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SUMMARY
Contents
목차
제1장 서론 24
제1절 연구개발과제의 개요 24
제2절 연구개발의 목적 및 필요성 28
1. 연구개발의 목적 28
2. 연구개발의 필요성 28
3. 중요성 및 파급효과 29
4. 연구개발의 범위 32
제2장 국내·외 기술개발 현황 33
제1절 국내·외 기술 현황 33
1. 국내 기술 동향 및 수준 33
2. 국외 기술 동향 및 수준 34
제2절 국내·외 시장 현황 36
1. 국내·외 시장 규모 및 수출·입 현황 36
2. 국내·외 주요 수요처 현황 38
제3절 국내·외 경쟁기관 현황 39
1. 본 기술 / 제품과 직접적 경쟁관계에 있는 국내·외 기관·기업 현황 39
2. 개발제품의 경쟁력 확보방안 44
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 45
제1절 최종 목표 및 평가결과 45
제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 48
제3절 기술개발 결과 56
제4절 수행 결과의 보완등급 134
제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 135
제1절 연구개발 추진 일정 및 달성도 135
1. 연도별 연구개발의 추진 일정 135
2. 연구개발목표의 달성도 136
제2절 연구개발 목표 달성도 137
1. 시험장치 시스템 구성 137
1. 연구개발 최종 목표 성능 140
제3절 대외기여도 141
제5장 연구개발결과의 활용계획 142
제1절 추가연구의 필요성 142
제2절 타 연구에서 응용 142
제3절 기업화 추진방안 143
제6장 참고문헌 143
부록 : 국방규격서(안) 144
표 1. 산업용 및 군사용 DC / DC 컨버터 비교 29
표 2. 국방예산 추이 31
표 3. 군사용 DC-DC 컨버터 제품 사양 비교 35
표 4. 세계국방시장 매출액 전망(2008~2017년) 37
표 5. 국내 DC-DC 컨버터 주요 제작 업체 39
표 6. 국외 DC-DC 컨버터 주요 제작 업체 41
표 7. 단일 스위치 절연형 DC-DC 컨버터 비교 48
표 8. DC / DC 컨버터 특성비교 49
표 9. 단일 스위치 절연형 DC-DC 컨버터 비교 57
표 10. 플라이백 컨버터 주요소자 파라미터 61
표 11. 포워드 컨버터 주요소자 파라미터 64
표 12. 정량적항목 비교시험 결과 69
표 13. CASE별 열해석 결과 종합 76
표 14. 주요부품 타입별 사이즈 비교표 79
표 15. 시험 및 검사항목 95
표 16. 정량적 목표 항목별 평가방법 96
표 17. 군용 탑재전자장비 관련 시험 규격 99
표 18. 내환경 평가시험 일반 적용 항목(Pre / Post Test) 100
표 19. 군용 장비 내환경 평가항목 100
표 20. 내환경 평가시 적용온도 101
표 21. 온습도 특성평가 항목 101
표 22. 기계적 특성평가 항목 101
표 23. 정량적 성능시험결과 103
표 24. 고온동작시험결과 정격출력 105
표 25. 고온동작시험결과 출력전압 105
표 26. 고온동작시험결과 효율 106
표 27. 고온동작시험결과 출력전압정밀도 106
표 28. 정량적항목 시험결과 112
표 29. 정량적항목시험 결과 114
표 30. 정량적항목시험 결과 114
표 31. 정량적항목시험 결과 115
표 32. 정량적항목시험 결과 115
표 33. 정량적항목시험 결과 116
표 34. 정량적항목시험 결과 116
표 35. 정량적항목시험 결과 117
표 36. 정량적항목시험 결과 117
표 37. 정량적항목시험 결과 117
표 38. 벤치마킹 제품 기계적 특성 분석(자체측정) 117
표 39. 정량적항목시험 결과 118
표 40. 정량적항목시험 결과 118
표 41. 정량적항목시험 결과 119
표 42. 정량적항목시험 결과 119
표 43. 정량적항목시험 결과 120
표 44. 정량적항목시험 결과 120
표 45. 정량적항목 시험결과 121
표 46. 2차년도 환경시험 및 전자파 시험 항목 122
표 47. 초기고장 배제시험 규격 129
그림 1. 유도무기 및 항공기의 탑재전자장비 전원 계통도 24
그림 2. DC / DC 컨버터 Topology에 따른 특성 비교 26
그림 3. 일반 PWM Isolated DC / DC 컨버터의 Switching On / Off시 손실 분석 26
