본 논문에서는 고전력, 고주파 응용에 적합한 저 도통손실 특성을 갖는 향상된 양전압 부분 직렬 공진행 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 많은 범위에서 주 스위치의 영전압 스위칭을 보장히며 주 스위치의 전류 스트레스 감소에 의해 저도통 손실 특성올 이룬다. 또한 제안된 컨버터의 보조회로는 주 전력 흐름과 분리되어 있어 주 회로의 공진 시간동안 유효 듀티비 감소는 발생하지 않는다. 보조 회로는 인덕터, 커피시터, 다이오드 그리고 과포화 리엑터의 수동 소자들만으로 구성 되어있다. 따라서 향상된 ZVS PSRC는 전체 시스템의 효율과 전류 스트레스 감소면 에서 개선된 특성을 지닌다. 제안한 컨버터의 동작 원리를 자세히 설명하고 그 타당성올 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하고자 한다.
본 연구는 반도체 기판 히팅 장치의 새로운 구조에 관한 것으로 기판의 바닥면에 밀착된 가열 플레이트층의 직접가열 구조에 따른 빠른 열 응답성 및 열손실 최소화를 이룰 수 있다. 또한 가열 플레이트층에 내장된 히팅 수단인 시즈히터의 접촉면적을 늘려 가열 유효면적 증가와 같은 효과를 갖는다. 이를 위해 감광막이 코팅된 기판과, 상기 기판의 바닥면에 밀착되는 가열 플레이트층, 절연 및 열손실을 최소화하기 위해 상기 가열 플레이트층의 바닥면에 밀착되는 운모층, 상기 운모층의 하부에 밀착되어 바닥 플레이트층으로 이루어지되, 상기 가열 플레이트 층은 바닥면 전체에 걸쳐 연속되는 홈부를 형성하고, 상기 홈부로는 기판을 가열하기 위한 시즈히터가 삽입되어 구성된다. 새로운 기판 히팅 구조를 사용하여 시간 경과에 따른 가열 플레이트의 온도 변화를 확인 한 결과, 간접가열방식인 기존 방식에 비해 약 40 %의 전력 절감효과가 있는 것으로 확인 되었다.
본 논문에서는 대표적인 고효율 컨버터인 LLC 공진형 컨버터에 보조권선을 추가한 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 배터리의 넓은 전압범위를 만족함과 동시에 고효율 운전이 가능한 배터리 충전기로써 높은 전압 이득이 필요할 때 보조권선을 동작시키게 된다. 본 방식을 활용 하여 LLC 공진형 컨버터의 공진탱크 설계 시 자화 인덕턴스를 크게 설계할 수 있고, 그 결과 자화 전류의 RMS 크기가 감소하여 1차 측 도통 손실이 감소해 컨버터의 고효율 설계가 가능하다. 제안한 회로는 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 검증하였다.
This paper presents an improved ZVS partial series resonant DC/DC converter (PSRC) with low conduction losses suitable for high power and high frequency applications. The proposed PSRC have advantages of zero-voltage-swiching (ZVS) of main switches for entire load ranges and low conduction losses of main switches by decreasing current stresses Also the reduction of the effective duty cycle is not occurred during the resonant period of the main circuit because the auxiliary circuit of the proposed converter is placed out of the main power path. An improved ZVS PSRC has a so much characteristics with respect to the reduction of current stress. The operation principles of the proposed converter are explained in detail and the various simulated and experimental results show the validity of the proposed converter.
본 논문은 전력계통의 전압 안정도 제약 문제를 해결하는데 고온 초전도 케이블을 적용하기 위한 기법을 제시하였다. 대전력계통의 유효 송전용량은 종종 전압 안정도 제약에 의해 결정된다. 기존의 초전도 케이블 응용 연구는 주로 도심지역의 고밀도 전력 수송 문제를 해결하는 대안으로 연구의 초점을 두어왔지만, 고온 초전도 케이블의 선로정수 개선효과를 이용하면 전압 안정도로 제약된 계통의 송전용량을 증가시킬 수 있어 그 응용 범위가 확대될 수 있다. 전압 안정도에 의한 최대 수송전력을 결정하는 데는 IPLAN에 의한 P-V곡선을 이용하였고, 대체 대상선로는 부하 증가시 무효전력 손실감도가 가장 큰 선로로 하였다. 결과의 타당성을 검증하기 위해 IEEE 14모선 계통을 사용하였으며, 적용결과 Case II는 70[%], Case III에서는 160[%]의 추가 수송 능력 증가를 가져올 수 있었다.
