• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.162-171
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• 2009

위성 전자회로의 다양한 전압을 생성하는 선형 전압 조절기는 우주 방사능에 강인한 칩을 사용하기도 하지만, 간단한 선형 전압 조절기 회로를 구현하여 사용하는 경우가 많다. 이때, 설계한 선형 전압 조절기는 공급할 전압에 따라 조금씩 다른 형태로 설계할 수 있지만, 회로 설계에 따른 최악 조건 해석은 일관된 방법론과 체크해야할 항목으로 정리될 수 있다. 본 논문에서는 일반적인 재래식 선형 전압 조절기 회로에서 수행할 최악 조건 해석 방법을 기술하고, 정리한다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.182.1-182.1
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• 2012

태양전력 조절기는 태양전지에서 전력을 생성하여 배터리를 충전하고 인공위성의 모든 부하에 전력을 공급하는 역할을 한다. 이러한 태양전력 조절기는 신뢰성 확보와 대전류 처리를 위해 병렬운전한다. 병렬운전 시 전류가 각 태양전력 조절기에 균등하게 분배되지 않을 경우, 한 태양전력 조절기에만 과도한 전류가 흐르게 되고 해당 태양전력 조절기에 문제가 발생한다. 따라서 병렬운전 하는 각 태양전지 조절기에 전류를 균등하게 분배하기 위해 전류 제어기가 필요하다. 전류 제어 방식에는 Inner Loop방식과 Outer Loop 방식이 있다. Inner Loop방식은 전류 제어기가 태양전력 조절기의 전류를 제어하고, 전류 제어기의 기준 전압을 외부의 전압 제어기가 제어하는 방식이다. 한편, Outer Loop 방식은 전압 제어기가 태양전력 조절기의 전압을 제어하고, 전압 제어기의 기준 전압에 태양전력 조절기의 전류 정보를 더하여 전압을 제어하면서 간접적으로 전류를 제어하는 방식이다. 한편, 태양전지는 전압과 전류가 강한 비선형성 관계를 가지므로 태양전지의 동작점에 따라 태양전력 조절기의 소신호 특성이 변화하고, 이는 전류제어기 안정도에 심각한 영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 태양전지의 각 동작점에 관계없이 전류 제어기가 안정적으로 태양전력 조절기의 전류분배를 수행할 수 있도록 Inner Loop방식과 Outer Loop방식의 전류 제어기를 해석하고 두 방식을 비교한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.89-96
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• 2004

넓은 범위의 전압-제어 발진기 및 자동 이득 조절기의 실현을 위한 고선형 전압-제어 전류원(VCCS) 회로를 제안하였다. 제안한 VCCS는 전압 입력을 위해 이미터 폴로워, 전류 출력을 위해 이미터가 결합된 두 개의 공통-베이스 증폭기, 그리고 넓은 범위의 전류 출력과 높은 선형성을 얻기 위해 두 증폭기를 결합한 전류 미러로 구성된다. VCCS의 회로는 별도의 바이어스회로가 없이 단지 5개의 트랜지스터와 1개의 저항기만 사용하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 VCCS는 5V의 공급전압에서 1V에서 4.8V까지의 제어-전압에 대하여 최대 0A에서 300㎃까지의 전류를 출력할 수 있다. 0㎃에서 300㎃의 출력 전류의 최대 선형 오차는 1.4 %이였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1005_1006
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• 2009

본 논문에서는 단독부하형 삼상인버터의 디지털 전압제어기를 설계한다. 단독부하운전은 선형부하의 변동이나 비선형 부하에서도 안정적인 전압을 공급하는 것이 목적이다. 삼상 인버터를 선형 제어기로 제어하기 위해서 이상동기회전자표계로 제어하지만 두 개의 간섭항 때문에 MIMO 시스템으로 되어 해석적인 제어기를 설계하기 어려워 대부분의 연구에서는 시행착오법으로 제어기를 설계하였다. 본 논문에서는 삼상 인버터의 축변환시에 발생하는 간섭항의 영향을 상대이득행렬로 분석하여 간섭항의 영향을 분석하고 삼상 인버터 시스템을 SISO 시스템으로 만들어 전압제어기만을 갖는 최소 차수의 제어기를 해석적으로 설계하며 응답속도를 향상시키기위해서 오버슈트와 정정시간을 조절할 수 있는 극배치기법으로 설계한다. 설계한 제어기는 시뮬레이션과 실험을 통해서 강인성을 보인다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.29-36
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• 2015

