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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

송승민 (부경대학교, 부경대학교 대학원)

지도교수
김인동
발행연도
2021
저작권
부경대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수18

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

2021

능동 소나용 고출력 송신기에 관한 연구
송승민 전기공학과 2021.01 학위논문

2020

리플온도를 고려한 능동 소나용 고출력 송신기를 위한 변압기설계
송승민 ,  김준태 ,  박성현 외 3명 대한전기학회 학술대회 논문집 2020.10 학술대회자료
변압기 자화인덕턴스를 이용한 능동 소나 송신기용 정합회로 설계
송승민 ,  김인동 ,  이병화 외 1명 대한전기학회 학술대회 논문집 2020.07 학술대회자료

2019

능동 소나용 고효율 고출력 송신기의 설계
송승민 ,  김인동 ,  이병화 외 1명 전기학회논문지 2019.11 학술저널

초록· 키워드

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To implement long-distance transmission and reception of signals in the water, low frequency acoustic waves should be used in order to decrease attenuation of underwater signals. However, the underwater acoustic transducers used in generating the acoustic wave, have the characteristics of widely variable impedance as well as large capacitive components according to the driving frequency bands. In addition, since the acoustic transducers are driven individually, the mutual radiation impedance is large, so the equivalent impedance varies very significantly. To solve these problems, this paper proposes an efficient high-power transmitter for acoustic transducers. Also, in order to improve the low power factor of the acoustic transducer, this paper proposes a new matching circuit that uses the magnetizing inductance of the transformer without additional elements. And a new transformer design method that considers the lifetime according to the operating duty of the active sonar is proposed. Finally, this paper proposes a controller using SOGI(Second Order Generalized Integrator) for these high-power transmitters. The proposed high-power transmitter has improved both efficiency and THD(Total Harmonic Distortion). The weight and volume of the proposed matching circuit are reduced by about 20% compared to the conventional matching circuit, and the power factor is improved to almost 1. Also, the performance of the proposed controller is verified through various experiments.
#능동 소나 #고출력 송신기 #정합회로 #변압기 #제어기

목차

1. 서론 1
2. 능동 소나용 고효율 디지털 전력증폭기 7
2.1. 기존의 전력증폭기 7
2.2. 디지털 전력증폭기 설계 11
2.3. 변압기 권선비 설계 16
2.4. AC 필터 설계 17
2.5. DC 필터 설계 19
2.6. SiC MOSFET를 이용한 고출력 송신기 23
2.7. GaN HEMT를 이용한 고출력 송신기 27
3. 추가적인 소자가 필요 없는 정합회로 30
3.1. 기존의 정합회로 32
3.2. 제안된 정합회로 설계 37
3.2.가. 자화 인덕턴스 계산 39
3.2.나. 변압기 설계사양 결정 39
3.2.다. 코어 재질선정 40
3.2.라. 각종 변압기 파라미터 계산 및 결정 40
3.2.마. 코어 타입 선정 42
3.2.바. 자화 인덕턴스 감소 42
3.2.사. 최대 자속밀도의 조정 46
3.2.아. 최대 자속밀도와 포화 자속밀도의 비교 47
3.2.자. 1개의 변압기로 구현 47
3.2.차. 2개의 변압기로 구현 49
3.3. 제안된 정합회로 실험/검증 51
4. 노화가속지수를 고려한 변압기 설계 54
4.1. 동작듀티를 고려한 기존의 변압기 설계 54
4.2. 제안된 노화가속지수를 고려한 변압기 설계 62
4.2.가. 변압기의 온도특성 해석 64
4.2.나. 변압기의 FAA 및 FEQA 계산 66
4.3. 제안된 방법으로 설계한 변압기 실험/검증 67
5. 전력제한기능을 갖는 고출력 송신기용 제어기 73
5.1. 기존의 전력제한 기능을 갖는 제어기 73
5.2. 제안된 고출력 송신기용 제어기 78
5.2.가. 출력전압 제어루프 82
5.2.나. 출력전력 제한 제어루프 87
5.3. 부하 설계/ 제작 91
5.4. 제어기 성능 실험 96
6. 결론 105
6.1. 최신소자를 사용한 고효율 디지털 전력증폭기 105
6.2. 추가적인 소자가 요구되지 않는 간단한 구조의 정합회로 106
6.3. 동작듀티를 고려한 가장 간단한 구조의 정합회로 107
6.4. 전압제어 및 전력제한 제어가 가능한 제어기 108
7. 참고문헌 109

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