전력변환장치에 널리 사용되는 전해 캐패시터는 그 수명이 상대적으로 짧은 것으로 알려져 있으며, 전력변환장치의 신뢰성 확보를 위해서는 등가직렬저항 또는 캐패시턴스의 추정을 통해 전해 캐패시터의 열화상태를 진단할 필요가 있다. 본 논문에서는 부스트 컨버터에서 평균 모델 기반 디지털 제어를 통해 전해 캐패시터의 캐패시턴스를 추정하는 방법에 대해 연구를 진행하였고, 시뮬레이션과 실험을 통해 그 특성을 평가하였다.
본 논문에서는 수퍼커패시터 에너지 저장장치의 DC링크 커패시터뱅크 커패시턴스 추정에 관하여 기술한다. DC링크 커패시터뱅크에 임의의 주파수성분의 전류를 주입하여 생성되는 전압과 전류의 AC성분의 관계로 커패시턴스를 추정하였다. 제안한 방법은 온라인으로 실시간 추정이 가능하며, BPF(Band Pass Filter)를 구성하여 동일한 주파수 신호를 추출하여 커패시턴스를 추정한다. 100%, 110% 계통전압에서도 커패시턴스의 평균 값은 2.03F과 2F으로 나타났고, 분산은 0.0005와 0.0001로 나타나 동일한 추정 값이 연속해서 계산되어 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 재귀최소자승법을 이용한 수퍼커패시터 뱅크의 실시간 커패시턴스 추정방법에 대해 서술하였으며, 커패시터의 수명은 초기용량에서 약 25%가 감소한 경우 수명을 다했다고 판단한다. 수명을 다한 커패시터를 사용할 경우 시스템의 성능과 안전을 보장할 수 없으므로 커패시터를 교체할 적절한 시기를 판단하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 재귀최소자승법으로 수퍼커패시터 뱅크의 커패시턴스를 측정할 수 있는 방법을 제안하였고, 이를 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.
Electrolytic capacitors have been widely used in power electronics system because of the features of large capacitance, small size, high-voltage, and low-cost. Electrolytic capacitors, which is most of the time affected by aging effect, plays a very important role for the power electronics system quality and reliability. Therefore it is important to estimate the parameter of an electrolytic capacitor to predict the failure. The estimation of the equivalent series resistance(ESR) is important parameter in life condition monitoring of electrolytic capacitor. This paper proposes a simple technique to measure the ESR of an electrolytic capacitor. This method uses a switching DC/DC boost converter to measure the DC Bus capacitor ESR of power converter. Main advantage of the proposed method is very simple in technique, consumes very little time and requires only simple instruments. Simulation results are shown to verify the performance of the proposed method.
본 논문에서는 수퍼커패시터 뱅크로 구성된 에너지 저장장치의 DC링크에 임의의 주파수성분의 AC전압과 전류를 통해 측정된 임피던스의 크기와 위상차를 통하여 실시간으로 커패시턴스를 추정하는 방법에 대한 검증 결과를 기술하고, 수퍼커패시터의 용량 및 계통의 변화에 따라 측정값의 결과를 비교 분석 하였다. 수퍼커패시터 뱅크는 정상 계통인 경우 평균 1.95F 으로 정격용량의 약 85%가 추정 되고 계통의 크기를 90%, 110%로 변화함에 있어서도 동일한 결과를 얻었다. 수퍼커패시터 뱅크의 커패시턴스에 변화를 주었을 경우에도 최대 오차율 약 1.5% 이내에 반복적으로 추정되는 것을 확인하여 수퍼커패시터 뱅크의 커패시턴스 추정방법이 타당함을 검증하였다.
현재까지 연결선을 타이밍(timing) 관점에서 해석하려는 시도들은 많았지만, 전력 소모의 관점에서 해석하려는 시도는 많지 않았다. 그러나 지금은 연결선의 저항 성분과 신호의 상승 시간이 점차 증가하는 추세에 따라 회로 연결선에서의 전력 소모가 증가하고 있는 시점이다. 특히, 클럭 신호선의 경우 칩 전체 전력 소모 중 30% 이상을 차지하고 있다. 따라서 회로 연결선에서의 전력 소모를 효과적으로 계산하는 방법이 필요하며, 본 논문에서는 회로 연결선의 동적 전력 소모를 계산하는 간단하면서도 정확한 방법을 제시하고자 한다. 사이즈가 큰 연결선의 동적 전력 소모를 계산하기 위한 축소 모형을 제안하고, 이 축소모형을 구성하는 방법을 제시한다. 제안한 축소 모형의 해석을 통해 연결선 전체의 동적 전력 소모를 근사할 수 있음을 보이고, 이를 간단히 계산하는 방법을 제안 하고자 한다. 노드 수 100∼1000개까지 RC 회로에 대해 제안한 방법을 적용한 결과 연결선의 전력 소모는 HSPICE에 비해 1.86%의 평균 상대 오차 및 9.82%의 최대 상대 오차를 보였다.