본 논문에서는 3개의 선형 전류 레귤레이터 그리고 자동 기준 전압 조절과 출력 전압 조절 루프를 포함하는 LED 배면광 드라이버 IC를 제안한다. 제안한 LED 드라이버에서 출력전압은 이중 피드백 루프를 통해 제어된다. 첫 번째 루프는 출력전압을 감지하고 조절하며, 두 번째 루프는 선형 전류 레귤레이터의 전압 강하를 감지하고 기준전압을 조정한다. 이러한 피드백 루프와, 선형 전류 레귤레이터의 전압강하는 드라이버 효율이 최대가 될 수 있는 최소값으로 유지된다. 드라이버의 출력은 각 채널당 4개의 LED를 가지는 3개의 채널 LED 구조이다. 휘도는 펄스 폭 변조(PWM) dimming 신호에 의해 조절된다. 제안한 드라이버는 0.35um의 60-V 고전압 공정에서 설계되었고, 측정 결과 최대 85% 정도의 효율을 가진다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.88-95
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• 2011

본 논문은 다중출력 스위칭-모드 전원 공급 장치에서 변압기 2차 측의 출력전압 안정을 위하여, 일반적으로 사용하는 선형 전압조절기의 피드백 보상기의 제어신호를 이용하여 부하 전류정보를 측정하고, 모든 부하가 경부하 상태일 경우에만 대기전력 모드로 동작하도록 하였다. 기존 방식은 주제어기 출력의 부하상태에만 의존하여, 나머지 2차측 출력의 부하상태와 상관없이 대기전력을 저감하기 위한 간헐 스위칭 모드 (burst mode) 제어로 들어가는 문제가 있다. 기존의 전류센서 혹은 저항을 이용하여 부하전류 정보를 얻는 방식이 아닌 선형전압 조절기를 이용하여 시스템을 저가격화 하였으며 모든 출력이 경부하일 경우에만 대기모드로 전환 하도록 하여 출력전압의 신뢰성을 향상시켰다. 본 논문에서는 제안된 제어기 회로의 동작원리를 설명하고 시뮬레이션으로 검증 하였으며 25W급 하드웨어를 구현하여 제안된 회로를 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.998-999
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• 2006

포항가속기 연구소의 선형가속기에는 22개의 솔레노이드 전자석, 16개의 사극전자석 그리고 전자빔의 궤도 조절을 위한 16개의 2극 전자석이 있다. 선형가속기의 빔을 저장링으로 공급해주는 빔 전송선에는 22개의 사극전자석과 13개의 빔 궤도 조절용 이극 전자석이 있다. 전자빔의 정밀 제어를 위하여 전자석의 전원장치는 출력전류 분해능은 16bit 이상이고 출력전류의 안정도는 최대출력에 대하여 ${\pm}50ppm$ 이하의 고정밀 고안정도가 요구된다. 이를 위하여 풀-브릿지 4상한 DC/DC 컨버터를 이용한 전자석전원장치를 개발 하였다. 전원장치의 입력전압 직류 40V이고 출력전류는 단방향 전원장치는 최대 50A/50V 이고 양방향 전원장치는 ${\pm}20A/20V$이다. 스위칭 주파수는 50 kHz이다. 전원장치의 출력부에 필터가 없으면 출력전류에는 스윗칭과 관련된 주파수 성분이 포함 되고 전자빔은 이들 주파수 성분에 대하여 영향을 받게 된다. 이러한 이유로 출력 필터의 cut-off 주파수는 5 kHz 이하가 되어야 한다. 본 논문에서는 고정밀 고안정 스윗칭 전자석전원장치를 위한 출력필터의 설계, 제작 그리고 이를 적용한 전자석전원장치에 대하여 논의 하고자 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.59-67
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• 2016

