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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

정유진 (국민대학교, 국민대학교 일반대학원)

지도교수
한상규
발행연도
2018
저작권
국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

가시광 통신을 위한 고효율 LED 구동 회로 및 Solar Cell을 응용한 배터리 없는 수신기
정유진 2018.01 학위논문

2017

Solar Cell을 응용한 배터리 없는 가시광 통신용 수신기
정유진 ,  신정민 ,  한상규 외 1명 전력전자학회 학술대회 논문집 2017.07 학술대회자료

초록· 키워드

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본 논문은 고효율 LED Dimming 기법을 적용한 가시광 통신용 송신기와 Solar Cell을 적용하여 배터리가 필요 없는 가시광 통신용 수신기를 제안한다. 기존의 가시광 통신용 송신기에서는 효율이 좋지 않고 통신 품질이 저하된 신호를 출력한다. 또한, 최근 가시광 통신의 광원으로 떠오르고 있는 LED는 반도체 소자로서 정 전압 구동을 할 시 발열이 심하고 이 특성열화로 인해 전류량과 밝기가 변화한다. 따라서 제안 가시광 통신용 송신기는 정 전류 구동을 통한 LED 구동 회로 구현이 가능한 출력 전류가 연속적이고 구현이 쉬운 벅 컨버터를 토폴로지로 선정한다. 이에 LED와 직렬로 데이터 스위치를 연결하여 송신 신호를 발생하여 기존의 저 효율 및 저 품질의 통신 신호를 발생시킨 문제점을 해결한다. 한편, 기존의 가시광 통신용 수신기에는 포토 다이오드를 적용하여 송신 신호를 수신한다. 포토 다이오드는 광 검출 기능을 추가한 반도체 소자로서 신호를 수신하는 과정에서 효율이 좋지 않고 수신기를 구동하기 위한 별도의 전원 회로 및 배터리가 요구되어 체적 증가가 불가피하다. 하지만 제안 가시광 통신용 수신기는 포토 다이오드 대신 Solar Cell을 적용하여 기존의 통신 기능을 수행함과 동시에 Solar Cell의 광전효과로 발생하는 전력을 활용하여 전원 공급 방식의 문제점을 해결 가능하다. 따라서 본 논문에서 제안하는 가시광 통신용 시스템의 이론적 분석을 진행하였으며 이를 이론적 근거의 타당성을 검증하기 위하여 시작품으로 제작하여 실험 고찰 및 결과를 제시한다.

주제어 : 가시광 통신, LED 구동 회로, 고효율, Solar Cell, Batteryless

목차

Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
Ⅱ. 기존 가시광 통신용 시스템 5
2.1기존 가시광 통신용 송신기 6
2.2 기존 가시광 통신용 수신기 11
Ⅲ. 제안 가시광 통신용 시스템 12
3.1 고효율 LED 구동 회로가 적용된 제안 가시광 통신용 송신기 13
3.1.1 LED 평균 전류 제어를 통한 고효율 벅 LED 구동 회로 13
3.1.2 정 전류 구동을 위한 벅 컨버터 16
3.1.3 제안 LED 구동 회로의 동작 원리 18
3.1.4 제안 회로의 조명 및 통신 기능 융합 20
3.1.5 제안 회로의 스위칭 손실 분석 22
3.1.5.1 선형 영역에서 구동하는 데이터 스위치 손실 25
3.1.5.2 선형 영역에서 구동하는 데이터 스위치 손실 27
3.2 Solar Cell을 응용한 배터리 없는 가시광 통신용 수신기 29
3.2.1 Solar Cell 특성 29
3.2.2 제안 Solar Cell을 응용한 가시광 통신용 수신기 32
3.2.3 신호 복조를 위한 Signal Demodulation Circuit 34
3.2.4 High Pass Filter를 통한 신호 출력 36
3.2.5 Switched Capacitor Converter를 적용한 Power Supply Circuit 39
3.3 제안 회로 모의실험 41
3.3.1 제안 가시광 통신용 시스템 모의실험 사양 및 회로도 41
3.2.2 제안 가시광 통신용 송신기 모의실험 결과 43
3.2.3 제안 가시광 통신용 수신기 모의실험 결과 45
Ⅳ. 제안 회로 Hardware Test 48
4.1 Hardware Test를 위한 시작품 제작 49
4.1.1 가시광 통신용 송신기 제작 49
4.1.2 Solar Cell을 응용한 가시광 통신용 수신기 제작 50
4.2 가시광 통신용 시스템 실험 결과 55
Ⅴ. 결론 58

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