[논문]소형 대공 추적레이다용 전원공급기 개발

김홍락; 김윤진; 이원영; 우선걸; 김광희

doi:10.7236/jiibc.2022.22.4.119

소형 대공 추적레이다용 전원공급기 개발
Development of Power Supply for Small Anti-air Tracking Radar 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.22 no.4, 2022년, pp.119 - 125

김홍락 (LIG넥스원(주)) , 김윤진 (LIG넥스원(주)) , 이원영 (LIG넥스원(주)) , 우선걸 (LIG넥스원(주)) , 김광희 (국방과학연구소)

초록
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소형 대공 추적레이다용 전원공급기는 시스템이 잡음의 영향 없이 빠르고 안정적으로 전원을 공급받을 수 있도록 해야 한다. 이를 위하여 신뢰성 있는 전원변환을 위하여 DC-DC 변환기를 많이 적용한다. 또한 DC-DC 변환기의 스위칭 주파수 노이즈가 시스템의 탐지 추적 성능에 영향을 줄 수 있는 False Alarm 과 Ghost 를 유발하지 않도록 해야 하며, 추적 레이다가 동작중 실시간으로 전원을 모니터링 할 수 있는 점검 기능을 보유하고 있어야 한다. 본 연구에서는 소형 대공 추적 레이다에 적용하기 위하여 +28VDC 입력을 받아서 최대 출력 𐩒𐩒𐩒 W, 효율 80% 이상(@100%부하), 출력 전원 6개의 다중 출력 스위칭 전원공급기를 개발하였고 효율 80% 이상을 달성하기 위하여 전력이 큰 출력에 대해서는 DC-DC 변환기를 적용하였고 나머지 소전력 출력에 대해서는 출력 전류 및 노이즈를 고려하여 리니어 레귤레이터를 적용하여 설계 제작하여 시험 결과 100% 부하조건에서 85%의 우수한 효율 특성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The power supply for the anti-aircraft radar homing sensor should allow the system to receive power quickly and stably without the influence of noise. For this purpose, DC-DC converters are widely used for reliable power conversion. Also, switching of DC-DC converters Frequency noise should not cause false alarms and ghosts that may affect the detection and tracking performance of the system, and it should have a check function that can monitor power in real time while the homing sensor is operating. In order to apply to anti-aircraft radar homing sensor, we developed a multi-output switching power supply with maximum output 𐩒𐩒𐩒 W, efficiency 80% or more (@100% load), output power by receiving 28VDC input, and power supply to achieve more than 80% efficiency. A DC-DC converter was applied to this large output, and the multi-output flyback method was applied to the rest of the low-power output.

주제어

표/그림 (15)

그림 그림 1. 전원공급기 블록도 Fig. 1. Power Supply Block Diagram
표 표 1. 전원공급기 주요 사양 Table 1. Major Specification of Power Supply
그림 그림 2. DC-DC 변환기 선정 Fig. 2. DC-DC Converter Selection
그림 그림 3. Sync 신호 수신회로 Fig. 3. Sync Signal Receive Circuit
그림 그림 4. 출력 전류에 따른 +5VD 출력 잡음레벨 Fig. 4. +5VD output noise level depending on output current
그림 그림 5. EMI 필터 회로 Fig. 5. EMI Filter Circuits
그림 그림 6. EMI 필터 특성 그래프 Fig. 6. EMI Filter characteristic graph
그림 그림 7. 전원 모니터링 블록도 Fig. 7. Power monitoring Block Diagram
그림 그림 8. 전원공급기 모델링 형상 Fig. 8. Power supply Modeling shape
그림 그림 9. 전원공급기 Board 부품 배치 형상 Fig. 9. Power supply Board component placement shape
그림 그림 10. 전원공급기 시험 측정 구성도 Fig. 10. Power supply test & measure configuration diagram
그림 그림 11. 출력 전원 결과 Fig. 11. Output Power Results
그림 그림 12. CE102 시험 및 결과 Fig. 12. CE102 TEST and Result
표 표 2. 전원공급기 측정 결과 Table 2. Power Supply Measurement Result
표 표 3. 전원공급기 잡음 측정 결과 Table 3. Power Supply Noise Measurement Result

