3상 교류전원 LED 램프의 광 플리커

이동원,김병철,Lee, Dong Won,Kim, Byungcheul 한국전기전자재료학회 2014 전기전자재료학회논문지 Vol.27 No.4

This study describes that light flicker of LED lamp is improved by placing an AC-powered LED block in each phase of three-phase AC power. Rectified current is considered as an instantaneous luminous flux because the current flowing through the LED block is proportional to the amount of light emitted by the LED block. Percent flicker is calculated simply by modeling the rectified current flowing through the LED block to a triangular wave current. Percent flicker is 100% in single-phase AC powered LED lamp. Percent flicker of the same level as that in an incandescent lamp (6%~14%) is however, achieved if light emission starts before $40^{\circ}$ in each voltage phase of three-phase AC power.

고역률 LED 구동회로의 효율화에 관한 연구

이동원,김병철,Lee, Dong Won,Kim, Byungcheul 한국전기전자재료학회 2013 전기전자재료학회논문지 Vol.26 No.8

The rectified voltage supplied to LED lamp is used in load and then the surplus voltage can be produced in LED lighting. In this case, LED lighting is proposed that can recyclable the excess voltage to supply power to the controller.

양액 자동 공급 제어 시스템의 설계 및 구현

정원근,이병로,김병철,Jeong Won-Geun,Lee Byeong-Ro,Kim Byungcheul 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.5

본 연구에서는 임베디드 RTOS와 퍼지제어 알고리즘을 이용하여 양액의 농도와 공급량을 자동으로 조절하는 양액 공급 제어 시스템을 설계 및 구현하였다. 작물의 생육에 영향을 미치는 인자는 일사량, 외부온도, 외부습도, 생육단계로 구성하였으며, 양액온도, 전기전도도(EC), 산도(pH)가 측정되었다. 그 결과를 바탕으로 양액의 농도와 공급량 조절을 위해 양액 조절 퍼지제어 알고리즘을 개발하였다. 일반 사용자를 위하여 임베디드 RTOS, 한글 LCD, 그리고 그래픽으로 구성된 양액 전용 임베디드 제어기를 개발하였다. In this study, an nutrient solution control system have been designed and implemented, which controls the density of nutrient and the nutrient supply automatically using embedded real time operating system and fuzzy control algorithm. The factors which affect the growth of crop consist of solar radiation, external temperature, and external humidity. Also, nutrient temperature, electric conductivity(ED, and pH are monitored. According to the surveyed results, a fuzzy control algorithm for nutrient control is developed in order to control the density of nutrient and the nutrient supply. The exclusive embedded controller which consists of an embedded real time operating system, a korean LCD, and a graphic is developed for common users.

저전력 영상 특징 추출 하드웨어 설계를 위한 공통 부분식 제거 기법 기반 이미지 필터 하드웨어 최적화

김우석(WooSuk Kim),이주성(Juseong Lee),안호명(Ho-Myoung An),김병철(Byungcheul Kim) 한국정보전자통신기술학회 2017 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.10 No.2

본 논문은 저전력 영상 특징 추출 하드웨어 설계를 위한 공통 부분식 제거 기법 기반 이미지 필터 하드웨어 최적화 기법을 제안한다. 저전력 및 고성능 물체인식 하드웨어는 공장 자동화를 위한 산업용 로봇에 필수 모듈로 채택되고 있다. 따라서 물체인식 하드웨어의 영상 특징 추출 알고리즘에 다양하게 적용되는 Gaussian gradient 필터 하드웨어의 저면적 설계가 필수적이다. Gaussian gradient 필터의 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 필터에 사용되는 계수의 Symmetric한 특징과 Transposed form FIR 필터 하드웨어 구조를 이용했다. 제안된 이미지 필터의 하드웨어 구조는 알고리즘에 적용된 계수의 변형 없이 구현되었기 때문에 윤곽선 검출 알고리즘에 적용했을 때 검출 데이터의 열화 없이 구현될 수 있다. 제안된 이미지 필터 하드웨어 구조는 기존 구조와 비교했을 때 곱셈기의 수를 50% 절감할 수 있음을 확인했다. In this paper, image filter optimization method based on common sub-expression elimination is proposed for low-power image feature extraction hardware design. Low power and high performance object recognition hardware is essential for industrial robot which is used for factory automation. However, low area Gaussian gradient filter hardware design is required for object recognition hardware. For the hardware complexity reduction, we adopt the symmetric characteristic of the filter coefficients using the transposed form FIR filter hardware architecture. The proposed hardware architecture can be implemented without degradation of the edge detection data quality since the proposed hardware is implemented with original Gaussian gradient filtering algorithm. The expremental result shows the 50% of multiplier savings compared with previous work.

