• KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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• 제3B권3호
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• pp.147-154
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• 2003

This paper presents a high-frequency boost type ZVS-PWM chopper-fed DC-DC power converter with a single active auxiliary edge-resonant snubber at the load stage which can be designed for power conditioners such as solar photovoltaic generation, fuel cell generation, battery and super capacitor energy storages. Its principle operation in steady-state is described in addition to a prototype setup. The experimental results of boost type ZVS-PWM chopper proposed here, are evaluated and verified with a practical design model in terms of its switching voltage and current waveforms, the switching v-i trajectory and the temperature performance of IGBT module, the actual power conversion efficiency, and the EMI of radiated and conducted emissions, and then discussed and compared with the hard switching scheme from an experimental point of view. Finally, this paper proposes a practical method to suppress parasitic oscillation due to the active auxiliary resonant switch at ZCS turn-off mode transition with the aid of an additional lossless clamping diode loop, and can be reduced the EMI conducted emission.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.99-107
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• 2017

본 논문은 기존의 리튬 배터리(lithium battery) 등가모델의 정확도 개선을 위한 배터리 모델 계수 보정기법을 제안한다. 전기자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 리튬 배터리의 배터리 셀간 잔존용량(SOC, state of charge) 동일하게 유지하여 배터리 수명의 단축을 최소화하기 위해 BMS(battery management system)가 연구 개발 되었지만, 배터리 셀 전압 기반의 셀 밸런싱(cell balancing) 동작으로 내부저항 및 커패시터에 따른 SOC 변화를 따라가지 못한다. 배터리 내부저항 및 커패시터에 따른 배터리 SOC 추정을 위해 다양한 배터리 등가모델이 연구되었지만, 모든 배터리에 동일하게 적용하는 것은 한계가 있으며 특히 과도상태의 배터리 상태 추정이 어렵다. 기존의 배터리 전기적 등가모델 연구는 1종의 배터리를 대상으로 5~10% 오차율로 충 방전 동적특성을 모사하며 서로 다른 전기적 특성을 갖는 실제 배터리에 적용이 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 모델 및 용량이 다른 실제 배터리 운용환경에 적합하며 오차율 5%이하의 동적특성 모사가 가능한 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 배터리 모델 계수 보정법 검증을 위해 3.7 V 정격전압, 280 mAh, 1600 mAh 용량의 리튬 배터리를 사용하였으며, 리튬 배터리의 전기적 등가 모델로 2단 RC Tank 모델을 사용하였다. 또한 0.25C, 0.5C, 0.75C, 1C 4가지 C-rate를 사용하여 배터리 충 방전 실험 및 모델검증을 진행하였으며 제안하는 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 통해 구현한 두 종류의 배터리 모델의 배터리 충 방전 특성 및 과도상태 특성의 오차율은 최대 2.13%이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제11권1호
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• pp.20-26
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• 2007

목적 : 본 연구는 3 T MRI 장비에 적합한 동물영상용 솔레노이드 (solenoid) 코일을 개발하고 최적화한 후, 실제 동물모델에 대한 영상을 획득하는 것을 목표로 수행되었다. 대상 및 방법 : 솔레노이드 코일은 반경 4 cm, 길이 10 cm의 아크릴 구조물에 너비 2 cm, 두께 0.05 cm, 길이 10 cm의 구리테잎으로 3번 감긴 형태로 제작하였고, 구리테잎을 감을 때는 실린더 축과 수직이 되도록 감았으며 테잎간의 간격은 2 cm로 하였다. 축전지(capacitor)는 2-100 pF사이의 용량을 이용하였고, 코일은 수신 전용으로서 디자인되었다. 결과 : 개발된 솔레노이드 코일의 신호대 잡음비 (Signal to Noise Ratio; SNR)는 CuSO4수용액 팬텀(CuSO4; 0.7 g/L)에서 985, 쥐 (rat)를 이용한 동물실험에서 995이었고, Qfactor는 unload된 경우 203-206, load된 경우 84-89정도로 측정되었다. 솔레노이드 코일을 이용하여 획득한 영상은 상대적으로 해상도 (resolution)가 높았으며, 코일 시뮬레이션(simulation)을 통해서 얻은 RF field의 균질성 (homogeneity) 또한 매우 우수하였다. 결론 : 본 연구를 통하여 고자장 3T MRI 장비에서 쥐와 같은 작은 동물의 영상을 획득할 때 솔레노이드 코일을 사용하면 보다 향상된 영상의 대조도, 해상도, 선명도를 얻을 수 있는 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.69-75
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• 2017