그림 4. ZVS / ZCS switching방식을 이용한 Switching loss 저감 27
그림 5. 성능시험장비 개념도 28
그림 6. 유도무기 및 항공기용 DC / DC 컨버터 개발 필요성 28
그림 7. 전력분야별 수출현황 31
그림 8. 민수용 DC / DC 컨버터 발전 동향 33
그림 9. 플라자 社의 25W 5V DC / DC 컨버터 34
그림 10. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 35
그림 11. 주요국 군사비 도표 36
그림 12. 민수용 DC / DC 컨버터 39
그림 13. 민수용 DC / DC 컨버터 40
그림 14. 민수용 DC / DC 컨버터 40
그림 15. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 41
그림 16. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 42
그림 17. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 42
그림 18. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 43
그림 19. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 43
그림 20. 국외 군수용 DC / DC 컨버터 44
그림 21. IR사의 군용 DC-DC 컨버터 주요제원 49
그림 22. 효율 및 자성체 분석이 가능한 시뮬레이션 플랫폼(예시) 50
그림 23. 성능시험장치 개념설계 51
그림 24. 성능시험장치 개념 블록도 51
그림 25. 효율적인 방열설계를 위한 열 유동해석 예시 52
그림 26. 내부의 소자특성 열해석 및 방열 설계 예시 53
그림 27. 준공진 모드 제어 및 자성체 설계 53
그림 28. DC / DC 컨버터 소형 모듈화 예시 54
그림 29. 고주파 스위칭 적용을 통한 부품소형화 예시 54
그림 30. 유도무기용 탑재전자장비를 이용한 적용성 평가 55
그림 31. DVHF2805S 내부회로 56
그림 32. ATR2805S 내부회로 56
그림 33. 국내 소형컨버터 내부사진(파워프라자 SP20시리즈) 57
그림 34. 국외 군용 소형 컨버터 내부사진... 58
그림 35. 국내업체 패키징 제품 Sample 사진 58
그림 36. 플라이백 컨버터 시뮬레이션 회로도 59
그림 37. 플라이백 컨버터 시뮬레이션 결과 파형 59
그림 38. 포워드 컨버터 시뮬레이션 회로 60
그림 39. 포워드 컨버터 시뮬레이션 결과 파형 60
그림 40. 플라이백 컨버터 설계사양 61
그림 41. 플라이백 컨버터 Thermal Module이용한 시뮬레이션 회로도 62
그림 42. 시뮬레이션 Thermal Module 주요소자 파라미터 입력창... 63
그림 43. 플라이백 컨버터의 입력전압에 따른 주요소자 손실 결과 그래프 63
그림 44. 포워드 컨버터 설계사양 64
그림 45. 포워드 컨버터 Thermal Module이용한 시뮬레이션 회로도 65
그림 46. 시뮬레이션 Thermal Module 주요소자 파라미터 입력창... 66
그림 47. 포워드 컨버터의 입력전압에 따른 주요소자 손실 결과 그래프 66
그림 48. 플라이백 컨버터 시제품 제작 사진 67
그림 49. 플라이백 컨버터 시제품 동작시험 결과 파형 67
그림 50. 포워드 컨버터 시제품 제작 사진 68
그림 51. 포워드 컨버터 시제품 동작시험 결과 파형 68
그림 52. 로드스텝 응답시험 결과 비교 69
그림 53. 프로토타입 온도시험 결과 70
그림 54. 변압기에 포트코어 적용 후 온도시험 결과 70
그림 55. 변압기에 턴비 변경 1차 온도시험 결과 71
그림 56. 변압기에 턴비 변경 2차 온도시험 결과 71
그림 57. 개선사항 적용 후 1차년도 시제품 사진 71
그림 58. 효율적인 방열설계를 위한 열 해석 파라미터 설정과정 1 72
그림 59. 효율적인 방열설계를 위한 열 해석 파라미터 설정과정 2 73
그림 60. 주요발열부 발열량 산출 및 적용 73
그림 61. 사용조건별 열해석 조건 설정 74
그림 62. CASE별 열해석 결과 1 74
그림 63. CASE별 열해석 결과 2 75
그림 64. CASE별 열해석 결과 3 75
그림 65. CASE별 열해석 결과 4 76
그림 66. 패키징 기술을 이용한 시제품 제작 예시 77
그림 67. Die 적용으로 인한 메인 FET 부피축소 78
