계통연계형 태양광 발전 시스템은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양 전지부와 발생 전력을 계통에 연계하는 진력변환장치로 크게 나눌 수 있다. 또한 전력변환부는 승압용 컨버터부와 DC전력을 AC로 변환하는 인버터부로 구성된다. 종래 인버터의 주회로 방식은 저주파 트랜스나 고주파 트랜스를 사용하는 방식이 채러되었으나, 최근 이러한 방식에 비해 소형 경량화가 기대되는 트랜스리스 방식이 많이 연구되고 있다. 본 논문의 승압부는 2상 부스트 컨버터를 이용하여 입력 전류와 출력 전압의 리플을 줄여, 각 전력 소자의 전압 스트레스를 줄이고, 입력 리액터를 소형화한다. 그리고, 인버터 부의 출력 고조파 성분을 저감하기 위해 정현파 PWM에서 얻어진 스위칭 시간을 기본값으로 하여 푸리에 급수로 유도한 PWM 스위칭 시간을 채택하였고, PSpice를 이용하여 변환기의 동작을 시뮬레이션하여 그 유효성을 검증하였다.
본 논문에서는 Maas의 die 이중평형혼합기 회로를 개선, 새로운 pHEMT resistive star 이중평형혼합기 회로를 제안하였다. Star 구조로 구성되기 때문에 기존의 FET ring 혼합기 구조와 달리 별도의 IF balun이 필요로 하지 않는다. 또한 Maas의 직관적인 이중 balun설계 방법을 개선 EM simulation을 통한 이중 balun을 구성하는 방법을 제시하였다. 제안된 혼합기 회로는 CPW(Coplanar Waveguide)를 기반으로 하여 동국대 0.1 um GaAs pHEMT library를 이용 MMIC로 제작하였다. 제작된 혼합기는 크기 1.5 ${\times}$ 1.5 $\textrm{mm}^2$이며 DC bias로 성능 조정이 가능하다. 이것은 up/down converter로 사용 가능하며 V-band전역 이상의 주파수 대역폭을 갖고, 변환손실은 약 13∼18 ㏈ 정도이다.
본 논문에서는 이진 가중치 전류 기법을 이용한 고속 디지털 LDO(Low Dropout) 레귤레이터를 제안했다. 기존의 디지털 LDO는 일정량의 전류를 한 단계씩 제어하기 때문에 응답하는데 오랜 시간이 걸리며, 링잉 문제가 발생하게 된다. 이중 가중치 전류 기법은 링잉 문제를 제거함으로써 출력전압이 빠르게 안정화되도록 한다. 출력전압이 목표 전압에 안정적으로 도달하면, 디지털 LDO의 동작을 멈추는 프리즈 모드를 추가했다. 제안된 고속 응답 디지털 LDO는 출력 전원 전압이 급격히 바뀌는 시스템에서 응답속도가 느린 DC-DC 변환기와 함께 사용되어 출력전압을 빠르게 변하도록 한다. 제안된 디지털 LDO는 기존의 양방향 시프트 레지스터보다 면적이 56% 감소했고, 리플전압이 87% 감소했다. 제안된 디지털 컨트롤러는 $0.18{\mu}F$ CMOS 공정으로 제작되었다. $1{\mu}F$의 출력 캐패시터에서 정착시간이 $3.1{\mu}F$이고, 리플전압은 6.2mV 였다.
본 논문은 PQR 순시전력 이론을 이용하여 순시전압보상장치 (DVR)에서 기준보상전압을 결정하는 방법을 제시한다. 측정된 3상 단자 전압은 시간지연 없이 PQR 좌표계로 변환된다. PQR 좌표계의 기준전압은 단일한 직류값이므로 DVR의 전압제어기는 단순하고 쉽게 설계가 가능해 진다. 제안된 제어방식은 피드백 제어기나 피드포워드 제어기에 모두 적용될 수 있다. 본 논문에서는 피드포워드 제어기에 대하여 이론을 적용하였으며 실험 및 시뮬레이션으로 검증을 하였다.
본 논문에서는 전자식 형광등의 직류구동과 AM 변조시 빛의 주파수 특성에 관하여 다루고 있다. 전자식 형광등을 구동하는 안정기 회로는 상용전원을 직류로 정류시켜 고주파로 변환하여 형광등을 구동시킨다. 형광동의 구동에 사용되는 안정기 회로의 내부 평활 컨덴서의 유.무와 각각 공급되는 전원을 상용전원인 경우, 상용전원을 정류한 경우, 상용전원을 정류하고 정현파를 AM 변조한 경우에 대해서 측정하였으며, 변조하여 입력되어진 정현파가 빛을 통해서 송신되는 것을 확인할 수가 있었다.
