Stroke is the second most significant disease leading to death in Korea. The conventional therapeutic approach is mainly based on physical training, however, it usually provides the limited degree of recovery of the normal brain function. The electric stimulation therapy is a novel and candidate approach with high potential for stroke recovery. The feasibility was validated by preliminary rat experiments in which the motor function was recovered up to 80% of the normal performance level. It is thought to improve the neural plasticity of the nerve tissues around the diseased area in the stroked brain. However, there are not so much research achievements in the electric stimulation for stroke recovery as for the Parkinson's disease or Epilepsy. This study aims at the developments of a wireless variable pulse generator using ZigBee communication for future implantation into human brain. ZigBee is widely used in wireless personal area network (WPAN) and home network applications due to its low power consumption and simplicity. The developed wireless pulse generator controlled by ZigBee can generate various electric stimulations without any distortion. The electric stimulation includes monophasic and biphasic pulse with the variation of shape parameters, which can affect the level of recovery. The developed system can be used for the telerehabilitation of stroke patient by remote control of brain stimulation via ZigBee and internet. Furthermore, the ZigBee connection used in this study provides the potential neural signal transmission method for the Brain-Machine Interface (BMI).
본 논문은 반도체 스위치를 이용한 고압 펄스 발생기에 관한 연구이다. PSII (Plasma Source Ion Implantation)의 전원 장치로 사용되었으며, 기존의 hard switch나 싸이로트론 등을 이용한 고압 펄스 파워 발생기에 비해 다음과 같은 장점을 가진다. 장수명, 고효율과 펄스 크기, 반복률, 펄스폭 등의 조정이 자유로운 높은 유연성 등의 장점이다. 또한 제안된 펄스 발생기에서 사용된 반도체 스위치는 12개의 IGBT가 직렬로 연결되어 있으며, 그 중 하나의 스위치만 능동 구동기 두개가 존재하고 나머지 스위치는 수동 구동기만으로 구성되어 있어, 구동기가 매우 간단한 장점을 가지고 있다.
본 논문에서는 FCC의 방사 스펙트럼 제한 규정에 따라 5 GHz-WLAN 주파수 대역을 억제한 DS-UWB 가우시안 임펄스 생성기를 제안하고, 이를 실험적으로 구현하였다. 단극 구형파를 가우시안 임펄스로 변환하기 위해 SRD를 이용한 첫 번째 임펄스 생성기와 반도체 레이저의 이득 스위칭을 이용한 두 번째 임펄스 생성기로 구성된 2단 구조의 임펄스 생성기를 사용하였다. 출력된 가우시안 임펄스의 폭은 약 180 psec로 매우 짧다. 또한 WLAN 주파수 대역을 제거하기 위해 4단 링 공진기 구조의 고차 미분 가우시안 필터를 설계 및 제작하여 최종적으로 WLAN 신호 대역은 약 25 dB의 억제 효과를 갖는 DS-UWB 신호의 발생기를 실험적으로 구현하였다.
The cascaded multilevel converter is widely adopted to medium/high voltage and high power electronic applications due to the small harmonic components of the output voltage and the facilitation of modularity. In this paper, the operation principle of a T-type H-bridge topology is investigated in detail, and a carrier phase shifted pulse width modulation (CPS-PWM) based control method is proposed for this topology. Taking a virtual five-level waveform achieved by a unipolar double frequency CPS-PWM as the output object, PWM signals of the T-type H-bridge can be obtained by reverse derivation according to its switching modes. In addition, a control method for the T-type H-bridge based cascaded multilevel converter is introduced. Then a single-phase T-type H-bridge cascaded multilevel static var generator (SVG) prototype is built, and a repetitive controller based compound current control strategy is designed with the DC-link voltage balancing control scheme analyzed. Finally, simulation and experimental results validate the correctness and feasibility of the proposed modulation method and control strategy for T-type H-bridge based cascaded multilevel converters.
