• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.72-75
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• 2012

저궤도 인공위성에 사용되는 태양전력 조절기는 태양전지의 영향으로 일반적인 DC-DC 컨버터와는 다른 소신호 특성을 갖는다. 이로 인하여 벅-부스트 형 태양전력 조절기는 태양전지의 전류원 영역에서 평균전류모드제어가 불가능하다. 이 논문에서는 벅-부스트 형 태양전력 조절기를 의사-연속전류모드로 동작시켜 태양전지의 전 영역에서 태양전력조절기를 평균전류모드 단일 제어한다. 우선 의사-연속전류모드 벅-부스트 형 태양전력 조절기의 회로 동작을 설명하고, 소신호 전달함수를 구하고 이를 바탕으로 평균전류모드제어기를 구성한다. 최종적으로 모의실험을 통하여 의사-연속전류모드 벅-부스트 형 태양전력 조절기의 평균모드제어를 검증한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.135-139
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• 2012

디지털 제어기를 사용하면 태양전력 조절기의 전력변환 시 아날로그 회로로 구현이 불가능한 전력변환 제어 기법을 적용할 수 있으며 태양전력 조절기의 복잡한 운용 알고리즘을 구현할 수 있다. 디지털 제어기를 사용하여 태양전력 조절기의 입력 등가 임피던스를 저항 특성을 가지도록 정저항 제어하면 단일 정저항 제어기만으로 태양전력 조절기의 전류를 제어를 할 수 있다. 한편, 태양전지는 전압원 영역에서 저항이 큰 폭으로 변하며, 전류원 영역에서 작은 폭으로 변한다. 따라서 태양전력 조절기를 정저항 제어기로 제어하는 경우, 이러한 태양전지의 특성에 적합한 가변 진폭 최대 전력점 추적 기법을 적용하는 것이 유리하다. 그러나 가변 진폭 최대 전력점 추적은 태양전지의 대신호 저항과 소신호 저항을 이용하므로 태양전지가 출력하는 전력량을 계산하여 제한할 수 없다. 본 논문에서는 디지털 제어기를 사용하여 태양전지가 생성하는 최대 전력을 제한하는 운용 알고리즘을 제안하고 모의실험을 통해 디지털 제어기로 제어되는 태양전력 조절기를 검증한다.

• 전기학회논문지
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• 제64권10호
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• pp.1432-1439
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• 2015

The solar array regulator supplies the electric power to the battery and the other units of a satellite by controlling the operating point of a solar array. In this paper, the solar array regulator composed with analog circuits is proposed. The solar array regulator has three modes. The first is a maximum power point tracking mode for harvesting the maximum photovoltaic power generation. The second is a power limitation mode which is designed for optimizing the volume and weight of the solar array regulator by preventing the excessive power conversion. The last constant voltage mode is proposed to keep the Li-Ion battery is not over-charge. The small signal model of the solar array regulator which has the reversed input and output variables in comparison with conventional converter is established and the stability is analysed. Finally, the proposed design of the solar array regulator is verified by experiments.

• 전기학회논문지
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• 제65권4호
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• pp.593-600
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• 2016

The solar array regulator for low earth orbit satellites controls a operating point of solar array for suppling electric power to the battery and the other units. Because the control object is reversed, the new approach for large and small signal analysis is needed despite using buck-converter for power stage. In this paper, the steady state analysis of solar array regulator is performed in continuous conduction mode and discontinuous conduction mode, and the border condition for each mode is established. Also, the small signal model of solar array regulator is established in discontinuous conduction mode. Experiments are carried on in worst condition which the solar array regulator can face with discontinuous conduction mode. The results show that the solar array regulator is in stable.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.86-90
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• 2014

DC-DC 컨버터는 인덕터 전류의 동작에 따라 연속전류모드와 불연속전류모드, 임계모드로 나눌 수 있다. 임계모드는 연속전류모드와 불연속전류모드의 경계에서 동작한다. DC-DC 컨버터를 임계모드에서 동작하도록 설계하면 인덕터 크기를 줄일 수 있으며 ZCS(Zero Current Switching) 동작을 하여 스위치와 다이오드의 전력 손실을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 임계모드로 동작하는 부스트형 컨버터를 인공위성 용 태양전력 조절기에 적용한다. 임계모드 동작 시 DC-DC 컨버터의 입출력 조건에 따라 DC-DC 컨버터의 스위칭 주파수가 변한다. 최대 스위칭 주파수 제한을 위해 스위칭 주파수 제한 로직을 적용하였다. 한편, 임계모드 부스트형 태양전력 조절기는 소신호 전달함수가 간단하여 제어기 설계가 용이하다. 임계모드 부스트형 태양전력 조절기의 소신호 전달함수를 유도하고 이를 바탕으로 전압제어기를 설계하였다. 최종적으로 모의실험을 통해 임계모드로 동작하는 태양전력 조절기를 검증하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.437-441
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• 2004

