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목차

표제지=0,1,1

제출문=0,2,1

제목차례=0,3,4

표차례=0,7,1

그림차례=0,8,2

요약문=1,10,3

제1장 서론=4,13,1

제1절 본 과제의 중요성=4,13,1

1. 기술개요 및 개발 필요성=4,13,1

가. 기술의 개요=4,13,4

나. 기술개발의 필요성=7,16,1

(1) 기술적 측면=7,16,3

(2) 경제적 측면=9,18,2

2. 관련 기술의 국내ㆍ외 현황=10,19,1

가. 국내의 경우=10,19,1

(1) 제품화 현황=10,19,2

(2) 기술 개발 현황=11,20,1

나. 국외의 경우=11,20,2

다. 국내외 특허 및 현존 기술과의 관련성=12,21,1

(1) 국내=12,21,1

(2) 국외=12,21,2

3. 현존 기술의 문제점=13,22,2

4. 기대효과=14,23,1

5. 개발기술의 경제성=15,24,1

가. 개발기술의 에너지자원 효과=15,24,2

나. 개발기술의 보급환경(제도적,경제적 여건 등)=16,25,2

다. 시장현황=17,26,1

(1) 국내시장=17,26,1

(2) 국외시장=17,26,2

라. 개발기술의 투자경제성=18,27,1

6. 최종개발목표 및 핵심기술 확보방안=19,28,2

제2장 MHD 램프=21,30,1

제1절 MHD 램프 개요=21,30,1

제2절 MHD 램프 특성=22,31,1

1. MHD 램프 특성 개요=22,31,1

2. MHD 램프 점등 특성=22,31,2

가. Glow 방전단계=23,32,2

나. Arc 방전 단계=24,33,1

다. 음향 공진 현상=24,33,2

3. MHD 램프 정상상태 특성=26,35,1

제3장 MHD 램프 안정기의 특성과 사양=27,36,1

제1절 MHD 램프 전자식 안정기 시스템의 개요 및 개발 현황=27,36,2

제2절 MHD 램프 전자식 안정기 시스템의 요구 사양=29,38,1

1. 고전압 점화 및 상태 천이 회로=29,38,1

2. 효율 및 역률=29,38,1

3. 광출력의 안정화=30,39,1

4. 동작상태에 따른 전력 제어=30,39,1

5. 계방회로 전압의 발생=30,39,1

6. Warm-up 구간에서의 전류제어 회로=30,39,1

7. 음향 공진 현상에 대한 대책=30,39,2

제4장 MHD 램프 모델링=32,41,1

제1절 램프 모델링의 연구 동향=32,41,2

1. 저항 모델=33,42,1

가. 고정저항에 의한 방법=33,42,1

나. 가변저항에 의한 방법=33,42,2

2. 램프의 비선형 전압 전류특성에 기초한 실험식 모델링(비선형모델1)=34,43,1

3. 물리적인 특성에 기반한 램프의 비선형 모델(비선형 모델2)=34,43,3

4. 에너지 보존 법칙에 기반한 램프의 비선형 모델(비선형 모델 3)=36,45,2

5. 현제까지의 램프 모델의 한계=37,46,1

제2절 제안된 램프 모델링=38,47,1

1. 개요=38,47,1

2. 실험방법=38,47,3

3. 실험결과=40,49,5

제5장 순시 재점등용 MHD 램프 전자식 안정기의 개발=45,54,1

제1절 기존의 순시 재 점등형 전자식 안정기=45,54,1

1. 3단 구성 안정기=45,54,3

제2절 제안된 3단 구성 전자식 안정기=48,57,1

1. 제안된 3단 구성 안정기 회로와 동작=48,57,1

2. PFC 회로의 설계=49,58,1

가. PFC 회로의 규제와 필요=49,58,2

나. Boost CRM(Critical Conduction mode) 방식의 컨버터 및 입력필터의 동작원리=50,59,1

(1) Power Stage 동작원리=50,59,3

(2) 제어기의 동작원리=52,61,2

(3) 입력 필터의 동작 원리=53,62,3

다. 설계 방법 및 구현=56,65,1

(1) Power Stage 및 제어기의 주요부품 설계=56,65,1

(가)부스트 인덕터 설계=56,65,1

(나) 검출저항 설계=56,65,1

(다)입력전압 분배기 설계=57,66,1

(라)출력전압 분배기 설계=57,66,1

(2) Input Filter 설계=57,66,4

3. DC/DC 전류원 컨버터의 설계=60,69,1

가. Topolgy 선정=60,69,3

나. Buck 인덕터 및 캐패시터의 설계=62,71,1

(1) 인턱터 설계=62,71,2

(2) 캐패시턴스=63,72,1

다. 상태 천이(Glow to Arc Transition)회로의 설계=63,72,3