AI 본문요약
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제안 방법

DC-DC 변환기는 효율이 좋은 Synqor사의 제품으로선정을 하였고 2차 출력 필터를 적용하여 잡음을 최소화하였으며 출력 용량이 적은 전원은 리니어 레귤레이터 회로를 적용하였다. 리플 노이즈를 최소화 하기 위한 회로를 적용하여 안정적으로 동작하는 전원공급기를 설계하였으며 제작 후 측정을 통하여 결과를 확인하였다.
그림 6은 Common Mode와 Normal Mode일때의 감쇄 특성을 나타내고 있다. DC-DC 변환기의 동기주파수는 레이다 시스템과의 동기를 고려하여 시스템의 PRF(Pulse Repetition Frequency)와 동기된 신호를 전원 분리 설계를 통하여 신호를 받아 적용하도록 설계하였다.
전원 케이블을 통한 외부의 잡음 유입을 최소화하고 레이다 운용시 발생되는 잡음 유출을 최소화하기 위하여 EMI 필터를 내장하고 있다. EMI 필터를 통과한 전원은 효율을 고려하여 고효율의 DC-DC 변환기를 적용하여 소모전류를 최소화 하였고 리플감쇄회로 적용 및 LC 필터 설계를 통하여 리플노이즈가 OOmVp-p 이하가 되도록 설계하였다. 적용된 DC-DC 변환기는 가격과 효율을 고려하여 선정하였다.
MIL-STD-461G CE102를 만족하기 위하여 입력전원에 대한 별도의 차폐된 EMI 필터를 설계하였으며 출력은 EMI 필터용 피드스루를 적용 설계하였다. 그림 5는 EMI 필터 회로로 Source impedance로 인한 DC-DC 변환기 동작 안정성 확보를 위한 커패시터를 적용하였으며 통신라인과의 차폐를 고려하여 경로 분리 설계를 하였다.
DC-DC 변환기는 효율이 좋은 Synqor사의 제품으로선정을 하였고 2차 출력 필터를 적용하여 잡음을 최소화하였으며 출력 용량이 적은 전원은 리니어 레귤레이터 회로를 적용하였다. 리플 노이즈를 최소화 하기 위한 회로를 적용하여 안정적으로 동작하는 전원공급기를 설계하였으며 제작 후 측정을 통하여 결과를 확인하였다. 또한 EMC 시험을 통하여 MIL-STD-461G CE102 규격을 만족함을 확인하였다.
상기의 설계 내용을 바탕으로 전원공급기를 제작하였다. 전원공급기가 레이다의 입력단에 있어서 외부로부터전원과 통신신호를 받게 되고 외피의 Thermal mess를 이용하는 방열 구조로 제작 되었다.
그림 10은 전원공급기를 시험 측정하기 위한 구성도이며 +28VDC를 공급하는 DC 전원공급기와 100%부하를 위한 전자부하, 전원공급기와 외부장비를 연동하여 시험을 수행한다. 전원공급기와 연동하여 전원 제어, 동기신호 제공, 전원모니터링을 수행할 모의프로그램을 구현하였다.

대상 데이터

출력 전류가 높은 5V와 15V는 SynQor 사의 OOO 시리즈로 선정하였다. -15V는 출력전류가 낮아서 OOO 시리즈로 선정하였다.

참고문헌 (11)

Jin-Kyu Choi, Han-Chun Ryu, "A Development of the High-Performance Signal Processor for the Compact Millimeter Wave Radar", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communica- tion, Vol. 17, No. 6, pp.161-167, Dec.31, 2017. DOI :https://doi.org/10.7236/JIIBC.2017.17.6.161

원문보기 상세보기
Keith Billings, Taylor Morey, "Switchmode Power Supply Handbook, 3rd edition", McGraw Hill.
MIL-STD-461E, "Requriements for The Control of Electromagnetic Interference Characteristics of Subsystem and Equipment."
Dae-Kwan Kim, Young-Soo Lee, "Developement of Multi-Output Switching Power Supply for Military Aeronautical Radar Processor Unit", The Korea Institute of Power Electronics Autumn Annual Conference, pp.188-189, Nov. 2013.
Jong Beom Park, Young Hwa Kim, "Development of Power Supply Testing System", The Korean Institute of Electrical Engineers Conference , pp.703-705, July, 1999.
G. Ala, G. C. Giaconia, G. Giglia, "Optimized Design of High Power Density EMI Filters for Power Electronic Converters", AEIT International Annual Conference, 5-7 Oct. 2016. DOI :https://doi.org/10.23919/AEIT.2016.7892794
Sung-Yug Choi, "Variable and Controllable Digital Power-supply Design" Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society(JKAIS), Vol. 7, No. 1, pp. 21-26, 2006.
Jongbok Lee, "A Study on Power Dissipation of The Multicore Processor" The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC) Vol. 17, No. 2, pp.251-256, Apr. 30, 2017. DOI : https://doi.org/10.7236/JIIBC.2017.17.2.251

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D. Brooks, V. Tiwari, and M. Martonosi, "Wattch: A Framework for Architectural-Level Power Analysis and Optimizations," Proceedings of the 27th International Symposium on Computer Architecture, pp 83-94, Jun. 2000.
Sangsik Lee, "Development of the SMPS Power Module for the Medical Kit", The Journal of KIIECT, Vol. 1, No. 1, pp. 11-15, 2009.
Sang-bong Park, "Implementation and design of fuse controller using single wire serial communication", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC) Vol. 15, No. 6, pp.251-255, Dec. 31, 2015. DOI :http://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2015.15.6.251

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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