• 전기학회논문지
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• 제60권3호
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• pp.560-565
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• 2011

This paper proposes the design of micro energy harvesting system by using thermoplastic polyurethane(TPU), which harvests electric energy from the kinetic energy of pedestrian and drives the desired load, and applied it to the self-generating shoes. Also, we designed the buck-boost converter in discontinuous conduction mode(DCM) which functions as a resistor emulator(RE) such that converter's average input current is proportional to input voltage, and it results in transfer of maximum power to buck-boost converter according to control behavior that converter's input resistance is matched with TPU's internal resistance. Therefore, this paper confirms the validity of proposed control scheme and possibility of application for self-generating shoes, from the obtained characteristic of designed micro energy harvesting system by using a TPU and buck-boost converter in DCM.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.173-174
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• 2010

In this paper, authors propose a new buck-boost converter of discontinuous conduction mode (DCM) added electric isolation. The proposed converter with DCM eliminates the complicated circuit control requirement and reduces the size of components. The general converters of high efficiency are made that the power loss of the used switching devices is minimized. To achieve the soft switching operation of the used control switches, the proposed converter uses a lossless snubber capacitor. The proposed converter achieves the soft-switching for all switching devices without increasing their voltage and current stresses. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of converter is high. The soft switching operation of the proposed converter is verified by digital simulation and experimental results.

• 전력전자학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.48-58
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• 2023

This paper presents the digital control techniques of a bidirectional CRM(critical-conduction mode) buck(boost) converter, a dead-time design method that optimizes ZVS(zero-voltage switching) and valley-switching operation, and a switching-frequency limitation that ensures stable converter operation. To verify the feasibility of the design, a Si-MOSFET-based bidirectional CRM buck(boost) converter is built with 260-430 V input, 160-240 V output, and 1.0 kW rated capacity. The bidirectional CRM converter achieves an efficiency of up to 99.6% at buck mode and 98.7% at boost mode under rated load conditions.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.922-923
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• 2008

This paper is proposed to a novel DC-DC buck-boost converter added electric isolation by using a soft switching method. To be achieved of high efficiency system, the proposed converter is constructed by using a partial resonant circuit. The control switches using in the converter are operated with soft switching for a partial resonant method. The controlling switches are operated without increasing their voltage and current stresses by the soft switching technology. The result is that the switching loss is very low and the converter efficiency is high. And the proposed converter is added in a electric isolation. When the power conversion system is required to electric isolation, the proposed converter is adopted with system development of high efficiency. The soft switching operation and the system efficiency of the proposed converter is verified by digital simulation and experimental results.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.142-144
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• 2008

This paper is studied on the characteristic analyses of a high performance buck-boost converter added electric isolation by using a soft switching method. To be achieved of a high performance system, the proposed buck-boost converter is constructed by using a partial resonant circuit. The control switches using in the converter are operated with soft switching for a Partial resonant method. The controlling switches are operated without increasing their voltage and current stresses by the soft switching technology. The result is that the switching loss is very low and the converter efficiency is high. And the proposed converter is added in a electric isolation. When the power conversion system is required to electric isolation, the proposed converter is adopted with the system development of high efficiency. The soft switching operation and system efficiency of the proposed converter is verified by digital simulation and experimental results.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.457-464
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• 2016

This study proposes a bi-directional buck-boost converter controller design method for ESS using the MATLAB SISO tool. The conventional two-loop controller design is based on a continuous S-domain model that designs each controller independently. The demerit of the conventional method is that optimal performance is not easily achieved and extensive trials and errors are required because two-loop systems interact with one another. Using the MATLAB SISO tool based on the design method proposed in this work overcomes the disadvantages of the conventional method. In the proposed method, the SISO tool can select the location of the poles and zeroes of the open loop system, thereby facilitating the effective design of a high-performance controller. The design sequence is detailed systematically, and the performance of the method is verified with a computer simulation and 10 kW experimental system.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1003-1014
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• 2019

본 논문에서는 PV 시스템에서 사용되는 회로들을 쉽게 해석할 수 있도록 모델링하였다. 시뮬레이션 툴은 직관적인 전기회로 시뮬레이션이 가능한 PSPICE를 이용하였다. 모델링한 라이브러리를 이용하여 태양전지의 사용에서 간과하기 쉬운 온도와 공간방사의 영향에 대해서도 시뮬레이션을 수행하였다. 이와 더불어 태양광 발전 시스템의 완전한 동작을 위해 DC-DC 벅-부스트 컨버터와 MPPT 제어 시스템에 대한 완전한 동작 시스템에 대해 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 양호한 동작을 확인할 수 있었다. 또한 시뮬레이션의 동작을 입증하기 위하여 시뮬레이션에서와 동일한 조건의 실제 시스템을 구성하여 실험을 수행 하였으며 실험의 결과와 시뮬레이션의 결과가 동일한 동작을 수행하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 단상 3[kW] 계통연계형 태양광 전력변환기를 제안하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.188-198
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• 2010

최근들어, 전기이중층 커패시터 등의 친환경 전력저장장치의 수요가 증가하면서, 이를 위한 양방향 충/방전기의 수요 또한 증가하고 있다. 그러나, 기존의 상용화된 아날로그 제어기를 사용하는 DC-DC 컨버터를 충 방전기로 사용하게 되면, 충/방전 레퍼런스를 제공하는 상위 디지털 제어기와 별도로 아날로그 제어기를 제작해야 하는 문제가 있고, 회로가 복잡해지며, 모드전환 시 과도응답이 좋지 않다. 이에 대한 대안으로 단일 디지털 제어기를 사용하게 되면 쉽게 구현 가능한 설계방식을 이용하여 양방향 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 단일 회로 단 양방향 벅-부스트 컨버터에 전기이중층 콘덴서를 이용한 친환경 전력저장장치의 양방향 충/방전 시스템을 구현하고, DSP(TI사 TMS320F28335)를 이용한 디지털 제어기를 적용하였다. MATLAB simulink를 이용하여 모의실험을 수행하였고, 하드웨어를 구성하여 실험한 결과, 모의실험과 마찬가지로 양방향 시스템의 응답특성이 개선되었음을 보여주었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.456-465
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• 2019

PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.335-342
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• 2016

This paper proposes an energy storage-assisted, series-connected module-integrated power conversion system that integrates a photovoltaic power conditioner and a charge balancing circuit. In conventional methods, a photovoltaic power conditioner and a cell-balancing circuit are needed for photovoltaic systems with energy storage devices, but they cause a complex configuration and high cost. Moreover, an imbalanced output voltage of the module-integrated converter for PV panels can be a result of partial shading. Partial shading can lead to the fault condition of the boost converter in shaded modules and high voltage stresses on the devices in other modules. To overcome these problems, a bidirectional buck-boost converter with an integrated magnetic device operating for a charge-balancing circuit is proposed. The proposed circuit has multiple secondary rectifiers with inductors sharing a single magnetic core, which works as an inductor for the main bidirectional charger/discharger of the energy storage. The secondary rectifiers operate as a cell-balancing circuit for both energy storage and the series-connected multiple outputs of the module-integrated converter. The operating principle of the cell-balancing power conversion circuit and the power stage design are presented and validated by PSIM simulation for analysis. A hardware prototype with equivalent photovoltaic modules is implemented for verification. The results verify that the modularized photovoltaic power conversion system in the output series with an energy storage successfully works with the proposed low-cost bidirectional buck-boost converter comprising a single magnetic device.