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초록·키워드
본 논문에서는 인공위성용 Hall thruster의 cathode 구동에 필요한 keeper 및 heater 전원을 공급하기 위한 2채널 독립형 Cathode Power Module(CPM)을 설계하고 실험적으로 검증하였다. 제안한 CPM은 100 V 입력 조건에서 동작하는 전압원형 Push-pull converter를 기반으로 구성되며, keeper 채널은 60 V, 2 A, heater 채널은 30 V, 6 A의 최대 출력 사양을 갖는다. 각 채널에는 아날로그 정전류 제어 회로를 적용하여 cathode 부하에 안정적인 전류를 공급하도록 하였으며, 무부하 및 과도상태에서 출력전압이 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위한 전압 제한 기능을 포함하였다. 변압기 권선비, 출력 인덕터와 커패시터 및 RC 스너버는 변압기 자속밀도, 불연속 전도모드 조건, 출력 리플 및 누설인덕턴스에 의한 스위칭 서지를 고려하여 설계하였다. 제작된 시제품을 대상으로 MOSFET 드레인-소스 전압, 변압기 1·2차측 전류, 출력전압 및 출력전류를 측정한 결과, keeper와 heater 채널이 각각 설정된 정전류 조건에서 안정적으로 동작함을 확인하였다. 또한 두 채널을 동시에 구동한 경우에도 채널 간 간섭 없이 독립적인 출력 특성이 유지되었다. 측정된 효율은 keeper 채널에서 77.9~84.11 %, heater 채널에서 69.91~91.26 %로 나타났다. 실험 결과를 통해 제안한 전원 모듈이 Hall thruster용 cathode 전원장치로 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.
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