전기는 생산, 공급하는 전력회사와 사용, 소비하는 수용가 사이에 전기사용량을 계량하여 요금을 부과하는 장치로 전력량계를 수용가에 부설하여 부하에서 소비하는 전기에너지를 측정하고 있다. 현재 전력거래용으로 사용하고 있는 전력량계는 대부분이 기계적으로 기능이 단순하기 때문에 수요조적, 부하조절, 공급조절 등의 목적으로 기능이 다양한 전자식 전력량계를 적용하게 되었으며 또한 자동원격검침 시스템을 추진하고 있는 실정이다.
본 논문에서는 높은 역률을 가지는 PFC(Power Factor Correction) 컨버터와 높은 고주파 전압을 발생시키는 단상 하프브리지 인버터를 채용한 오존발생기를 소개한다. PFC 컨버터를 채용하여 기존의 오존발생기용 전원장치에 비해 입력 역률, 전원공급체계와 보호 장치를 개선하였으며, 3kW급의 프로토타입을 구현하고 시뮬레이션 및 실험을 통하여 전원장치의 안정성 및 입력에 대한 높은 역률(0.99이상)을 확인하였다.
기존의 AC 전력전달 기반의 데이터센터를 고효율의 DC 데이터센터로 변경에 관한 연구가 활발히 진행중이다. 그 중 랙 준위 DC 전원공급장치는 기존 데이터센터의 전력구조 변화 없이 랙 레벨에서 DC 전원을 서버에 공급하는 방식으로 기존 AC 데이터센터에 적용 가능한 최적의 기술이다. 본 논문은 ETRI가 개발한 데이터센터의 랙 준위 DC 전원공급장치 특징에 관한 내용을 담고 있다. 본 장치는 부하에 따라 효율을 최적으로 제어하는 지능적 제어 기법을 사용하며, 랙 준위 N+ 1 전력 이중화로 높은 안정성을 제공하고 있다. 또한 랙 준위 전력 및 랙 주위 온/습도정보의 실시간 웹 모니터링 기능을 제공하고 있다.
다양한 분야에 적용이 확대되고 있는 무선 센서 네트워크 기술은 센서들의 전력공급 및 전원관리 문제가 가장 큰 핵심이 되고 있다. 이러한 이유에서 새로운 개념의 전력공급장치와 전원관리장치가 요구된다. 이에 본 논문에서는 송전선에 흐르는 전류를 이용하여 전자기유도 원리에 의한 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 별도의 외부 입력 없이 센서노드에 안정적인 전력을 공급하는 자율독립전원 시스템을 개발하였다. 제안한 자율독립전원 시스템은 Power CT를 활용한 전력공급장치와 충전회로를 포함한 전원관리장치로 구성되었다. 전원관리장치는 배터리의 충전의 안전성을 확보하기 위하여 전압제한회로, 충전전압/전류 모니터링 회로를 적용하였다. 제안된 시스템의 성능검증을 위하여 SVL진단장치에 적용하여 실험한 결과 안정적으로 운용됨을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 고효율 고역률 LED 조명장치용 전원공급장치를 제안한다. 제안한 전원공급장치는 풀브리지 다이오드 정류기와 플라이백 컨버터로 구성된 단일단 전력구조이며, 이에 따라 하나의 제어기 IC와 하나의 전력반도체스위치만을 사용하여 역률개선과 출력전압조정을 동시에 수행한다. 또한 제안한 전원공급장치는 회생스너버를 이용하여 주스위치의 전압스트레스와 스위칭손실을 감소시키며, 동기정류기를 이용하여 시스템 효율을 향상한다. 적용된 동기정류기는 새로운 전압구동형이며 동작과 구성이 간단하다. 본 논문에서는 역률개선부와 주전력변환부의 동작분석을 통하여 제안한 전원공급장치의 동작원리를 설명하고 동기정류기의 동작에 관하여 간략하게 설명한다. 또한 40W급 프로토타입 전력회로의 설계예시를 제시하며, 설계된 회로파라미터들에 의해 제작된 프로토타입의 실험 결과를 통하여 제안한 전원공급장치의 동작특성을 입증한다.
