KR101639738B1 - 두 개의 smu를 이용한 dc-dc 컨버터의 효율 측정장치 - Google Patents

두 개의 smu를 이용한 dc-dc 컨버터의 효율 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는, 정전류를 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하거나 정전압을 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하는 기능을 적어도 각각 구비하는 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B);상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)를 제어하고 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)에서의 측정 결과를 수신하는 제어장치(30);상기 제어장치(30)로부터 상기 측정 결과에 따른 정보를 제공받아 디스플레이하는 표시장치(40);를 포함하여 구성되되, 상기 제어장치(30)는, 상기 제 1 SMU(20A)가 상기 DC-DC 컨버터의 입력 단자에 연결되어 정전류를 공급하면서 또는 정전압을 공급하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며, 상기 제 2 SMU(20B)가 상기 DC-DC 컨버터의 출력 단자에 연결되어 정전압을 소모하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는 측정상의 손실을 최소화하며, 특히 미소 전압 및 미소 전류를 승압하는 DC-DC 컨버터의 효율을 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

두 개의 SMU를 이용한 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치{Equipment Of Measuring Efficiency Of DC-DC Converor Using Two Source Measurement Unit}
본 발명은 두 개의 SMU를 이용한 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 미소 전압 및 미소 전류를 승압하는 DC-DC 컨버터의 효율을 정밀하게 측정할 수 있는 두 개의 SMU를 이용한 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 관한 것이다.
핵전지(베타전지)는 원자력을 이용하여 전력을 내는 전지로서, 우주선이나 인공심장 등의 에너지원으로 사용되며, 일반 전지와는 달리 10~20년정도의 수명을 가진다.
그런데, 핵전지는 미소 전압을 출력하는 소자이므로 통상 DC-DC 컨버터를 사용하여 승압한 후 그 전력이 이용되며, 이때 사용되는 DC-DC 컨버터의 효율에 따라 전력 공급 시스템 전체의 효율이 크게 좌우될 수도 있다. 강전에서 DC-DC 컨버터의 효율은 100%에 근접하지만 약전 특히 미소 전압의 승압에 사용되는 DC-DC 컨버터의 효율은 이보다 크게 낮다.
이와 같은 이유로 핵전지 전력 공급 시스템 등에 이용되는 미소 전압용 DC-DC 컨버터의 효율을 정확하게 측정하는 것은 무엇보다 중요하다.
도 1은 종래 일반적인 DC-DC 컨버터의 효율 측정 방법을 개념적으로 도시한 도면이다.
측정 대상인 DC-DC 컨버터(1)의 입력측으로 정전류원(10)에 의하여 정전류를 공급하며 입력되는 전압을 전압계(11)로써 측정한다. 그리고, DC-DC 컨버터(1)의 출력 전압을 전압계(13)로써 측정하며, DC-DC 컨버터(1)의 출력측에 연결된 부하(14)를 통하여 소모되는 전류를 전류계(12)로써 측정한다. 그리고 효율은 다음의 식과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112014100163932-pat00001
η: 효율
Vin:입력전압, Iin:입력전류
Vout:출력전압, Iout:출력전류
그런데, 위와 같은 측정 방법을 이용하여, 미소 전압용 DC-DC 컨버터 또는 핵전지용 DC-DC 컨버터의 효율을 정밀하게 측정하는 데에는 문제점이 있다.
핵전지 자체가 미소한 전압 및 전류를 출력하는 데, 이를 DC-DC 컨버터가 승압하게 되면 전압이 승압되는 것에 반비례하여 출력되는 전류는 더 작아질 수 밖에 없다.
이에 따라 매우 적은양의 부하 효과 및 노이즈에 의해서도 측정 정밀도에 큰 영향을 받을 수 있다. 또한, 정전류원(10), 전압계(11), 부하(14), 전류계(12) 및 전압계(13) 등 각 장비를 연결하면서 연결 손실이 발생하게 되며, 특히 이러한 연결 손실은 장비를 연결할 때 마다 연결지점의 선택, 접촉 면적 등에 따라 달라지기도 한다.
