• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.87-96
• /
• 2019

Low power issue is one of the most critical problems in the Internet of Things (IoT), which are powered by battery. To solve this problem, various approaches have been presented so far. In this paper, we propose a method to reduce the power consumption by reducing the numbers of accesses into the flash memory consuming a large amount of power for on-chip software execution. Our approach is based on using cooperative logging structure to distribute the sampling overhead in single sensor node to adjacent nodes in case of rare-event applications. The proposed algorithm to identify event occurrence is newly introduced with negative feedback method by observing difference between past data and recent data coming from the sensor. When an event with need of flash access is determined, the proposed approach only allows access to write the sampled data in flash memory. The proposed event detection algorithm (EDA) result in 30% reduction of power consumption compared to the conventional flash write scheme for all cases of event. The sampled data from the sensor is first traced into the random access memory (RAM), and write access to the flash memory is delayed until the page buffer of the on-chip flash memory controller in the micro controller unit (MCU) is full of the numbers of the traced data, thereby reducing the frequency of accessing flash memory. This technique additionally reduces power consumption by 40% compared to flash-write all data. By sharing the sampling information via LoRa channel, the overhead in sampling data is distributed, to reduce the sampling load on each node, so that the 66% reduction of total power consumption is achieved in several IoT edge nodes by removing the sampling operation of duplicated data.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권12호
• /
• pp.16-22
• /
• 2020

본 논문에서는 계통연계형 인버터용 LCL 필터 특성을 학계와 산업계의 대표적인 오프라인, 온라인 시뮬레이션 도구를 적용하여 LCL 필터와 L 필터의 차이점을 비교 분석하였다. 논문의 연구방법은 비교 분석 및 검증 방법을 적용하여 먼저 LCL 필터를 포함한 계통연계형 인버터 시스템의 수학적 분석과 모델링한 후 오프라인 시뮬레이션 도구로 시뮬레이션한 결과를 수학적 이론값과 비교하였으며, 마지막으로 실시간 시뮬레이터를 사용한 실험을 통한 검증과정으로 구성하였다. 3개의 시뮬레이션 툴을 사용하여 LCL 필터를 모델링 및 시뮬레이션하고 LCL 필터의 고주파 고조파에 대해 필터링 효과를 확인하였다. 먼저, LCL 필터의 전달 함수와 관련 수식을 소개하였으며, 이를 바탕으로 보드선도로 그 특성을 분석하였다. 또한 LCL 필터의 매개 변수에 따라 PSIM 및 MATLAB의 오프라인 시뮬레이션과 FFT를 통해 필터 특성을 확인하였다. 마지막으로 실시간 시뮬레이터인 Typhoon HIL402와 DSP 제어기를 연결하여 온라인 시뮬레이션 결과와의 일관성을 확인하였으며 LCL 필터의 필터링 특성을 시험으로 검증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.335-342
• /
• 2022

본 논문에서는 오디오 애플리케이션을 위한 단일 비트 3차 피드포워드 델타 시그마 변조기를 제안한다. 제안된 변조기는 저전압 및 저전력 애플리케이션을 위한 클래스-C 인버터를 기반으로 한다. 고정밀 요구 사항을 위해 레귤레이티드 캐스코드 구조의 클래스-C 인버터는 DC 이득을 증가시키고 저전압 서브쓰레스홀드 증폭기 역할을 한다. 제안된 클래스-C 인버터 기반 변조기는 180nm CMOS 공정으로 설계 및 시뮬레이션되었다. 성능 손실이 없으면서 낮은 공급 전압 호환성을 가지도록 제안된 클래스-C 인버터 기반 스위치드 커패시터 변조기는 높은 전력 효율을 달성하였다. 본 설계는 20kHz의 신호 대역폭 및 4MHz의 샘플링 주파수에서 동작시켜 93.9dB의 SNDR, 108dB의 SNR, 102dB의 SFDR 및 102dB의 DR를 달성하면서 0.8V 전원 전압에서 280μW의 전력 소비만 사용한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.119-125
• /
• 2022