본 논문에서는 고전압 스위치와 팻 다이폴 안테나로 구성되는 광대역 LC 오실레이터를 설계 및 제작하고 방사 특성에 관해 분석하였다. 제안된 광대역 LC 오실레이터는 Marx generator를 고전압 펄스 전원 장치로 사용하며 지향성을 높이기 위해 $90^{\circ}$ 코너 리플렉터를 사용한다. 시뮬레이션 및 측정 파형을 분석한 결과, 팻 다이폴을 연결하지 않은 고전압 스위치는 수신 전력을 기준으로 약 9%(${\lambda}_1=0.7\;m$)의 3 dB 대역폭을 가지며, 고전압 스위치와 팻 다이폴 안테나로 구성되는 LC 오실레이터는 약 30%(${\lambda}_2=1\;m$)의 대역폭을 가진다. 결과적으로 팻 다이폴 안테나가 방사 전력뿐만 아니라 동작 주파수 및 대역폭에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문의 연구 내용은 고전압 스위치와 팻 다이폴 안테나로 구성되는 광대역 LC 오실레이터 설계 시 동작 주파수와 방사 전력을 결정하는데 있어서 매우 유용할 것으로 판단된다.
A multi-parameter neuro muscular electrical simulator (NMES) system was developed to be used to find the optimal parameter condition in obtaining maximum muscle power and minimal fatigue. Since the performance of NMES is mainly determined by the characteristic of its output-stage circuit, we implemented 3 different circuits and compared output characteristics of them. Three amplifier circuits are; 1) a resonant switching converter, 2) a linear amplifier with a transformer, and 3) a step-up DC/DC converter with a high-voltage linear amplifier. Experimental results showed that the step up DC/DC converter with a high-voltage linear amplifier has the best performance.
This paper introduces the drive system for 500MVA short-circuit generator. Drive system is usually low-voltage, but this system is 2300V high-voltage using Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT). Drive system consists of switchgear, 18-pulse transformer, converter(source bridge), inverter(load bridge) and control rack. In this paper, It describes the function and construction of each part.
본 논문에서는 태양광시스템의 분산형 최대 전력점 추적(DMPPT)을 제어하는 게이트 드라이버 회로를 설계하였다. 그림자가 생긴 모듈에서도 최대 전력점을 추적할 수 있는 분산형 방식(DMPPT) 방식을 구현 하였으며, 각각의 모듈 내부에 DC-DC 변환기를 구동하기 위한 고전압 게이트 구동회로를 설계하였다. 태양광 시스템의 내부는 12비트 ADC, PLL, 게이트 드라이버가 내장 되어 있다. 게이트 드라이버의 하이 사이드 레벨 쉬프터에 숏-펄스 발생기를 추가하여 전력소모와 소자가 받는 스트레스를 줄였다. BCDMOS 0.35um 공정을 사용하여 구현하였으며 최대 2A 전류를 감달 할 수 있고, 태양 광 전압 최대 50V까지 받을 수 있도록 설계하였다.
Intense quasi-monochromatic x-ray irradiation from the linear plasma target is described. The plasma x-ray generator employs a high-voltage power supply, a low-impedance coaxial transmission line, a high-voltage condenser with a capacity of about 200 nF, a turbo-molecular pump, a thyristor pulse generator as a trigger device, and a flash x-ray tube. The high-voltage main condenser is charged up to 55 kV by the power supply, and the electric charges in the condenser are discharged to the tube after triggering the cathode electrode. The x-ray tube is of a demountable triode that is connected to the turbo molecular pump with a pressure of approximately 1 mPa. As electron flows from the cathode electrode are roughly converged to the molybdenum target by the electric field in the tube, the weakly ionized plasma, which consists of metal ions and electrons, forms by the target evaporating. In the present work, the peak tube voltage was almost equal to the initial charging voltage of the main condenser, and the peak current was about 20 kA with a charging voltage of 55 kV. When the charging voltage was increased, the linear plasma x-ray source grew, and the characteristic x-ray intensities of K-series lines increased. The quite sharp lines such as hard x-ray lasers were clearly observed. The quasi-monochromatic radiography was performed by a new film-less computed radiography system.
본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자와 DTMOS Error Amplifier를 사용한 고 효율 전원 제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기, 밴드갭 기준 전압 회로, DT-CMOS 오차 증폭기, 비교기가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 제안된 DT-CMOS 오차증폭기는 72dB DC gain과 83.5위상 여유를 갖도록 설계하였다. DTMOS를 사용한 오차증폭기는 CMOS를 사용한 오차증폭기 보다 약 30%정도 파워 소비 감소를 보였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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