상기한 종래 기술의 문제점 및 과제에 대한 인식은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이 아니므로 이러한 인식을 기반으로 선행기술들과 대비한 본 발명의 진보성을 판단하여서는 아니됨을 밝혀둔다.
본 발명의 목적은 미소 전압 및 미소 전류를 승압하는 DC-DC 컨버터의 효율을 정밀하게 측정할 수 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 목적은 측정상의 손실을 최소화한 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는, 정전류를 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하거나 정전압을 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하는 기능을 적어도 각각 구비하는 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B); 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)를 제어하고 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)에서의 측정 결과를 수신하는 제어장치(30); 상기 제어장치(30)로부터 상기 측정 결과에 따른 정보를 제공받아 디스플레이하는 표시장치(40);를 포함하여 구성되되,
상기 제어장치(30)는, 상기 제 1 SMU(20A)가 상기 DC-DC 컨버터의 입력 단자에 연결되어 정전류를 공급하면서 또는 정전압을 공급하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며, 상기 제 2 SMU(20B)가 상기 DC-DC 컨버터의 출력 단자에 연결되어 정전압을 소모하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 있어서, 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)는 각각,
가변되는 정전압을 출력하는 가변 정전압원(22); 가변되는 정전류를 출력하는 가변 정전류원(21); 상기 정전압원 또는 상기 정전류원으로부터 출력되는 드라이브 전원의 전류를 측정하는 전류계(24);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 있어서, 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)는 상기 출력되는 드라이브 전원을 버퍼링하여 별도의 가드 전원을 출력하는 버퍼(26)를 더 포함하며, 상기 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는, 상기 드라이브 전원이 흐르는 제 1 코어 전극(51)과, 상기 제 1 코어 전극(51)을 둘러싸며 상기 가드 전원이 흐르는 제 1 가드 전극(52)과, 상기 제 1 가드 전극(52)을 감싸는 제 1 쉴드 전극(53)을 포함하는 제 1의 3축 케이블(50)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 있어서, 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)는 각각 전압을 측정하는 전압계(25)를 더 포함하며, 상기 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는, 일측은 상기 DC-DC 컨버터측에서 상기 제 1 코어 전극(51) 또는 상기 DC-DC 컨버터와 연결되며 타측은 상기 전압계(25)와 연결되는 제 2 코어 전극(61)과, 상기 제 2 코어 전극(61)를 둘러싸며 상기 가드 전원이 흐르는 제 2 가드 전극(62)과, 상기 제 2 가드 전극(62)을 감싸는 제 2 쉴드 전극(63)을 포함하는 제 2의 3축 케이블(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 있어서,상기 제어장치(30)는, 상기 제 1 SMU(20A)가 상기 공급되는 정전압 또는 정전류를 단계적으로 스윕하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며, 상기 제 1 SMU(20A)에서 측정되는 전압 및 전류와 상기 제 2 SMU(20B)에서 측정되는 전압 및 전류의 비율을 이용하여 상기 DC-DC 컨버터의 효율을 계산하며, 상기 계산된 효율을 상기 표시장치(40)에 그래프로 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는, 핵전지로부터 출력되는 전원의 전압을 승압하기 위한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는 측정상의 손실을 최소화하며, 특히 미소 전압 및 미소 전류를 승압하는 DC-DC 컨버터의 효율을 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면 코어 전극과 가드 전극은 전위가 동일하므로 양자 사이에 흐르는 누설 전류가 제로가 되며, 이에 따라 측정에 사용되는 케이블의 누설전류에 의한 측정상의 손실을 현저히 저감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면 측정대상이 되는 DC-DC 컨버터에 걸리는 전압을 직접 센싱할 수 있는 바, 드라이브 전원이 케이블을 통해서 흐를 때 케이블의 자체 저항에 의한 전압 강하와는 무관한 지점에서 직접 전압 센싱을 할 수 있으며, 보다 정밀한 측정이 가능하게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래 일반적인 DC-DC 컨버터의 효율 측정 방법을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 DC-DC 컨버터(1)와 이에 연결된 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(1)의 효율 측정장치(100)를 도시한 블럭도이다.
