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555 타이머 기반 차지 펌프(Charge-Pump) 전압 배율 회로 1. 개요본 문서는 555 타이머 타이밍 IC와 다이오드, 캐패시터 네트워크로 구성된 차지 펌프 기반 전압 배율 회로(Charge-Pump Voltage Doubler)의 동작 원리, 이론적 수식 전개 및 출력 특성을 분석한다.해당 회로는 단일 입력 전원 공급 장치($V_{CC} = 5\text{V} \sim 15\text{V}$)를 받아 입력 전압의 약 2배에 해당하는 직류 전압($V_{OUT} = 8\text{V} \sim 28\text{V}$)을 생성하는 승압형 DC-DC 변환 방식이다.2. 555 타이머 비안정 멀티바이브레이터(Astable Multivibrator) 분석 2.1 회로 구성 및 내부 블록도 연결555 타이머는 발진기(Oscillator) 모드인 비안정 멀티바이브레이터로 동작한다. .. 2026. 7. 25.
디지탈 전력변환-제5장 고속 제어 루프 설계 — CLA, DMA, 루프 타이밍 최적화 5.1 서론 전력 변환기의 성능은 결국 제어 루프의 실행 주기와 정밀도로 귀결된다. 스위칭 주파수가 높아질수록 인덕터와 커패시터를 작게 만들 수 있고, 제어 루프가 빠를수록 부하 과도 응답이 좋아진다. 그러나 제어 루프 주기를 무한정 줄일 수 없는 이유는 분명하다 — 매 주기마다 ADC 변환을 기다리고, 제어 알고리즘을 계산하고, PWM 듀티를 갱신하는 데 소요되는 시간이 반드시 한 주기 안에 들어와야 하기 때문이다.1장에서 우리는 C28x CPU 인터럽트의 최소 레이턴시가 14사이클(70ns)이라는 것을 확인했다. 이것은 기준점일 뿐, 실제 제어 루프의 지연은 ADC 변환시간(55ns, PRESCALE=0 12-bit 기준)과 제어 알고리즘 연산 시간이 더해진 총합이다. F28P65x가 이 한계를 어떻.. 2026. 6. 30.
디지탈 전력변환-제4장 통신 주변장치 — SPI, I2C, CAN, UART 4.1 서론 — 전력 변환기에서 통신이 필요한 이유전력 변환기는 그 자체로 완결된 시스템이 아니다. 인버터는 상위 모터 드라이브 컨트롤러로부터 속도 지령을 받아야 하고, DC-DC 변환기는 배터리 관리 시스템(BMS)과 상태 정보를 교환해야 하며, 게이트 드라이버 IC는 SPI를 통해 보호 레지스터를 설정받아야 한다. 또한 진단 장비와 연결해 실시간으로 파형을 관찰하거나, 펌웨어 업데이트를 수신하는 것도 통신 없이는 불가능하다.F28P65x가 제공하는 통신 인터페이스는 용도와 특성에 따라 명확히 구분된다.인터페이스최대속도배선수주요 용도SPILSPCLK/44(3-wire는 3)게이트 드라이버 설정, 외부 DAC/ADC 확장I2C400kHz(고속), 1MHz(고속+)2배터리 계량 IC, 온도 센서, EEPR.. 2026. 6. 29.
디지탈 전력변환 -제3장 전력변환 보호·위치 측정 주변장치 — CMPSS, DAC, eQEP, SDFM 3.1 서론 1장에서 ePWM과 ADC를 다루며 우리는 전력 변환기의 가장 근본적인 두 가지 질문에 답했다 — "스위치를 언제 켜고 끌 것인가"와 "전압·전류를 어떻게 측정할 것인가"다. 그런데 실제 전력 변환기를 설계해보면 이 두 가지만으로는 풀리지 않는 문제들이 계속 나타난다.ADC는 본질적으로 느리다. 1장에서 확인했듯 12비트 모드에서도 변환에 10.5 ADCCLK 사이클이 필요하다. 그런데 과전류 보호처럼 "마이크로초 단위로 반응해야 하는" 상황에서는 ADC가 변환을 마치고 CPU가 그 결과를 읽어 ISR에서 PWM을 끄는 일련의 과정 자체가 너무 느리다. 이 문제를 해결하는 것이 **CMPSS(비교기 서브시스템)**다 — ADC를 거치지 않고 아날로그 신호를 하드웨어에서 직접 비교하여, 위험 .. 2026. 6. 21.
