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Type-2 보상기에서 연산 증폭기의 동적 응답 – 제 2부

본 기고문의 제1부에서는 type-2 보상기에서 사용할 경우 연산 증폭기 개회로 이득 AOL이 미치는 영향을 설명했다. 분석을 더 진행하여 연산 증폭기의 크기 및 위상 응답을 면밀히 검토한 결과 저주파 및 고주파 극 두 개가 더 있음을 알 수 있다. 저 대역폭 설계에서 이들 극의 존재를 무시할 수 있다면 고 대역폭 시스템에서 이득 및 위상 상승이 필요한 경우 즉시 왜곡을 고려하여야 한다. 이제 제 2부에서는 이러한 극 및 이것이 필터의 최종 성능을 어떻게 왜곡하는지를 설명하는 Type-2 보상기의 전달 함수 결정 방법을 설명한다. 저자: 크리스토프 바쏘 (Christophe Basso), 온세미컨덕터 132, Chemin de Basso Cambo – 31035 Toulouse Cedex – France 결론 제 2부에서는 보상기 성능에 관해 연산 증폭기 동적 응답이 가져온 영향을 나타내었다. 큰 대역폭을 기대한다면, 보상기 동적 응답에 대한 이 기여를 더 ...

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Type-2 보상기에서 연산 증폭기의 동적 응답 – 제 1부

보상기는 동적 연산 시에 제어 시스템이 빠르고 안정되도록 조율된 전자 필터이다. 수 많은 연구에서 밝혀진 바와 같이 보상기는 그 특성이 완벽한 것으로 여겨지는 연산 증폭기 (op amp) 주변에 구축된 능동 회로이다. 저대역폭 시스템에서 이러한 접근이 충분하다면 소출력 커패시터 뱅크에도 불구하고 출력 전압 강하를 충분히 제한할 정도의 신속한 과도 응답을 확보하기 위해 최신의 컨버터는 100 kHz 또는 그 이상에서 교차한다. 이 응용분야에서 완벽한 연산 증폭기를 고려한 계산은 더 이상 작동하지 않으므로 결국 심각한 이득-위상 왜곡을 유도한다. 그러나 특정 연산 증폭기의 개회로 이득 및 저주파/고주파 극 두 개가 어떻게 전체 응답을 형성하는지 알아보면 올바른 부품을 선택하게 되므로 크로스오버에서 필요한 이득 및 위상 특성에 영향을 미치는 일로부터 피할 수 있으며 올바른 부품을 선택할 수 있다. 여기 1부에서는 의도적으로 저주파/고주파 극을 무시한 채 개회로 ...

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광범위한 디자인과 애플리케이션을 위해 소프트웨어 없이 구동하는 차세대 3상 BLDC 모터

그림1. 3단상 모토 구동을 위한 종래의 설정 (좌측); 센서리스 기술을 적용한 모형(우측)

저자. 사토시 이케이 (Satoshi Ikei), 타카시 하라시마 (Takashi Harashima) & 히로아키 가와카미 (Hiroaki Kawakami), 온세미컨덕터 단상 유도 모터들과 브러쉬리스 단상 BLDC 모터들은 수 년간 내수용 가전 기기(예: 냉장고) 나 산업 공기 에어컨 시스템을 비롯해 여러 응용 장비들의 팬 작동을 위해 상대적으로 저렴한 방법을 제공해 왔다. 이러한 종류의 기기를 설치하는 데에는 매우 낮은 자재 명세서만으로도 충분했었다. 그런데 고질적인 모터들의 비효율적 작동은 관련 전압 소비를 매우 높여버려서 결국은 전기 요금을 많이 내야 하는 잘못된 경제적 결과를 초래하기도 했다. 그뿐 아니라 단상 BLDC 모터들은 적용 검토가 요구되는 상당한 음향 소음을 불필요하게 발생시키기도 한다. 에너지 효율에 관한 소비자 인식과 함께 보다 강력한 국제 환경 입법 기관의 출현 등은 기존의 고정 속도식 단상 유도 모터들을 가변 속도식 동기모터로 변화시키고 있다. 복잡한 3단상 BLDC 모터 설치는 ...

