미니트램(Mini-Tram)은 승하차 시간 동안 정거장에서의 무선급전 방식에 의한 급속충전(약, 2분 30초 이내)을 통해 에너지를 공급받으며, 운행 시 차상에 설치된 에너지저장 매체(LIC: Lithium-Ion Capacitor)로부터 전기에너지를 공급받아서 운행된다. 차량에 요구되는 에너지 소모량을 분석하고 이에 맞춰서 저장 매체의 직-병렬 구성 및 전력 변환 장치(Regulator 및 DC-DC 컨버터 등)를 설계하는 것은 전기 구동 차량인 미니트램의 설계에서 매우 중요한 부분이다. 본 논문에서는 미니트램 시스템을 개발하는 과정에서 수행된 에너지공급시스템의 사양 선정을 위한 에너지 소모량 예측과 더불어 이와 관련된 주행저항 및 주행성능 분석에 대해서 다룬다.
전력변환 장치에서 기존의 PID 제어기의 해석적인 해를 얻는 것은 매우 어려운 일이다. 최근에 단상 UPS용 인버터 시스템에서 CRA 기법을 이용한 새로운 제어알고리즘을 바탕으로 시스템의 제어기의 제어상수를 해석적으로 접근하여 좋은 성능을 얻은 바 있다. CRA 기법은 해석적으로 시스템의 응답속도 및 오버슈트를 임의의 제한범위 내로 설계할 수 있도록 하는 장점이 있다. 이러한 CRA 기법을 사용하여 컨버터 제어기 설계부분에 적응하여 해석적인 해를 얻고 PSiM 시뮬레이션을 통해 오버슈트와 빠른 응답을 확인한다.
자동차에서 발전기는 engine의 기계적 energy를 전기 energy로 변환시켜 engine의 발동, light, radio및 여러가지 계기등에 전류를 공급하며 잉여전력을 축전지에 저장한다. 이러한 자동차용 발전기는 1900년 중반기까지 직류발전기를 사용하였으나 1960년 초기부터 반도체개발과 더불어 저속출력특성이 우수한 교류발전기와 정류기를 병용하였다. 그러나 1960년 하반기부터는 자동차의 고속화, 차내의 라디오, TV시설, 각종 전자제어장치등의 급속한 발달로 보다 안정도가 높은 전원의 공급이 필요하게 되었다. 또한 자동차사용이 일반화됨에 따라 최소의 유지보수를 요하는 발전기를 추구하게 되었다. 이에 따라 미국, 영국, 불란서 등 선진공업국에서는 브러시가 필요없는 발전기의 개발을 서두르게 되었으며 여러가지 형태의 Brushless generator를 개발하여 현재 사용하고 있다. 종래의 발전기에서 Brush와 slip-ring, 즉 금속의 회전마찰접촉을 통하여 계자권선에 전류가 공급됨으로 이에 따른 성능저하, 접촉부분에서 발생하는 arc로 인한 폭발위험 및 전자장치에 주는 방해, Brush 마모로 인한 유지보수등의 단점을 주고 있다.
본 연구에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 새로운 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{DC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 연료전지용 전력변환장치를 제안하였다. 여기서 기존의 컨버터보다 부품수가 적고 제어가 용이하며, 대용량에 적합한 새로운 DC-DC 컨버터는 2차측에 스위치 $S_5,\;S_6$을 추가로 구성하여 위상천이 폭을 조절함으로써 출력 전력을 제어할 수 있으며, 넓은 출력 전압 조정에서도 $93{\sim}97[%]$의 효율을 얻을 수 있다. 그리고 연료전지와 유사한 출력 특성을 갖는 연료전지 시뮬레이터를 구현하였으며, 적절한 데드 타임 td을 제어하여 고주파 변압기의 여자 전류의 피크값과 고주파 변압기 1차측 전류가 일치하는 부분에서 소프트 스위칭을 실현 시켰다. 또한 직렬 인덕턴스 La를 추가적으로 적절하게 설정하여 2차측의 스위치와 직렬 다이오드에 발생하는 서지 전압과 경부하시에 발생되는 도통 손실을 저감시켰다. 끝으로 TMS320C31보드와 EPLD를 이용한 PWM 스위칭 기법에 의해 동작하는 단상 인버터를 설계, 제작하여 가정용 교류전압 공급에 유용하게 활용할 수 있다.
