온실가스(CO2) 탄산화를 통한 생활폐기물 소각 바닥재의 매립지내 순환골재 이용가능성 연구

심낙종,전은정,원종철,천승규,계상범 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

제4차 전국폐기물 통계조사(‘13.3, 환경부)에 따르면 현재 국내에서는 년간 1,593천톤의 소각재가 발생하며 그중 대부분인 1,227천톤(약 77%)은 단순매립으로 처리되고 있고, 단지 366천톤(약 23%)의 소각재만이 재활용되고 있다. 그러나 최근 수도권 자치단체의 “매립폐기물 제로화” 선언, 매립부담금, 순환자원 사용 확대 등을 주요골자로 하는 “자원순환사회 전환촉진법” 제정 등이 추진되고 있어 그 어느 때 보다도 더욱 새로운 대안모색이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 대부분 매립에 의존하던 생활폐기물 소각 바닥재를 매립지내 매립가스 소각후 발생되는 배가스를 이용하여 탄산화과정을 통해 지구온난화물질인 CO2는 소각재에 포집하고 소각재는 유해 중금속의 용출이 억제된 순환골재로 재활용하고자 하는 실증연구로 진행되었다. 반입된 소각재는 불순물 제거, 입도선별, 철분류 등의 전처리를 거친후 2차 입도선별을 통하여 100 mesh 이상의 큰 입자는 입자표면에 탄산염층을 생성하는 건식 탄산화 공정과 탈염 공정 등 안정화 과정을 거쳐 순환골재로 재생되며, 생산된 순환골재의 도로용 보조기층재로서의 적합여부를 확인하기 위하여 한국건설생활환경시험연구원에 순환골재 시험분석을 의뢰한 결과 도로보조기층용 순환골재(KS규격 KS F 2474)와 비교한 결과 기준에 적합한 것으로 확인되었다. 본 연구는 환경부 차세대 핵심환경기술 개발사업의 연구비 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

동기정류기를 이용한 Two Transistor Forward 컨버터의 효율 개선에 관한 연구

배진용,김용,이은영,최근수,계상범,이택기,Bae, Jin-Yong,Kim, Yong,Lee, Eun-Young,Choi, Geun-Soo,Gye, Sang-Bum,Lee, Taek-Ki 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문에서는 저전압ㆍ대전류 시스템에 적합한 동기정류기를 이용한 TTFC(Two Transistor Forward Converter)를 제안한다. 입ㆍ출력 전압 차가 큰 강압형 컨버터의 경우, 1차측 회로의 전압 스트레스가 크며, 2차측회로의 전류 스트레스가 증가하므로 전체 시스템 효율이 급격히 저하된다. 본 연구에서는 이러한 문제점의 해결책으로 1차측 회로에 Two Transistor 회로를 적용하며, 2차측 회로에 동기정류 방식을 이용하는 TTFC를 제안하였다. 또한 제안된 컨버터의 동작원리, 해석 및 특성에 대해서 논하였으며, MOSFET를 사용하여 입력 DC 400[V], 출력 DC 5[V]/40[A], 200[W]급 시작품을 제작, 100[KHz]에서 실험하였다. This paper presents the TTFC(Two Transistor Forward Converter) using Synchronous Rectifier. The two transistor forward circuit is used to decrease voltage stress of primary side and the synchronous rectifier is used to reduce current stress of secondary side. This paper compared with diode rectifier and synchronous rectifier of two transistor forward converter. The principle of operation, feature and design considerations are illustrated and verified through the experiment with a 200W 100KHz MOSFET based experimental circuit.

Three-Level 컨버터와 Full-Bridge 컨버터의 손실분석을 위한 모델링 및 특성비교에 관한 연구

배진용,김용,이은영,최근수,계상범,이택기,Bae, Jin-Yong,Kim, Yong,Lee, Eun-Young,Choi, Geun-Soo,Gye, Sang-Bum,Lee, Taek-Ki 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문에서는 Three-Level 컨버터와 Full-Bridge 컨버터의 손실 및 특성비교에 관하여 논하였다. 기존의 연구로부터 Three-Level 컨버터는 Full-Bridge 컨버터에 비하여 스위치 전압 스트레스가 저감되어 고전압 시스템의 경우 좀더 적합하다는 결론이 있었습니다. 그러나 Three-Level 컨버터와 Full-Bridge 컨버터의 손실분석 비교에 관한 구체적인 연구가 미비하고 동시에 소프트 스위칭 범위와 효율 특성에 관한 분석이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2.5[㎾]급 시작품을 대상으로 고전압ㆍ대용량 응용 분야에 적합한 Three-Level 컨버터와 Full-Bridge 컨버터의 효율 감소에 대한 주요 원인을 비교ㆍ분석하고, 각 소자 및 부품의 손실을 수학적으로 모델링하여 시뮬레이션 한 결과를 바탕으로 각각의 컨버터의 대하여 출력에 따른 각 소자 및 부품의 손실과 특성비교를 하였다. This paper presents the loss and characteristic comparison with Three-Level Converter and Full-Bridge Converter. In previous paper, Three-Level Converter was more suitable than Full-Bridge Converter for high voltage application because switch voltage stress was decreased. The comparative study of loss analyses, soft-switching range and efficiency-characteristic of Three-Level Converter and full-Bridge Converter are rare. This paper shows the main reason of efficiency-diminution compares Three-Level Converter with and Full-Bridge Converter. Also, the loss analysis of each component and the various losses in the circuit are assessed in this paper. The result of the analysis is verified with 2.5[㎾] prototype.

