본고에서는, 국내외 대기전력 감소 프로그램 소개를 통해서 스마트 가전 시장의 대기전력 요구사항을 살펴보고, 해당 요구사항을 만족시키기 위한 기술 동향을 분석하고, 장기적인 스마트 가전 소모전력 감소를 위한 기술 방향을 제시하였다. 대기전력 감소 프로그램을 만족하기 위해서는, 전력반도체를 통한 수동대기 상태의 소모전력 감소 기술과 능동대기 상태의 소모전력 감소 기술개발이 동시에 추진되어야 한다. 더불어, 대학 및 연구소를 통한 장기적 지속적인 원천기술 확보와 기업들의 실험적 접근을 제공하는 인프라 구축의 동반 전략과, 더욱 강력한 대기전력 감소 프로그램의 실행을 통해 기술개발의 필요성을 폭넓게 증대시키는 전략적 접근이 바람직하다.
본 논문에서는 CDMA 계층구조 셀룰러 시스템에서 매크로 셀 기지국과 통신을 하는 고속 이동국과 마이크로 셀 기지국과 통신을 하는 저속 이동국의 비 그리고 소프트 핸드오프 영역 비에 따른 기지국이 받는 간섭전력과 시스템 용량을 구하였다. 매크로 셀 기지국과 통신을 하는 고속 이동국이 마이크로 셀 기지국과 통신을 하는 저속 이동국보다 많을수록 기지국이 받는 간섭전력은 증가하며 따라서 시스템 용량은 감소한다. 그러나 소프트 핸드오프 영역의 증가로 기지국이 받는 간섭전력은 감소하명 시스템 용량은 상당히 증가한다.
최근의 이동 통신 시스템용 전력 증폭기는 고전력, 고효율 특성을 가지며 또한 저왜곡 특성을 갖도록 요구되고 있다. 디지털 통신 시스템의 전력 증폭기는 상호 변조와 스펙트럼 재성장에 의한 인접 채널 간섭이 생기게 되며, 특히 광대역 디지털 통신 시스템에서는 인접채널 전력비 특성이 중요하게 이용되고 있다. 전력 증폭기의 통신 시스템에 대한 영향을 분석하기 위해 22Mcps로 대역 확산된 광대역 디지털 변조 신호원을 구현하고, ISM 밴드를 이용한 전력 증폭기를 설계하여 RZ, NRZ등 코딩방법에 따른 전력 증폭기의 비선형 특성인 인접채널 전력비 특성을 비교 시뮬레이션 및 측정하였다.
본 연구에서는 멀티탭에 근거리 무선통신(NFC) 모듈을 접목한 대기전력 차단 클라이언트 시스템의 개념을 제안하고, 클라이언트 시스템의 기본적인 하드웨어 구성과 소프트웨어 제어 개념도를 제시하였다. 이 시스템은 가정, 중/대형 사무실, 학원, 공장, 아파트 단지, 하우스 등 근거리통신을 이용하여 통합제어가 필요한 장소에 적용가능하다. 대기전력 관리 및 전력사용량 관리를 통하여 사무/가전기기들의 대기전력을 제어하여서 소비되는 총 전력을 줄이고, 전력 에너지 및 비용을 절감하는 효과가 기대된다.
전력설비의 용량이 커지고 전력계통이 복잡해짐으로서 고품질과 안정적인 전력공급을 하기 위해 각 계층간에 연계되는 데이터를 에러 없이 처리하는 프로토콜을 요구하게 되었다. 그러나 서울(EMS)과 광주(RCC) 또는 RCC와 SCC에 사용하고 있는 HDLC나 TCP/IP 통신 프로토콜은 속도의 지연, 에러 발생 등으로 신뢰성을 감소시키고 있다. 이론 개선하기 위해, 본 논문에서는 ICCP 통신 프로토콜을 적용하여 전력 설비의 원거리 제어를 위한 전력 통신시스템을 구현하였다. 오류보정을 위해서 프로그램을 수정하였으며, BLT 최적 조건을 적용하여 구현하였다. 전력통신 시스템에 ICCP 프로토콜을 적용하였을 경우 HDLC와 TCP/IP 프로토콜을 적용한 경우보다 에러가 감소하였다.
기존 형광램프의 조도 조절이 가능한 조광가변 전자식 안정기의 경우 조광 설정 스위치와 조광가변 전자식 안정기와의 상호 연계 동작을 위해 안정기와 스위치 사이에 전원선 이외에 별도의 통신선로를 포설해야 하고, 이에 따른 비용 증가와 시공상의 어려움이 있다. 이런 단점을 극복하기 위한 방법 중의 하나로 전력선 통신을 사용할 경우 기축 건물에도 보다 쉽게 시공할 수 있으며, 별도의 통신 선로 포설에 의한 비용 부담도 줄일 수 있다. 본 연구에서는 (주)젤라인에서 개발된 ARM9 코어를 내장한 전력선 통신 칩(XPLC30)을 이용하여 기존 조광가변 전자식 안정기에 전력선 통신 기능을 추가하여 조광설정 스위치와 안정기간의 통신이 전력선을 통하여 이루어질 수 있도록 하고, XPLC30의 여분의 프로세싱 능력을 활용하여 기존의 조광가변 전자식 안정기에서 사용하던 조광 제어 칩의 여러 기능을 XPLC30 칩이 대신 할 수 있도록 하는 전력선 기반의 조광 체어 칩의 구현에 대한 연구를 하고자 한다.
본 논문에서는 전력선 통신을 이용한 에어컨 피크 전력 제어 시스템을 개발하였다. 기존의 유선 RS-485통신 방식의 경우 별도의 통신 선로 설치가 필요하여 기존 건물에 설치하기 어려운 문제점과 무선 통신 방식의 경우 차폐된 공간에서는 설치가 용이하지 못한 문제점을 전력선 통신 방식을 채택하여 개선하였다. 기존에는 단상에만 적용된 것을 3상 4선식에도 적용할 수 있도록 개선하여 국내 모든 전기 환경에서 설치가 가능하도록 하였다. 전력선 통신을 이용한 타 시스템의 경우 전력선 모뎀을 별도로 부착하도록 되어 있으나 본 논문에서는 일체형으로 설계 구현하여 안정성 및 경제성을 높였다. 따라서 본 시스템의 가장 큰 장점인 설치의 용이성, 안전성과 경제성으로 인하여, 보다 확대 적용이 가능하여 에너지 절약이 절실히 필요한 현 시점에서 에어컨 피크 전력 관리 시스템의 활성화에 크게 기여 할 수 있을 것이다. 본 논문에서 구현된 시스템의 검증은 원격 에어컨 제어기 및 전력선 게이트웨이에 대한 설계 검증 시험과 전체 시스템의 필드 시험을 통해 성능 및 신뢰성의 우수함을 검증하였다.
현재 선박용 통신 네트워크의 구성은 RS-422, RS-485, CAN, EtherNet 기반의 물리계층으로 NMEA0183, NMEA2000, MiTS(Maritime information Technology Standards) 프로토콜을 지원하도록 설계하고 있다. 특히, 기존의 선박통신은 별도의 전용선을 설치해야하는 단점이 있다. 그러나, 기존의 통신방식과 달리 전력선 통신은 선박내부에서 사용하고 있는 AC220V /DC24V을 그대로 사용하는 장점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 이러한 물리계층을 지원하도록 선박내부의 전력선 통신망을 설계하여 NMEA0183 프로토콜을 지원하는 DC-전력선 통신(DC-PLC : DC-Power Line Communication) 기반의 브릿지를 설계하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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