• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.33-35
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• 2018

본 논문에서는 Quasi-Watkins-Johnson(qWJ) 인버터를 제안한다. 단상 qWJ 인버터는 기존의 Watkins-Johnson(WJ) 인버터에서 간단한 회로 수정을 통해 제안되며, 기존의 WJ 인버터의 모든 장점을 유지한다. 제안한 인버터는 모든 능동 스위치가 비절연형 게이트 구동을 하므로 게이트 구동회로의 부담을 덜어주고 기존 방식에 비해 적은 비용과 작은 크기로 구현할 수 있다. 또한, 제안한 인버터는 기존의 하프-브릿지 인버터의 출력전압보다 더 큰 출력전압을 가진다. 3상 qWJ 인버터는 출력전압이 입력전압의 2배까지 승압이 가능하다. 계통연계형 태양광 시스템에 적용 시, 기존의 3상 전압형 인버터는 누설전류로 인해 안정성에 문제가 생길 수 있지만, 제안한 인버터는 누설전류에 의한 문제가 생기지 않는다. 그러므로 제안한 인버터는 누설전류를 줄이기 위한 추가적인 회로가 필요하지 않고 적은 비용과 작은 사이즈로 계통연계형 태양광 인버터 시스템을 구현할 수 있다. 이러한 장점들은 3상 qWJ 인버터에서 더욱 현저하게 드러난다. 1kW의 시제품을 제작하여 제안한 인버터의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.385-386
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• 2010

최근 국내 외의 태양광 발전 시스템은 산업화 대용량화 되어가는 추세이다. 태양광 시스템의 인버터에는 태양전지 모듈의 조합에 따라 MIC(Module-Integrated Converter), 스트링, 멀티 스트링, 센트럴, 멀티 센트럴 인버터로 분류된다. 제한하는 멀티 센트럴 방식의 인버터는 상황에 따른 특정 인버터만 구동하거나, 인버터를 개별적으로 운전하여 태양광 발전설비에 대한 시스템의 효율을 높일 수 있다. 또한 인버터의 가동 시간을 동일하게 운전하여 인버터의 사용 수명을 연장하고, 하나의 인버터 고장이나 유지 보수 시 다른 인버터를 높은 에너지로 발전할 수 있어 에너지 손실을 줄일 수 있다는 장점을 갖는다. 본 논문은 PV 어레이와 인버터를 모델링하였고, 제안하는 멀티 센트럴 인버터의 상황별 동작 모드에 따른 시퀀스 제어 기법을 적용하여 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.103-104
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• 2016

기존 Cascade H-bridge 인버터 토폴로지는 커패시터나 다이오드가 없이 스위치로 구성되어 있으며, 필터 없이 정현파와 유사하게 구현할 수 있다. 또한 출력전압 레벨이 높을수록 정현파와 유사하게 되어 고주파가 줄어들며, 각 셀을 직렬로 연결하면 입력전압보다 높은 출력전압 갖는다. 본 논문에서는 기존 Cascade H-bridge 인버터와 NPC(Neutral Point Clamped)가 결합한 Cascade H-bridge NPC 인버터를 제안하였다. Cascade H-bridge NPC 인버터는 기존 Cascade H-bridge 인버터 특성과 유사하며, Cascade H-bridge 인버터와 NPC 인버터의 장점을 가지고 있다. Cascade H-bridge 인버터와 Cascade H-bridge NPC 인버터를 시뮬레이션 통해 THD(Total Harmonic Distortion) 비교분석하였고 시뮬레이션은 PSIM 9.1.4을 가지고 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.128-129
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• 2017

기존 Induction Heating용 인버터의 경우, 일반적인 Half-Bridge 인버터를 사용하여 낮은 효율이 발생하기 때문에 고효율 구동이 어렵고, Single Switch 인버터를 사용할 경우 높은 전압 스트레스로 인해 고효율 및 고출력 IH 인버터 구동이 어려운 문제점이 있다. 본 논문은 Induction Heating용 인버터의 원가를 감소시키고 고효율/고출력을 낼 수 있는 스위치 내압 저감용 ZVS Signle Switch 인버터를 제안한다. 기존의 IH 구동용 인버터를 사용할 경우에는 낮은 효율 및 높은 스위치의 전압 스트레스 때문에, 회로의 전체적인 부피가 커지고 제작단가가 증가하는 단점이 있다. 반면 제안된 회로는 IH 구동용 스위치 내압 저감이 가능한 ZVS Single Switch 인버터로써, 단일 스위치 회로 구현과 영전압 스위칭을 통해 높은 효율로 인버터 구동이 가능하고, 스위치 내압을 감소하였기 때문에 회로의 부피 및 원가를 감소시킬 수 있는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적이 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 2.6kW급 IH 구동 인버터 회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.510-511
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• 2012

