Cha, Sang-Mok;Lee, Chung-Uk;Kim, Seung-Lee;Lee, Yongseok;Atwood, Bruce;Lim, Beomdu;O'Brien, Thomas P.;Jin, Ho
천문학회보
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제43권1호
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pp.40.1-40.1
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2018
외계행성 탐색시스템 18k 모자이크 CCD 카메라는 4개의 9k CCD로 구성되며 총 32개 채널의 영상영역과 리드아웃 회로를 가진다. 관측 영상에는 각 영상영역에 대한 오버스캔(overscan) 영역이 포함되는데, 영상 신호에 의한 오버스캔 영역의 바이어스(bias) 교란을 최소화하기 위해 리드아웃 회로의 인버팅 앰프에 대한 Common Mode Rejection Ratio(CMRR)를 미세 조정하였다. 그 결과 세 사이트의 평균 CMRR이 55 dB에서 73 dB로 향상되었고, 기존에는 영상 신호에 따른 오버스캔 바이어스 레벨의 선형적 관계가 약 2/1,000의 기울기를 가졌으나 조정 후에는 약 2/10,000로 바이어스 오차가 줄어들었다. CCD 리드아웃 회로의 미세조정과 클락(clock) 개선을 통해 물결무늬 잡음 제거 및 읽기 잡음 감소가 이루어졌으며, 향후의 추가적인 바이어스 안정화와 크로스톡 개선 방안이 검토되고 있다. 카메라 전자부 조정 과정 및 결과와 더불어, 카메라 듀어와 부대장비 유지보수, Polycold CryoTiger 냉각기 운영 및 개선 관련 노하우도 함께 발표한다.
Cooling technology has been a vital prerequisite for the rapid, if not explosive, growth of the electronic equipment industry. This has been especially true during the last 20 years with the advent of intergrated circuit chips and their applications in computers and related electronic products. The purpose of this study is to develop a telecommunication equipment cooling system using a thermoelectric module combined with cooling fan. Thermoelectric module is a device that can perform cooling only by input of electric power. In the present study, the cooling package using the thermoeletric module has been developed to improve the thermal performance. The cooling characteristics of the electronic chip was placed into the subrack and it can be rapidly assembled or disassembled in the equipment rack. As a preliminary experiment, the cooling performances between a conventional way using a cooling fin and a proposed method applying the thermoelectric module was comosed and analyzyed. The cooling performance at a simulated electronic component packaging a thermomodule operated well.
전자유도 가열시설에서 정밀하고 일정한 주파수 성분에 의해 가열물체에 발열을 유도하려면 LC공진회로 설계단계에서 출력 주파수에 대한 커패시터의 정전용량(C)과 워크코일의 유도계수(L) 설정이 중요하다. 하지만 고유의 발열계수를 가진 물체의 가열위치와 범위에 직접유도를 하는 워크코일은 고정적으로 설계되는 반면 커패시터는 가변되도록 설계되어야만 전체장비의 활용도가 높아진다. 본 논문에서는 $1000V_{MAX}$ 최대전압과 $200I_{MAX}$ 전류에서 최대 700kHz의 고주파 LC공진 출력이 되도록 커패시터 내부구성 원자재 선정 및 공정설계 단계까지 단일전극 용량별 샘플을 추출하였다. 그리고 정전용량 규격변화에 따라 주파수 변화특성과 출력 파라메타 결과를 바탕으로 HF-LC공진용 전도냉각 커패시터의 최적설계를 위한 관계를 증명하는 기초 실험결과를 제시하였다.
최근 전자 및 기계부품 기술의 발전으로 전자 장비는 더욱 고성능화, 소형화, 다기능화 되면서 시스템 내부에 발생하는 발열부의 온도를 제어하기 위해 히트싱크가 사용된다. 본 연구에서는 내부 터널 구조의 2가지 형상의 히트싱크의 열 성능평가를 유한요소 프로그램인 ANSYS를 이용하여 수치해석 하였다. 수치해석은 자연대류 상태에서의 열 성능을 수치해석으로 비교 분석하여 냉각핀 형상에 따른 열 성능을 평가하였다. 또한 시간에 따른 열전달 특성과 온도분표의 해석결과를 기초로 하여 히트싱크의 성능평가를 예측하였다. 수치해석의 결과, 형상 A 히트싱크가 형상 B의 히트싱크보다 열 전달율이 자연대류에서 약 70% 향상되었다.
