• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.568-575
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• 2020

초음파는 다양한 산업 분야에서 널리 사용이 되고 있다. 그 중에 도전적인 분야로 전자부품의 냉각이 있다. 초음파 냉각 기술은 작동 유체로, 기존의 지구온난화를 유발하는 프레온 가스 대신에 Ar(아르곤), N₂(질소) 등의 기체로 대체가 가능하다. 또한 움직이는 부품이 없어 높은 내구성을 가질 수 있다. 그러므로 이러한 환경 문제와 내구성 관점에서 초음파 냉각 장치의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 설계와 제작 공정에 대하여 설명하고 있다. 이 시스템을 설계할 때, 냉각기 시제품을 이용하여 유효성 테스트를 수행하였다. 이 결과를 바탕으로, ANSYS 프로그램을 사용한 유한요소해석을 수행하였다. 반공진 주파수는 34.8 kHz로 예측이 되었으며, 이는 실험치인 34.6 kHz과 0.6 %의 오차로 잘 일치하였다. 또한 초음파 웨이브가이드의 반공진 주파수는 39.4 kHz로 예측이 되었고, 역시 실험치인 39.8 kHz과 1.0 %의 오차로 잘 일치함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 볼 때, 개발된 초음파 웨이브가이드는 마이크로칩의 냉각에 활용 될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2069-2074
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• 2013

내연기관 차량에 전자기식 클러치 워터펌프의 적용은 연비 향상 및 배기가스 저감을 꾀할 수 있다. 이러한 클러치 워터펌프는 엔진 냉각시스템의 유량 단속에 의하여 최적 운전 조건을 가능케 한다. 본 연구에서는 클러치 워터펌프를 이용한 냉각시스템을 제어함으로써 디젤 차량의 연비 및 배기가스 특성을 살펴보았다. 전자기식 클러치 워터펌프에 의한 저온 시동시 냉각수 흐름을 차단하여 아이들 조건에서 예열 시간을 기존 워터펌프 대비 49% 정도 단축시켰고, 주행 중에는 냉각수가 최적 고온상태를 유지하도록 제어하였다. 그리하여 NEDC 모드에서 연소 효율이 개선되어 최대 5% 정도의 연비 향상 효과를 나타내었다. 또한 NOx를 제외한 HC, CO 및 $CO_2$ 배기가스의 농도가 전반적으로 감소하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권5호
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• pp.303-308
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• 2009

최근 항공기, 자동차, 선박을 포함하여 다양한 분야에서 무인시스템에 관한 연구 개발이 이루어지고 있다. 우리나라에서도 IT 기술의 발달과 함께 무인시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있지만 아직 개발 실적은 미미한 수준이다. 이 연구에서는 바지(barge)선형의 초소형자율 무인선박(USV)을 개발하고자 하였다. 자율항법 알고리즘 개발에 GPS센서의 위치 정보를 기반으로 대권항법 계산식을 적용하였으며, 프로그래밍은 NI사의 LabVIEW 8.2를 이용하였다. 조타제어는 펄스진폭변조 방식으로 하였다. 또한, 엔진시스템은 전동모터 및 전자 변속기로 구성하였고, 엔진시스템 냉각방식으로 DC모터펌프를 이용한 해수 직접냉각방식을 채용하였다. 무인선박을 자체 설계 제작하고, 해상실험을 통해 자율운항 알고리즘의 유효성을 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.300-300
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• 2008

우리나라의 전기에너지 수요가 지속적으로 증가함에 따라 새로운 송배전 선로의 구축이 필요하다. 하지만 현재 도심지의 전력구에는 더 이상의 지중선의 증설은 불가능하며 가공선 설치의 경우 환경 민원의 부담을 떠안게 된다. 그래서 기존 동도체의 회선당 송전 한계를 극복하고 대용량 송전 및 손실을 크게 줄일 수 있는 초전도 케이블의 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 한국전력 전력연구원은 신 전력시스템으로서의 22.9 kV급 초전도케이블 시스템을 고창전력시험센터에 설치하고 운영 및 유지 보수 과정을 통하여 실제 계통 적용을 위한 최적 운전조건을 연구하고 있다. 이 논문에서는 실제 부하 상황을 모의하기 위하여 초전도케이블의 장기 부하변동 시험에 따른 케이블 송전 능력 확인 및 냉각시스템의 반응성을 살펴보고 부하변동 시험 후 초전도케이블 도체 열화 여부를 확인하기 위하여 직류 임계전류를 측정하였다. 그 결과 부하변동 시험 전의 임계전류 값과의 변화율이 삼상 모두 ${\pm}1$% 내외로서 오차범위를 벗어나지 않으므로 건전한 것으로 판단되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.227-228
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• 2011

EV의 중요한 부품은 MCU(인버터), BMS(고전압), LCD(저전압 충전장치), OBC(완속충전장치), EWP(냉각장치), PTC(히터), A/C(에어컨) 등으로 구성되어 있으며, 특히 EV용 인버터의 경우 핵심 부품으로 신뢰성 및 보호기능에 대한 중요성이 인식되고 있다. EV 인버터는 온도(인버터, 모터), 단락과 단선, 인터락 및 최대출력제한 등에 대한 보호기능 구현이 되어 있으며, 고장발생시 고장을 진단할 수 있는 기능(DTC)이 구현되어 있다. 이러한 보호기능 중에 단락과 단선 시 인버터의 보호는 중요한 요소이며, 이를 구현하기 위한 회로설계 및 회로분석이 필요하다. 본 논문에서는 EV용 인버터에 사용되는 병렬 운전형 인버터의 단락 및 단선 시 시스템을 보호할 수 있는 드라이버 회로 설계 및 분석을 수행하며, 실험을 통해 그 결과를 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.16-17
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• 2011