D-32 : 온실가스(CO2) 탄산화를 통한 생활폐기물 소각 바닥재의 매립지내 순환골재 이용가능성 연구

심낙종,전은정,원종철,천승규,계상범 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

제4차 전국폐기물 통계조사(‘13.3, 환경부)에 따르면 현재 국내에서는 년간 1,593천톤의 소각재가 발생하며 그중 대부분인 1,227천톤(약 77%)은 단순매립으로 처리되고 있고, 단지 366천톤(약 23%)의 소각재만이 재활용되고 있다. 그러나 최근 수도권 자치단체의 “매립폐기물 제로화” 선언, 매립부담금, 순환자원 사용 확대 등을 주요골자로 하는 “자원순환사회 전환촉진법” 제정 등이 추진되고 있어 그 어느 때 보다도 더욱 새로운 대안모색이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 대부분 매립에 의존하던 생활폐기물 소각 바닥재를 매립지내 매립가스 소각후 발생되는 배가스를 이용하여 탄산화과정을 통해 지구온난화물질인 CO2는 소각재에 포집하고 소각재는 유해 중금속의 용출이 억제된 순환골재로 재활용하고자 하는 실증연구로 진행되었다. 반입된 소각재는 불순물 제거, 입도선별, 철분류 등의 전처리를 거친후 2차 입도선별을 통하여 100 mesh 이상의 큰 입자는 입자표면에 탄산염층을 생성하는 건식 탄산화 공정과 탈염 공정 등 안정화 과정을 거쳐 순환골재로 재생되며, 생산된 순환골재의 도로용 보조기층재로서의 적합여부를 확인하기 위하여 한국건설생활환경시험연구원에 순환골재 시험분석을 의뢰한 결과 도로보 조기층용 순환골재(KS규격 KS F 2474)와 비교한 결과 기준에 적합한 것으로 확인되었다. 본 연구는 환경부 차세대 핵심환경기술 개발사업의 연구비 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

현장진단응용을 위한 스마트 폰 기반의 초음파 영상 시스템:프로토 타입 구현 및 평가

여선미,김민,김진현,임창현,계상범,송태경 한국비파괴검사학회 2018 한국비파괴검사학회지 Vol.38 No.1

There has been a recent increase in the need for point-of-care (POC) medical treatment in areas with poor diagnostic environments, such as emergency rooms, accident sites, and battlefields.  Thus, research is being actively conducted on ultra-small ultrasound imaging systems capable of POC diagnosis. In this paper, we present a smart-phone-based ultrasound imaging system to maximize the portability of ultrasound imaging. In order to minimize weight and volume, the proposed ultrasound imaging system consists of a smart transducer (including an analog front-end circuitry and 32-channel beamformer/mid signal processing units), and a smart-phone. In-phase and quadrature data from the smart transducer are transferred to the smart-phone via a general-purpose micro-USB communication system. In addition, we propose a back-end signal processing algorithm suitable for a mobile GPU. The developed system provides a B-mode image with a frame rate of 50 and USB 2.0 communication standard. The battery life is 1.5 h, on average. The weight of ultrasound imaging system is 203 g (excluding the battery), and the size is 173 mm×59 mm×28 mm (length×width×height), which is suitable for POC applications. The performance of the developed system was evaluated with phantom and in vivo experiments. 최근 응급실, 사고현장, 전장 등 진단 환경이 열악한 장소에서의 신속한 현장 진료의 필요성이 강조됨에 따라 Point-of-Care 진단이 가능한 초소형 초음파 영상 장비에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 휴대용 초음파 영상 장비의 효율성을 극대화 할 수 있도록 스마트폰 기반의 초음파 영상 시스템에 대하여 제안한다. 제안한 초음파 영상 장치는 시스템의 무게 및 부피를 최소화하기 위하여 아날로그 회로 및 32 채널 초음파 전처리/중간 신호 처리부를 포함하는 스마트 변환자를 개발하였으며 범용 마이크로 USB 통신 방식을 이용하여 스마트폰과 연동하였다. 또한 스마트폰의 그래픽 프로세서 유닛(GPU)에 적합한 후단 신호처리 알고리즘을 제안한다. 개발된 시스템은 USB2.0통신 기준으로 최대 초당 50프레임의 속도를 갖는 B모드 영상을 제공하며, 배터리의 수명은 평균 1.5시간이며 초음파 영상 시스템의 무게는 배터리를 제외하고 203g, 크기는 173 mm×59 mm×28 mm(길이×폭×높이)으로 현장 진료에 적합한 크기와 성능을 가짐을 확인하였다.

