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작성일 : 13-02-21 21:48
전력전자학회 동계 세미나 참가 보고
 글쓴이 : 운영자
조회 : 7,913  

안녕하십니까. 석사과정 장진우입니다.
교수님과 김영호 박사과정 외 7명은 2월 14~15일 양일간 있었던 전력전자인의 밤에 참가하였습니다. 세미나는 1일차에 세미나 part1~2, 2일차에 세미나 part3로 세 부분으로 나뉘어 진행되었습니다. 세미나는 최근 전력전자분야에서 급부상하는 분야들과 전력전자인으로서 갖추어야 할 자세에 대해 업계에 계신 선배님들께 배울 수 있는 시간이었습니다. 각 part마다 몇몇 주제들을 뽑아 간추려보았습니다.

Part 1
1.Module integrated converter (MIC)
  태양광 에너지는 화석에너지 사용으로 인한 환경 문제를 해결하기 위한 차세대 에너지원으로 주목 받고 있다. KETI 에서는 MIC 중 계통 연계형 Micro inverter 를 연구하고 있다. Micro inverter는 태양전지의 DC 전력을 계통으로 공급하기 위한 AC 전력으로 바꾸어 주기 때문에 설치가 용이한 장점을 지니고 있다.

2.핵융합 전원장치
핵융합에너지는 화석에너지 남용에 따른 기후변화 문제를 해결할 수 있는 미래 녹색에너지원으로 주목을 받고 있다. 한국형 인공태양이라 불리며 지난 2007년 9월 완공된 '차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR)'는 이 같은 핵융합 기술을 상용화할 수 있는 첨병으로 평가된다. 현재 다원시스는 KSTAR의 플라즈마 발생 및 초전도 코일에 전원을 공급하기 위한 전원장치를 개발하고 있다.

3.플라즈마 전원장치
대기압의 중성가스에 높은 전계가 인가되면 중성가스의 일부분이 양성자와 전자로 분리되고 높은 전계에 의하여 에너지를 얻어 중성 기체와 전자 및 양성자가 혼합된 플라즈마 상태가 된다. 이러한 플라즈마는 에너지가 높고, 불안정하여 화학적 활성 상태가 되는데 이를 이용하여 각종 금속이나 폴리머 표면의 코팅, 세정을 하거나 난분해성 가스를 처리하기도 한다. 대기압에서 플라즈마 처리는 연속 공정으로 표면처리가 가능하고, 고가의 진공장비가 필요없어 경제적 장점을 지니고 있다. 이런 플라즈마를 발생시키고 제어하는 전원공급장치가 플라즈마 전원장치이다.

Part 2 WPT
1) Wireless Power Environment
무선전력은 다양한 환경에 적용 가능하다. 무선충전을 위한 패드 위에 충전이 필요한 다양한 장치를 올려놓고 충전을 할 수 있고, 집에서 로봇청소기와 같은 가전제품을 충전 할 수 있다. 또한 자동차내에서 모바일 장치를 무선으로 충전 할 수 있고, 카페나 식당 같은 곳에서도 모바일 장치를 충전 할 수 있다.
2)무선전력전송의 원리
WPT(Wireless Power Transfer, 무선전력전송)의 원리는 1차측 코일에서 시간에 따라 가변하는 전류에 의해 자계가 발생하고 이는 1차측 코일과 결합한 2차측 코일에 전압을 유기하여 전력을 전송하는 것이다.  WPT에서 일반적으로 잘못 사용되고 있는 용어로 Inductive Type 과 Resonant Type 이 있는데, 올바른 용어로는 Tightly Coupled 와 Loosely Coupled 이다.
3)Tightly Coupled WPT
Tightly Coupled 방식은 무선전력전송을 위한 1차측 코일과 2차측 코일이 가까이 있는 상태를 말한다. 이는 코일의 배열이 일정하지 못하면 낮은 효율을 가져오기 때문에 코일의 배열을 일정하게 하는 것이 중요하며, 지금까지는 크게 3가지 방법이 있다.
첫번째 방식은 코일을 일정 배열로 위치시킴으로써 위치와 상관없이 자기장을 일정하게 발생하도록 한다. 두번째 방식은 자기장을 흡수하는 방식으로 자기장이 강한 위치가 일정 위치 안에 존재한다. 3번째 방식은 코일을 이동시키는 방식으로 자기장을 많이 필요로 하는 위치에 코일을 이동시키기 때문에 위치에 제한을 받지 않는다.
4) Loosely Coupled WPT
Loosely Coupled 방식은 무선전력전송을 위한 1차측 코일과 2차측 코일이 멀리 있는 상태를 말한다. 효율은 입력측에서 바라본 임피던스의 실수에 비례한다.  임피던스의 실수는  인 경우 가장 커지기 때문에  이 되도록 튜닝한다.
5)목적 및 업체
WPT의 목적으로는 공간에 제약을 받지 않고 자유롭게 전력을 무선으로 전송하는 것이다. 이에 대한 실천을 위해 BROADCOM, BURY, IDT, NORDIC, NXP, POWERMAT, RENESAS, SAMJIN, SAMSUNG, SanDisk, SK telecom, TennRich, TMO, TTA 등의 주요 업체들이 WPT에 대한 연구를 수행 중에 있다.