디지탈 전력변환-제2장 CCS + C2000Ware 개발환경 및 F28P65x 프로젝트 구성 2.1 서론 전력 변환기를 설계하는 엔지니어가 흔히 저지르는 착각이 하나 있다. "회로만 제대로 그리면 코드는 인터넷에 있는 예제를 가져다 쓰면 된다"는 생각이다. 그러나 실제 현장에서 보드를 들고 와서 "ePWM 듀티가 이상하게 튄다", "ISR이 가끔 멈춘다", "Flash에 구워서 실행하면 RAM에서 디버깅할 때와 동작이 다르다" 같은 문제로 며칠을 허비하는 경우, 그 원인의 상당수는 회로나 알고리즘이 아니라 개발환경 — 특히 링커가 메모리를 어떻게 배치했는지, 어떤 코드가 Flash에 남아있고 어떤 코드가 RAM으로 복사됐는지 — 를 이해하지 못한 데서 온다.1장에서 우리는 F28P65x가 어떤 하드웨어를 가졌는지 — 클록이 어떻게 분배되고, 메모리가 어떻게 나뉘고, 인터럽트가 몇 사이클 만에 처.. 2026. 6. 21.
디지탈 전력변환 -제 1장 TMS320F28P65x 아키텍처 및 시스템 구조 1.1 서론TI C2000 패밀리는 전력 변환 디지털 제어 분야의 표준 플랫폼으로 30년 가까이 자리해왔다. 그 최신 세대인 TMS320F28P65x는 전력전자 응용에 특화된 핵심 기능들을 대폭 강화하였으며, 본서는 이 디바이스를 기준 플랫폼으로 삼는다.F28P65x 핵심 차별점:36채널 HRPWM: 150ps 분해능, 전 채널 MINDB(최소 데드밴드)·ICL(금지조합차단)·DE(다이오드 에뮬레이션) 내장ADC 하드웨어 가속: SYSCLK에서 직접 유도되는 클록, 16-bit/12-bit 소프트웨어 선택, 최대 128배 오버샘플링듀얼코어 + CLA: CPU1/CPU2 각 200 MIPS + CLA 코프로세서, 록스텝 안전 옵션기능안전 인증: ISO 26262 ASIL B / IEC 61508 SIL 2.. 2026. 6. 13.
의사공진(Quasi-Resonant) 플라이벡 컨버터 설계 1. 플라이백 컨버터 기초 이론플라이백 컨버터는 Buck-Boost 컨버터를 절연 변압기(트랜스포머)로 확장한 격리형 DC-DC 컨버터이다. 에너지를 1차측 인덕터(변압기)에 저장했다가 방출하는 원리로 동작하며, 소전력(~200W) 어댑터, 충전기, SMPS에 광범위하게 사용된다.1.1 기본 에너지 전달 방정식스위치 ON 구간에서 1차 코일에 저장되는 에너지:$$E_{stored} = \frac{1}{2} L_m I_{pk}^2$$여기서:$L_m$: 자화 인덕턴스 (Magnetizing Inductance)$I_{pk}$: 1차측 피크 전류스위치 OFF 구간에서 2차측으로 전달되는 에너지 (주기당):$$E_{transfer} = \frac{1}{2} L_m I_{pk}^2 \cdot \eta$$여기서 $.. 2026. 3. 12.
NE555를 사용한 DC to AC 인버터 회로 1. 회로 개요본 회로는 DC 12V 전원을 AC 출력으로 변환하는 인버터(Inverter) 회로로서, 크게 다음 4개의 블록으로 구성된다.블록 구성 요소 기능① 발진부555/755 Timer, R_A, R_B, C_T구형파(PWM) 신호 생성② 구동부R₁, TR₁(NPN), TR₂(PNP)전력 스위칭 구동③ 공진부R₂, L₁, C₃ (RLC)고조파 제거 / 정현파 생성④ 출력부1:N 변압기전압 승압 및 절연2. 블록별 상세 분석2.1 발진부 — 555 타이머 비안정 멀티바이브레이터 (Astable Multivibrator)회로 파라미터$$R_A = 20\ \text{k}\Omega, \quad R_B = 100\ \text{k}\Omega, \quad C_T = 100\ \text{nF}$$발진 주파수.. 2026. 3. 8.
