• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.7
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• pp.916-922
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• 2014

Diode rectifiers have been widely used for an AC to DC converter. But a big problem is that they include large harmonics components in the input currents. A 12-pulse configuration with phase shifting transformer is useful for reducing them. however, it still includes the ($12{\pm}1$)th (m; integer) harmonics in the input currents. In this paper, we propose a single-phase square wave auxiliary voltage supply which is inserted in the middle DC bus. It reduces harmonics especially the 11th and 13th and the harmonic characteristic becomes almost equivalent to a 24-pulse rectifier. Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the auxiliary supply is presented and a control method of the auxiliary supply is proposed. The reduction in the input current harmonics is verified by simulation using software PSIM.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.21 no.6
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• pp.759-769
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• 2015

Diode rectifiers are very popular in industry. However, they include large low-order harmonics in the input current and do not satisfy harmonic current content restrictions. To reduce the harmonics to the power system, several methods have been introduced. It is heavy and expensive solution to use passive filters as the solution for high power application. Another solution for the harmonic filter is utilization of active filter, but it is too expensive solution. Diode rectifiers with configurations using switching device have been introduced, but they are very complicated. The combined 12-pulse diode rectifier with the square auxiliary voltage supply has been introduced. It has the advantages that auxiliary circuit is simple and inexpensive compared to other strategies. The advanced auxiliary voltage supply in this thesis is presented as a new solution. When the square auxiliary voltage supply applied, the improvement of THD is 6~60[%] in whole load range. But when the advanced auxiliary voltage supply applied, it shows stable and excellent reduction effect of THD as 57~71[%]. Especially, for the case with 10[%] load factor, reduction effect of THD has little effect as 6[%] in the case of inserting a square auxiliary voltage supply. But when the proposed new solution applied, reduction effect has excellent effect as 71[%]. Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the advanced auxiliary voltage supply is presented and control methods of the auxiliary supply is proposed. The reduction in the input current harmonics is verified by simulation using software PSIM.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.3
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• pp.339-348
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• 2017

Power supply for railway cars can be divided into propulsion system power supply and auxiliary power units (APU). The propulsion system power supply is for propulsion of railway cars, and regenerative braking; the APU provides power for the air compressor, lighting, car control and other auxiliary parts. According to high voltage and high current specifications, generally, an insulated-gate bipolar transistor (IGBT) is adopted for the switching component. For appropriate switching operation, a gate driver unit (GDU) is essentially required. In this paper, the technical trends of GDU for railway cars are analyzed and a design consideration for IGBT GDU is described.

• KIPE Magazine
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• v.14 no.5
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• pp.36-41
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• 2009

전기철도차량에는 대용량 추진제어 컨버터/인버터부터 소용량 스위칭 모드 전원장치에 이르기까지 철도차량의 운행에 필요한 각종 동력 및 전력을 공급하기 위한 여러 가지 형태의 전력변환장치가 사용되고 있다. 그 중 가장 대표적인 전력변환장치가 추진제어인버터와 보조전원장치이다. 전기철도차량의 성능평가는 전력변환장치의 성능평가라 할 수 있을 정도로 많은 비중을 전력변환장치가 차지하고 있다. 한국철도기술연구원은 국토해양부로부터 지정받은 성능시험기관으로서 국내 도시철도 및 철도차량의 성능평가를 수행하고 있다. 성능시험은 차량의 제작공정에 따라 부품시험, 구성품시험, 완성차시험, 예비주행 및 본선시운전의 각 단계별로 실시하고 그 시험기준으로 도시철도차량의 성능시험에관한기준 및 철도차량성능시험 시행지침이 적용된다. 성능시험기준을 근간으로 추진제어인버터와 보조전원장치의 성능시험 대한 시험항목과 시험방법에 대하여 소개한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.174-175
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• 2012

철도 분야에서도 환경 보호 및 에너지 절감을 위한 경량화 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 논문에서는 철도차량의 보조전원장치 경량화에 대해 설명 한다. 기존의 철도차량의 보조전원 장치는 내부 필터 리액터, 변압기 등이 중량의 상당한 부분을 차지 하고 있고, 이는 시스템 중량 저감을 위한 고민에서 가장 큰 위치를 차지 한다. 본 논문에서는 공진형 컨버터를 사용하고 스위칭 주파수를 높여 필터 리액터, 변압기 등을 경량화 하였다. 150kW급 시제품에 대한 모의해석과 실험을 통해 입증 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.431-432
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• 2020