Part 3 . Display용 Power 제품 개발 및 기술 동향
1) Display용 Power제품 SET 동향
디지털 기술 및 통신 기술의 발전으로 방송, 영화뿐만 아니라 인터넷 및 개인 미디어 등의 다양한 영역에서 오디오/비디오 중심의 멀티미디어 콘텐츠 보급 및 수요가 급속도로 확대되고 있다. 나아가 방송 및 영화를 통하여 입체감을 제공하는 3DTV/3D 영화가 보편화되면서 사실감과 현장감을 제공하는 실감미디어에 대한 소비자 요구가 증가되고, 디스플레이 기술의 발전과 더불어 가정에서의 TV 화면이 대형화 됨에 따라 HD급 이상의 고화질에 실감나는 콘텐츠를 즐기고자 하는 소비자가 증가할 것으로 예상된다. 우리나라는 2012년 말 아날로그 TV 방송을 종료하고 디지털 TV 방송으로의 전환을 추진하였다. 이에 따라 Post-HDTV 시장을 대비하여 3DTV와 더불어 UHDTV(Ultra High Definition TV)와 같은 실감방송이 차세대 방송 서비스로 관심을 받고 있다. 세계 주요 국가들은 이미 HDTV 이후의 방송 서비스를 위한 준비작업들을 진행하고 있으며, 특히 UHDTV 방송 서비스에 대한 논의가 증가되고 있는 추세이다.
UHDTV는 HDTV의 4배에서 16배의 화소수, 비트심도 10~12bit로 색을 표현하며, 컬러포맷 4:2:2 이상으로 큰 화면에서 더욱 섬세하고 자연스러운 영상의 표현이 가능하다. 또한 동일 디스플레이 크기에서는 물리적인 화소의 크기가 더욱 작아지게 됨으로써 시청거리가 짧아져도 화소 간격을 인지할 수 없게 되며, 100도의 시야각으로 실제감을 최대화한다. 오디오에 있어서는 10채널 이상을 사용하여, 수평 및 수직에서의 서라운드 효과로 어느 방향에서나 실제 현장에서와 같은 음향을 제공받게 되어, HDTV보다도 시청각적으로 더욱 좋아진 화질과 풍부한 음질을 통해 고급의 AV 시청을 가능하게 한다. UHDTV의 다양한 인치별 Line-Up 강화와 3D 기술에 대한 부각 보다는 TV화질에 대한 경쟁력을 부각하면서 시장 창출을 하고 있다.
UHDTV와 더불어 구글 TV와 WiFi Display 기술 접목을 통한 스마트 TV 그리고 OLED TV도 지속적으로 출시 되고 있다.

