Journal of Information Technology Applications and Management
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제26권6호
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pp.103-117
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2019
Demand for high power motors is rapidly increasing as the 4th industry and convergence technology has recently emerged. In order to produce high-strength permanent magnets, the magnets used for magnetization have been increased from DC 300V in the 1970s to DC 2.5kV in the 2010s, Up to DC 10kV in the 2030s, It is expected that higher voltage will be used to magnetize. However, in the case of a magnetizer using an existing electric signal control device, it is necessary to use a control device with a high-voltage insulation function in case a high voltage used for magnetization is leaked to the control device. If a short circuit accident occurs, the controller must be shut down and serious problems such as excessive repair costs arise. In this study, a control system adopting optical communication method instead of electric signal control method is proposed to prevent leakage currents in high-voltage magnetizer. We design a transmitter(Tx) and a receiver(Rx) device for the optical communication control device and implemented a prototype connecting the optical cable. In order to demonstrate the utility of high-voltage magnetizer using the optical communication control device, we analyzed the initial cost and the yearly cost for the years to analyze the net present value. As a result, In the case of the low-voltage magnetizer, the electric signal control method cost less, As the operating voltage of the magnetizer becomes higher. It is confirmed that it takes less cost when the optical communication control device is used.
본 논문에서는 마이크로스트립 전송선로의 유전체 기판(substrate) 내에 삽입된 EGP(Elevated Ground Plane)와 비아를 이용하는 소형의 새로운 포토닉 밴드갭(PBG:Photonic Bandgap) 구조를 제안였하고, 세라믹 기판에 적용된 최적구조를 설계하였다. 해석 결과, 제안된 새로운 PBG 구조는 기존의 평면 PBG 구조에 비해서 크기가 52.5 % 축소되었고 대역폭은 45 % 증가하였다. 그리고 접지면 식각 다층 PBG 구조에 비해서는 크기가 32 % 감소하였고 첨예도(sharpness)가 향상되었으며 차단주파수 이상에서 40 GHz까지 전력손실이 8 dB 이상 개선되었다. 따라서 본 논문에서 제안된 PBG 구조는 대역 저지 또는 저역통과 여파기로 사용할 수 있으며, 이러한 여파기 특성은 경박 단소화된 마이크로파 대역 집적회로나 모듈 개발에 효과적으로 활용될 수 있으리라 기대된다.
Metal oxide varistors (MOVs) protect circuits and devices from transient overvoltages in electric power systems. However, a MOV continuously deteriorates owing to manufacturing defects or repetitive protective operations from transient overvoltages. A deteriorated MOV may result in a short circuit or a line-ground accident. Previous studies focused on the analysis of deterioration mechanisms and condition diagnosis techniques for MOVs owing to their recent growth of use. An accelerated deterioration experiment under the same conditions in which a MOV operates is essential. In this study, we designed and fabricated a surge generator that can apply a surge current to a MOV connected to AC mains. The coupling network operates at a low impedance against the surge current from the surge generator and transfers the surge current to the MOV under test. It also acts as a high impedance against AC mains for the AC voltage not to be applied to the surge generator. The decoupling network operates at a high impedance against the surge current and blocks the surge current from AC mains. It also acts as a low impedance against AC mains for the AC voltage to be applied to the MOV under test. The prototype surge generator can apply the 8/20 us up to 15 kA on AC voltages in the approximate range of 110~450 V, and it fully operates on a LabVIEW-based program.
The purpose of this study is to design and develop the circuit of the dual mode syringe pump. Syringe pump is used in intensive care unit, delivery room, pediatric room, operating theater and other fields of hospital at present. Normally the syringe pump delivers one medicine in one case, but in case of intensive care unit, it is necessary to deliver more than two kinds of medicines at a time. Therefore we have designed dual mode syringe pump. We used RISC type microcontroller, PIC17C44 as master controller, and PIC16C73 as slave cpu using for the low power consumption. The performance of system is evaluated by analysis of the linearity and accuracy which is the most important factors in application. While the proposed system shows a acceptable linearity and accuracy, a further research about reducing the errorr should be done.
본 논문은 0.5~2.0 GHz에서 -70~0 dBm의 동적 범위를 갖는 로그 비디오 증폭기(Successive Detecting Log Video Amplifier, 이하 SDLVA)를 설계 및 제작하였다. 제작된 SDLVA는 5단의 증폭기를 이용한 고주파 출력부, 2단의 로그검파기 그리고 선형성 개선을 위하여 클램핑 연산증폭기를 이용한 가산 회로로 구현하였다. 제작된 SDLVA의 측정 결과는 73 dB 이상의 소신호 이득과 10.1~12.2 dBm의 고주파 포화 출력 특성을 갖는다. 그리고 -70~0 dBm 입력 시 25 mV/ dB${\pm}$1.0 mV의 기울기를 갖고 ${\pm}$1.5 dB 이하의 선형 특성을 갖는 비디오 신호를 출력한다.