본 논문에서는 자기공진형 무선전력전송의 실용화에 있어, 공진기 간 자기결합을 방해하는 그라운드 문제를 해결하기 위해 슬릿 구조를 설계하고, 커패시터를 연결하여 공진기로써의 성능을 기본적인 루프형의 수신 공진기와 비교하였다. 제안된 슬릿 그라운드 공진기(slit ground resonator)는 가로 31 cm, 세로 20.5 cm, 두께 $35{\mu}m$의 구리박판에 넓이 1 cm의 슬릿을 한 방향이 열린 십자 형태로 설계하였으며, 열린 방향 양단에 6.78 MHz에서 공진하도록 최적의 커패시터가 연결되어 공진기 역할이 가능하다. 수신 공진기는 스위치를 연결하여 열림형(open mode)과 닫힘형(short mode)일 때를 측정하고, 최고 전송효율을 표시하였다. 측정 결과, 수신 공진기가 루프 공진기일 때 가장 높은 전송효율을 보였다. 그러나 노트북 모델의 수신부에 그라운드를 삽입했을 때, 전송효율이 0 %에 가깝게 감소하였다. 반면, 슬릿 그라운드 공진기를 수신 공진기로 사용했을 때, 전송효율은 가장 높았던 루프 공진기의 67 % 회복하였다. 제안된 슬릿 그라운드 공진기는 슬릿을 통해 자기장을 통과시키며, 커패시터를 연결이 공진기로 동작하게 하여 주변 공진기 간 자기결합을 통해 전력을 전송해주는 역할을 수행한다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권6호
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• pp.39-47
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• 1998

본 논문에서는 오버샘플링 A/D변환기의 핵심 회로인 Σ-△변환기를 0.6㎛ CMOS공정을 이용하여 설계하였다. 설계과정은 우선 모델을 개발하여 S-영역에서 적절한 전달함수를 구한 후, 이를 시간 영역의 함수로 변환하여 연산 증폭기의 DC 전압이득, 슬루율과 같은 비 이상적인 요소들을 인가하여 검증하였다. 제안된 시그마-델타 변환기(Sigma-delta modulator, Σ-△변환기)는 음성 신호 대역에 대하여 64배 오버샘플링하며, 다이나믹 영역은 110 dB이상, 최대 S/N비는 102.6 dB로 설계하였다. 기존의 4차 Σ-△ 변환기는 잡음에 대한 전송영점의 위치를 3,4차 적분기단에 인가하는데 반하여 제안된 방식은 잡음에 대한 전송영점을 1,2차 적분기단에 인가함으로써 전체적인 커패시터의 크기가 감소하여 회로의 실질적인 면적이 감소하며, 성능이 개선되고, 소모 전력이 감소하였다. 또한 단위시간에 대한 출력값의 변화량이 3차 적분기의 경우에 비하여 작으므로 동작이 안정적이고, 1차 적분기의 적분 커패시터의 크기가 크므로 구현이 용이하며, 잡음에 대한 억제효과를 이용하여 3차 적분기단의 크기를 감소시켰다. 본 논문에서는 모델 상에서 전체적인 전달함수를 얻고, 신호의 차단주파수를 결정하며, 각 적분기의 출력신호를 최대화하여 적분기 출력신호의 크기를 증가시키고, 최대의 성능을 가지는 잡음에 대한 전송영점을 결정하는 기법을 제안한다. 설계된 회로의 실질적인 면적은 5.25 ㎟이고, 소모전력은 5 V 단일전원에 대하여 10 mW이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.32-38
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• 2011

산업현장에서 폭발성가스의 사용이 꾸준이 증가 함에 따라 작업자는 물론 일반지역주민들에까지 사고로 인한 생명에 위험을 처하기도 한다. 수소사용공정에서의 사고피해는 공정자체에 국한 되는 것이 아니라 대형화재나 폭발로 이어져 다수의 사상자를 유발시키므로 사고의 유형과 원인을 규명하고 피해규모를 예측하여 이에 대한 안전대책을 수립, 운영하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor) 소성공정의 수소저장 사용시설에서 화재 폭발시 위험범위를 예측하였다. 실제 사고데이터의 분석결과 사고발생빈도가 가장 많은 배관누출에 대하여 사고 피해예측 시나리오 모델로 선정, 적용하였다. 10 mm Hole에서 120 Bar의 압력으로 수소가스 누출시 Jet fire가 발생되며 Radiation Level 4($kw/m^2$)의 경우 최대 12.45 m까지 복사열의 영향을 주었다. 또한 사고피해 예측을 통한 안전성확보와 개선방안을 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권5호
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• pp.54-63
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• 2006

본 논문에서는 4세대 이동 통신 시스템에서 요구되는 사양을 위해, 해상도, 동작속도, 칩 면적 및 소모 전력을 최적화한 14b 100MS/s 0.18um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 동작 모델 시뮬레이션을 통해 최적화된 구조를 분석 및 검증하여 3단 파이프라인 구조로 설계하였으며, Nyquist 입력에서도 14 비트 수준의 유효비트 수를 가지는 광대역 저잡음 SHA 회로를 기반으로 하고, MDAC에 사용되는 커패시터의 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위하여 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 적용하였다. 또한, 100MS/s의 동작 속도에서 6 비트의 해상도와 소면적을 필요로 하는 최종단의 flash ADC는 오픈 루프 오프셋 샘플링 및 인터폴레이션 기법을 사용하였다. 제안하는 시제품 ADC는 SMIC 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 14비트 해상도에서 각각 1.03LSB, 5.47LSB 수준을 보이며, 100MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 59dB, 72dB의 동적 성능을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.4mm^2$이며 소모 전력은 1.8V 전원전압에서 145mW이다.