A design of radiation hardened common signal processing module for sensors in NPP
내방사선 원전센서 공통 신호처리 모듈 설계

Nam-ho Lee, Young-gwan Hwang, Jong-yeol Kim, Seung-min Lee
2015 The Journal of the Korean Institute of Information and Communication Engineering  
요 약 본 연구에서는 정상 운전이나 사고 시 발생되는 고방사선 환경에서 다양한 센서에 공통적으로 사용할 수 있는 내 방사선 센서 신호처리 모듈을 설계하였다. 개발한 초기 모듈은 센서의 저항(R)과 정전용량(C) 값의 변화를 입력으로 받아 PWM 신호 변조방식으로 처리하도록 설계되었다. 이 모듈은 총 약 12 kGy 방사선 평가시험에서 Full-Scale 대 비 ±10 % 오차범위를 가지고 있었다. 오차 발생의 주요 원인은 방사선 피폭량의 증가에 따른 공통회로 내 스위칭 소 자의 열화와 이로 인한 펄스폭 변조회로의 듀티 비 증가로 분석되었다. 이 분석결과를 반영한 방사선 내성강화를 위 해 방사선에 의한 특성변화를 상쇄하는 회로를 추가하여 재설계하였고, 20.7 kGy 범위의 TID 시험에서 Full-scale 대 비 5% 이하 오차로 개선결과를 얻었다. ABSTRACT In this study we designed the radiation-hardened sensor signal
more » ... ned sensor signal processing modules that can be commonly used for a variety of sensors during normal operation and even in high-radiation environments caused by an accident. First development module was designed to receive the change of the R and C value from the sensors and to process the signal as a PWM modulation scheme. This module was assessed to have ± 10% error to the Full-Scale in the radiation test in the range of 12 kGy TID. The main cause of the error was analyzed as the annealing of the common circuit in the switching element and the consequent increase in the duty ratio of the pulse width modulation circuit according to the radiation dose increasement. The redesigned module for higher radiation resistivity with Stub transistor circuit was found to have less than 5% error to the Full-scale from the radiation test results for 20.7 kGy TID range. 키워드 : 내방사선 센서회로, 방사선 실험, 공통회로, 총이온화선량
doi:10.6109/jkiice.2015.19.6.1405 fatcat:on7pgklluncxfjnucavosq4vgu