도 3은 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B)의 내부 구성을 개념적으로 보여주는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율 측정 장치에서 사용되는 SMU(20)와, DC-DC 컨버터(1)와 SMU(20) 사이의 연결을 위한 3축 케이블(50,60)의 구조를 도시한 도면이다.
도 5(a)는 일반적인 전압원(15)과 동축 케이블(70)을 사용하여 측정하는 경우 동축 케이블(70)의 전극 사이에 흐르는 누설 전류의 영향에 따른 측정 오류를 설명하기 위한 비교예이며, 도 5(b)는 일반적인 측정장치를 사용하여 측정하는 경우 케이블 자체의 리드 저항(RLEAD)에 따른 측정 오류를 설명하기 위한 비교예이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율 측정장치가 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 표시장치(40)에 그래프로 표시한 예를 도시한 캡쳐화면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.
도 2는 DC-DC 컨버터(1)와 이에 연결된 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(1)의 효율 측정장치(100)를 도시한 블럭도이다.
DC-DC 컨버터(1)는 DC 전원의 전압을 승압하여 승압된 DC 전원을 출력하는 장치로서, 일 응용예로서 DC-DC 컨버터(1)는 핵전지로부터 출력되는 전원의 전압을 승압하기 위한 것이다.
효율 측정장치(100)는 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 측정하는 장치이며, DC-DC 컨버터(1)의 입력측 및 출력측에 각각 SMU(Source Measurement Unit)가 하나씩 연결되며, 이하 각각을 제 1 SMU(20A; SMU1) 및 제 2 SMU(20B; SMU2)라 한다.
제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B)는 각각 정전류를 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하거나 정전압을 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하는 기능을 적어도 구비하는 장치로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(1)의 효율 측정장치(100)에서 그 기능중 일부만이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(1)의 효율 측정장치(100)에서, 제 1 SMU(20A)는 DC-DC 컨버터(1)의 입력 단자에 연결되어 정전류를 공급하면서 또는 정전압을 공급하면서 전압 및 전류를 측정하며, 제 2 SMU(20B)는 DC-DC 컨버터(1)의 출력 단자에 연결되어 정전압을 소모하면서 전압 및 전류를 측정한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(1)의 효율 측정장치(100)에서, 제 2 SMU(20B)는 부하로서의 기능을 동시에 갖는다.
제어장치(30)는 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B)를 제어하고 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B)에서의 측정 결과를 수신하는 기능을 적어도 수행한다. 특히 제어장치(30)는 제 1 SMU(20A)가 DC-DC 컨버터의 입력 단자에 연결되어 정전류를 공급하면서 또는 정전압을 공급하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며, 제 2 SMU(20B)가 DC-DC 컨버터의 출력 단자에 연결되어 정전압을 소모하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어한다.
예를 들어, 제어장치(30)는 PC이거나 PC기반의 장치, 또는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤서와 기억장치 및 입출력 포트를 가진 장치일 수 있다.
표시장치(40)는 제어장치(30)로부터 측정 결과에 따른 정보를 제공받아 디스플레이하며, 예를 들어, 표시장치(40)는 LCD 모듈이거나 LCD 모니터 등일 수 있다.
도 3은 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B)의 내부 구성을 개념적으로 보여주는 블럭도이다.
제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B)는 각각 가변 정전압원(22), 가변 정전류원(21), 버퍼(26), 스위칭 소자(23), 전류계(24) 및 전압계(25)를 포함하여 구성될 수 있다.
가변 정전압원(22)은 가변될 수 있는 정전압을 출력하고, 가변 정전류원(21)은 가변될 수 있는 정전류를 출력하며, 전류계(24)는 가변 정전압원(22) 또는 가변 정전류원(21)으로부터 출력되고 스위칭 소자(23)에 의해 선택되어 Drive 단자를 통해 출력되는 드라이브 전원의 전류를 측정하며, 전압계(25)는 Sense 단자를 통해 입력되는 전압을 측정하며, 버퍼(26)는 출력되는 드라이브 전원을 버퍼링하여 별도의 Guard 단자를 통해 가드 전원을 출력한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율 측정 장치에서 사용되는 SMU(20)와, DC-DC 컨버터(1)와 SMU(20) 사이의 연결을 위한 3축 케이블(50,60)의 구조를 도시한 도면이다.