소형 대공 추적레이다용 전원공급기는 시스템이 잡음의 영향 없이 빠르고 안정적으로 전원을 공급받을 수 있도록 해야 한다. 이를 위하여 신뢰성 있는 전원변환을 위하여 DC-DC 변환기를 많이 적용한다. 또한 DC-DC 변환기의 스위칭 주파수 노이즈가 시스템의 탐지 추적 성능에 영향을 줄 수 있는 False Alarm 과 Ghost 를 유발하지 않도록 해야 하며, 추적 레이다가 동작중 실시간으로 전원을 모니터링 할 수 있는 점검 기능을 보유하고 있어야 한다. 본 연구에서는 소형 대공 추적 레이다에 적용하기 위하여 +28VDC 입력을 받아서 최대 출력 𐩒𐩒𐩒 W, 효율 80% 이상(@100%부하), 출력 전원 6개의 다중 출력 스위칭 전원공급기를 개발하였고 효율 80% 이상을 달성하기 위하여 전력이 큰 출력에 대해서는 DC-DC 변환기를 적용하였고 나머지 소전력 출력에 대해서는 출력 전류 및 노이즈를 고려하여 리니어 레귤레이터를 적용하여 설계 제작하여 시험 결과 100% 부하조건에서 85%의 우수한 효율 특성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.63-70
• /
• 2023

본 연구는 선박 추진 축계의 무선 센서 시스템(WSS) 응용을 위한 용량성 무선 전력 전송(C-WPT) 시스템을 제시한다. 커플링 커패시터 양쪽의 단일 Q 팩터 및 회로에서 무효 전력제거를 위해 양면 LCLC 컨버터 및 변압기 토폴로지가샤프트에서 WSS용 회전식 C-WPT 시스템을 구동하도록 설계되었습니다. 170pF의 용량을 갖는 병렬 연결된 평행판 회전 커패시터가 설회전축의 C-WPT 시스템용으로 설계 및 구현된다. 실험 결과 C-WPT 시스템은 3mm 거리 및 1 MHz 작동 주파수에서 7.8 W 출력 전력으로 66.67 %의 전송 효율을 달성했다. 따라서 제작된 C-WPT 시스템은 회전축의 WSS에 전원을 공급할 수 있음을 증명하였다.

• Ocean Systems Engineering
• /
• 제13권4호
• /
• pp.349-365
• /
• 2023

Targeting a floating wave and offshore wind hybrid power generation system (FWWHybrid) designed in the Republic of Korea, this study examines the impact of the interaction, with multiple wave energy converters (WECs) placed on the platform, on platform motion. To investigate how the motion of WECs affects the behavior of the FWWHybrid platform, it was numerically compared with a scenario involving a 'single-body' system, where multiple WECs are constrained to the platform. In the case of FWWHybrid, because the platform and multiple WECs move in response to waves simultaneously as a 'multi-body' system, hydrodynamic interactions between these entities come into play. Additionally, the power take-off (PTO) mechanism between the platform and individual WECs is introduced for power production. First, the hydrostatic/dynamic coefficients required for numerical analysis were calculated in the frequency domain and then used in the time domain analysis. These simulations are performed using the extended HARP/CHARM3D code developed from previous studies. By conducting regular wave simulations, the response amplitude operator (RAO) for the platform of both single-body and multi-body scenarios was derived and subsequently compared. Next, to ascertain the difference in response in the real sea environment, this study also includes an analysis of irregular waves. As the floating body maintains its position through connection to a catenary mooring line, the impact of the slowly varying wave drift load cannot be disregarded. To assess the influence of the 2^nd-order wave exciting load, irregular wave simulations were conducted, dividing them into cases where it was not considered and cases where it was included. The analysis of multi-degree-of-freedom behavior confirmed that the action of multiple WECs had a substantial impact on the platform's response.

