• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07e
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• pp.71-73
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• 2000

최근 고 에너지 저장 및 발생장치의 개발은 군사용에서 산업용으로 응용되면서 각종 첨단 설비가 개발되고 있다. 본 논문에서는 전자빔 발생기로 쓰이는 Gyroklystron용 대전력, 고전압, 전류 펄스 전원장치로 입력부, 특고압 발생부, 고압 정류부 및 IGBT 펄스 스위치 구성하고 그 설계 및 개발 자료에 대하여 기술하였다. 대전력 고전압 전류펄스 전원장치를 위한 각 구성 부분의 제어 및 설계 특징은 다음과 같다. 입력부인 IGBT Inverter는 펄스 전원장치의 제어를 위하여 출력 고전압을 Feedbark System에 의해 펄스 설정 전압을 유지하도록 제어하며, 또한 펄스 출력중에 직류 고전압부의 전압강하, 즉 펄스 진압의 Drop이 커지는 것을 방지하기 위하여 Fast Dynamics를 갖도록 Feedback System을 구성하였다. 단상 특고압 승압용 변압기 3대를 직렬접속한 특고압 발생부는 PWM 제어된 전압을 입력받아 특고압으로 승압시키며 고압 펄스성 전압과 매우 높은 dV/dt 전압이 인가되므로 Stray Capacitance가 최소가 되어야 하며 절연파괴로부터 보호될 수 있어야 한다. 고압 정류부는 Inverter와 특고압 변압기에 의하여 전원이 공급되므로 교류전압의 교번 순간에 매우 높은 전압변동률을 가지는 Fast Recovery High Voltage Rectifier로 설계 제작되어졌다. 펄스 스위치인 IGBT 스위치는 Gate Driver에 의해 구동되어 지며 주어진 펄스 사양을 만족시키게 된다. 특히 소자의 전압특성을 고려하여 120KV의 전압 값을 갖도록 설계, 제작하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.177-179
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• 2019

본 논문은 리튬폴리머 배터리를 기반으로 한 40 kV 펄스전원장치의 설계를 다룬다. 기존에 설계된 펄스전원장치는 삼상 380 V AC 입력 전원을 통해 구동되었으나, 이를 배터리 기반 2 kW 용량의 고전압 충전기를 통해 구동하도록 설계한다. 이 고전압 충전기는 44 V 리튬 폴리머 배터리를 기반으로 2 kW의 출력 용량을 갖도록 삼상 델타-와이 변압기 구조의 LCC 공진형 컨버터로 제작된다. 이를 통해 설계된 펄스전원장치는 최대 전압 40 kV, 펄스 폭 1.5 us - 5 us, 최대 펄스 반복율 3 kHz의 사양을 갖는다. 본 논문을 통해 2 kW급 고전압 충전기의 설계 및 분석을 하고 시뮬레이션 결과, 실험 결과를 분석한다. 또한 배터리 기반 40 kV 펄스 전원 장치의 시스템을 설명하며, 저항부하 실험을 통해 안정적인 동작과 성능을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.224-226
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• 2020

본 논문은 빠른 상승 시간과 짧은 펄스폭을 위한 펄스 전원장치의 설계에 대해 다룬다. 이를 위해서 적합한 방전 스위치의 선정과 높은 상승률을 가진 동기화된 게이트 전압을 만들어 내는 게이트 구동 회로의 설계가 진행 되었다. 방전 스위치로 IGBT가 선정되었으며, 방전 스위치들의 동기화된 빠른 게이트 드라이빙을 위한 펄스 컨트롤러 인버터와 게이트 드라이브 회로의 설계 및 동작에 대한 분석이 진행 되었다. 실험을 통해 펄스 컨트롤러 게이트 드라이빙 시스템에 대한 검증이 이루어졌고, 무유도 저항을 사용한 10 kV, 50 kHz 조건에서 펄스 출력 실험을 통해 20 ns 이하 상승시간과 100 ns 펄스폭을 갖는 펄스 전원 장치의 출력을 확인 하였다.

• 전기의세계
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• v.12
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• pp.24-29
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• 1963

펄스증폭기로는 radar를 비롯하여 T.V., 전자설계기 등에 광범위하게 이용되고 있는 한편 원자력의 연구 및 그의 응용부분에 있어서도 상당히 이용되고 있다. 여기서는 방사선계측장치중에서 없어서는 안될 펄스증폭기의 설계와 이에 관련된 사항에 관하여 고찰하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.233-235
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• 2020

본 논문은 40 kV 나노초 펄스발생을 위한 모듈형 solid-state Marx modulator(SSMM) 설계에 대해 기술한다. 가속기 및 플라즈마 어플리케이션과 같은 다양한 응용분야에 요구되는 전압 및 전류 사양을 만족시키기 위해 10 kV(출력 전압), 50 ns(펄스폭), 20 ns(상승&하강 시간), 100 kHz(반복률)의 사양을 만족하는 단위모듈기반으로 모듈형 설계를 제안한다. 독립적인 제어가 가능한 4개의 단위모듈을 기반으로 제안된 SSMM은 임의의 출력 파워 및 임피던스를 만족시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어, 모든 단위모듈의 위상을 같게 했을 때 출력전압을 증가시킬 수 있으며 각 모듈의 위상을 지연하였을 경우는 펄스의 반복률을 크게 높일 수 있다. 개발된 SSMM은 직렬 스택 MOSFET의 스위칭 성능을 향상시키기 위해 게이트 구동 회로는 동기 신호와 구동 전력을 제공하는 1 턴 변압기로 설계되었다. 출력 펄스의 폭과 하강시간을 최소화하기 위해 다이오드 대신 기생 커패시턴스에 저장된 에너지를 빠르게 방출하는 액티브 풀다운 회로가 적용되었다. 또한, 출력 펄스의 빠른 상승을 달성하기 위해 게이트의 라인 인덕턴스를 최소화하고 모든 게이트 신호의 동기화는 필수적이다. 개발된 ns급 펄스전원장치는 단위모듈을 기반으로 최대 펄스전압이 40 kV 까지 출력이 가능하며 이에 대한 상세설계 및 구현은 실험결과를 바탕으로 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.254-256
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• 2019