제 1의 3축 케이블(50)은 드라이브 전원이 흐르는 제 1 코어 전극(51)과, 제 1 코어 전극(51)을 둘러싸며 가드 전원이 흐르는 제 1 가드 전극(52)과, 제 1 가드 전극(52)을 감싸는 제 1 쉴드 전극(53)을 포함하여 구성되며, 제 2의 3축 케이블(60)은 일측은 DC-DC 컨버터(1)측에서 제 1 코어 전극(51) 또는 DC-DC 컨버터(1)와 연결되며 타측은 전압계(25)와 연결되는 제 2 코어 전극(61)과, 제 2 코어 전극(61)를 둘러싸며 가드 전원이 흐르는 제 2 가드 전극(62)과, 제 2 가드 전극(62)을 감싸는 제 2 쉴드 전극(63)을 포함하여 구성된다.
도 5(a)는 일반적인 전압원(15)과 동축 케이블(70)을 사용하여 측정하는 경우 동축 케이블(70)의 전극 사이에 흐르는 누설 전류의 영향에 따른 측정 오류를 설명하기 위한 비교예이다.
동축 케이블(70)에서는 두 전극 사이를 절연하기 위한 절연체를 통해서도 미세한 누설 전류(leakage current)가 흐른다(저항을 RL이라 한다).
따라서 전류계(16)에 의해서 측정되는 측정전류(IM)는, 측정대상장치의 저항(RDUT)를 통해서 흐르는 전류(IDUT)에다 동축 케이블(70)의 절연체를 통해서 흐르는 누설전류(IL)를 더한 만큼 증가하게 된다.
동축 케이블(70)의 절연체를 통해서 흐르는 누설전류(IL)의 양이 미미하므로 일반적인 측정 상황에서는 문제가 되지 않으나, 본 발명과 같이 DC-DC 컨버터(1)의 입력 또는 출력의 미소 전류를 측정하는 상황에서는 이러한 누설 전류의 영향이 상대적으로 크게 된다.
측정대상 장치에 흐르는 전류(IDUT)가 미소한 양이므로, 동축 케이블(70)의 절연체를 통해서 흐르는 누설전류(IL)의 양도 측정에 있어서 중요한 에러 요인이 되는 것이다.
도 4로 돌아와, 본 발명의 일시예에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정 장치에서는 SMU(20)가 출력되는 드라이브 전원을 버퍼링하여 별도의 가드 전원을 출력하는 버퍼(26)를 더 포함한다. 그리고, 동축 케이블대신 3축 케이블(Triaxial Cable)을 사용하며, 가드 전원이 제 1의 3축 케이블(50)에서 제 1 코어 전극(51)을 감싸는 제 1 가드 전극(52)과 제 2의 3축 케이블(60)에서 제 2 코어 전극(61)을 감싸는 제 2 가드 전극(62)에 가해지도록 한다.
그렇다면, 코어 전극(51,52)과 가드 전극(52,62)은 전위가 동일하게 되므로 양자 사이에 흐르는 누설 전류는 제로가 되며, 가드 전극((52,62)과 쉴드 전극(53,63) 사이에 흐르는 누설 전류는 별도의 버퍼(26)가 공급하므로 전류계(24)에 의해 측정되는 전류와는 무관하게 된다.
본 발명의 일 양상에 따르면 측정에 사용되는 케이블의 누설전류에 의한 측정상의 손실을 현저히 저감하는 효과가 있다.
도 5(b)는 일반적인 측정장치를 사용하여 측정하는 경우 케이블 자체의 리드 저항(RLEAD)에 따른 측정 오류를 설명하기 위한 비교예이다.
