• 한국재료학회지
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• 제26권3호
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• pp.160-165
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• 2016

To increase the capacitance of an Al electrolytic capacitor, the anodic oxide film, $Al_2O_3$, was partly replaced by an $Al_2O_3-ZrO_2$ (Al-Zr) composite film prepared by the vacuum infiltration method and anodization. The microstructure and composition of the prepared samples were investigated by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The coated and anodized samples showed multi-layer structures, which consisted of an inner Al hydrate layer, a middle Al-Zr composite layer, and an outer $Al_2O_3$ layer. The thickness of the coating layer could go up to 220 nm when the etched Al foil was coated 8 times. The electrical properties of the samples, such as specific capacitance, leakage current, and withstanding voltages, were also characterized after anodization at 100 V and 600 V. The capacitances of samples with $ZrO_2$ coating were 36.3% and 27.5% higher than those of samples without $ZrO_2$ coating when anodized at 100 V and 600 V, respectively.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.62-64
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• 2018

In two-stage single-phase inverters, inherent double line frequency component is present at both input and output of the front-end converter. Generally large electrolytic capacitors are required to eliminate the ripple. It is well known that the low frequency ripple shortens the lifespan of the capacitor hence the system reliability. However, the ripple can hardly be eliminated without the hardware combined with an energy storage device or a certain control algorithm. In this paper, a novel power-decoupling control method is proposed to eliminate the double line frequency ripple at the front-end converter of the DC/AC power conversion system. The proposed control algorithm is composed of two loop, ripple rejection loop and average voltage control loop and no extra hardware is required. In addition, it does not require any information from the phase-locked-loop (PLL) of the inverter and hence it is independent of the inverter control. In order to prove the validity and feasibility of the proposed algorithm a 5kW Dual Active Bridge DC/DC converter and a single-phase inverter are implemented, and experimental results are presented.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.277-290
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• 2021

슈퍼커패시터는 일반 커패시터(축전지, 콘덴서)에 비해 정전용량이 매우 큰 커패시터로 전기화학 커패시터 혹은 울트라 커패시터(ultracapacitor) 라고도 부르는데, 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면의 단순한 이온 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 짧은 충전시간(~ 30초), 우수한 출력특성, 반영구적 수명(~ 100,000 cycle), 낮은 유지비용, 빠른 응답특성, 높은 안정성 등을 특징으로 하여, 백업용 전원, 무정전전원장치, 수송 기계 및 스마트 그리드의 고출력 보조 전원 등 급속 충방전이 필요한 전자기기 및 고출력이 요구되는 산업분야에서 활용되고 있다. 태양광과 풍력 같은 불규칙적인 전력원을 활용하는 발전에서 2차 배터리와 함께 에너지저장장치로 구성되어 상대적으로 느린 배터리의 충·방전 특성을 보상하고 배터리 수명연장에 기여하며 시스템의 전체 전력 품질을 향상시킬 수 있다. 본 고에서는 이처럼 에너지저장장치로 다양한 분야에서 활용되고 있는 슈퍼커패시터에 대해, 전극 재료에 따른 에너지 저장 원리 및 메커니즘, 분류를 간략하게 살펴보고, 국내외 제품 연구, 특허, 시장 및 제품 현황을 제시하여 활용성을 검토하고 향후 전망을 살펴보았다. 에너지 저장 소자로 슈퍼커패시터가 관련 산업 수요에 대응하기 위해서는, 고전압 모듈 기술, 고효율 충전, 안전성, 추가적인 성능개선 및 비용경쟁력 등 아직까지 해결해야 할 과제들이 많다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.224-230
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• 2016

In this study, a single-power-conversion series-resonant ac-dc converter with high efficiency and high power factor is proposed. The proposed ac-dc converter consists of single-ended primary-inductor converter with an active-clamp circuit and a voltage doubler with series-resonant circuit. The active-clamp circuit clamps the surge voltage and provides zero-voltage switching of the main switch. The series-resonant circuit consists of leakage inductance $L_{lk}$ of the transformer and resonant capacitors $ C_{r1}$ and $ C_{r2}$. This circuit also provides zero-current switching of output diodes $D_1$ and $D_2$. Thus, the switching loss of switches and reverse-recovery loss of output diodes are considerably reduced. The proposed ac-dc converter also achieves high power factor using the proposed control algorithm without the addition of a power factor correction circuit and a dc-link electrolytic capacitor. A detailed theoretical analysis and the experimental results for a 1kW prototype are discussed.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.562-565
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• 2013

고순도의 알루미늄 호일은 전기화학적 에칭을 통해 표면적을 증가시킨 후 전해 커패시터의 양극으로 사용된다. 그러나 산화 피막의 결함 및 에치 피트의 불규칙 생성에 의해 성장된 에치 피트의 분포는 불균일하며 이러한 불균일 형태는 알루미늄 넓은 표면적 분포에도 불구하고 여러 형태의 적용을 어렵게 만든다. 본 연구에서는 알루미늄의 선택적 에칭을 위해 포토리소그래피 방법으로 제작된 패턴 마스크를 사용하여 알루미늄 표면에 균일성을 갖는 보호층을 형성시켰다. 균일한 패턴을 갖는 알루미늄을 용액의 온도 및 전류밀도 등의 조건을 변경하여 실험하였고, 알루미늄 표면에 다양한 크기($2{\sim}5{\mu}m$)의 균일성을 갖는 에치 피트의 형성을 확인할 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.388-393
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• 2018