TI C2000 계열 내 RTOS 미사용의 공학적 배경 및 제어 아키텍처 1. 개요 (Introduction)TI C2000 시리즈는 일반적인 임베디드 제어가 아닌 실시간 디지털 전력 제어(Digital Power Control) 및 모터 제어(Motor Control)에 최적화된 하이엔드 DSP(Digital Signal Processor)이다. 본 보고서에서는 왜 C2000 환경에서 RTOS 도입이 지연되거나 기피되는지, 그리고 이를 대체하는 아키텍처는 무엇인지 상세히 분석한다.2. 하드웨어 가속기 및 인터럽트 중심 설계 (ISR-Centric Design)2.1 제어 루틴의 극단적 실시간성 요구C2000이 주로 사용되는 인버터나 컨버터 제어는 일반적으로 10kHz ~ 1MHz 사이의 스위칭 주파수를 가진다.Control Loop 주기: 10$\mu s$ ~ 100$\mu.. 2026. 3. 2.
웨이블릿 변환(Wavelet Transform)의 역사 및 이론적 배경 1. 개요 (Introduction)웨이블릿 변환(Wavelet Transform, WT)은 신호 처리, 영상 압축, 수치 해석 등 현대 공학 및 과학 분야에서 가장 혁신적인 도구 중 하나로 자리 잡았습니다. 기존의 푸리에 변환(Fourier Transform)이 가진 시간 국부성(Time Locality) 결여 문제를 해결하며 등장한 웨이블릿은, "작은 파동"이라는 의미처럼 짧은 시간 동안 진동하는 함수를 사용하여 신호를 분석합니다. 본 내용에서는 웨이블릿의 태동부터 현대적 정립에 이르는 역사를 상세한 수식과 이론적 배경을 바탕으로 고찰합니다.2. 푸리에 분석의 한계와 배경 (Historical Context)웨이블릿의 역사를 이해하기 위해서는 먼저 **푸리에 분석(Fourier Analysis)**의.. 2026. 2. 27.
OP-AMP 이완 발진기(Relaxation Oscillator) 회로 본 내용은 OP-AMP 이완 발진기(Relaxation Oscillator) 회로에 대한 이론적 배경, 동작 원리, 그리고 수치적 설계를 상세히 분석합니다. 이 회로는 외부 입력 신호 없이도 스스로 구형파(Square Wave)를 발생시키는 비안정 멀티바이브레이터(Astable Multivibrator)의 일종입니다.1. 회로 구성 요소 및 파라미터 회로도는 다음과 같은 주요 소자들로 구성되어 있습니다.연산 증폭기 (OP-AMP): 비교기(Comparator) 역할을 수행하며 출력을 $+V_{CC}$ 또는 $-V_{EE}$로 포화시킵니다.귀환 회로 (Feedback Network):정귀환(Positive Feedback): 저항 $R_1$과 $R_2$로 구성된 전압 분배기가 비반전 단자(+)에 연결되어 .. 2026. 2. 27.
콘크리트 습윤 양생(Curing) 1. 개요 (Introduction)콘크리트는 시멘트, 물, 골재의 혼합물로 구성되며, 시간이 지남에 따라 단단하게 굳어지는 성질을 가집니다. 이때 콘크리트가 강도를 발현하는 과정은 물리적인 건조가 아니라 시멘트와 물이 결합하는 수화 반응(Hydration)에 의한 화학적 변화입니다. 타설 직후 물을 뿌려주는 '습윤 양생'은 이 수화 반응이 최적으로 일어날 수 있는 환경을 조성하여 균열을 방지하고 설계 강도를 확보하는 데 목적이 있습니다.2. 수화 반응의 화학적 및 열역학적 원리2.1 시멘트의 수화 메커니즘시멘트의 주성분인 규산이칼슘($C_2S$)과 규산삼칼슘($C_3S$)은 물과 반응하여 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)과 규산칼슘수화물($C-S-H$ gel)을 생성합니다. 콘크리트의 강도는 주로 이 $.. 2026. 2. 26.