VLSI 공정 기술이 발달하면서 이웃한 전선 간의 간격이 점점 더 가까워 지고 있으며, 그에 따라 인접 전선 간의 혼신 문제가 심각해지고 있다. 본 논문에서는 3층 그리드 채널 배선에 적용 가능한 혼신을 최소화시키는 배선층 할당 방법을 제안한다. 이 방법은 선형 의사 불린 최적화 기법에 맞도록 고안되었으며, 적절한 변수 선택 휴리스틱과 상한값 추정 방법을 통하여 최적의 결과를 짧은 시간 안에 찾아낸다. 실험 결과를 통하여, 일반적인 0/1 정수 선형 프로그래밍 기법과 비교하여 성능과 수행시간 면에서 우수함을 보인다. Abstract Current deep-submicron VLSI technology appears to cause crosstalk problem severe since it requires adjacent wires to be placed closer and closer. In this paper, we deal with a horizontal layer assignment problem for three layer HVH channel routing to minimize coupling capacitance, a main source of crosstalk. It is formulated in a 0/1 integer linear programming problem which is then solved by a linear pseudo boolean optimization technique. Experiments show that accurate upper bound estimation technique effectively reduces crosstalk in a reasonable amount of running times.
대용량 3상 시스템 에어컨은 최근 들어 소비 전력 저감을 위해 인버터 회로를 포함하고 있다. 인버터 회로는 교류를 다이오드를 통해 정류하고 DC-link 전원부 콘덴서에 의해 평활된 직류를 사용한다. 이 때 평활에 사용되는 DC-link 전원부 콘덴서는 전압 리플, 전류 리플 조건을 만족하기 위해 전해 콘덴서가 일반적으로 사용된다. 콘덴서의 용량을 줄이게 되면 회로부의 크기 및 무게, 비용을 줄일 수 있게 된다. 본 논문에서는 최소점 추정 PPL(Phase Locked Loop) 위상 제어와 평균 전압 d축 전류제어 기법을 조합하여 입력 리플 전류를 약 90% 저감하는 알고리즘을 제안한다. 입력 리플 전류의 감소로 인해 DC-link 콘덴서의 전류 리플도 감소하므로 콘덴서의 용량을 줄일 수 있지만 전해 콘덴서의 경우 등가 직렬 저항(ESR : Equivalent Series Resistance)이 크기 때문에 발열로 인한 수명이 한계를 가진다. 본 논문에서는 전해 콘덴서 대신 DC-link 단에 전류 리플을 고려한 필름 콘덴서를 선정하는 방법을 제안한다. 필름 콘데서의 정전 용량 선정, 내압 선정, RMS(Root Mean Square) 전류 용량, RMS 전류 주파수 해석을 고려해 콘덴서의 용량을 선정할 경우 1680uF의 전해 콘덴서를 20uF로 용량을 낮추어 설계함으로써 전원부 콘덴서의 크기 및 무게, 비용을 줄였으며 전동기 구동을 통해 동작을 확인하였다.
Recently, the research focused on fuel cell hybrid vehicles (FCHVs) is becoming an attractive solution due to environmental pollution generated by fossil fuel vehicles. The proper energy control strategy will result in extending the fuel cell lifetime, increasing of energy efficiency and an improvement of vehicle performance. Battery state of charge (SoC) is an important quantity and the estimation of the SoC is also the basis of the energy control strategy for hybrid electric vehicles. Estimating the battery's SoC is complicated by the fact that the SoC depends on many factors such as temperature, battery capacitance and internal resistance. In this paper, battery charging time estimated by SoC is studied by using the speed response and current response. Hybrid system is consist of a fuel cell unit and a battery in series connection. For experiment, speed response of vehicle and current response of battery were determined under different state of charge. As the results, the optimal battery charging time can be estimated. Current response time was faster than RPM response time at low speed and vice versa at high speed.
본 연구에서는 Metal-Ferroelecric-Semiconductor FET (MFSFET) 소자의 특성을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션에서는 field-dependent polarization 모델과 square-law FET 모델이 도입되었다. MFSFET 시뮬레이전에서 C-V/sub G/ 곡선은 축적과 공핍 및 반전 영역을 확실하게 나타내었다. 게이트 전압에 따른 캐패시턴스, subthreshold 전류 그리고, 드레인 전류특성에서 강유전체 항전압이 0.5, 1V 일 때, 각각 1, 2V 의 memory window 를 나타내었다. 드레인 전류-드레인 전압 곡선은 증가영역과 포화영역으로 구성되었다. 드레인 전류-드레인 전압 곡선에서 두 부분의 문턱전압에 의해 나타난 포화드레인 전류차이는 게이트 전압이 0, 0.1, 0.2 그리고, 0.3V 일 때, 각각 1.5, 2.7, 4.0 그리고 5.7㎃ 이었다. 시간경과 후의 드레인 전류를 분석하였는데, PLZT(10/30/70) 박막은 10년 후에 약 18%의 포화 전류가 감소하여 우수한 신뢰성을 보였다. 본 모델은 MFSFET 소자의 동작을 예측하는데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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