• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.231-232
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• 2015

본 논문에서는 반도체 변압기(Solid State Transformer; SST)를 구성하는 단상 계통 연계형 인버터의 소신호 모델링과 이를 통한 효과적인 제어기 설계 방법을 제안한다. 평균화, 선형화 및 주파수 영역으로의 변환 단계를 거쳐 소신호 모델링을 수행하여 인버터 시스템의 전달함수를 얻을 수 있다. 이를 이용해 다양한 변동에 대한 인버터의 안정도와 동작 특성을 파악하고, 전압 제어기 및 전류 제어기를 설계하여 동작 영역에서 인버터의 안정적인 동작과 적절한 동특성이 확보되도록 한다. 본 논문에서 제안된 모델링과 제어 방법은 시뮬레이션을 통해 유효성을 검증하였다.

• KIPE Magazine
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• v.22 no.2
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• pp.38-45
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• 2017

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.343-344
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• 2016

This paper is presents a design of high voltage level rectifier converter in SST(Solid state transformer). Also verify the converter through simulation and experiment.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.6-7
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• 2019

본 논문에서는 양방향 전력 전송을 가능케 해주는 Dual-active-bridge (DAB) 컨버터에서, 고주파 변압기 대신 무선 전력 전송 코일을 이용한 시스템을 제안한다. 기존의 DAB 컨버터에서 주로 사용되는 고주파 변압기는 Core-type 또는 shell-type으로 만들어지며, 1차 측 권선과 2차 측 권선이 자기적으로 강하게 결합되어 높은 전력 전달 효율을 가지도록 만든다. 이런 DAB 컨버터를 직/병렬 연결해 MV-DC to LV-DC로 변환하는 반도체 변압기 등을 구성할 때, 1차 측 권선과 2차 측 권선 사이에는 절연 문제와 1차 측 스위치 회로와 2차 측 스위치 회로, 그리고 고주파 변압기가 각각 따로 절연해야 하는 문제점이 있다. 본 논문에서 제안하는 DAB 컨버터는 1차 측과 2차 측이 수 cm 이격되어 있어 1차 측과 2차 측 사이의 자기적 결합이 굉장히 약하다. 따라서 1차 측과 2차 측 코일을 커패시터로 공진시켜 전력을 전달하는 무선전력전송(Loosely Coupled Inductive Wireless Power Transfer)을 이용한다. 무선전력전송의 공진 topology는 Parallel-Series로 선택했고, impedance transformation 회로를 추가했다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.271-273
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• 2020

SiC 기반의 전력용 반도체 소자들은 스위칭 속도가 빠르고 높은 차단 전압을 가져 dv/dt가 크다. 중전압 이상에서 게이트 드라이버에 절연된 전원 공급을 하기 위해 소형 변압기가 사용된다. 하지만 변압기의 1, 2 차 권선 사이에 수십 pF 이상의 기생 커패시턴스가 존재하며, 높은 전압을 고속으로 스위칭 하게 될 경우 기생 커패시턴스를 통해 제어부로 공통 모드 전류가 흘러 오작동을 야기할 수 있다. 본 연구에서는 변압기를 대체하여 무선전력전송 코일을 이용한 게이트 드라이버용 절연된 전원공급 장치를 제안한다. 무선전력전송 코일 사이의 거리를 수 mm 이상 이격시켜 코일 사이의 기생 커패시턴스를 1 pF 이하로 줄이고 높은 절연 특성을 가질 수 있다. 무선전력 전송의 공진 토폴로지는 직렬-병렬을 선택했고, 2 MHz에서 높은 효율을 갖도록 I-core 코일을 2.2cm × 1.5cm × 1.7cm으로 제작해 검증했다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.19 no.6
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• pp.727-735
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• 2016

Smart transformers are effective at reducing the weight and increasing the efficiency of traction systems for railroad applications. A smart transformer generally consists of rectifier modules and the Dual-Active-Bridge (DAB) converter modules. The efficiency of the smart transformer depends on not only the electrical characteristics, but also on the control method of the converter modules. Especially, a DAB converter has a high order degree of freedom of voltage modulation to control the power transferred through the high frequency transformer, and a voltage modulation method, are very critical for the efficiency of the DAB converter. This paper proposes a new voltage modulation method for the DAB converter to increase the efficiency in the low/medium power transfer condition. The proposed modulation method controls the reactive power in the high frequency transformer, making it zero. And, the switching loss is dramatically reduced by using the received converter module as a diode rectifier. The feasibility of the proposed modulation method is verified by computer simulation of the 900Vdc DAB converter power control.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07b
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• pp.996-997
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• 2006

본 연구에서는 조명기기의 에너지 절약 및 전력품질 개선 기능을 갖는 다기능 에너지 절약 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 부하의 적정전압을 유지하기 위한 전압제어형 인버터와 계통의 고조파 저감 및 단위역률 제어를 위한 전류제어형 인버터가 병렬로 연결된 형태로 기존의 단권 변압기를 이용하는 절전 장치의 탭 절환시의 스파이크 및 변압기 소음 문제 및 반도체 소자에 의한 절전장치의 에너지 회생문제를 해결할 뿐 아니라 전압제어형 인버터의 용량은 정격부하의 약 10%이내이며, 전류제어형 인버터의 용량은 정격부하의 약 30%이내로 시스템의 소형 경량화 및 가격하락의 장점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 절전장치들의 문제점을 이론적 해석 및 실험을 통하여 설명하고 제안된 시스템의 동작원리 및 제어 알고리즘을 설명하고 시뮬레이션을 통하여 시스템의 유용성을 확인하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.5 no.4
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• pp.358-369
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• 2000

Shielded metal arc welding machines with AC transformer have been widely used for thin-plate welding applications. Because of being bulky, heavy and of tap-changing property, so the SMAW's are changing to new power electronic circuits such as inverter circuit in order to reduce the system size and also to improve the welding performances at input output sides. The PWM inverter arc welding machine with diode rectifier has better output welding performances but it is has the plentiful harmonics and the lower input power factor. To solve these problems, input current-controlled scheme is considered for PWM inverter arc welding system, and then total input power factor is maintained to be more than 99%. Also a new combined control is proposed which can control both instantaeous welding output voltage and current under constant power condition, and as a result the variations of instantaneous current and voltage can be reduced to very narrow range in the V-I curve relationship, and hence the variance of welding current and voltage become so reduced. In addition the spatter generated during welding process is greatly reduced up to 70%. And the overall effiency can be improved up to 10%, which becomes higher when the load is lower.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.305-306
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• 2010

현재 전 세계적으로 개발 되어진 계통연계형 태양광 인버터는 500kW급 미만이며, MW급 태양광 발전을 위하여 MW급 인버터 개발이 필요 하지만 파워 반도체(IGBT) 소자의 전류 정격의 한계, 방열 그리고 저주파 변압기의 크기 문제로 개발의 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하고 현재 개발 되어 있는 350kW급 태양광 인버터 3대를 이용한 최적의 1MW급 발전 시스템 구성 방향을 제시 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.63-64
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• 2016

This paper deal with single module design of 13.2kVrms/10kVA solid state transformers exchanging conventional transformer. We can design compact hardware system to reduce size and get higher switching frequency by using SiC devices. As a result by comparing simulation results with experiment result, it is verified.