본 논문은 후술할 다출력 스위칭 회로의 최소성 기준(Criteria of Minimality)에 의한 최소의 다출력 스위칭 회로를 설계하는 데 목적을 두고 있다. 이에는 단일 출력 스위칭 함수에 적용된 바 있는 Direction of Adjacency Table 방법이 다소 변경되어 다출력 스위칭 회로에 적용되었다. 이르 위하여 기존의 Direction of Adjacency Table을 다출력 함수의 최소화에 적합하도록 변경한 Extended Direction of Adjacency Table이 구성된다.
전자산업 부문의 친환경 대응이 이슈화 되면서 전자기기의 대기전력 소비감소를 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 전자기기의 대표적인 전원공급장치인 Switched Mode Power Supply(SMPS)의 경우 부하기기의 대기모드 시 극도로 낮은 출력전력에서 고효율을 달성해야 하는 요구가 높다. 특히 많은 SMPS들이 부하기기의 요구에 의하여 다출력 컨버터로 설계되어 있는데, 이러한 다출력 구조에서 대기모드 시 불필요한 출력을 절체함과 동시에 저전력에서 고효율을 내기가 쉽지 않다. 또한 다출력 구조로 인한 Cross Regulation 문제를 극복해야 하는 과제가 있다. 따라서 본 논문에서는 단일 컨버터 혹은 복수의 컨버터로 구성되어 있는 다출력 컨버터에서 대기전력 개선을 위한 Secondary Side Post Regulator(SSPR), 전류모드, Power Sequence 제어기술을 제안하고, 대기전력과 더불어 SSPR의 Cross Regulation 특성 개선을 검토하였다. 그리고 제안한 기술이 구현된 다출력 구조의 110W와 270W급 SMPS를 제작하여 회로의 타당성 및 우수성을 검증하였다.
본 논문에서는 산업장비 및 전자기기의 전원회로에 폭넓게 사용되는 플라이백 컨버터의 변압기를 기존 샌드위치 권선방식의 변압기가 아닌 동축 변압기를 사용하여 다출력 플라이백의 출력전압 변동을 최소화 하는 방법을 제안한다. 제안된 방법의 동축 변압기는 1,2차 측 커플링이 기존의 샌드위치권선 변압기 보다 우수하여 누설 인덕턴스를 최소화 할 수 있으며 이에 따라 부하 변동에 따른 출력전압의 변동을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 45W급 플라이백 컨버터를 제작하여 동축변압기를 통한 개선된 다출력 플라이백 컨버터의 출력전압 변동특성을 검증하였다.
본 논문에서는 최근에 관심을 모으고 있는Table Look- Up형의 FPGA를 위한 다출력 함수로직 합성 알고리즘에 대해 기술한다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 다출력 함수 로직 합성 방법은 기능적 분해 방법을 사용하였으며, 이 방법을 이용한 2가지의 새로운 알고리즘을 설명한다. 첫번째는 한 출력에 적용한 Rofh-Karp 알고리즘을 다출력에 웅용할 수 있도록 확장하였으며, 두 번째는 분해과정에서 공통 분해 함수를 찾는 효과적 인 알고리즘을 제안한다. 기술 매핑의 최적화 대상은 CLB 개수를 고려했으며, 벤치마크 테스트를 통한 일반적인 회로에 적용성 검증, 기존 알고리즘과의 성능 비교 및 개선에 대해 연구하였다. 논리 설계 합성기 구성 과정에서 새로운 알고리즘을 구현하여 실험한 결과를 기존의 다출력 함수 분해 방법과 비교하면 CLB 의 개수, 네트 수 등 성능과 수행 시간에서 매우 만족할 만한 결과를 얻었다.
전자전기 제품의 수요가 증가하면서 다양한 전원회로들이 개발되고 있다. 특히 높은 전력밀도와 제작 단가 절감을 위해서 다 출력 컨버터의 개발 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 3.3V와 5V 두 가지 출력을 가지는 비대칭 하프브리지 플라이백 컨버터를 제안한다. 제어기 하나를 통해 추가적인 제이기술 없이 간단한 방법으로 출력 전압을 제어하였으며, 다 출력 컨버터에서 문제가 되는 cross regulation 성능을 향상 시켰다. 제안된 다 출력 컨버터는 3.3V/16A, 5V/12A 출력 용량의 시제품 제작을 통해 성능을 검증하였다.