2) FPD Power 개발 및 기술 동향
1980년대부터 평판디스플레이 산업의 중심이 된 LCD는 2000년대 초반까지 노트북을 위주로 연간 30% 이상 고속 성장하였으며 이후 모니터, 대형 TV 등으로 시장을 확대하며 연간 20% 이상 고속 성장을 지속하였다. 특히 LCD TV 시장이 급성장하여 평판디스플레이 산업의 성장 동력으로 자리매김하였다. 평판디스플레이 시장에서 LCD가 차지하는 비중은 93% 이상이며, 2010년을 기준으로 LCD 시장에서 TV, 모니터, 노트북, 모바일이 차지하는 비중은 각각 50.9%, 15.2%, 11.9%, 11.1%라고 한다. LCD 산업에서 TV가 차지하는 비중이 너무 큰 만큼 부담도 있게 되었다. LCD TV 시장의 포화는 곧 LCD 시장의 포화를 의미하며 전체 디스플레이 산업의 포화를 의미한다.
2011년 LCD 산업은 주력 시장인 TV와 모니터 시장의 포화, 대형 LCD 설비 과잉 투자, 유럽과 미국의 재정 위기로 촉발된 세계 경제 불안 등으로 인하여 LCD 가격 급락, 수요 급감 등의 어려움을 겪었다. LCD 시장의 포화는 시장 다변화에 미진하였던 면이 반영된 면도 있는 것 같다. 안경식 3D를 내재화하여 3D TV 시장은 성장하였으나 궁극적으로 LCD TV 시장을 견인하는 데에는 한계가 있었다. 스마트폰과 태블릿 PC용 모바일 LCD 수요가 증가하였으나 LCD 시장에서 차지하는 비중이 작아 전체 LCD 시장 성장을 견인하기에는 한계가 있었다. 7.5~8세대 LCD 생산라인 대규모 투자에 따른 공급 과잉 또한 LCD 가격 하락의 큰 원인이 되었다. 특히 중국은 2011년 상반기를 기준으로 ―30% 이상의 영업이익률과 기술력 부족에도 불구하고 대형 LCD라인 건설에 지속적으로 투자하고 있어 업체의 가동률 조정 및 투자 연기/축소에도 불구하고 당분간 공급과잉과 시장 정체가 지속될 것으로 전망된다. LCD 패널 산업의 어려움은 관련 장비와 부품소재 업체에 직접적으로 영향을 미치며 특히 내수 비중이 90%에 가까운 국내 장비 업체와 중소 부품소재 업체에 직접적으로 타격을 주고 있다. 따라서 LCD 산업은 시장 다각화 등을 통해 TV 시장 이외에 새로운 시장 창출이 필요한 시점이며, 장비와 부품소재 업체는 높은 수준의 국제 경쟁력과 시장 창출에 적합한 품목을 발굴하고 이를 강화해야 할 시점에 있다.
2007년부터 국내 업체가 주도하여 본격 생산하기 시작한 AMOLED는 2011년 스마트폰 등의 모바일 기기를 중심으로 한 수요 급성장과 5.5세대 생산라인의 성공적인 투자에 의해 시장이 급성장하고 있다. 2012년 또한 SMD와 LG디스플레이가 주도하는 7조원 이상의 대규모 AMOLED 투자와 55인치 AMOLED-TV 생산 개시에 의해 전체 시장에서 OLED 비중이 7% 이상으로 증가할 전망이다. AMOLED 시장이 본격적으로 성장함에 따라 중국은 BOE 등을 위주로 LCD와 더불어 5.5세대 AMOLED 투자도 계획하고 있어 AMOLED 개발 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다. 2012년은 또한 Flexible AMOLED 생산의 원년으로 기록될 해이기도 하다. 국내 업체가 중심이 되어 유리기판에서 플라스틱 AMOLED를 탈착하는 방식으로 초기 단계의 bendable AMOLED 생산을 계획하고 있어, 평판디스플레이를 넘어 Post-FPD 시장이 본격적으로 개화될 전망이다. 2012년은 무안경 3D, 투명 디스플레이, OLED 조명, 전자종이 등의 연구개발 또한 본격적으로 진행되어 상용화 기반을 확보할 것으로 전망된다. 무안경 3D는 소형 모바일, 중대형 모니터 등을 위주로 상용화 연구개발이 활발히 진행될 것으로 보이며, 전략기획단의 연구개발 사업을 중심으로 투명 디스플레이에 대한 연구개발이 본격화될 전망이다. OLED 조명은 아직까지 비싸고 효율이 낮지만 연구개발 인프라가 확대될 전망이며, 전자종이 또한 시장을 창출할 수 있는 기술기반이 확보될 수 있을 것으로 전망된다.