철도차량 하부에 부착되는 전장품 무게는 차량의 바퀴 및 베어링 등 철도차량 수명에 큰 영향을 주기 때문에 경량화는 필수적이다. 본 논문에서는 철도 차량용 보조전원장치의 경량화를 위해 LLC 공진형 컨버터를 적용한 보조전원장치 시스템과 제어알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 고속스위칭을 위해 입력단 벅 컨버터를 이용하여 가선 전압을 감압시키고 이후 LLC 공진형 컨버터를 통해 인버터 입력단 전압을 제어한다. 또한, 공진형 컨버터 손실을 최소화하기 위해 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하며, 공진 탱크의 최적 설계도 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 시뮬레이션 및 실험으로 검증한다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.3
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• pp.329-338
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• 2017

A recent trend of technical development in auxiliary-power-supplies (APS) is to replace 60Hz low frequency transformers with isolated type dc/dc converters. This paper introduces the technical trend in APS structures and proposes a power converter circuit suitable for high-efficient and light-weight APS. By utilizing the resonant converter, which achieves ZCS, to reduce switching losses, various types of APS structures (1-stage and 2-stage) are reviewed, and they are verified by simulation. The full-bridge resonant LLC converter is designed with a 1-stage power converting structure; the resonant converter topology is designed with a 2-stage power converting structure that has a pre-regulator converter to compensate for the wide input voltage range. Both a step-down converter and a step-up converter are designed and compared for the pre-regulator in the 2-stage structure. Operational characteristics are compared with simulation results and loss analyses are presented to proposes appropriate system structure and topologies.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10c
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• pp.189-191
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• 2007

본 연구에서는 고분자전해질연료전지(PEFC)를 이용하여 보조전 원용으로 사용할 수 있는 계통연계 연료전지 시스템을 개발하였다. 또한 본 연구에서 DSP(Digital Signal Processor)를 이용한 계통연계형 전력변환장치(PCS, Power Conditioning System)와 시스템 제어기의 개발도 병행하여 수행되었다. 개발된 1kW급 보조전원용 연료전지 시스템은 다양한 조건에서의 스택 성능 실험 및 BOP 연계 시험을 통해 최적의 운전점을 도출할 수 있었으며, PID(Proportional, Integral, Differential) 운전제어 방식을 통하여 시스템의 안정적인 운전 특성을 확보하였다. 향후 본 시스템은 계통연계용은 물론 독립전원용으로도 사용이 가능할 수 있도록 전력변환장치를 설계하여 적용할 예정이다.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.16 no.1
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• pp.18-23
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• 2023

A smart sensor is the key element to implement IoT (Internet of Things) service, as a terminal equipment. This paper investigated the design method of a power supply using energy harvesting technique for a smart sensor. the performance of a power supply using a solar cell and a piezoelectric transducer as a energy harvesting device was verified and the method to optimize a power supply was analyzed depending on the operating condition of a smart sensor. Also the method to increase a battery life cycle as a auxiliary power supply was proposed.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.248-250
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• 2006

본 논문에서는 유도가열용 전원장치의 역률을 개선함으로써 효율을 극대화 시킬 수 있는 새로운 기법을 제안한다. 일반적으로 유도가열 부하의 경우 전기적인 특성상 Q(quality factor)값이 매우 크므로 인해 전원장치에서 공급되는 대부분의 전력은 위상차에 따른 무효전력이며 더불어 입력전류 고조파에 의한 무효전력도 포함되어 있다. 이러한 무효전력 성분을 보상하기 위해 유도가열용 전원장치 인버터부에 역률보상용 콘덴서를 부착하고 적절하게 운전하여 위상차에 따른 무효전력 성분을 보상할 수 있다. 또한 컨버터부에 간단한 보조회로를 추가하여 입력전류의 고조파를 제거함으로써 고조파에 의한 역률도 개선할 수 있을 뿐만 아니라 고조파로 인해 야기되는 문제도 사전에 차단할 수 있다.