력 공급이 차단되었을 때 복귀 시점까지 온도를 조절할 수 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 목표 전력량을 초과하지 않는 범위 내에서 지속적인 전력의 인가를 통해 인버터와 전기히터의 전기적 손상을 방지하고 전기로로 인가되는 전력량을 유기적으로 자동 조절하기 위해 전기로 원격 제어기를 사용한 전력관리 시스템을 개발한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5541-5549
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• 2015

본 논문은 반도체 웨이퍼 공정 배기가스 수분제어장치에 적용하기 위하여 인덕션 히터를 사용해서 안전하고 효율적인 전력을 사용하는 히터에 대한 설계방법을 제안한다. 수분을 제거하기 위해서 질소 가스의 흡열 반응을 발생하는 필라멘트 히터를 이용하여 배기가스 제거 시스템이 만들어진다. 이론적인 최적화와 전기적인 구현을 통해서 인덕션 이론은 반도체 웨이퍼 공정 배기가스 시스템을 위한 인덕션 히터 설계과정에 적용되어진다. 제안한 인덕션 히터 설계는 에너지 측면에서 비효율적이고 신뢰성이 떨어지며 안전하지 못한 현재의 설계문제에 대한 해결책을 제시한다. 인덕션 히터의 강인성과 미세조정 설계기법이 질소 히터의 사양내에서 에너지 소모를 최적화한다. 최적화는 배기 파이프의 공진주파수에 의해서 특성화된 ZVS(Zero Voltage Switching)를 기초로 이루어진다. 시스템에서 끼어진 고장 안전(fail-safe) 에너지 리미터는 MOSFET의 궤환 제어를 통하여 전압 레귤레이터를 사용하고 N2 히터 유닛의 사양이내에서 작동하기 위한 성능을 만족하도록 한다. 수치 해석과 설계의 우수성을 위한 기존의 필라멘트 히터와 미세조정한 인덕션 히터 설계의 사양과 성능비교는 제안한 인덕션 히터 설계방법이 우수함을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2099-2101
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• 2004

본 연구에서 제안하는 마이크로 시스템은 열공압 방식으로 구동되고 제작비용이 저렴한 indium tin oxide (ITO) 및 polydimethylsiloxane (PDMS)로 제작되었다. 제안된 마이크로 밸브와 마이크로 펌프의 구조는 ITO 히터, SU-8 층, PDMS membrane, 그리고 PDMS 채널로 구성 되어 있다. 제안된 마이크로 펌프와 마이크로 밸브는 제작 공정 및 구조가 간단하고 값이 저렴하며, 마이크로 펌프와 마이크로 밸브를 같은 기판 위에 쉽게 직접화할 수 있는 장점을 가진다. 마이크로 밸브의 유량은 채널 폭에 비례하며 밸브가 closing 되는 전력은 채널의 폭과 상관없이 100 mW이다. 마이크로밸브의 ITO 히터의 온-오프에 따라 유량이 매우 잘 제어되었다. 제안된 마이크로 펌프의 경우, 히터의 인가 펄스 전압이 증가함에 따라 유량은 선형적으로 비례 증가함을 관찰할 수 있다. 마이크로 펌프의 최대 유량은 펄스 전압과 duty 비가 55V와 10%일 때 6 Hz에서 78 nl/min이 측정 되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.295-301
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• 2019

바이오샘플의 DNA를 대량 증폭할 수 있는 휴대형 실시간 중합효소연쇄반응(Real-time PCR) 기기에서 히터는 PCR 반응 온도를 제어하기 위한 중요한 요소 중의 하나이다. 보통 빠른 히팅을 위해 소형 PCR 칩에 집적화되어 있고, 반도체 공정을 이용하여 박막형태로 제작되어 PCR 칩 제작 단가가 높은 편이다. 따라서 본 연구에서는 값싸고 온도제어를 정확히 할 수 있는 히터로 칩 저항을 사용하는 것을 제안한다. 칩 저항을 사용한 히터는 구조가 단순하고 제작이 쉽다는 장점이 있다. $2.54{\times}2.54cm^2$ 크기의 실시간 PCR 칩 위에 칩 저항을 1개 또는 2개를 사용했을 때 온도분포를 시뮬레이션 하였고, 고른 온도분포를 갖는 PCR 칩을 제작했다. 또한 효율적인 PCR 칩 냉각을 위해 소형 fan이 내장된 하우징을 설계하였고, 3D 프린터로 제작했다. 온도제어는 마이크로프로세서를 이용한 PID제어법(Proportional-Integral-Differential control)을 적용했다. 온도상승비와 하강비는 각각 $18^{\circ}C/s$, $3^{\circ}C/s$이며, 각 PCR 반응 단계의 유지 시간을 30초로 하였을 때, 한 사이클은 약 2.66분이 걸렸고, 35 사이클은 약 93 분 내로 진행할 수 있었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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• pp.171-171
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• 2003