저궤도 위성의 배터리는 일반적으로 임무 및 식 구간에서의 부족한 전력 공급을 위해서 사용 되며, 버스 전압에 연결되어 있는 경우 출력 필터의 일부 기능을 담당하게 된다. 따라서 배터리의 주요 설계 요인은 전력 요구 분석을 통해 에너지 균형조건을 맞추기 위한 설계가 일반적이고, 배터리를 이용한 출력 전력 필터의 역할은 설계의 요인에 포함 되지 않는다. 하지만, 배터리는 전력 공급의 역할이외에도, 출력 전류의 변동이 극심하거나, 주기적으로 일정한 출력 변동을 발생하는 로드 등에 대한 필터 역할로써도 사용이 가능하다. 출력 커패시터를 배터리로 대체 할 경우 inrush 전류의 감소 및 추가적인 보호회로의 설계의 불필요 등의 장점을 가지고 있다. 배터리를 위성의 전력 공급을 위한 목적으로 사용하는 경우에는 전력 요구 분석을 통한 설계가 타당하나, 출력 로드 변동에 따른 영향을 줄이기 위해 필터로써 배터리를 사용하는 경우에는 사이즈 및 임피던스에 대한 추가적인 분석이 요구 된다. 따라서 본 논문에서는 저궤도 위성에서의 출력 전력 필터로 배터리를 이용한 설계 방안 및 성능 분석을 수행 하였다.
본 논문에서는 기존 HEV의 단점을 보완한 일정 엔진-발전기 출력/가변 전지 출력의 직렬형 HEV를 제안하고 직렬형 HEV 등가실험장치를 구성하였다. 제안된 연계운전방식은 엔진/발전기 출력을 일정하게 유지해서 전동기에서 요구하는 출력이 발전기를 출력보다 크면 전지에서 방전을 하고 전동기에서 요구하는 출력이 발전기 출력보다 작으면 전지에 충전을 하게된다. 내연기관 시뮬레이션과 로드 프로파일을 통한 실험결과로부터 적은 배기가스 방출량과 높은 에너지 효율을 갖는 직렬형 HEV 최적운전방식으로 이용될 수 있음을 증명하였다.
최근 모바일 디바이스의 다양화에 따라 여러 가지 출력사양과 호환 가능한 Charger가 요구되는 추세이다. 따라서 본 논문에서는 다양한 출력시스템을 구별하여 인지할 수 있는 Smart Charger에 필요한 부하시스템 인식 알고리즘을 제안한다. 제안한 부하시스템 인식 기술은 Linear Regulator를 이용하여 출력 전압을 가변시켜 부하시스템이 요구하는 출력사양을 찾는 방식으로 하나의 Charger로 다양한 출력사양을 가진 디바이스와 호환이 가능하다. 제안방식의 우수성과 신뢰성 검증을 위하여 2가지 출력 사항에 대한 인식 및 출력이 가능한 시작품을 제작하여 제안 알고리즘의 타당성을 검증한다.
본 논문은 CVCF 인버터 출력전압을 정현파로 제어하는 기법을 제안한다. 왜곡이 없는 깨끗한 정현파 출력전압을 요구하는 AVR이나 UPS에 적용이 가능하다. 변동 부하나 비선형 부하에 대해서도 출력을 안정되게 제어할 수 있는 장점이 있다. Backstepping 제어 기법을 이용하여 인버터 출력전류를 가상 제어변수로 선정하고 콘덴서 양단전압이 지령값을 추종하도록 가상 제어변수를 조절하고 이를 위해 인버터 출력전압인 입력 제어변수를 조절한다. 출력 필터의 L값의 변동을 고려하여 Adaptive parameter 보상 알고리즘을 적용하여 정밀한 Parameter값을 요구하는 Backstepping 기법의 단점을 보완하였다. 제안한 알고리즘의 타당성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
가장 효과적인 모멘텀 교환장치인 CMG(Control Moment Gyro)는 고기동성이 요구되는 위성에 필수적이다. 본 논문에서는 고기동성이 요구되는 소형 인공위성을 위한 Single-Gimbal CMG(SGCMG)에 대한 하드웨어 개발에 필요한 동역학식을 정리하였으며 이를 사용하여 CMG 설계에 필요한 요구사항이 도출되었다. 또한 도출된 요구사항에 따라 출력토크가 1.2Nm인 소형 CMG 성능검증 모델이 제작되었으며, 에러분석 및 성능시험이 수행되었다. 최대 출력토크, 김벌 과도응답특성, 최소 출력토크, 출력토크오차, 김벌 각속도 오차 등을 성능시험 항목으로 선정하어 실험 측정하였고, 시험 결과를 통해 설계 결과를 검증하였다.
