목차
□ 서 론
□ 설 계 수 행
- 상황정의 및 가정 설정
- 설계 목표 정의
- 계획 수립
- 계획 수행
- 결과의 검증
□ 결 론
□ 설 계 소 감
□ 설 계 수 행
- 상황정의 및 가정 설정
- 설계 목표 정의
- 계획 수립
- 계획 수행
- 결과의 검증
□ 결 론
□ 설 계 소 감
본문내용
켜져야 할 때에 빨리 안 켜지면 주변의 다른 서브시스템을 파손시킬 수 있을뿐만 아니라, 초기 기동 시, 전원회로 입력으로 돌입하는 전류의 오버슛(overshoot)이 커진다. 정상적으로 흐르는 전류의 수 십배의 전류가 기동시에 소요되기도 하여, 회로 자신이 파손되던지 보호회로라도 동작을 하게 되면 아예 기동을 할 수 없게 되기도 한다.
2. 서 론
3. LC의 용량이 클 수록, 회로는 reactive한 성질을 많이 가지게 되는데, 부하가 전력을 소비하는 경향보다 reactive가 우세해지면 부하변동 등의 과도상황에서 지나친 발진현상이 나타날 수 있다. 예를 들어, 5V 10W 부하를 쓰다가 어느순간 이를 20W로 확 늘이면 전압이 상당시간동안 몇 볼트씩 오르락내리락하면서 출렁거려 부하를 파손시키거나 오동작시킬 수 있다. 이 전압 출렁거림을 잡기 위해 C를 더더욱 크게 하면, 이번에는 전원의 입력단의 전류가 심하게 출렁거리게 된다. 이렇게 입력단의 돌입전류, 출력단의 전압출렁거림은 기본적으로 동시에 잡을 수 있는 것이 아니며, LC 용량이 커질수록 문제는 심각해진다.
4. 고성능의 제어회로가 붙어있는 전원회로일 수록, 처음 설계되었던 값보다 큰 LC 필터를 달았을 때 불안정해지기 쉽다. 즉, 부하변동, 입력변동, 출력변동 등에 대해 제어기는 이를 빠른 시간내에 최적으로 보상하려고 애쓰는 반면, 과대한 LC 필터때문에 회로의 응답이 늦어져서 제어기가 과다한 제어를 하다가 제어가능 한계를 벗어나는 수가 생긴다. 이 때에는, 갑자기 출력이 0으로 떨어지던지, 아니면 자기가 낼 수 있는 최대 전압을 내면서 그 상황에 고착될 수 도 있다.
5. LC 용량이 커지면 부피와 무게, 그리고 가격이 올라간다.
이 외에도 LC 필터의 용량이 부적절하면 제어회로, 주변회로 등에 다양한 방법으로 끼치는 영향이 많습니다.
3. 설 계 수 행
(1) 상황정의 및 가정 설정
Project 5 : 전력 전송 시스템
다음의 회로는 저역필터이다. 입력은 인 반파정류 파형이다. L과 C 값을 적절히 선택하여 출력전압의 첫 번째 고조파의 최대값이 출력전압 평균값의 1/25이 되도록 설계하시오.
[그림 3-1]
(2) 설계 목표 정의
[그림 3-1]에 주어진 회로가 출력전압의 첫 번째 고조파의 최대값이 출력전압 평균값의 1/25이 되도록 적절한 L과 C의 값을 설계하시오.
(3) 계획 수립
1. 를 통하여 차단주파수()의 값을 구한다.
2. 이 되도록 R, L, C에 관한 관계식을 구한다.
3. 계획2를 통하여 적절한 L과 C의 값을 선정한다.
3. 설 계 수 행
(4) 계획 실행
1. 를 통하여 차단주파수()의 값을 구한다.
이므로 이다.
2. R, L, C에 관한 관계식을 구한다.
[그림 3-1]의 회로에서 설계방정식을 구해보면
(식 3-1) 이고,
(식 3-2) 이다.
3. 계획2를 통하여 적절한 L과 C의 값을 선정한다.
(식 3-1)을 간단히 정리하면 (식 3-3) 이고,
(식 3-2)에 R을 대입하여 정리하면 (식 3-4)이다.
(식 3-3)을 이므로 이 값을 (식 3-4)에 대입을 하게 되면 이므로 이다.
따라서 이다. L값을 (식 3-3)에 대입하면
이므로
이다.
3. 설 계 수 행
(5) 결과의 검증
C = 1.8 [ ] , , 으로 하여 회로도를 구성.
로 가정한다.
[그림 3-2]
위의 [그림 3-2]과 같이 회로도를 앞에서 선정한 소자들의 값을 구하여 PSPICE를 통하여 회로도를 구성하고, 다음 [그림 3-3]와 같이 주파수 응답을 나타내었다.
[그림 3-3]
4. 결 론
위에서 본 것과 같이 LC저역 필터 회로를 설계하기 위하여 여러 소자들의 값을 선정하였고 Pspice를 통하여 회로도를 구성하고 시뮬레이션 하였다. 설계수행을 통하여 이론적 지식을 바탕으로 L과 C의 용량을 선정하여 회로도를 구성하였는데 위의 실험 목적인 출력파형을 나타내지를 못하였다. 따라서 주파수 응답을 표현하였다.