광절연기(Optocoupler)를 이용한 HCT-to-HCT 인터페이스 1. 개요 (Introduction)디지털 회로 설계에 있어 서로 다른 두 섹션 간의 신호 전달 시, 전기적 노이즈(Electrical Noise)나 접지 전류(Ground Currents)의 간섭을 차단하는 것은 시스템의 안정성을 결정짓는 핵심 요소입니다. 본 내용은 PC817 광절연기(Optocoupler)를 활용하여 5V HCT 로직 레벨을 유지하면서도 완벽한 전기적 격리(Electrical Isolation)를 구현하는 메커니즘을 상세히 분석합니다.2. 회로 구성 및 동작 원리 (Circuit Configuration & Operation)2.1 입력부 동작 (Input Side)입력측에서는 5V HCT 신호가 광절연기 내부의 LED를 구동합니다. 이때 직렬로 연결된 저항 $R_1$은 LED에 흐.. 2026. 2. 14.
수소가스센서 기술 분석 1. 서론수소는 무색, 무취의 가연성 가스로서 폭발하한계(Lower Explosive Limit, LEL)가 4 vol%로 매우 낮고, 공기 중에서 18.3~59 vol%의 넓은 폭발범위를 가지고 있다. 또한 최소 점화 에너지가 0.02 mJ로 매우 낮아 작은 정전기 방전만으로도 점화될 수 있는 위험성을 내포하고 있다. 수소경제 시대를 맞이하여 수소 연료전지 자동차, 수소충전소, 수소 저장 시설 등이 확대됨에 따라 수소 누출을 조기에 감지할 수 있는 고신뢰성 센서 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다.본 보고서에서는 현재 상용화되어 있거나 개발 중인 주요 수소가스센서의 작동 원리를 물리화학적 관점에서 상세히 분석하고, 각 센서의 장단점을 비교 평가하여 응용 분야별 최적 센서 선정을 위한 기술적 기준을 제시하.. 2026. 1. 24.
TI C2000 DSP ePWM Module 설정 가이드 EPWM(Enhanced Pulse Width Modulation) 모듈은 Texas Instruments(TI)의 C2000 마이크로컨트롤러(F2837xD 및 F28P65x 시리즈)에서 디지털 제어 시스템(예: 모터 제어, 전력 변환기, 인버터)의 핵심 역할을 수행합니다. 이 문서는 EPWM 모듈의 모든 하위 모듈(Time-Base, Counter-Compare, Action-Qualifier, Dead-Band, Chopper, Trip-Zone, Digital-Compare, Event-Trigger)과 Type-5 EPWM의 고급 기능(XCMP Mode, Diode Emulation, Minimum Dead-Band, Illegal Combination Logic, HRPWM)을 상세히 설명하며,.. 2025. 9. 14.
STM32CubeMX에서 아두이노 스타일 사용자 코드 구조 만들기 STM32CubeMX는 STM32 마이크로컨트롤러용 프로젝트를 쉽게 생성할 수 있는 강력한 도구입니다.하지만 기본적으로 CubeMX가 생성하는 코드는 main.c 안에 모든 초기화 코드와 주변장치 핸들러가 몰려 있어 프로젝트가 커질수록 관리가 어려워집니다.아두이노처럼 setup()와 loop() 구조를 적용하면, 사용자 코드를 CubeMX 자동 생성 코드와 분리하여 깔끔하게 관리할 수 있습니다.이번 글에서는 CubeMX에서 아두이노 스타일 코드 구조를 만들고, 전역 변수와 USART 핸들러를 안전하게 사용하는 방법까지 소개합니다.1. 기본 CubeMX 구조CubeMX로 USART 하나를 활성화하고 프로젝트를 생성하면, main.c는 대략 다음과 같이 구성됩니다:int main(void){ HAL_Ini.. 2025. 9. 14.