A Study on the ZVZCS Three Level DC/DC Converter without Primary Freewheeling Diodes

배진용,김용,백수현,권순도,김필수,계상범,Bae, Jin-Yong,Kim, Yong,Baek, Soo-Hyun,Kwon, Soon-Do,Kim, Pil-Soo,Gye, Sang-Bum The Korean Institute of IIIuminating and Electrica 2002 조명·전기설비학회논문지 Vol.16 No.6

This paper presents ZVZCS(Zero-Voltage and Zero-Current Switching) Three Level DC/DC Converter without primary freewheeling diodes. The new converter presented in this paper used a phase shirt control with a flying capacitor in the primary side to achieve ZVS for the outer switches. A secondary anxiliary circuit which consists of one small capacitor, two small diodes and one coupled inductor, is added in the secondary to provide ZVZCS conditions to primary switches, ZVS for outer switches and ZCS for inner switches. Many advantages include simple secondary auxiliary circuit topology, high efficiency, and low cost make the new converter attractive for high power applications. Also the circulating current flows through the circuit so that it causes the needless coduction loss to be occurred in the devices and the transformer of the circuit The new converter has no primary auxiliary diodes for freewheeling current. The principle of operation, feature and design considerations are illustrated and verified through the experiment with a 1[㎾] 50[KHz]IGBT based experimental circuit. 본 논문에서는 1차측 환류 다이오드를 제거한 ZVZCS(영전압 영전류 스위칭) Three Level DC/DC 컨버터에 관하여 논하였다. 제안된 컨버터는 1차측 회로를 Three Level 결선하고, 여기에 위상이동 스위칭 방법을 이용하여, 스위치 전압 스트레스를 저감시킬 수 있으므로, 기존의 Full-Bridge 컨버터에 비하여 스위칭 손실이 적고, 고전압 응용 분야에 적합하다. 기존의 경우 2차측에 한 개의 커패시터와 두 개의 다이오드를 이용한 보조회로를 부가하여, 누설 인덕터와 2차측 보조 커패시터를 이용하여 공진을 일으킴으로써 주 스위치의 영전압 영전류 스위칭(ZVZCS)이 가능하였다. 그러나 새로운 컨버터는 기존의 보조 회로에 결합 인덕터를 추가함으로써, 누설 인덕터, 2차측 보조 커패시터, 2차측 결합 인덕터가 공진을 일으키므로 기존의 경우보다 도전 손실이 저감된 고효율 컨버터를 구현할 수 있다. 또한 1차측 순환 전류의 현저한 감소로 환류 손실이 작아지며, 1차측에 환류 다이오드를 제거한 경제적인 Three Level 컨버터를 구현하였다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리, 해석 및 특성에 대해서 논하였으며, IGBT를 사용하여 1[㎾]급 시작품을 제작, 50[KHz]에서 실험하였다.

Three-Level 컨버터의 효율특성에 관한 연구

배진용(Jin-Yong Bae),김용(Yong Kim),이은영(Eun-Young Lee),계상범(Sang-Bum Gye),엄태민(Tae-Min Eom),백수현(Soo-Hyun Baek) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.4

This paper presents the Efficiency Characteristic of Three-Level Converter. Three-Level DC/DC Converter presented in this paper is used a phase shift control with a flying capacitor in the primary side to achieve ZVS for the outer switch. This converter reduces the voltage stress across the main switch to half of input voltage. This paper analyses the loss of each component and the various losses for efficiency variation. The result of the analysis are verified using 3㎾ prototype.

개선된 ZVT AC/DC PFC Boost 컨버터

유종규(jong-gyu Ryu),김용(yong Kim),배진용(Jin-Yong Bae),계상범(Sang-bum Gye),권순도(Soon-Do Kwon) 대한전기학회 2005 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2005 No.4

ZCT Boost 컨버터의 스위치 손실 저감에 관한 연구

정명섭(Myung-Sub Jung),김용(Yong Kim),배진용(Jin-Yong Bae),계상범(Sang-Bum Gye),이병송(Byung-Song Lee) 대한전기학회 2005 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2005 No.10

개선된 ZVT PWM Boost 컨버터

裵辰容(Jin-Yong Bae),金龍(Yong Kim),白壽鉉(Soo-Hyun Baek),李殷榮(Eun-Young Lee),崔根洙(Geun-Soo Choi),桂尙範(Sang-Bum Gye) 대한전기학회 2003 전기학회논문지 B Vol.52 No.9