• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1455-1460
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• 2000

When a tube is oscillated at a resonant frequency, acoustic variables such as density, velocity, and pressure undergo very large perturbation, often described as nonlinear oscillation. In order to analyze these phenomena, nonlinear governing equation has been drived and solved numerically. Numerical simulations were accomplished to study the effect of the tube shape on the maximum pressure we can obtain. The tubes of cylindrical, conical, and cosine-shape, which have same volume and length, were investigated. Results show that the resonant frequency and patterns of pressure waves strongly depend on not only the tube shape but also the amplitude of driving acceleration. The degree of non-linearity of wave patterns was also measured by the newly defined nonlinear energy ratio of the pressure signals. It was found that the 1/2 cosine-shape tube is more suitable to induce high compression ratio than other shapes.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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• pp.701-708
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• 1998

This paper presents a novel non-resonant PWM DC-DC converter for X-ray high-voltage power generator using the parasitic impedances of the high-voltage high-frequency link transformer with its output high-voltage control scheme and steady-state characteristics compared to the conventional series-parallel resonant DC-DC converter. The key point of this approach is to evaluate effectiveness of reduction of the turn ratio of the high-voltage high-frequency transformer on improvements in power conversion efficiency and the power factor applying a boost AC-DC converter as DC voltage source, especially in the long exposure term and light output load ranges.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.27-34
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• 2009

지진원, 지각감쇠 및 구조물과 지반상호간의 동적 특성 등을 신뢰성 있게 평가하기 위해 지반의 증폭특성을 반드시 고려하여야 한다. 주파수 영역에서 H/V 스펙트럼 비를 구하는 방법은 Nakamura(1989)에 의해 처음으로 제시되어 초기에는 지반의 상시미동의 표면파의 특성을 이해하기 위해 제시되어 한계점이 존재하나 근래에 와서 강진동의 전단파 에너지 등에 적용범위가 확장되면서 지반의 동적인 증폭특성(지반증폭함수) 연구에 많이 이용되고 있다. 본 논문에서는 오대산 지진(2007/01/20)으로부터 관측된 9개의 지반진동을 이용하여 H/V 스펙트럼 비를 분석하였고 결과를 이용하여 국내에 분포되어 있는 지진관측소 부지의 지반증폭 특성을 분석하였다. 분석결과 대부분의 지진관측소의 H/V 스펙트럼 비는 저주파수 영역에서는 고주파수 영역에 비해 다소 안정된 지반증폭 특성을 보여주었다. 하지만 지진관측소마다 고유주파수, 고주파수 및 저주파수 대역에서 서로 다른 지반증폭 특성을 보여주었다. 특히 각각 관측소 부지의 고유주파수는 각 관측소의 지진자료의 질을 좌우하므로 정확한 분석이 필요하다. 관측된 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지각감쇠 요소를 분석할 경우 결과값의 왜곡을 피하기 위해 지반증폭 정보를 제거하면 신뢰성이 보다 향상된 값을 얻을 수 있다. 물론 지반증폭은 국내 지반의 분류 연구에 중요한 정보를 제공한다는 점에서 대단히 중요하다.

• Journal of Magnetics
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• 제16권4호
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• pp.461-465
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• 2011

Traditional magnetostrictive/piezoelectric laminate composites are generally in the regular geometries such as rectangles or disks. To explore properties of the irregular geometry magnetostrictive/piezoelectric transducer in the fundamental resonant frequency, a step dumb-bell shaped Magnetoelectric (ME) transducer is presented in this study. Both analytical and experimental investigations are carried out for the dumb-bell shaped transducer in the fundamental frequency. Comparing with the traditional rectangular transducer, the theory shows the resonant frequency of dumb-bell shaped transducer is reduced 31%, and the experiment gives the result of that is 37% which is independent of dc magnetic fields. The ratio of magnetoelectric voltage coefficient (MEVC) between the dumb-bell shaped and rectangular shaped transducers in theory is 66% comparing with that of in experiment is varying from 140% to 33% when the dc field is increased from 0 Oe to 118 Oe.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권6호
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• pp.681-692
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• 2020

Conventional Piezoelectric Energy Harvesters (CPEH) have been extensively studied for maximizing their electrical output through material selection, geometric and structural optimization, and adoption of efficient interface circuits. In this paper, the performance of Stepped Piezoelectric Energy Harvester (SPEH) under harmonic base excitation is studied analytically, numerically and experimentally. The motivation is to compare the energy harvesting performance of CPEH and SPEHs with the same characteristics (resonant frequency). The results of this study challenge the notion of achieving higher voltage and power output through incorporation of geometric discontinuities such as step sections in the harvester beams. A CPEH consists of substrate material with a patch of piezoelectric material bonded over it and a tip mass at the free end to tune the resonant frequency. A SPEH is designed by introducing a step section near the root of substrate beam to induce higher dynamic strain for maximizing the electrical output. The incorporation of step section reduces the stiffness and consequently, a lower tip mass is used with SPEH to match the resonant frequency to that of CPEH. Moreover, the electromechanical coupling coefficient, forcing function and damping are significantly influenced because of the inclusion of step section, which consequently affects harvester's output. Three different configurations of SPEHs characterized by the same resonant frequency as that of CPEH are designed and analyzed using linear electromechanical model and their performances are compared. The variation of strain on the harvester beams is obtained using finite element analysis. The prototypes of CPEH and SPEHs are fabricated and experimentally tested. It is shown that the power output from SPEHs is lower than the CPEH. When the prototypes with resonant frequencies in the range of 56-56.5 Hz are tested at 1 m/s2, three SPEHs generate power output of 482 μW, 424 μW and 228 μW when compared with 674 μW from CPEH. It is concluded that the advantage of increasing dynamic strain using step section is negated by increase in damping and decrease in forcing function. However, SPEHs show slightly better performance in terms of specific power and thus making them suitable for practical scenarios where the ratio of power to system mass is critical.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.251-259
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• 2009

