• 제목/요약/키워드: 임피던스제어

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압전 트랜스듀서를 이용한 승압형 공진형 직류-직류 컨버터 (A Resonant-type Step-up DC/DC Converters with Piezoelectric Transducer)

  • 박종후;서갑수;조보형;이경표
    • 전력전자학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.343-354
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    • 2009
  • 본 논문에서는 집적 가능한 전력변환기 제작을 위하여 자화 소자가 없는 전력용 직류-직류 변환기를 제안하였다. 자화 소자가 없는 대신, 압전 트랜스듀서의 유도성 임피던스 구간을 사용함으로써 에너지 저장 및 소프트 스위칭을 위한 공진파형을 구현하였다. 압전소자는 권선이 없고 전극을 사용하여 전력을 전달하므로, 반도체 공정을 통한 대량생산이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 압전 트랜스듀서를 적용가능한 승압형 공진형 직류-직류 변환 회로를 제안하고, 동작모드 및 주파수 제어 특성을 분석하였다. 또한, 단일 컨버터를 확장한 다중 직렬형 토폴로지를 살펴보고, 동일하게 주파수 제어 특성을 분석하였다. 분석 결과를 검증하기 위하여 10W 출력 직류-직류 전력변환기 하드웨어를 제작하였다. 또한 확장형 다중 직렬 컨버터 하드웨어를 제작하여 검증하였다. 단일 컨버터와 동일하게 주파수 제어 특성을 보였으며, 전력변환기로 매우 우수한 효율 성능을 보임을 알 수 있었다.

Power Decoupling Control Method of Grid-Forming Converter: Review

  • Hyeong-Seok Lee;Yeong-Jun Choi
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권12호
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    • pp.221-229
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    • 2023
  • 최근 전력 계통에 인공 관성, 감쇠, 블랙스타트 기능, 독립 운전 기능 등을 제공할 수 있어 많은 주목을 받고 있는 Grid-forming(GFM) 컨버터는 저전압 Microgrids(MG)에서 낮은 라인 임피던스의 X/R 비율과 작지 않은 전력각으로 인한 유효전력과 무효전력 간의 커플링 현상이 발생한다. 이러한 전력 커플링 현상은 GFM 컨버터의 안정성 및 성능 저하 문제, 부정확한 전력 공유 문제, 제어 파라미터 설계 문제를 유발하고 있다. 따라서 본 논문은 GFM 컨버터와 관련된 제어 방법뿐만 아니라 전력 디커플링 방법에 대한 검토 연구로서, 유망 제어 방법을 소개하고 전력 디커플링 방법에 대한 비판적 검토를 통하여 향후 연구 활동의 접근성을 높이고자 하였다. 이에 따라 전력디커플링 방법 연구를 위해 향후 연구자들이 쉽게 접근할 수 있어 분산 발전원 확대에 기여할 수 있을 것이다.

족하수 환자의 보행보조를 위한 피드백 제어형 전기자극기 개발 (Development of Closed-loop Control Type FES System for Restoration of Gait in Patients with Foot Drop)

  • 정호춘;임승관;이상세;진달복;박병림
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.183-190
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    • 1999
  • 본 논문은 족하수 환자를 대강으로 휴대가 간편하고 사용이 편리한 피드백 제어형 전기자극기를 제안하는 데 그 목적이 있다. 이 시스템은 교통사고, 산업재해, 뇌졸중 등으로 인하여 하지마비를 동반한 환자에서 마비된 하지근의 위축 및 괴사를 방지하고 혈액순환을 증가시킬 뿐만아니라 보행을 보조하여 안정된 활동을 가능케 한다 피드백 제어형 전기자극기는 환자가 오랜 시간 보행시 전극의 임피던스 변화나 근피로에 의해 족하수증이 다시 발생하게 되면 관절각의 변화가 관절각 센서에 의해 검출되고 이때의 오차는 PID 제어에 의한 자극전압의 변화를 가져와 설정된 위치에 발목이 도달하도륵 자극레벨이 자동 조절된다. 자극조건은 자극주파수 40 Hz, 자극펄스 0.2 ms, 30∼80 V이다. 족하수 환자 5명을 대상으로 42일 동안 첫째 1주일 동안에는 하루에 15분을 자극하고, 다음 주기는 1주일 단위로 하루에 30분, 60분, 70분, 120분씩 점차적으로 시간을 증가하면서 자극하였다. 이때 근력은 27.7%가 향상되었고, 근 피로도는 22.9%가 감소되었다. 이런 결과를 종합할 때 피드백 제어형 전기자극기는 족하수 환자의 보행기능 및 운동기능을 회복하는 데 효과적이라 하겠다.

