일반기술

진행파관 구동을 위한 고전압전원공급기

본 기술/장비는 초고주파 소자인 진행파관을 구동하기 위한 고전압전원공급기 설계 기술로서 진행파관을 안정적으로 구동하기 위해서는 리플과 노이즈를 줄이고, 또한 항공기에 탑재하기 위해 소형/경량화 기술을 전원공급기 설계 기술에 적용한 것으로서 보다 세부적으로는 고밀도 펄스변압기 설계기술과 노이즈 저감기술 및 모듈레이터 설계 기술 등으로 크게 분류할 수 있다.상기 기술을 적용한 기술군은 현재 주로 진행파관을 구동하기위한 위성통신 및 방송국 송신기용 전원공급장치와 레이더 송신기용 전원공급기 설계, 특히 전자전 장비의 고출력송신기에 적용되는 고전압전원공급기 제작에 응용되어 상용화되어 있는 실정이다. 특히 전투기외장형전자방해장비(ALQ-200)에 실용화되어 적용되어있다.본 기술은 소형/경량화를 위한 고밀도 기술과 고전압의 출력전압을 안정화 시키는 노이즈 저감기술 등을 활용한 것으로서 단위 체적당 출력전력이 매우 큰 고밀도 고전압전원공급 제작기술에 원천적인 핵심기술로 사용되며 선진국에서도 수출을 기피하는 품목으로 국내에서 최초로 독자적으로 개발된 고밀도 고전압전원공급기이다.본 기술은 영전류스위치(ZCS)공진회로, 고밀도 펄스변압기 설계, 모듈레이터 설계 등으로 기술 구성이 이루어지며, 각 구성에 대한 내용은 다음과 같다. - 첫째, ZCS(Zero Current Switching)기술을 적용하였는데, 변압기 내부의 인덕턴스를 이용하여 외부의 커패시터와 공진을 이용하는 스위칭 방식을 고안하였으며, - 둘째, 고밀도 펄스변압기 설계는 변압기 2차측 권선을 다단으로 분리하고 권선배치를 적절히 취하여 펄스변압기를 구성하는 방법을 적용한 기술이며, - 셋째, 모듈레이터 설계기술은 수 kV의 직류전압을 적은 부피내부에 반도체 스위치소자를 이용하여 고전압을 변조하는 기술로서 고속의 고전압차단스위칭 기술, 고전압절연기술, 방전 시 스위치 차단 기술 등으로 분류된다.상기 기술을 적용한 기술군은 현재 주로 진행파관을 구동하기위한 위성통신 및 방송국 송신기용 전원공급장치와 특히 전자전 장비의 고출력송신기에 적용되는 고전압전원공급기 제작에 응용되어 상용화되어 있는 실정이다. 본 기술이 위 응용분야의 기존 기술보다 뛰어난 장점 및 특징은 다음과 같다.첫째 : 일반적인 영전류스위치 방식은 외부에 공진용 인덕턴스와 커패시터를 추가하여 공진점을 만들어 영전류 시에 주 스위칭을 발생하여 스위치 손실을 줄임으로서 발열과 노이즈를 감소하는 방법이다. 본 기술은 외부에 추가되는 인덕턴스를 변압기 내부의 누설 인덕턴스를 활용하여 공진을 만듬으로서 소자를 줄일 수 있는 방법을 고안한 방법이다.둘째 : 전원공급기 효율에 큰 영향을 미치며, 소자의 부피도 많이 나가는 변압기는 부피를 감소시키고, 효율을 증대시키기 위해서는 고밀도의 펄스변압기를 개발해야하며, 이를 위해 변압기 2차 권선을 다단으로 분리하고 권선을 적절히 배치하는 새로운 방법으로 효율을 90%이상 높이는 기술을 개발하였다. 셋째 : 수 kV의 고전압을 스위칭 변조하는 모듈레이터는 기본적으로 고전압을 고속으로 스위칭하는 기술과 절연에 대한 대책이 필요하며, 항공용으로 적용키 위한 고밀도 환경에서는 더욱 세심한 절연대책을 세우지 않으면 방전이나 아킹으로 인해 장비 자체나 부하에 치명적인 손실을 입히게 된다. 이에 고속의 스위칭 기술 및 고전압 절연기술 그리고 방전 시 스위치 차단 방식 개선에 대한 기술을 적용 개발하였다.