한전에서는 수요관리의 하나의 방법으로 심야전력요금제도를 운영하고, 심야축열기기를 보급하여 기저부하증대 및 부하율을 개선하기 위한 많은 노력을 기울이고 있다. 최근 유가상승 등의 원인으로 1999년과 2000년에 심야전력 난방기기의 급격한 보급증가로 인한 심야시간대 동계 최대 전력수요가 발생하여 22시 이후 단시간 부하급증으로 일부지역의 배전선로 회선용량부족 및 부하불평형으로 정전을 유발하게 되는 등 많은 어려움이 발생하였다. 본 논문은 심야수요급증으로 인한 대책의 일환으로 축열식 심야난방기기에 대하여 심야전력의 공급시간 자동제어장치를 개발하였다. 축열 잔열량을 측정하여 그 잉여량 만큼의 시간동안 심야전력의 공급을 지연하여 심야전력 공급초기에 집중되는 심야기기의 가동을 억제하여 심야부하를 분산하게 된다. 이로써 축열식 난방기기에 의한 동계 최대 전력수요 발생을 억제하여, 배전선로의 효율적인 운영에 기여할 것으로 기대된다
본 논문에서는 무정전 전원공급장치의 제어와 LAN 환경에서의 원격관리를 위한 통신·제어보드의 개발에 대해서 기술하였다. 개발된 통신·제어보드는 범용 마이크로컨트롤러와 이더넷 컨트롤러로 구성되었고 무정전 전원공급 장치를 제어하는 기능과 원격의 관리자와 데이터 통신 기능을 갖는다. 원격관리 방식은 TCP/IP 환경의 표준 네트워크 관리프로토콜인 SNMP(Simple Network Management Protocol)를 사용하였다. 또한 원격에서 무정전 전원공급장치의 상태를 모니터링하고 관리할 SNMP 관리 프로그램을 제작하였다. 제안된 시스템은 기존의 무정전 전원 공급장치의 원격관리 시스템에 비해 효율적이며 안정한 동작을 한다. 본 시스템의 안정성과 신뢰성을 실험을 통하여 입증하였다.
본 논문은 달착륙선의 개념설계를 위하여 고려한 전력시스템의 설계와 달착륙선의 지상시험모델용 추력기 밸브구동 전원장치 개발에 대해 기술하였다. 달착륙선의 임무특성을 고려하여 전력시스템의 구조를 검토하고, 극한의 온도환경에서 달착륙선의 임무수행을 위하여 필요한 전력에너지를 충분히 공급할 수 있도록 태양전지 배열기와 배터리의 용량, 그리고 전장품의 용량을 설계하였다. 특히 경량의 달착륙선 개발을 위하여 고효율의 태양전지를 이용한 태양전지 배열기와 리튬-이온 배터리를 검토하였다. 극한의 우주환경에서 태양전지배열기의 동작특성을 검토하고 생성될 수 있는 최대 전력을 분석하여 최적의 태양전지 배열기의 면적을 분석하고, 장시간의 월식을 고려하여 배터리의 방전특성에 따른 배터리의 전압특성을 검토하였다. 그리고 달착륙선의 전력시스템 개념설계의 타당성 검토를 위하여 유럽에서 개념설계 중인 달착륙선의 전력시스템 사양과 용량에 대해 비교검토를 수행하였다. 현재 개발중인 지상검증모델용 달착륙선의 전력시스템 설계와 추력기 밸브구동 전원장치의 개발에 관해 기술하였다. 지상검증용 전력시스템은 태양전지배열기의 장착 없이 배터리의 전력만을 사용하여 지상검증모델용 달착륙선의 부하에 전력을 공급할 수 있도록 설계되었다. 달착륙선 지상시험모델의 비행시간과 임무에 따른 부하특성을 고려하여 상용 리튬-이온 배터리의 용량을 선정하였으며, 부하의 전력을 고려하여 간단한 보호회로를 설계하였다. 그리고 지상검증용 전원시스템은 추력기의 밸브구동을 위한 추력기 밸브구동 전원장치, DC/DC 컨버터 전원 모듈, 모니터링 모듈, 그리고 위급상황에서 전원을 차단하기 위한 "Emergency STOP" 모듈로 구성되어 있다.
본 논문은 척추 건강관리기의 구동을 위한 가변형 전원 공급장치에 관한 논문이다. 본 시스템은 의료용 및 척추 마사지를 위한 장비로서 인체에 접촉하는 경우가 많고 높은 안전성을 요구하기 때문에 안정적인 전원 공급이 필요한 시스템이다. 본 시스템을 구동하기 위해서 100W의 전원이 필요하여 비교적 간단하고 절연타입의 Forward Type의 토폴로지를 적용하여 시스템에서 요구하는 전원을 공급하도록 회로를 설계 하였으며, 이를 시스템에 적용하여 성능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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