본 논문은 파워셀 구조를 기반으로 설계된 양극성 펄스 전원장치에 대하여 소개한다. 파워셀은 풀브릿지 구조를 기반으로 설계되었으며, 833V를 출력하는 각 셀이 직렬로 연결되어 고전압을 생성하는 구조를 갖는다. 모든 파워셀의 방전 스위치를 구동하기 위해서 절연된 전력과 신호의 동시공급이 가능한 게이트 회로 구동방안이 제안되었다. 양극성 펄스 출력을 위한 파워셀의 각 래그의 단락을 방지하기 위한 게이트 회로가 설계되었다. 설계된 양극성 펄스 파워 모듈레이터의 동작을 검증하기 위해 테스트 회로가 구현되었다. 시험회로는 출력전압, 펄스 폭, 반복률 가변 조건에서 테스트 되었으며, 이를 통해 제안하는 양극성 펄스 파워 모듈레이터의 구조 및 게이트 구동회로의 신뢰성이 검증되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.221-223
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• 2020

반도체 기반 고전압 펄스 발생장치에 적용 가능한 고전압 스위치는 주로 수 kV 정격의 반도체 스위치를 직렬로 스태킹하여 구성되며, 이때 각 스위치 소자에는 절연과 동기화된 각각의 게이트 신호가 인가되어야 한다. 본 논문에서는 짧은 펄스 폭의 온, 오프 게이트 펄스와, 단일 턴의 고전압 전선을 일차측으로 갖는 게이트 변압기를 통해 직렬로 구성된 반도체 스위치 스택 기반의 펄스 모듈레이터에 적용 가능한 간단한 구조의 게이트 구동회로가 설계되었다. 각 스위치에 게이트 신호를 전달하기 위해 온, 오프 게이트 펄스를 사용함으로써 게이트 변압기의 포화를 방지할 수 있으며, 이때 각 스위치의 게이트 턴-온, 오프 전압은 변압기 이차측의 제너 다이오드와 스토리지 커패시터를 통해 유지된다. Pspice 시뮬레이션을 통해 12개의 IGBT를 직렬로 구성하여 설계된 구조의 게이트 회로를 적용, 최대 10kV 펄스 출력 조건에서 안정적인 동작을 확인하고 설계를 검증하였으며 1200V 급 IGBT를 사용하여 실제 스위치 스택과 게이트 구동회로 모듈을 1리터 이내의 부피로 고밀도화하여 제작하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07b
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• pp.633-637
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• 2002

산업체 및 특수목적으로 대 출력의 펄스전원을 요구하는 장치가 많이 있으나 전원장치로는 거의가 커패시터나 직류전원에 PFN을 이용하여 펄스 전원을 형성시키고 있고, 이들을 대 전류 출력의 펄스전원으로 사용하기 위해서는 시스템이 매우 커지는 문제와 충전에 시간이 비교적 많이 소요되는 등의 제한이 있다. 펄스발전기는 상대적으로 크기가 작으며. 수 kV의 전압과 수십${\sim}$수백 kA의 대전류 출력을 비교적 슁게 얻을 수 있어 매우 좋은 펄스 전원장치이나, 설계 및 제작의 난이도가 매우 높아 기술적인 제한사항이 많다. 본 연구에서는 대 전력 펄스발전기의 설계 및 제작에 있어서의 기술적 사항을 발표하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.101-104
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• 2010

A bulkhead-type pulse separation device has been developed for the multi-pulse rocket motor. The design parameters of the pulse separation device were the shape of the rupture disc slit, welding conditions, and the implementation of the seal disc. The pneumatic tests of the fabricated pulse separation devices showed that the rupture pressure increased as the quantity of the rupture disc slit and welding strength increased and the seal disc was implemented.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.2119-2122
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• 2000

포항 방사광 가속기의 선형 가속기에서는 80-MW 클라이스트론 부하를 구동하기 위하여 최대 펄스 정격출력 200 MW(400kv 500A, 평탄도 4.4 $\mu s$)인 대출력 펄스 트랜스포머가 요구된다. 펄스 트랜스포머는 펄스 전원공급 장치(Modulator)로부터 대출력 부하(Klystron)로 펄스 에너지를 전달하며 임피던스 정합을 시키는 기능을 한다. 모듈레이터의 고전압 출력 펄스에서 RF 에너지를 발생시키는데 사용되는 유효 출력 에너지는 출력 펄스의 평탄부의 에너지에 해당된다. 그러므로, 펄스 트랜스포머는 빠른 상승시간을 가지는 것이 요구된다. 빠른 상승시간을 얻기 위하여 누설자속, 분포용량이 작게 되도록 설계하여야 한다.