항공우주기술 (Aerospace Engineering and Technology)

한국항공우주연구원 (Korea Aerospace Research Institute)
권호 표지

인공위성 전원 안정화를 위한 배터리 적용 기법 연구

A Study on Battery Applying Technique for Stability of Satellite Power System

  • 전현진 (다목적실용위성3A호체계팀) ;
  • 이상록 (다목적실용위성3A호체계팀) ;
  • 전문진 (다목적실용위성3A호체계팀) ;
  • 임성빈 (다목적실용위성3A호체계팀)
  • 투고 : 2013.09.03
  • 심사 : 2013.11.01
  • 발행 : 2013.11.01
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초록

인공위성의 전원 시스템은 위성의 성공적인 임무 수행을 위해 안정적인 출력을 가져야 한다. 하지만, 고전력 단주기 펄스 형태의 전력 프로파일을 갖는 부하가 인공위성 전원 시스템에 연결되면 전체 전기 시스템의 불안정성이 야기된다. 이를 해결하기 위해서, 간단하게 구현할 수 있다는 장점이 있는 "배터리를 이용한 전원 시스템 안정화 기법"을 적용할 수 있지만 배터리를 안전 동작 범위 안에서 운영해야한다는 제약조건이 존재한다. 본 논문에서는 "배터리를 이용한 전원 시스템 안정화 기법"에 대한 효과적인 interface 구조를 제시하고 배터리를 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위한 보호 앨고리즘에 대해 논하였다.

Power system in satellite shall produce stable outputs for successful mission accomplishment. However, unstability in overall electrical system is caused in a case where a load having a power profile with high-powered and micro-cycled pulse shape is connected to a satellite power system. In order to resolve this anomaly, "power system stabilization method using a battery" featured with simplicity can be applied, but there is a constraint to operate a battery in its normal operational conditions. In this paper, an effective interface structure for "power system stabilization method using a battery" is suggested and a battery protection algorithm for preventing over-charging and over-discharging is discussed.

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참고문헌

  1. 장영근, 이동호, 인공위성 시스템 설계공학, 경문사, 1997.
  2. NASA, "GOES I-M DataBook," Rev. 1, Aug. 31, 1996.
  3. 전현진, 임성빈, "인공위성의 고전력 단주기(microcycle)성 부하에 대한 전원 안정화 기법" 한국우주과학회 추계학술대회 논문집, vol. 20, no. 2, pp. 69-70, Oct. 2011.
  4. R. Kotz and M. Carlen, "Principles and applications of electrochemical capacitors," Electrochimica Acta, vol. 45, no. 15-16, pp. 2483-2498, May 2000. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(00)00354-6
  5. B. E. Conway, Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications, New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 1999.
  6. 전현진, 임성빈, "전원 공급 보호 장치," 대한민국 특허 (출원번호: 10-2011-0135664), Dec. 15, 2011.
  7. Hyeon-Jin Jeon et al., "Safety Method for a Battery Used as an Energy Buffer to Cope with Satellite Power-line Instability," Proceedings of the 2013 International Conference of Women Scientists and Engineers on Bio, Information, Environment/Energy and Nano Technology (BIEN 2013), August 2013.