산업이 발달함에 따라 전기는 우리 일상생활에 있어 없어서는 안 될 중요한 요소이나, 전기는 시각적인 흐름을 볼 수가 없어 전기설비나 전기용품 사용중에 발생할 수 전기사고에 대해서 사전에 사고를 감지하고 예측하기 어려워 사고 위험성에 대하여 무방비 상태가 되나, 전력 사용량, 전기 위험도 분석 등에 대한 기술은 그에 미치지 못하고 있다. 이에 전기 사용 상태에 대한 분석이 가능하기 위해서는 분전반내부에 분석 회로장착이 필요하며, 전류 분석을 위해서는 전류센서(CT)가 구성되어 져야 하고, 이 전류신호는 data cable을 통하여 분석보드로 전송 되어져야 한다. 이는 수배전반 내부에 전력 케이블과의 접촉 문제, 결선 의 어려움 등이 있어 이를 해결 하고자 통신기능을 갖는 센서 내장형 차단기를 개발하고자 한다.
본 논문에서는 OFDM과 같은 대용량 무선 전송방식의 베이스밴드단(Baseband) 신호처리 방식 중 직병렬/병직렬 변환기(Serial-to-Parallel/Parallel-to-Serial Converter)를 전류모드(Current-mode) 회로로 구현했을 경우 유효한 설계 기법을 제안한다. 전류모드를 이용한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 직교주파수분할다중)용 아날로그 프리에 변환(FFT) LSI의 병렬 입출력을 담당하는 전류모드 직병렬병직렬 변환기의 홀드모드(Hold mode)의 불필요한 전류를 제거할 수 있다. 이를 통해 전류모드로 구성한 아날로그 신호처리 시스템의 저소비전력을 실현하기 위해 필수적인 새로운 전류모드 직병렬/병직렬 변환기를 제시하고 설계된 칩의 측정결과가 시뮬레이션 결과와 일치하는 것을 확인하였다. 이를 통해 저전력형 대용량 무선통신 시스템의 베이스밴드단 구축이 가능한 전류모드 아날로그 시스템의 구현 가능성을 제시하였다.
본 논문은 전선을 통하여 전력을 전달하는 일반적인 전력전송방식이 사용될 수 없는 환경에서 무선으로 전력을 전송하는 비접촉 전력전송기기 개발에 관한 것이다. 전력전송 방식은 자기공명방식보다 큰 전력을 전송하기에 적합한 전자기유도방식을 이용 하였다. 전력전송기기의 설계 방법은 전기장하(Electirc loading)와 자기장하(Magnetic loading)의 비율로 코어와 코일을 설계하는 장하분배법(Loading Distribution Method)으로 설계 하였고 유한요소법(Finite Elements Method)으로 기기에 발생하는 전자기장을 해석하여 설계한 전력전송기기의 적합성을 판단하고 적정한 설계치를 보정하였다. 본 연구를 통하여 개발된 전력전송방식은 비접촉식으로 수 mm 거리를 가지는 근거리에서 무선으로 전력을 전송하기에 적합함을 보였다.
PON기반 광가입자망에서 방송신호 전송을 위한 방법으로써 단일 LD를 이용한 디지털/SCM신호 동시 변조방식의 성능을 파장이 다른 두개의 LD에 디지털 및 SCM신호를 각각 변조한 방식과 비교하였다. 실험을 통해, 변조를 위해 인가되는 전류의 최소값이 LD의 threshold 전류의 약 1.5배 이상인 경우 디지털 및 SCM신호의 상호간섭이 최소화됨을 확인하였다. 또한 LD의 anode 단자와 cathode 단자에 각각 디지털 및 SCM신호를 인가함으로서 효율적으로 회로설계가 가능한 광송신기 구조를 제안하고 실험적으로 검증하였다.