본 논문에서는 비접촉 시스템에 있어서 스위칭 소자의 영 전압 스위칭(ZVS)뿐만 아니라 2차측 정류 다이오드 역시 영 전류 스위칭(ZCS)을 이룰 수 있는 비접촉 변압기를 이용한 Half-Bridge 직렬 공진 컨버터 적용 비접촉 충전 시스템을 제안 적용하였다. 본 논문에서 제안한 비접촉 변압기 적용 Half-Bridge 직렬 공진컨버터는 공진 주파수보다 낮은 영역에서 스위칭 동작이 가능하기 때문에 불연속 공진전류에 의한 2차측 정류 다이오드의 영 전류 스위칭(ZCS)이 가능하다. 또한 좁은 주파수 영역에서 제어가 가능하며 높은 전압 이득특성에 따라 적은 턴-수비의 변압기를 사용할 수 있으므로 기존의 비접촉 시스템과 비교해 보았을 때 효율특성을 개선시킬 수 있다. 시뮬레이션과 이론적인 분석을 토대로 3.15W 시제품을 제작하고 실험내용을 서술했다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.33-42
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• 2018

본 연구에서는 소형 압전소자의 전기-역학적 임피던스를 이용하여 모래의 단위중량이나 강도를 평가하였다. 다짐 몰드 내 크기가 다른 세 종류의 미고결 낙동강모래를 느슨하거나 조밀하게 성형한 다음 내부에 직경 20mm 원형모양의 납작한 압전소자를 설치하고 임피던스를 측정하였다. 또한, 가는 낙동강모래에 시멘트비 4, 8, 12, 16%로 직경 50mm, 높이 100mm의 고결 공시체를 6층으로 다져서 제작하였다. 고결 공시체의 3층 내부에 압전소자를 수평방향으로 설치한 다음 3일 동안 임피던스 신호를 측정하였으며, 측정 후 일축압축시험을 실시하였다. 미고결 모래의 단위중량이 증가함에 따라 공진주파수는 102kHz에서 105kHz까지 약간 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 감소하였다. 고결 모래의 양생시간과 시멘트비가 증가함에 따라 공진주파수는 129kHz에서 266kHz까지 크게 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 반대로 감소하는 경향을 보였다. 고결 모래의 일축압축강도는 시멘트비에 따라 289-1,390kPa 정도이며, 공진주파수와는 뚜렷한 정비례 관계를 보이지만 공진주파수 발생 시 컨덕턴스와는 반비례 관계를 보였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.124-132
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• 2018

This paper proposes an LLC resonant converter based battery charger which utilizes an adaptive turn ratio scheme to achieve a wide output voltage range and high efficiency. The high frequency transformer of the LLC converter of the proposed strategy has an adaptively changed turn ratio through the auxiliary control circuit. As a result, an optimized converter design with high magnetizing inductance is possible, while minimizing conduction and turn-off losses and providing a regulated voltage gain to properly charge the lithium ion battery. For a step-by-step explanation, operational principle and optimal design considerations of the proposed converter are illustrated in detail. Finally, the effectiveness of the proposed strategy is verified through various experimental results and efficiency analysis based on prototype 300W Li-ion battery charger and battery pack.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.256-260
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• 2001

This paper presents boost and buck and buck-boost DC-DC converter circuit topologies of high-frequency soft switching transition PWM chopper type DC-DC high power converters with a single auxiliary passive resonant snubber. In the proposed boost power converter circuits operating under a principle of ZCS turn-on and ZVS turn-off commutation schemes, the capacitor and inductor in the auxiliary passive resonant circuit works as the loss less resonant snubber. In addition to this, the switching voltage and current peak stresses as well as EMI and RFI noises can be basically reduced by this single passive resonant snubber. Moreover, it is proved that converter circuit topologies with a passive resonant snubber are capable of solving some problems of the conventional hard switching PWM processing based on high-ferquency pulse modulation operation principle. The simulation results of this converter are discussed as compared with the experimental ones. The effectiveness of this power converter with a single passive resonant snubber is verified by the 5kW experimental breadboad set up.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권6호
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• pp.90-95
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• 1997

고주파 유도가열을 위한 인버터의 공진회로 설계에서 인덕턴스 L의 작용과, 출력전달 요소로 사용된 변압기의 결합계수, 그리고 코일을 사용한 가열부하의 결합계수가 공진회로의 출력, 회로의 Q와 공진주파수에 큰 영향을 주고 있음을 등가회로를 도출하여 그 특성을 해석하였다. 또한 변압기를 테브난 등가회로로 구성할 경우, 변압기의 이차측 임피던스를 일차측 임피던스고 환산하면, 권선비 n$^2$에 비례 할 뿐만 아니라 결합계수 $K^2$에도 비례함을 도출하여 결합계수형 테브난 등가회로에 의한 정확성이 큰 인버터 공진회로 설계의 기초방식을 나타냈다.