본 논문에서는 모바일 응용에 적합한 고효율의 빠른 응답 특성을 가지는 히스테리틱 벅 변환기를 제안한다. 기존 히스테리틱 변환기의 문제점인 큰 출력 전압 리플과 작은 용량의 전력 인덕터 사용의 어려움을 삼각파 신호 발생기를 통해 해결하였다. 그리고 부하 전류에 따라 가변하는 스위칭 주파수를 PLL(Phase Locked Loop)구조를 사용하여 일정하게 함으로써 주변 IC에 미치는 EMI(Electro Magnetic Interference)잡음을 최소화 하였다. 이 회로는 BCDMOS 0.35um 2-poly 4-metal 공정으로 제작되었으며, 측정 결과 입력전압 3.7V, 출력전압 1.2V 부하 전류 50~500mA 범위에서 20mV 이하의 출력 전압 리플을 나타내며 170mA 이상의 부하 전류를 구동하는 경우 2MHz의 고정된 스위칭 주파수에서 동작하였다.
본 논문에서는 크로스 레귤레이션을 방지하기 위한 TM 방식 SIDO DC-DC 벅 컨버터의 스위치 트랜지스터 크기 계산 기법을 제안하였다. TM 방식 SIDO DC-DC 벅 컨버터는 DCM 동작으로 인한 인덕터 전류의 높은 첨두치와 추가된 스위치의 저항성분으로 인한 전압강하 때문에 크로스 레귤레이션이 일어날 수 있다. 이 문제점을 해결하기 위해 스위치 트랜지스터의 저항성분을 고려하여 스위치 트랜지스터의 크기를 계산하였고, 계산을 간단히 하기 위해 시간의 함수인 인덕터의 전류를 평균부하 전류로 대체하였다. 제안한 기법을 이용하여 2.8 V와 1.8 V의 독립된 두 출력을 내는 카메라 모듈용 SIDO DC-DC 벅 컨버터를 설계하였고, $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 제작하였다. 제작된 컨버터는 스위칭 주파수 1 MHz와 부하전류 200 mA 에서 80.7%의 효율을 보였다.
본 논문은 생체신호 측정을 위한 저전력/저면적 AFE(analog front-end)에 관한 것이다. 제안된 AFE는 계측증폭기(IA), 대역 통과 필터(BPF), 가변 이득 증폭기(VGA), SAR 타입 A/D 변환기로 구성된다. 전류 분할 기법을 이용한 작은 gm (LGM) 회로와 고 이득 증폭기로 구성된 Miller 커패시터 등가 기술을 이용하여, 외부 수동소자를 사용하지 않고 AC-coupling을 구현하였다. 응용에 따른 BPF의 고역 차단 주파수 변화는 전압 조절기(regulator)를 이용한 출력 전압 변화를 이용하여 $g_m$을 변화하여 구현 시켰다. 내장된 ADC는 커패시터 분할 기법을 적용한 이중 배열 커패시터 방식의 D/A변환기와 비동기 제어 방식을 이용하여 저 전력과 저 면적으로 구현하였다. 일반 CMOS 0.18um 공정을 이용하여 칩으로 제작하였고, 전체 칩 면적은 PAD등을 모두 포함하여 $650um{\times}350 um$이다. 제안된 AFE의 전류 소모는 1.8V에서 6.3uA이다.
본 논문은 스위칭 소자의 턴.온과 턴.오프시에 발생하는 스위칭 손실을 저감사키기 위해서 ZVS을 이용한 Push Pull형 고주파 DC-DC 컨버터를 제안하고 있다. 직류전원으로 부터 리플이 적은 정전류를 공급하기 위혜 직류리액터가 공진리액터와 접속되어 있어서 부하단락시도 안정된 동작을 할 수 있다는 잇점이 있다. 스위치 양단에 연결된 커패시터$(C_1, C_2)$는 공진요 커패시터와 ZVS용 커패시터로 동시에 사용된다. 제안한 고주파 공전 DC-DC 컨버터의 해석시 정규화 파라미터를 도입하여 범용성 있게 해석 하였으며, 설계시 기초자료가 되는 특성 평가를 하고 있다. 실제 MOSFET를 사용한 실험장치를 제작하여 설함치와 이론치를 비교.검토하여, 이론해석의 정당성을 입증하고 있다.
화재 현장은 정전과 연기와 유독가스로 인해 열영상카메라 및 제논탐조등으로도 전방 가시거리 1m를 확보하기 힘든 것이 현실이다. 화재현장의 연기입자를 분석해보면, 파장 $5{\mu}m$ 이하의 흰색 연기일지라도, 가시거리가 1미터 이상이 되면 기존의 열영상 카메라 등을 이용할 경우 전방시야 확보가 어렵다. 입자 파장 $5{\mu}m$ 이상의 검은 연기에는 화학소재와 가스, 물분자가 섞여 있어 단일 센서가 아닌 다양한 센서를 이용한 공간투과 센서 기술이 필요하다. 전방 안전시야 확보를 위해 연기투과 및 공간정보 가시화를 위한 라이다 센싱 기술이 필요하다. 본 논문에서는 32bit CPU코어 및 주변회로를 갖춘 정보처리 시스템의 인터페이스를 설계하였다. 또한 라이다 센서와의 인터페이스를 구현하고 이를 시뮬레이션 하였으며 이를 통해 향후 휴먼 증강 소방헬멧의 정보처리 시스템을 구현 가능한 인터페이스를 제공하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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