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MOXA, IP 비디오 감시를 위한 산업용 이더넷 네트워크 최적화

MOXA

미션 크리티컬 산업 인프라에 없어서는 안될 비디오 감시 제공: MOXA (www.moxa.com) 비디오 감시 시스템은 “영상”을 이용해 보안요원이 하루 24시간, 일주일의 7일을 중앙 감시실에서 전체 시설 또는 보다 대규모 단지의 시설을 모니터링 할 수 있도록 하는 시스템으로, 이를 도입하면 여러 경비 구역에 인력을 배치하기 위해 많은 보안 요원을 고용할 필요가 없다. 감시 시스템은 분명 새로운 개념은 아니지만, 최근 몇 년 간 이를 구현하는 방식에 많은 변화가 있었다. 기본 시스템은 단순한 형태로 필요한 상황이 발생할 경우 미래를 대비한 분석에 이용할 수 있게 모든 영상들을 하드 드라이브에 저장한다. 그러나 보다 향상된 시스템은 매우 정교한 기능을 지원하는 지능형 카메라를 사용해 주요 영역에서 현장의 변화를 인식하거나(공항에서 누군가 짐을 놓고 가는 경우 등), 특정한 종류의 물체를 식별하는 기능 등을 수행한다. 이제 감시 시스템이 모든 종류의 미션 ...

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반도체 공정을 위한 SEMI 표준 프로토콜 SECS의 이해

Applied Materials 반도체장비

반도체 장비 개발을 위해서는 무엇보다도 먼저 SECS를 접하게 된다. 과연 SECS란 무엇인가? SECS는 국제 반도체 장비재료 협회인 SEMI가 규정하고 있는 반도체 장비에서의 통신 규약으로 국내외를 막론하고 모든 반도체 장비는 이 규약을 만족해야 한다. 글_오승모 기자 (oseam@icnweb.co.kr) 반도체 공정의 자동화와 데이터 통신 최적화에 의한 생산성 향상이 중요한 요소로 대두되고 있다. 이에 반도체 공정의 데이터 통신과 관련한 표준화를 위해 SEMI (국제반도체장비재료협회; Semiconductor Equipment and Materials International)의 장비 자동화 부분 (Equipment Automation Division)이 반도체 장비와 외부 컴퓨터 간의 인터페이스를 위한 데이터 통신의 표준 규약인 SECS (SEMI Equipment Communications Standard) 프로토콜을 제정하고 있다. 이를 통해 SEMI는 반도체 장비 생산업체에게 이를 옵션으로 적용하도록 요구함으로써 다수의 반도체 생산관련 장비가 인터페이스 부분에서 SECS 프로토콜 표준을 따르게 되었다. 반도체 장비 업체에게는 SEMI에서 요구하는 이 표준 규약이 거의 의무 ...

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자동화 부문 모바일 애플리케이션을 위한 산업용 WLAN 솔루션

무선 네트워크가 점점 더 대중화되고 있다. 이는 플랜트의 설치와 운용 상의 비용을 절감시키는 동시에, 고도의 유연성을 허용해 준다. < 편집자 주> 글: Mark Freeman Siemens Automation & Drives, Product Manager 실시간 및 결정적 통신은 산업용 애플리케이션 세계에서 높은 중요성을 지닌다. 많은 솔루션들이 고속화된, 주기적 절차를 기반으로 하고 있다. 또한 물류 내지 운송 등과 같은 영역에서는, 100ms 미만의 응답시간에 대한 수요가 나타나고 있다. 이러한 요인들은 네트워크 인터페이스 간의 데이터 교환의 신뢰성과 속도에 영향을 끼치며, 이는 엄격히 한정된 수준의 응답시간에 부합되어야 한다. 오피스 세계와 IT-분야의 고전적인 기술은 이러한 요구들을 사전에 충족하지 못하며, 그 중 많은 경우에서, 이들은 개조 내지 적용과정 없이는 구현될 수 없다. Wireless LAN을 사용한 데이터 전송의 경우도 마찬가지다. 산업용 WLAN은 모바일 WLAN의 ‘데이터 예약’ 및 ‘전달 메커니즘’ 특성을 사용함으로써 ...

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작업의 안전 개념(The Safety at Work)과 AS-Interface(1)

많은 회사들의 공동 작업으로 개발된 ‘AS-Interface Safety at Work’ 컨셉은 안전 관련 컴포넌트를 AS-Interface 시스템으로 완벽히 통합시킨 개념이다. 표준 작업와 안전 작업은 동일한 하나의 AS-Interface 케이블 상에서 아무런 제한 없이 처리된다. < 편집자 주> 과거에는 AS-Interface를 기계나 시스템 전체에 장착한다고 해도 전기 설비의 일부로서 기존의 기술을 사용하는 것에 불과했다. 즉 작업자와 기계를 보호하기 위한 안전 관련 컴포넌트를 별도로 사용하는 것을 의미했다. 그것은 해당 표준에 그렇게 규정되어 있기 때문이기도 하고, 그 외의 다른 기술 솔루션이 존재하지 않았기 때문이기도 하다. 오늘날 안전 컨트롤러는 기존의 계전기 기술을 사용하여 복잡한 과제를 기존보다 더 빠르고 신뢰성 있게 해결하고 있다. 그러나 안전 기술에 사용되는 센서는 거의 AS-Interface의 고유 영역인 2진 스위칭 출력(Binary Switching Output)에 의해 특징 지워진다. 그렇다면, 고비용의 노동 집약적인 병렬 배선을 AS-Interface로 대체하는 솔루션을 ...

