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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 허창수
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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점차 고조되고 있는 EMP 위협에 아직까지 국내 주요 인프라들은 방호대책이 수립되어 있지 않다. 특히 발전소와 같은 중요 기관의 전자파 방호는 매우 시급하다. 고출력 전자기파의 종류에 따라 발생하는 영향을 분석하고 그에 따른 적절한 방호대책이 나와야한다. 의도적인 전자기파 발생장치의 기술력이 높아짐에 따라 핵 EMP 뿐만 아니라 비핵 EMP장치의 영향력 또한 분석하여 대비해야한다.
따라서 발전소와 기타 변전소에서 많이 쓰이고 고장이력도 높은 포토커플러를 선정하여 협대역 고출력 전자기파에 대한 내성 평가를 실시하였다. 협대역 고출력 전자기파 소스로는 마그네트론(2.45GHz)이 사용되었고, 도파관 내부 방사를 통해 소자의 오동작을 판별하였다. 시험체는 Darling TR인 6N-139의 포토커플러가 사용되었다. 소자만의 영향을 평가하기 위해 도파관 내부에 jig를 만들어 소자를 위치시켰다. 또한 포토커플러의 오동작을 검증하기 위해 플랫케이블로 소자와 외부 평가회로를 연결하였다. 포토커플러의 입력 신호를 사각파형, 0V, 2V(DC)로 나눠 고출력 전자파에 의한 오동작을 분석하였다.
실험 결과, 협대역 고출력 전자기파로 인한 포토커플러의 오동작 모드는 전계의 세기에 따라 다르게 나타났다. 오동작 모드는 출력 전압 Delay, 출력 전압 off, 입력 전압 fluctuation의 3단계로 나타났다. 파괴가 발생하지 않고 전자기파의 방사가 끝나면 곧바로 회복되는 것으로 보아 내부 물리적인 특성변화는 일어나지 않는 것으로 보이며, 전자파 방사 중에는 커플링 된 전계가 오동작을 유발하는 것을 알 수 있다.
포토커플러의 on/off 특성을 제외한 변화를 측정하기 위하여, 입력 신호를 0 V, 2V(DC)로 주입하여 실험하였다. 전계의 세기에 따른 오동작 파형의 주파수 변화, 상승/하강 시간 변화, Duty값의 변화를 측정하였다. 검출된 커플링 신호는 주파수가 120 Hz 이었고, 전계의 세기에 따라 바뀌지 않았다. 입력 신호가 0V일 땐, 상승시간은 전계가 증가할수록 감소하는 경향을 보였는데 2V일 때는 그러한 경향이 사라졌다. 하강 시간은 각각의 입력에서 연관성을 보이지 않았다. 또한 오동작 신호의 Duty 값은 전계가 커질수록 감소하는 것을 보였는데, 이는 전자기파가 고출력 될수록 내부 LED에 더 많이 커플링 되어 수광 소자가 on되는 것을 길어지게 하는 것으로 판단된다.
따라서 발전소와 기타 변전소에서 많이 쓰이고 고장이력도 높은 포토커플러를 선정하여 협대역 고출력 전자기파에 대한 내성 평가를 실시하였다. 협대역 고출력 전자기파 소스로는 마그네트론(2.45GHz)이 사용되었고, 도파관 내부 방사를 통해 소자의 오동작을 판별하였다. 시험체는 Darling TR인 6N-139의 포토커플러가 사용되었다. 소자만의 영향을 평가하기 위해 도파관 내부에 jig를 만들어 소자를 위치시켰다. 또한 포토커플러의 오동작을 검증하기 위해 플랫케이블로 소자와 외부 평가회로를 연결하였다. 포토커플러의 입력 신호를 사각파형, 0V, 2V(DC)로 나눠 고출력 전자파에 의한 오동작을 분석하였다.
실험 결과, 협대역 고출력 전자기파로 인한 포토커플러의 오동작 모드는 전계의 세기에 따라 다르게 나타났다. 오동작 모드는 출력 전압 Delay, 출력 전압 off, 입력 전압 fluctuation의 3단계로 나타났다. 파괴가 발생하지 않고 전자기파의 방사가 끝나면 곧바로 회복되는 것으로 보아 내부 물리적인 특성변화는 일어나지 않는 것으로 보이며, 전자파 방사 중에는 커플링 된 전계가 오동작을 유발하는 것을 알 수 있다.
포토커플러의 on/off 특성을 제외한 변화를 측정하기 위하여, 입력 신호를 0 V, 2V(DC)로 주입하여 실험하였다. 전계의 세기에 따른 오동작 파형의 주파수 변화, 상승/하강 시간 변화, Duty값의 변화를 측정하였다. 검출된 커플링 신호는 주파수가 120 Hz 이었고, 전계의 세기에 따라 바뀌지 않았다. 입력 신호가 0V일 땐, 상승시간은 전계가 증가할수록 감소하는 경향을 보였는데 2V일 때는 그러한 경향이 사라졌다. 하강 시간은 각각의 입력에서 연관성을 보이지 않았다. 또한 오동작 신호의 Duty 값은 전계가 커질수록 감소하는 것을 보였는데, 이는 전자기파가 고출력 될수록 내부 LED에 더 많이 커플링 되어 수광 소자가 on되는 것을 길어지게 하는 것으로 판단된다.
목차
목차제 1 장 서론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 4제 2 장 관련 이론 52.1 마그네트론 52.1.1 마그네트론의 정의 52.1.2 마그네트론의 동작원리 62.2 포토커플러 72.2.1 포토커플러의 정의 72.2.2 포토커플러의 출력 단 형태별 종류 및 특징 82.3 포토커플러 결함 92.3.1 포토커플러 내부결함 92.4 반도체 소자 내부 본드와이어의 영향 12제 3 장 실험장치 및 방법 163.1 도파관 방사 시험 구성 163.2 협대역 고출력 전자기파 발생장치 173.3 피시험체 (EUT) 구성 223.4 발생현상 규명 243.4.1 오동작 파라미터 243.4.2 피 시험 소자의 오동작 및 파괴 확률 정의 243.4.3 Bit Error 측정 27제 4 장 실험결과 284.1 협대역 고출력 전자기파에 의한 포토커플러의 고장 모드 분류 284.2 포토커플러의 오동작 및 파괴 확률 344.3 Bit 오류에 의한 포토커플러의 전자파 내성 특성 분석 36제 5 장 결론 47참고문헌 49
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