• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.191-192
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• 2014

Multiple output converters (MOCs) are widely used for applications which require various levels of the output voltages due to their benefits in cost, volume, and efficiency. However, most of the MOCs developed so far can regulate only one output tightly and require as many secondary windings in the transformer as the number of the outputs. In this paper, a novel Time Division Multiple Control (TDMC) method to regulate all the outputs in high precision is proposed and applied for the multiple output battery charger based on the phase shift full bridge topology to charge a multiple number of batteries at one time. The proposed converter can charge three different kinds of batteries or same kind of batteries in different state of charges (SOCs) by using constant current/constant voltage (CC/CV) charge mode independently. At the same time it can provide an even degree of tight regulation for each output to satisfy the strict ripple requirement of the battery. The validity and feasibility of the proposed method are verified through the experiments.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.247-255
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• 2022

This paper proposes a multiphase interleaved zero-voltage-transition boost converter with a single soft-switching cell for high-voltage DC-DC converter (HDC) of fuel cell systems. The proposed single soft-switching cell structure can reduce the system volume by minimizing the passive and active elements added even in the multiphase-interleaved structure. To analyze the feasibility of the proposed structure, this paper mathematically analyzes the operation modes of the converter with the proposed single soft-switching cell structure and presents guidelines for design and considerations. In addition, the feasibility of the 210[kW] HDC was confirmed through PSIM simulation, and the system volume reduction of up to 10.48% was confirmed as a result of the 5[kW] HDC test-bed experiment considering the fuel cell system. Through this, the validity of the proposed structure was verified.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.515-525
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• 2022

The wireless power transfer (WPT) charging system for AGV depends highly on the coupling conditions due to air gap variation. To attain stable output power with high transfer efficiency under various coupling conditions, a single-stage, DC-DC converter that operates with robustness to changes in air gaps is proposed for the WPT system. The proposed converter is capable of soft switching under the set input voltage (V_in: 380 V_DC), load conditions (0-1 kW), and air gap changes (30-70 mm). In addition, a wide output voltage range (Vo: 39-54 V_DC) can be controlled by varying the link voltage due to the phase control at a fixed switching frequency. Experimental results are verified using a prototype of a 1 kW wireless power charging system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.715-720
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• 2016

본 논문에서는, 휴대기기를 위한 PWM(Pulse Width Modulation), 전압모드 DC-DC 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 현재 소형화 되어가고 있는 휴대기기 시장에 적합하도록 1 MHz의 스위칭 주파수를 사용하여 칩 면적을 줄였다. 제안하는 DC-DC 컨버터는 전력단과 제어단으로 이루어지며 전력단은 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터 등으로 구성되며 제어단은 연산증폭기, 밴드갭 회로, 소프트 스타트 블록, 히스테리시스 비교기와 비겹침 드라이버로 구성된다. 설계된 회로는 히스테리시스 비교기와 논오버랩 드라이버를 사용하여 낮은 전압에서 구동되는 휴대기기의 잡음의 영향을 줄이고 출력전압 리플을 감소시켰다. 제안하는 회로는 1-poly 6-metal CMOS 매그나칩/하이닉스 $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 레이아웃을 진행하였다. 설계된 컨버터는 입력 전압 3.3 V, 출력전압 5 V, 출력전류 100 mA 출력전압 대비 1%의 출력 전압 리플과 1 MHz의 스위칭 주파수의 특성을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 승압형 DC-DC 컨버터는 PDA, 휴대폰, 노트북 등 휴대용 전자기기 시장에 맞는 고효율, 소형화 컨버터로서 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.10-24
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• 2007

본 연구에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 새로운 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{DC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 연료전지용 전력변환장치를 제안하였다. 여기서 기존의 컨버터보다 부품수가 적고 제어가 용이하며, 대용량에 적합한 새로운 DC-DC 컨버터는 2차측에 스위치 $S_5,\;S_6$을 추가로 구성하여 위상천이 폭을 조절함으로써 출력 전력을 제어할 수 있으며, 넓은 출력 전압 조정에서도 $93{\sim}97[%]$의 효율을 얻을 수 있다. 그리고 연료전지와 유사한 출력 특성을 갖는 연료전지 시뮬레이터를 구현하였으며, 적절한 데드 타임 td을 제어하여 고주파 변압기의 여자 전류의 피크값과 고주파 변압기 1차측 전류가 일치하는 부분에서 소프트 스위칭을 실현 시켰다. 또한 직렬 인덕턴스 La를 추가적으로 적절하게 설정하여 2차측의 스위치와 직렬 다이오드에 발생하는 서지 전압과 경부하시에 발생되는 도통 손실을 저감시켰다. 끝으로 TMS320C31보드와 EPLD를 이용한 PWM 스위칭 기법에 의해 동작하는 단상 인버터를 설계, 제작하여 가정용 교류전압 공급에 유용하게 활용할 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.312-321
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• 2013

