• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.73.2-73.2
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• 2010

휴대용 전자기기들의 소비전력 증가에 따라 2차전지에 비해 에너지 밀도가 높은 연료전지를 이용한 충전기의 필요성이 부각되고 있다. 대다수의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 방식이었으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통한 배터리의 충전이 요구된다. 또한 배터리는 일반 저항부하와 달리 큰 커패시턴스 성분을 가지고 있기 때문에 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 출력 리플전류를 유도하게 되어 시스템의 효율과 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 또한 이를 해결하기 위해 절연형 감압 컨버터를 사용하는 경우 변압기 사용에 의한 부피 증가와 부가 소자의 사용에 따른 가격 상승을 피하기 어렵다. Cuk 컨버터는 주스위치의 ON/OFF 동작에 관계없이 출력으로 에너지가 항상 전달되며, 이상적으로 리플이 거의 존재하지 않아 충전용으로 적합하다. 또한, 승압 및 감압이 자유롭기 때문에 배터리의 정격전압에 상관없는 범용 충전기의 설계도 가능하다. 따라서 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하여 배터리 충전기를 설계하고, 그의 상태공간 모델링, 주파수 특성 해석 및 제어기 설계에 대해 기술한다. 제안된 제어 방식은 소형 연료전지 스택을 이용하여 실제 배터리를 대상으로 한 정전류 및 정전압 제어를 실행하여 그 성능 및 안정성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.133-135
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• 2019

최근 신재생 에너지를 이용한 발전 방법에 관한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이로 인해 배터리 충, 방전 분야에서 양방향 DC-DC 컨버터의 수요가 증가 되고 있다. 본 논문에서는 배터리 충, 방전용 양방향 DC-DC 컨버터에 관한 연구로 Interleaved 기법을 적용하여 충전 시 배터리 전압 리플 감소 및 Coupled 인덕터를 적용해 인덕터 전류 리플 감소를 하고 배터리에서 방전 시 출력 전력 증가 및 출력 리플을 감소시키는 연구를 진행하였다. 제안된 컨버터의 특성 및 성능은 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2009.10a
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• pp.319-321
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• 2009

일반적으로 가장 간단한 구조의 배터리 충전장치는 교류를 직류로 변환하기 위한 다이오드 정류기와 직류의 크기를 변환하기 위한 컨버터로 구성되어 있다. 하지만, 이러한 구조로 되어있는 충전장치의 경우 입력단 역률저하로 인하여 전력변환장치에 과도전류나 파형의 왜곡 현상 등을 초래하게 되고, 정류기와 컨버터로 구성되는 2단 전력변환구조이기 때문에 효율에도 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 역률제어가 가능한 단일 컨버터 구조를 갖는 플러그인 하이브리드 전기자동차용 42V 배터리 충전장치를 연구하였다. 본 논문에서 연구한 배터리 충전장치는 PWM 방식의 AC-DC Buck 컨버터를 이용한 전력 변환장치와 입력단 역률제어 및 컨버터 출력을 제어하기위한 제어기로 구성되어있다. 본 논문에서 연구한 배터리 충전장치는 시뮬레이션을 통하여 역률제어 및 컨버터 출력을 확인하고 그 타당성을 검토하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.255-256
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• 2015

본 논문에서는 새로이 제안되는 불연속모드 양방향 부스트-포워드 컨버터를 사용하는 셀 밸런싱 방법을 제안한다. 이 컨버터는 다중입력과 다중출력의 양방향 배터리 충방전을 다루고, 다중직렬 배터리의 전압 셀 밸런싱에 초점을 두었다. 여러 입력 배터리의 전압 차가 나지 않을 때는 부스트 컨버터가 작동하고, 레퍼런스가 되는 입력 배터리와 다른 입력 배터리의 전압이 불균형이 생길 때 포워드 컨버터가 작동하여 밸런싱을 맞추는 새로운 불연속모드 부스트-포워드 컨버터 토폴로지를 제안한다. 전압 불균형 에 따른 밸런싱 조건에 대한 식을 증명하였고, 실제로 80W급 하드웨어를 제작하여 제안된 회로를 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.451-452
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• 2011

