표제지
목차
초록 12
Abstract 13
1. 서론 14
2. 비상전원장치의 동작원리 16
2.1. 플라이백 제어회로 16
2.1.1. PWM(Pulse Width Modulation) 제어회로 16
2.1.1.1. 구형파 발생 원리 17
2.1.1.2. 임펄스 발생 원리 18
2.1.1.3. 삼각파 발생 원리 18
2.1.1.4. 오차증폭기 20
2.1.1.5. 비교기 21
2.1.2. 플라이백 컨버터의 구성과 동작 원리 21
2.1.3. 변압기의 동작원리 22
2.2. 리튬이온 충전기의 동작원리 23
2.2.1. 리튬이온 전지의 구조 및 동작 원리 24
2.2.1.1. 외관 및 구조 24
2.2.1.2. 동작원리 24
2.2.2. 리튬이온 전지의 특징 26
2.2.3. 리튬이온 전지의 특성 26
2.2.3.1. 충전방법 26
2.2.3.2. 방전 부하 특성 27
2.2.4. 정전압·정전류 충전 28
2.3. 승압 컨버터의 동작원리 30
2.4. LED 구동 원리 30
2.4.1. LED 특성 30
2.4.2. 정전류 제어 31
3. 비상전원장치 설계 32
3.1. 플라이백 컨버터 설계 32
3.1.1. VIPER27의 구조 32
3.1.2. 변압기 설계 37
3.1.2.1. 권선비 결정 38
3.1.2.2. 코어 형상 및 재질 40
3.1.2.3. 1차측 권선수 40
3.1.2.4. 2차측 권선수 42
3.1.2.5. 보조전원 권선수 43
3.1.3. 환류 다이오드 43
3.1.4. 출력 캐패시터 44
3.1.5. 플라이백 컨버터 설계 회로도 45
3.2. 리튬이온 전지 충전부 설계 45
3.2.1. 설계사양 46
3.2.2. MCP73831 구조 46
3.3. 승압 컨버터 설계 52
3.3.1. 설계사양 52
3.3.2. MP3213 구조 52
3.4. LED 구동회로 설계 57
3.4.1. 설계사양 57
3.4.2. PT4115 구조 57
4. 실험결과 및 고찰 60
4.1. 전원부 실험 및 고찰 60
4.1.1. VIPER27 소프트 스타트 실험 60
4.1.2. VIPER27 과전압 방지 실험 60
4.1.3. 부하에 따른 해석 62
4.1.4. 출력전압 리플 63
4.1.5. 효율 64
4.2. 충전부 실험 및 고찰 65
4.3. 승압부 실험 및 고찰 66
4.4. LED 램프 실험 및 고찰 69
4.5. 전자파 측정 70
4.6. 비상전원장치 실험 및 고찰 71
4.6.1. 성능 실험 72
4.6.2. 저온방치 실험 72
4.6.3. 고온방치 실험 73
4.6.4. 열충격 실험 74
4.6.5. 진동 실험 75
4.6.6. 충격 실험 75
5. 결론 77
참고문헌 78
표 3.1. VIPER27 전기적인 특성 33
표 3.2. VIPER27L 단자기능 34
표 3.3. VIPER27L 전기적인 특성 39
표 3.4. 컨버터 사양 설정 40
표 3.5. 플라이 백 컨버터의 파워 선택 41
표 3.6. 충전기 설계사양 46
표 3.7. IRC18650-30A 특성표 47
표 3.8. MCP73831 핀 정보 48
표 3.9. 충전전류 설정표 49
표 3.10. 승압 컨버터 설계사양 52
표 3.11. MP3213 핀 정보 53
표 3.12. 보상선택 56
표 3.13. LED 드라이버 설계사양 58
표 3.14. PT4115 핀 정보 58
표 4.1. 부하 변동에 따른 출력전압 62
표 4.2. 출력전압 리플 63
표 4.3. 컨버터의 효율 65
표 4.4. 충전부 실험 결과 66
표 4.5. 승압부 해석 결과 67
표 4.6. 효율 67
표 4.7. LED 구동회로 해석 결과 69
표 4.8. 효율 69
표 4.9. 방전시간에 따른 광속 측정 72
표 4.10. 저온방치 시험 결과 72
표 4.11. 고온방치 실험 결과 73
표 4.12. 열충격 실험 결과 74
표 4.13. 진동 실험 결과 75
표 4.14. 충격 실험 결과 76
그림 2.1. PWM 제어 회로 모듈 블록도. 16
그림 2.2. 구형파 발생 회로 및 파형. 17
그림 2.3. 미분 회로 및 파형. 19
그림 2.4. 삼각파 발생 회로 및 파형. 20
그림 2.5. 오차 증폭기 회로. 20
그림 2.6. 비교기 회로 및 파형. 21
그림 2.7. 플라이백 회로 및 동작 파형. 22
그림 2.8. 변압기 회로. 23
그림 2.9. 리튬이온 전지 구조. 25
그림 2.10. 리튬이온 전지의 동작원리. 25
그림 2.11. 표준적인 충전 커브. 27
그림 2.12. 충전회로의 충전 특성. 28
그림 2.13. 정전류·정전압 회로 블록도. 29
그림 2.14. Boost 컨버터 회로도. 30
그림 2.15. LED의 전압-전류-광도 특성. 31
그림 3.1. VIPER27L의 기본 회로도. 32
그림 3.2. 기능 블록 다이어그램. 33
그림 3.3. 소프트 스타트 타이밍도. 35
그림 3.4. CONT 핀 구성. 35
그림 3.5. OVP 타이밍도. 37
그림 3.6. RLIM의 전류 제한 곡선.(이미지참조) 37
그림 3.7. VDS의 일반적인 파형.(이미지참조) 39
그림 3.8. 플라이백 컨버터 회로도. 45
그림 3.9. MCP73831 일반적인 회로도. 47
그림 3.10. 충전 디바이스 정보. 48
그림 3.11. 충전 흐름도. 50
그림 3.12. 리튬이온 충전회로도. 51
그림 3.13. MP3213 기본 회로. 54
그림 3.14. 내부구조 다이어그램. 54
그림 3.15. 설계된 부스터 회로. 57
그림 3.16. PT4115 기본 회로. 59
그림 3.17. 내부 블록도. 59
그림 4.1.소프트 스타트 타이밍. 60
그림 4.2. 과전압 방지 동작 파형. 61
그림 4.3. 최대부하에서 입력전압별 VDS와 LDS파형.(이미지참조) 62
그림 4.4. 리플전압 측정. 63
그림 4.5. AC90V일 때 출력 파형. 64
그림 4.6. AC220V일 때 출력 파형. 64
그림 4.7. AC260V일 때 출력 파형. 64
그림 4.8. 충전 전류와 전압. 66
그림 4.9. 전압-전류 측정 위치. 67
그림 4.10. 승압부 파형. 68
그림 4.11. 전압과 전류 출력 신호. 68
그림 4.12. 스위칭 주파수. 70
그림 4.13. 샘플 사진 70
그림 4.14. 전도 측정. 71
그림 4.15. 방사 측정. 71
그림 4.16. 저온방치 사진. 73
그림 4.17. 고온방치 사진. 74
그림 4.18. 열충격실험 온도 프로파일. 75
그림 4.19. 진동 실험 사진. 76
그림 4.20. 충격 실험 사진. 76