본 논문은 안전 무결성 레벨이 4(: Safety Integrity Level 4)인 안전 관련 시스템에 적합한 출력 모듈의 구조를 설계하였고, 설계된 출력 모듈에 요구되는 정량적 목표치의 수준을 제시하였다. 특히 다양한 출력 방식 중에서 릴레이 출력 신호와 아날로그 신호로 구성된 출력 모듈이 안전 기능을 수행하는 시스템의 구성 요소인 경우를 적용하였다. 분석 방법은 FMEA(: Failure Modes and Effect Analysis), FTA(: Fault Tree Analysis) 방식을 이용하였다. 그 결과로 철도 응용 규격인 IEC 62425의 요구사항을 준수하는 SIL4 안전 관련 시스템의 출력 모듈의 구조와 고장빈도인 정량적 목표치를 제시하였다.
전자산업 부문의 친환경 대응이 이슈화 되면서 전자기기의 대기전력 소비감소를 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 전자기기의 대표적인 전원공급장치인 Switched Mode Power Supply(SMPS)의 경우 부하기기의 대기모드 시 극도로 낮은 출력전력에서 고효율을 달성해야 하는 요구가 높다. 특히 많은 SMPS들이 부하기기의 요구에 의하여 다출력 컨버터로 설계되어 있는데, 이러한 다출력 구조에서 대기모드 시 불필요한 출력을 절체함과 동시에 저전력에서 고효율을 내기가 쉽지 않다. 또한 다출력 구조로 인한 Cross Regulation 문제를 극복해야 하는 과제가 있다. 따라서 본 논문에서는 단일 컨버터 혹은 복수의 컨버터로 구성되어 있는 다출력 컨버터에서 대기전력 개선을 위한 Secondary Side Post Regulator(SSPR), 전류모드, Power Sequence 제어기술을 제안하고, 대기전력과 더불어 SSPR의 Cross Regulation 특성 개선을 검토하였다. 그리고 제안한 기술이 구현된 다출력 구조의 110W와 270W급 SMPS를 제작하여 회로의 타당성 및 우수성을 검증하였다.
그 어느때보다 급속한 디지털화를 실현한 2002년에는 디지털카메라의 판매증가로 인한 디지털 출력 욕구가 늘고 온라인 디지털출력시장이 급성장했던 한해였다. 2003년 또한 이러한 성장세가 이어져 디지털장비의 저변 확대와 고객의 다양한 요청의 증대로 디지털장비의 급속한 보급이 기대되고 있다. 이러한 시장의 요구에 맞추어 각 메이커에서는 고객의 요구를 더 충족시킬 수 있는 장비의 개발과 사진사업 전체의 발전을 위하여 상호 협력이 요구되고 있다.
각종 신호의 디지털 전송에서 Modulation기법에 의해 발생되는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 전송 신호의 선형성을 보장하기 위하여 고출력 증폭기의 Back-off를 요구하게 된다. 이러한 고출력 증폭기의 Back-off요구로 인하여 원하는 출력에 비해 높은 전력소모량이 필요하여 대출력을 요구하는 장비의 소형화는 크게 제한을 받게 된다. 본 논문에서는 PAR을 감소하기 위한 CFR(Crest Factor Reduction)기법을 위성 DMB용 Gap Filler에 적용하여 장비 크기를 소형화한 사례에 대해 소개한다. 전송신호의 품질에 대한 영향을 최소화 하면서 PAR을 감소하기 위한 방안을 위해 도입된 Simulation 결과와 CFR기법을 적용한 장비에 대한 성능시험 결과 및 필드 테스트 결과에 대해 소개한다.
벡터제어는 V/F운전에 비해서 높은 기동 토크와 과부하시 효율적인 전류 제한이 가능한 장점으로 인하여 고성능이 요구되는 부하에 적용이 확대되고 있다. 하지만 출력전압이 V/F운전과 같이 주파수에 따라서 결정되지 않고, 모터파라미터와 D축전류에 의해 결정되므로 정격부하에서 출력전압이 작아지는 경우 출력전류가 정격전류 보다 지나치게 커지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 기존 약자속 운전에 적용되었던 전압제어기를 사용하여 출력전압을 제어하는 용도로 사용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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