본 논문은 전기화재 통계를 분석하여 케이블 배선 관련 사고 위험성을 분석하였으며, 케이블 고장을 진단하는 상용화 기술을 정리하고, 최근 새롭게 제시되고 있는 케이블 고장 및 위치를 추정하는 신규기술 동향에 대하여 분석하였다.

Power line in electric power tunnel generate heat around during power transmission. Rising temperature inside the electric power tunnel reduces the transmission efficiency of the power line. In this study, trying to understand the change in temperature in the electric power tunnel by forced ventilation and natural ventilation when the temperature rise of the electric power tunnel. The results show that average temperature in electric power tunnel by natural ventilation, forced ventilation is $56.55^{\circ}C$, $23.25^{\circ}C$. Therefore electric power tunnel during power transmission needs cooling or ventilation system.

According to 2013 fire statistical yearbook in the National Emergency Management Agency, the main cause of an electrical fire are classified to short circuit fault, overload fault, electric leakage, partial disconnection, and joint/contact badness. The occurrence factor of fire is electric arc or spark accompanied with electrical faults. Residual Current Protective Devices(RCDs) of high sensitivity type used at single phase (220V) cut off earth leakage and overload but the RCDs can not cut off electric arc or spark to be a main cause of electrical fire. To be improved on such problem, this thesis is proposed to a auxiliary control device for RCD cut off electric arc or spark.

본 논문은 다이폴 코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonant System)을 사용한 원격 무선전력전송 개발 사례를 소개한다. 제안된 다이폴 코일 공진방식은 기존의 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)에 비하여 송신, 수신코일로만 이루어진 간단한 코일 구조와 작은 부피를 가지며, 공진도 Q를 100이하로 설계하여 주변 환경 변화에 강인한 전력전달 특성을 가진다. 본 논문에서는 원전 중대사고 시 격납건물 필수계측기용 소형 비상전원으로 개발된 10W급 7m 원격 무선전력전송 장치의 구성 및 설계과정을 제시한다.

자동차 업계는 전장화 가속화와 강화된 환경규제에 대응하기 위해 자동차의 12[V] 전기시스템과 더불어 48[V] 전기 시스템에 대한 도입을 추진하고 있다. 듀얼 전기시스템을 사용할 경우 소모 전력이 적은 부품에 대해서는 기존의 12[V] 시스템을 유지하고 전력 소모가 큰 전동식 조향장치, 브레이크, 공조 시스템은 48[V] 시스템을 사용함으로써 비용을 최소화 하고 연비를 최대 15[%]까지 개선시킬 수 있는 특징을 갖고 있다. 이를 구현하기 위해서는 양방향 DC/DC 컨버터가 필수적 이며 LS그룹 계열사인 자동차부품 전문기업인 대성전기에서는 4-phase Synchronous Buck 구조의 양방향 DC/DC 컨버터를 개발하였다.

차량용 양방향 DC/DC 컨버터에 적합한 새로운 토포로지 및 그 구성방법을 제안한다. 제안된 구성방식은 공통접지를 사용하는 새로운 양방향 공진형 충전펌프 토포로지와 기존 양방향 컨버터와 결합한 2단방식의 양방향 DC/DC 컨버터이다. 제안된 2배 승압 공진형 충전펌프는 전력변환 효율 증대와 병렬 구동 시 공진회로가 영향이 받지 않게 하기위해 출력 측으로 전력 전달시 인덕터가 입력전원과 직렬로 구성하게 하였다.

This paper is proposed the PFC control method of boost converter using a charging current of the capacitor. Around AC voltage peak point, PFC operation is stopped and the charging current of the capacitor is flowed. The charging current of the capacitor and the switching current makes the AC input current. The 150[W] converter was confirmed high PF and low THD.

본 논문에서는 기존의 에너지 회생 스너버 회로에 대해 고찰하고 주 스위치 전압 스트레스 감소를 위한 최적의 트랜스포머 에너지 회수 방법을 제안한다.

전기자동차는 내연기관 대신 배터리를 동력으로 하여 전기모터를 구동하는 방식으로, 배터리를 충전하기 위해서는 차량 탑재형 충전기(OBC)가 필요하다. 자동차라는 특성상 OBC는 2단 AC/DC 컨버터로 구성되어 있다. 역률 보정을 위한 PFC 단과 절연과 충전을 위한 DC/DC 컨버터로 구성되어 있다. 손실을 최소화하기 위해 고전압을 이용한 링크 캐패시터가 필수적이고, 그 캐패시터는 전력밀도가 큰 고전압 전해 캐패시터가 사용된다. 하지만, 전해 캐패시터는 그 수명이 온도와 리플 전류에 따른 ESR 발열과 주변온도에 따라 좌우된다. 따라서 본 논문에서는 6.6kW 차량용 탑재형 충전기를 위한 링크 캐패시터용 고전압 전해 캐패시터의 최적 설계 방법을 제안한다.

본 논문에서는 왜곡된 단상 전원 전압 하에서도 교류 입력 전류를 정현적으로 제어할 수 있도록 하는 제어기법을 제안하였다. 단상의 물리량을 가상의 삼상 물리량으로 변환하여 이를 d-q축 동기좌표계로 변환된 물리량으로 제어하는 동기좌표계 전류제어기법을 적용하였으며, 왜곡된 전원 전압에 의한 왜곡된 위상각 성분을 추출하여 이를 d-q축 동기좌표계 지령전류에 보상하는 방법을 제안하였다. 제안한 기법으로 왜곡된 전원 전압 하에서도 교류 입력 전류의 고조파를 5%이내로 제한할 수 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

대형 상용차량을 위한 냉난방장치는 이동 또는 정차 중에도 일정 온도를 유지 시켜야한다. 종전의 상용차량의 냉동시스템은 엔진과 연계하여 압축기를 구동하거나 엔진과 연계된 발전기의 전력을 이용하여 온도를 유지하였다. 이러한 방식은 제어가 용이하지 않고 효율성이 낮은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 대형 상용차량이 정차중인 무시동 기간에도 일정 온도를 유지 할 수 있도록 직렬 L-C 공진을 이용한 2.5kW급 DC-DC 컨버터를 제안 하였다.

본 논문은 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 방전모드와 변압기 권선비에 따른 손실 분석에 대해 다루었다. Phase-Shift방전모드와 Boost방전모드에서 변압기 권선비에 따른 스위치손실을 분석하여 손실을 최소로 하는 변압기 권선비와 최적의 방전모드를 결정하고자 한다.

배터리를 사용하는 하이브리드 시스템의 확장으로 인하여 2차 전지를 활용할 수 있는 양방향 컨버터의 사용이 증가하고 이에 대한 연구의 필요성 또한 증가하고 있다. 기존 비절연형 단방향 컨버터는 인덕터의 전류와 부하단 캐패시터의 전압을 변수로 지정하고 고정 전원과 고정부하를 대입하여 모델링에 적용했지만, 실제 사용되는 양방향 컨버터의 동작과는 차이가 있다. 또한 이상적인 전원과는 달리 배터리의 단자전압은 SOC 및 충방전 상태에 따라 전압 변동이 일어나고 컨버터의 스위칭 동작에 의해 전압 리플이 발생하기 때문에 제어기를 설계하기 위해서는 이를 반영하여 해석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 비절연형 양방향 컨버터의 양쪽에 부착된 캐패시터가 모두 변수로 적용된 전달함수와 이를 이용하여 설계된 제어기를 제안한다. 컨버터 모델링에 State-Space Averaging 방법을 사용하여 양방향 컨버터의 소신호 분석을 하였고, 충전 모드와 방전 모드 일때 전달함수를 각각 구하였다. 앞서 구한 전달함수를 이용하여 pole/zero 분석을 통해 PI 제어기 설계를 하였고, 주파수 분석을 통해 안정성을 확인하였다.

최근 배출가스 규제로 인해 연비 개선에 대한 노력을 하고 있다. 그 중에서도 기존의 내연기관 자동차에 결합하여 연비를 개선할 수 있는 ISG 시스템의 개발이 활발하게 진행되어 왔다. ISG 시스템은 모터를 구동하기 위한 인버터, 회생에너지를 저장하기 위한 에너지 저장장치 및 저 전압 배터리를 충전하기 위한 양방향 DC-DC 컨버터로 구성되어 있다. 현재 ISG 구동용 모터와 인버터는 일체형으로 개발되고 있으며, 에너지 저장장치와 양방향 DC-DC 컨버터 또한 일체형으로 개발을 진행중에 있다. 부피와 가격 경쟁력을 확보하기 위한 연구개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 ISG용 양방향 DC-DC 컨버터를 제안하고 실제 자동차의 연비모드 JC08모드에 의해서 주행하는 에너지 저장장치의 용량을 선정하여 통합적으로 설계를 진행하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 양방향 DC-DC 컨버터를 구현한다.

본 논문에서는 Zero Voltage Switching (ZVS)이 가능한 양방향 3상 인터리브드 DC-DC 컨버터를 제안한다. 기존의 일반적인 하프 브릿지형 양방향 DC-DC 컨버터와 달리 ZVS를 만족시킴으로써 고효율을 달성하였고, 3상 인터리브드 방식을 적용함으로써 출력 전류 리플을 저감시키고 스위치의 정격을 낮출 수 있도록 하였다. 또한 제안하는 토폴로지는 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 Rear Combination LED Lamp 동작 시 전류와 광출력의 변동폭를 최소화하는 LED 조명광원의 특성을 고려하여 정전류 회로의 구현이 유리한 DC/DC 컨버터의 EMC 고효율 필터를 제안하여 외부의 전자계로부터 장애를 유발하지 않고, 일정 수준의 전자파 환경에서도 오동작 없이 원할하게 작동될 수 있도록 관련 기기 상호간의 전파 환경을 개선하는 고효율 Filter를 제안 하고자 한다. 본 논문에서 제안한 Filter는 EMI 측정을 통해 타당성과 우수성을 검증하였다.

본 논문은 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템의 발전 단가를 낮추기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 방법에 관한 것이다. 기존의 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템에서는 각 모듈마다 MPPT 동작을 필요로 하기 때문에 전류센서와 전압센서를 모두 사용하며, 이는 발전 단가를 상승시키는 원인 중 하나가 된다. 본 논문에서는 시스템의 제작비용을 낮추기 위하여 다중 모듈 통합형 태양광 발전 시스템에서 상대적으로 가격이 비싼 전류센서의 사용을 줄여, 여러 개의 모듈에서도 하나의 전류센서만을 사용하는 MPPT 방법을 제안하고 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통해 입증하고자 한다.

최근 차량은 기존의 화석연료를 사용하는 엔진과 배터리로부터 전원을 공급받는 전동기를 연결하는 구조로 연비를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가속 시 배터리 방전으로부터 전원을 공급받고, 감속 시 회생제동을 통해 배터리 충전을 반복한다. 이로 인한 배터리의 수명한계 및 전력 한계 등을 보완하기 위해서 초고용량 커패시터를 배터리와 함께 사용하는 이중 보조 동력원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 배터리 수명 개선을 위해 배터리와 슈퍼커 패시터를 병렬 운전하는 5kW급 양방향 DC/DC 컨버터를 설계하여 검증하였다.

본 논문에서는 종전의 3상 PWM 정류기의 문제점을 극복하기 위하여 3상 Z-Source PWM 정류기를 제안하였다. 제안된 정류기는 시스템의 간소화, 안정화, 비용상승을 고려하여 상태관측기가 적용된 센서리스 제어 기법을 적용하였다. 3상 Z-Source PWM 정류기는 교류측 전압센서 없이 DC-link단 전압센서와 입력단 전류 센서만을 이용하여 교류측 전압을 추종한다. 제안된 3상 Z-Source PWM 정류기는 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증 하였다.

본 논문에서는 단상 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터 3대를 이용하여 3상 교류 출력전압 제어를 제안하였다. 제안된 시스템은 3대의 단상 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터에 종전의 간단한 듀티비 제어를 통하여 입력에 대하여 동상의 벅-부스트 출력모드와 역상의 벅-부스트 출력모드를 모두 출력하는 4상한 출력 3상 교류 전압 제어를 하였다. PSIM시뮬레이션을 통하여 종전의 듀티비 제어를 통한 동상의 부스트 모드와 역상의 벅-부스트 모드 출력 전압과 제안한 듀티비 제어에 의해 동상의 벅 모드가 출력됨으로써 단상 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 간단한 듀티비 제어만을 통하여 3상 4상한 교류 출력전압 제어가 되는 것을 확인하였다.

This paper presents a three-phase high-power-density bidirectional DC-DC converter. The converter employs dual three-phase active bridges and a three-phase transformer. The presented converter is controlled by two symmetric PWM modules and phase between two symmetric PWM modules to control the power flow. Simulation is included to verify the presented converter.

기본적으로 전력전송개념에서 최대의 전력이 전달하기 위해서는 전력전송단과 부하단사이의 임피던스를 맞추어 주어야 최대의 전력이 전달된다. 무선전력전송 역시 RF Source와 송수신 코일간의 임피던스를 맞추어야 최대의 전력전달과 효율을 기대할 수 있다. 따라서 송수신 코일과 부하간에 임피던스 매칭은 필수적으로 필요하다. 매칭이 원할하지 않을 경우 RF Source에 반사전력이 반사되어 심각한 손실을 발생할 수 있으며, 수신부의 부하단에 최대로 전력이 전달되지 않으며 전체 시스템 효율이 나빠지게 된다. 임피던스 매칭회로 타입에는 여러가지 타입이 사용되는데 대표적으로 L type, T Type, ${\pi}$ type이 일반적으로 사용된다. 본 연구에서는 L type, T type, ${\pi}$ type 방식을 이용하여 각 타입별 매칭범위와 매칭특성에 대한 기초실험을 수행하였다.

본 논문에서는 유도형 활공 탄약의 비행경로 제어와 자세유지를 위해 장착된 꼬리 날개 구동을 위한 BLDC 전동기 제어시스템을 개발하였다. 이 시스템에서는 높은 고도에서의 비행 시 압력에 취약한 홀(Hall) 센서와 같은 회전자의 위치 검출 센서를 사용하지 않는 센서리스(Sensorless) 구동 방식을 적용하였다. 측정된 극전압으로부터 상전환 신호를 추출하여 BLDC 전동기의 센서리스 구동을 실현하였으며, 또한 상전환 신호로부터 추정된 속도를 사용하여 속도 제어를 통해 꼬리날개의 변위 명령 추종을 위한 위치 제어를 수행하였다. 실제 구현된 시스템에서의 실험을 통해 개발된 센서리스 제어 알고리즘을 적용하여 위치 제어의 성능이 우수함을 확인하였다.

전력계통은 전력수요의 지속적인 성장에 따라서 전력설비의 추가를 지속적으로 추진하고 있지만, 심해지는 환경문제 등으로 인해 용지 확보에 어려움이 있다. 이로 인해 송전선로 장거리화, 용량부족량 등 전력계통에 여러 가지 복잡한 문제가 야기되는데, 이것은 곧 전력계통의 안정도와 직결된다. 이러한 문제를 효과적이면서 경제적인 해결방법으로 FACT(Flexible AC Transmission System)기술이 주목 받고 있다. FACTS 기기 중 SVC(Static Var Compensator)는 상용운전 중이며, 기존 동기조상기에 비해 저렴하고, 신속 정확한 전압제어를 하는 장점이 있다. SVC는 TCR(Thyristor Controlled Reactor)과 TSC(Thyristor Switched Capacitor), FC(Fixed Capacitor)등 여러 종류의 구성을 가질 수 있다. TCR과 TSC는 실제 운전에 앞서 여러 가지 방법으로 검증이 필요하다. 합성 시험회로 설비(Synthetic Test Circuit)는 TCR과 TSC 안에 존재하는 Thyristor Valve의 동작을 실제 동작 조건으로 동작시켜, 동작의 신뢰성을 검증하는 설비이다. 본 논문에서는 TCR의 Operational Test를 위한 STC를 기술하고 있다. 설계된 STC는 PSCAD를 사용하여 검증하였다.

MMC(Modular Multilevel Converter)는 여러 개의 Power Module을 직렬로 연결하여 정현파에 가까운 고전압의 파형을 얻을 수 있는 토폴로지로 대용량 전력변환 분야의 요구를 만족하면서 전력 품질을 향상시킬 수 있어 근래에 상당히 주목받고 있다. 당사에서는 5Mvar급 STATCOM(STATic synchronization COMpensator)을 MMC 형태로 제작하였다. 1개의 Cell 제어기는 6대의 Power Module의 제어와 보호를 담당하여 DC 전압을 센싱하여야 한다. 본 논문에서는 제안한 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하여 Power Module을 제어하기 위해 DC 센싱 방법에 대해 설명한다.

본 논문에서는 ${\Delta}$결선 또는 3상 4선식 Y결선으로 구성된 Modular Multilevel Converter(MMC)의 동기좌표계에서의 영상분 전류제어방법을 제안한다. 제안된 영상분 전류제어방법은 새로운 가상 2상 전류 생성방법을 사용하며, 기존의 가상 2상 전류 생성방법보다 과도상태 응답특성과 파라미터 오차에 대한 성능이 우수함을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

최근 디지털제품의 급증으로 인하여 직류전원을 사용하는 부하의 비율이 증가하고 있고, 태양광 등 직류형 분산전원체계가 확산되면서 직류배전망에 대한 관심이 높아지고 있다. 직류배전 계통은 기존의 교류배전 계통에 비하여 여러 가지 장점이 있어서 널리 보급될 것으로 전망 되지만, 아크가 지속되는 문제가 있어서 인체 안전성과 전력설비 및 기기의 안전성을 확보하기 위한 적절한 차단기술이 필요하다. 본 논문은 자기소호방식과 부하역기전력 억제회로를 결합한 하이브리드 소호방식을 사용한 직류전용 차단기를 제안한다. 실험을 통하여 유도성 부하에서 다양한 전압레벨에 대한 제안된 직류차단기의 특성을 분석하고 제안된 직류 차단기가 안정적으로 적용 가능한 전원전압 레벨의 범위를 제시한다.

In this paper, development of laser diode driver with 2.5kW rating is presented. The driver is configured with interleaved PFC converter, high frequency full bridge DC-DC converter, two laser diode drivers and ${\mu}$-processor based controller. The system has two laser diode drivers for providing high current and low current. High current driver delivers normal output power of diode; low current driver is for providing critical current of diode for long lifetime. Computer simulation and experiment was performed for verification, as the results, developed driver performs well.

본 논문은 DC 80kV급 전류형 HVDC Valve의 Type Test를 위하여 개발된 대전류원과 고전압 공진회로로 구성된 합성시험 설비를 소개하고 DC 80kV급 HVDC Vavle의 Type Test를 통하여 Valve의 성능을 검증한다.

본 논문에서는 비상전원 기능을 갖는 고효율 3kW급 하이브리드 ESS를 제안한다. 제안하는 시스템은 정상운전모드 시 태양광에너지를 배터리에 충전하거나 가정용부하에 공급 또는 여분의 전력을 계통에 보낼 수 있고 전력 수요가 많을 시에는 배터리의 에너지를 이용하여 부하평준화를 할 수 있을 뿐 아니라 계통사고 시 부하에 끊김없는 에너지를 공급 할 수 있는 비상전원기능을 갖는다. 각 운전모드에 대한 제어알고리즘과 각 부 전력변환기의 효율을 시제품을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 부하평준화를 통한 전기요금 절감효과, 무효전력 보상을 통한 역률 개선 및 비상부하 전원공급을 위한 독립운전 기능을 갖는 MW급 ESS에서 PCS뿐 아니라 배터리, 변압기, 각종부하 및 디젤발전기 등 계통 내 구성 요소들을 실제 사양 및 데이터를 기반으로 모델링하였다. 또한 1MW PCS를 위한 유 무효전력, CC-CV 충전 및 독립운전 제어알고리즘을 개발하였으며 시뮬레이션 및 축소시험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서 제안한 전기자동차용 충전기는 배터리 충전뿐만 아니라 V2G, V2H모드로 동작이 가능하며 제어기 구조가 간단하다. 또한 입출력 전압 변동에 따른 전압 추종 범위가 넓으며 소프트스위칭을 성취한다. 제안하는 충전기는 CV모드에서 바이패스 모드로 동작시켜 효율을 높였고 3.3kW 시제품으로부터 94.6%의 정격효율을 달성하였다.

In this paper, the 50kw submerged arc welding system has AC/DC durable output power and when AC output power is on, it shows control function on frequency, duty and offset. This system is constructed based on parrallel system, set on modular structure minimize the influence from high power into system. Also, it applied the sequence for optimized welding ability which lead it to increased weld quality.

This paper presents a method to find the fault location on the DC cables for the HVDC transmission systems which utilizes a hybrid topology of the diode rectifier and the voltage-source converter (VSC) in the wind farm (WF) side. First, the DC-cable fault occurring in this HVDC system is analyzed in detail. Then, the DC-cable fault location is detected from the two relative voltages located on the same section of the cable, which are estimated from a pair of DC-cable voltage and current measurements. The effectiveness of the method is verified by the simulation results.

본 논문은 모듈러 멀티 레벨 컨버터 시스템에서 직류단과 레그 사이에 흐르는 순환 전류의 고조파 성분을 억제하기 위한 전류제어기들의 성능을 분석한다. 비례 적분 제어기, 공진 제어기, 반복 제어기의 성능을 PSIM 시뮬레이션을 통해 비교 분석한다.