저가, 광대역, 그리고 넓은 이득 제어 범위를 갖는 전자 계측 시스템을 실현하기 위한 완전-차동 선형(fully-differential linear operational transconductance amplifier : FLOTA)를 사용한 새로운 계측 증폭기(instrumentation amplifier : IA)를 설계하였다. 이 IA는 한 개의 FLOTA, 두 개의 저항 그리고 한 개의 연산 증폭기(operational amplifier : op-amp로 구성된다. 동작 원리는 FLOTA에 인가되는 두 입력 전압의 차가 각각 동일한 차동 전류로 변환되고 이 전류는 op-amp의 (+)단자의 저항기와 귀환 저항기를 통과시켜 단일 출력 전압을 구하는 것이다. 제안한 IA의 동작 원리를 확인하기 위해 FLOTA를 설계하였고 상용 op-amp LF356을 사용하여 IA를 구현하였다. 시뮬레이션 결과 FLOTA를 사용한 전압-전류 특성은 ${\pm}3V$의 입력 선형 범위에서 0.1%의 선형오차와 2.1uA의 오프셋 전류를 갖고 있었다. IA는 1개의 저항기의 저항 값 변화로 -20dB~+60dB의 이득을 갖고 있으며, 60dB에 대한 -3dB 주파수는 10MHz이였다. 제안한 IA의 외부의 저항기의 정합이 필요 없고 다른 저항기로 오프셋을 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다. 소비전력은 ${\pm}5V$ 공급전압에서 105mW이였다.

• 전자공학회논문지S
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• 제36S권5호
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• pp.122-131
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• 1999

저주파의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위해 sigma-delta 아날로그-디지털 변환기의 이용이 용이하다. 이 변환기는 변조기와 디지털 필터로 구성되는데 본 논문에서는 변조기에 대해서만 언급한다. 모델링을 통해 14비트 분해능을 갖는 2차 sigma-delta 변조기를 설계하기 위한 변조기의 구성요소 즉 연산 증폭기, 적분기, 내부 ADC 및 DAC의 최대 허용 에러 범위를 규정하였으며, 이를 토대로 연산증폭기, 2비트 ADC 및 DAC 등을 설계·검증하고, 이들을 서로 연결하여 2차 sigma-delta 변조기를 구성하였다. 3비트 ADC의 기준전압을 조절하여 변조기 성능 향상을 도모하였으며, 내부 DAC를 축전기 및 간단한 제어회로로 구성하여 비선형성 에러를 최소화하였다. 설계된 각각의 구성요소들은 모델링에서 정의된 에러 범위를 모두 만족하였으며, 전체 변조기는87㏈의 입력범위와 87㏈의 최대 신호 대 잡음 비를 가졌다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.70-78
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• 2000

새로운 램프-적분을 이용한 용량차-시간차 변환기를 제안했다. 제안된 회로는 상하대칭으로 두개의 전류 미러, 두 개의 슈미트 트리거, 그리고 제어 논리-회로로 구성된다. 전체 회로를 개별 소자들로 꾸며, 실험한 결과, 제안된 변환기의 센서 커패시터가 295㎊에서 375㎊까지의 커패시턴스 변화에서 1%보다 작은 시간간격(펄스 폭)의 선형 오차를 가진다는 것을 알았다. 제안된 변환기가 335㎊의 센서 커패시턴스를 가질 때, 측정된 용량차와 시간차는 각각 40㎊와 0.2ms이었다. 이 시간차를 빠르고 안정된 클럭으로 카운트함으로써 고 분해능을 제공한다는 것을 알았다. 새로운 램프-적분을 이용한 용량차-시간차변환기를 사용하여 디지털 습도 조절기를 설계하고 실험하였다. 제안된 회로는 전원 전압이나 온도 변화에도 불구하고 용량차에는 거의 영향을 받지 않는다. 또한, 제한된 회로는 적은 수의 MOS 소자로 실현되므로, 작은 칩 면적 위에 집적화 할 수 있는 특징을 갖는다. 따라서 이 회로는 온-칩(on-chip) 인터페이스 회로로 적합하다.