측정용 케이블은 자체의 리드 저항(RLEAD)을 가지며 측정 대상이 되는 장치의 저항(RDUT)이 작으면 작을 수록 그 영향은 커진다. 전압계(11)에서는, 측정 대상이 되는 장치의 저항(RDUT)에 의한 전압강하와 함께 케이블의 리드 저항(2×RLEAD)에 의한 전압 강하를 함께 반영할 수밖에 없으므로 측정상의 오류를 가지게 된다.
도 4로 돌아와, 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에서는 3축 케이블(50,60)을 사용하되 전압계(25)는 DC-DC 컨버터의 전압을 리모트 센싱한다. 즉, 전압 센싱을 위하여 제 1의 3축 케이블(50)과는 별도의 제 2의 3축 케이블(60)을 구비하고 제 2의 3축 케이블(60)의 제 2 코어 전극(61)을 통하여 원격의 DC-DC 컨버터(1)측에 연결되는 바, 이때 DC-DC 컨버터(1)의 단자 또는 제 1의 3축케이블(50)의 제 1 코어(51)와 연결된다.
이에 따라 측정대상이 되는 DC-DC 컨버터(1)에 걸리는 전압을 직접 센싱할 수 있는 바, 드라이브 전원이 제 1의 3축 케이블(50)을 통해서 흐를 때 제 1의 3축 케이블(50)의 자체 저항에 의한 전압 강하와는 무관한 지점에서 직접 전압 센싱을 할 수 있다. 나아가, 전압 센싱을 위하여 제 2의 3축 케이블(60)을 통해서 흐르는 전류는 극히 미미한 양이므르로 상기한 도 5(b)와 비교하여 보다 정밀한 측정이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치에서의 동작을 간략히 설명한다.
제어장치(30)는 DC-DC 컨버터(1)의 입력 단자에 연결된 제 1 SMU(20A)가 정전류를 공급하면서 또는 정전압을 공급하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며, DC-DC 컨버터(1)의 출력 단자에 연결된 제 2 SMU(20B)가 정전압을 소모하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어한다. 이때 제어장치(30)는 제 1 SMU(20A)가 특정한 하나의 정전압 또는 정전류를 일정시간 동안 출력하도록 제어한다.
그리고, 제어장치(30)는 제 1 SMU(20A)에서 측정되는 전압 및 전류와 제 2 SMU(20B)에서 측정되는 전압 및 전류의 비율을 이용하여 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 계산하며 전술한 바와 동일하게 아래의 식과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112014100163932-pat00002
η: 효율
Vin:입력전압, Iin:입력전류
Vout:출력전압, Iout:출력전류
그리고 제어장치(30)는 제 1 SMU(20A)가 정전압 또는 정전류를 단계적으로 스윕하면서 전압 및 전류를 반복 측정하도록 제어한다. 제 1 SMU(20A)를 제어하여 정전압 또는 정전류의 측정 범위 내에서 정전압 또는 정전류를 증가 또는 감소시키면서 전원을 DC-DC 컨버터(1)에 공급하고 DC-DC 컨버터(1)로부터의 출력을 제 2 SMU(20B)로써 측정하며, 제 1 SMU(20A)에서 측정되는 전압 및 전류와 제 2 SMU(20B)에서 측정되는 전압 및 전류의 비율을 이용하여 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 계산한다.
그리고 제어장치(30)는 상기와 같이 계산된 효율을 표시장치(40)에 그래프로 표시하도록 표시장치(40)를 제어한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율 측정장치가 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 표시장치(40)에 그래프로 표시한 예를 도시한 캡쳐화면이다.
도 6은 정전압을 인가한 상태에서 입력 전류를 스윕하면서 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 측정한 것으로서, 도 6(a), 도 6(b) 및 도 6(c)는 각각 전압을 0.2V, 0.5V 및 1V로 각각 일정량 인가한 상태에서 전류를 스윕하면서 측정되는 효율을 도시한 것이다. 캡쳐화면에서 VSTOR은 DC-DC 컨버터(1)에 설정되는 출력 전압을 나타낸다.