기존 Induction Heating(IH) 인버터의 경우, 파라미터의 변화가 매우 크기 때문에 높은 Turn-off 전류에서 스위칭 하여 전력 손실이 매우 커지는 문제점이 있다. 본 논문은 고효율 IH 인버터를 위한 공진점 추적 제어 기법을 제안한다. 기존의 IH 직렬 공진형 인버터의 경우에는 높은 Turn-off 전류를 가지고 있기 때문에 손실이 매우 크고, Heat-sink 크기가 커지는 단점이 있다. 반면 제안된 공진점 추적 제어 기법을 적용한 IH 직렬 공진형 인버터는 Turn-off 전류가 매우 낮은 상태에서 영전압 스위칭을 하기 때문에, 전력 손실이 매우 작고 Heat-sink 최소화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 공진점 추적 제어 기법의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 3.6kW급 IH 직렬 공진형 인버터회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

기존 대용량 전원 회로는 상용 전원 조건에서 AC Line 입력 전류가 높아져 누전기가 차단되는 문제가 있다. 그 뿐만 아니라 입력 전류가 높아지면 기존 전력 설비 용량이 부족한 경우가 발생하여, 전력 설비 교체 등 공사의 필요가 있다. 따라서 기존의 전력 설비를 그대로 이용하면서 단상 AC 전원의 허용 한계를 넘는 대용량 전력을 구동할 수 있는 방안을 제안한다. 역률개선회로에 전력 제한 기능을 구현하여 입력 전류를 제한하는 방법과 부족한 전력을 배터리 충/방전 회로를 이용해 보충하는 방안을 제안하며, 제안된 회로의 분석을 수행하고, 1.2KW 급 시작품을 이용한 실험적 분석을 통해 그 가능성을 검증한다.

Voltage source multilevel module converter attracts more and more attention recently. The core component of the voltage source multilevel module converter is the valve based on IGBT. So the test circuit for the valve is very important, reliable test method can guarantee the converter valve design meet the operation requirement. This paper analyzes the valve voltage and current stress during the operation, and according to IEC standard test requirement, object, condition, introduces a kind of test circuit. Finally, through the simulation model, to verify the test circuit can provide the proper test condition for the voltage source multilevel module converter valve.

H-bridge 타입의 고압인버터는 낮은 DC링크 전압을 이용하여 높은 출력 AC전압을 얻을 수 있는 멀티레벨 인버터 토폴로지로서 다양한 분야에서 실증, 적용 되어왔다. 본 논문에서는 고속철도의 피크전력 보상을 위한 단상 H-bridge 멀티레벨 인버터를 사용한 PCS의 적용을 검토하였고, DC링크 전압을 각각의 배터리 전원을 사용함으로서 발생될 수 있는 배터리 불평형에 대한 PWM제어 알고리즘을 개발하였다. 제안된 알고리즘은 H-bridge타입에서 적용되고 있는 PWM제어방법 중 THD 특성에서 가장 우수한 PD방식을 배터리 상태에 따라 각 H-bridge에서 회전시켜 DC전압 불균형을 해결 할 수 있도록 구성하였다. 제안된 알고리즘은 PSIM을 사용하여 시뮬레이션을 수행함으로서 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

This paper proposes the development of double conversion Uninterruptible Power Supply using 3-Level Converter/TNPC Inverter. The Rectifier of proposed system is operating not only 3-Level boost PFC but also battery discharger. The Inverter is converting DC voltage to AC voltage. And in terms of the efficiency, 3-Level TNPC inverter is improved compared to the origin 2-Level type. To verify the validity of proposed system, experiments were carried out.

본 논문은 에너지저장 기능을 갖는 200kVA급 무정전전원장치에 관한 것으로 평상시에는 무정전전원장치(UPS : Uninterruptible Power Supply) 기능을 수행하다 첨두부하시 또는 전력 부족시 에너지 저장 장치(ESS : Energy Storage System) 기능을 제공하는 기술이다. 제안된 시스템의 유효성을 실험을 통하여 검증한다.

조명용 LED의 보급확산에 따라 LED 구동용 전원장치에 대한 수요가 급증하고 있는데, 심각한 문제 중의 하나는 전원장치의 수명이 LED 수명에 비해 매우 짧다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 전원장치에 포함되어 있는 전해커패시터를 없애야 한다. 또 다른 문제는 전원장치의 60Hz의 교류전원을 정류하여 회로를 구성해야 하는 특성상 120Hz 리플성분 때문에 플리커가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 전해커패시터를 없앤 조명용 LED 전원장치를 제안하고 120Hz 리플성분에 의한 플리커를 최소화하기 위한 방안도 제시하고자 한다.

Recently, one of the switching rectifiers, Power Factor Correction Circuit is often applied in rectification stage to get high efficient conversion of AC-DC SMPS However, it becomes important to select optimal semiconductor switch as well as to design optimal rectifier for achieving higher power conversion. We performed experiments with MOSFET, SiC and GaN FET that are widely used in 600 W Interleaved CRM PFC and include the data in this report. The results are presented for discrete semiconductor and integrated implementations of interleaved CRM PFC.

This paper will discuss the experimental result for the monitoring module that enables analysing breakdown by adding the monitoring circuit to our prototype power supply that temporarily saves electrical status of the main parts. The purpose of this experiments with various power supplies were to provide technical background for quick assumption of causes and to suggest the method for analysing them.

Recently, According to increase of power demand, it was increased a demand that switching power supply have characteristic of low-loss and high-efficiency. So increase of using device, the failure rate increases and service life problem arises. Even though normal circuit protection is applied in designing stage, it is often hard to identify the cause of malfunction in certain cases such as fatigued power supply due to over-running, malfunctions of main elements or over heating. This report will cover experimental results with the prototype we made, that monitors the efficiency of switching power supply and that protects a circuit when it drops below the standard value.

450mm 반도체 CVD 장비 개발 및 300mm F-CVD (Flowable CVD) 공정 개발에 있어서 공정 마진 확보 및 막질 품질 개선을 위해 주파수 가변형 RF Generator가 필수적으로 요구되고 있다. 20nm이하 STI (Shallow Trench Isolation), PMD (Pre-metal Dielectric) & IMD (Inter-Metal Dielectric) 미세공정 gap fill에 많은 문제점이 도출되고 있으며, 이유로는 Generator 고정 주파수에서 Matching Time delay 또는 Shooting에 의한 산포의 한계로 파악되었으며, 주파수 가변에 의한 고속 Tune 기능이 요구되어진다. 따라서 400kHz 주파수 가변형 RF-Generator 개발을 진행하였으며 본 논문을 통해 개발되어진 장비의 성능과 시험 평가한 결과를 소개하고자 한다.

포항가속기 연구소에서 4세대 전자를 가속시키기 위하여 RF 공급원으로 사용하는 펄스 모듈레이터의 고전압 안정도는 50ppm 이하의 고전압이 요구된다. 200 MW 모듈레이터에 공급하기 위하여 개발된 고전압 CCPS사양은 50 kV, 120 kJ/sec, 2400mA, 20ppm이하이다. XFEL용 모듈레이터는 고정밀 고전압 CCPS를 적용하여 운전하였으며 모듈레이터 사양은 400kV, 500A, 8us, 60Hz, beam voltage stability 0.005(%)이다. 본 논문에서는 개발한 고정밀 고전압 CCPS를 사용하여 시험한 모듈레이터의 시험 결과에 대하여 발표하고자 한다.

HVDC의 보호요소 중 본 논문에서는 변환용 변압기부터 DC송전선로까지를 보호구간으로 삼는 DC Protection을 제주실증단지에 실제 적용시킨 사례에 대하여 기술한다. 보호구간은 어떻게 나뉘며 어떠한 보호요소들이 어떻게 동작하는지를 기술한다.

본 논문에서는 ${\pm}750V$ LVDC 배전용 전원장치에 적합한 3레밸 NPC 정류기 시스템을 제안한다. 제안하는 정류기 시스템은 배선선로의 부하 불평형에 따른 NPC 정류기의 출력 전압 불평형 현상을 해결하기 위해서 출력전압 밸런스 알고리즘을 적용하였다. 제안하는 정류기 시스템은 50kVA 용량의 시제품의 실험을 통해서 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 가전제품과 같은 저전력 응용분야에 효과적으로 적용이 가능한 2상 유도전동기 벡터제어 인버터를 제안한다. 현재까지 이 분야에서는 가격이 저렴하지만 속도제어가 용이하지 않은 단상 유도전동기를 사용해왔다. 2상 유도전동기 벡터제어는 3상 유도전동기 벡터제어에 버금가는 우수한 제어 성능을 가지고 있으면서도 좌표변환이 불필요하여 제어기의 부담을 줄일 수 있고, 전체 시스템을 저가격으로 구현할 수 있으므로 이러한 저전력 응용분야에서 단상 유도전동기에 대한 훌륭한 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 360[W]급의 소용량 2상 유도전동기를 위한 3레그형 2상 벡터제어 인버터를 설계하였고, 실험을 통하여 시스템의 유효성을 검증한다.

본 논문에서는 장거리/정밀 이송장치의 추진시스템 동작을 위한 새로운 구조의 영구자석선형동기전동기 및 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 선형전동기의 이동자는 영구자석을 사용하였으며, 고정자는 각각 독립된 구조를 갖는 집중권선 방식의 코일로 구성되어 있다. 다수의 독립적인 코일 구동을 위하여 아날로그 전류증폭기를 사용하여 전류제어기를 제작하였다. 또한 성능파악을 위해 영구자석선형동기전동기의 축소형 프로토 타입을 제작하였고 실험결과를 통해 제안된 영구자석선형동기전동기의 장거리/정밀 이송장치로서의 적합성을 증명하였다.

본 논문에서는 배터리, 양방향 DC-DC 컨버터, 그리고 브러시레스 직류 전동기로 구성되는 마이크로 터빈 구동 시스템의 제어 방식에 대해 소개한다. 브러시레스 직류 전동기 구동용 인버터의 직류링크 전압이 가변되기 때문에 기존의 소신호 모델 기반으로는 양방향 DC-DC 컨버터의 과도 응답 제어 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 평균 모델을 이용하여 양방향 DC-DC 컨버터를 제어함으로써 과도 응답 제어 성능을 개선하였고, PAM 방식 제어를 이용하여 브러시레스 직류 전동기의 고속 센서리스 운전을 구현하였다.

2상 유도전동기(2PIM ; 2-Phase Induction Motor)의 벡터제어를 위해서는 전동기로 입력되는 상전류를 실시간으로 측정해야 한다. 본 논문에서는 가전제품과 같은 저전력 응용분야를 대상으로 고가의 홀전류센서 대신에 2개의 션트저항과 연산 증폭기를 사용하여 모든 운전영역에서 정밀하게 전류를 측정하는 방법을 제안한다. 2상 유도전동기용 인버터는 주로 저전력 응용분야를 대상으로 연구가 진행되고 있으므로 홀전류센서를 사용하여 전류를 측정하는 방법은 경제성 측면에서 부적합하다. 따라서, 본 논문에서는 인버터의 출력단에 홀전류센서 대신에 션트저항을 삽입하고, 양단전압을 차동증폭기로 증폭하여 전류를 측정한다. 실험을 통하여 제안된 방법의 유효성을 검증한다.

본 논문에서는 3 상 입력 매트릭스 컨버터에서 한 레그를 추가하여 다출력 기능을 갖는 시스템을 제안한다. 본 시스템은 기존의 매트릭스 컨버터에서 스위치의 개수를 줄인 베리 스파스 (Very Sparse) 매트릭스 컨버터 토폴로지에서 인버터단에 스위치 두 개를 추가하여 3 상과 단상의 두 출력을 갖도록 한다. 두 개의 출력은 독립적으로 제어가 가능하며 하나의 시스템으로 두 개의 출력을 낼 수 있어 소형화가 가능하다. 제안한 토폴로지와 이에 대한 제어 기법은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

This paper proposes a new speed and position estimation method for PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) using low-resolution hall-effect sensors. In general, there are a variety of sensors to estimate rotor position for PMSM such as resolvers, and encoders. Position detection using hall-effect sensors that detect the flux of the rotor for rotor position is excellent method in terms of cost and space, but has low-resolution. To overcome this problem, this paper proposes a new speed and position estimation observer. The performance of the observer has been verified by simulations carried out using Matlab/Simulink.

본 논문에서는 3상 IPM을 사용하여 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터를 설계하였다. 3상 IPM은 6개의 스위칭 소자를 내장하고 있어서 이중 4개는 2레그형 인버터로 사용하고, 나머지 2개는 역률제어 회로에 이용할 수 있다. 이렇게 하면 하드웨어의 추가를 최소화하면서 역률제어 기능을 갖는 2레그형 인버터를 구현할 수 있다. 2레그형 인버터에서는 반드시 직류링크에 2개의 커패시터를 직렬로 연결하는데, 입력 전원의 반주기 마다 각각의 커패시터에 충방전 동작이 수행된다. 이러한 동작으로 인해 2개의 커패시터에 전압 불균형이 발생할 수 있고 커패시터 용량이 서로 다를 경우에는 이 전압 리플이 더욱 커지게 되며, 이것은 전동기에 불평형 전류를 공급하게 되어 전동기의 토크리플을 발생시킨다. 본 논문에서는 직류링크의 전압 불균형 문제가 전동기에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 전압 불균형을 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하고 동작특성을 개선하는 방법을 제안하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.

왜곡된 역기전력을 갖는 매입형 영구자석동기전동기를 정현파 전류로 제어할 경우 역기전력의 왜곡으로 인해 발생하는 토크리플은 전동기의 진동, 소음, 효율 저하의 요인이 된다. 저속운전의 경우 토크리플을 상쇄할 수 있는 고조파전류를 인가하여 전류제어에 의해 토크리플을 줄일 수 있다. 그러나 고조파 전류제어에 의한 토크리플 저감은 전류제어기의 대역폭에 의해 전류제어 특성이 좌우되므로 고조파 보상전류의 주파수가 높은 경우 적절한 보상이 되지 않는다. 본 논문에서는 전동기의 고속운전 시 고조파 전류에 해당되는 고조파 전압을 보상함으로써 역기전력에 의한 토크리플을 저감한다. 제안된 토크리플 저감 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

장거리 이송이 가능한 선형동기 전동기 구조를 제안하고, 수학적 모델링을 하였으며, PI제어기를 포함하는 제어알고리즘을 제안하여, 실험으로 그 결과를 확인하였다. 추진제어기의 출력은 Park's, Clake's Transformation을 이용하여 코일을 구동하는 전류 명령을 발생시켰으며 개별 코일을 독립적으로 구동하는 아날로그 전류제어기를 OP-Amp로 구현하였다. 실험결과는 속도 오차는 4 ~ 10% 이하의 결과를 얻었다.

기존의 ST-DTC는 하나의 유효 전압 벡터를 인가하여 그 결과 높은 토크 리플이 생기는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 Modified ST-DTC 기법이 제안되었다. 따라서 본 논문은 Modified ST-DTC 기법 중 유효 전압 벡터와 제로 벡터를 인가하는 방법과 인접한 두 유효 전압 벡터를 합성한 중간 전압 벡터를 인가하는 방법을 비교한다.

영구자석 동기 전동기가 정출력 영역에서 운전 되며 토크 제어가 수행될 경우 과도상태의 응답 특성은 정토크 영역에서 운전되며 토크 제어가 수행될 때보다 매우 중요하다. 본 논문에서는 정출력 영역에서 안정된 토크 제어를 수행하기 위한 전류 제어기의 최적화 방법을 제안하였다.

기존 IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) 제어를 위한 LUT (Look Up Table)방식은 입력한 일정 간격의 데이터를 이용한 선형 보간 방법이 주로 사용되었다. 하지만, 이러한 방식은 LUT 구성을 위해 많은 데이터를 요구하므로, DSP 메모리 용량에 LUT 구성의 한계가 존재한다. 또한, 많은 양의 데이터를 관리해야하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 영역 분할을 이용한 다항식 곡면 적합 LUT 구성을 제안하였다. 다항식 곡면 적합을 이용한 LUT 구성 방법은, 관리해야하는 데이터양을 비약적으로 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안한 방법의 효용성은 실험을 통하여 증명하였다.

본 논문에서는 벡터제어에 근거한 선형 유도 전동기의 추진제어 알고리즘에 대해 보여준다. 기존의 사용해왔던 스칼라제어 방식이 아닌 새로운 전류제어 방식을 사용하며, 기존의 13.5Hz 슬립주파수 일정 제어를 가변하여 플러깅 저감 구간을 축소하고 회생구간을 늘림으로써 운전효율 향상 패턴을 찾는 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 산출된 최적운전 패턴결과를 반영하여 실험을 통해 이 방법을 제안 하고자 한다.

집중권 5상 유도전동기에서 기본파 $d_1-q_1$와 3고조파 $d_3-q_3$ 공간의 비동기화시 자속밀도의 파형이 왜곡되어 자속이 포화되고 철손이 증가한다. 이러한 현상을 방지하기 위해 두 좌표축의 동기화가 필요하다. 본 논문에서는 자속각의 동기화를 고려한 고정자 자속기준 벡터제어를 제안하고 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 입증한다.

This paper presents an algorithm for an active power filter which can be used in both single-phase and three-phase electric system. The proposed algorithm focuses on the extraction of harmonic component of load current in each phase and in order to verify the validity of the proposed algorithm while loads are nonlinear, simulations have been done by PLECS software and tested by typhoon-HIL which is real time emulator.

본 논문에서는 동적 전압 보상기를 위한 속응성을 향상시킨 입력 전압의 크기를 검출하는 기법을 제안한다. 동적 전압 보상기가 계통 전압에서 발생한 순시전압강하를 보상하기 위해서는 강하된 전압을 검출해야 한다. 외란에 강인하고 빠른 응답 특성을 가지는 재귀형 최소 자승법을 사용하여 입력 전압으로 부터 강하된 전압의 크기를 구하고 보상전압을 생성한다. 생성된 보상전압은 입력 전압에 더해져 안정된 부하전압을 공급한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 방법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 계통 전압이 불평형 및 왜곡되었을 경우에 정확한 위상각을 검출 할 수 있는 DSOGI-QSG(dual second order generalized integrator quadrature signal generation)를 이용한 PLL (phase locked loop) 방법을 제안한다. 제안된 PLL 방법은 기존의 DSOGI-PLL 방법과 비교하기 위해, 전압에 불평형 및 왜곡 사고 발생 시 동기각을 검출하는 시뮬레이션을 하였고, 이를 통해 THD가 개선됨을 입증하였다.

3레벨 NPC 인버터는 구조상 DC Link가 두 개의 커패시터로 직렬 구성되어 있어 두 커패시터 간의 전압 불균형의 문제가 발생한다. 중성점의 변동으로 인하여 스위치 소자의 소손과 제어기의 오작동 등 시스템의 안정도가 떨어지게 된다. 기존의 중성점 전압을 제어하는 오프셋 전압 인가 방식은 zero point 지점에서 불연속 스위칭 구간이 존재하기 때문에 중성점 제어가 불가능하다. 본 논문에서는 중성점 전압을 제어하기 위하여 DPWM 기법에서 중성점 전압을 제어하는 방식을 제안하였다. DC Link의 두 커패시터 전압 불균형이 발생하면 $60^{\circ}(+30^{\circ})$ DPWM 기법으로 Positive 벡터와 Negative 벡터의 스위칭 인가 시간을 조절하여 두 커패시터의 전압 균형을 이루게 한다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안한 방식에 대한 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 DC배전 전기추진 선박에서 전력품질 향상 및 전력 공급 안정성을 위한 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치(BESS)를 적용하고 이에 대하여 기술한다. MATLAB/Simulink를 이용하여 DC배전 전기추진 선박 및 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치의 시뮬레이션 모델을 구현하였으며, 구현된 시뮬레이션 모델에 발전 전력과 소비 전력 간의 전력 수급 차로 DC 계통의 전압 변동이 발생되는 추진전동기의 급격한 가, 감속 운전 시나리오를 적용하였다. 적용 시나리오에 의해 발생된 전압 맥동 현상은 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치를 이용하여 IEEE STD. 1709 - 2010에서 제시하는 전압 허용 범위를 만족함으로써 DC배전을 갖는 전기추진 선박의 전력품질 향상 및 전력 공급의 안정성 여부를 검토한다.

본 논문에서는 Buck type의 단상 AC/AC 초퍼를 이용한 단상 voltage sag compensator를 제안한다. 제안된 회로는 sag보상 동작 시 사용된 변압기의 누설리액턴스가 단상 PWM Buck AC/AC converter에 미치는 영향이 작아 동작효율이 높고, sag가 발생하지 않는 상태일 때 입력과 출력이 절연되는 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작 및 특성을 설명하고, 타당성을 입증하기 위해 PSIM으로 시뮬레이션 하였다.

본 논문에서는 Buck type의 3상 AC/AC 초퍼를 이용한 3상 voltage sag compensator를 제안한다. 제안된 회로는 sag보상 동작 시 사용된 변압기의 누설리액턴스가 3상 PWM Buck AC/AC converter에 미치는 영향이 작아 동작효율이 높고, sag가 발생하지 않은 상태일 때 입력과 출력이 절연되는 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작 및 특성을 설명하고, 타당성을 입증하기 위해 PSIM으로 시뮬레이션 하였다.

This paper presents an operation of the modular multilevel converter-high voltage direct current (MMC-HVDC) system as a Statcom to support the grid voltage. The advantage of the MMC-HVDC system is that it can control the active and reactive powers independently. The proposed control scheme will be designed by combining this performance and the control method of the Statcom. The grid voltage is regulated by the control of the reactive power, meanwhile the active power is controlled according to its applications. The simulation results based on the PSCAD/EMTDC simulation program will evaluate the effectiveness of the control scheme.

본 논문에서는 직렬 멀티 모듈형 무정전 전원 장치(UPS, Uninterruptible power supply) 시스템의 배터리 밸런싱 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 배터리의 고유 특성에 의한 SOC(State of charge) 차이를 최소화시키기 위해 각 배터리의 출력전력 제어를 함으로써 배터리 가용 용량을 높인다. 직렬로 연결된 UPS 모듈의 배터리 전압을 이용하여 전력 지령을 계산하고 이를 바탕으로 각 UPS 모듈의 출력전력을 제어한다. 제안한 배터리 밸런싱 알고리즘의 타당성은 수학적 분석 및 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

높은 SOC(state-of-charge) 추정알고리즘의 성능을 위해서는 측정된 배터리 단자전압의 정확도가 요구된다. 그렇지만, 예기치 않은 에러로 인해 단자전압에 노이즈 성분이 추가될 경우 SOC 추정성능의 저하를 피할 수 없다. 그러므로, 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)의 다해상도 분석(MRA;multi resolution analysis)의 디노이징(denoising)기법을 적용한 이차전지의 SOC 추정방법을 소개한다. MRA의 시간-주파수 분석을 통해 분해(decomposition)된 저주파 성분(approximation;$A_n$)과 고주파 성분(detail;$D_n$)중 노이즈에 관계된 $D_n$의 고주파 상세 계수(detail coefficient) $d_{j,k}$를 새로이 조정하고 이를 합성(synthesis)하여 디노이징을 마무리 한다. 확장 칼만필터(EKF;extended Kalman filter)의 비교 분석을 통해 제안된 방법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 이차전지의 특성비교/분석을 위해 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)과 웨이블릿 패킷 변환(WPT;wavelet packet transform)을 적용한 연구를 소개한다. 다해상도 분석(MRA; multi resolution analysis)의 시간-주파수 분석을 통해 저주파 성분(approximation;$A_n$)과 고주파 성분(detail;$D_n$)로 분해되는 것은 두 방법 동일하다. 하지만, 이산 웨이블릿 변환이 단순히 저대역 부분만 계속 분해하는 것과 달리 웨이블릿 패킷 변환은 저대역과 고대역을 모두 분해하여 높은 분해성능을 가지는 웨이블릿의 일반화이다. 웨이블릿 패킷 변환을 자세히 소개하고 이를 이차전지에 적용하여 이산 웨이블릿 변환과의 상관성을 정리하였다.

