• 제목/요약/키워드: 고속 스위칭 회로

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소프트스위칭 ZVZCS를 이용한 고속전철 보조전원장치 Battery Charger 개발 (Development of Battery Charger for High Speed Trail Car with ZVZCS soft-switching)

  • 최욱돈;이종찬;이재문;이재호;최항석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1999년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.497-500
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    • 1999
  • 고속전철의 보조 전원 장치는 차량에 탑재되므로 소형화, 경량화 및 고신뢰성이 요구된다. 보조전원 장치중 Battery Charge는 고압의 직류전원(670Vdc)을 저압의 직류전원(83Vdc)으로 변환하여 객차(Trailer Car : 50kW) 및 동력차(Power Car : 10Kw)에 필요한 직류전원을 안정되게 공급하고 Battery Charger의 고장 발생 시를 대비해 Battery의 최적 충전상태를 유지해야 한다. 기술개발의 최종 목표는 고효율, 고신뢰성 밧데리 충전기 시스템 개발, EMI 저감, 부피와 무게의 소형경량화, 최적 스위칭 기술 및 회로 개발이다. IGBT에 대해 소프트 스위칭 기법을 사용하여 스위칭 손실 저감 및 소자의 스트레스의 저감으로 전력 변환 장치의 효율 향상과 소자의 신뢰성을 확보하였고, 스위칭 주파수를 높여 변압기나 인덕터등의 자기 소자의 크기를 줄였다. Battery Charger를 단일 모듈로 구성하기 보다 5kW 모듈을 여러개 조합한 다중모듈방법으로 병렬 운전하므로써 입출력 전류리플룰 감소시켰으며 시스템의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있었다.

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전동기의 고속 운전 영역에서의 전류 제어 안정화에 대한 연구 (A Research on the Stability of the Current Controller at High Speed Region)

  • 임정식;설승기
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.424-426
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    • 2005
  • 운전 속도 영역이 넓은 응용분야에서 극수가 많은 전동기를 설계하는 경우, 고속 운전 영역에서는 동기 좌표계 회전 주파수가 샘플링 및 스위칭 주파수에 가까워진다. 이 경우 하위 전류 제어 회로(inner current control loop)가 불안정해지면서 전류가 발산하는 현상이 발생한다. 본 논문에서는 전동기의 고속 운전 영역에서 하위전류 제어 회로가 불안정해지는 이유를 분석하고, 기존에 쓰이던 전류 제어기의 구조를 개선하여 고속에서도 전류 제어를 안정화시키는 방법을 제안한다.

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고효율 및 고전력밀도 3-레벨 PFC 컨버터 (High Efficiency and High Power Density 3-Level Power Factor Correction Converter)

  • 양정우;지상근;강정일;한상규
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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    • pp.207-209
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    • 2018
  • 본 논문은 고효율 및 고전력밀도 3-레벨 PFC(Power Factor Correction) 컨버터를 제안한다. 기존 PFC의 고 전력밀도를 위한 스위칭 주파수 상승은 스위칭 특성이 우수한 소자를 적용하거나, 별도의 스너버 회로가 요구되므로 설계가 복잡하며 고전력밀도 달성에 한계가 있다. 제안 PFC 컨버터는 3-레벨 방식을 적용하여 각 스위칭 소자의 전압 스트레스를 절반으로 감소시켰으며, 스위치 손실 저감을 통한 고속 스위칭 동작으로 리액티브 소자의 고밀도화를 달성하였다. 또한, 기존의 3-레벨방식은 디지털 제어를 통해 스위칭 소자의 전압 평형이 이루어졌지만, 본 논문에서는 아날로그 IC에 전압 평형을 위한 RC Delay 회로와 소수의 SMD(Surface-mount devices) 소자만을 이용하여 별도의 제어회로 없이 전압 평형이 가능하므로 고 전력밀도 달성에 유리하다. 제안회로의 타당성을 검증하기 위해 CRM(Critical conduction mode) PFC 컨버터를 기반으로 250W급 시작품 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