본 논문에서는 낮은 배터리 전압을 효율적으로 승압하여 전기자동차 구동용 모터를 구동하기 위한 DC-link 전압을 확보하기 위한 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 배터리와 출력 콘덴서가 직렬 결합되어 출력전압을 형성하는 구조로서 배터리 셀의 적층 수를 감소시킬 수 있어 구조적 신뢰성을 증가시킬 수 있고, 출력전압 전력반도체 소자 수를 최소화하여 전기적 신뢰성을 증가시킬 수 있는 장점을 가진다. 제안하는 컨버터의 이론적 분석을 기반으로 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.198-199
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• 2013

본 논문은 군용 UPS 시스템에서 Dual Active Bridge(DAB) 컨버터를 이용한 절연형 양방향 배터리 충전기를 제안한다. 일반적인 군용 UPS 시스템은 AC-DC 정류기, DC-AC 인버터, 양방향 DC-DC 컨버터, 배터리 충전기, 배터리로 구성되며, 여러 부하상태들에 대한 지속적인 전력공급을 위하여 안정적인 에너지 저장 시스템이 요구된다. 다양한 양방향 DC-DC 컨버터들 중, DAB 컨버터는 buck, boost 동작이 가능한 고효율 절연형 양방향 컨버터이다. 본 논문에서는 6kW(입력 380Vdc, 출력 32/21Vdc) DAB 컨버터에 대한 토폴로지 분석하고, 파라미터 및 제어 알고리즘 설계를 제안하고 시제품을 통해 이를 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.339-340
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• 2016

본 논문에서는 E-bike 구동을 위한 Boost 컨버터의 배터리 전류 제한 기법에 관해 제안한다. Boost 컨버터를 E-bike에 적용할 경우, 기동 시 큰 전류를 보충하기 위해 출력 단에 Super Capacitor가 사용된다. 이로 인해 생기는 입력 단의 Inrush 전류는 회로 구성 소자의 파손 문제를 발생시킬 수 있다. 그 뿐만 아니라, 배터리 입장에서의 Inrush 전류 및 모터 기동 시 순간의 큰 전류는 자체적 손상 및 수명 저하 문제를 야기한다. 상기 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 E-bike 적용 배터리의 수명 연장을 위한, 배터리 전류 제한 제어 기법을 제안한다. 컨버터 입력 전류인 배터리 전류를 제한함으로써, 큰 전류에 의한 소자 파손 및 배터리의 안정성 문제를 해결하였으며, 이를 통해 배터리의 수명을 연장이 가능하였다. 이를 모의실험 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.184-185
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• 2013

본 논문은 1.8MW 급 ESS용 배터리 충방전기 개발에 관한 논문이다. 제안된 회로의 구성은 삼상 교류 입력을 받아 DC 1150V로 변환시키는 3상 AC/DC 컨버터부와 배터리를 충전과 방전시키는 buck-boost 컨버터부로 구성된다. 출력은 최대 900V, 2000A 이며 C/C, C/V, C/P 모드로 제어된다. 3상 AC/DC 컨버터는 역률을 개선하고, 입력 고조파를 저감시킬 수 있으며, 계통으로 회생이 가능하다는 장점이 있다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 배터리 충방전기의 성능을 검증하였으며, 실제 시스템에 적용하여 충전 및 방전 시험을 완료하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.16 no.3
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• pp.227-233
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• 2011

This paper proposes a design and experiment of three phase interleaved dc-dc converter for 5kW battery charger. The charger consists of a three-phase interleaved dc-dc converter, which interfaces batteries and DC link, and a grid connected inverter. Lead-acid battery is modeled in a simple R-C model by matlab. Parameters of the battery are estimated based on step current discharging test. The battery is connected to three-phase interleaved DC-DC converter in order to reduce the ripple current to the battery and so, increase the lifetime of battery. Controller for charging and discharging mode is designed and tested in a 5kW charger prototype.