본 논문은 소형.저전력 환경에 적합하게 개발된 HIGHT 블록 암호 알고리즘의 소형?저전력화된 하드웨어 구조를 제안하고 성능을 분석한다. HIGHT 알고리즘은 일반화된 Feistel 구조의 변형된 형태를 취하고 있다. 설계된 HIGHT는 암.복호화 기능을 내장하고 있으며 소형 설계를 위하여 모든 변환 과정이 하나의 블록으로 설계되어 중복된 부분을 최소화 하였다. 성능 향상을 위하여 32비트 서브키를 1 클럭에 출력되게 하였다. 제안된 암호 회로를 Hynix $0.25-{\mu}m$ 표준 CMOS 공정에 적용한 결과, 2,658 EG의 회로 크기를 가진다. 그리고 2.5V 동작 전원과 100kHz의 클럭 주파수로 동작시켰을 경우의 $10.88{\mu}W$의 소비 전력 특성을 나타냈다. 본 논문에서 제안된 HIGHT 암호 회로는 수동형 RFID 태그나 스마트 IC 카드와 같은 소형.저전력의 회로에 적용 가능하다.
연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 380[VDC]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[VAC]로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 연료전지 시스템용 고효율 DC-DC 컨버터는 위상천이 PWM 제어법을 이용하여 부분 공진에 의한 ZVS를 실현하였으며, 일정 스위칭 주파수화 및 스위치의 스위칭 손실, 피크 전압과 전류를 저감시켰다. 그리고, 정류회로에 2개의 인덕터를 첨가하여 리플성분이 저감된 직류전압과 전류를 부하측에 안정하게 공급할 수 있었다. 또한, 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 92[%]정도 얻을 수 있다. 이상과 같이 결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.
탄화규소 전력반도체 소자는 실리콘 전력반도체 소자에 비해 우수한 물질특성을 갖고 있어 성능 측면에서 뿐 만 아니라 전력변환장비의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 새로운 반도체 소자이다. 특히 unipolar 계열의 소자에서 괄목할 만한 특성을 보이고 있다. 현재 쇼트키 장벽 다이오드의 경우 5kV급, UMOSFET의 경우 3kV급의 소자까지 보고되고 있으며 반도체 물질 중에서 가장 활발히 연구가 진행되고 있는 분야 중의 하나이다. 단결정성장 분야에서도 3인치 급이 상용화 되었으며 4인치 크기의 웨이퍼의 상용화가 조만간 실현될 것으로 기대되고 있다. 이러한 기술적 발전을 토대로 600V, 1200V급 쇼트키 다이오드가 PFC boost 용으로 시판되고 있으나 아직은 다른 반도체 소자에 비해 미미한 실정이다. 현재에는 $250^{\circ}C$까지의 온도영역에서 실리콘 SOI(Silicon on Insulator) 소자가 주로 사용되고 있다. 그러나 $300^{\circ}C$를 넘는 온도 영역에서는 실리콘으로는 한계가 있고, 특히 SOI는 전력소자에 적용하기는 한계가 있어 주로 저전력 고온소자가 필요한 부분에 적용이 되고 있다. 따라서 전력용에 적합한 고온소자로 탄화규소 소자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 추세로 보아 $200-300^{\circ}C$ 영역의 응용분야에서는 SOI와 탄화규소가 함께 적용될 것으로 예상되며, $300^{\circ}C$를 넘는 온도영역에서는 탄화규소 소자의 우월적 지위가 예상된다. 이러한 이유로 탄화규소 반도체소자의 응용 분야는 크게 확대될 것으로 예상되며 국가적 차원의 지원 및 육성이 요구되는 분야 중의 하나이다.t로 사용한 소자보다 발광 소광 현상이 적게 일어난 것에 기인하였다고 생각된다. 두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기