• 전자공학회논문지
• /
• 제52권5호
• /
• pp.51-57
• /
• 2015

본 논문에서는 생체 신호 처리를 위한 14비트 이상의 고 해상도를 갖는 A/D 변환기 설계를 위하여 공급 전압이 1.8V인 CMOS 델타-시그마 변조기를 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 4차 델타 시그마 변환기는 타임 인터리빙 기술을 이용하여 회로를 시간에 따라 재구성해 연산증폭기를 재사용하는 구조를 통해 차수에 따라 4개의 연산증폭기가 필요한 회로를 2개의 연산증폭기 만으로 구동 시켰다. 또한 스위치드 커패시터 적분기 구조상의 특징인 샘플링 시간과 적분 시간의 동작에 따라 샘플링 커패시터의 크기를 조절함으로서 저항 성분으로부터 발생하는 열잡음인 KT/C 잡음을 감소시킬 수 있는 회로를 제안하였다. 제안한 델타-시그마 변조기는 Magna 0.18um CMOS n-well 1 폴리 6메탈 공정을 이용하여 제작되었으며 제작된 칩의 측정 결과 전력소모는 1.8V 전원 전압에서 $828{\mu}W$이고 샘플링 및 입력 주파수가 256KHz, 1KHz일 때 최대 SNDR은 75.7dB, DR은 81.3dB로 측정되었다. KT/C 잡음 저감 회로가 적용되지 않은 회로에서는 최대 SNDR이 72.1dB 로 측정되어 KT/C 잡음 저감 회로가 적용되었을 때 약 3dB정도의 성능 향상을 나타내었다. 회로의 FOM은 41pJ/step과 142dB로 계산되었다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.10-24
• /
• 2007

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.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.180-188
• /
• 2013

W-대역 도파관 잡음원 교정을 위한 잡음 측정 시스템을 구성하고, 기본적인 특성에 대하여 논하였다. 잡음 측정 시스템은 상용 잡음 지수 분석기, W-대역 주파수 변환기, 그리고 국부발진기로 구성되어 있다. 일반적으로 잡음원 교정에는 Y인자법이 사용된다. Y인자법에서는 잡음 수신 시스템의 출력이 입력 잡음 전력과 선형적이라는 가정을 전제한다. 그러므로 잡음 측정 시스템의 선형성은 시스템의 성능을 결정하는 기본적인 파라미터이다. 잡음 측정 시스템의 선형성은 믹서부, 중간 주파수(IF)부, RF부로 나누어 평가하였으며, 각각 0.24 dB, 0.05 dB, 0.20 dB이다. 또, 잡음 측정 시스템의 잡음 지수는 7~17 dB로 평가되었다. 이 잡음 측정 시스템은 잡음원 교정뿐만 아니라, 여러 가지 전기전자 소자, 기기, 그리고 시스템의 잡음 특성 평가에도 활용될 것이다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.796-805
• /
• 2000

30dB의 선형이득과 2.6dB의 잡음지수 성능을 갖는 위성통신중계기용 30GHz대 저잡음증폭기 모듈이 MMIC와 박막 MIC기술로 개발되었다. 두 종의 MMIC 회로가 저잡음증폭기 모듈에 사용되었는데, 하나는 초저잡음용 MMIC 회로이고, 다른 하나는 광대역 고이득용 MMIC 회로이다. MMIC 회로 제작에 사용된 증폭소자는 0.15$mu extrm{m}$게이트 길이를 갖는 pHEMT이다. 두 개의 MMIC 회로를 상호 연결하고 저잡음증폭기 모듈을 완성하기 위하여 박막기술을 이용하여 마이크로스트립 선로를 구현하였으며, 안정된 DC 전원 공급을 위하여 후막기술을 이용한 바이어스 회로를 개발하였다. 저잡음증폭기 모듈의 입력측은 위성중계기의 안테나로부터의 신호를 받아들이기 위하여 도파관 형태로 설계되었으며, 출력측은 주파수변환부와의 접속을 위하여 K-컨넥터로 구현되었다. 모든 제작 공정에는 실제 위성용 부품 제작 기술이 도입되었으며, 위성중계기에 탑재되는 부품에 요구되는 온도시험 및 진동시험을 실시하였다. 제작된 저잡음증폭기 모듈은 동작목표 대역인 30~31GHz에서 30dB 이상의 이득, $\pm$0.3dB의 이득평탄도, 그리고 2.6dB이하의 우수한 잡음지수를 가진 것으로 측정되었다.