수소감지를 위한 고감도의 금속 나노선 센서에 관한 연구

안호명,서영호,양원재,김병철,An, Ho-Myoung,Seo, Young-Ho,Yang, Won-Jae,Kim, Byungcheul 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.9

본 연구에서는 팔라듐 (Pd) 나노선으로 구성된 센서의 고감도 수소검지능력에 대해서 조사하였다. 팔라듐 나노선은 알루미늄 양극 산화막 (AAO : anodic aluminum oxide) 채널에 전기도금법을 이용하여 성장시켰으며, 수산화나트륨 수용액을 이용하여 나노선을 분리한 후 포토 리소그래피와 전자빔 리소그래피 공정 및 리프트오프 공정을 사용하여 금속나노선 수소센서를 제작하였다. 2%의 수소에서는 1.92% 의 민감도가, 0.1% 의 수소에서는 0.18% 의 민감도가 변하는 고감도 특성을 얻었으며, 이는 팔라듐 나노선의 저항은 수소의 흡착과 탈착에 의존하기 때문이다. 따라서 상온에서 고감도 수소 가스 검출을 위하여 팔라듐 나노선이 응용될 수 있을 것으로 기대한다. In this paper, we report on an investigation of highly sensitive sensing performance of a hydrogen sensor composed of palladium (Pd) nanowires. The Pd nanowires have been grown by electrodeposition into nanochannels and liberated from the anodic aluminum oxide (AAO) template by dissolving in an aqueous solution of NaOH. A combination of photo-lithography, electron beam lithography and a lift-off process has been utilized to fabricate the sensor using the Pd nanowire. The hydrogen concentrations for 2% and 0.1% were obtained from the sensitivities (${\Delta}R/R$) for 1.92% and 0.18%, respectively. The resistance of the Pd nanowires depends on absorption and desorption of hydrogen. Therefore, we expect that the Pd nanowires can be applicable for detecting highly sensitive hydrogen gas at room temperature.

140W 급-저면적 LED 전원 제어 회로 설계

안호명(Ho-Myoung An),이주성(Juseong Lee),김병철(Byungcheul Kim) 한국정보전자통신기술학회 2018 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.11 No.5

본 논문은 140W 급 저면적 LED 전원 제어 회로 설계를 위해 다양한 기능이 집적된 HIC를 제안한다. 제안된 HIC는 정전압/정전류 구동회로, 단락 보호회로, 내부 정전압회로, dimmer 회로를 하나로 집적해, 제작 시 기존 시스템 대비 PCB 가로 길이를 16% 절감하는 효과를 보였다. 다양한 실험을 통해 HIC 내부에 설계된 각 블록의 성능을 검증했고, (정전압 구동회로 변동률 2.9%, dimmer 회로 오차 5%이내, 720 mA에서 안정적인 short protection) 제안된 HIC를 적용해 시스템에서 필요로 하는 전력 대비 PCB 면적을 상당히 줄일 수 있기 때문에, 제작 시간의 대부분을 차지하는 PCB 제조시간을 단출할 수 있는 효과와 전원 제어 회로에서 발생하는 불량에 대해 기존과 같이 PCB 전체를 교체하지 않고 HIC만 교체할 수 있도록 하여 유지/보수를 쉽게 할 수 있는 효과를 기대한다. In this paper, HIC with various functions is proposed for the design 140W LED power control circuit. The proposed HIC integrates constant voltage/constant current circuit, short circuit protection circuit, internal constant voltage circuit, and dimmer circuit, thereby reducing the horizontal length of the PCB by 16% comparing with the conventional system. Through various experiments, we verified the performance of each block implemented inside of HIC with numerical results. (Constant voltage variation ratio: 2.9%, dimmer circuit duty variation within 5%, stable short protection at 720 mA) Since the PCB area can be significantly reduced by applying the proposed HIC. It is possible to reduce the PCB manufacturing time which takes up most of the manufacturing time, however, It is expected that the faulted power module can be replaced without replacing the whole PCB, so that maintenance / repair can be made easier.