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Pulsed Power Amplifier를 위한 고속 스위칭 회로 설계 (Design of High Speed Switching Circuit for Pulsed Power Amplifier)

  • 이희민;홍성용
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.174-180
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    • 2008
  • 전원을 on/off하는 스위칭 방식을 이용한 펄스 증폭기는 입력 신호를 변조하는 방식에 비해 효율 및 잡음 특성이 우수하며, 입력단에 별도의 펄스 변조기가 필요 없어 회로가 간단하다. 현재 스위칭 방식의 펄스 증폭기는 스위칭 회로의 특성 상 rise 시간에 비해 fall 시간이 길어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 fall 시간을 개선한 스위칭 회로를 제안하였다. 펄스 증폭기에 제안한 스위칭 회로를 적용하여 측정한 결과, 펄스 출력이 27 dBm에서 rise/fall 시간이 각각 5.7 ns, 21.9 ns인 결과를 얻었다.

고속 방전·충전 스위칭 전원차단회로 설계 제작 및 특성분석 (Implementation of crowbar circuit for high-speed discharge·charge switching and its characteristic analysis)

  • 이민웅;조성익;이남호;정상훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.885-892
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    • 2017
  • 본 논문에서는 기존 전원차단회로의 공급전원 차단 복귀 시간 지연 문제를 해결하기 위하여 고속 방전 충전 스위칭 기능을 갖는 새로운 전원차단회로를 제안하였다. 제안된 전원차단회로는 공급전원 고속 차단 후 복귀(충전) 속도를 증가시키도록 설계함으로써 전자시스템의 방사선 노출 시간과 펄스 방사선이 지나간 후 정상동작하기 위한 시간을 줄였다. 하드웨어를 구현하기 전 방전 충전 시간의 시뮬레이션은 Cadence 사의 pspice tool을 이용하여 진행하였으며 소자레벨에서 DUT(Device Under Test) 보드를 제작하였다. 전원차단회로의 비교 측정은 24V용 인공위성 전자소자를 대상으로 수행되었다. 그 결과, 제안된 회로는 기존 회로에 비하여 방전속도 96.8%, 복귀속도 27.3% 향상으로 고속 기능이 구현됨을 확인하였다.

UWB 응용을 위한 저전력 고속 스위칭 주파수 합성기의 설계 (A Low Power Fast-Hopping Frequency Synthesizer Design for UWB Applications)

  • 안태원;문제철;김용우;문용
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제45권4호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 연구에서는 MB-OFDM UWB 응용을 위하여 복잡도를 낮추고 전력소모를 줄인 고속 스위칭 주파수 합성기를 다룬다. 제안된 구조는 밴드 그룹 1 주파수를 생성하기 위하여 3960 MHZ LC VCO, 528 MHz 링 오실레이터, 수동 믹서 및 LC-조정 Q-향상 BPF를 사용한다. 인접 채널 제거비는 3432 MHz 신호에서 -40 dBc 이하, 그리고 4488 MHz 신호에서 -44 dBc 이하의 특성을 확인하였다. 요구되는 출력 신호를 얻기 위하여 SCL 구조의 고속 스위칭 MUX를 사용하여 2.2 ns 이하의 밴드 스위칭 시간을 얻었다. 전체 전력 소모는 1.8 V 전원을 사용하여 47.9 mW이다.

고속 순광학적 AND Logic Gate (Fast All-Optical AND Logic Gates)

  • 유연석;오세권;신정록;김동균
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.148-149
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    • 2001
  • 순광학적 스위치와 logic gate는 초고속 networks와 컴퓨터를 위한 차세대의 기술로 부각되고 있다. 현재 사용되고 있는 전자적인 switching, routing, 신호 처리들은 대용량 고속화에 그 한계를 나타내고 있다. 미래에 요구되는 초고속 광 네트워크의 계획은 광학 스위치와 광 변조장치가 필요하다는 것을 지적하고있다 최근에 전자나 광전자적으로 가능한 것 이상으로 미래에 요구되는 Tera bits/sec에 접근할 수 있는 고속 연산과 신호처리가 가능한 스위칭에 관한 연구가 활발이 진행되고 있다. (중략)

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고집적 MCM을 이용한 ATM교환기의 Switching Module 구현 (The realization of the switching module for ATM system with high integrated MCM.)