본 논문에서는 디젤발전기와 ESS(Energy Storage System)를 이용한 스마트 그린 빌딩의 하이브리드 에너지 시스템을 제안한다. 빌딩 하이브리드 에너지시스템은 다양한 전력원을 가질 수 있는데 기존의 디젤발전기에 화석연료를 저감할 목적으로 풍력발전시스템이나 태양광발전시스템과 같은 형태의 신재생에너지원들이 연계 운전될 수 있다. 여기서 디젤발전기의 느린 출력응답특성으로 인한 계통 전압 불안정화를 보상하기 위해 응답특성이 빠른 배터리와 슈퍼커패시터로 이루어진 에너지 저장장치와의 연계운전 기술을 제안하고 시뮬레이션 하였다.

본 논문에서는 하나의 스위치를 갖는 새로운 절연형 투 채널 LED 드라이버를 제안한다. 제안하는 드라이버는 투 채널 LED 드라이버의 각 채널 전류를 같게 제어하기 위한 블락킹 캐패시터를 공진 캐패시터로 사용하여 플라이백 타입의 인버터를 사용하게 된다. 기존의 드라이버가 LLC 타입의 인버터를 사용하기 때문에, 제안하는 드라이버는 하나의 스위치만 사용할 뿐만 아니라, 게이트 드라이버 및 공진 탱크 소자를 절감할 수 있어 가격적 측면에서 큰 장점을 지니게 된다. 또한, 밸리 스위칭 기법을 적용하여 제안하는 드라이버는 높은 효율을 보인다. 400V 입력, 150-100V/0.3A 출력을 갖는 프로토타입을 통해 제안하는 드라이버의 성능을 검증하였다.

기존 인터리브드 방식의 2상 이중 강압형 직류-직류 컨버터는 비절연 강압형 직류-직류 컨버터로 출력 전류 리플 감소, 이중 강압으로 인한 스위치 전압 스트레스 감소, 인덕터 전류 불평형 문제 해결, 그리고 스위칭 손실 감소 등의 장점으로 대용량 직류-직류 컨버터에 적합하다. 본 논문에서는 기존의 2상 이중 강압형 직류-직류 컨버터에 결합 인덕터를 적용하여 인덕터의 전류 리플을 감소시키고 이를 수치적으로 해석한다. 또한 결합 인덕터의 문제점인 각 상의 인덕터 전류 불평형으로 인한 인덕터 포화현상에 대하여 실험을 통해 확인 한다.

본 논문에서는 스탠바이 컨버터를 가지는 전력 변환 시스템에서 경부하 효율을 높일 수 있는 새로운 게이트 구동기법을 제안한다. 제안 방법은 스탠바이 컨버터의 보조 출력 전압을 조절하여 전력 MOSFET의 구동 전압 및 제어기 IC의 동작 전압을 경부하 조건에서 낮춘다. 따라서, MOSFET의 게이트 구동 손실과 제어기 IC의 손실을 크게 줄일 수 있다. 본 논문에서는 48V 입력전압 및 12V 출력전압/60A 출력전류의 주전원단 및 5V/3A의 출력의 스탠바이 전원단을 포함한 DC/DC 서버용 전원 장치를 실험하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 능동 클램프 회로를 이용한 위상천이 풀-브리지 컨버터(Phase-shift Full-Bridge Converter)의 스위치 제어 방법을 제안한다. 기존의 위상천이 풀-브리지 컨버터는 2차측 정류 스위치에서 스파이크 전압이 발생하며, 순환 전류(Circulating current)로 인한 도통 손실이 발생하는 단점을 지닌다. 위의 문제를 극복하는 회로로서 2차 측에 능동 클램프 회로를 적용하는 방법이 연구되었다. 하지만, 낮은 부하에서 클램프 커패시터의 전압이 상승하여, 2차 측 소자의 전압 스트레스가 증가하고, EMI 문제가 발생되는 단점을 지닌다. 본 논문에서는 위상천이 풀-브리지 컨버터의 2차 측에 능동 클램프 회로 및 동기 정류 스위치(Synchronous rectifier switch)를 적용하여, 클램프 커패시터의 전압 상승을 억제하는 해결 방안을 제시하며, 능동 클램프 회로의 스위치 제어 방법을 제안한다. 또한, 회로의 구조, 동작 원리 및 스위치 제어 방법을 설명하고, 모의 실험을 수행하여 타당성을 검증한다.

기존 LED(Light Emitting Diode) 전류 제어용 SSPR(Secondary Side Post Regulator) 스위치를 갖는 구조의 다중출력 컨버터는 LED 정 전류 제어를 위한 별도의 부스트 컨버터 없이 전류제어가 가능하여 원가 및 부피 저감과 효율이 상승하는 장점이 있다. 하지만, 주 출력단(Master)의 피드백을 받아 1차 측 메인 스위치를 제어하게 되어 제어 회로가 복잡하고 주 출력단 부하 변동에 의해 부 출력단(Slave)의 크로스-레귤레이션(Cross-Regulation) 특성이 좋지 않은 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존 SSPR 스위치의 장점을 갖고 주 출력 단의 부하 변동에도 부 출력단의 크로스-레귤레이션 특성이 좋은 새로운 직렬 공진형 LED 구동회로를 제안한다. 최종적으로 제안 회로를 4채널 LED 구동회로에 적용하여 그 실험결과를 바탕으로 제안 회로의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 CCM PFC Boost 컨버터에서 부하의 크기에 상관없이 Hold-up 시점 에서, 회로의 안정적 동작 및 소음을 방지하는 보호회로를 제안 한다. 앰프 오프셋 저감 및 Hold-up time 보호 회로를 240W CCM Boost 컨버터에 적용 하여, Hold-up time에서 안정적 동작 및 소음이 없음을 확인하였다.

본 논문에서는 넓은 영전압 스위칭 범위를 가지며 클램프 다이오드와 클램프 스위치를 이용하여 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 정상 입력 시 최적 설계가 가능하게 하여 모든 부하 조건에서 효율을 상승 시킬 수 있는 회로를 제안한다. Hold-up 조건 만족을 위하여 입력 전압이 낮은 경우에, 클램프 스위치를 동작시켜 변압기의 턴 비를 바꾸어 주어 출력 전압을 유지해준다. 정상 상태 동작에서는 클램프 스위치를 키지 않음으로써 클램프 다이오드 역할을 하여 2차 측 정류기의 전압 스트레스를 줄여주며, 보조 턴을 이용하여 클램프 다이오드에서의 도통 손실을 줄여 정상 상태에서의 비대칭 하프 브릿지 컨버터의 효율 최적화를 달성한다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 이론적 해석 및 설계방법을 설명하고 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.

본 논문에서는 전기자동차용 양방향 인터리브드 전류원 공진형 컨버터를 제안한다. 제안한 전류원 공진형 컨버터(Current-fed Resonant Converter, CRC)를 인터리빙하여 출력 전류 리플을 이론적으로 완전히 제거함으로써 출력필터의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 부하에 관계없이 스위치와 다이오드가 전 부하영역에서 ZCS 턴온 및 턴오프가 가능하여 스위칭 손실이 작은 장점이 있다. 2kW급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 저 대기전력 구현이 가능하며 정확한 출력전압 제어가 가능한 SSR(Secondary Side Regulator) 플라이백 컨버터를 제안하였다. 제안 SSR 플라이백 컨버터는 2차 측에 control IC를 사용하여 별도의 제어기(TL431) 및 포토커플러를 제거하여 구조가 간단하고 대기모드 시 TL431의 바이어스 전류에 의한 전력소모를 줄일 수 있으므로 대기전력을 최소화 할 수 있으며 출력전압을 직접 검출하여 정확하게 출력을 제어할 수 있다. 한편 1차 측의 위치한 게이트 구동을 위해 절연된 1-2차 측간 신호를 전송하는 PET(Pulse Edge Transmitter)를 제안하였으며 제안 방식은 IC로의 직접화가 매우 용이하여 1-2차 측 IC와 제안 PET를 one-chip화 할 수 있다. 제안 회로의 타당성 검증을 위해 10W급 Adaptor의 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안 시스템의 타당성을 검증한다.

본 논문은 전기자동차에 사용되는 배터리 충전기로써 3kW급 고효율 저전압 직류변환장치(LDC : Low Voltage DC-DC Converter) 개발에 관하여 기술한다. 토폴로지(Topology)는 LDC에 적합한 강압형 컨버터로써 전류를 분산시켜 효율증대가 가능한 다중 위상 벅 컨버터(Multi-phase Buck Converter) 구조를 채택하였다. 제안된 방식은 결합 인덕터(Coupled Inductor)를 사용하여 부피를 저감시킬 수 있으며, 디지털 제어를 이용하여 상위 제어기와의 통신을 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하며, 3kW급 시제품을 제작하여 제안방식의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 낮은 전압 스트레스와 고효율을 갖는 탭인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 기존의 탭인덕터 부스트 컨버터는 스위치의 기생 캐패시턴스와 누설 인덕턴스의 공진으로 인하여 반도체 소자에 높은 전압 스트레스가 발생하고 이를 저감하기 위한 손실스너버의 추가로 전력변환효율이 떨어진다. 하지만 제안회로는 손실스너버없이 스위치와 다이오드를 전압원으로 클램핑하여 낮은 전압스트레스를 가진다. 또한, 탭인덕터의 누설인덕턴스를 이용한 스위치의 영전류 스위칭 턴-온과 캐패시터를 이용한 영전압 스위칭 턴-오프로 스위칭 손실을 매우 저감시켜 높은 전력변환효율을 가진다. 제안회로의 타당성을 증명하기 위하여 이론적 해석과 실험결과 제시하였다.

서버용 전원장치는 경부하 조건에서의 효율이 점점 강조되고 있다. 이를 만족하기 위해 LLC 공진형 컨버터는 많이 사용되고 서버용 전원장치에서 요구되는 홀드-업 시간을 만족하기 위하여 넓은 입력 전압 범위에서 동작 가능하게 설계되어 있다. 이는 컨버터의 1차측 도통 손실과 턴-오프 스위칭 손실을 증가시켜 정상상태의 효율을 감소시킨다. 본 논문에서는 변압기의 보조 권선을 포함한 제어 회로를 통해 변압기의 인덕턴스를 변경하는 방식을 하프브리지 LLC 공진형 컨버터에 적용함으로써 정상 상태에서는 높은 자화인덕턴스를 적용하고 홀드-업 시간에서 낮은 자화인덕턴스를 적용하여 각각의 상태에서 요구되는 고효율과 최대 전압이득을 모두 만족 한다. 실험을 통해 제안된 방식의 유용성을 검증한다.

본 논문에서는 동기 정류 스위치를 사용한 임계 도통 모드 부스트 PFC 컨버터의 디지털 제어 기법을 제안한다. 상태 궤적 분석을 통해 입력전압 전 범위의 영전압 스위칭 조건을 구하였으며, 총 입력 전하 분석을 통하여 높은 역률을 위한 스위치 추가 온-타임을 도출하였다. 제안하는 제어 기법은 디지털 제어기를 이용한 $230V_{rms}$ 입력, 400V/200W 출력 프로토타입에서 타당성을 입증하였다. 그 결과 동기 정류기를 이용한 임계 도통 모드 부스트 PFC 컨버터는 높은 역률 및 효율을 갖는다.

출력 인덕터를 갖는 다양한 하프-브릿지 컨버터들은 높은 출력 전류를 갖는 medium-power에서 좋은 성능을 갖는다. 하지만, 그것들은 공통적으로 출력 인덕터에 의해 발생하는 스위치 턴-오프 손실과 스너버 손실로 인하여 낮은 경 부하 효율을 나타낸다. 이러한 기존의 하프-브릿지 컨버터들의 문제점들을 보완하기 위하여, 본 논문에서는 하나의 추가적인 스위치와 커패시터를 2차 측에 삽입하는 새로운 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 제안 된 회로는 경 부하 시에 추가적인 스위치를 끔으로써 below 동작을 갖는 하프-브릿지 LLC 컨버터로 동작하기 때문에, 턴-오프 손실과 스너버 손실을 줄일 수 있다. 또한, 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖기 때문에 높은 경 부하 효율을 달성할 수 있다.

본 논문에서는 연료전지와 같은 저전압 응용에 적합한 고승압 인터리브드 병렬공진 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 별도의 클램프 없이 2개의 스위치만으로 인터리빙이 가능하며 $L_r$과 $C_r$의 병렬공진을 이용하여 스위치의 ZCS 턴온/턴오프와 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 또한 변압기의 낮은 턴비로도 고승압이 가능한 장점을 가진다. 제안하는 컨버터는 600W 시작품을 제작하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 높은 동작 주파수에서 컨버터를 구성하는 수동 소자들의 사이즈가 작아져, 전력밀도가 증가하는 장점을 이용하기 위하여 500 kHz에서 동작하는 LLC 공진형 컨버터를 제안하였다. 500 kHz에서 기존의 PWM컨버터는 스위칭 손실이 높아 효율이 떨어지고, Asymmetric Half Bridge 컨버터는 2차측 다이오드에 걸리는 전압이 비대칭이기 때문에 전도 손실을 줄이기가 어려우며 경부하 시 ZVS를 유지하기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 작은 순환 에너지와 작은 Turn off 스위칭 손실을 가지며 경부하 시에도 ZVS를 유지할 수 있는 LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하고 500 kHz의 고주파에서 높은 전력밀도를 얻을 수 있음을 검증하였다.

Multiple output converters (MOCs) are widely used for applications which require various levels of the output voltages due to their benefits in cost, volume, and efficiency. However, most of the MOCs developed so far can regulate only one output tightly and require as many secondary windings in the transformer as the number of the outputs. In this paper, a novel Time Division Multiple Control (TDMC) method to regulate all the outputs in high precision is proposed and applied for the multiple output battery charger based on the phase shift full bridge topology to charge a multiple number of batteries at one time. The proposed converter can charge three different kinds of batteries or same kind of batteries in different state of charges (SOCs) by using constant current/constant voltage (CC/CV) charge mode independently. At the same time it can provide an even degree of tight regulation for each output to satisfy the strict ripple requirement of the battery. The validity and feasibility of the proposed method are verified through the experiments.

본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터에 공진 회로를 추가함으로써 높은 자화 인덕턴스를 가지고 전원장치의 hold-up 동작 시 전압 이득 보상을 해주는 회로를 제안한다. 제안된 컨버터는 높은 자화 인덕턴스로 인해 1차측 도통 손실을 감소시킬 수 있으며, 공진회로를 통해 특정 주파수에서 높은 전압 이득을 얻을 수 있어 hold-up 조건을 만족 시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 동작을 이론적으로 해석하고 적절한 설계방법을 제시하여 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.

본 논문에서는 위상 변이 LLC 공진 컨버터를 이용하여 주파수의 변동을 제한하며 링크 전압을 기변함으로써 효율을 높이고자 한다. 전부하에 걸쳐 효율이 약 0.26~0.69 만큼 상승하였고 특히나 50% 부하 조건에서는 제안 된 컨버터를 통해 titanium level 을 달성하였다. 또한 높은 링크 전압에 대해서는 위상 변이 방법을 통하여 효과적으로 전압 조정을 할 수 있음을 확인하였다.

본 논문에서는 양방향 DC-DC Dual Active Bridge (DAB) 컨버터의 수학적 모델로부터 컨버터의 변압기와 결합 인덕터의 최적 설계 방법을 제안한다. DAB컨버터는 1차 측과 2차 측이 동일한 구조를 가진 고효율 절연형 컨버터로써, Soft Switching이 쉽게 구현되고, 양방향으로 Power를 전달 할 수 있는 장점으로 널리 사용되고 있다. 본 논문에서 제안하는 컨버터는 Solid State Transformer (SST) 용으로 변압기 1차 측과 2차 측의 턴 비가 동일한 구조로써, 최대의 ZVS영역을 확보하고, 전력 변환 효율을 극대화 할 수 있다. 3.3 kW급 시제품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하고자 한다.

본 논문에서는 저 용량에서 많이 사용되는 임계 도통 모드 부스트 역률 보상 회로의 새로운 제어 방법을 제안한다. 제안하는 제어 방법은 임계 도통 모드로 동작 시에 회로의 주요 파형들을 수식적으로 분석하여 입력 전류가 입력 전압을 추종할 수 있는 최적의 온-시간을 도출하는 방식이다. 100W 급 하드웨어를 통하여 제안하는 제어 방법의 실험 결과를 검증하였다.

본 논문에서는 비대칭 하프브리지 컨버터의 비대칭 시비율을 개선한 컨버터를 제안한다. 일반적인 비대칭 하프 브리지 컨버터의 경우 홀드업 타임 조건 때문에 넓은 입력 전압 범위를 가지게 되고, 정상 동작시 스위치의 비대칭 동작이 심화 된다. 이러한 스위치의 비대칭 동작으로 변압기의 자화 전류 옵셋이 증가하고 변압기 부피 및 2차측 정류기들의 전압 불균형이 심화되어 컨버터 효율이 감소하게 된다. 하지만 제안된 컨버터에서는 보조 스위치와 보조 커패시터를 이용, 변압기의 권선비를 조정하여 정상 동작 시 정류기들의 비대칭을 저감하였고, 변압기의 자화 전류 옵셋을 감소시켜 높은 효율을 달성하였다. 제안된 컨버터의 타당성을 검증 하기 위해 300W 프로토 타입을 제작하여 실험을 진행 하였다.

본 논문은 넓은 출력범위를 갖는 LED 조명을 위한 하프-브릿지 제타 컨버터를 통합한 고효율 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 넓은 출력 범위에서 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 낮은 시비율에서 동작하기 때문에 영전압 스위칭이 어려워 전 출력 범위에서 높은 효율을 획득하기 어렵다. 또한, 하프-브릿지 LLC 컨버터는 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖지만 큰 코어 손실로 높은 효율을 획득하는데 한계가 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 문제를 해결하기 위해 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터의 스너버 다이오드를 스위치로 변경한 새로운 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 낮은 출력범위에서는 스너버 스위치를 꺼서 기존의 비대칭 하프-브릿지로 동작시키며, 높은 출력 범위에서는 스너버 스위치를 켜서 하프-브릿지 제타 컨버터로 동작시켜 전 출력 범위에서 고효율을 달성 할 수 있다.

본 논문은 불평형 계통 조건하에 LCL필터를 사용한 3레벨 NPC 인버터의 모델링과 정지 좌표계에서 전류의 정상분과 역상분을 동시에 제어하여 인버터 시스템을 안정적으로 동작시키는 방법을 제안한다. 또한 본 논문은 NPC 인버터가 가지는 태생적인 문제점인 중성점 전압 밸런싱 문제를 간단히 계산 된 옵셋전압을 이용하여 해결한다. 제안된 방법은 시뮬레이션 결과를 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 복잡한 계산 없이 간단한 방법을 통하여 어느 레벨에서도 적용이 가능한 일반적인 N-레벨 식을 제안한다. 이 방법은 각 ${\alpha}$ 축과 ${\beta}$ 축을 움직여 N-레벨 인버터를 2-레벨 인버터로 단순화 한다. 이 과정으로 타입을 구분하지 않고 하나의 식으로 N-레벨 인버터의 dwell-time을 나타낼 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통하여 본 논문의 타당성을 검증 하였다.

In this paper, a hardware prototype for the 10kVA 11-level MMC was built and various experimental works were conducted to verify the operation algorithms of MMC. The hardware prototype was designed using computer simulation with PSCAD/EMTDC software. After manufactured in the lab, the hardware prototype was tested to verify the modulation algorithms to form the output voltage, the balancing algorithm to equalize the sub-module capacitor voltage, and the redundancy operation algorithm to improve the system reliability.

기존의 단방향 동작만 고려한 인버터에서 반송파 기반 PWM 방식의 중성점 전압 제어기법을 양방향 동작의 인버터에 그대로 적용할 경우 역방향 동작에서 중성점 전압이 오히려 벌어지는 문제가 있다. 본 논문에서는 구현이 간단한 반송파 기반 PWM 방식의 중성점 전압 제어기법을 양방향 인버터에 적용하여 인버터의 전류 방향에 상관없이 하나의 제어기로 구현된 제어기법을 제안한다. 제안하는 기법은 양방향 모드전환 시에도 끊김없는 제어가 가능하고 초기 동작과 무부하 동작에서도 중성점 전압의 불평형을 제거할 수 있다. 양방향 T-type 인버터를 제작하여 본 논문에서 제안한 제어기법을 검증 하였다.

This paper compares two instantaneous reactive power definitions in DFIG wind turbine with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter under unbalanced grid conditions. In general, conventional definition of instantaneous reactive power is obtained by taking an imaginary component of complex power. The other definition of instantaneous reactive power can be developed based on a set of voltages lagging the grid input voltages by 90 degree. A complex quantity referred as a quadrature complex power is defined. Proposed definition of instantaneous reactive power is derived by taking a real component of quadrature complex power. The characteristics of two instantaneous reactive power definitions are compared using the ripple-free stator active power control algorithm in DFIG. Instantaneous reactive power definition based on quadrature complex power has a simpler current reference calculation control block. Ripple of instantaneous active and reactive power has the same magnitude unlike in conventional definition under grid unbalance. Comparison results of two instantaneous reactive power definitions are verified through simulation.