도 7은 정전류를 인가한 상태에서 입력 전압를 스윕하면서 DC-DC 컨버터(1)의 효율을 측정한 것으로서, 도 7(a), 도 7(b) 및 도 7(c)는 전류을 10㎂, 100㎂ 및 10mA로 각각 일정량 인가한 상태에서 전압를 스윕하면서 측정되는 효율을 도시한 것이다.
이상과 같이, 본 발명의 일 양상에 따른 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는 측정상의 손실을 최소화하며, 특히 미소 전압 및 미소 전류를 승압하는 DC-DC 컨버터의 효율을 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
1 : DC-DC 컨버터 20A : SMU1
20B : SMU2 21 : 가변 정전압원
22 : 가변 정전류원 23 : 스위칭 소자
24 : 전류계 25 : 전압계
30 : 제어장치 40 : 표시장치
50 : 제 1의 3축 케이블 51 : 제 1 코어 전극
52 : 제 1 가드 전극 53 : 제 1 쉴드 전극
60 : 제 2의 3축 케이블 61 : 제 2 코어 전극
62 : 제 2 가드 전극 63 : 제 2 쉴드 전극
100 : 효율 측정장치

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. DC-DC 컨버터의 효율을 측정하는 효율 측정장치로서,
    정전류를 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하거나 정전압을 공급 또는 소모하면서 전압 및 전류를 측정하는 기능을 적어도 각각 구비하는 제 1 SMU(20A) 및 제 2 SMU(20B);
    상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)를 제어하고 상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)에서의 측정 결과를 수신하는 제어장치(30);
    상기 제어장치(30)로부터 상기 측정 결과에 따른 정보를 제공받아 디스플레이하는 표시장치(40);를 포함하여 구성되되,
    상기 제어장치(30)는, 상기 제 1 SMU(20A)가 상기 DC-DC 컨버터의 입력 단자에 연결되어 정전류를 공급하면서 또는 정전압을 공급하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며, 상기 제 2 SMU(20B)가 상기 DC-DC 컨버터의 출력 단자에 연결되어 정전압을 소모하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며,
    상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)는 각각, 가변되는 정전압을 출력하는 가변 정전압원(22); 가변되는 정전류를 출력하는 가변 정전류원(21); 상기 정전압원 또는 상기 정전류원으로부터 출력되는 드라이브 전원의 전류를 측정하는 전류계(24); 및 상기 출력되는 드라이브 전원을 버퍼링하여 별도의 가드 전원을 출력하는 버퍼(26)를 포함하며,
    상기 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는,
    상기 드라이브 전원이 흐르는 제 1 코어 전극(51)과, 상기 제 1 코어 전극(51)을 둘러싸며 상기 가드 전원이 흐르는 제 1 가드 전극(52)과, 상기 제 1 가드 전극(52)을 감싸는 제 1 쉴드 전극(53)을 포함하는 제 1의 3축 케이블(50);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 SMU(20A) 및 상기 제 2 SMU(20B)는 각각 전압을 측정하는 전압계(25)를 더 포함하며,
    상기 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치는,
    일측은 상기 DC-DC 컨버터측에서 상기 제 1 코어 전극(51) 또는 상기 DC-DC 컨버터와 연결되며 타측은 상기 전압계(25)와 연결되는 제 2 코어 전극(61)과, 상기 제 2 코어 전극(61)를 둘러싸며 상기 가드 전원이 흐르는 제 2 가드 전극(62)과, 상기 제 2 가드 전극(62)을 감싸는 제 2 쉴드 전극(63)을 포함하는 제 2의 3축 케이블(60);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어장치(30)는,
    상기 제 1 SMU(20A)가 상기 공급되는 정전압 또는 정전류를 단계적으로 스윕하면서 전압 및 전류를 측정하도록 제어하며,
    상기 제 1 SMU(20A)에서 측정되는 전압 및 전류와 상기 제 2 SMU(20B)에서 측정되는 전압 및 전류의 비율을 이용하여 상기 DC-DC 컨버터의 효율을 계산하며,
    상기 계산된 효율을 상기 표시장치(40)에 그래프로 표시하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    핵전지로부터 출력되는 전원의 전압을 승압하기 위한 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터의 효율 측정장치.
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