  • 김승곤
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.31-38
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    • 1997
  • 대용량, 고속정보처리가 요구되는 B-ISDN용 스위칭 모듈은 90년초부터 MCM으로 제작후 사용되어 왔다. 특히 MCM은 Data 처리의 고속성 및 회로의 고집적이 요구되는 ATM, GPS 및 개인휴대 통신 분야에 광범위하게 개발 및 응용되고 있다. 따라서 본논문에 서는 고속, 고집적 ATM 교환기의 Switching Module을 제품의 Low Cost와 다충회로를 간 단하게 구현할수 있는"Diffusion patterning"(이하 DP)공정과 기보유중인 Thin Film 공정으 로 MCM을 구현하였다.CM을 구현하였다.

고속 스위칭 동작의 주파수 합성기를 위한 하이브리드형 구조 설계와 DLT 대체 회로 연구 (Hybrid Type Structure Design and DLT-Replacement Circuit of the High-Speed Frequency Synthesizer)

  • 이훈희;허근재;정락규;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.1161-1167
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    • 2004
  • 기존의 PLL(phase locked loop)은 폐루프 구조이므로 주파수 스위칭 속도가 낮은 단점을 갖는다. 이를 개선하기 위해서 개루프 구조를 혼합한 Digital Hybrid PLL 구조를 연구하였다. 또한 이 구조는 빠른 주파수 스위칭 속도로 동작할 수 있지만, VCO의 전압대 주파수 전달특성을 ROM 형태로 구현하는 DLT(digital look-up table)이 사용되어야 하므로 회로소자가 많아지고 소비전력이 증가된다. 그러므로, 본 논문에서는 복잡한 DLT의 구조를 간단한 Digital logic 회로로 대체시킨 새로운 구조를 제안하였다. 또한 주파수 합성때마다 타이밍 동기화를 이루는 회로를 설계하여 합성기의 항상성을 확보하였으며 DLT를 사용하는 방식과 비교하여 회로소자를 약 $28\%$정도 줄일 수 있다. 고속 스위칭 동작 특성과 주파수 합성을 시뮬레이션과 실제 회로 구현으로 확인하였다.

고속열차용 주전력변환장치 궤도회로 간섭 고조파 저감 제어 (The Harmonics Interference Control of Track Circuit and Traction Converter for High Speed Train)

  • 조성준;정만규;이광주;이헌수;유지윤
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.227-228
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    • 2014
  • 열차가 주행하는 선로에 설치되는 궤도회로는 레일 자체를 전기회로의 일부로 사용하여 일정 구간 내의 차량 유무를 판단하기 위한 회로이다. 국내의 경우 사용 주파수에 따라 전원전압 주파수의 짝수 고조파 대역을 사용하는 고속선 궤도회로와 홀수 고조파 대역을 이용하는 일반선 궤도회로로 구분할 수 있다. 이러한 궤도회로가 설치된 선로를 주행하는 고속차량의 주전력변환장치 컨버터는 단위 역률 제어를 수행하기 위하여 전원전압의 홀수 배수의 스위칭 주파수를 가지고 있기 때문에 컨버터 동작 시 가선전류에 고조파 전류가 생성된다. 이 때 컨버터부에서 발생되는 고조파 전류의 주파수와 궤도회로의 사용 주파수 대역이 일치하는 경우에 궤도회로의 오작동을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 입력 컨버터부에서 사용하는 스위칭 주파수를 운행 구간에 따라 가변시켜 궤도회로 간섭 고조파 성분을 제어하는 방법을 제안하고 시험을 통해 성능을 확인하였다.

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