본 논문에서는 클록 손실 측정 기법을 이용한 디지털 디스플레이 인터페이스(Digital Display Interface: DDI)용 이퀄라이저를 제안한다. 제안하는 클록 손실 측정 기법은 최저 전압 유지 회로를 사용하여서 채널의 손실 정보를 추출한다. 추출된 손실 정보는 이퀄라이저 필터에 인가되며, 시스템의 안정도를 증가시키기 위해 제안된 이퀄라이저는 피드포워드 구조(Feedforward Loop)로 구현된다. 제안된 이퀄라이저는 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 실험 결과 채널 손실이 -33dB인 경우에 1.65Gbps의 신호들이 최소 0.7UI의 Eye Width를 가지게 된다. 또한 최대 10mW 이하의 전력을 소모하며, $0.127mm^2$ 의 유효면적을 차지한다.
본 논문은 고주파 단상 부스트 컨버터의 스위칭 손실을 감소시킬 수 있는 새로운 방식을 제안한다. 이것은 기존의 부스트 컨버터에 별도의 스위칭 장치를 첨가한 형태를 가진다. 원래의 고속 스위칭 장치는 변함없이 전력변환을 수행하지만, 새로이 부가된 장치는 저속으로 동작하면서 고속 스위칭 소자에 흐르는 전류의 대부분을 우회시켜 스위칭 손실을 감소시킨다. 제안된 방법의 제어시스템은 매우 간단하다. 제어기는 멀티바이브레이터, 비교기 및 AND 게이트로 구성되고, 스위칭 소자의 오프 지속시간이 멀티바이브레이터에 의해 일정하게 유지되므로 최대 스위칭 주파수는 별도의 클럭 발생기 없이 제한된다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 형상, 설계 등을 언급하고 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 제안된 방법의 스위칭 손실 감소, 효율향상에 관한 유효성을 입증한다.
한국 전력 계통의 가장 큰 문제점은 수도권의 부하 집중으로서, 서울과 경기도를 비롯한 수도권의 부하량은 전체 전력 소비량의 약 40%를 차지하는 반면 이들 지역의 발전량은 전체 전력 발전량의 약 16%에 불과하다. 이러한 수도권의 전력 수급에서의 불균형은 수도권이 아닌 다른 지역에서의 전력 전송을 필요로 한다. 이러한 장거리 전력 전송은 유효 전력에서의 손실 증대, 국지적인 무효 전력 불균형으로 인한 송전 용량 제한, 고장 용량의 증대 등을 일으키게 된다. 이를 해결하기 위해 고려할 수 있는 가장 간단한 방법은 수도권 내의 발전소 신설 또는 대용량 송전 선로의 추가 설치이다. 그러나 수도권은 과도한 인적 물적 자원의 밀집으로 인하여 대규모 발전소 및 송변전 설비의 건설을 위한 토지 조달 등에 어려움이 있고 또한 인구 밀집 지역에서는 공해와 같은 환경적 문제와 혐오 시설 기피 등의 사회적 문제로 인하여 현실적으로 발전소 또는 송 변전 설비의 건설은 불가능한 실정이다. 따라서 대규모 설비의 건설에 의한 문제 해결 보다는 기존 설비의 활용도를 증대시키는 방향으로의 접근법이 요구된다. 본 연구에서는 기존 송전 선로의 활용도 증대를 고려한 HVDC의 적용 방안을 개발하고자 하며, 이를 위한 시뮬레이션 모델의 개발 및 해석을 다루고 있다.
풍력단지가 연계된 전력계통의 과도안정도를 보장하기 위해서는 전력계통과 풍력단지의 접속점에 풍력발전기가 충분한 무효전력을 공급할 수 있어야 한다. 하지만 개별의 풍력터빈은 안정도를 유지하기 위한 충분한 무효전력 공급능력을 가지지 못한다. 또한 풍력단지와 접속점 사이의 케이블은 리액턴스가 크고 이에 따른 무효전력 손실도 크다. STATCOM(Static Synchronous Compensator)은 고속으로 동작할 수 있고 충분한 무효전력을 공급할 능력을 가지고 있기 때문에 과도안정도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 풍력단지가 연계된 전력계통의 과도안정도 향상에 있어서 STATCOM의 유효성을 보인다. 접속점에 STATCOM을 설치하고 동적 모의를 한 결과 과도 안정도가 향상되는 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문은 824-849MHz 주파수용 무선통신 단말기의 송신전력을 모니터링하는 역할을 위한 소형화된 LTCC(low temperature to-fired ceramics) 전력검출부에 대하여 기술한다. 제안된 LTCC 전력검출부는 검출기 다이오드, 정합회로를 위한 집중 소자들, 그리고 LTCC 스트립선로 방향성결합기로 구성된다. 소형화를 위하여 실제로 점유된 면적을 줄이기 위해서 다수의 벤드(bend) 소자를 지닌 스트립선로 방향성합기가 설계, 제작되며, 최소 손실과 고속 동작을 위하여 제로 바이어스 쇼트키 다이오드가 사용된다. 제작된 LTCC 전력검출부의 측정결과는 유효 RF 입력 전력영역에서 우수한 선형성을 지니며 예측 결과와 잘 일치한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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