4. FULL-BRIDGE 인버터를 이용한 교류 구동=65,74,2

5. 고압 어그니터의 설계=67,76,3

6. 안정기회로 소신호 분석 및 제어부 설계=70,79,1

가. Converter Model=70,79,3

나. 제어기 구성=72,81,2

다. 점화시의 과도상태 제어=74,83,2

라. 정상상태 제어=75,84,7

7. 마이크로 프로세서 제어기 설계=82,91,1

가. 마이크로프로세서의 역할=82,91,1

(1)전력제어=82,91,1

(2)안정기 상태 점검=82,91,1

(3)램프 상태 점검=82,91,1

(4)램프 전류 안정화=82,91,2

(5)INVERTING=83,92,1

나. PIC16F873의 구조=83,92,1

다. 전체 프로그램의 구조=83,92,2

라. 프로그램 부분별 기능=84,93,2

마. 알고리즘 구현=85,94,3

제6장 개발품 성능 측정 결과=88,97,1

제1절 제안된 50W 3단 안정기 회로의 성능 측정 결과=88,97,1

1. PFC 회로=88,97,2

2. Buck converter 동작=90,99,2

3. 점등 및 재점등 특성=92,101,4

제2절 제안된 70W 3단 안정기 회로의 성능 측정 결과=96,105,1

1. PFC 회로=96,105,1

2. Buck converter 동작=97,106,3

3. FULL-BRIDGE 인버터 교류 구동=100,109,1

4. 점등 및 재점등 특성=101,110,4

제3절 신뢰성 시험 결과=105,114,1

1. 고온동작 시험=105,114,1

가. 시험조건=105,114,1

나. 시험 개요 및 목적=105,114,1

다. 시험 결과=105,114,1

2. 고온 ON/OFF 시험=105,114,1

가. 시험조건=105,114,1

나. 시험 개요 및 목적=105,114,1

다. 시험 결과=106,115,1

3. 고온 보존 시험=106,115,1

가. 시험조건=106,115,1

나. 시험 개요 및 목적=106,115,1

다. 시험 결과=106,115,1

4. 저온동작 시험=106,115,1

가. 시험조건=106,115,1

나. 시험 개요 및 목적=106,115,1

다. 시험 결과=106,115,1

5. 저온 ON/OFF 시험=107,116,1

가. 시험조건=107,116,1

나. 시험 개요 및 목적=107,116,1

다. 시험 결과=107,116,1

6. 저온 보존 시험=107,116,1

가. 시험조건=107,116,1

나. 시험 개요 및 목적=107,116,1

다. 시험 결과=107,116,1

제7장 결론=108,117,2

참고자료(논문)=110,119,2

[부록1] 제안된 3단 구성 안정기 회로도=112,121,2

[부록2] 제안된 3단 구성 안정기(50W)의 조명연구소 시험성적서=114,123,2

[부록3] 램프의 임피던스 측정 데이터로 추정가능한 임피던스 특성 곡선의 변수추출을 위한 MATLAB Code=116,125,3

[부록4] 50W/70W 안정기 제어부 설계를 위한 MATLAB Code=119,128,6

표목차

표1.1 세부 기술 사양=6,15,1

표1.2 고압 방전등 안정기의 효율별 분류(70W 기준)=13,22,1

표1.3 고압 방전등 안정기의 역률별 분류=13,22,1

표1.4 램프 종류별 연간 에너지 소비량 및 절약량 비교 I=15,24,1

표1.5 램프 종류별 연간 에너지 소비량 및 절약량 비교 II=15,24,1

표1.6 안정기 형식별 연간 에너지 소비량 및 절약량 비교 I=16,25,1

표1.7 안정기 형식별 연간 에너지 소비량 및 절약량 비교 II=16,25,1

표1.8 고압방전등의 수요전망(세계)=18,27,1

표1.9 최종개발목표 및 핵심기술 확보방안=20,29,1

표5.1 Buck/Buck-Boost Type 비교=46,55,1

표5.2 IEC 61000-3-2에 의한 Class 분류=49,58,1

그림목차

그림 1.1 안정기 시스템 블록도=7,16,1

그림 2.1 램프의 광특성 비교=22,31,1

그림 2.2 방전등의 Glow 및 Arc 방전 동작특성=23,32,1

그림 2.3 방전관 내 공진 주파수 일례:OSRAM,HQI-TS,150W,NDL UVS 제품의 음향공진 주파수=25,34,1

그림 3.1 고압 방전등의 일반적인 동작단계=29,38,1

그림 4.1 램프 모델링을 위한 소신호-발생 정전류원회로=40,49,1