This paper proposes a control algorithm for permanent magnet synchronous generator with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in a medium-voltage offshore wind power system under unbalanced grid conditions. The proposed control algorithm particularly compensates for the unbalanced grid voltage at the point of common coupling in a collector bus of offshore wind power system. This control algorithm has been formulated based on the symmetrical components in positive and negative rotating synchronous reference frames under generalized unbalanced operating conditions. Instantaneous active and reactive power are described in terms of symmetrical components of measured grid input voltages and currents. Negative sequential component of ac input current is injected to the point of common coupling in the proposed control strategy. The amplitude of negative sequential component is calculated to minimize the negative sequential component of grid voltage under the limitation of current capability in a voltage source converter. The proposed control algorithm makes it possible to provide a balanced voltage at the point of common coupling resulting in the generated power of high quality from offshore wind power system under unbalanced network conditions.

전력 계통에 연계하는 신재생에너지 분산형 전원의 보급량이 지속적으로 늘어나면서 저압 계통의 공통 연계점에 다수대의 PCS(Power Conditioning System)가 집중적으로 설치되는 사례가 증가하고 있다. 최근 일본전기공업회(JEMA)는 계통 사고나 계획 정전 등으로 변전소 차단기가 개방되었을 때, 복수대 PCS의 능동방식이 서로 간섭을 일으켜 정해진 시간 내에 단독운전 검출기능이 작동하지 않게 되는 상황을 방지하기 위해 표준형 단독운전 능동적 방식을 공표하였다. 본 논문에서는 일본 단독운전 검출방식의 표준으로 지정된 스텝주입이 있는 주파수피드백 방식의 원리와 특징을 살펴보고, 이를 적용하여 연계 보호기능의 안전성 확보와 분산형 전원 보급에 기여하는 효과에 대해 소개하였다.

기존의 SRF-PLL방법은 구현이 간단하고 정상전원에서 위상각 추정 성능이 우수하지만 불평형 전원하에서 위상각 추정 성능이 저하된다. 본논문에서는 상간전압의 위상변화, 상전압의 크기변동 및 오프셋이 발생된 불평형 전원하에서 변동된 값들을 실시간으로 보상하여 위상각을 검출하는 재귀형 최소 자승법을 이용한 SRF-PLL방법을 제안한다.

본 논문에서는 3레벨 NPC 인버터의 전원전압변조 방식을 이용하여 넓은 변조 지수에서 제어 가능한 간단한 중성점 제어 방법을 제안하였다. 제안한 제어 방법은 전원 전압 변조방법을 이용한 중성점 균형 계수와 정확한 옵셋 전압의 제한치를 이용하여 계산된다. 중성점 균형 계수는 전류의 극성과 상하 커패시터의 전압에 의해서 정의되어 진다. 제안된 제어 방법은 중성점 제어를 위해 공간전압 PWM과 불연속 PWM까지 동작범위를 확장하여 동작되어 진다. 제안된 방법은 넓은 변조지수에서 전원전압변조를 이용하여 공간전압 PWM방법을 쉽게 구현할 수 있다. 제안된 중성점 제어 방법의 타당성은 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 연료전지용 전력변환장치 설계에 필요한 연료전지의 수학적 모델링과 이에 기초한 하드웨어 시뮬레이터(APL)에 대하여 설명한다. 지금까지 사용되어 왔던 일반적인 DC 전압원 대신에 연료전지의 비선형 전원 특성을 고려할 수 있는 모의 실험에서 사용할 수 있는 연료전지 모델링에 관하여 설명한다. 연료전지는 화학적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 장치로써 개질기를 사용하여 수소를 지속적으로 공급해야 하는 등 실험실에서 실제 운전하는데 많은 어려움을 가지고 있다. 이런 어려움을 보완할 수 있는 모의전원장치(APL)을 사용하여 연료전지의 I-V 및 P-V 곡선의 전기적 비선형 특성을 제공함으로써 연료전지용 제어기 및 전력변환장치 설계가 보다 더 현실적일 수 있도록 하는데 도움이 될 것으로 본다.

본 논문에서는 최악의 상황에서도 계통 연계형 태양광 발전 시스템에서의 단독운전 현상을 신속히 검출하여 시스템을 정지시킬 수 있게 하기 위해 Positive-feedback을 가지는 주파수 변동 기법에 대한 설계와 시뮬레이션을 바탕으로 단독운전 검출 성능 보장과 출력 전력의 품질 보장을 위한 제어기 설계 방법에 대하여 제시하고, 이를 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

열차가 주행하는 선로에 설치되는 궤도회로는 레일 자체를 전기회로의 일부로 사용하여 일정 구간 내의 차량 유무를 판단하기 위한 회로이다. 국내의 경우 사용 주파수에 따라 전원전압 주파수의 짝수 고조파 대역을 사용하는 고속선 궤도회로와 홀수 고조파 대역을 이용하는 일반선 궤도회로로 구분할 수 있다. 이러한 궤도회로가 설치된 선로를 주행하는 고속차량의 주전력변환장치 컨버터는 단위 역률 제어를 수행하기 위하여 전원전압의 홀수 배수의 스위칭 주파수를 가지고 있기 때문에 컨버터 동작 시 가선전류에 고조파 전류가 생성된다. 이 때 컨버터부에서 발생되는 고조파 전류의 주파수와 궤도회로의 사용 주파수 대역이 일치하는 경우에 궤도회로의 오작동을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 입력 컨버터부에서 사용하는 스위칭 주파수를 운행 구간에 따라 가변시켜 궤도회로 간섭 고조파 성분을 제어하는 방법을 제안하고 시험을 통해 성능을 확인하였다.

본 논문은 고속전철용 1C1M 추진제어장치의 개발에 관한 것이다. KTX-산천 추진제어장치와 호환되도록 컨버터 부분은 DC링크를 공유하여 컨버터 2대를 병렬 운전하도록 하였다. 인버터 2대를 배치하여 견인전동기를 개별적으로 제어할 수 있도록 하였다. 동일 대차에서 1축, 2축 바퀴의 직경차는 1C2M 추진제어장치에서는 4mm 이하로 관리되고 있다. 1C1M 추진제어장치를 개발하여 바퀴의 직경차가 40mm 이하로 관리되도록 바퀴 직경관리 기준을 향상 시켜 바퀴의 사용 시간을 연장할 수 있도록 하였다. 컨버터, 인버터가 중고장에 의하여 차단 시 고장난 컨버터, 인버터 군을 차단하고 나머지 컨버터, 인버터 군은 재기동하는 충전회로 및 시퀀스를 추가하여 50% 동력을 사용하도록 하였다. 개발된 추진제어장치는 전력회로 시험, 기능 동작 시험을 통하여 제어가 원활히 수행됨을 확인하였다.

본 논문은 특정 주파수 대역에서 큰 이득을 갖는 PR 제어기를 이용한 단상 PWM 컨버터의 전류 제어 기법에 대해 제안한다. 고속전철 주전력변환장치는 단상 PWM 컨버터와 3상 인버터로 구성되며, 단상 PWM 컨버터는 단위 역률 제어와 가선전류 고조파 저감을 위하여 빠른 동특성을 갖는 순시 전류 제어 방법이 필요하다. 일반적으로 순시 전류 제어를 위해서 사용되는 동기 좌표계 PI 제어기는 연산 량이 증가하고, 정지 좌표계 PI 제어기는 정상상태 오차가 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 순시 전류 제어 방법을 시뮬레이션과 시험을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 비상 전원 공급 장치(emergency power supply 이하 EPS)를 위한 양방향 컨버터에 대하여 다룬다. 비상 전원 공급 장치용 양방향 컨버터는 대용량의 방전을 위한 Full Bridge(이하 PSFB)와 완속 충전을 위한Two-Transistor Forward converter로 구성된 비상전원 장치용 배터리 충방전 시스템을 제안한다.

IEC 60364에서 규정하는 접지방식 중 IT접지시스템은 접지극에서의 전식문제가 없으므로 DC배전계통에 가장 적합한 것으로 전망되고 있다. 그러나 IT접지시스템의 장점을 확보하기 위해서는 운전 중인 전력선의 절연상태를 지속적으로 감시할 필요가 있으며, IEC61557은 IT접지환경에서 전력선의 절연상태를 감시하는 활선절연저항감시장치(Insulation Monitoring Device; IMD)를 설치할 것을 규정하고 있다. 본 논문에서는 활선상태인 전력선의 절연 저항을 모니터링 함으로써 IT 접지시스템의 안정성을 증진시킬 수 있는 활선절연저항감시장치를 개발하고 성능을 검증한다.

A studies about HID resonanse ignition circuit. it need more than 2kV of the output voltage. then the breakdown voltage of the output capacitor must be higher, size of the capacitor must be larger, and price are higher. so were studied possible ways by resonating by distributing the secondary number of turns of the transformer, it would reduce the breakdown voltage of the output capacitor. we also studied the method can be lit at long distance, to control the resonance frequency in dependence on its parasitic capacitor that vary according to the length of the wire.

본 논문에서는 국제 핵융합실험로용 VS 컨버터 제어기 해석 및 실험에 대하여 서술하였다. VS 컨버터는 플라즈마의 수직 안정성을 제어하기 위해서 ${\pm}1000V$의 정격전압과 최대 ${\pm}25kA$의 전류를 공급해야 하며, 영 전류구간이 없이 4상한 운전을 수행할 수 있어야 한다. 이를 위해서 부하전류의 크기에 따른 동작모드 구분과 순환전류제어기, 차전류 제어기가 요구되며 싸이리스터의 소자 특성에 의하여 발생하는 중복각 보상과 싸이리스터의 전류실패를 방지하는 감마제어가 포함이 된 점호각이 보장 되어야 한다. 본 논문에서는 국제 열핵융합실험로용 VS 컨버터 제어기를 해석하고, 실제 제어기와 RTDS를 연동하여 9ms의 순환전류 제어기 응답성과 계통에 50% 새그가 발생하였을 때 전류실패를 방지하는 감마제어의 타당성을 실험으로 확인하였다.

본 논문에서는 PWM 스위칭 주파수 신호 주입 센서리스 제어와 전압 펄스 인가 방법을 혼합한 회전자의 초기 위치 추정 기법을 제안하였다. d축 전류제어기 출력에 PWM 스위칭 주파수의 펄스 전압 신호를 주입하여 회전자의 위치를 추정하고, 추정한 위치에 해당하는 전압 벡터를 인가하여 자기 포화에 따른 인덕턴스의 차이를 이용함으로써, 회전자 영구자석의 극성을 판별하였다. 실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 단일 인버터를 이용하여 두 개의 표면부착형 영구 자석 동기 전동기를 위치, 속도 센서 없이 구동하는 방법을 소개한다. 기존에 두 개의 동기전동기를 병렬 구동하기 위해서는 위치센서를 반드시 필요로 하였다. 때문에 가격을 절감할 수 있다는 단일 인버터를 이용한 병렬 전동기 구동 시스템의 장점이 퇴색되었다. 본 논문에서는 단일 인버터를 이용한 병렬 전동기 구동 시스템의 센서리스 구동을 위한 새로운 구동 방법 및 제어 전략을 소개하고 실험을 통해 이를 검증하였다.

본 논문에서는 외전형 영구자석 동기 전동기의 전기적 브레이크 동작 시에 발생하는 회생 에너지를 분석한다. 그리고 전류 정보 없이 전동기 속도 및 배터리의 전압만으로 회생 전력을 제어하는 방법을 제안한다. 후륜 허브 전동기를 가지는 자전거 프로토 타입을 제작하고, 제안하는 회생 제동 제어 기법을 적용한 실험을 통해 제안 기법을 검증한다.

유도 전동기의 센서리스 방법 중 적응 자속 관측기 기반의 센서리스 제어는 유도 전동기의 고정자 전압과 전류로부터 정지 좌표계 상의 고정자 전류와 회전자 자속을 추정하고, 추정된 회전자 자속과 고정자 전류 추정 오차로부터 회전자 속도를 추정하는 방식으로, 산업계에서 널리 사용되는 유도 전동기 속도 센서리스 제어 방식 중 하나이다. 기존의 적응 자속 관측기는 중/고속에서의 전류 추정 성능이 저하되어 중/고속에서의 제어 성능이 저하되는 단점이 있어 왔다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위한 개선된 적응 자속 관측기의 설계 방법을 제안하고 3.7kW 유도 전동기를 이용한 실험을 통하여 제안된 방식의 성능을 검증한다.

본 논문은 스위치드 릴럭턴스 전동기(SRM)의 센서리스 초기 기동을 위한 새로운 방법을 제안한다. 일반적으로 정지된 SRM을 기동하기 위해서는 회전자 위치정보가 필요하고 이는 전동기의 전압방정식을 이용하여 얻을 수 있다. 간단한 상 전환 알고리즘을 이용하여 이를 구현하였다. 상 전환이 이루어지는 시점은 히스테리시스 전류 제어기를 사용하여 전류제어 범위를 벗어나는 현상을 통해 찾아 내었다. 검증에는 4/2 SRM을 사용하였고 센서를 하나만 사용하여[1] 전류를 제어하는 방식을 적용하였다. 이 알고리즘의 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문은 직접토크 제어에서 토크와 자속 오차에 따라 결정된 전압 벡터가 가지고 있는 자속 및 토크 출력 특성을 전압의 d-q 해석을 통해서 분석하고, 6섹터 방식과 12섹터 방식에서 각 전압에 의해 발생되는 토크 및 자속 특성을 회전자 위치에 따라 해석하였다. 또한, 전압벡터의 전압특성을 모의하기 위한 근사 전압함수를 제시하고, 근사전압함수를 통해 직접토크 제어 방식에서의 자속 및 토크 제어의 성능향상이 가능함을 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 무정전전원장치(UPS : Uninterruptible Power Supply 이하 UPS)에서 사용되는 단상인버터의 전압 제어기의 낮은 대역폭으로 인하여 발생될 수 있는 전압 위상 지연 문제를 해결한다. 제안하는 방법은 전압 명령에 대한 전향보상을 이용한 새로운 전압 제어기를 제안하고 이를 MATLAB Simulink를 사용한 시뮬레이션을 통하여 효과를 입증하였다.

최근 환경 문제가 사회적으로 대두됨에 따라 탄소배출권 제도에 대한 관심이 증대되면서 Net Zero Energy Building(NZEB)에 대한 관심 역시 커지고 있다. NZEB는 주로 태양광을 에너지원으로 이용하며, 더 효율적인 에너지 사용을 위해 에너지 저장장치(SIU)를 이용하는데 이 두 요소들은 DC전압을 출력으로 갖고 있으며, NZEB의 특성상 외부 AC그리드와 연결된 양방향 AC/DC컨버터의 사용량이 적기 때문에 건물 내 배전을 DC로 할 경우 더 효율적인 에너지 사용이 가능하다 본 논문은 기존 DC배전의 구조에 대해 살펴보고, 여기에 Renewable-Storage Connecting Unit(RSCU)을 더해 NZEB에서 에너지 사용의 효율성을 높이는 방법에 대해 연구하며, 또한 그 시스템 제어 방법에 대해 연구한다.

본 논문에서는 직류 마이크로그리드 시스템에서의 분산 에너지 저장장치 시스템을 위한 제어 알고리즘을 제안한다. 각 에너지 저장장치의 전력 분배를 위해 state of charge (SOC)와 배터리 노화에 따른 용량 변화를 고려한 적응 드룹 제어 방식을 제안한다. 각 에너지 저장장치의 SOC에 따라 오프셋 전압을 변화시킴으로써 각 에너지 저장장치 간의 SOC 밸런싱을 유지한다. 또한, 에너지 저장장치의 용량 변화에 따라 드룹 기울기 변수를 변화시켜, 노화에 따른 전력 분배를 유지하도록 한다. 48V 직류배전 시스템의 시뮬레이션을 통해 제안된 제어방법을 검증한다.

본 논문에서는 모듈화된 두 직류 마이크로그리드를 직류 버스 레벨에서 양방향 DC-DC 컨버터로 연계한 새로운 시스템을 제안한다. 연계 컨버터로 인해 모듈 간 직접적인 전력 전송이 가능하므로 전체 시스템의 효율이 향상되고 한 모듈의 교류 전원 연결 사고 시 빠른 대처 및 복구가 가능하다. 이로 인해 제안하는 시스템은 다수의 모듈화된 직류 배전 시스템으로 구성되는 데이터 센터 등에 적용할 수 있다. 제안하는 시스템 모델과 운영 방안은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 풍력 발전 출력 안정화 성능을 평가하기 위해서는 다양한 부하변동과 계통 사고에 대한 검증이 필수적이나, 실제로 다양한 조건에서 실증하기는 현실적으로 불가능하여, 본 논문에서는 축소형 시뮬레이터를 통하여 제안된 알고리즘 검증하고자 한다. 특히 전체구성의 적용을 위해 3상 농형 유도전동기를 통한 발전기의 출력을 유도하였으며 이를 위한 인버터를 사용하여 시뮬레이터를 구성하였고 지형별 특성에 맞는 데이터를 기반으로 풍력데이터를 입력하여 출력조건을 형성하였다. 또한 조상기와 덤프로드를 통해 부하의 출력변동분에 대한 계측과 분석에 초점을 맞추어 특성 계측이 가능하도록 구성할 수 있다.

양방향 QZSI(Quasi Z-Source Inverter)를 이용한 유도전동기 제어 시스템은 암단락 상태를 제어에 이용할 수 있어서 추가 컨버터 없이도 단일 구조로 가변 배터리 전압을 일정하게 승압할 수 있다. 암단락을 이용한 승압은 직류단 전압제어가 보장되어야 하며 전압 제어기 성능이 인버터 출력 전류 제어에 상당한 영향을 미친다. 전압제어는 임피던스 네트워크의 커패시터 전압을 일정하게 제어하거나 직류단 전압을 직접적으로 또는 간접적으로 일정하도록 제어하여 구현할 수 있다. 본 논문에서 양방향 전력 전달이 가능한 QZSI를 통해 유도 전동기를 제어하며 시뮬레이션을 통해 이를 검증한다.

전기자동차에 적용되는 배터리 전압은 배터리의 용량, 크기, 중량 및 가격 등과 같은 사항에 의해 제한을 가진다. 따라서 전기자동차 구동을 위해 전류 제어를 수행할 경우 배터리 전압 제한에 따라 제어기의 포화가 발생할 수 있고, 이는 와인드업 현상을 야기한다. 와인드업 현상은 울렁거림 현상, 큰 오버슈트 및 느린 정착 시간과 같은 과도상태 응답 특성을 저하시키고 심각할 경우 시스템의 불안정을 초래한다. 자동차의 특성상 가 감속 및 정지, 출발과 같이 급변하는 기준 명령의 변화가 빈번하기 때문에 승차감 및 안정성에 있어 과도상태의 응답 특성이 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 전기자동차용 유도전동기를 위한 반포화 적분-비례 제어기를 제안하고, 실험을 통해 제어 성능의 우수함을 보인다.

본 논문에서는 LCI (Load Commuted Inverter) 시스템의 구동원리와 제어방식에 대해서 서술하였으며, 알고리즘 검증을 위한 모델링을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 진행하였으며, 5kW급 프로토타입을 통해 제어 알고리즘의 성능을 확인하였다. 시스템 속도에 따라 달리하는 구동방식인 강제전류 모드와 자연전류 모드는 동기발전기의 정격속도 10%인 180rpm에서 모드 전환이 이루어지며, 과도상태 및 정격속도까지 안정적인 동작을 확인하였다.

IPMSM의 자속은 전류의 크기와 상호간섭 성분에 의해 변하는 비선형성을 가지고 있다. 이런 비선형성 때문에 정확한 토크 제어가 불가능 하다. 이것은 토크 값을 발생하기 위한 정확한 전류의 값을 계산하기가 불가능 하다. 그래서 현재 토크제어가 적용되는 모터에서는 Table을 만들어서 사용한다. 하지만 Table을 만들기 위해서는 실험 장비와 많은 실험을 진행해야 하는 문제가 있다. 본 논문에서는 IPMSM의 자속 모델을 비선형으로 만들어 비선형성이 고려된 토크 식을 제안한다.

비례-적분(PI) 제어기는 전동기의 간섭성분을 고려하지 않기 때문에 고속회전영역에서 오버슈트가 커지고, 적분기 포화로 인해 정착 시간이 느려지는 단점이 있다. 고속회전영역에서 느린 응답성을 보완하기 위해 전동기의 간섭성분을 고려하는 Cascade PI 전류제어기가 제안되었지만 오버슈트를 증가시키는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 Cascade PI 제어기를 소개하고 Cascade PI 제어기의 오버슈트 특성을 개선하기 위한 전류제어기를 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 각 제어기의 성능을 비교, 분석하였으며 실험을 통해 이를 검증하였다.

다 출력 Flyback 타입 전원공급장치(Switch Mode Power Supply)에서 제어 출력단과 비 제어 출력단 부하 차이로 인하여 비 제어 출력단 전압이 크게 상승하는 현상이 발생한다. 본 논문은 전원공급장치 트랜스포머 결합도가 비 제어 출력 전압 변동 상승에 미치는 영향을 분석하기 위해 다양한 트랜스포머 권선 방법을 제시하였고, 이를 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 저 전압스트레스를 갖는 LED 구동회로를 제안한다. 기존 회로는 높은 출력 전압 사양의 LED 모듈을 구동하기 위하여 부스트 컨버터를 사용하며, 이에 따라 반도체 소자들의 전압스트레스가 높다. 반면, 제안된 회로는 높은 LED 출력전압을 구동하기 위하여 벅 컨버터의 출력전압에 Floating 된 보조전압을 더해 LED를 구동하기 때문에 반도체 소자의 전압스트레스를 현저히 줄일 수 있으며, 별도의 dimming 스위치가 필요 없는 장점이 있다. 본 논문에서 제안된 회로의 우수성을 검증하기 위하여 이론적 분석과 210W급 55인치 4-Channel LED 구동회로에 적용하여 실험결과를 제시한다.

