본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 태양 에너지 하베스팅을 위한 에너지 관리 시스템을 설계하였다. 태양 에너지 관리 시스템은 ISC(Integrated Solar Cell), voltage booster, MPPT(Maximum Power Point Tracker) control unit으로 구성된다. ISC의 개방전압은 약 0.5V이고, 단락 전류는 약 $15{\mu}A$이다. Voltage booster는 뒷단에 약 1.5V로 승압된 전압을 공급한다. MPPT control unit은 ISC가 MPP점에 도달 하였을 때, load로 전력이 전달될 수 있도록 pMOS 스위치를 동작시킨다. SEMU(Solar Energy Management Unit)의 크기는 패드를 포함하여 $360{\mu}m{\times}490{\mu}m$이다. ISC의 면적은 $500{\mu}m{\times}2000{\mu}m$이다. 제작된 칩을 측정한 결과 설계된 SEMU가 ISC에서 수확된 에너지에 대해 MPPT control 동작을 제대로 수행하는 것을 확인하였다. 측정된 MPP 전압범위는 약 370mV∼420mV이다.
본 논문에서는 풀 브릿지 인버터의 비선형성을 고려한 단상 영구자석 동기 전동기의 오픈 루프 기동성을 개선하기 위한 구형파 전압 주입 기법을 제안한다. 일반적으로 단상 영구자석 동기 전동기는 3상 교류기와 달리 풀 브릿지 인버터를 채택하고 있으며 대칭 공극으로 자기 회로를 설계할 경우, 영토크 지점의 특정 위치에서 기동이 불가능할 수 있기에 비대칭 공극 설계가 요구된다. 이러한 단상 영구자석 동기 전동기의 구동 특성상 센서리스 운전 모드의 오픈 루프 제어시 기동 실패의 가능성이 상당히 높다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 인버터의 비선형성을 고려한 구형파 전압을 인가하여 기동 성능을 개선하는 기법을 제안하고자 한다. 제안한 알고리즘은 다수의 실험을 통해 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 주파수 도약시 천이상태에서 발생하는 주파수의 오차를 없애기 위하여 새로운 형태의 개폐루프 교대 주파수합성기를 개발하였다. 본 주파수합성기는 단일 위상비교기(PC), 두 개의 저역통과여파기(LPF), 두 개의 전압제어발진기(VCO), 스윗칭소자, 가변분주기 및 주파수도약제어기로 구성되어 있으며 스윗칭 동작에 의해 안정된 출력주파수를 얻게 된다. 아울러 본 주파수합성기의 회로구성상 개루프에서 외부회로의 인가가 용이할 것으로 생각된다.
펄스형 자기자극장치를 누설변압기의 1차측 스위칭 제어로 교류(60hz) 스위칭 제어를 하여 비용과 크기면에서 기존의 전원장치로 구성된 것보다 약30w의 소용량으로 구성을 할 수가 있었다. 펄스반복률은 자기자극장치의 출력제어를 5-60hz로 적절하게 조절하였다. 이 자석 자극에서는, 고전압 출력 회로를 위한 낮은 전압 열리는 반복 통제가 고전압 표본 추출을 피하기 위하여 채택되며, 또는 스위칭제어와 고전압 누설 변압기는 고전압 하나로 조정된 낮은 전압 펄스를 개조하기 위하여 사용된다. ZCS (영전류스위칭) 회로 및 DSP & FPGA는 SCR의 게이트 신호를 정확하게 통제하기 위하여 사용된다. 펄스 반복 비율은 AC 선과 높은 누설 유도자의 주파수 때문에 60Hz에 의해 제한된다. 최대 자석자극장치의 출력은6 0Hz, 각각 40, 80, 120, $160^{\circ}$, SCR 게이트의 펄스반복 비율로 33W에 관하여 트리거 각 $90^{\circ}$에 대한 전체적인 출력으로 얻어졌다.
