세계제2차대전이후, 급속도로 발전해온 전기 및 전자공학으로 말미암아 현재의 시대를 electronic시대라고 불러도 과언이 아니다. 이러한 전자공학의 발전으로 수많은 전자장치소자가 새로이 개발되었다. 그중에서 전기 및 전자회로에서 없어서는 안될 싸이리스터라는 반도체소자가 있다. 싸이리스터의 특성을 응용하여 정지스위치로서 과전압보호회로, 지연회로, 온도조절기, 전자충전용, 조정기, 변압기탭전환, 용접기의 제어회로등에 이용되며 위상제어용으로 조광회로, 전기로의 온도제어, 전동기의 속도제어, 직류전동기의 주전류제어회로에 이용되고 전류기로서 정전압전원, 정정류전원으로 이용하며 쵸퍼, 인버어터로서 직류를 단속시키며 다시 교류로 변환하여 전압을 변화시킬 수 있다. 이밖에 정류자나 부러쉬가 없는 모터를 제조할 수 있다.
본 논문은 스위치 동작 듀티에 따른 등가임피던스가 광범위하게 변화 하는 벅부스트 컨버터를 이용하여 전자식, 자기식 안정기 모두 호환 가능한 LED(Light Emitting Diode) 구동회로를 제안한다. 현재 사용되는 안정기는 상용 주파수를 출력으로 가지는 자기식 안정기와 LCC 인버터를 거쳐 수십kHz 주파수 출력을 가지는 전자식 안정기가 있다. 제안 회로는 안정기출력 주파수 특성 차이를 이용하여 High Pass Filter(HPF)를 통해 전자식 또는 자기식 안정기가 연결되었음을 감지하여 서로 다른 제어방식으로 동작시킴으로써 전자식 및 자기식 안정기 모두 호환이 가능하다. 본 논문에서 제안된 회로의 우수성을 검증하기 위하여 이론적 분석 및 16.8W급 LED 구동회로에 적용한 실험결과를 제시한다.
본 논문에서는 콤팩트 형광램프용 Dimming형 전자식 안정기의 설계에 있어서, 인버터 공진탱크의 커패시턴스값을 변화시킬 때 전압이득곡선을 분석하여 최적의 회로정수를 결정하는 방법을 제안하였다. 또한 하프브리지 인버터회로의 회로정수에 대한 PSpice 시뮬레이션을 행하여 램프전압과 전류값을 구하였고, 실제 전자식 안정기를 제가하고 시동특성과 조광특성을 비교분석하였다. 시동특성은 일반 전자식 안정기와 거의 동일하였으며, 조광특성은 전체 광출력의 5%까지 안정동작되어, 제안된 방법이 뛰어남을 확인하였다.
전자식 안정기 회로구성은 EMI 필터부분과 고주파 공진인버터 그리고 안정기 출력을 제어하는 출력전압 및 주파수를 제어하는 부분으로 구성되며 half-bridge LCC 직렬공진회로가 주로 사용되고 있다. 고주파로 점등하기 때문에 음향공진 현상이 발생하여 아크의 떨림으로 인한 제반 요소들을 해결하기 위한 제어회로를 설계하여 해결한다. 본 논문에서는 메탈할라이드 램프와 전자식 안정기 회로의 시뮬레이션 데이터를 활용하여 전자식 안정기의 입력전압 변동시 출력을 일정하게 유지하는 정전력 회로 방식을 설계하여 보다 안정화된 400W급 전자식 안정기를 설계하고 시작품을 제작하여 얻은 결과를 검증하였다.
본 논문에서는 형광등 용 전자식 안정기 호환을 위한 LED 구동회로를 제안한다. 일반적인 전자식 안정기는 기본적으로 부하 전류제어를 하지 않으므로 형광등보다 소모전력이 낮은 LED 구동 시 과도한 전압상승이 발생된다. 따라서 기존의 전자식 안정기 호환용 LED 구동회로의 경우 소자내압을 낮추기 위해 과도한 Damping에 의존하므로 효율이 저조하고 안정기 호환성이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 반면 제안된 회로는 별도의 Damping 회로없이 LED 구동회로의 등가 임피던스를 시비율에 따라 가변 함으로써 기존 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다. 최종적으로 호환성 및 동작성능에 대한 타당성 검증을 위해 20W급 전자식 안정기에 적용하여 고찰된 실험결과를 제시한다.
단열회로를 이용한 8-b×8-b 파이프라인 승산기와 4가지 위상을 가지는 전원클럭을 공급하기 위한 개선 된 구조의 전원클럭 발생기를 설계하였다. 전원클럭 신호선의 전하는 복원되어 에너지 소모를 줄인다. 단열회로는 ECRL 형태를 기본으로 하였으며 0.6㎛ CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 개선된 전원클럭 발생기는 기존회로보다 4∼11% 정도 효율이 높았다. 모의실험결과 제안하는 단열회로 승산기는 CMOS 승산기보다 2.6∼3.5배 정도의 에너지를 감소시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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