UPS 부하시험시 또는 DC 전압원 방전 시험시에 사용되는 일반 저항 또는 역률 부하 시험기를 사용하지 않고 UPS 내부 역변환부 출력전원을 출력 스위치와 바이패스 스위치를 통해서 순변환부 입력전원에 재공급함으로써 시험용 저항부하기 또는 역률 부하 시험기와 같이 모든 에너지를 열로 소비하지 않고 순변환부 측으로 재 순환시켜서 UPS 부하시험 시 입력 전원용량이 UPS 최소 내부 손실분만으로도 이미 현장 설치 및 운영 중인 UPS에서도 별도의 부하 시험기 및 시험용 케이블을 이동, 설치하지 않고 주기적인 UPS 점검 시, 적용 가능한 에너지 절감형 부하시험기법에 관해 연구하였다.
자동 코드생성이란 MATLAB의 Simulink 환경에서 설계한 블록 다이어그램을 c 코드로 변환시켜 주는 기능으로 MATLAB과의 연동을 통해 소프트웨어 설계부터 검증까지의 통합된 개발환경을 제공함으로서 개발 시간을 크게 줄일 수 있다. 하지만 생성된 c 프로그램을 무인기에 탑재하기 위해서는 소프트웨어의 신뢰성 확보가 필요하며 특히 원본이 되는 Simulink 블록의 검증이 중요하다. 본 연구에서는 자동 코드생성 기능을 고려하여 Simulink 환경에서 구성한 무인기용 자동비행 프로그램을 DO-178B에 명시된 소프트웨어 시험 과정에 따라 검증하였다. 이 과정을 통해 최종 프로그램은 기능 요구사항에 대한 만족함을 확인했을 뿐 아니라 Decision Coverage 93%, Condition Coverage 95% 그리고 MC/DC 90%로 구조적 측면에서 검증을 수행했다.
본 연구에서 전원이 공급되는 의료기기들에서 공통적으로 사용되며, 성능, 안전성과 신뢰성 측면에서 기존 전원모듈보다 우수한 250 W SMPS방식을 적용한 의료용 전원모듈의 개발하였다. SMPS의 특성상 AC전원의 50 ~ 60 Hz 라인 주파수를 DC로 변환하는 회로의 설계와 높은 주파수로 변경하기 위한 전자회로로 구성하였고, 완전한 방사노이즈 흡수회로를 구성하여 의료기기 오동작을 방지하기 하도록 설계하였다. SMPS 전원모듈은 의료기기뿐만 아니라 PC, 가정용 기기 및 전자 교환기 등의 제품에도 확대 적용이 가능하다.
본 논문에서는 높은 역률을 가지는 단순 구조 LED 구동 직류 전력컨버터를 제안한다. 제안한 전력컨버터는 PFC 부스트 컨버터와 전통적인 플라이백 컨버터를 오직 하나의 전력변환 회로로 병합함으로써 LED 구동 전력컨버터의 구조를 단순화한다. 그리하여 제안한 컨버터는 오직 하나의 PWM 제어기 IC를 이용하여 제어되고 높은 역률과 정출력 전압/전류 및 제작비용의 효율성을 달성한다. 따라서 제안한 컨버터는 LED 조명시스템의 산업 생산과 이용에 적합하다. 본 논문에서는 제안한 컨버터의 동작분석과 설계예시를 간단하게 설명한다. 또한 설계된 회로파라미터들에 근거하여 제작된 프로토타입의 실험결과를 통하여 제안한 컨버터의 동작특성을 입증한다.
In industry, there are several different controllers which can be implemented for power conditioning systems (PCS) such as proportional-resonant (PR), predictive deadbeat (PD), or proportional-integral (PI) controller. But there are not any comparison studies about these controllers. To investigate the differences between the three types of the controllers, this paper presents a comparative study of PR, PI, and PD controllers in a photovoltaic (PV) PCS. These controllers are designed mathematically and simulated for the comparative analysis. The PI controller is designed in the rotating reference (dq) frame. The PR and PD controllers are implemented in the natural (abc) reference frame. The PCS is composed of a DC-DC boost converter and a full bridge inverter. The filter of the PCS is an LCL filter including a passive damping resistor. The parameters of PCS are 3 kW, 25 kHz switching frequency and 220 V-60 Hz grid voltage. The comparison results between these controllers for the grid-connected PCS are clearly shown. The simulation results demonstrate the detailed characteristics of each controller for the PV PCS in order to choose the controller for individual target properly.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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