5. 설 계 소 감
이번 설계를 통하여 가장 중요한 점은 바로 필터의 역할이 아니였나싶다. 이번 설계인 LC저역필터를 설계하면서 저역 통과필터, 고역 통과필터, 대역 통과필터, 대역 차단필터의 역할에 대하여 알 수 있는 좋은 기회였다. 그리고 이러한 필터들을 동작하기 위한 소자들의 용량 설계를 통하여 많은 것을 알 수 있었다. 그리고 또한 시간영역이 아닌 주파수영역에서 응답을 표현함으로써 제어공학과의 연관점을 찾으려 노력하였으며 많은 성과를 이룬 설계인 것 같다.
2. 서 론
3. LC의 용량이 클 수록, 회로는 reactive한 성질을 많이 가지게 되는데, 부하가 전력을 소비하는 경향보다 reactive가 우세해지면 부하변동 등의 과도상황에서 지나친 발진현상이 나타날 수 있다. 예를 들어, 5V 10W 부하를 쓰다가 어느순간 이를 20W로 확 늘이면 전압이 상당시간동안 몇 볼트씩 오르락내리락하면서 출렁거려 부하를 파손시키거나 오동작시킬 수 있다. 이 전압 출렁거림을 잡기 위해 C를 더더욱 크게 하면, 이번에는 전원의 입력단의 전류가 심하게 출렁거리게 된다. 이렇게 입력단의 돌입전류, 출력단의 전압출렁거림은 기본적으로 동시에 잡을 수 있는 것이 아니며, LC 용량이 커질수록 문제는 심각해진다.
4. 고성능의 제어회로가 붙어있는 전원회로일 수록, 처음 설계되었던 값보다 큰 LC 필터를 달았을 때 불안정해지기 쉽다. 즉, 부하변동, 입력변동, 출력변동 등에 대해 제어기는 이를 빠른 시간내에 최적으로 보상하려고 애쓰는 반면, 과대한 LC 필터때문에 회로의 응답이 늦어져서 제어기가 과다한 제어를 하다가 제어가능 한계를 벗어나는 수가 생긴다. 이 때에는, 갑자기 출력이 0으로 떨어지던지, 아니면 자기가 낼 수 있는 최대 전압을 내면서 그 상황에 고착될 수 도 있다.
5. LC 용량이 커지면 부피와 무게, 그리고 가격이 올라간다.
이 외에도 LC 필터의 용량이 부적절하면 제어회로, 주변회로 등에 다양한 방법으로 끼치는 영향이 많습니다.
3. 설 계 수 행
(1) 상황정의 및 가정 설정
Project 5 : 전력 전송 시스템
다음의 회로는 저역필터이다. 입력은 인 반파정류 파형이다. L과 C 값을 적절히 선택하여 출력전압의 첫 번째 고조파의 최대값이 출력전압 평균값의 1/25이 되도록 설계하시오.
[그림 3-1]
(2) 설계 목표 정의
[그림 3-1]에 주어진 회로가 출력전압의 첫 번째 고조파의 최대값이 출력전압 평균값의 1/25이 되도록 적절한 L과 C의 값을 설계하시오.
(3) 계획 수립
1. 를 통하여 차단주파수()의 값을 구한다.
2. 이 되도록 R, L, C에 관한 관계식을 구한다.
3. 계획2를 통하여 적절한 L과 C의 값을 선정한다.
3. 설 계 수 행
(4) 계획 실행
1. 를 통하여 차단주파수()의 값을 구한다.
이므로 이다.
2. R, L, C에 관한 관계식을 구한다.
[그림 3-1]의 회로에서 설계방정식을 구해보면
(식 3-1) 이고,
(식 3-2) 이다.
3. 계획2를 통하여 적절한 L과 C의 값을 선정한다.
(식 3-1)을 간단히 정리하면 (식 3-3) 이고,
(식 3-2)에 R을 대입하여 정리하면 (식 3-4)이다.
(식 3-3)을 이므로 이 값을 (식 3-4)에 대입을 하게 되면 이므로 이다.
따라서 이다. L값을 (식 3-3)에 대입하면
이므로
이다.
3. 설 계 수 행
(5) 결과의 검증
C = 1.8 [ ] , , 으로 하여 회로도를 구성.
로 가정한다.
[그림 3-2]
위의 [그림 3-2]과 같이 회로도를 앞에서 선정한 소자들의 값을 구하여 PSPICE를 통하여 회로도를 구성하고, 다음 [그림 3-3]와 같이 주파수 응답을 나타내었다.
[그림 3-3]
4. 결 론
위에서 본 것과 같이 LC저역 필터 회로를 설계하기 위하여 여러 소자들의 값을 선정하였고 Pspice를 통하여 회로도를 구성하고 시뮬레이션 하였다. 설계수행을 통하여 이론적 지식을 바탕으로 L과 C의 용량을 선정하여 회로도를 구성하였는데 위의 실험 목적인 출력파형을 나타내지를 못하였다. 따라서 주파수 응답을 표현하였다.
5. 설 계 소 감
이번 설계를 통하여 가장 중요한 점은 바로 필터의 역할이 아니였나싶다. 이번 설계인 LC저역필터를 설계하면서 저역 통과필터, 고역 통과필터, 대역 통과필터, 대역 차단필터의 역할에 대하여 알 수 있는 좋은 기회였다. 그리고 이러한 필터들을 동작하기 위한 소자들의 용량 설계를 통하여 많은 것을 알 수 있었다. 그리고 또한 시간영역이 아닌 주파수영역에서 응답을 표현함으로써 제어공학과의 연관점을 찾으려 노력하였으며 많은 성과를 이룬 설계인 것 같다.
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