최근 전력변환 분야에서 고압 인버터의 요구가 증가함에 따라 국내외 Drive 업체에서 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 현재 LS산전에서 양산되고 있는 Cascaded H-Bridge(이하 CHB) Type의 멀티레벨 인버터와 더불어 1981년 Nabae 교수에 의해 처음 제안된 3-Level Neutral Point Clamped(이하 NPC) Type의 멀티레벨 인버터는 최근 그 성능 및 신뢰성에 대한 검증이 많이 이루어 졌으며 경쟁사인 ABB/YASKAWA/TMEIC사(社) 등에서 실제 제품화가 되고 있다. 본 논문에서는 현재 LS산전에서 개발중인 3-Level NPC 인버터 기반의 5-Level NPC 인버터의 System 최적화를 위해 양산중인 CHB Type의 멀티레벨 인버터와 그 특성을 비교하여 해당 인버터 개발에 대한 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.171-172
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• 2018

본 논문에서는 NPC (Neutral-Point-Clamped) 인버터와 ANPC (Active Neutral-Point-Clamped) 인버터의 특성과 성능을 비교 분석한다. ANPC 인버터는 기존의 NPC 인버터와 비교하여 스위칭 부하를 분산시켜 발열의 불균형을 해소하고 소자 수명을 증가시킨다. 기존의 NPC 인버터 시스템과 ANPC 인버터에 대하여 이론적인 특징과 성능을 분석하고 모델링과 시뮬레이션을 통하여 비교 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.568-570
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• 2008

본 논문은 이차공기송풍기를 가변 회전수 제어하여 소내 소비 전력을 절감하고, 전동기의 직입기동에 의한 스트레스를 줄이기 위하여 실증 적용된 발전소 이차 공기송풍기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 관한 것이다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 독립적으로 절연된 직류 부를 갖는 저압의 단상 인버터(셀 인버터)를 다수 직렬 접속하여 고압 3상 전압을 출력하는 Cascaded H-브릿지 전압형 인버터이다. 주요내용은 국산 인버터 발전소 현장적용 기술을 바탕으로 대형 인버터 현장 실측 내용과 적용시의 문제점들을 다루어 발전소에 확대 적용에 도움을 주고자한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.77-78
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• 2016

최근 신재생에너지 발전시스템 등 분산전원 시스템을 활용하는 경우가 증가함에 따라 마이크로그리드의 효율적인 제어와 안정성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 분산전원 발전설비를 마이크로그리드에 연계하기 위해서는 계통연계 인버터가 필수적으로 요구된다. 계통연계 인버터를 구성하기 위해서는 계통전압과 인버터 출력 전류 등을 측정하기 위한 센서가 요구되며 이는 계통연계 인버터의 생산비용을 상승시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 계통연계 인버터의 경제성을 향상시키기 위해 전압센서를 사용하지 않는 새로운 인버터의 제어기법을 제안한다. 제안된 기법은 전압센서를 사용하지 않고 인버터 출력전류 정보와 외란관측기를 이용해 계통전압을 추정한다. 하지만 외란관측기로 계통전압을 추정하는 경우 관측기의 한정된 대역폭으로 인해 추정 계통 전압에는 위상 지연이 발생하며 이는 제어 성능 저하의 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 추정 계통 전압의 위상지연을 보상하기 위한 위상 보상기법이 설계된다. 제안된 기법의 안정성과 성능이 시뮬레이션 및 실험을 통해 입증된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.150-152
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• 2018

계통 사고 시 계통연계형 인버터에 대한 각국의 계통 규정(Grid Code)이 더욱 엄격해 지고 있다. 계통 규정은 특히, 계통 내 저전압 사고로 인한 인버터 운전계속성(Low Voltage Ride Through, LVRT)뿐만 아니라 0 전압 사고 시 운전계속성(Zero Voltage Ride Through, ZVRT)을 통해 인버터가 계통 안정화에 기여할 것을 요구하고 있다. 계통연계형 인버터는 계통전압과 인버터 출력 위상을 일치시키는 PLL제어가 적용되며 본 논문에서는 위상 추종이 어려운 0 전압 상황에서도 안정적인 위상 추종 및 인버터 출력이 가능한 PLL 방법을 제안한다. 단상 인버터에 Notch filter-PLL, APF를 이용한 dq-PLL, 및 SOGI-PLL(Second-order Generalized Intergrator)을 적용하고 독일, 미국, 및 일본의 0 전압 상황에 대해 시뮬레이션과 실험을 진행하여 제안한 PLL 기법의 ZVRT 유효성을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.227-228
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• 2011

EV의 중요한 부품은 MCU(인버터), BMS(고전압), LCD(저전압 충전장치), OBC(완속충전장치), EWP(냉각장치), PTC(히터), A/C(에어컨) 등으로 구성되어 있으며, 특히 EV용 인버터의 경우 핵심 부품으로 신뢰성 및 보호기능에 대한 중요성이 인식되고 있다. EV 인버터는 온도(인버터, 모터), 단락과 단선, 인터락 및 최대출력제한 등에 대한 보호기능 구현이 되어 있으며, 고장발생시 고장을 진단할 수 있는 기능(DTC)이 구현되어 있다. 이러한 보호기능 중에 단락과 단선 시 인버터의 보호는 중요한 요소이며, 이를 구현하기 위한 회로설계 및 회로분석이 필요하다. 본 논문에서는 EV용 인버터에 사용되는 병렬 운전형 인버터의 단락 및 단선 시 시스템을 보호할 수 있는 드라이버 회로 설계 및 분석을 수행하며, 실험을 통해 그 결과를 검증한다.