Microchip studio 및 mplab 에서 발생하는 'vsnprintf_P' 경고, 이유와 해결책 마이크로칩 스튜디오(Microchip Studio)를 사용하여 임베디드 프로젝트를 개발하다 보면, 익숙하지 않은 경고를 만나 당황할 때가 있습니다. 특히 AVR 기반 프로젝트 코드를 PIC용으로 포팅하거나, 기존 예제 코드를 사용할 때 다음과 같은 경고가 자주 발생하곤 합니다.Warning: implicit declaration of function 'vsnprintf_P'이 경고는 단순히 함수가 선언되지 않았다는 표면적인 메시지를 넘어, 컴파일러 간의 근본적인 차이 때문에 발생합니다. 이 글에서는 vsnprintf_P가 무엇인지 명확히 정의하고, XC8과 AVR-GCC 컴파일러 관점에서 왜 이 경고가 발생하는지, 그리고 어떻게 해결해야 하는지 상세하게 설명해 드리겠습니다.키워드: 마이크로칩, AVR, .. 2025. 9. 13.
MSP430 기본 프로젝트 설정 및 LED 프로그램 이 글에서는 Texas Instruments의 MSP430FR6989 LaunchPad를 사용해 기본 프로젝트를 설정하고, LED 깜빡이기 프로그램을 작성하는 방법을 설명합니다. 또한 MSP430FR6989의 하드웨어 사양과 LaunchPad의 핀맵을 다룹니다. Code Composer Studio (CCS)를 사용하며, 초보자도 따라 할 수 있도록 단계별로 안내합니다.1. MSP430FR6989 하드웨어 사양MSP430FR6989는 Texas Instruments의 초저전력 16비트 마이크로컨트롤러(MCU)로, FRAM 기반의 MSP430FR6xx 시리즈에 속합니다. 주요 사양은 다음과 같습니다:아키텍처: 16비트 RISC, 최대 16MHz 클럭메모리:128KB FRAM (비휘발성 메모리, 초저전력, .. 2025. 9. 11.
헤르메틱(Hermetic)의 신비로운 의미: 신화에서 명품까지 ‘헤르메틱(hermetic)’이라는 단어를 들어보셨나요? 겉으로 보기에는 단순히 '밀봉된'이라는 뜻처럼 들리지만, 이 단어는 고대 신화의 속삭임부터 현대 과학, 그리고 명품 브랜드 에르메스(Hermès)까지 이어지는 깊은 이야기를 품고 있습니다.이 모든 것의 시작은 그리스 신화의 전령 신, 헤르메스입니다. 연금술의 아버지이자 지식의 수호자로 여겨졌던 헤르메스 트리스메기스투스(Hermes Trismegistus, 세 번 위대한 헤르메스)와도 연결되죠. 그가 봉인한 지혜가 담긴 서적들은'헤르메스적인 봉인(hermetic seal)으로 철저히 밀봉되었다고 전해집니다. 이 때문에 '헤르메틱'이라는 단어는 '철저히 밀봉된, 외부와 차단된'이라는 의미로 확장되었습니다. 오늘날 과학 실험실에서 사용하는 '헤르메틱 실.. 2025. 9. 10.
아두이노에서 74HC157 / 74HC153 멀티플렉서(MUX) 제어 멀티플렉서는 여러 입력 중 하나를 선택해 출력으로 전달하는 디지털 스위치입니다. 디지털 신호를 선택하여 마이크로컨트롤러의 입력/출력 수를 절약할 때, 또는 여러 디지털 소스를 하나의 버스로 묶어 읽을 때 유용합니다.이번 글에서 다루는 두 IC는 다음과 같습니다:74HC157: 쿼드(4채널) 2:1 멀티플렉서 (한 번에 4비트 병렬 선택)74HC153: 듀얼(2섹션) 4:1 멀티플렉서 (각 섹션이 4개의 입력 중 1개 선택)주의: 이들 칩은 CMOS 디지털 멀티플렉서입니다. 아날로그 신호(센서의 연속 전압)를 선택하려면 CD4051, CD4066 같은 아날로그 MUX를 사용하는 것이 일반적입니다.2. 부품 소개 및 핀 설명(요약)74HC157 (주요 핀)S (Select) : 공통 선택 입력. 0이면 A .. 2025. 9. 10.

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