본 논문에서는 120kW급 하이브리드 전기 차량용 IPMSM 제어기 개발 사례를 소개 한다. 높은 출력 밀도를 요구하는 하이브리드 전기차량의 특성을 고려하여 개발된 IPMSM(매입형 영구자석 동기전동기)를 대상으로 대전류, 고효율 시스템 구성을 위해 수냉식 MCU(Motor Control Unit)를 개발 하였다. 또한 효율적인 차량 전원 배선 및 냉각 유로 구성을 고려한 전원 분배 기능 및 방열판 설계기법이 적용 되었다. 개발된 MCU를 모의 해석 및 실험을 통해 검증 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.485-486
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• 2011

대용량 전력변환기에서 대부분의 열은 IGBT 소자에서 발생한다. 따라서 소자의 방열을 위한 방열시스템은 전력변환기의 구동 뿐 아니라 각 장치들에 대한 소형, 경량화의 추세에 있어서도 중요한 부분을 차지한다. 본 논문에서는 소자의 냉각을 위해 수냉식 방법을 선정하였으며, 배관 구조에 따른 방열판의 방열특성을 비교하여 최적의 배관 구조를 가진 수냉식 방열판을 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.417-418
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• 2020

효율 및 내환경성에서 우수한 성능을 갖는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 최근 철도차량용 견인전동기로서 주목받고 있다. 일반 도시 철도차량의 추진제어시스템은 장시간 연속 운행 및 자연통풍냉각 방식의 설계가 요구되므로 대전력 스위칭으로 인한 발열 문제가 고려된 낮은 스위칭 주파수 및 6-스텝 제어 아래 인버터의 고성능 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 6-스텝 및 낮은 스위칭 주파수로 IPMSM을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 동기화 방법을 기술하고 시뮬레이션을 통하여 제어 성능을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.50-50
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• 2010

Seebeck 효과를 이용한 열발전 소자는 에너지 절약에 대한 사회적인 필요성이 크게 대두됨에 따라 산업폐열 등 저급의 열에너지를 이용한 발전과 무인 작동이 가능하다는 점에서 군사 의료용 및 인공위성의 보조전원의 특수 목적용 전원등으로 사용하고 있다. 또한 Peltier 효과를 이용한 열전냉각 소자는 전자 광학기의 냉각 및 항온유지 등에 이용되고 있다. 이러한 열전소자 중 Bismuth Telluride계 열전소자는 상온부근에서 작동효율이 우수한 것으로, 단결정 또는 소결재를 이용하고 있다. 박막형 열전재료 및 이를 이용한 열전박막소자의 제조와 특성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전박막을 기상 증착법으로 제조하였고, 이에 사용되는 다양한 전구체 ($Bi(Me)_3$, $Bi(Et)_3$, $Te(iPr)_2$, $Te(Et)_2$, $Te(t-Bu)_2$)에 대한 증기압, 순도 측정 및 기상 분해특성 평가를 진행하였다. 전구체의 증기압 및 순도 측정을 위해선 자체적으로 제작한 시스템을 활용하였고, 기상 분해특성 평가를 위해선 특별히 제작된 플라즈마 열처리 모듈을 활용하였다. 이러한 연구는 열전박막소자의 제조를 위한 전구체의 선별조건을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.46-46
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• 2018

메모리 소자의 수요가 데스크톱 컴퓨터의 정체와 모바일 기기의 폭발적인 증가로 NAND flash 메모리의 고집적화로 이어져서 3차원 집적 기술의 고도화가 중요한 요소가 되고 있다. 1 mm 정도의 얇은 웨이퍼 상에 만들어지는 메모리 소자는 실제 두께는 몇 마이크로미터 되지 않는다. 수직방향으로 여러 장의 웨이퍼를 연결하면 폭 방향으로 이미 거의 한계에 도달해있는 크기 축소(shrinking) 기술에 의지 하지 않고서도 메모리 소자의 용량을 증대 시킬 수 있다. CPU, AP등의 논리 연산 소자의 경우에는 발열 문제로 3D stacking 기술의 구현이 쉽지 않지만 메모리 소자의 경우에는 저 전력화를 통해서 실용화가 시작되었다. 스마트폰, 휴대용 보조 저장 매체(USB memory, SSD)등에 수 십 GB의 용량이 보편적인 현재, FEOL, BEOL 기술을 모두 가지고 있는 국내의 반도체 소자 업체들은 자연스럽게 TSV 기술과 이에 필요한 장비의 개발에 관심을 가지게 되었다. 특히 이 중 TSV용 스퍼터링 장치는 transistor의 main contact 공정에 전 세계 시장의 90% 이상을 점유하고 있는 글로벌 업체의 경우에도 완전히 만족스러운 장비를 공급하지는 못하고 있는 상태여서 연구 개발의 적절한 시기이다. 기본 개념은 일반적인 마그네트론 스퍼터링이 중성 입자를 타겟 표면에서 발생시키는데 이를 다시 추가적인 전력 공급으로 전자 - 중성 충돌로 인한 이온화 과정을 추가하고 여기서 발생된 타겟 이온들을 웨이퍼의 표면에 최대한 수직 방향으로 입사시키려는 노력이 핵심이다. 본 발표에서는 고전력 이온화 스퍼터링 시스템의 자기장 해석, 냉각 효율 해석, 멀티 모듈 회전 자석 음극에 대한 동역학적 분석 결과를 발표한다. 그림1에는 이중 회전 모듈에 대한 다물체 동역학 해석을 Adams s/w package로 해석하기 위하여 작성한 모델이고 그림2는 180도 회전한 서브 모듈의 위상이 음극 냉각에 미치는 효과를 CFD-ACE+로 유동 해석한 결과를 나타내고 있다.