소각로를 포함한 다양한 산업설비의 배폐열은 열병합 등의 다양한 방법을 통해 재활용되고 있으나 에너지의 효율적 사용과 편의성을 고려할 때, 단순한 온수공급 등의 방법보다는 전력으로서의 재활용이 매우 필요하다. 특히 재활용이 어려운 $400^{\circ}C$이내의 중저온급 폐열원을 발전할 수 있는 유력한 방안으로 열전발전기술이 최근 부각되고 있다. 열전발전은 발전모듈의 변환효율이 7~10%이고, 시스템 효율은 5%내외로 증기발전에 비해서는 낮지만 기계적 가동부분이 없어 고장발생이 적고 기동정지가 용이하며 열이 있으면 바로 발전이 가능한 차세대 친환경 발전기술이다. 본 연구에서는 현재까지 시도, 개발되지 못한 $100^{\circ}C$에서 $400^{\circ}C$내외 온도영역인 중저온급 소각폐열 회수를 위한 목적으로 중온용 열전발전소재 및 모듈과 저온과 중온에 각기 대응하여 폐열발전의 효용성을 높인 복식열전발전시스템을 개발 중에 있다. 본 고에서는 현재까지 진행된 일부 연구내용들을 소개하고자 하였다.
이 논문에서는 다매체(Multi-Media)를 지원하는 변환 확산 이득을 가지는 직접수열 다중접속 시스템(Variable Processing Gain DS/CMA System)에 대해 생각한다. 서로 다른 전송율과 서로 다른 전송 전력을 가지는 두 가지 유형의 정보원이 같은 채널로 전송된다고 가정한다. 각 유형의 정보원에 대한 상관 수신기에서의 평균 신호 대 잡음비를 확산 부호간의 부분 상관함수들의 함수로 유도하였다. 매체간의 전송율의 차이가 클수록 랜덤 확산부호를 가정에 의한 평균 신호 대 잡음비가 실제값과 큰 차이(최대 1dB 이상)를 나타냄을 확인하였다. 본 연구의 결과는 다매체 직접수열 대역확산 다중접속 시스템 설계에 필요한 분석적인 도구로 이용될 수 있다.
본 논문에서 PC 컨텐츠의 활용을 극대화시키는 부가기능을 갖는 다중 LCD(Liquid Crystal Display) 시스템을 개발하였다. 이는 host LCD와 slave LCD로 구성되어 있다. Host LCD는 NTSC(National Television System Committee), PAL(Phase Alternation Line), SECAM(S$\acute{e}$quentiel couleur avec m$\acute{e}$moire) 신호를 받아 영상 및 음성을 데코딩하여 출력한다. 이 데코딩된 신호들을 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 신호로 변환하여 slave LCD단으로 전송을 하는 기능을 갖는다. 그리고 CF 메모리, USB 메모리등을 장착하여 멀티미디어 데이터를 출력하도록 한다. Slave LCD는 host LCD와 달리 튜너부분이 없고 메모리 장착이 되지 않아 자체 TV 신호 수신 및 영상 신호 재생을 하지 못한다. 다만, LVDS 영상 신호를 받아 LCD 팬널에 출력하는 기능만 갖도록 한다. 본 논문에서 개발한 다중 LCD 시스템은 제품이 단순하여 상대적으로 고장률이 낮고, 가격이 저렴하고 제어부분의 간소화로 디스플레이의 전력이 낮으며, host LCD의 채널, 볼륨 및 영상 출력에 대하여 전체 slave LCD를 제어할 수 있는 제품으로서의 가격 및 기능 경쟁력을 갖추고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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