본 논문은 저 대기전력의 구현이 가능하며 출력전압을 정확하게 제어할 수 있는 플라이백 컨버터 제어방식을 제안한다. 제안 방식은 모든 절연 형 컨버터에 적용 가능하고, 2차 측에 PFM(Pulse Frequency Modulation) IC를 위치시켜 정확한 출력전압 제어가 가능하다. 또한, 1,2차 측간에 신호 전달을 위하여 기존에 사용되는 TL431과 포토커플러가 아닌 Y-capacitor와 Low-Pass-Filter를 적용하여, 저 대기전력 구현이 가능하다. 제안방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적 해석과 시뮬레이션을 통하여 가능성을 확인하였다.

이 논문에서는 단상 디지털 역률 제어 보상 기법(PFC)을 제안한다. 제안된 방법은 인덕터 전류의 첨두값을 예측하고 기울기 보상 방법을 적용하여 제어기 출력을 생성함으로써 인덕터 전류의 첨두값을 제한하고, 스위칭 한 주기 안에 연속 도통 모드(CCM)과 불연속 도통 모드(DCM) 전류 제어를 완료한다. 따라서 기존 디지털 평균 전류 제어기에서 문제시 되었던 DCM-CCM 변환구간 즉 경계 도통 모드(BCM)에서 입력 전류 왜곡을 저감하였다. 제안된 제어기법의 유효성은 입력 전압 230Vac, 출력 전압 400V, 출력 750W급의 시제품 실험을 통해 검증하였다.

본 논문은 FPGA 기반의 DSC-PLL(Delayed Signal Cancellation - Phase Locked Loop)을 설계하고, 왜곡된 3상전압 조건에서 위상추종결과를 비교실험 하였다. FPGA 구현 알고리즘은 Matlab/Simulink와 연동된 System Generator를 이용하여 DSC-PLL 모델을 설계하고, Verilog HDL 코드로 변환 하였다. 불평형 및 고조파를 포함한 왜곡된 3상 전압 조건에서 FPGA에 구현된 DSC-PLL과 SRF-PLL (Synchronous Reference Frame - Phase Locked Loop)의 d-q축 고조파 감쇠특성 및 위상추종능력을 실험을 통해 비교하였다. DSC-PLL은 약 5.44ms 이내에 d-q축 고조파 성분을 제거함으로써 정상분 기본파 전압의 위상을 빠르게 추종하는 것을 검증하였다.

In this paper, a comparative analysis of LCL and LLCL filters connected to three-level T-type PWM converters is presented, in which the filter inductor sizes are investigated in view of total harmonic distortion (THD) in grid phase currents. The analysis results are verified by simulation and experiments.

Recently, the unipolar gate power source is preferred in inverter system because of cost reduction reason. In this case, designer uses 0V source for turning-off the switching devices instead of negative voltage at Vee source. If the gate driver circuit has some stray inductance, the gate voltage would happen a surge voltage. This paper analyzes that of stray inductance effect during the switching behavior in the circuit and the proposed solutions were verified by pulse test.

본 논문에서는 3레벨 4레그 컨버터에서 커먼 모드 전압(Common-mode Voltage, CMV)을 저감하기 위한 삼각파 비교 전압 변조 기법을 제안하였다. 제안한 PWM 방법은 매우 직관적이고, DSP 제어 시스템에서 쉽게 구현할 수 있다. SVPWM, SPWM의 스위칭 패턴 분석을 통하여 CMV 저감을 위한 4번째 레그(f상)의 극 전압 패턴을 제안하였고, 해당하는 f상 극 전압의 합성을 위하여, f상 양/음의 극 전압 지령 값을 계산하였다. 또한 a, b, c상 전압 왜곡을 막기 위한 옵셋 전압을 유도하였다. 제안한 PWM 방법의 유효성은 모의실험과 실험 결과를 통하여 검증되었다. 제안된 방법에서 CMV의 첨두치 및 스위칭 수는 SVPWM 방법에 비하여 각각 33%, 25%로 대폭 감소하였다.

3kWh 급 가정용 Energy Storage System (ESS)는 배터리 팩의 수명 관리상 배터리팩의 전압을 48V의 공칭전압으로 설계하는 것이 일반적이다. 상용 변압기를 사용하여 48V의 낮은 직류 링크 전압을 갖는 ESS를 220V 교류 계통과 연계하기 위하여는 30V 정도의 낮은 인버터 출력단 교류전압을 220V로 승압하여야 한다. 이 경우 ESS의 교류 측 전압 및 전류 파형을 정형적으로 만들어주기 위한 LC 필터 요소로서 저전압/대전류 용 필터 인덕터를 제작하는 것이 쉽지 않다. 다시 말해, 성능이 보장된다면 교류 측 LC 필터를 상용 변압기의 고전압 측에 설치하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 상용 변압기를 사용하는 가정용 ESS의 교류 측 필터의 설치 위치에 따른 설계 및 제작 시 고려 사항과 특성에 대하여 연구하였다.

The three-phase four-leg voltage source inverter (VSI) topology can be an interesting option for the three phase-four wire system. With an additional leg, this topology can achieve superior performance with unbalanced and/or nonlinear load. This paper proposes a new hybrid controller which combines PI controller and resonant controller in synchronous frame for three phase four leg inverter. The hybrid controller is simple in structure and easy to implement. The performance of proposed controller is verified by the experiments and compared with that of the conventional PI controller.

본 논문에서 커뮤테이션 문제가 없는 새로운 직접형 PWM 멀티레벨 AC-AC 컨버터를 제안한다. 스위칭셀 구조와 결합인덕터를 사용한 단상 PWM AC-AC 컨버터를 다단으로 결합한 구조로써 제안한 컨버터는 커뮤테이션 문제를 해결하기 위해 입력전압의 극성을 검출할 필요가 없다. 다단구조로 갈 경우 제안된 컨버터는 멀티레벨 출력이 가능하고 작은 전압내압을 가진 스위치 소자를 이용해서 높은 AC 전압을 얻을 수 있다. 그리고 Phase Shift PWM 기법을 적용하여서 인터리브드 효과로 인해 출력 필터의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다. 400W급 2단 구조의 컨버터를 제작하여서 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 저 전압 스트레스 및 다채널 전류평형을 위한 Floating 전압 스택형 단일스위치 LED(Light Emitting Diode) 구동회로를 제안한다. 기존의 다채널 LED 구동회로는 LED 채널 수 만큼 boost converter가 필요하지만, 제안된 LED 구동회로는 단 하나의 buck converter와 n-1개의 balancing capacitor만을 필요로 한다. 기존 boost converter의 경우 모든 구성 요소는 LED 전압만큼의 높은 전압 스트레스를 갖지만 제안 회로의 경우 모든 구성 요소들은 기존 대비 절반 정도의 전압 스트레스를 갖는다. 또한 제안 LED 구동회로는 다채널의 LED 전류의 평형을 위하여 balancing capacitor만을 사용하기 때문에 높은 신뢰성과 비용의 효율성을 제공한다. 최종적으로 제안된 구동회로의 우수성과 이론적 분석의 타당성 검증을 위하여 46" 2채널 LED 구동회로를 위한 시작품을 제작하여 고찰된 실험결과를 제시한다.

현재 제동장치(Brake system)는 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 공기 중으로 발산시킴으로서 제동 작용을 하는 마찰형 Brake가 대부분이다. 이러한 제동장치 속에는 리터더라는 제동력을 유발하는 장치가 있는데 이중 빠른 응답특성을 띄는 전기식 리타더의 단점인 전기에너지 소비 측면을 극복하기 위하여 제동에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지를 절감 할 수 있는 기술이 선진국에서는 이미 진행이 되고 있다. 본 논문에서는 리타더에서 발생되는 3상 전압을 정류하여 받은 DC전압을 입력으로 받아 24V로 강압시키고 배터리를 충전하는 DC-DC 컨버터를 제작하고 이에 따른 보완점 및 타당성을 실험을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 넓은 입력전압 및 부하 변동에 적합한 대전력용 $L^3C$ 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 직렬공진탱크와 병렬공진탱크를 조합하여 승압과 강압이 가능하며 다른 공진형 컨버터에 비해 적은 주파수 변동에도 넓은 입출력 범위를 만족 시킬 수 있다. 제안하는 컨버터는 삼차권선을 이용하여 공진 탱크를 구성하기 때문에 공진 커패시터에 흐르는 전류를 최소화 할 수 있으며 공진에 참여하는 인덕터는 변압기의 누설 인덕턴스를 사용하여 소자를 최소화 할 수 있다. 제안하는 컨버터의 스위칭 특성의 경우 모든 스위치가 ZVS 턴온을 달성하고 다이오드는 ZCS 턴온/턴오프가 가능하다.

This paper describes four switch three-phase Z-source rectifier with improved switching characteristics. This configuration has some advantages switching loss and optimal drive circuit. The rectifier has buck-boost function by shoot-through state. Also, the rectifier has the advantage of decreasing inrush current in start-up and transient states. In order to reduce harmonics PWM modulation technique with a variable index has been suggested. Four switch three-phase Z-source rectifier with improved switching characteristics can output stable DC voltage at the same time decreasing the system's harmonic current. And also the paper presents an application of DCC method in Z-source rectifier. Principles and dynamics of the system are discussed in detail. After having viewed the results we can confirm that the proposed method is eligible and efficient.

This paper describes Four Switch Three-Phase Z-Source rectifier with reduced value capacitors. This configuration has some advantages in term of small size of the circuit. The rectifier has buck-boost function by shoot-through state. Also, the rectifier has the advantage of decreasing inrush current in start-up and transient states. In order to reduce harmonics PWM modulation technique with a variable index has been suggested. Four Switch Three-Phase Z-Source rectifier with reduced value capacitors can output stable DC. Principles and dynamics of the system are discussed in detail.

본 논문에서는 3개의 스위치를 갖는 3상 소프트스위칭 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 스위치의 ZCS 턴온과 ZVS 턴오프 및 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 또한 인터리빙 효과로 인해 출력 및 클램프 커패시터의 전류정격이 매우 감소하는 장점이 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리 및 기존 컨버터들과 성능을 비교하고 5kW급 시작품의 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

듀얼 액티브 브릿지 컨버터는 고전력 전달에 유용한 절연형 양방향 컨버터이다. 듀얼 액티브 브릿지 (DAB) 컨버터의 가장 간단한 제어 방식은 고주파 변압기의 일차단과 이차단의 위상 차이를 통해 전달 전력을 제어하는 위상천이변조 (PSM) 방식이다. 그러나 위상 변동 방식을 이용하면 경부하 상황에서 소프트 스위칭이 이루어지지 않으며 순환 전류 또한 크게 발생하여 변환 효율이 낮아지게 된다. 본 논문에서는 위상 및 듀티가 변동된 컨버터의 최적 동작점을 파악하기 위한 DAB 컨버터의 운용 특성 연구를 수행하였다. 컨버터의 위상과 듀티에 따른 동작 파형, 경계 조건, RMS 전류, 소프트스위칭의 여부 등이 분석되었다.

분산형 전원 시스템과 마이크로그리드에 대한 관심이 증가함에 따라 다수의 병렬 컨버터의 제어가 중요한 이슈가 되었다. 가장 보편화된 분산 전원의 제어 방법 중 하나는 드룹 방식을 이용한 분산형 제어이다. 다중 전원이 연결된 버스의 전압 품질을 향상시키기 위해 본 논문에서는 드룹 제어에 의한 전압 변동을 해결하기 위한 방법이 제안되었다. 제안된 개체 기반의 전압 회복 기술은 모듈 간 통신을 최소화하는 한편 자율적 운용 특성을 유지한다. 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 제안한 방법을 검증하였다.

이 논문은 본 논문에서는 고효율 통합컨버터(OBC/LDC) 전력회로 개발을 제안한다. 차량용 충전기의 고밀도화와 고효율화 기술을 개발함으로써 EV/PHEV용 고성능 단방향 충전기 기술의 확보를 목표로 하며 LDC와 통합을 할 수 있는 기본 구조를 제시 한다. 또한 본 논문에서는 충전기의 고효율화와 LDC와의 통합에 적합한 회로 구조를 연구하며 DC/DC 컨버터의 연구에 집중 하였다. 신규전력구조 개발을 통한 충전 효율 상승 및 LC공진을 통한 낮은 손실을 갖는 공진형 전력회로 개발을 제안하며 전력변환기의 Digital 제어회로와 Power stage 고효율화 연구를 통한 OBC/LDC 통합 구조개발을 제안한다.

본 논문에서는 태양광 마이크로 인버터의 PV 입력단에서 발생하는 리플을 저감하기 위한 충방전용 양방향 플라이백 컨버터의 제어기 설계를 제안한다. 기존 시스템에서는 PV 입력단의 리플을 제거하기 위해 고용량의 전해커패시터를 사용해왔다. 하지만 전해커패시터는 수명이 짧기 때문에 시스템의 신뢰성이 저하되고, 부피를 증가시킨다. 본 시스템의 구조는 태양광 마이크로 인버터의 PV 입력단에 전해 커패시터를 사용하지 않고 리플저감을 위한 양방향 플라이백 컨버터를 shunt방식으로 연결함으로써 리플을 제거하고 수명을 연장시키고 시스템을 안정시킬 수 있는 구조이다. 본 논문에서는 PV 입력단에서 발생하는 120Hz 리플을 제거하고 양방향 플라이백 컨버터의 안정적인 동작을 구현하기 위한 제어기를 설계한다.

본 논문에서는 에너지저장장치에서의 배터리 충 방전용 고효율 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 비절연형이면서 모든 스위치가 ZVS 턴온을 하기 때문에 높은 효율을 달성 할 수 있을 뿐만 아니라 듀티를 크게 사용하지 않아도 약 8~9배의 높은 승 강압비로 동작이 가능하기 때문에 계통 연계를 위한 400V의 DC링크 전압이 있는 응용에 48V 배터리를 사용 할 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하기 위하여 3kW급 시작품을 제작하여 실험하였다.

This paper is proposed dual full-bridge converter to drive flow battery used battery energy storage system. The system which is proposed has additional legs at each leg to perform stripping algorithm which is necessary to drive flow battery system. The proposed system is verified by simulation.

본 논문은 DCM(Discontinuous Conduction Mode)로 동작하는 3상 인터리브드 양방향 DC-DC컨버터를 다룬다. 전류 리플을 줄이기 위해 3상 인터리브드 방식을 이용하였으며 소프트 스위칭 조건을 확보하기 위해 DCM동작을 한다. DCM동작시 스위칭 손실을 분석하고 이를 저감하기 위하여 새로운 스위칭 기법을 제시하며 실험으로 유용성을 입증한다.

In this paper, a zero-voltage switching (ZVS) phase shift full-bridge converter is analyzed. The small-signal model is derived to design a digital controller. PLECS simulation shows how sampling method effects on transfer function of ZVS phase shift full-bridge converter.

A higher-order power converter topology for an extremely low coupling (less than 0.15) transformer with high efficiency and wide air-gap (23 mm) is presented in this paper. Among the typical resonant converter topologies for contact-less power transferring systems, Series-Series Resonant Converter (SSRC) and Series-Parallel Resonant Converter (SPRC) are widely used in number of power electronic applications. However, when coupling coefficient of a transformer is seriously low (k<0.5), the series-series resonant converter will possibly operate at short circuited condition because of the small magnetizing impedance. To solve this problem, a modified and improved topology of seventh-order resonant converter for contact-less power converter system is proposed and the results are presented.

This paper is research about the Maximum Power Point Tracking following algorism of solar power system attached small electric car. In this paper, we investigate P&O MPPT and Incremental Conduction MPPT among existing MPPT following algorism. And by changing them, the better algorism is proposed being able to follow Maximum Power Point rapidly as amount of solar radiation changes applied to the Solar Energy Generation System.

This paper presents a pulse density modulation (PDM) technique with a high frequency link for a dual output DC-DC converter. The proposed scheme consists of a fixed frequency AC link and independent PDM controllers for the output regulation, which provides a simple structure and higher efficiency. The simulation and experimental results are provided to show the effectiveness of the proposed method.

This paper presents an analysis of the interleaved effects for the secondary winding distribution of a toroidal transformer. The equations to calculate the leakage inductance are derived using the MMF diagram for the distributed secondary windings. The simulation and experimental results are provided to show the effect of the leakage inductance reduction.

본 논문에서는 전기자동차 긴급구난용 이동식 충전시스템에 절연형 양방향 DC-DC 컨버터인 DAB(Dual Active Bridge) 컨버터를 적용하여 시스템 안정성 향상과 함께 출력주파수를 높임으로서 수동소자의 용량을 줄일 수 있고 고효율성을 확보할 수 있으며, 이에 대한 유효성을 시뮬레이션 해석을 통해 검증한다.

Converters employing IGCTs usually require di/dt snubber and Over Voltage Protection (OVP) circuit for the protection of IGCTs and fast diodes. In these IGCT-based converters, conventional di/dt snubber and OVP circuit dissipates a significant amount of power loss. To reduce this loss of conventional di/dt snubber and OVP circuit, this paper proposes a flyback type snubber circuit with di/dt limiting characteristic for IGCT-based converters in medium voltage wind turbines. This flyback type snubber circuit simply consists of a flyback type transformer and diode. The proposed circuit reduces loss and simplifies conventional di/dt snubber by adopting the flyback type transformer. Loss analysis of conventional di/dt snubber and OVP circuit is performed for the 3-level NPC type back-to-back VSC supplied from grid voltage of 6.9kV. The proposed flyback type snubber circuit can save the loss of conventional snubber circuit in the 3L-NPC type back-to-back VSC in multi-MW MV wind turbine. The proposed snubber circuit has a fewer number of components and improved efficiency leading to a reliable and efficient wind turbine systems.

This paper investigates the design of coupled inductor for minimum inductor current ripple in rapid traction battery charger systems. Based on the general circuit model of coupled inductor together with the operating principles of dc-dc converter, the relationship between the ripple size of inductor current and the coupling factor is derived under the different duty ratio. The optimal coupling factor which corresponds to a minimum inductor ripple current becomes -1, i.e. a complete inverse coupling without leakage inductance, as the steady-state duty ratio operating point approaches 0.5. In an opposite manner, the optimal coupling factor value of zero, i.e. zero mutual inductance, is required when the steady-state duty ratio operating point approaches either zero or one. Coupled inductors having optimal coupling factor can minimize the ripple current of inductor and battery current resulting in a reliable and efficient operation of battery chargers.

본 논문에서는 배터리 셀 간의 빠른 전하 균일화를 위한 새로운 셀 밸런싱 회로를 제안한다. 대칭적인 다권선 변압기를 이용하는 밸런싱 회로의 경우 셀들 간의 밸런싱 전류의 크기가 회로 내부 저항 및 변압기의 누설 인덕턴스에 의해 크게 제약 받고, 배터리 셀 간의 밸런싱이 이루어짐에 따라 충방전 전류가 감소한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 보조 회로를 이용하여 밸런싱 전류를 부스트 업 시켜 빠르게 셀 간의 전하 밸런싱을 맞추어주는 회로를 제안한다. 이를 통해 회로 내부 저항의 영향을 줄이고 일정한 충방전 전류를 흘려보냄으로 빠르게 셀 전하들의 밸런싱을 맞출 수 있다.

본 논문에서는 아답터의 크기를 소형화하기 위한 Active Valley Filler 플라이백 컨버터를 제안한다. 기존의 아답터에서 입력 전해 캐패시터는 전파 정류된 AC 전압($90{\sim}264V_{RMS}$)을 평활 시키고, 안정적으로 출력단에 에너지를 공급하기 위해 입력 에너지를 저장하는 수단으로 사용된다. 입력 전해 캐패시터는 마진이 고려되어야 하기 때문에 설계를 통해 구한 용량 및 내압보다 더 큰 값의 캐패시터가 사용되고, 이것은 아답터의 크기 증가로 이어진다. 반면, 제안 방식은 플라이백 컨버터의 입력단에 Active Valley Filler 회로를 적용하여 기존에 사용되었던 큰 크기의 입력 전해 캐패시터보다 작은 크기의 캐패시터를 사용할 수 있으므로 아답터의 소형화가 가능하다. 제안 방식의 타당성을 검증하기 위해 휴대폰 아답터용 10W급 플라이백 컨버터의 시작품을 제작하여 실험하고 그 결과를 제시한다.

VSC-HVDC system based on Modular Multilevel Converter (MMC) is an emerging technology since compared to the conventional VSC-HVDC system an MMC presents several advantages such as modularity, low dv/dt, low harmonics, and low switching losses. In this paper, a comprehensive control strategy of an MMC-based VSC-HVDC system is proposed. In contrast to the conventional system control strategy, the DC side of the MMC operates as a controlled voltage source by the proposed method, and the dynamics of the transmission line voltage and current can be actively controlled. Validity of the proposed strategy was verified by 201-level full-scale computer simulation.

마이크로그리드에서 ESS용 PCS를 모듈화하면 용량의 확장성, 신뢰성 향상 등의 장점을 갖는다. 모듈화 된 인버터는 병렬구조를 갖고 인버터 모듈간의 접속점(PCC)에 공통으로 중요부하를 공유하고 있어 독립운전 시 정확한 부하분담이 요구된다. 또한 독립운전 및 계통연계 모드전환 시 제어기 변동으로 인한 과도상태로 인해 접속점에 연결된 중요부하에 악영향을 끼칠 수 있다. 따라서 본 논문에서는 ESS용 PCS로서 모듈화 된 병렬 인버터가 모드전환 시 과도상태가 없는 무순단 절체 기능을 갖는 마스터-슬레이브 제어알고리즘을 제안한다.

본 논문에서는 배터리팩의 안전한 충방전 관리를 위해 배터리팩의 전류 제한 지표인 state-of-power (SOP)를 구하는 알고리즘을 제안한다. 직렬 연결된 배터리 팩의 SOP를 구하기 위해서는 각 셀의 배터리 파라미터 추정 과정이 필수적이다. 이를 구현하기 위해 듀얼 확장 칼만 필터 (DEKF)를 사용하였으며 효율적인 운용을 위해 DEKF의 사용량을 줄이는 방안을 제시한다. 실험을 통해 배터리 파라미터 추정 결과를 확인하였다.

