• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.189-190
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• 2014

본 논문에서는 Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) 연료전지의 출력을 동기정류 방식의 벅컨버터로 변환하여 2개의 리튬 폴리머 배터리를 충전하기 위한 시스템의 디지털 제어에 관해 논의한다. 배터리의 충전시 중요한 요소인 출력 리플의 제한 조건을 만족시키도록 컨버터를 설계하고, DSP를 이용하여 이중제어 루프를 구성함으로써 충전기를 제어하였다. 컨버터 제작과 리튬전지를 이용한 충전 실험을 통해 제안한 회로와 제어기 설계 방식의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.408-409
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• 2010

본 논문에서는 소형 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지를 이용하는 충전기에 관해 서술한다. 기존에 개발된 대부분의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 충전방식을 사용하였으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통해 배터리를 충전하여야 한다. 그러나 승압형 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 리플전류를 유도하게 되며, 이는 시스템의 효율 및 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하는 충전용 전력변환기의 제어방법에 관해 제안하고 그 타당성을 검증하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.273-278
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• 2017

In this paper, a fuel cell battery charger system, which is capable of bi-directional power transmission without built in battery, has been designed and fabricated. Performance and states of the notebook battery in bi-directional power transmission using the manufactured system have been tested. Before initializing the fuel cell charging system for 1 minute, the system received 10 W of electric power from notebook battery. Then the fuel cell charging system has been normal charging to notebook battery by 50 W. As a result of the experiment, the state of the notebook battery discharged less than 5% at the initial charging time, but then it has been charged. This results proves bi-directional power transmission in notebook computers increase the availability of fuel cell chargers.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.260-261
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• 2007

본 논문에서는 휴대폰 배터리의 충 방전 특성을 고려하여 연료전지를 이용한 휴대폰 배터리 충전기용 회로 및 제어 방법을 설계한다. 배터리의 충전 시상수를 저항과 커패시터로 설계하고 시뮬레이터를 구성한다. 또한 배터리의 자연방전에 따른 재충전을 수행하는 보상충전을 위하여 히스테리시스 제어를 적용하였고 시뮬레이션을 통해 충전기 동작을 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.71-73
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• 2007

본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동 클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 전력회로의 단순화에 따른 전체 사이즈 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 함께 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입 제작, 실험을 통하여 그 성능을 평가, 확인한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.456-464
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• 2007

본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 단순화된 전력회로에 따른 전체 크기 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입의 제작 및 실험을 통하여 그 성능을 평가 및 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.519-521
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• 2022

UAV의 장시간 운용을 위한 다양한 종류의 전력공급 방식과 연료 기술이 등장하고 있다. 현재 시중에 유통되고 있는 50cm 안팎의 회전익 UAV의 경우 주로 재충전이 가능한 2차 전지가 주로 탑재되고 있으며, 완충 시 정지비행(hovering) 기준 보통 30분 내외의 비행시간을 갖는다. 배터리의 용량과 무게는 UAV의 운영시간과 밀접한 관계가 있고 결국 응용의 다양성에 영향을 준다. 운영시간의 다변화를 위한 방안으로 무선충전기술을 UAV에 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 방식에 따라 원거리(decoupled) 충전과 근거리(coupled) 충전 방식으로 나뉜다. 본 연구에서는 근거리 충전 방식 중 하나인 자기유도기(무선충전기)를 활용할 때, 충전시스템에 정밀하게 안착(착륙)하여 UAV가 효과적으로 재충전될 수 있도록 QR 코드를 적용하고 이를 인식하고 3D 위치 측위를 통한 UAV의 위치보정 방안을 제안한다.