This paper presents a constant gm input stagefor low-voltage rail-to-rail operational amplifier. A proposed scheme uses two current paths to keep sum of the biasing currents of the complimentary input pairs. The op amp was designed in a $0.8\mu\textrm{m},$ n-well CMOS, double-polysilicon and double-metal technology. This achieved in weak inversion. The circuit can operate in power supply voltage from 1.5V up to 3V. An open-loop gain, AV, was simulated as 84dB for 15pF load. An unit-gain frequency, fT was 10MHz.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권2호
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pp.232-242
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2015
Analytical study of surface recombination at the $Si/SiO_2$ interface is carried out in order to set the optimum surface conditions that result in minimum dark base current and maximum open circuit voltage in silicon solar cells. Recombination centers are assumed to form a continuum rather than to be at a single energy level in the energy gap. It is shown that the presence of a hump in the dark I-V characteristics of high efficiency PERL cells is due to the dark current transition from a high surface recombination regime at low voltage to a low surface recombination regime at high voltage. Successful fitting of reported dark I-V characteristics of a typical PERL cell is obtained with several possible combinations of surface parameters including equal electron and hole capture cross sections.
Effects of reactant gas flow rates and starvation on phosphoric acid fuel cell performance were studied. As the reactant gas flow rates increased, the cell performance increased and then the cell maintained constant performance. The optimum flow rates of hydrogen, oxygen and air under galvanostatic condition of 150 mA/cm$_{2}$ are found to be 5cc/min cm$_{2}$ 5cc/min cm$_{2}$ and 15cc/min cm$_{2}$ at room temperature and 1 atm, respectively. Also the open circuit voltage of single cell decreased with increasing oxygen flow rate due probably to the decreased probably to the decreased oxygen pressure in the cathode side. Hydrogen and oxygen starvation resulted in voltage loss of about 5mV and 0-2mV, respectively. The voltage loss was independent of starvation time. These results were discussed from point of view of electrochemical reaction of the cell. (author). 9 refs., 8 figs.
The construct of photovoltaic module array, main power source of photovoltaic system, is very important to the efficiency improvement of whole photovoltaic system. Photovoltaic modules are usually connected in series or parallel to meet power capacity required. Since output characteristics of a photovoltaic module are greatly fluctuated on the variation of insolation, temperature and its type, the maximum open circuit voltage and output operating voltage of photovoltaic module array must exist in the admissible input voltage range of inverter system under any operating conditions. In this paper, we present the selection and array method of photovoltaic modules through simulation for the coupling loss reduction between photovoltaic modules and a inverter.
Cooler driver electronics (CDE) for maintaining low temperature of the satellite payload IR sensor consists of a compressor that has a pulsation current load condition when it is operated. This pulsation current produces large voltage fluctuation, which affects both load and regulated bus stability. Thus, CDE power conditioning system consists of a primary bus, infrared power distribution unit for battery charging and protection, reverse current protection diode, and battery, which is used as a buffer. In this study, the operational mode analysis is performed by each part with equivalent impedance modeling verified through system level simulation. From this mode analysis, the safety margin for state of charge and open circuit voltage of the battery is determined for satisfying the minimum operational voltage of the CDE load.
High-bandwidth DRAM을 위해 1Gb/s의 데이터 전송률까지 동작하고 그 출력 전압 스윙이 온도와 전원 전압(VDD) 변동에 무관한 CMOS open-drain 출력 구조 회로를 설계하였다. 출력 구동 회로는 여섯 개의 binary-weighted NMOS 트랜지스터로 구성되는데, 이 여섯 개 중에서 ON시킬 current control register의 내용은 추가 호로 없이 DRAM 칩에 존재하는 auto refresh 신호를 이용하여 새롭게 수정하였다. Auto refresh 시간 구간동안 current control register를 수정하는데, 이 시간 구간동안 부궤환 (negative feedback) 동작에 의해 low level 출력 전압($V_OL$)이 저전압 밴드갭 기준전압 발생기(bandgap reference voltage generator)에 의해서 만들어진 기준전압($V_{OL.ref}$)과도 같도록 유지된다. 테스트 칩은 1Gb/s의 데이터 전송률까지 성공적으로 동작하였다. 온도 $20^{\circ}C$~$90^{\circ}C$, 전원 전압 2.25V~2.75V영역에서 최악의 경우 제안된 출력 구동 회로의 $V_{OL.ref}$와 $V_OL$의 변동은 각각 2.5%와 725%로 측정된 반면, 기존의 출력 구동 회로의 $V_OL$의 변동은 같은 온도의 전원 접압의 영역에 대해 24%로 측정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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