본 논문에서는 3D TV를 위한 다채널 전류평형 단일스위치 LED 구동회로를 제안한다. 제안된 구동회로는 각각의 LED 채널의 정전류 제어를 위해 별도의 전력단을 사용하는 대신에 2차 측에 단 1개의 switch를 추가하여 하나의 채널 전류를 정전류 제어하고 나머지 다른 채널의 전류를 캐패시터의 성질을 이용한 회로를 사용함으로써 모든 채널 전류의 정전류 제어 및 전류평형이 가능한 회로이다. 추가된 switch는 ZCS(Zero Current Switching) 동작하므로 스위칭 손실을 최소화하여 고효율화 시킬 수 있다. 또한, 여러 LED 채널의 정전류 제어를 별도의 LED Driver단을 사용하지 않고 캐패시터의 성질을 이용하여 구현하기 때문에 소형화 및 저가격화가 가능하다. 최종적으로 제안된 회로의 우수성과 이론적 분석의 타당성 검증을 위해 46" LED 3D-TV 구동회로를 위한 시작품을 제작하여 고찰된 실험 결과를 제시한다.

본 논문은 CC-CV충전의 충전특성과 열특성을 분석하고 이를 바탕으로 CC-CV충전에서 고속저온충전을 위한 최적충전전류를 제안한다.

In this paper, series-arc detection algorithm for the consumer appliances is proposed. This algorithm uses varying frequency and RMS values at series-arc state. This is confirmed to emulate arc detecting with measuring current data.

본 논문은 대기전력저감 및 정확한 출력전압 제어가 가능한 새로운 방식의 SSR(Secondary Side Regulator) 회로를 제안한다. 제안방식은 기존의 1차 측 IC를 2차 측으로 옮김으로써 기존의 SSR의 장점인 정확한 출력전압의 제어가 가능하다는 점과 포토커플러 및 TL431을 사용하지 않는 방식이므로 대기전력저감 측면에 있어 유리한 장점을 갖는다. 또한 절연된 1-2차 측간 신호전송방법에 있어 사이즈가 작고 가격이 저렴한 CT(Current Transformer)를 사용하여 Pulse edge의 전달을 통해 제어를 한다. 제안회로의 타당성 검증을 위하여 이론적 해석과 10W 급 플라이백 컨버터의 실험결과를 통해 증명하였다.

본 논문에서는 독립형 마이크로그리드에 적용되는 디젤발전기의 동작을 해석하고 디젤발전기의 실제 시스템에 대하여 고려한 모델링 및 제어에 대하여 서술한다. D-Q축의 임피던스가 서로 다른 돌극형 디젤발전기로, 제어는 조속기와 여자기로 나뉘며 엑추에이터, 디젤엔진, 그리고 여자기의 응답속도를 고려하여 모델링하였다. 조속기는 주파수를 60Hz로 유지하고 유효전력을 지령치만큼 발전한다. 여자기는 전압을 $380V_{LL}$로 유지하고 무효전력을 0으로 만드는 제어를 수행한다. 본 논문에서는 독립형 마이크로그리드에 적용되는 50kVA 디젤발전기의 조속기와 여자기를 모델링 및 제어하고 MATLAB/Simulink를 통해 디젤발전기의 동작을 해석하여 독립형 마이크로그리드에서의 운전 타당성을 증명하였다.

본 논문에서는 태양광 모듈의 최대 전력점을 추종하기 위한 제어 기법으로 부스트 컨버터(boost converter)의 불연속 전류모드(Discontinuous Current Mode)에서 주파수를 제어하는 기법을 구현 하였다. 태양광 모듈에 연결된 부스트 컨버터는 전압루프를 통하여 Perturb and Observation(P&O)기법을 사용하여 최대 전력점을 추종하였다. 부스트 컨버터의 인덕터에 흐르는 전류는 불연속 전류모드로 제어 된다. 불연속 전류모드에서의 제어기 설계는 MATLAB과 PSIM의 전달함수특성을 수학적 모델링을 통하여 비교 검증 하였으며, 모든제어는 MCU(TEXAS INSTRUMENTS사의 DSPF28335)를 통해 디지털로 제어 하였다. 제안된 기법은 단일 PV모듈이 연결된 불연속전류모드 부스트 컨버터를 통해 동작특성을 분석하였다.

본 논문은 Y-capacitor와 미분기를 이용한 절연형 AC/DC컨버터의 제어신호 전송기법을 제안한다. 기존 SSR(Secondary Side Regulation)의 제어단(Photo-coupler, TL431 및 부가회로)은 바이어스 전류에 의한 대기전력 손실이 크다. 하지만 제안된 방식은 기존 SSR의 제어단을 제거하고, 2차 측 제어신호를 EMI노이즈 경로로 사용되는 Y-capacitor와 저항, 커패시터만을 이용하여 1차 측으로 전송한다. 제안 신호전송기법의 이론적 해석과 PSIM Tool을 이용한 Simulation 결과를 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문은 PV cell의 전기적 등가회로에 대하여 테브난-노턴 분석방법을 통하여 3개의 대표적인 운전점에서 I-V 특성곡선의 접선의 기울기를 $R_s$와 $R_{sh}$ 및 $R_{MPP}$에 관련되는 값으로써 정량적으로 구하는 방법을 제시한다. 이 값들은 PV cell의 전류방정식에서 파생되는 4원 1차 연립방정식의 경계조건은 만족함으로써 전기적 등가회로의 4가지 요소에 대한 값을 구할 수 있는 길이 열린다. 제안된 방법은 제조사가 datasheet에서 특성을 보장하는 초기 PV cell 제품에 대한 I-V 특성뿐만 아니라, 열화가 진행된 PV cell의 실제적인 I-V 특성을 정확히 시뮬레이션 할 수 있다는 장점이 있다.

본 논문에서 제안한 단독운전 알고리즘은 무효전력 주입을 기반으로 설계하였다. 정상상태에서는 무효전력을 주입하지 않고 계통전압, 고조파, 주파수의 변동을 확인하여 제 1차와 2차 단계를 통해 무효전력의 주입량과 주입 방향을 결정하여 주입한다. 제안한 방법을 통하여 단독으로 운전될 때 뿐만 아니라 다수대 병렬운전할때도 단독운전을 200ms 이내에 검출됨을 확인하였다.

본 논문에서는 플라이백 마이크로 인버터를 통해 전류센서 없이 최대전력 추종(Maximum Power Point)방법을 제안한다. 이 인버터는 태양광 전력을 역률1인 정현파, 낮은 왜곡율(THDs)로 계통연계 할 수 있는 태양광 인버터 이다. MPPT방식은 전류 센서리스로서 PV모듈의 전압과 MPPT제어 출력 값을 곱하여 PV전력의 정보를 비례적인 값으로 간접적으로 얻는 방식으로 태양광 최대 전력점을 찾을 수 있다. 또한, 계통의 전압으로 위상정보를 얻어 이를 정류시켜 MPPT제어와 곱하여 PWM파형을 발생한다. 제안한 태양광 인버터 전력단 회로는 플라이백으로 불연속 모드(DCM)로 동작하였으며, MPPT제어는 디지털(DSP)로 구현하였다. 100W급 하드웨어로 설계하여 실험을 진행 분석하였다.

This paper investigates characteristics of high power semiconductor device losses in 5MW-class Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) Medium Voltage (MV) wind turbines. High power semiconductor device of press-pack type IGCT of 6.5kV is considered in this paper. Analysis is performed based on neutral point clamped (NPC) 3-level back-to-back type voltage source converter (VSC) supplied from grid voltage of 4160V. This paper describes total loss distribution at worst case under inverter and rectifier operating mode for the power semiconductor switches. The loss analysis is confirmed through PLECS simulations. In addition, the loss factors due to di/dt snubber and ac input filter are presented. The investigation result shows that IGCT type semiconductor devices generate the total efficiency of 97.74% under the rated condition.

태양광 PCS개발과정에서는 온도나 방사량 등을 변화시키며 태양전지 패널의 I-V곡선을 모사할 수 있는 태양광 시뮬레이션 모델이 필요하다. 이러한 용도로 볼 때 특히 다이오드 기반의 등가회로 모델은 물리적인 성질을 바탕으로 태양광 패널의 특성을 비교적 정확히 설명할 수 있으나 특유의 비선형성으로 인하여 복잡한 회로 모델 파라미터 추출 기법을 필요로 한다. 본 논문에서는데이터 시트값에 기반한 새로운 태양광 패널 회로 모델링 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법의 성능을 검증하기 위해 단결정 태양광 패널의 실제 데이터를 기반으로 최대전력점 ${\pm}10%$부근의 전류오차 적분값을 기준으로 기존 방법과 정확도를 비교한 결과 20%의 정확도 개선을 얻었다.

This review focuses on grid-connected technology for distributed energy resources(DER). The grid-connected technology is categorized into three classifications: 1) protection function; 2) power quality improvement function; 3) grid stabilization fuction. Grid codes comparison of Japan, USA, EU and Korea is also described in the paper.

태양광시장의 확대에 따라 다양한 형태의 태양광시스템이 제안되어 운영되고 있으며, 특히 대용량의 경우에는 중앙집중식이 선호되고 있다. 하지만, 중소용량의 태양광발전 시스템에서는 스트링 방식 또는 멀티스트링 방식이 선호되고 있다. 추가적으로 모듈단위의 태양광 시스템에 대해 여러 가지 형태의 구조가 제안되고 있다. 본 논문에서는 당사가 개발하고 있는 마이크로 인버터의 구조와 특징에 대해서 소개한다.

본 논문은 전동기의 V/F 운전시 발생하는 경부하 진동을 억제하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 무부하 전류를 사용하는 방법을 변형하여 V/F 운전시 전원 및 기계적 진동에 의해 발생하는 경부하 진동을 억제하여 운전 특성을 향상시킨다. 제안한 방법을 적용한 V/F 운전 특성을 실험을 통하여 검증하고 기존의 V/F 운전 대비 개선된 성능을 비교 분석한다.

본 논문에서는 H-브리지 멀티레벨 인버터의 순간정전 발생 대응 알고리즘을 제안한다. 순간정전 발생 시 인버터를 정지시키면 연속적인 운전을 요구하는 부하의 경우 재정적인 손해로 이어지므로 이에 대응 하는 알고리즘이 필요하다. 순간정전 시 감소하는 각 셀의 직류전압을 회생에너지를 통하여 확보한다. 또한 순간정전 대응시간을 초과하는 경우에는 재기동 기능으로 절체함으로서 제품에 보다 효과적으로 적용하고자 한다. 본 논문에서 제안한 제어 알고리즘을 실험을 통해 검증하였으며, 제품의 상용화를 고려하여 재기동 기능과 연계하여 실험하였다.

유도 전동기의 구동을 위한 범용 인버터는 다양한 산업현장의 부하 특성에 맞게 운전 가능하도록 범용성을 지니고 있다. 다양한 부하 중 큰 관성을 가진 부하의 감속시, 혹은 주기적인 패턴으로 변하는 부하의 경우에 인버터는 감속토크를 발생시킨다. 이러한 감속토크는 인버터의 DC 링크단에 회생에너지를 유입시켜 DC 링크 전압을 상승시킨다. 그리고 전압 상승으로 인한 평활 커패시터의 소손을 막기 위해 인버터 출력을 차단시켜 정상적인 운전을 할 수 없다. 본 논문에서는 회생토크가 간헐적으로 발생되는 부하에서 별도의 장치 없이 출력주파수만을 가변하여 출력토크를 평균적으로 제어함으로써, 회생에너지에 의한 DC 링크 전압상승을 방지하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고 22kW 유도전동기 실험을 통해 이를 검증하였다.

하이브리드 자동차는 동력을 얻기 위해 엔진과 전동기를 모두 사용한다. 이 하이브리드 자동차의 구동부 구조는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 이 중 직렬-병렬 구조는 엔진의 토크 및 속도 자유도를 모두 확보할 수 있어 높은 효율을 달성할 수 있다. 직렬-병렬 구조는 발전기, 전동기, 그리고 속도 분배를 위한 유성 기어를 이용하여 주로 구현되고 있고, 최근에는 다양한 새로운 형태의 전동기가 개발되어 이를 구동부에 적용하는 것에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이 중 고정자를 회전자에 독립적으로 회전시킬 수 있는 새로운 형태의 전동기를 사용하는 구조에 관한 내용을 다룬다. 위의 전동기는 기존 구조에서 유성 기어 및 발전기의 역할을 대체하여 토크 분배 및 전기적 출력 변환을 수행할 수 있다. 또한, 회전하는 고정자에 인버터 회로를 탑재하여 슬립 링 대신 회전하는 고정자에 전력을 공급하는 방식을 제안한다.

This paper investigates the experimental and simulated time-varying magnetic field generation in a chlor-alkali manufacturing process. 19kA thyristor-based rectifier is modeled and analyzed. The performance is compared and evaluated on the basis of exposure guidelines from ICNIRP. The mechanical structure of current carrying conductor is simplified as an infinite long busbar model and low frequency harmonic contents up to 65kHz are considered. Thyristor rectifier generates a significant amount of low frequency magnetic field harmonic contents both at ac and dc busbar of rectifier infringing the limit of ICNIRP. Along with simulation analysis the experimental measurement of the time-varying magnetic field in ac input busbar, rectifier block, dc load and busbar are presented. The experimental test results partly confirm the simulation results.

본 논문에서는 자심 테슬라 변압기를 이용한 400kV급 소형 고전압 펄스 발생기를 개발하였다. 테슬라 변압기의 효율 및 출력전압 향상을 위해 4분할 적층 원통형 자심 구조를 새롭게 제안 하였다. 제안 된 자심 구조를 적용하여 테슬라 변압기를 제작 한 결과, 최대 출력전압 425kV, 에너지 변환 효율 50%를 확인하였다.

3상 AC/AC 2단계 직접형 전력변환시스템(TSDPC)의 제어는 입력전류공간벡터와 출력전압공간벡터를 합성한 공간벡터 PWM 스위칭패턴을 통해 제어를 하며, 이를 기반으로 계산된 유효벡터인가시간에 따라 TSDPC를 구성하는 다수 스위칭소자가 절환 됨을 통해 많은 스위칭손실이 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 스위칭 시퀀스를 간략화하여 스위칭 절환횟수를 줄임과 동시에 부분 영전류 스위칭 제어기법을 도입하여, 스위칭손실 저감 제어기법을 제안한다.

고압직류송전 (High Voltage Direct Current, HVDC) 시스템의 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multilevel Converter, MMC)는 EMT (Electromagnetic Transients) 시뮬레이션으로 구현 시 많은 연산시간을 요구하므로 시간 단축을 위한 가속설계가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 스위칭 함수를 이용한 등가 모델을 이용하여 각 암을 하나의 전압원으로 단순화하였다. 본 가속모델의 유효성을 검증하기 위해 PSCAD/EMTDC에서 제공하는 반도체 스위치를 이용한 모델과 비교하여 시뮬레이션 수행시간을 비교하였다.

본 논문에서는 Active Power Filter (APF)에서 고조파 전류 보상을 위해 널리 사용되는 Repetitive 제어기의 구현방식을 비교한다. 샘플링 주파수가 높을수록 고조파 보상능력이 증가되는데 기존 Repetitive 제어 방식을 디지털 Canonical 형태로 표현하게 되면 낮은 샘플링 주파수를 가지는 시스템에서는 문제가 없으나 샘플링 주파수가 높은 경우에는 계산시간이 줄어들어 제어기가 정상동작을 하지 않게 된다. 따라서 본 논문에서는 높은 샘플링 주파수에서도 제어기 동작이 가능한 디지털 Repetitive 제어기 구현에 대해 제안하고 5kW Active Power Filter 시제품을 통해 제안한 방식의 우수성을 검증하였다.

This paper proposes advanced RFB PCS for islanded environment. To accommodate islanded system, power conditioning needs voltage control authority changing. Dualbuck inverter topology is designed for the high efficiency. In order to reduce voltage error the repetitive controller is used in this paper. The control performance has been verified with computer simulation.

3상 독립형 인버터의 비대칭 출력 전압은 부하의 불평형에 의하여 야기되며 암 단락을 방지하기 위한 데드타임은 출력 전압에 비선형적인 특성을 발생시킨다. 인버터가 불평형부하 구동 시 3상 출력전압은 불평형의 홀수배 고조파를, 동기좌표계 상에서 dq전압은 서로 크기가 다른 짝수배 고조파를 발생시킨다. 본 논문에서는 불평형부하에 따른 불평형 출력 전압을 평형으로 유지하는 동시에 공진제어를 이용하여 데드타임에 의한 불평형 고조파를 보상하는 전압제어기를 제안하였으며 10kW 용량의 독립형 인버터를 제작하여 제안한 제어기법의 타당성을 입증하였다. 실험을 통해 출력 전압의 THD는 4.3%에서 1.5%로, 불평형율은 4.3%에서 1.1%로 감소함을 확인하였다.

Phase Shifted PWM은 각각의 셀이 동일한 스위칭 주파수로 PWM을 수행하므로 전압지령의 크기와 관계없이 셀 간의 전력은 동일하나, 각 셀 출력 전압의 위상이 다르므로 무부하 운전이나 부하의 급변동 시 발생하는 회생이 특정 셀에 집중되고 전압지령과 실제 출력전압 사이의 위상 차이가 존재하는 단점을 가지고 있다. 반면 기존 Level Shifted PWM은 전압지령의 크기에 따라 각 셀 간의 스위칭 조건이 다르고 동일 전력 분배가 되지 않는 문제를 가지고 있어 이를 개선하는 Level Shifted PWM 방법에 대해서는 이미 연구가 진행된 상태이다. 본 논문에서는 제어기가 분산화된 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 각 셀의 스위칭 조건을 동일하게 유지하는 Level Shifted PWM을 적용하기 위해서 전압지령을 보정하는 방법을 사용하였고 시뮬레이션과 시험을 통해 제어기가 분산화된 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 적용 가능함을 증명하였다.

본 논문은 출력전류에 저역통과필터를 적용함으로써 최적으로 보상할 수 있는 데드타임 보상기법을 제안한다. 제안된 보상기법은 출력전류에 필터보상 알고리즘 적용으로 출력전류의 고조파성분을 저감할 수 있음을 시뮬레이션 해석을 통해 검증한다.

State of Charge (SOC) and State of Health (SOH) are the key issues for the application of Absorbent Glass Mat (AGM) type battery in Idle Start Stop (ISS) system which is popularly integrated in Electric Vehicles (EVs). However, battery parameters strongly depend on SOC, current rate and temperature and significantly change over the battery life cycles. In this research, a novel method for SOC, SOH estimation which combines the Auto Regressive with external input (ARX) method using for online parameters prediction and Dual Extended Kalman Filter (DEKF) algorithm considering hysteresis is proposed. The validity of the proposed algorithm is verified by the simulation and experiments.

전기 자동차 및 하이브리드 자동차는 차량의 12V 부하에 전원을 공급하고 12V 배터리를 충전시키기 위해 DC/DC 컨버터를 사용한다. 이 DC/DC컨버터를 LDC(Low voltage DC/DC Converter)라 한다. 본 논문에서는 Active Clamp 방식의 포워드 컨버터를 이용하여 소용량 LDC를 개발한 내용을 소개 하였다.

This paper presents the one direction 3-phase DC-DC converter. The converter employs DC-AC inverter, 3-phase 1:N transformer and 3-phase full wave rectification circuit make low voltage direct current to high voltage direct current. By computer simulation and experiment, the theoretical results can be verified or modified. Finally, the simulation and experiment results are presented. Compared with the general DC converter, has anti-interference ability, high reliability, high output power, range and other characteristics, widely used, fully isolated input and output, the output of the multiplexer is not limited, polar optional.

최근 하이브리드 자동차, 지능형 자동차 등을 비롯한 미래형 자동차 분야와 관련된 연구 개발과 맞물려 자동차 전장 회로 시스템은 더욱 복잡해지고 있다. 자동차 전장 시스템의 경향으로 그린카를 들 수 있는데 이에 대한 하나의 방향성은 연비 개선과 최적의 운행조건을 위한 ISG System( Idle Stop & Go system )의 채택으로 가고 있는 추세이다. 여러 장점을 가진 ISG 시스템이지만 시동 모드 시 많은 양의 전류가 순간적으로 흘러가 일순간 전압강하 발생과 높은 스위칭 주파수에 의한 표피효과가 일어난다. 이를 제어하는 기술로 전장회로상의 DC/DC 컨버터 기술이 핵심이라 할 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 확장성이 용이한 고효율 DC/DC 컨버터를 제안하고 모의 실험과 실제 실험을 통해 검토한다.

본 논문은 독립형 태양광 보안등에 적합한 전력변환기를 제안한다. 제안된 전력변환기는 플라이백-부스트 콤비네이션 전력변환기로 하나의 스위치로 독립형 태양광 보안등의 배터리 감압컨버터와 LED 구동용 승압 컨버터의 기능을 모두 수행한다. 또한 기존 플라이백 컨버터의 RCD 스너버 회로 대신, 출력에 직접 연결하여 누설 인덕터의 에너지를 출력으로 전달하여 손실을 줄이는 방법을 적용하였다. 제안된 회로를 검증하기 위해서 PSIM 시뮬레이터를 사용하였으며, 회로의 동작 및 구조를 설명하였다.

In this paper, the switching losses and performances of Silicon Carbide(SiC) and Silicon based on the MOSFETs have been compared. To do this experiment, the buck converter using both SiC and Si devices have been built and tested. As a result, it has been confirmed that the converter with SiC devices shows better efficiency and performance compared with the converter using Si devices.

This paper proposed an optimized design of a dual active bridge converter for a low-voltage charger. The dual active bridge converter among various bi-directional DC/DC converters is a high-efficiency isolated bi-directional converter. In the general design, when the battery voltage is high, the ZVS region is reduced. In contrast, when the battery voltage is low, the efficiency is low due to high conduction loss. In order to increase the ZVS region and the power conversion efficiency, depending on the battery voltage, variable switching frequency method is applied. At the same duty, the same power is obtained regardless of the battery voltage using the variable switching frequency method. The proposed method was applied to a 5kW prototype converter, and the experimental results were analyzed and verified.

FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)는 연료전지를 사용하여 차량 구동용 전동기에 필요한 에너지를 공급한다. 연료전지는 부하에 급격한 변화가 발생하였을 시에 과도특성이 나타나고 자동차에 에너지를 공급하는 속도에 영향을 준다. 그러므로 연료전지의 특성상 FCEV에서 배터리는 연료전지와 함께 사용된다. FCEV 및 전기자동차는 배터리의 대용량화를 위해 일반적으로 배터리 셀을 직/병렬로 모듈화하여 사용하는데, 이때 배터리 모듈의 충전 및 방전이 반복될 경우, 각 배터리 잔존용량의 불균형이 나타난다. 본 논문은 연료전지 전기자동차용 전력변환 장치를 이용하여 배터리 셀을 모듈화하여 모듈 별 밸런싱을 수행하는 시스템의 설계와 제어기법을 제안한다. 각각의 배터리 모듈과 연료전지를 연결하는 컨버터 모듈은 독립적으로 제어되어 배터리를 모듈 단위로 균등화시킨다. 이때 연료전지를 입력으로 절연형 컨버터를 병렬로 사용하며, 각각의 배터리 모듈을 균일하게 충전한다.

본 논문은 PFC (Power Factor Correction)와 절연형 DC-DC 컨버터의 2단 구조를 갖는 가전제품용 저전압 시스템의 효율을 분석하며, 이에 따른 Buck 및 Boost PFC 토폴로지와 절연형 DC-DC 컨버터 효율 및 설계 차이점을 비교한다. PFC 구조에 따른 각 시스템의 역률 규제 만족 여부와 시스템 효율을 이론적 해석 및 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문에서는 넓은 입력 범위와 높은 강압비를 갖는 700W급 DC-DC 컨버터의 구조에 대해 분석한다. 높은 강압비를 위해 2-stage로 구성되는 시스템에 강압을 위한 Buck 컨버터와 Bus 컨버터로 동작하는 Half-bridge LLC 공진형 컨버터 직렬 구성 방법에 따라 달리 설계된 각각의 컨버터에서 발생하는 손실과 출력전압 레귤레이션 특성에 대해 시뮬레이션 툴과 수학적 분석을 통해 분석하였다.

본 논문에서는 저압 직류 배전 시스템의 구성방법 중 하나인 Bipolar System을 사용할 때 서로 다른 부하용량으로 인하여 발생하는 전압 불균형 문제를 보상하는 전압밸런서와 절연형 양방향 DC-DC 컨버터가 결합된 토폴로지를 제안하였다. 제안하는 DC-DC 컨버터의 1차측은 풀 브릿지 타입, 2차측 하프 브릿지 타입의 밸런싱 회로로 구성하여 따로 밸런서 없이 DC 그리드와 태양광 발전 시스템, ESS 시스템의 연계 및 전압밸런싱이 가능하다. 이와 같은 DC-DC 컨버터를 신재생 에너지와 연계하여 저압 직류 배전 시스템의 분산 전원으로 구성하였고, 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 배터리 충 방전을 위한 새로운 고승압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안 회로는 하나의 회로로 양방향 스위치가 가능하게 하였다. 기존 DC-DC 컨버터는 고주파 스위칭 동작 시 손실분 저항의 증가로 승압이 어려운 문제점이 있다. 이를 위해 기존 Boost converter 회로 방식보다 승압비가 높은 회로를 제안하였다. 그리고 기존 충전회로는 10배 이상의 입 출력 강압변환 시, 낮은 duty cycle로 소자 스트레스가 높아 고 사양의 소자를 사용해야 했다. 제안회로는 충전 시, Buck converter 동작을 하면서 기존 duty cycle 보다 3배가량 높아 소자 스트레스를 줄였다. 이를 모의실험 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

본 논문은 전기자전거용 충전 기능이 내장된 양방향 부스트 컨버터 기반의 DC 모터 구동 회로를 제안한다. 추가 전력 단 구현 없이 배터리 충전 기능을 내장한 양방향 부스트 컨버터 기반의 DC 모터 구동회로로써 회로 부피 및 원가 저감이 가능하고 회생충전모터의 작동을 통해 자가발전을 유도함과 동시에 안정적인 브레이크 기능 유도가 가능하다. 제안한 회로의 이론적 분석을 행하고, 모의실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

독립형 태양광 LED가로등은 태양광 발전 전압, 배터리 충전전압, LED구동전압 등이 상이하므로 이러한 전압을 적절하게 매칭하기 위해서는 여러 가지 타입의 컨버터 회로가 이용되어야 한다. 하나의 시스템에 여러 가지 상이한 전압을 매칭하기 위해서 주로 쓰이는 방식은 벅-부스터 컨버터 회로로서 부스터 컨버터를 활용할 때 벅 컨버터만을 사용하는 부분에 비해서 효율이 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 부스터 컨버터 대신 전압 더블러를 사용하여 전압을 2배로 상승시키고 벅 컨버터 회로만으로 상이한 전압을 매칭하는 방법으로 효율을 높이고자 한다. 이러한 새로운 토폴로지의 검증을 위하여 시뮬레이션을 수행하였다.

본 논문에서는 3-레벨 NPC 방식을 적용한 직류배전전력변환장치의 IGBT손실을 고려한 방열을 제안하였다3-레벨 양방향 인버터의 경우 dv/dt가 작기 때문에 THD를 감소 시킬 수 있으며 필터의 부피와 EMI를 저감 시킬 수 있는 장점이 있다. 3-레벨 양방향 인버터에서 Dual-IGBT를 사용할 경우 IGBT의 열분배가 중요하다. 강제 풍냉식 전력변환장치의 신뢰성과 안전성을 높일 수 있도록 IGBT 손실로 인한 발열과 방열을 정확히 분석하고, 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

Recently, the demand of LED(light-emitting diode) lighting is gradually enlarged by governmental saveenergy policy, which the LED lighting has been established compulsorily in new buildings, public institutions, and residential installations etc.. The LED lighting is driven by SMPS (switching mode power supply). The SMPS requires high efficiency because the SMPS changes a commercial ac power source to low voltage dc power source. Harmonic components that occur in the conversion process of SMPS decrease system power factor and deal great damage in electric power system. To improve such problems, this paper proposes a SMPS of high efficiency. The switching devices in the proposed SMPS are operated by soft switching technique using a new quasi-resonant circuit. The input ac current waveform in the proposed SMPS becomes a quasi-sinusoidal waveform proportional to the magnitude of input ac voltage under constant switching frequency. As a result, the proposed SMPS obtains low switching power loss and high efficiency, and its input power factor is nearly in unity.

일본은 동일본 대지진 이후로 원자력 발전 가동을 점차 중단시켜 가고 있으며 이에 발 맞추어 신재생에너지 발전 비중은 점차 높아지고 있다. 특히 태양광 발전에 대한 관심은 주택용 뿐 아니라 발전소 수준의 메가솔라 시장으로 확대되어 가고 있다. 본 논문에서는 일본 메가솔라 시장을 대응하기 위해 개발한 250/500kW 일본형 태양광 인버터에 대한 소개를 하고자 한다.

최근 대용량 PCS(Power Conditioning System)는 신재생에너지, 에너지저장장치 등의 다양한 산업 분야에서 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 신재생에너지 분야에서 대용량 시스템으로 발전용 에너지원으로 사용되는 2.8MW 연료전지 시스템의 수랭형 PCS 개발을 위하여 수랭식 IGBT Stack 및 냉각 장치를 설계, 제작하여 열적 안정성을 실험을 통하여 검증하였다.

태양광 인버터는 시장에 따라 주택용, 상업용, 발전용으로 구분될 수 있는데 최근에는 발전용 시장에 적합한 250kW 이상의 대용량 계통연계형 태양광 인버터에 대한 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 LS산전에서 개발한 250kW 대용량 태양광 인버터에 적용된 IGBT Stack의 서지전압 및 단락보호 기능에 대한 동작원리를 고찰하고 실험을 통해 서지전압 및 단락보호 성능을 확인하였다.

본 논문에서는 발생전압이 충전전압보다 높은 경우는 Buck 컨버터로 동작하고 발생전압이 충전전압보다 낮은 경우 Boost 컨버터로 동작하는 모드 자체를 독립적으로 구현할 수 있는 새로운 형태의 DC-DC 컨버터를 제안함으로서 시비율 변화를 줄여 인덕터의 전류 리플을 줄임으로서 효율을 개선하고자 한다.

대용량 분산 발전에 대한 관심이 많아지면서 분산발전원의 효율을 증가시키기 위한 많은 토폴로지들과 제어방식들이 적용되고 있다. 인버터의 효율을 증가시키기 위한 방법으로는 멀티레벨 인버터 토폴로지를 적용하는 방법과 스위칭 손실을 저감 시키기 위한 PWM방식을 쓰는 방법 등이 있다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 중 T-type 인버터의 효율을 개선하기 위한 방법으로 DSVPWMx(DSVPWMP, DSVPWMN, DSVPWMPN0, DSVPWMPN1, DSVPWMPN2, DSVPWMPN3)를 적용하였다. 이를 검증하기 위한 방법으로 Psim Thermal Module을 활용하여 회로를 구성하고 각 PWM방식에서 전압변조비에 따른 THD와 효율을 비교 분석하였다.

Using the ESS(Energy Storage System) as a UPS(Uninterruptible Power Supply) is being studied recently. When the system is operating at UPS mode in integrated ESS and UPS system, the grid supplying power is disconnected and power from PV generation and battery are supplying to load. Operating in UPS mode, when PV generation power is diminished by partial or total clouded situation, DC-link voltage fluctuates. The fluctuation of DC-link voltage influences the load and system as sensitive loads may malfunction. This paper suggests the DC-link ripple voltage compensation algorithm in bi-directional converter. The algorithm stabilize the DC-link and load voltage.

계통 연계형 3상 인버터는 계통과 연계 운전을 위해 전력 계통과 동기화시키는 PLL 알고리즘을 사용하게 된다. 본 논문에서는 정상분 전압을 추출하는 PLL 사용을 전제로 계통 전압의 센싱 옵셋이 발생한 경우 PLL 알고리즘을 안정적으로 동작시키기 위한 PLL 보상 방법을 제안한다.

화석연료의 고갈이 진행됨에 따라 그 대안으로 신재생 에너지에 초점이 맞춰지고 있다. 신재생 에너지 발전의 중요성이 대두됨에 따라 계통연계형 인버터의 중요성 역시 부각되고 있으며 이에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 여러 연구 중의 하나로 멀티레벨 인버터를 들 수 있는데, 이는 2-레벨 인버터와 비교했을 때, 동일한 스위칭 주파수에서 출력전압 및 전류의 고조파 성분을 크게 줄일 수 있다는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 NPC 3-레벨 인버터를 이용하여 태양광 발전 시스템을 구성하고, 결과를 확인하였다.

풍력 발전 시스템은 풍력 터빈이 바람에 의해 회전함으로써 발전이 된다. 실험실에서 풍력 발전 시스템을 연구하기 위해서는 바람이 하는 역할을 별도의 모터를 사용하여 회전시켜 주어야 하는데 본 논문에서는 유도전동기의 직접 토크 제어를 이용하여 풍속 데이터를 가지고 상응하는 토크의 지령치로 환산하여 풍력 에너지를 모델링 하였다. 이렇게 발전된 에너지를 최대의 효율로 전달하기 위해서는 MPPT기능이 수행되어야 하며 별도의 센서가 필요없는 Fuzzy MPPT를 수행하였다.

본 논문에서는 단상 계통연계형 컨버터의 전원 위상각을 추종함에 있어 필수적인 전압 센서의 옵셋 오차에 대한 영향을 분석하고 이를 검출 및 보상하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 전원전압 측정에 따른 옵셋 오차는 전원 주파수의 1배 맥동을 야기하여 전원 위상각이 왜곡된다. 왜곡된 전원 위상각에 의한 좌표변환시 동기 좌표계 dq축 전류에 전원 주파수 1배의 맥동을 야기하며 이는 계통측 상전류에 직류성분과 전원 주파수 2배의 고조파 성분을 발생시키게 된다. 따라서, 본 논문에서는 전원측정시 야기되는 옵셋 오차의 영향을 분석하고 이의 검출신호로 전원 위상각 제어기의 적분출력을 선정하였다. 또한 RMS(Root Mean Square) 기법을 이용하여 옵셋 성분을 검출 및 보상하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘의 성능은 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

태양광 발전용 AC-모듈에서 발생하는 전력 디커플링을 위해 사용되는 대용량 전해 커패시터는 시스템의 신뢰성을 감소시키므로 최근 보조회로를 이용한 디커플링 기법이 연구되고 있다. 하지만 디커플링 회로의 제어기 오차와 시스템의 효율이 고려될 경우, 태양광 패널에 전력 맥동이 존재하게 되고 이는 인버터 출력 전류를 왜곡시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 제어기 오차와 시스템 효율을 고려하여 발생하는 전력 맥동에 대해 분석하고, 이를 저감시키기 위한 전류 왜곡 보상 기법을 제안하였다. 이를 PSIM 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 인버터 스위치의 PWM 펄스 전압에 의해 발생하는 발전기 단자의 과전압 현상을 해석하기 위해, 전력 케이블과 발전기의 고주파 모델링을 제시하고, 이에 의한 과전압 현상을 해석한다. 또한, 이 과전압 현상을 억제하기 위한 적절한 형태의 인버터 출력단 dv/dt 필터를 설계하고, 선정된 dv/dt 필터 토폴로지의 필터 파라미터의 범위를 제시한다.

본 논문에서는 분산전원의 출력여부와 상관없이 계통연계지점의 (PCC : Point of Common Coupling) 전압제어를 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 또한, PCC전압이 불평형을 포함했을 때에도 분산전원이 PCC 전압유지를 위한 보상을 할 수 있음을 제안한다. 이를 구현하기 위해 분산전원은 전압유지를 위해서는 무효분 전류를, 불평형 보상을 위해서는 역상분 전류를 이용한다. PSIM 시뮬레이션을 통해 이를 증명하였다.

여러 가지 분산 발전 시스템들은 마이크로그리드의 형태를 지니고 있다. 하나의 분산 발전 시스템과 비교하여 마이크로 그리드는 더 좋은 시스템 신뢰성과 제어 적응성을 가지고 있다. 이 마이크로그리드는 계통연계모드에서 부하의 수요를 담당하게 되고, 계통 사고가 발생할 시 단독운전모드로 동작을 해야 한다. 드룹제어방식은 이 때 각각의 분산발전시스템에서의 유효전력과 무효전력 부하 sharing을 통해 안정적으로 전력을 공급 할 수 있다. 본 논문에서는 드룹제어를 활용한 100KW급 대용량 인버터 병렬 운전 시스템을 제안하였다. 그리고 P-Q decoupling을 위한 가상 인덕터를 이용하여 개선된 전력 sharing에 대해 연구하고 PSIM을 통해 이를 검증하였다.

This paper proposes parallel operation method of single phase UPS module considering the battery SOC. A master module performs output voltage control and current sharing algorithm considering battery SOC of each UPS modules. The slave modules control output current by current reference from master module. The applied parallel operation method is verified by the PSIM simulation.

본 논문은 LED 드라이버의 수명을 좌우하는 전해커패시터를 필름커패시터로 대체하기 위하여 출력맥동전류의 구형파 제어 방법을 제안한다. 출력맥동전류의 구형파 운전은 출력전류의 Peak to average ratio를 낮추어 출력커패시터의 용량을 감소시킬 수 있다. 일반적으로 전해커패시터의 1/20배의 용량 저감을 통하여 필름커패시터로 대체가 가능해진다. 본 논문에서 제안한 토폴로지는 bridgeless single-stage AC-DC LED드라이버의 구형파 전류제어에 따른 출력전류리플저감에 대한 내용을 다루었다.

본 논문에서는 전기자동차 충전기용 스마트 분전반과 그 제어방법을 제안한다. 제안한 시스템은 평상시에 완속충전기에 전력을 공급하고, 충전요금이 저렴한 경부하시간대에는 스마트 분전반 내의 배터리에 전력을 충전한다. 하지만 완속충전기가 연결된 전원선 중 어느 한 상의 전력소비가 상대적으로 커지거나 피크부하 시 또는 정전 시에는 배터리로부터 전력을 계통에 공급한다. 이렇게 하면 계통으로부터 공급받는 전력량이 감소되어 피크부하 값이 저감될 뿐만 아니라 전원설비의 이용률과 전력품질이 개선되는 이점이 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 수행하여 제안한 시스템의 유용성을 확인한다.

본 논문은 AC 직구동 LED를 위한 MOSFET 기반의 위상 제어 조광기에 관한 것이다. 기존의 트라이악을 기반으로 하는 조광기는 트라이악 소자 특성에 많은 영향을 받는다. 트라이악은 래칭 전류와 유지 전류의 특성을 가지고 있다. 특히 래칭 전류는 조광기의 최소 조광 범위를 제한하는 요소로 작용한다. 또한 최대 조광 범위는 트라이악을 구동하기 위한 에너지에 의해 제한된다. 이러한 단점들을 극복하기 위해 본 논문에서는 트라이악이 아닌 MOSFET을 기반으로 하는 조광기를 제안한다. MOSFET은 래칭 전류, 유지 전류의 특성이 없으며 전압 구동 소자이기 때문에 기존의 조광기에 비해서 훨씬 넓은 조광 범위를 가진다. 또한, 제안하는 모델은 기존의 트라이악 기반의 조광기와 핀투핀 호환이 가능하다. 마지막으로 실제 실험을 통해 제안하는 조광기의 성능을 검증하였다.

본 논문은 에너지 저장장치를 태양광 발전 시스템에 적용시에, 필요한 충전 균형회로를 전력조절기와 통합시키는 방법에 관한 것이다. 기존의 방식은 전력조절기와 별도로 충전 균형회로를 이용하게 되는데, 이는 복잡한 구성을 필요로 하고, 단가 상승의 원인이 된다. 본 논문에서는 태양광 전력변환 시스템 제작 단가를 낮추기 위해 태양광 모듈을 저장장치와 함께 직렬형 구조로 구성한 뒤 적절히 결선하여, 태양광 전력조절기를 셀 밸런싱 회로로 사용하는 방법을 제안하며, 이를 48W 하드웨어 제작 및 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 직렬운전 소형풍력발전시스템의 해석 방법과 최대 파워를 추종하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)기법을 제안한다. 소형풍력 발전시스템은 개별 발전기에서 생성되는 역기전력이 낮아 배터리 충전과 같은 독립적인 부하에 전원을 공급하는 용도로 쓰이나 발전기를 N개 직렬연결하면 계통연계가 가능하다. 일반적인 풍력발전 시스템에서의 블레이드 출력은 출력 계수($C_p$) 곡선의 형태에 의해서 결정되고, 출력계수 곡선은 주속비(${\lambda}$)의 함수로 표현된다. N개의 발전기를 직렬연결 하는 경우 각기 다른 풍속에 대하여 출력파워 해석이 곤란하므로, 직렬 운전 시 발전기토크를 기준으로 한 해석과 이에 적합한 MPPT 방법을 제안한다.

모의 풍력발전 실험을 하기위해서 실제 지역의 풍력데이터를 기반으로 발전되는 전력에 대하여 고려를 하여야하지만 시뮬레이션하기 어려운 점이 있다. LabVIEW는 하나의 데이터로 다양한 데이터표현이 가능하며, 프로그램 설계가 쉽다는 장점이 있다. 본 논문에서는 LabVIEW 기반의 소프트웨어 풍력시뮬레이터를 설계하고, 파라미터 설정변화에 따른 풍력발전량의 변화를 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

본 논문에서는 넓은 충전전압 범위를 갖는 전기자동차용 급속충전기를 개발하였다. 고효율을 달성하기 위해 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터 모두 3레벨 방식을 적용하였으며 DC/DC 컨버터에 하이브리드 스위칭 기법을 적용하여 넓은 출력전압범위에서 높은 효율을 유지한다. 50kW 시작품을 통해 타당성을 검증하였으며, AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터의 정격부하 효율은 각각 98.2%, 97.1%이며 최고효율은 98.6%, 97.1%를 달성하였고, 전체시스템의 정격부하 효율은 95.3%를 달성하였다.

본 논문에서는 온도변화에 따른 리튬폴리머 배터리 모델에 대해 검증 및 분석을 진행하였다. 리튬폴리머 배터리의 전기적 모델은 1차 R-C 등가회로를 기반으로 구성하였고, Matlab/Simulink를 이용하여 배터리 모델을 구현하였다. FTP-72 충 방전 사이클의 전류패턴을 이용하여 $0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$ 온도 변화에 따른 실제 리튬폴리머 배터리와 배터리 모델의 단자전압을 비교 분석하였다, 최대오차율은 $0^{\circ}C$에서 5.24%, $25^{\circ}C$에서 1.23%, $40^{\circ}C$에서 0.77%로 나타났으며, 이를 통해 여러 온도 환경에서도 제안한 배터리 모델이 높은 정확도를 갖는 것을 검증하였다.

In this paper, a feeder system for wireless power transfer is investigated, which generates semi-random magnetic field using three currents with different frequencies. A semi-random field is very useful to magnetizing a pickup irrespective of its posture.

In this paper, an electric yard tractor (YT) with furtive charging system is investigated. YT is one of pollution sources in container terminals. The furtive charging system does not impose difficulties on YT day-schedule because charging is performed when a YT is waiting under RTGC (Rubber Type Gantry crane) or Quay-wall crane.

최근 산업계에 적용되는 인버터의 경우 그 용량이 수MVA에서 수십MVA에 이르기까지 그 시스템이 점차 고압 대용화 되어가는 추세이다. 단일 인버터로 용량을 확대하기 위해서는 적용 가능한 Power소자의 한계가 있을 뿐 아니라 제품개발 기간과 제품라인업의 효율성을 증대하기 위해 기존의 인버터를 이용한 병렬운전 방법이 보다 효과적일 수 있다. 고압인버터의 병렬 운전을 위해서는 두 단위 인버터의 출력전압이 그 크기와 위상이 동일해야 하고 그에 따라 동일한 출력전류가 병렬 리액터를 거쳐 모터로 유입되어야 한다. 본 논문에서는 실제 6600V 5MVA 인버터 2Set를 병렬 시스템으로 구성하였으며 인버터 출력전압 동기 알고리즘을 구현하고 그 타당성을 시험을 통해 검증하였다.

