연료전지 시스템을 적용한 노트북용 전원 공급 장치 설계
Power Supply Design for Notebook Computers using the Fuel Cell System
- 주제(키워드) Fuel Cell , Power Supply Design
- 주제(KDC) 연료전지 적용 노트북용 전원공급 장치 설계
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김영길
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 산업대학원 정보전자공학과
- 파일정보 석사학위논문_최영복 1.0.pdf
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000010256
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
최근 휴대폰, 스마트 폰, 노트북(Notebook), 넷 북(Netbook)등 의 휴대용 전자기기에서 동영상 작동 및 TV 시청이 가능해지는 등 전력소모가 많은 다양한 기능이 추가되고 외부에서의 인터넷 접속 등의 사용이 증가하는 소비자의 생활방식 변화로 인하여 빠른 충전 및 사용시간 연장이 가능한 새로운 개념의 이동용 전원소스(Power Source)에 대한 수요가 높아지면서 1회 연료공급으로 장시간 전원을 만들 수 있는 연료전지가 주목 받고 있다. 본 연구에서는 정보전자시대의 핵심인 휴대용 전자기기 장치 중에서 제품 특성상 이동이 많은 노트북 컴퓨터의 주요 기능과 그 구성요소들에 대하여 고찰하고, 노트북의 심장 역할인 전원 공급 장치에 대하여 기술하며, 사용자의 편의를 도모하기 위하여 사용시간에 늘 제약을 받는 배터리 사용을 대체하여 별도의 충전시간이 필요 없이 교체 또는 연료 보충으로 즉시 사용이 가능한 연료전지 시스템을 적용하며, 이를 통하여 노트북 시스템의 초기 시동 및 장기 운전이 가능토록 하는데 필요한 최적의 전원 공급 장치(Power Supply)를 설계하고, 시험 결과에 대한 효과를 분석하며 연료전지 시스템과 노트북 시스템 사이의 시스템 인터페이스에 대한 제안으로 연료전지 상용화 개발을 앞당기는 기술 초안의 제공을 목표로 한다.
more목차
Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 컴퓨터의 구조와 기본 원리 3
1. 컴퓨터의 정의 3
1.1 컴퓨터의 종류 3
1.2 컴퓨터의 기본 구성 3
2. PC(Personal Computer)의 구성 5
2.1 메인 보드 (Main Board) 6
2.2 중앙처리장치(CPU) 6
2.3. 메모리(Memory) 7
2.4. Video 8
2.4.1 비디오디스플레이 표준(Video Display Standards) 8
2.4.2 Video Acceleration 10
2.4.3 AGP(Accelerated Graphics Port) 11
3. BUS Architecture 11
3.1 Industrial Standard Architecture (ISA) 버스방식 11
3.2 EISA 버스방식 11
3.3 Micro Channel Architecture (MCA) 버스방식 12
3.4 Local Bus방식 12
3.4.1 발생배경 12
3.4.2 VESA Local (VL-BUS) 방식 13
3.4.3 Peripheral Component Interconnect(PCI) 13
4. HDD 및 I/O Interface 14
4.1 디바이스 레벨 인터페이스 14
4.1.1 ST-506/412 인터페이스 14
4.1.2 Enhanced Small Device Interface (ESDI) 14
4.2 시스템 레벨 인터페이스 14
4.2.1 Small Computer System Interface (SCSI) 15
4.2.2 IDE 인터페이스 (AT –BUS) 15
4.2.3 AT-BUS방식의 한계 15
4.2.4 E-IDE (확장 IDE) 15
5. IEEE 1394 17
6. Port Interface 17
6.1 Serial Port 17
6.2 Parallel Port 17
6.3 PS2 17
6.4 Infrared Data Association (IrDA) 18
6.5 USB 18
6.6 PCMCIA 18
6.7 Card bus 19
7. MODEM(Modulator & Demodulator) 19
Ⅲ. 노트북 컴퓨터의 전원 공급 장치 19
1. Notebook PC의 Platform 19
2. Notebook PC의 Power Requirements 21
3. Platform Power Structure 23
Ⅳ. 전지(배터리) 25
1. 전지(배터리)란 25
2. 전지(배터리) 구성 요소 25
3. 전지(배터리) 원리 26
4. 전지(배터리)의 역사 27
5. 전지(배터리)의 종류 28
6. 이차 전지(2차 전지)의 종류 29
6.1 납 축(Lead-acid) 전지 29
6.2 니켈카드뮴(Ni-CD) 전지 30
6.3 니켈수소(Ni-MH)전지 30
6.4 리튬폴리머(Lithium Polymer) 전지(LPB) 30
6.5 리튬이온(Lithium ion)전지 31
6.5.1 리튬이온(Lithium ion)전지 개요 31
6.5.2 리튬이온(Lithium ion) 전지의 구조와 작동 원리 32
6.5.3 리튬이온 전지의 수명 33
6.5.4 리튬이온 전지 시장 예측 34
Ⅴ. 연료전지 34
1. 연료전지의 기본 원리 35
2. 연료전지의 장점 37
3. 연료전지의 단점 38
4. 연료전지의 종류 38
4.1 인산형 연료전지(PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell) 38
4.2 알카라인 연료전지(AFC:Alkaline Fuel Cell) 39
4.3 용융 탄산염 연료전지(MCFC) 39
4.4 고체 산화물 연료전지(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell) 40
4.5 고분자 전해질 연료전지(PEFC) 40
4.5.1 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 41
4.5.2 DMFC(Direct Methanol Fuel Cell) 41
5. 휴대용 전자기기용 연료전지 43
6. 연료전지의 기본적인 작동 43
6.1 연료전지(PEMFC/DMFC)의 구성 요소 43
7. 연료전지의 성능 48
8. DMFC연료(메탄올)의 안전성(Safety) 49
Ⅵ. 제안하는 연료전지 노트북 시스템의 구성 50
1. 구현 노트북 시스템 사양 50
2. 제안하는 연료전지 장착 노트북 시스템의 구현 51
2.1. 배터리 교체 형 연료전지 시스템 : 타입1 51
2.1.1 구현 시스템의 연료전지 특성 52
2.1.2 연료전지 전원회로 구성 54
2.1.3 실험에 대한 1차 결과 및 분석 58
2.2. 배터리 교체 형 연료전지 시스템 : 타입2 60
2.2.1 출력전압 안정성 확보 60
2.2.2 Hybrid 시스템 구현 60
2.2.3 저 소음 연료전지 구현 62
2.2.4 작동시의 방향성 개선 62
2.2.5 MeOH Sensor 이용 농도제어(Density control) 62
2.2.6 SMBus 프로토콜 이용한 Fuel Gauging 장치 구현 63
Ⅶ. 실험 결과 및 분석 64
1. 시스템 기동 및 장기 운전 64
2. Hybrid Power System 구현 65
3. 장기운전 및 Stack온도 66
4. 연료전지 V-I 성능 특성 68
5. 연료전지 단품에 대한 Dynamic Load 시험 결과 68
6. 소음 측정 결과 69
Ⅷ. 결 론 70
참고 문헌 72
