• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.596-602
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• 2013

기존의 진동에너지 하베스터는 한 주파수에서의 공진현상을 이용하여 에너지를 얻기 때문에 고정된 단일 주파수를 갖는 진동에너지로부터 전기에너지를 변환하는데 최적이지만 다양한 주파수를 포함하고 있는 파도와 같은 상하진동 에너지원으로부터 전기에너지를 얻는 데에는 한계가 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기위해 파도가 갖는 무한한 상하진동 에너지로부터 전기에너지를 얻는 광대역 진동에너지 하베스터를 연구하였다. 광대역 진동에너지 하베스터는 부양체와 진동에너지 하베스터가 각각 파도에너지가 갖는 중심주파수에서 공진이 발생되도록 구성되어있다. 그 결과 기존 공진을 이용한 진동에너지 하베스터는 한 주파수에서만 진동에너지를 전기에너지로 변환할 때 효율을 극대화할 수 있는 반면, 제안한 방법은 다양한 주파수를 포함하고 있는 파도에너지로부터 전기에너지로 변환할 때도 효율을 극대화 할 수 있는 장점을 가진다.

• 전기학회논문지
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• 제56권11호
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• pp.1962-1966
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• 2007

Transducer for ultrasonic linear motor with the symmetric and anti-symmetric modes was studied. The ultrasonic linear motor consists of two Langevin type piezoelectric vibrators that cross at right angles with each other in tip. In order to excite symmetric and anti-symmetric resonance modes, the transducer must have a phase shift of 90 degree in space and time. Therefore, the tip of transducer moves on an elliptical motion. In this paper, the finite element analysis was used to optimize dimension and displacement of the transducer. The ultrasonic motor was fabricated using the simulated result and the driving characteristics were measured. No-load velocity was 0.28[m/s] and the maximum efficiency was 30[%] in resonance frequency.

• 한국해양공학회지
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• 제35권3호
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• pp.216-228
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• 2021

In the present study, the performance of a floating oscillating water column (OWC) device has been studied in regular waves. The OWC model has the shape of a hollow cylinder. The linear potential theory is assumed, and a matched eigenfunction expansion method(MEEM) is applied for solving the diffraction and radiation problems. The radiation problem involves the radiation of waves by the heaving motion of a floating OWC device and the oscillating pressure in the air chamber. The characteristics of the exciting forces, hydrodynamic forces, flow rate, air pressure in the chamber, and heave motion response are investigated with various system parameters, such as the inner radius, draft of an OWC, and turbine constant. The efficiency of a floating OWC device is estimated in connection with the extracted wave power and capture width. Specifically, the piston-mode resonance in an internal fluid region plays an important role in the performance of a floating OWC device, along with the heave motion resonance. The developed prediction tool will help determine the various design parameters affecting the performance of a floating OWC device in waves.

• 전기학회논문지
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• 제65권4호
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• pp.684-688
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• 2016

The magnetic resonance method requires high quality factor(Q-factor) of resonators. Superconductor coils were used in this study to increase the Q-factor of wireless power transfer(WPT) systems in the magnetic resonance method. The results showed better transfer efficiency compared to copper coils. However, as superconducting coils should be cooled below critical temperatures, they require cooling containers. In this viewpoint, shielding materials for the cooling containers were applied for the analysis of the WPT characteristics. The shielding materials were applied at both ends of the transmitter and receiver coils. Iron, aluminum, and plastic were used for shielding. The electric field distribution and S-parameters (S11, S21) of superconducting coils were compared and analyzed according to the shield materials. As a result, plastic shielding showed better transfer efficiency, while iron and aluminum had less efficiency. Also, the maximum magnetic field distribution of the coils according to the shielding materials was analyzed. It was found that plastic shielding had 5 times bigger power transfer rate than iron or aluminum. It is suggested that the reliability of superconducting WPT systems can be secured if plastic is used for the cooling containers of superconducting resonance coils.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.168-179
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• 2013

4-코일 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 해석법 중 critical point analysis(CA)와 impedance matching analysis(IA)를 분석하고, 두 결과를 비교하였다. 4-코일 시스템은 가까운 거리에서는 주파수 분리 현상이 나타나고, 먼 거리에서는 효율이 급격히 감소하는 특징을 나타낸다. 따라서 고정된 주파수에서 사용할 경우, 목표하는 거리와 효율에 따라 최적화가 필요하다. CA는 전체 거리에서 효율이 최대가 되는 critical point를 이용하여 최적화하는 방법이고, IA는 목표 지점에서 임피던스 정합을 이뤄 최대 효율을 만족시키는 방법이다. 기존의 해석은 두 가지 방법을 비교하고 시스템 특성을 이해하는데 부족한 점이 있었기 때문에, 본 논문에서 두 방법의 이론을 좀 더 자세히 분석하고 비교하였다. 두 방법의 비교 결과를 통해 IA가 더 우수함을 보였다. 또한, 한쪽만 정합할 경우 발생되는 트레이드-오프에 대해서도 설명하였다. 스파이럴 공진 코일을 이용한 실험에서는 이론 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.48-55
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• 2021