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산업통신망의 성장에서 본 산업용 이더넷

Bob Metcalfe Ethernet drawing

산업용 네트워크는 개방성과 안정성이라는 산업 현장에서의 요구에 적극 부응하면서 산업용 이더넷이라는 목표로 모아지고 있다. 산업용 네트워크의 새로운 이름으로 산업용 이더넷이 산업 통신망의 주류로 성장하기에 이른 것이다. 세계 산업용 이더넷 시장은 현재 51.4%의 고성장을 지속하고 있는 중이다. ARC에 따르면, 산업용 이더넷 시장은 지난 2004년에 84만 유닛에 구축된 것으로 나타났으며, 향후 연평균 51.4%의 성장율을 보이면서 2009년에는 670만 유닛으로까지 확대될 것으로 전망되었다. 또한 산업용 이더넷 스위치 시장은 2004년 1억 2천만 달러를 보인데 이어 2009년에는 9억 4천만 달러로 성장, 연평균 49.9%의 성장률을 보일 것으로 분석되었다. 이러한 고성장이 전망되는 산업용 이더넷은 이제 산업용 네트워크의 대명사가 되었으며, 기존의 산업용 네트워크를 대표해 왔던 필드버스라는 용어를 무색케 하고 있다. 국제 표준으로 IEC 61158에서 선정한 7개의 필드버스중 5개와 ISO에서 제안한 6개의 필드버스를 합한 11개의 필드버스 프로토콜이 개방형 프레임워크를 수용하면서 ...

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필드버스(Fieldbus)란 무엇인가?

ABB 필드버스 시스템 이미지

산업자동화분야는 기계, 전자 및 정보 기술의 복합적 구성에 의하여 이루어지는 첨단분야로 최신기술의 급속한 발전에 따라 다기능, 고도의 기술들이 계속해서 나타나고 있다. 이러한 기술중 90년대부터 산업자동화의 근본이라 할 수 있는 통신분야에서 두각을 나타내고 있는 기술이 세계적으로 그 사용이 확산되고 있는데 바로 필드버스(Fieldbus)라고 불리우는 산업 통신 기술이다. 1990년대 들어 산업자동화 분야에 있어서 80년대와는 다른 기술이 적용되기 시작했는데, 그것은 통신을 이용한 제어 방식의 활성화였다. 통신을 이용한 메시지 전송은 미국에서부터 시작되어 전 세계적으로 확산이 되면서 지속적인 발전을 이루어 왔지만, 90년대 이전까지 통신을 이용하여 메시지 전송을 주로 사용한 분야는 Personal Computer 영역이나 그 상위의 영역이었고, 자동제어 영역에서 보게되면 각 공장간 혹은 공정간 영역에서의 메시지 교환을 중심으로 이루어져 왔다. 가장 흔하게 적용된 예를 보면, PC와 PLC간의 메시지 교환이나 혹은 PLC와 PLC간의 Networking 구축을 들 수 있다. ...

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[테크] FPGA를 이용한 스마트 그리드 장비 디자인 향상

글. John Johnson Market Development Manager, Industrial Business Unit, Altera Corporation   현행 전력망 인프라는 더 우수한 효율, 신뢰성, 안전성을 달성하기 위해서 향상을 필요로 한다. 표준화 기관들과 엔지니어들이 이러한 요구를 충족하기 위해서 전력망에 관련된 많은 문제들을 해결하는 작업에 나섰다. “스마트 그리드”라고 하는 것은 바로 이와 같은 해결책들을 구현하고 있는 것이다. 그런데 스마트 그리드 시스템은 엔지니어들에게 설계 상의 많은 과제를 제기한다. 이러한 시스템은 신뢰성 측면에서 뿐만 아니라 성능과 부품 조달 측면에서 장기적인 수명을 보장해야 하기 때문이다. 현대의 전력 공급 아키텍처(그림 1)는 전력 생산, 전송 및 분배(transmission and distribution), 최종 사용자로 이루어진다. 스마트 그리드는 여러 면에서 기존 시스템과 다르다. 즉 재생 에너지원을 포함하고, 에너지를 저장할 수 있고, 소비자 미터링 및 전력망 성능 분석을 위한 측정이 가능하다. 전력망을 잘 제어하기 위해서는 광범위한 통신의 ...

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