3D 프린터는 3D도면을 입력받아 적층가공 방식으로 재료를 쌓아 원하는 제품을 제작하는 프린터이다. 3D 프린터는 다양한 입체 제품을 출력할 수 있고, 짧은 시간 내에 제품 출력이 가능하여 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이러한 3D 프린터는 다양한 종류의 출력방식과 재료가 있는데 본 논문에서는 이중 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지를 녹여 쌓는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식을 고려한다. 이 방식을 사용한 3D 프린터는 고온에서 제품을 출력하여 짧은 시간 내에 냉각이 진행되는데, 이 과정에서 출력물의 크기나 주변 환경의 상태에 따라서 휘어짐 현상이 발생한다. 이러한 휘어짐 현상을 최소화하기 위해 현재 사용되고 있는 방법은 온도를 적정선으로 유지해주는 방식이다. 이 방식은 온도 유지를 위한 추가적인 장비가 필요하여 본 논문에서는 휘어짐 현상을 최소화하기 위한 3D 프린팅 기법을 제안한다. 제안된 방식은 제품의 최초설계 시 휘어짐 위치를 고려하여 적당한 구멍(홈)을 생성시켜 출력하는 방법을 기반으로 한다. 제안된 방법에 대한 수학적 모델을 제시하고, 성능평가를 위해 일반적인 방식을 사용한 출력물과 제안된 방법으로 설계한 출력물을 측정하고 분석한다.
비냉각 열상장비의 핵심 부품으로 사용되는 InfraRed Focal Plane Array(IRFPA)용 CMOS ReadOut IC (ROIC)를 설계하였다. 설계된 ROIC는 64×64 배열의 Barium Strontium Titanate(BST) 적외선 검출기에서 검출되는 신호를 받아 이를 적절히 증폭하고 잡음제거 필터링을 거쳐 pixel 단위로 순차적으로 출력하는 기능을 수행하며, 검출기 소자와의 임피던스 매칭, 저잡음 및 저전력 소모, 검출기 소자의 pitch 등의 사양을 만족하도록 설계되었다. 검출기 소자와 전치 증폭기 사이의 임피던스 매칭을 위해 MOS 다이오드 구조를 기본으로 하는 새로운 회로를 고안하여 적용함으로써 표준 CMOS 공정으로 구현이 가능하도록 하였다. 또한, tunable 저역통과 필터를 채용하여 신호대역 이상의 고주파 잡음이 제거되도록 하였으며, 단위 셀 내부에 클램프 회로를 삽입하여 출력신호의 신호 대 잡음비가 개선되도록 하였다. 64×64 IREPA ROIC는 0.65-㎛ 2P3M (double poly, tripple metal) N-Well CMOS 공정으로 설계되었으며, 트랜지스터, 커패시터 및 저항을 포함하여 약 62,000여개의 소자로 구성되는 코어 부분의 면적은 약 6.3-{{{{ { mm}_{ } }}}}×6.7-{{{{ { mm}_{ } }}}}이다.