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고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO using Output Matching Network Based on Harmonic Control Circuit)

  • 최재원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권2호
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    • pp.137-144
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    • 2008
  • 본 논문에서는 위상 잡음 특성을 개선하기 위하여 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용한 전압 제어 발진기를 제안하였다. 위상 잡음은 2차, 3차 고조파 모두에서 단락 임피던스를 갖는 고조파 조절 회로를 통하여 억제되었으며, 출력 정합 회로에 연결되었다. 또한 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성을 더욱 더 개선하기 위하여 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR를 이용하였다. 위상 잡음 특성 개선을 위하여 높은 Q값을 갖는 공진기 대신에 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용하였기 때문에 낮은 Q값을 갖는 공진기를 통하여 넓은 주파수 조절 범위를 얻을 수 있다. 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로와 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR를 이용한 제안된 전압 제업 발진기의 위상 잡음 특성은 주파수 조절 범위, $5.744{\sim}5.839$ GHz에서 $-127.5{\sim}-126.33$ dBc/Hz @ 100 kHz이다. 고조파 조절 회로가 없는 출력 정합 회로와 마이크로스트립 선로 공진기를 이용한 전압 제어 발진기와 비교했을 경우, 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성은 26.66 dB 개선되었다.

FTTH용 CMOS Optical Link Receiver의 설계 (Design of CMOS Optical Link Receiver for FTTH)

  • 김규철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권1호
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    • pp.47-52
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    • 2004
  • 본 논문에서는 FTTH에 적용하기 적합한 넓은 입력 다이나믹 레인지와 낮은 비트 에러율을 갖는 CMOS 광수신기의 설계를 제안한다. 트랜스임피던스 전치증폭기의 PMOS 피드백 저항을 자신의 출력 신호의 크기에 따라 제어하여 100Mbps까지 60dB의 입력 다이나믹 레인지를 얻었다. 듀티 에러를 최소화시키기 위해 전류 거울 형태의 자동 바이어스 조절 회로를 설계하였다. 2-폴리, 3-메탈, 0.6um CMOS 공정 파라미터를 사용하여 회로 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 수신기는 5V의 전원을 사용할 때 100Mbps에서 130mW 이하의 전력 소비를 보였다.

능동부하 스위치 구동 회로를 이용한 자가발전 운동기구용 부스트 컨버터 (Boost converter for self-generation trainers of using the active load switch driver circuits)

  • 유혜미;이정준;최윤석;강경수;노정욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.289-290
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    • 2016
  • 기존 자가발전 운동기구의 경우, 입력 임피던스가 고정되어 있어 운동 강도조절이 불가능한 단점이 있다. 또한 운동에너지 회수용 계통연계형 인버터는 특정한 입력전압의 범위를 유지하기위해 큰 용량의 커패시터 사용이 불가피하여 기구의 부피 및 원가 상승문제를 발생시킨다. 본 논문은 능동부하 스위치 구동회로를 사용한 자가발전 운동기구용 부스트 컨버터를 제안한다. 제안 방식은 입력 전류 제어를 통해 운동 강도 조절이 가능하고, 계통연계형 인버터의 전압 범위를 유지하기 위한 큰 용량의 커패시터를 삭제하고 능동부하 스위치 구동회로를 연결함으로써 기구의 소형화 및 원가 저감이 가능하도록 한다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 150W급 자가발전 운동기용 부스트 컨버터에 적용하여 실험을 통해 가능성을 검증하였다.