본 논문은 멀티레벨 인버터를 이용한 무정전 전원장치 시스템 (UPS; Uninterruptible Power Supply)의 신뢰성 향상을 위한 중성점 전압 불평형 제어 기법을 제안한다. 무정전 전원장치 시스템 (UPS)은 불평형 부하조건 시 직류단에 전압 불평형이 발생되며 이는 출력 전류의 왜곡을 일으켜, 민감한 부하에 손상을 입힐 수 있다. 제안한 제어기는 커패시터 전압 측정을 통해 시간오프셋을 추정한 후 공간 벡터 변조 방식의 변형 없이 중성점 전압 불평형을 제어하여, 직류단의 전압을 평형상태로 유지한다. 또한, 100kW급 UPS 시스템 시뮬레이션 검증을 통해 제어기의 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 Z-소스 인버터 (ZSI)의 임피던스 네트워크 내 인덕터 및 커패시터 등 수동소자 수를 감소시키면서 전압 증폭율을 증가시키기 위하여 1개의 스위칭소자를 더 사용하는 스위치 인덕터 구조를 가지는 회로를 제시한다. 이 제시한 회로에서 암단락시간과 첨가된 스위칭소자의 스위칭을 위한 PWM제어방법을 기술한다. 시뮬레이션을 통하여 제시한 스위치 인덕터-스위치 부스터 ZSI의 동작 및 특성의 타당성을 확인한다.

최근 단상 태양광 인버터는 태양판과 대지사이에 나타나는 기생 커패시터에서 발생하는 EMI를 감소시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 계통연계 인버터의 EMI 개선 방안을 고찰하고, 이를 적용한 고효율 단상 풀 브릿지 인버터와 지전류 감소를 위한 새로운 방안을 제시한다.

비선형 부하 등에 의해 계통 전압의 왜곡이 존재하는 경우, 풍력발전 시스템과 같은 분산전원의 출력에는 5차, 7차, 11차 및 13차 고조파와 같은 저차 고조파 성분이 포함 되므로 풍력발전시스템의 전력품질이 저하 된다. 본 논문에서는 기존의 정지좌표계에서의 공진제어기를 이용한 보상기법 보다 연산량이 적고, 계통전압에 다수의 저차 고조파 왜곡이 존재하더라도 효과적으로 고조파를 보상할 수 있는 새로운 고조파 보상기법을 제안하며, 제안된 기법의 우수성을 시뮬레이션과 실험을 통해 증명하였다.

계통에 분산전원을 연계하여 운용하는 경우 인버터는 일반적으로 계통 전압의 위상 정보를 필요로 한다. 그러나 계통 전압의 불평형 또는 왜곡 조건은 계통 위상각 검출에 영향을 주어 정확성을 감소시킨다. 본 논문에서는 계통전압이 왜곡되거나 불평형 상태에서도 위상각 정보를 정확하고 신속하게 검출하기 위해 고속 푸리에 변환을 이용한 새로운 PLL (Phase-Locked Loop) 기법을 제안한다. 제안된 기법은 샘플링 속도와 변환할 시간 범위를 최적화하여 최소한의 연산으로 계통 전압의 위상을 계산한다. 제안된 기법의 타당성이 시뮬레이션을 통해 입증된다.

본 논문은 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터의 출력 전압 레벨 수의 증가를 위한 모델과 스위칭 기법을 제안한다. 제안하는 모델은 기존의 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터 구조에서 각 H-bridge 모듈의 출력단에 변압기를 연결하고, 변압기 2차측을 직렬로 연결한 모델이다. 이 구조에서 다수의 변압기의 턴비는 동일하고, 1개의 변압기 턴비만이 다른 턴비를 갖게된다. 따라서 1개의 변압기 턴비를 조절하여 출력전압의 전압 레벨수를 증가시킬 수 있다. 스위칭 방법은 기존에 멀티레벨 인버터에서 주로 사용되는 Level-shifted PWM 방식을 이용하여 간단하게 구현할 수 있다. 제안하는 모델의 검증을 위하여 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 모델의 타당성을 확인한다.

본 논문에서는 3상 PWM 옵셋전압방식을 응용하여 2상 인버터에 대한 PWM 제어방식을 확립하였다. 또한 기존의 3상 PWM 인버터 옵셋전압방식과의 최대 전압영역과 비교 분석하였다.

본 논문은 단상 3 레벨 NPC 인버터에서 스위칭 손실 저감을 위한 스위칭 방법을 제안한다. 기존의 유니폴라 스위칭 방법은 두 레그의 스위치가 독립적으로 제어되어 전압을 출력하며 모든 스위치가 계속해서 ON/OFF 동작을 수행 한다. 이는 스위치에서 발생하는 스위칭 손실을 증가 시킨다. 제안하는 스위칭 방법은 한 레그의 스위치의 동작을 고정시키고, 다른 한 레그의 스위치만을 ON/OFF 동작하여 전체적인 스위칭 손실을 감소 시킨다. PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 제안하는 스위칭 방법과 유니폴라 스위칭 방법을 비교 분석하고 타당성을 확인한다.

HEV를 구동시키는 인버터 시스템은 고정 주파수로 스위칭하는 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 구동이 된다. 고정주파수를 이용한 PWM은 전류제어의 주기가 일정하기 때문에 디지털 화가 쉬운 장점을 가지고 있다. 하지만 그로인한 특정 주파수 부분에 고조파가 생성이 되게 되는데 이 고조파로 인해 소음이 유발된다. 하지만 이 소음을 억제하기 위해서 랜덤PWM을 사용하게 되면 전류 제어가 고정주파수로 스위칭하는 PWM에 비해서 완벽하게 되기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 HEV의 소음을 저감시키면서 동시에 전류제어도 가능한 랜덤PWM기반의 전류제어 방법을 연구하였다.

In this paper, by using hardware in the loop(HIL) of the EES, which is an inverter of high-rated technique and analyze the function. By exchanging information between the simulation and system controller to be used in a live system, HIL approach, approach experimental is used to interpret the system mass analysis is not possible in a real system some. This paper presents the implementation of the EES and the RTDS DSP28335 is a real-time connection to the electrical signal, and to verify the actual system is difficult, it was possible to analyze the performance of the system. Thus, it is expected to contribute I raise the stability and reliability of the operation during the actual EES is built.

Z-소스 인버터는 스위치의 암 단락과 개방을 이용한 인버터로써 기존의 전압형과 전류형 인버터의 단점을 개선하면서 승압 및 강압 기능을 동시에 가질 수 있다. 하지만 주전원과 스위치 회로 사잉에 위치한 임피던스 네트워크 때문에 스위칭 소자에 과도한 전압 오버슈트가 발생하며, 암 단락으로 인한 스위칭 손실이 기존의 전압형 인버터보다 증가하게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 소프트 스위칭 구현이 가능한 무손실 스너버를 적용한 소프트 스위칭 트랜스-Z-소스 인버터를 제안한다.

전력변환장치의 효율을 개선하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있는 가운데, 본 논문에서는 3-레벨 인버터 중에서도 NPC 인버터와 T-타입 인버터를 사용한다. 각 인버터는 서로 다른 스위치 정격에 의해 손실 차이가 생기며, 또한 손실에 영향을 미치는 MI(Modulation Index), PF(Power Factor), 그리고 스위칭 주파수에 따라 손실의 크기가 좌우 되었다. 하지만 두 인버터는 각 구조의 특성상 NPC 의 경우 도통손실이 매우 크며, T-타입의 경우 스위칭 손실이 크게 나타난다는 모듈상의 한계가 있다. 본 논문에서는 인버터 구조에 따라 손실에 지배적으로 영향을 미치는 각 Device의 특성을 고려하여, 전력변환장치에서 발생되어지는 도통손실과 스위칭손실을 분석 하였다.

본 논문에서는 3-레벨 T-type 인버터에 적용 가능한 저가형 게이트 드라이버 회로를 설계하였다. 게이트 드라이버 회로는 구조가 간단하고 가격 대비 효율적인 부트스트랩 회로가 적용되었다. 3-레벨 NPC 인버터와 비교했을때 T-type 인버터는 구조적 특징으로 인해 NPC 인버터와는 다른 게이트 드라이브 회로가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 T-type 인버터에 적용되는 부트스트랩 게이트 드라이버 회로를 설계하였으며 안정적인 회로 동작을 위한 부트스트랩 캐패시터의 용량 선정식을 제안하였다. 설계한 게이트 드라이버 회로는 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 3상 인버터에서 직류단 션트 저항을 이용하여 전류를 복원하는 새로운 기법에 대하여 제안한다. 직류단 션트 저항을 이용하여 전류를 측정할 경우, 전동기의 구동에 따른 지령 전압 벡터의 변화에 따라 SVPWM 헥사곤 내부에는 전류의 측정이 불가능한 영역이 존재한다. 기존의 방법들은 지령 벡터가 전류 측정이 불가능한 영역에 위치할 때, 스위칭 패턴에 변화를 주는 방법들을 이용하였다. 그러나, 이 기법들은 스위칭 패턴을 바꾸기 때문에 소음 및 전류 왜곡의 원인이 된다. 본 논문에서는 스위칭 패턴의 변화 없이 전류를 추정할 수 있는 새로운 기법을 소개한다. 제안된 알고리즘의 효율성은 실험적 결과를 통해 증명한다.

3상 4선식 인버터에서 불평형 부하는 중성선 전류를 증가시키고, 이는 직류링크 전압 불 평형을 야기한다. 이러한 이유로, neutral leg을 추가하여 불평형 부하에서 중성선전류와 직류링크전압 불평형을 제어방법이 제안되었다. 본 논문은 상태궤환제어를 이용하여 중성선전류와 직류링크전압 불평형을 제어하는 neutral leg 제어기설계 방법을 제안한다. 제안한설계 방법은 neutral leg의 파라미터 변동에도 우수한 특성을 가진다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문이 제안한 제어방법의 타당성과 실효성을 증명한다.

태양광과 풍력발전 등 분산전원의 대용량 발전이 기존 계통에 미치는 영향이 커짐에 따라, 계통 전압의 안정적인 유지를 위해 필요한 지원이 계통에 연계되는 분산전원들에게 요구되고 있다. 특히나 Low Voltage Ride Through (LVRT) 시에는 계통에서 탈락되지 않는 것은 물론이고, 계통전압 회복을 돕기위해 무효전력을 주입해야 한다. 이러한 사고 상황에서 계통에서 탈락되지 않고 계속적인 계통지원을 위해서는 빠르고 정확한 위상 추종이 필수적이다. 본 논문은 고조파에 강인하고 응답특성이 우수한 Low Pass Notch (LPN) PLL 기법을 LVRT에 적용하여 이의 우수함을 확인한다.

선형 유도 전동기 구동 인버터의 스위치 결함에 대한 신뢰성 향상을 위해, 실제 온라인 기반의 고장 및 고장점 검출에 대한 연구가 활발하다. 인버터에서 스위치 고장이 발생하면, 일반적으로 전압, 전류에 고조파가 발생되고 토크의 리플이 증가하게 된다. 또한, 인버터 스위치 고장의 경우 과전류가 발생하며 다른 전자 부품에 2차 피해를 일으킬 수 있다. 본 논문에서는 센서를 통해 얻은 전류의 정보를 이용하여 고장 및 고장 스위치를 검출하는 알고리즘을 제안한다. 한 개 또는 두 개의 스위치 고장을 4개의 faulty group으로 구별하여 고장 검출이 이루어지며 제안된 알고리즘을 입증하기 위해 Matlab-Simulink을 이용한 시뮬레이션 결과와 실험 결과가 제시된다.

본 논문에서는 3-Level NPC 인버터에서의 새로운 PWM 기법에 대해서 제안하였다. 3-Level NPC 인버터에서 각 상하의 스위치는 데드타임으로 인해 전압과 전류의 왜곡과 직류링크단의 전압 불균형의 원인이 된다. 제안하는 기법은 지령전압과 전류의 위상에 따라 출력전압과 전류의 왜곡성분을 감소시키며 상보동작을 하지 않는 PWM 기법을 이론적으로 검증하였고, 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

Analysis of faults in induction motors has become a major field of research due to importance of loss and damage reduction and maximum online performance of motors. There are several methods to analyze the faults in an induction motor from conventional Fourier transform to modern decision-making neural networks. Considering detectability of fault among all methods, a new fault detection solution has been proposed; it is called as frequency-domain Discrete Wavelet Transform (FD-DWT). In this method, the stator current is decomposed through series of low- and high-pass filters and consequently, the fault characteristics are more visible, because additional components have been reduced. The objective of this paper is early detection of input voltage unbalance in induction motor using wavelet transform in frequency domain. Experimental results show the effectiveness of the proposed method in early detection of faults.

In this paper, we propose algorithm plan variable for detection of DC arc. Changes of surrounding frequencies of harmonic wave is proposed to detect DC arc. To prove validity of these variables, we analyzed frequency based on the measured data and waveform of load current by performing the experiment which generates DC arc by using DC arc generator regulated in UL1699 was carried out.

본 논문은 Shepherd model과 전류적산법을 이용한 개선된 SOC 추정 알고리즘을 제안하였다. 제안한 추정 알고리즘은 전류적산법을 통해 SOC를 측정 한 후 누적된 오차는 Shepherd model을 통해 구한 OCV를 이용하여 리셋시킴으로써 최종적으로 SOC 추정을 수행하였다. Li-ion 4.2V, 10Ah 배터리를 사용하여 SOC 추정 실험을 하였다. 제안한 SOC 추정 알고리즘은 불규칙적인 전류 프로파일을 통해 이상적인 SOC 추정값과 제안한 SOC 추정값을 비교함으로써 SOC 추정 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

본 논문은 리튬-이온 배터리의 OCV 예측기법에 대해서 제안하였다. OCV는 배터리의 SOC를 추정할 때 중요한 정보이다. 하지만, 정확한 OCV를 측정하기 위해서는 최소 30분 이상의 휴지시간이 소요된다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 이런 단점을 해결하기 위해 OCV 예측기법에 대해서 제안하였다. 제안한 OCV 예측기법의 타당성은 배터리 모델의 OCV와 예측된 OCV를 비교하는 시뮬레이션 통해 검증하였다.

본 논문에서는 자기유도결합 무선전력전송 (IPT) 시스템의 Bifurcation 현상에 대한 분석을 통해, 1, 2차 보상회로 별 Bifurcation 현상 발생 임계점을 도출한다. 도출된 임계점에 해당하는 파라미터를 근거로 400W급 SP 보상회로 IPT 시스템에 대한 PSIM 시뮬레이션을 통하여 분석의 타당성을 검증한다.

본 논문은 LiPB의 SOH (State of Health)를 판별하는 방법중 배터리용량 (Ah) 및 저항 등가모델의 장 단점을 비교한다. 그리고 정확한 SOH 추정을 위해 DCIR (Direct Current Internal Resistance)을 사용한 판별 방법을 제안한다. 정확한 DCIR 값을 추정하기 위하여 EKF (Extended Kalman Filter)를 적용하고, MATLAB 시뮬레이션을 통해 DCIR 값을 확인한다. 또한, 실제 LiPB의 각 SOC (State of Charge) 상태마다 DCIR 값을 측정하고, 추정 값과 비교를 통해 정확도를 판단한다.

This paper proposes parallel operation of multi function rapid-charger with an active power filter. Rapid-charger can be installed in public institutions or mart parking lot. But conventional charger has disadvantage that it can not be used as the active power filter in charging mode with only one charger. So using 3-parallel operation, effective mode transfer between battery charging and APF function can obtain effect of harmonic compensation and improving the utilization of the charger.

전력망과 전기자동차 배터리를 연계하여 양방향으로 전력을 송전하는 V2G(Vehicle to Grid) 시스템은 충/방전 시 AC/DC PWM 컨버터와 양방향 DC/DC 컨버터를 사용한다. 기존 V2G 시스템은 컨버터에 충전 지령과 방전 지령을 줄 때, 전기요금과 배터리의 용량만을 고려하여 지령을 주었다. 본 논문에서는 배터리의 열화특성을 비용으로 나타내고 전기요금과 배터리의 용량을 같이 고려하여 OPEX(Operating Expenditure)로 나타냈다. 또한 사용자의 입장에서 최적의 OPEX를 구하는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

The development of smart grid technologies will enable enhanced utilization of electric vehicles(EV) as portable energy storage devices which can provide power system-wide. Because significant increase of EV in the near future, V2G(Vehicle-to-Grid) system will soon become a reality. This paper presents the optimal method of a battery lifetime depending on depth of discharge(DOD) considering load leveling.

본 논문에서는 터빈-발전기를 비롯한 에너지 저장장치, 추진시스템, 펄스부하 등으로 구성되는 전기 선박의 직류 배전 시스템의 모델링을 제시하고 시뮬레이션을 통해 시스템의 응답을 고찰한다.

In this paper, an estimation scheme based on an augmented sigma-point Kalman filter to estimate the state of charge (SOC) of the battery is presented, where the battery parameters of the series resistance ($R_o$), diffusion capacitance ($C_1$) and resistance ($R_1$) are also estimated through the recursive least squares (RLS) for better accuracy of the SOC. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation results.

전력전자와 마이크로프로세서 등 많은 기술들이 포함된 전력전자시스템을 조금이나마 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 NI(National Instrument)사의 LabVIEW를 활용해 C언어나 VHDL의 복잡함을 GUI로 쉽고 빠르게 프로그램하고, GPIC(General Purpose Inverter Controller)를 이용하여 전력전자 시스템 중 3상 인버터를 구동할 수 있음을 보인다.

본 논문에서는 LabVIEW와 Multisim을 이용한 Co-simultion 기능으로 얻은 시뮬레이션 결과와 그 과정을 기술한다. 3-Level NPC Inverter를 제어하였으며 동일한 조건에서 PSIM으로 시뮬레이션한 결과와 비교하여 보았다.

In Jeju power sytstem, the generation of reactive power depends on the operation of CSC-HVDC filter. Thus, the grid voltage will be affected. Statcom and SVC have demonstrated that it has excellent charateristics to solve this problem. First, this paper analyzes the operation of the Statcom based on the real power system in Jeju. Then, the characteristics of Statcom will be compared to the SVC. The modelling of the Jeju power system including Statcom and SVC will be performed by using PSCAD/EMTDC program and the real data from the real Jeju power system.

A discrete time domain modeling and analysis for the peak current controlled (PCC) buck LED driver is presented in this paper. The design guidelines and experimental results for the PCC buck LED driver are presented.

본 논문은 인버터 독립운전모드에서의 출력 전압 제어 방식을 다루고있다. 본 논문은 계통 연계 모드와 독립 운전 모드간의 모드 절환이 가능한 계통 연계형 인버터 출력단에 비선형 불평형 부하 연결시 발생하는 출력전압 왜곡현상에 대처하기위해 기존에 주로 사용되는 PI 제어를 이용한 방식을 대신해 고정좌 좌표계 또는 abc natural 프레임 하에서 사용되는 PR 제어를 사용하여 고조파 보상을 수행하였으며 추가적으로 계통 연계 모드시 외부 PR 출력 전류 루프와 내부 PR 출력 전압 루프를 가지는 제어기를 제안하였고 이러한 제어 방식이 계통 연계 모드의 출력 전압 THD 성능개선에 효과적임과 동시에 또한 모드 변환시의 동특성을 좀더 개선할 수 있다는 점을 입증하였다.

제어 시스템은 과도 응답을 거쳐 입력 명령에 근접하는 정상 상태 응답이 출력되도록 설계되기 때문에 동적시스템으로 정의된다. 이러한 동적시스템을 설계할 때 과도 응답과 정상 상태 오차, 안정도의 보장은 시스템 설계 시 가장 기본적으로 고려되어야 하는 요소이다. 본 논문에서는 동적시스템의 응답 특성 개선을 위하여 PI제어기와 IP제어기의 특성을 동시에 이용할 수 있는 혼합제어기를 설계하고 PMSM의 속도제어기에 적용하여 응답 특성을 시뮬레이션으로 확인하였다.

This paper presents an artificial intelligence - Deep Belief Network (DBN) gain-scheduling adaptive PI controller scheme for dual active bridge (DAB) converter. The PI gains are allowed to vary within a predetermined range and therefore eliminate the problems faced by the conventional PI controller. The performance of the proposed controller is simulated and compared with the conventional fixed PI controller under various conditions. The experimental prototype of the DAB converter is implemented using a digital signal processor of TMS320F28335 manufactured by Texas Instrument to examine and to evaluate the performance criteria of the proposed controller. Simulation and experimental results show improvements in transient as well as steady state responses of the proposed controller over the conventional fixed PI controller.

본 논문에서는 저압 직류 배전(LVDC) 시스템의 통합 운전기법을 제안하였다. 제안된 시스템은 AC배전을 DC배전으로 전력 변환을 해주기 위한 대용량 3-Level NPC PWM 컨버터로 구성하였다. 또한 태양광 발전 시스템을 연계하여 소규모 계통의 운전을 위한 양방향 DC/DC 컨버터로 구성하였다. 분산 전원의 단점을 보완하기 위하여 ESS 시스템을 구성하였고 통합 운전을 수행 하였다. 제안된 시스템에 모드별 적용된 제어기법을 이용하여 동작모드를 확립하였다. 이를 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

전기설계업체들은 현재 설계사마다 혹은 프로젝트마다 새로운 라이브러리를 구축하고 이러한 라이브러리를 업체 고유 노하우라고 하여 공개하지 않아 업체별 중복 제작에 따른 경제적 낭비가 발생하고 있다. 또한, 일부 공개된 라이브러리는 주관적인 관점에서 작성되어 지거나 전기 분야의 전문지식이 없는 소프트웨어 공급 업체들이 만들어 배포하다보니 전기설계 품질확보에 많은 문제가 되고 있다. 이러한 문제의 해결을 위해서는 전문성을 갖춘 전문가가 전기분야의 BIM라이브러리를 구축하고 활용할 수 있도록 표준화를 시킬 필요가 있다.