본 논문은 고효율 리플렉터 일체형 50W급 AC 직결형 엔진을 개발하여 SMPS 사용하지 않고 제품의 소형화 및 경량화를 구현하여 소비자가 편리하게 사용하고, AC Driver의 취약한 부분을 보완하기 위해 다단 바리스터 회로를 설계하여 전자 부품 수량 감소를 통한 원가절감 전해 콘덴서를 사용하지 않는 회로 구성으로 고신뢰성을 구현 하여 LED수명을 증대시켰다. 또한 AC 직결형 구동장치를 IC 반도체로 제작하여 리플렉터 일체형으로 AC 직결형 구동장치를 적용 하여 제작 그 수명을 LED의 온전한 수명을 모두 사용할 수 있는 장치와 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로에 하나 이상의 발광다이오드를 포함하는 여러 개의 발광 다이오드 채널이 직렬로 구성되는 광원을 정류 전압으로 구동하는 발광 다이오드 조명 장치의 제어회로를 제안하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.9-17
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• 2002

본 연구에서는 250[W] MHD 램프용 전자식 안정기를 구성하고 안정기 효율 개선을 위한 설계법을 제안한다. 제안된 안정기는 PFC 및 half-bridge 공진 인버터로 구성되고 음향공명을 피하기 위해 구동주파수 25-35[kHz]에서 스펙트럼 확산법을 채택하였다. PFC 전단에 L-C 필터를 채택하여 고주파 전류가 입력 전원측으로 방출되는것을 억제하고 전해 커패시터에서 발생하는 고주파 충방전 전류를 인덕터를 사용하여 제한하였다. 공진부의 직류전압은 인버터 손실을 줄이기 위해 램프정격 전압의 침두치를 고려하여 결정하였다. 램프의 등가 저항과 공진회로의 특성곡선에서 인버터의 전달함수를 정의하고 램프의 전류를 제어하기 위한 제어기를 설계하였다. 실험으로 250[W] MHD 램프용 전자식 안정기를 제작하였고, 효율 96[%] 및 EMI 표준 EN50081-1을 만족하며 전도성 노이즈는 최대 57[dBuv]를 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.16-28
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• 2014

This paper presents a novel high-power-factor circuit topology of AC to AC current-fed type high frequency resonant inverter which includes the function of power factor correction(PFC) in the proposed inverter to operate the AC input block with high power factor. The proposed circuit topology of AC to AC current fed type high resonant inverter removes DC link electrolytic capacitor and has also the one of power factor correction(PFC) in the inverter circuit without an additional PFC circuit since the input current by constituting it in parallel as an unit inverter, which assumes the class-E high frequency resonant inverter of conventional current-fed type, flows in the form of the resultant current flowing through each constant current reactor($L_{d1}$, $L_{d2}$). The circuit analysis of proposed inverter is generally described by adopting the normalized parameters and the evaluation of its operating characteristics are conducted by using the parameters such as the ratio of switching and resonant frequency(${\mu}$), coupling coefficient(k) and so on. An example of procedure for circuit design based on the characteristic values obtained from the theoretical analysis is presented. To confirm the validity of the theoretical analysis, the experimental results are also presented. In the future, the proposed inverter shows it can be practically used as power supply system for induction heating application, DC-DC converter etc.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.510-511
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• 2017

본 논문에서는 현재 단수명 및 잔고장의 빈도가 높은 LED 조명기의 수명 및 고장 발생을 최소화 하고자 연구를 진행하였으며, 현재 LED 칩의 경우 수명이 반영구적이라고 할 수 있지만, LED 칩의 수명에 비해 LED 조명기의 구동드라이버는 수명이 길지 않다. 최근에는 중국산등의 저가 LED 조명기가 시장에 진입함으로써 많은 소비자로부터 LED 조명기의 인식이 나빠지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 고장의 원인이 되는 LED 구동드라이버 부분에 있는 전해 콘덴서 부분을 제거하여 기존의 구동드라이버 보다 수명이 긴 AC Direct IC를 이용하여 25W급의 LED 조명기를 설계하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.1048-1057
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• 2017

An indirect matrix converter (IMC) is a modern power generation system that enables a direct ac/ac conversion without the need for any bulky and limited lifetime electrolytic capacitor. This system also allows four-quadrant operation, generation of sinusoidal output voltage waveforms with variable frequency and amplitude, and control of input power factor. This study proposes a pulse-width modulation-based sliding-mode controller to achieve unity input-power factor operation of the IMC independently of the active power exchanged with the grid, as well as a fast dynamic response. The designed equivalent control law determines, at each sampling period, the appropriate q-axis component of the modulated input current to be injected into the grid through the LC input filter. An integral term of the error is included in the expression of the sliding surface to increase the accuracy of the control method. A double space vector modulation method is used to synthesize the direction of the space vector of the input currents as required by the sliding-mode controller and the space vectors of the target output voltages. Simulation and experimental results are provided to show the effectiveness and evaluate the performance of the proposed control method.