기존의 아답타는 단일 출력을 기본으로 하지만 최근의 산업현장에서는 다출력 아답타에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 다출력 아답타에 대한 수요를 충족시키기 위해 프로그램 가능한 고효율의 다출력 아답타를 개발하였다. 개발한 아답타의 기본구조는 플라이백 형태이다. 본 연구에서 제안되는 아답타에서 레퍼런스 전압을 생성하는 방식은 일반적인 플라이백 컨버터에서와 같이 TL431을 사용하였다. 그러나 프로그램 가능한 다수의 출력값을 가변하기 위해 제안되는 아답타는 디지털 가변저항인 AD5246BKSZ10-RL7과 마이크로컨트롤러를 사용하였다. 디지털 가변저항은 마이크로컨트롤러의 명령에 따라 TL431의 레퍼런스 전압을 변경시켜 아답타의 출력을 가변시킨다. 개발된 아답타는 사용자에 의해 20V까지 가변가능하며 전력변환 효율은 85% 이다.
기존에 사용되고 있는 다중출력 전력변환장치 제어에는 크게 크로스 레귤레이션 방식과 포스트 레귤레이션 방식이 있다. 크로스 레귤레이션의 경우 부품수를 최소화하여 가격 및 사이즈를 절감할 수 있으나, 개별 출력들을 독립적으로 제어하는 정밀한 출력제어는 가능하나, 여분의 제어스위치를 사용함으로써 효율이 감소하고, 가격이 올라가는 단점이 있다. 본 논문에서는 2개 이상의 다중 출력을, 단일 스위치 혹은 단일 스위치 쌍으로 제어함으로써 이러한 문제점을 해결하고, 궁극적으로 최소의 비용으로 최대의 제어효과를 얻기 위한 단일 PWM 스위칭단을 이용한 다중출력 전력변환회로를 제안하고자 한다. 본 논문에서는 제안된 다중출력 제어 방식의 원리를 설명하고, 다출력 절연형 하프브리지 직류변환기 하드웨어를 제작함으로써 제안된 방식의 가능성음 실험으로 검증하였다.
단 입력 단 출력 시스템의 출력을 포함한 궤한 선형화 문제는 Lee [5] 등에 의해서 해결이 되었다. 또한 Cheng [1]등이 다 입력 다 출력 비선형 시스템에 대한 필요 충분조건을 발견하였지만, 점검할 수 없는 조건이다. 본 논문에서는 다 입력 다 출력 비선형 시스템의 출력을 포함한 궤한 선형화의 점검 가능한 필요충분조건을 구한다.
최근 신재생에너지 및 전기자동차, 통신 IT 서버 전원 및 가전기기 등의 발전에 따라 고 전력밀도(High Power Density), 고 응답(Fast Transient Response) 및 고정밀(Tight Regulation) 출력제어를 위한 다 출력 절연형 DC/DC 컨버터가 개발 및 연구되고 있다. 본 논문에서는 개별적인 정밀제어를 요구하는 다 출력 DC-DC 컨버터에 대한 내용으로 위상천이(Phase-shift) DC-DC 컨버터와 LLC 공진컨버터 제어개념을 하나의 주회로를 사용하여 위상천이제어(Phase-shifted Modulation, PM)와 가변주파수제어(Variable Frequency Modulation, FM)를 통해서 개별적으로 정밀 제어할 수 있는 하이브리드 다 출력 3레벨 DC-DC 컨버터에 관한 내용이다.
본 논문에서는 다 출력 LLC 공진 컨버터의 동작 특성 대해 서술하였고 분석하였다. 특히 다 출력 변압기의 2차 측 인덕턴스와 여러 부하조건에 따른 영향에 의해 다 출력 LLC 공진 컨버터의 전압이득특성 및 등가공진주파수가 변한다. 따라서 출력이 다 출력일 때 부하에 따른 공진 특성 변화와 이득 변화를 확인하였고, 또한 부하 동 특성을 고려한 설계와 전압이득 특성을 기본으로 하여 42인치 PDP TV용 전원에 540W 3-output LLC 공진컨버터를 적용하여 실험한 결과를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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