정보통신 시스템의 고속/고밀도화 요구에 따라 개발되고 있는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 교환기 시스템은 팬을 이용한 강제대류냉각 방식의 채택과 시스템이 설치되는 장소에 따른 여러 환경조건에 의한 진동 문제가 발생될 수 있다. 시스템의 진동으로 인한 피해중 커넥터 접촉부에서 전기적 특성의 변화는 고속으로 전송되는 신호의 왜곡을 유발시킬 수 있어 시스템 개발시 이에 대한 충분한 연구 및 시험이 요구되고 있다. 진동환경에서 커넥터 접촉부는 접촉면의 상대운동으로 인한 접촉저항의 증가와 순간적인 신호전달 중단을 가져오게 되며, 특히 PCB/Connector Assembly에서 커넥터 접촉부는 PCB(Printed Circuit Board)의 장착 조건 및 동적 거동에 따라 전기적 특성이 변할 수 있다. 시스템에서 커넥터의 동적 거동을 이해하기 위해서는 PCB를 포함하는 시스템내 여러 요소의 동적 특성 이해와 복잡한 해석과정이 요구되며, 시스템 개발자는 진동 환경에서 이것의 시험 결과에 따라 커넥터의 사용을 결정해야 할 것이다. 커넥터의 전기적 특성 시험법은 IEC, EIA드 여러 국제 규격에 제시되어 있으며, 본 연구의 대상이 된 ATM교환기 시스템에서 PCB/Connector Assembly의 진동환경에서 접촉저항 측정과 관련된 접촉저항 임계치 및 측정법은 IEEE 규격 및 Bellcore 규격에 규정되어 있다. Bellcore에는 주어진 진동시험주기 전후에 IEC 규격의 LLCR(Low Level Contact Resistance) 측정회로를 이용한 측정법이 규정되어 있고, 냉각팬 및 주위 환경진동이 가해지는 동안의 영향에 대한 시험법은 규정되어 있지 않다. 본 연구에서는 한국통신의 전자장비 운용환경시험 조건의 진동에서 ATM 교환기 시스템에 사용되는 PCB/Connector Assembly 커넥터 접촉부의 접촉저항 변화와 PCB 진동에 의한 영향을 시험하였다.proach)등이 제시되었고 평면파 영역에 한하여 해서되어져 왔다. 본 논문에서는 분할 접근 방법(Segmentation Approach)을 이용하여 다공 요소로 이루어진 소음기를 해석하는데 적용하였다.로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다. 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity v
본 연구에서는 개방된 정사각형 공간안에 일정한 열유속을 방출하는 발열체가 존재할 때, 부력과 표면복사를 고려한 혼합대류특성을 수치적으로 연구하였다. 본 연구의 대상인 유입구를 통해 유체가 흘러들어와서 다시 유출구로 나가는 정사각형공간은 공냉식 전자장비를 모사한 것이다. 이러한 공간안에 존재하는 발연체는 전자칩과 같은 발열성 전자부품을 나타낸다. 본 연구에서 채택한 모델의 크기는 높이 X 넓이가 $0.1[m]{\times}0.1[m]$이며 공간내부는 2차원 층류유동으로 간주하였다. 공기의 유입속도는 0.07[m/s]이고, 유입온도는 $27^{\circ}C$이며, 유입구의 위치는 일정한 위치에 고정되어 있다. 주요 변수로는 발열체의 열유속, 유출구의 위치, 발열체의 위치, 그리고 벽면이 방사율을 선택하였다. 본 연구에서는 외부로부터 유입되어지는 찬공기와 발열체에 의해서 부력의 상승하는 뜨거운 공기의 혼합에 의한 유동특성 및 열전달특성을 복사를 고려하여 고찰하였다. 결과로써 가장 열전달이 활발한 발열체의 위치는 바닥의 좌측벽으로부터 0.075[m]일때이다. 이러한 연구는 실제적으로 전자부품 같은 것의 효율적인 냉각목적에 적용되어질 수 있다.
데이터센터는 전 세계적으로 클라우드 기반 IT 솔루션의 발전과 더불어 빅 데이터, 교육, 커뮤니케이션 수단의 발달과 전자기기 사용이 증가함에 따라 국내외로 그 수요가 꾸준히 증가하는 추세에 있다. 이러한 데이터센터의 증가는 IT장비의 발전을 가속화 시켰으며 서버 랙의 발열 또한 크게 높이는 결과를 가지고 왔다. 데이터 센터의 전산 발열량은 IT서버 전력사용의 99%이상이 열로 변환되므로, 서버의 크기와 용량이 증가할수록 발열량 또한 상승하게 된다. 본 논문에서는 공냉식 냉각방식을 중심으로, 데이터센터의 에너지 절감을 위한 공조시스템을 연구 하였으며, 해당 시스템의 성능분석 및 모의실험을 통하여 실제로 에너지 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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