• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.248-248
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• 2011

유전체 모세관을 이용한 해수에서의 펄스고전압 방전 특성을 연구하였다. 내경 1, 2, 3 mm의 구멍이 뚫린 Quartz 블럭에 외경 1, 2, 3 mm의 SUS 핀을 삽입하였고 삽입된 핀의 끝이 해수에 담구어 지도록 하여 고전압 방전을 발생 시켰다. 인가된 펄스 고전압은 5 kHz의 반복 주파수를 가지며, Pulse 폭을 $1{\sim}2.5{\mu}sec$까지 변화 시켜 전압전류 파형과 방전양상을 살펴 보았다. 방전은 펄스폭 변화에 따라 전해전도 전류에 의한 모세관 가열, 모세관내 미세기포형성, 기포내의 코로나 방전 개시 그리고 글로우 또는 아크방전으로 발전하는 것을 확인하였다. 모세관의 길이는 각각의 구경에 대하여 5 mm, 10 mm 두 가지로 변화하여 실험하였고, 모세관 길이 10 mm 조건에서는 방전이 매우 불안정 하였다. 각각의 방전조건별로 1~5분간 방전을 진행하여 해수내의 유리염소의 농도 변화를 살펴본 결과 방전모드가 글로우 또는 아크 방전 모드에서 단위 에너지당 유리염소 발생 수율이 큰 폭으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.198-199
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• 2019

이 논문에서 제안하고자 하는 컨버터는 태양광 모듈이 결합된 Phase-shifted Full-bridge(PSFB) 컨버터이다. 기존 전기자동차의 전력변환 시스템에는 고전압 배터리와 저전압 배터리간 전력전달을 위한 DC-DC 컨버터가 존재한다. 저전압 배터리 충전에 있어 고전압 배터리 외에 태양광 모듈 컨버터를 사용하여 고전압 배터리 사용량을 낮출 수 있다. 이 논문에서는 기존의 PSFB 컨버터의 2차측에 태양광 모듈과 스위치하나를 추가하여 태양광 Buck Converter를 구성하였고 PSFB컨버터의 출력 인덕터와 Synchronous switch를 사용하게 되어 소자 수를 절감하였다. 또한 PSFB 동작 시 1차측 전류가 Free wheeling하는 구간에서 태양광 Buck converter를 동작함으로써 고전압 배터리와 태양광 모듈에서 동시에 저전압 배터리로 전력공급이 가능하게 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.49-51
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• 2019

본 논문은 고전압 양극성 펄스 모듈레이터에 대해 소개한다. 모듈레이터는 충전을 위한 공진형 컨버터와 고전압 펄스를 생성하기 위한 12개의 파워셀로 구성된다. 12개의 파워셀은 다중 권선 변압기를 통해 모든 셀이 병렬로 충전되며, 방전 시에는 모든 셀이 직렬로 연결되어 고전압을 생성한다. 12개의 파워셀을 구성하는 48개의 스위치에 절연된 전력과 신호를 동시에 공급하기 위해, 2개의 고전압 케이블로 구성된 양극성 컨트롤 루프가 설계되었다. 최종적으로 10kV, 100A, 3kHz 사양을 갖는 양극성 펄스 모듈레이터가 구현되었으며, 저항부하 및 리액터 부하조건에서 테스트 되었다. 실험결과를 통해 제안하는 양극성 펄스 모듈레이터의 신뢰성이 검증되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.293-294
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• 2012

본 논문에서는 H-브릿지 멀티레벨 인버터를 이용한 고전압 대용량 유도 전동기 구동을 위한 단순하고 강인한 속도 센서리스 제어를 소개하였다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 고전압 대용량화, 우수한 입출력 전력품질, 모듈화, 그리고 설치 조건 편의성으로 인해 고전압 대용량 유도 전동기 가변속 용도로 적용이 확대되고 있지만, V/F 운전시의 대표적인 단점인 저속 영역에서의 낮은 토오크, 무부하 혹은 경부하 조건의 전류 및 전동기 진동, 그리고 전동기 슬립에 의한 속도 변동은 대용량 유도 전동기의 인버터 적용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위해 속도 센서가 필요 없으며 전동기 상수에 강인한 속도 센서리스 제어를 전류 및 슬립 보상을 적용하여 유도 전동기의 기동 토오크 증대, 경부하 진동 억제, 그리고 속도 제어 특성을 향상 시켰다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12a
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• pp.194-195
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• 2011

런던협약 '96의정서' 발효에 의해 2012년부터 하수 슬러지 처분 방법 중 대부분을 차지하고 있는 유기성 슬러지 등 폐기물의 해양투기가 전면 금지되기 때문에 효과적인 하수 슬러지 처분 및 슬러지 감량화에 대한 기술 수요가 꾸준히 제기되고 있다. 본 연구에서는 슬러지 처분법의 대안으로 슬러지 가용화 연구에 고전압 임펄스을 접목시켜 슬러지 가용화 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용된 고전압 임펄스 장치는 power supply, HV generator, capacitor와 switch, impulse generator로 구성되어 있다. 고전압 임펄스에 의한 슬러지의 특성 변화를 관찰하였다. HVI를 90분 인가하였을 경우 하수 슬러지의 MLSS와 MLVSS는 각각 평균 8%와 9% 감소하였다. 또한 SCOD는 341% 증가하였고, TN과 TP는 각각 34%와 90.9% 증가하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.305-306
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• 2019