3-코일 자기공진방식 무선전력전송 시스템을 등가회로 모델로 해석하여 시스템의 |S21|을 3개 코일의 Q와 송신코일과 중계코일, 중계코일과 수신코일의 커플링 계수 k의 수식으로 표현하였다. 유도된 수식으로부터 중계코일이 송신코일과 수신코일의 중앙에 위치할 때 최대 이득을 얻을 수 있음을 수식으로 제시하고 실험으로 그 결과가 타당함을 보였다. 송신코일과 수신코일의 거리가 30 cm이고 두 코일이 정렬되었으며 중계코일이 두 개의 코일 중앙에 위치하였을 때 9 %의 최대 효율을 얻었다. 송신코일과 수신코일이 비 정렬된 경우는 정렬된 경우에 비하여 효율이 떨어지나, 중계코일을 회전시키면 효율이 크게 증가하는 것을 실험으로 보였다. 전기자동차의 무선충전 시 송신코일과 수신코일이 비 정렬되면 효율이 정렬 시와 비교해 많이 감소할 것으로 예상되며, 이런 경우 중계코일을 사용하고 중계코일을 회전시킴으로써 효율을 높일 수 있을 것으로 보인다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.637-644
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• 2019

Wireless power transfer (WPT) technology with various transfer mechanisms such as inductive coupling, magnetic resonance and capacitive coupling is being widely researched. Until now, power transfer efficiency (PTE) and power transfer capability (PTC) have been the primary concerns for designing and developing WPT systems. Therefore, a lot of studies have been documented to improve PTE and PTC. However, power consumption in the standby mode, also defined as the no-load mode, has been rarely studied. Recently, since the number of WPT products has been gradually increasing, it is necessary to develop techniques for reducing the standby power consumption of WPT systems. This paper investigates the standby power consumption of commercial WPT products. Moreover, a standby power reduction technique for WPT systems via magnetic resonance coupling (MRC) with a parallel resonance type resonator is proposed. To achieve a further standby power reduction, the voltage control of an AC/DC travel adapter is also adopted. The operational principles and characteristics are described and verified with simulation and experimental results. The proposed method greatly reduces the standby power consumption of a WPT system via MRC from 2.03 W to 0.19 W.

• 한국광학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-5
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• 2010

본 논문에서는 실리콘 태양전지의 흡수효율 증가를 위해 도파모드 공진 특성을 이용한 격자 구조를 제안하였다. 도파모드 공진을 이용함으로써 두께를 ~200 nm 수준으로 줄이면서도 높은 흡수율을 기대할 수 있는 태양전지 설계가 가능함을 확인하였다. 제안된 구조는 은으로 된 반사경 위에 격자구조를 갖는 Poly-Si 유전체 층이 존재하는 1-D 구조로서 각 구조변수들 즉 격자의 주기, 유전체 두께, 격자 간격 및 깊이 등이 흡수 효율에 어떤 영향을 미치는지 알아보고, 변수들의 조절을 통해 최적의 구조를 찾고자 시도하였다. PSO알고리즘을 사용하여 제안된 구조의 적절성을 확인 하였으며, 이로부터 65.8%의 유효 흡수율을 얻을 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.127-133
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• 2010

본 논문에서는 전기자동차용 리액터리스 고효율 승압형 DC/DC컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 1차측 Full Bridge의 모든 스위치에서 영전류 스위칭을 적용하여 턴 온/턴 오프시 스위칭 소자에 생기는 전력 손실을 감소시키므로서 효율을 개선한다. 그리고 ZCS(Zero Current Switching)를 위한 L-C공진 회로 중 리액턴스 성분을 1, 2차 절연을 위한 고조파 변압기의 누설인덕턴스 성분으로 대체함으로서 별도의 리액터를 추가하지 않기에 시스템 사이즈 및 비용을 줄일 수 있다. 제안된 컨버터의 타당성 검증을 위하여 본 논문에서는 PSIM을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 실제 5[KW]급 DC/DC컨버터를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과 제안된 컨버터의 효율이 매우 우수함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제26권8호
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• pp.417-421
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• 2016

We improve the energy conversion efficiency (ECE) of a dye sensitized solar cell (DSSC) by preparing a working electrode (WE) with localized surface plasmon resonance (LSPR) by inducing Au thin films with thickness of 0.0 to 5.0 nm, deposited via sputtering. Field emission scanning electron microscopy and atomic force microscopy were used to characterize the microstructure of the blocking layer (BL) of the Au thin films. Micro-Raman measurement was employed to confirm the LSPR effect, and a solar simulator and potentiostat were used to evaluate the photovoltaic properties, including the impedance and the I-V of the DSSC of the Au thin films. The results of the microstructural analysis confirmed that nano-sized Au agglomerates were present at certain thicknesses. The photovoltaic results show that the ECE reached a value of 5.34% with a 1-nm thick-Au thin film compared to the value of 5.15 % without the Au thin film. This improvement was a result of the increase in the LSPR of the $TiO_2$ layer that resulted from the Au thin film coating. Our results imply that the ECE of a DSSC may be improved by coating with a proper thickness of Au thin film on the BL.