In this paper, high efficiency control method for flyback inverter with synchronous rectifier(SR) based on photovoltaic AC modules is proposed. In this control method, the operation of SR is classified according to the voltage spike across main switch SP. When the voltage spike across SP is lower than the rating voltage of SP, the operation of active clamp circuit is interrupted for reducing the switching loss of auxiliary switch. In this time, the SR is operated for soft-switching of SP. When the voltage spike across Sp is higher than the rating voltage of SP, the operation of active circuit is activated for reducing the voltage spike. The SR is operated for reducing the conduction loss of secondary output diode. Thus, a switching loss of the main switch can be reduced in low power region, and weighted-efficiency can be improved. A theoretical analysis and the design principle of the proposed method are provided. And validity is confirmed through simulation and experimental results.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.366-372
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• 2016

본 논문은 시각 장애인이 보행 중 장해물의 위치와 거리를 판단할 수 있는 보행안전장치 개발을 위해 소프트웨어와 하드웨어, 기구설계를 진행하였다. 첫 번째 소프트웨어 구현은 초음파센서 측정 거리 대 전압의 비에 대한 그래프를 알고리즘으로 구현 방법을 제시하였다. 그리고 정확한 거리측정을 할 수 있도록 시뮬레이션을 통해 정확한 거리 측정 파라메타 값을 추출하여 하였다. 두 번째 하드웨어 구현은 시각장애인의 보행보조를 위한 비교적 단순한 센서 기반으로 장애물을 감지할 수 있도록 회로를 설계하였다. 또한 배더리 충전의 편리성을 위해 고성능의 스위칭 레귤레이터 IC를 사용하여 리튬-이온(Li-ion) 배터리 3.7V를 5V로 승압하여 사용할 수 있도록 설계하였다. 세 번째 기구설계는 지팡이 지면 각도와 센서 각도를 분석하여 기구설계를 하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.152-159
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• 2010

오늘날 산업이 발달함에 따라 산업현장에서는 높은 전력밀도와 전력변환 효율을 가진 전력변환장치를 요구하는 분야가 많아졌다. 현재 개발 중인 차세대 고속철도 역시 이러한 분야 중 하나로서 고효율 및 고성능 그리고 고밀도의 전력변환 장치가 필요하다. 본 논문에서는 차세대 고속철도에 사용 될 배터리 충전장치의 새로운 제어방식을 제안한다. 배터리 충전장치용 위상천이(PB;Phase shift) FB(Full-bridge) ZVZCS 컨버터는 크게 1차 측 보조회로를 갖는 방식과 2차 측 보조회로를 가지는 방식으로 분류할 수 있다. 전역통과필터를 사용한 PWM 스위칭기법은 2차 측에 공진회로를 갖는 ZVZCS 컨버터를 제어하기 위하여 제안되었다. 디지털 전역통과필터는 기존의 위상지연 IC 대신에 ATmega_128 마이크로컨트롤러에 의한 제어를 하였다. 제안된 토폴로지를 확인하기 위해 PSIM 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션하였고 1[kW] 축소모델을 제작하여 실험하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.81-94
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• 2010

본 논문에서는 고효율 공진형 비대칭 하프브리지 플라이백컨버터가 제안된다. 컨버터의 1차측 하프브리지 회로는 공진커패시턴스와 변압기 누설인덕턴스를 이용하여 비대칭 펄스폭변조(PWM; Pulse-Width Modulation) 방식에 의한 소프트스위칭 형태로 동작한다. 그리고 컨버터 2차측의 플라이백 회로는 간단한 구동회로에 의해 새로운 전압구동방식으로 동작하는 동기정류기를 이용한다. 제안된 컨버터는 이렇게 하여 컨버터의 전체효율을 향상시킨다. 또한 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리를 모드별로 설명하고 컨버터 설계 시의 고려사항과 프로토타입 컨버터의 설계 예를 각각 제시한다. 그리고 본 논문에서 제안하는 전압구동방식으로 동작하는 동기정류기의 간단한 구동기법에 관하여 간략하게 설명한다. 설계된 프로토타입 컨버터는 광범위 입력전압(교류 $V_{in,rms}$=75~265[V])이 가능하며 5[V]의 직류 출력전압과 100[W]의 출력전력을 가진다. 제안된 컨버터의 우수한 성능을 입증하기 위하여 설계된 파라미터로써 프로토타입 컨버터를 제작하여 실험하였으며, 이를 통하여 제안된 컨버터의 우수한 성능을 보인다.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.11-19
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• 2004

버스전압이 배터리 전압과 동일하며, 전력조절기(power regulator)의 스위칭 듀티 값(duty-ratio)이 위성탑재 소프트웨어에 의해서 제어되는 소프트웨어 제어방식의 비 조절형 버스 시스템(unregulated bus system)은 저궤도 위성에 흔히 사용된다. 본 논문에서는 이와 같은 소프트웨어 제어방식의 비 조절형 버스 시스템의 전력조절기 모듈화에 적용 가능한 새로운 전원단 회로를 제안하며, 제안된 전원단의 모드별 동작 특성을 해석한다. 다음으로 컨버터 병렬동작에서 발생할 수 있는 모듈간 전류 불균형(current unbalance)에 대한 제안된 전원단의 타당성을 검증하기 위해 제안된 전원단을 적용한 병렬모듈 컨버터의 prototype을 제작하여 모듈별 전류 분배(current sharing) 특성을 시뮬레이션 결과와 비교 검토한다.