본 논문에서는 고전압 커패시터 충전용 3상 LCC 공진형 컨버터를 설계하고 제작하였다. 고전압 커패시터 충전시간과 충전전압간에 선형성을 확보하기 위하여 컨버터는 충전 전 구간에서 정전류원으로 동작하도록 설계되었다. 공진탱크 설계를 위해서 FHA(Fundamental Harmonic Analysis) 기법을 이용하여 첨예도(Q; Quality factor)와 기저 주파수 변동에 따른 입출력 전류이득특성을 도출하였고 이를 바탕으로 28.8kJ/s의 충전속도를 가지며 최대 충전전압은 10kV 인 3상 LCC 공진형 컨버터를 제작하였다. 제작된 컨버터는 10kV, 600kJ 규격의 12mF 고전압 커패시터를 이용한 충전 실험을 통해 설계의 타당성을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.191-192
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• 2018

본 논문은 유연전극의 플라즈마 발생용 고전압 전원장치에 대한 연구이다. 유연전극의 플라즈마 발생용 고전압 전원장치는 가변 전압을 위해 투 스위치 포워드 컨버터와 주파수 변환을 위한 LLC 공진 컨버터로 구성된다. 유연전극의 경우 장비의 구조에 대한 자유도가 높기 때문에, 살균 및 멸균 효율이 높다. 다만, 유연전극은 길이와 재질에 따라 인덕턴스와 커패시턴스가 달라진다. 따라서, 유연전극의 정확한 모델링을 통해 공진 주파수의 최적화가 필요하다. 본 논문에서는 유연전극 길이와 재질에 따른 정확한 모델링을 통해 LLC 공진 주파수를 최적화하고, 실험을 통해 제안하는 유연전극의 플라즈마 발생용 고전압 전원장치를 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.369-370
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• 2020

본 논문에서는 전기자동차용 양방향 배터리 충전장치에 사용되는 CHFL(Cycloconverter-type High Frequency Link) 컨버터에서 발생하는 고전압 스파이크 저감을 위한 스위칭 방법을 제안한다. CHFL 컨버터는 양극성 고주파 파형 정류시 LC 필터의 인덕터와 변압기의 누설 인덕터에 저장된 에너지로 인해 고전압 스파이크가 발생하게 된다. 제안된 스위칭 방법은 환류 구간을 통해 저장된 에너지를 회생시킴으로서 고전압 스파이크 문제를 해결할 수 있다. 제안된 스위칭 방법의 성능은 MATLAB/ Simulink 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.221-223
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• 2020

반도체 기반 고전압 펄스 발생장치에 적용 가능한 고전압 스위치는 주로 수 kV 정격의 반도체 스위치를 직렬로 스태킹하여 구성되며, 이때 각 스위치 소자에는 절연과 동기화된 각각의 게이트 신호가 인가되어야 한다. 본 논문에서는 짧은 펄스 폭의 온, 오프 게이트 펄스와, 단일 턴의 고전압 전선을 일차측으로 갖는 게이트 변압기를 통해 직렬로 구성된 반도체 스위치 스택 기반의 펄스 모듈레이터에 적용 가능한 간단한 구조의 게이트 구동회로가 설계되었다. 각 스위치에 게이트 신호를 전달하기 위해 온, 오프 게이트 펄스를 사용함으로써 게이트 변압기의 포화를 방지할 수 있으며, 이때 각 스위치의 게이트 턴-온, 오프 전압은 변압기 이차측의 제너 다이오드와 스토리지 커패시터를 통해 유지된다. Pspice 시뮬레이션을 통해 12개의 IGBT를 직렬로 구성하여 설계된 구조의 게이트 회로를 적용, 최대 10kV 펄스 출력 조건에서 안정적인 동작을 확인하고 설계를 검증하였으며 1200V 급 IGBT를 사용하여 실제 스위치 스택과 게이트 구동회로 모듈을 1리터 이내의 부피로 고밀도화하여 제작하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.518-519
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• 2013

신재생 에너지의 용량이 증대하고, 수요가 늘어 남에 따라, 국가 간, 도시 간의 송전이 중요한 이슈로 대두 되고 있으며, 해당 요구 조건을 만족시키기 위해서 초고압 직류 송전 개발이 요구 되고 있다. 이 초고압 직류송전(HVDC)에는 전류형과 전압형으로 나뉘게 되는데, 각 HVDC 에서 사용되는 Valve는 실제 운전 전에 여러 가지 방법으로 검증이 되어야 한다. 합성 시험회로(Synthetic Test Circuit = 이하 STC) 는 전류형 HVDC에서 사용되는 주요 전력변환 장치 인, Thyristor Valve의 동작을 실제 동작 조건에 맞추어 동작을 시켜, 동작의 신뢰성을 검증하는 시험 설비 이다. 기존 STC는 고전압 대전류 회로와 고전압 저전류 회로의 합성 동작으로 Thyristor Valve의 동작을 검증한다. 하지만 제안된 Topology를 이용하면, 고전압 대전류 회로를 저전압 대전류 회로로 사용할 수 있으며, 제작 비용 및 설치 면적 등을 감소 시킬 수 있어 경제적이다.