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로켓엔진에서 음향공의 음향학적 감쇠능력에 대한 고찰 (A Study on the Acoustic Damping Characteristics of Acoustic Cavities in a Liquid Rocket Engine)

  • 김홍집;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.291-298
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    • 2005
  • 고주파 연소불안정 제어를 위하여 사용되는 음향공에 대하여, 3차원 선형 음향해석을 수행하여 음향공의 감쇠 능력을 정량화하고자 하였다. 공진주파수는 상온에서 고전적 이론에 의한 공진주파수와 약 $6\%$, 압력 비에 의한 결과와는 약 $10\%$의 차이를 보임을 확인하였다. 감쇠 능력의 정량화를 위하여 acoustic impedance를 도입하여 흡수계수와 conductance를 도출하였다. 음향공의 개수에 따른 acoustic impedance 특성을 살펴보았고, 기존의 결과와 정량적으로 유사함을 확인하였다. 기하학적으로 동일한 음향공이 여러 개 설치된 연소실에서는 음향장의 특성과는 상관없이 각각의 음향공이 동일한 특성을 보임을 확인하였고, 최적의 음향공의 개수를 판정하는 것은 하나의 음향공의 acoustic impedance를 제대로 정량화하여 가능하다. 이로써 acoustic impedance를 도입하여 음향공의 최적 동조를 위한 설계 절차를 확립하였다.

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전압 제어 임피던스 변환기를 이용한 전원주파수 적응형 능동 전력 필터의 구현 (An Implementation of Active Power Filler that Adopts to a Frequency Variation using the VCGIC(Voltage Controlled Generalized Impedance Converter)

  • 장목순;김상훈;이후찬;박종연
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.88-95
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    • 2006
  • 본 논문은 분산전원의 주파수 변동에 적응하는 아날로그형의 능동 전력 필터를 제안하였다. 주파수 변동이 심한 분산전원에서 비선형부하에 의해 발생한 고조파의 제거를 위해 전원의 고조파 전류와 주파수가 같고 위상차가 $180[^{\circ}]$인 보상 전류를 투입함으로써 전원의 고조파를 제거하였다. 이때 보상전류의 생성을 위한 기준전류 검출회로는 변동하는 전원 주파수를 추적하고 적응하도록 PLL과 VCGIC(Voltage Controlled Generalized Impedance Converter)를 사용하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 시스템이 주파수가 변동하는 분산전원의 고조파 전류를 효과적으로 제거함을 증명하였다.

고온초전도한류기가 도입된 회로의 철심 포화와 사고각에 따른 사고전류 해석 (The Anaysis of the Fault Currents According to Core-Saturation and Fault Angles in an Magnetic Shielding Type High-Tc Superconducting Fault Current Limiter)

  • 이찬주;이승제;장미혜;김태중;현옥배;고태국
    • 한국초전도학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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    • pp.401-404
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    • 1999
  • 본 논문은 고온초전도한류기가 투입된 회로에 사고가 발생했을 경우 사고각에 따른 사고전류의 패턴에 관한 연구이다. 계통에 심각한 영향을 끼치는 이러한 사고전류의 순간 특성을 해석하기 위해 유도형 고온초전도한류기를 직접 제작하였으며 임의로 다른 각도에서 사고를 발생시켜 실험하였다. 임의의 사고각을 위해 triac으로 구성되어있는 위상각제어 및 사고 발생기를 부하와 직렬로 연결하였다. 또한, 순간적으로 큰 사고전류의 유입은 철심을 포화시키기에 충분하며 철심의 포화로 인해 상대투자율이 작아짐으로서 고온초전도한류기의 임피던스가 작게 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 영향으로 인한 사고전류의 패턴에 관하여 연구하였다.

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고 효율 인덕터를 이용한 우수한 고조파 억압 특성을 갖는 저역 통과 필터 합성 및 설계 (A Synthesis and Design of the LPF with Novel Spurious Suppression Characteristics Using High Efficiency Inductor)

  • 김유선;안재민;표현성;이혜선;임영석
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권9호
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    • pp.46-51
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    • 2009
  • 본 논문에서는 고 효율 인덕터 특성이 저역 통과 필터의 고조파 성분 억제에 미치는 정량적인 영향에 관한 새로운 접근 방안을 제안한다. 적용될 고 효율 인덕터의 정확한 소자 값들을 추출하기 위해 신뢰성 있는 De-embedding 과정을 적용 하였다. 게다가, 이들의 효과적인 적용 및 비교를 위해, 같은 스펙을 갖는 다양한 계단 임피던스 저역 통과 필터들을 각각 설계하였다. 제안된 과정은 전체 필터 성능을 제어하고 정해진 스펙으로부터 합성되는 등가 회로를 구성하기 위해 효과적으로 응용될 것이라 기대된다.