그림 5.1 3단 구성 안정기 시스템의 구성도=45,54,1

그림 5.2 Buck Type 3단구성 안정기의 회로도=45,54,1

그림 5.3 개발 안정기 시스템의 구성도=48,57,1

그림 5.4 Boost CRM 방식의 회로=50,59,1

그림 5.5 MC33262 내부 블록도=53,62,1

그림 5.6 입력 필터=54,63,1

그림 5.7 EMI 필터=55,64,1

그림 5.8 측정장비 set-up=58,67,1

그림 5.9 Filter가 없을 때 Conducted EMI=58,67,1

그림 5.10 Design된 입력 필터 회로=59,68,1

그림 5.11 ZVS synchronous buck 회로의 주요 파형=61,70,1

그림 5.12 DC/DC 및 DC/AC 변환 회로 구성=61,70,1

그림 5.13 Take-over 전류 파형(C=0.33uF적용시)=64,73,1

그림 5.14 Take-over 전류 파형(C=1nF적용시)=65,74,1

그림 5.15 인버터 구동 전류 파형=66,75,1

그림 5.16 고압 펄스 발생 회로=68,77,1

그림 5.17 Buck Converter Model=70,79,1

그림 5.18 S가 on시 equivalent cicuit=71,80,1

그림 5.19 S가 off시 equivalent circuit=71,80,1

그림 5.20 제어기 구성도=73,82,1

그림 5.21 과도상태 및 정상상태 램프 전류,전압특성 곡선=74,83,1

그림 5.22 과도상태 및 정상상태 램프 전류기준치 제어=75,84,1

그림 5.23 소신호 해석을 위한 등가회로=75,84,1

그림 5.24 시스템 소신호 등가블록다이어그램=76,85,1

그림 5.25 제어(듀티)에서 출력전류까지의 회로 전달함수 (70W. quartz type)=77,86,1

그림 5.26 제어(듀티)에서 출력전류까지의 회로 전달함수 (70W. ceramic type)=77,86,1

그림 5.27 제어(듀티)에서 출력전류까지의 전달함수(50W)=78,87,1

그림 5.28 two pole-one zero의 보상기=78,87,1

그림 5.29 보상기의 전달함수 (70W. quartz type)=79,88,1

그림 5.30 보상기의 전달함수 (70W. ceramic type)=79,88,1

그림 5.31 보상기의 전달함수 (50W)=80,89,1

그림 5.32 시스템의 루프 이득(70W. quartz 타입)=80,89,2

그림 5.33 시스템의 루프 이득(70W. ceramic 타입)=81,90,1

그림 5.34 시스템의 루프 이득(50W)=81,90,1

그림 5.35 안정기 동작 흐름=84,93,1

그림 5.36 램프 전압 검출 회로=86,95,1

그림 5.37 출력 필터 스위칭 회로=86,95,1

그림 5.38 안정기 출력 전류 기준치 합성회로=87,96,1

그림 6.1 PFC 인턱터 전류 파형(50W. AC220volts)=88,97,1

그림 6.2 Buck 컨버터의 인덕터 전류 및 스위치 구동 파형=90,99,1

그림 6.3 Buck 컨버터의 입력전압 (PFC 출력) 파형=91,100,1

그림 6.4 점등시 광출력(Hot restrike용 램프)=92,101,1

그림 6.5 재점등시 광출력=93,102,1

그림 6.6 take over current=94,103,1

그림 6.7 open circuit voltage=95,104,1

그림 6.8 PFC 인턱터 전류 파형(70W. AC220volts)=96,105,1

그림 6.9 Buck 컨버터의 다이오드 전압,전류파형 ([CH4]:전류,[CH2]:전압)=97,106,1

그림 6.10 Buck 컨버터의 스위치 전압,전류 파형 ([CH4]:전류,[CH2]:전압)=98,107,1

그림 6.11 Buck 컨버터의 입력전압 (PFC 출력) 파형=99,108,1

그림 6.12 FULL-BRIDGE 인버터 전류파형[CH1:0.5A/div]=100,109,1

그림 6.13 점등시 광출력(Cold restrike용 램프)=101,110,1

그림 6.14 순시 재점등 광출력 특성(70W) - 1.5ch 이내 재점등 [CH2:광출력]=102,111,1

그림 6.15 take over current=103,112,1

그림 6.16 open cicuit voltage=104,113,1

[부록1] 제안된 3단 구성 안정기 회로도=112,121,1

[부록2] 제안된 3단 구성 안정기(50W)의 조명연구소 시험성적서=114,123,1