□ 저온플라즈마를 이용한 공기청정기
□ 저온플라즈마를 이용한 악취제거 장치 연구개발
□ 저온플라즈마를 이용한 VOC제거 장치 연구개발
□ 저온플라즈마를 이용한 디젤엔진 배기가스 후처리 연구개발
□ 저온플라즈마를 이용한 배연후처리(NOx, SOx) 장치 연구개발
□ 고전압 펄스 인가를 이용한 고효율 전기집진기 연구개발
□ 저온플라즈마 방전을 이용한 미세천공 장치 연구개발
□ 고전압 short 펄스를 이용한 음료 살균장치 연구개발
□ 그 밖의 플라즈마 응용 연구개발 시스템
- High Voltage Power Supply
- High Voltage Pulse Generator
- High Voltage Pulse Transformer
- Reactor(Chamber)




1. 장치의 핵심기술

1980년대 레이저 산업의 눈부신 발달에 이어 1990년대에는 플라즈마 기술의 다양한 응용성과 놀라운 효과를 접하면서, 새로운 기술의 접목을 위해 보다 효율적인 plasma 발생을 위해 nano-second 단위의 고전압 고출력 펄스 생성이 더욱 중요시되고 있다.
고전압 고출력 펄스발생기 제작기술은 플라즈마, 레이저, 방송장비, Radar 설비 등의 핵심기술로써 Thyratron, Crossatron, Ignitron, Gridded Vacuum Tube, Triggered Vacuum Switch, Rotary Spark Gap, SCR, Pulse Power Thyristor 등의 스위칭 소자를 이용해 nano-second∼micro-second 단위의 짧은 시간동안에 수십J∼수백kJ 단위의 고에너지 펄스를 생성하고, MPC(Magnetic Pulse Compressor, PT(Pulse Transformer), PFN(Pulse Forming Network) 등을 적용해 여러 형태의 고에너지 펄스를 생성하는 장치이다. 이러한 펄스 발생기술은 스위칭 소자의 control 및 PT, PFN, MPC, 등의 설계·제작과 각각을 load 즉 Resistor, Capacitor, Inductor 및 이들의 복합 성분들과의 적합한 결합( Impedance Matching)이 핵심기술이다.



그림 1. 고전압 고출력 펄스발생기 기본 구조



2. 기술의 중요성

[기술의 기반성]
고전압 고출력 펄스발생 기술은 냉전시대가 개막되면서부터 Radar 제작기술의 핵심기술로 급성장 하였고, 현재 Pulse Laser, E-beam, Pulse Plasma 등을 발생시키는 핵심기술로 폭넓게 사용되고 있으며 재료분야(Electro magnetic metal forming, 금속표면개질, 다이아몬드 가공, Plasma coating)에서부터 반도체분야(Wafer 가공, 증착가공) 및 우주항공분야(Radar, Coating, 통신)까지 대부분의 첨단기술의 핵심분야로 사용되고 있다.
향후 상기 분야는 끊임없이 발전할 것이며, 이에 고전압 고출력 펄스발생 기술의 중요성은 더욱 증대될 것이다. 특히, 최근 플라즈마 기술이 표면개질 및 환경산업에 접목되기 시작하면서부터 고전압 고출력 펄스발생 기술의 폭발적인 수요 증가가 예상되고 있다.



그림 2. 고전압 고출력 펄스의 현재 응용 범위



그림 3. 고전압 고출력 펄스의 발전 추이



3. 국외 기술동향 및 수준

[국외의 기술동향 및 수준]
고전압 고출력 펄스발생기를 이용한 첨단 응용 기술분야가 늘어나면서 일본, 미국, 유럽의 선진각국에서 연구중이며 이미 몇몇 상용화된 제품들이 나와 활용되고 있다. 예를 들면 산업용 레이저에서부터 여러 플라즈마 응용장비까지 또는 의료용 장비로 보편화 되어있다. 일부 군사무기 또는 우주항공분야의 연구에서는 철저한 기밀사항으로 유지되고 있어 그 개발진척도가 외부로 드러나지 않는 것으로 알려지고 있다. 그러나, 미지 미개척 기술의 요구로 보다 강력하고 효율이 우수한 다용도의 펄스발생기가 각 연구에서 요구되어지고 머지 않아 상용화될 조짐이다. (표 1), (표 2)

표 1. 국외 고전압 펄스 발생기 전문 연구소 및 현황
국명
연구소
연구현황
미국
Maxwell
핵무기, 첨단무기 및 음료저온살균장치
일본
Hotta Laboratory
X-ray Laser System

 

표 1. 국외 고전압 펄스 발생기 전문 연구소 및 현황
국명
회사
연구현황(Max. Spec.)
미국
IRCO 25kV, 50W
DEI 10kV, 100W, 10kHz
DEL 160kV, 3.2kW (IGBT module)
일본
Pulse Electronic Engineering 22kV, 28A (산업용 레이저)
영국
Omiran 20kV, 70kW
Kentech Instrument kV, Dual Output Pico-second Kilovolt Pulse Generator
독일
GBS 40kV, 8kW, 3kHz
러시아
SPCEXCI Excimer & CO2 Laser 용 : 38kV 12kW
Electron Beam Accelerator 용(Thyristor + MPC 사용) :
185kV 8kW