저전력 특징추출 알고리즘의 구현을 위한 블록 유형 분류 기반 낮은 복잡도를 갖는 영상 이진화

이주성(Juseong Lee),안호명(Ho-Myoung An),김병철(Byungcheul Kim) 한국정보전자통신기술학회 2019 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.12 No.3

본 논문은 저전력 특징추출 알고리즘의 구현을 위한 블록 유형 분류 기반 영상 이진화 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 영상 내에서 64×64 macro block 크기로 영상을 나누고 각 블록 유형별 threshold 값을 한 번만 연산한 후 그 값을 re-use 하는 기법으로 구현될 수 있다. 알고리즘은 threshold 값이 같은 영상/블록 유형 내에서 최대 9%의 변화율만 발생하는 것을 정량적인 결과를 기반으로 검증했다. 기존 알고리즘은 512×512 이미지 기준으로 macro block을 64×64로 나누었을 때 64개의 블록을 위해 threshold 값을 연산해야 하지만 제안하는 방법은 모두 같은 블록 유형이 출력되는 best case의 경우 threshold 연산을 한번만 수행하고, 나머지 63개의 블록에 대해서는 블록 유형구분 과정만 수행하면 adaptive threshold calculation 연산을 98% 생략할 수 있다. 모든 블록 유형이 발생하는 worst case일 때 threshold calculation 연산은 다섯 번 수행되고, 나머지 59개의 블록에 대해서는 블록 유형 구분과정만 수행할 수 있으므로 93%의 adaptive threshold calculation 연산을 생략할 수 있다. This paper proposes a block-type classification based image binarization for the implementation of the low-power feature extraction algorithm. The proposed method can be implemented with threshold value re-use technique approach when the image divided into 64×64 macro blocks size and calculating the threshold value for each block type only once. The algorithm is validated based on quantitative results that only a threshold value change rate of up to 9% occurs within the same image/block type. Existing algorithms should compute the threshold value for 64 blocks when the macro block is divided by 64×64 on the basis of 512×512 images, but all suggestions can be made only once for best cases where the same block type is printed, and for the remaining 63 blocks, the adaptive threshold calculation can be reduced by only performing a block type classification process. The threshold calculation operation is performed five times when all block types occur, and only the block type separation process can be performed for the remaining 59 blocks, so 93% adaptive threshold calculation operation can be reduced.

교류 구동 LED 드라이버 IC에 관한 연구

전의석(Eui-Seok Jeon),안호명(Ho-Myoung An),김병철(Byungcheul Kim) 한국정보전자통신기술학회 2021 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.14 No.4

본 연구에서는 저내압 반도체 공정으로 제작 가능한 교류 구동 LED 드라이버 IC를 설계하여, 그 성능들에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 교류 220V에서 직접 구동하기 위한 드라이버 IC를 제작하기 위하여 500V 이상의 항복전압을 만족하는 반도체 제조공정이 필요하다. 고내압 반도체 제조공정은 일반적인 저내압 반도체 공정보다 매우 높은 제조비용을 요구한다. 따라서 낮은 내압의 소자를 구현하는 반도체 공정기술로도 제작할 수 있도록 LED 드라이버 IC를 직렬로 설계하였다. 이는 입력전압이 고전압이라도 각 LED 블록마다 전압이 나누어 인가되는 것을 가능하게 한다. LED 조명회로는 220V에서 96%의 역률을 나타내고 있다. pnp 트랜지스터를 이용한 역률 개선 회로에서는 99.7%의 아주 높은 역률을 얻을 수 있으며, 입력전압의 변동과 관계없이 매우 안정된 동작을 보여주었다. In this study, a driver IC for an AC-powered LED that can be manufactured with a low voltage semiconductor process is designed and the performances of the driver IC were simulated. In order to manufacture a driver IC that operates directly at AC 220V, a semiconductor manufacturing process that satisfies a breakdown voltage of 500V or higher is required. A semiconductor manufacturing process for a high-voltage device requires a much higher manufacturing cost than a general semiconductor process for a low-voltage device. Therefore, the LED driver IC is designed in series so that it can be manufactured with semiconductor process technology that implements a low-voltage device. This makes it possible to divide and apply the voltage to each LED block even if the input voltage is high. The LED lighting circuit shows a power factor of 96% at 220V. In the pnp transistor circuit, a very high power factor of 99.7% can be obtained, and it shows a very stable operation regardless of the fluctuation of the input voltage.