Recently, as the power capability of satellites increase, we need to develop a new SAR(Solar Array Regulator) with much higher power capacity whenever we design a power system of a new satelite. In this case, modular design method could be a good solution for this kind of problem. But when we use a modular method in the design of the parallelled converter, it is very important to share current equally between each module connected in paralled. In this paper, we study how to design the optimum current control-loop and voltage control-loop when we apply average current-mode control method to the parallel SAR. With the design results, we make a protype of the 3-module paralleling SAR and verify its performances.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.176-184
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• 2010

지구 저궤도 위성의 임무 운용 시 전력 시스템을 안전하고 운용하고 에너지 균형을 만족하는 임무를 설계하기 위해 계획된 임무에 대한 전력 파라미터를 예측해야 한다. 이 논문에서는 다양한 미션 프로파일에 대해 위성의 생성 전력, 소모 전력, 배터리 방전 정도(Depth of Discharge, 이하 DoD), 버스 전압, 충/방전 전류 등을 예측함으로써 미션의 유효성 및 에너지 균형을 검증하기 위한 전력 시뮬레이터를 제안한다. 제안된 전력 시뮬레이터에는 인공위성의 생성 전력을 모사하기 위해 태양전지판(Solar Array, 이하 SA)의 모델, SAR (Solar Array Regulator)의 3가지 동작 모드를 구현하였다. 또한 소모 전력을 모사하기 위해 버스 및 탑재체의 각 유닛 별 소모 전력, Unit on/off configuration, 탑재체 운용 모드 등을 고려하였다. 버스 전압 및 충/방전 전류를 예측하기 위해 배터리 및 주변 회로를 모델링하고 임의의 DoD, 충방전 전류에 대해 배터리 전압 및 버스 전압을 예측한다. 구현된 전력 시뮬레이터를 이용해 에너지 균형을 분석하고 임무 계획의 적합성을 쉽게 판단할 수 있다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2004년도 학술대회 논문집
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• pp.255-258
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• 2004

The SAR(Solar Array Regulator) of KOMPSAT(Korea Multi Purpose SATellite)-1, 2 regulates a photovoltaic power according to the duty ratio commands of the ECU. But the ECU has so many other jobs that it can not calculate the solar array condition immediately. It means the SAR cannot always generate the maximum power of a photovoltaic. Nowadays, the commercial photovoltaic systems are using a controller operated by digital processing. But the usage for satellite is not adaptable. It is not easy to find the processor of the space grade and the price is expensive. So in this paper, the simple analog MPPT(Maximum Power Point Tracking) algorithm is proposed for the small satellite in LEO. This algorithm does not need any calculation of power by multiplication of voltage and current md a measurement of the solar array temperature. It is consist of only two sample and hold circuits, two comparators, a flip-flop, and an integrator. The proposed MPPT algorithm is verified by the simulation and experimental.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권6호
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• pp.870-879
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• 2011

Regulated peak power tracking (RPPT) systems such as the series structure and the series-parallel structures are commonly used in satellite space power systems. However, these structures process the solar array power or the battery power to the load through two cascaded regulators during one orbit cycle, which reduces the energy transfer efficiency. Also the battery charging time is increased due to placement of converter between the battery and the solar array. In this paper a parallel structure has been proposed which can improve the energy transfer efficiency and the battery charging time for satellite space power RPPT systems. An analogue controller is used to control all of the required functions, such as load voltage regulation and solar array stabilization with maximum power point tracking (MPPT). In order to compare the system efficiency and the battery charging efficiency of the proposed structure with those of a series (conventional) structure and a simplified series-parallel structure, simulations are performed and the results are analyzed using a loss analysis model. The proposed structure charges the battery more quickly when compared to the other two structures. Also the efficiency of the proposed structure has been improved under different modes of solar array operation when compared with the other two structures. To verify the system, experiments are carried out under different modes of solar array operation, including PPT charge, battery discharge, and eclipse and trickle charge.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.78-81
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• 2002

Printed Circuit Boards for satellite are composed of multi-layered copper plate and glass epoxy. Each copper layer have the complicated and different pattern to operate correctly for its mission. Especially. copper layer give effect on the PCB stiffness seriously. But It can make more complicate to predict the exact stiffness of PCB. In KOMPSAT-2 program, too many type of PCB are used for each electronic unit, and they have different type of pattern of copper layer. Solar array regulator has two type of PCB and it will be considered for this study. In this study. we calculate the PCB board stiffness of KOMPSAT-2 SAR unit considering the concept of simplified representative volume element. It will be correlated with the test results under KOMPSAT-2 vibration environmental condition to increase the reliability of this study.