무기물을 포함한 유기물 나노 복합체는 저전력으로 동작하는 차세대 전자 소자와 광전 소자의 응용에 대단히 유용한 소재이다. 간단하고 저렴한 제조 공정과 물질 특성의 장점을 이용한 유기물/무기물 나노 복합재료를 사용한 비휘발성 메모리 소자의 제작과 전기적 특성은 연구되었으나 실험치와 이론치의 비교에 대한 연구는 소자의 효율과 신뢰성을 증진하기 위하여 대단히 필요하다. 다양한 종류의 비휘발성 메모리 중에서 무기물을 포함한 유기물 나노복합체를 사용하여 만들어진 유기 쌍안정성 소자는 간단하게 고집적화가 가능하며 광소자와 결합할 수 있기 때문에 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 ZnO 나노입자를 포함한 PMMA 박막 구조를 기억층으로 사용하여 메모리 특성을 향상시킨 유기 쌍안정성 소자를 제작하고 그에 대한 전기적 특성을 측정과 전하 전송 메커니즘을 규명하여 이론적으로 고찰하였다. 유기 쌍안정성 소자 제작을 위해 Indium-tin-oxide가 증착된 유리 기판위에 ZnO 나노입자와 PMMA를 용매에 혼합하여 스핀코팅 방법으로 ZnO 나노 입자가 분산되어 있는 PMMA 나노 복합체를 형성하였다. 나노 복합체 박막위에 Al 전극을 열증착으로 형성하여 유기 쌍안정성 소자를 제작하여 전류-전압 측정을 하였다. 제작한 유기 쌍안정성 소자의 전하 전송 메커니즘 규명을 위해 space charge limited current 메커니즘을 이용하여 소자에 대한 시뮬레이션을 수행하였고 이를 제작한 소자에서 측정한 전류-전압 특성과 비교하였다. 이 결과는 유기 쌍안정성 소자를 제작할 때 소자의 성능 최적화에 이론적인 기초지식을 제공할 것이다.
본 논문에서는 이동중인 물체의 인식거리 확대와 트랜스폰더의 저전력소비를 갖는 능동형 무선인식시스템을 설계하였다. 설계된 무선인식시스템의 송신주파수는 120 kHz, 응답주파수는 60 kHz로서 부반송파에 의한 ASK방식으로 쌍방향 전송방식을 채택하였다. 실험결과 9600 bps의 전송속도로 40 km의 이동속도를 갖는 물체에 대하여 무선인식 쌍방향 전송거리는 2 m를 나타내었으며 이때 응답기의 전류소비량은 15 ${mu}A$로서 우수한 저전력소모의 특성을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 무선 전력 전송을 위한 10W RF Power Source를 설계 및 제작, 측정 하였다. 제작된 RF Power Source는 9~11MHz의 신호 생성을 위한 DDS와 전력 증폭을 위한 전력 증폭기로 구성되어 있다. 근거리 무선 전력 전송은 전자기 유도 또는 전자기 공진 형태의 무선으로 전력을 전달하게 되므로 전력 증폭기의 부하단의 임피던스가 변하게 되어 전력 증폭기의 특성의 변화가 생기는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 부하단의 임피던스 변화에 둔감하도록 평형(Balanced)구조를 이용하여 전력 증폭기를 설계하였다. 제작된 RF Power Source는 입력 전원 DC 24V, 소모 전류 1.5A, 사용가능 주파수범위는 9~11MHz, 최대 출력 전력 10W의 특성을 보였다.
EMTP 프로그램으로 뇌써지 발생시 가공송전선로 등가모델 구현을 위한 필수적인 요소들과 비선형 요소들을 시간영역에서 해석이 가능하다. 따라서 이번 연구에서는 EMTP를 이용하여 전력전송이 이루어지는 가공 송전 선로 등가모델을 구현하고 전송선로의 길이와 굵기, 뇌격전류의 크기를 변화시켜가면서 시뮬레이션을 통해 자료를 얻는다. 이 과정으로 얻어진 결과는 송전계통의 설계에 사용되어 안정적인 전력 전송에 적용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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