그림 68. Die 적용으로 인한 메인 동기 FET 부피축소 78
그림 69. 고주파 스위칭 적용을 통한 수동소자 부품소형화 사진 79
그림 70. 패키징 타입의 세라믹기판 사진 80
그림 71. 2차년도 시제품 케이스 부피저감 사진 80
그림 72. 패키징기술을 이용한 DC-DC 컨버터 제작과정 81
그림 73. 최종 제작된 2차년도 시제품 사진(PETR2805SF / ES) 81
그림 74. 시험장비 내부구성도 82
그림 75. 시험장치 내부 블럭도 82
그림 76. 시험장치 개념 설계 83
그림 77. 점검장비와 시험 대상물(DC / DC 컨버터)간 연결도 83
그림 78. 시험장비 본체 주요 구성품 제원 84
그림 79. 시험장비 본체 사진 84
그림 80. DC / DC 컨버터 성능 시험 구성 85
그림 81. 시험장비 소프트웨어 메뉴 구성도 85
그림 82. 시험장비 사용자 인터페이스(메인메뉴, 정상상태 및 정격용량) 86
그림 83. 시험장비 사용자 인터페이스(과도상태전압, 레귤레이션 특성) 86
그림 84. 시험장비 사용자 인터페이스(입력전압변동, 입력과전압보호) 87
그림 85. 시험장비 사용자 인터페이스(입력저전압보호, 출력과전압보호) 87
그림 86. 탑재전자장치 모델링 88
그림 87. 탑재전자장치 제작 및 시제품 적용 88
그림 88. ATR2805S 주요 특성 및 최대 허용 입출력 특성 89
그림 89. 시험구분 Category 90
그림 90. MIL-STD-883에 따른 Group A 시험분류표 91
그림 91. 제조사(IR사) Screen 규격 92
그림 92. MIL-PRF-38534 Class H 규격 92
그림 93. MIL-STD-883B 온도 사이클 시험 규격 93
그림 94. MIL-STD-883B Burn-In시험 규격 93
그림 95. 일반 군사용 구격과 우주용 규격 비교 94
그림 96. 전원영향시험 시 출력전압 특성 및 측정항목 97
그림 97. 부하변동시험 시 출력전압 특성 및 측정항목 98
그림 98. 절차서 양식 사진 99
그림 99. 환경시험 구축 전체 사진 102
그림 100. 환경시험 구축 확대 사진 102
그림 101. 시험환경 사진 103
그림 102. 시험환경 사진 104
그림 103. 성능시험장치 환경시험 성적서 사진 104
그림 104. 전자파 시험환경사진 107
그림 105. 입력 전압 별 CE102 시험한계치 107
그림 106. 전원이 오프인상태(필터 적용 하지 않은상태) 108
그림 107. 전원이 온인상태 입력전압이 0V인 일 때... 108
그림 108. 전원이 온인상태 입력전압이 28V, 출력전압 5V, 출력전류 0A 일 때... 109
그림 109. 전원이 온인상태 입력전압이 28V, 출력전압 5V, 출력전류 6A 일 때... 109
그림 110. 전원이 오프인상태(필터 적용) 110
그림 111. 전원이 온인상태 입력전압이 0V인 일 때... 110
그림 112. 전원이 온인상태 입력전압이 28V, 출력전압 5V, 출력전류 0A 일 때... 111
그림 113. 전원이 온인상태 입력전압이 28V, 출력전압 5V, 출력전류 6A 일 때... 111
그림 114. 정량적항목시험 공인성적서 사진 113
그림 115. 정량적항목시험 시험환경 사진 113
그림 116. 정량적항목시험 공인성적서 사진 121
그림 117. 고온동작, 고온저장, 저온동작, 저온저장, 온도주기, 신뢰성 시험 공인성적 124
그림 118. 환경시험 진동(비행), 진동(수송), 진동(충격) 시험 공인성적 126
그림 119. 성능시험장치를 이용한 DC-DC 컨버터 진동시험 환경사진 126
그림 120. EMI 전자파 시험 환경사진 127
그림 121. EMI 전자파 시험 공인성적서 128
그림 122. 초기고장 배제시험 규격(주기) 130
그림 123. 진동형태(무작위 진동) 130
그림 124. 탑재전자장비 초기고장배제 시험 131
그림 125. 탑재전자장비 점검용 화면 131
그림 126. 탑재전자장비 시험환경 사진 132
그림 127. 절차서 양식 사진 137
그림 128. 패키징 타입의 세라믹 기판 사진 137
그림 129. 시험장비 본체 사진 138
그림 130. 최종 제작된 2차년도 시제품 사진(PETR2805SF / ES) 138
그림 131. 패키징기술을 이용한 DC-DC 컨버터 제작과정 사진 139
그림 132. 탑재전자장치 제작 및 시제품 적용 사진 139
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