• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.69-71
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• 2009

본 논문은 부하전압의 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되는 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는 직류 입력전원에 연결되는 LC 공진회로, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 공진형 컨버터로 구성되어있다. 공진형 컨버터는 공진 회로의 캐패시터 전압과 부하전압의 상대적인 크기에 따라서 2개의 동작 모드 특성을 가진다. 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작을 경우, 스위칭 회로는 부스트 인덕터를 이용하여 입력측 에너지를 부하측으로 전달한다. 반대로 큰 경우에는 스위칭 동작없이 공진 캐패시터가 부하측으로 직접 연결되어 입력측 에너지를 부하로 전달한 후, 공진 캐패시터의 잔여 에너지를 부스트 인덕터를 이용하여 부하측으로 전달한다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE Simulation 및 실험을 통하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.330-331
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• 2018

본 논문에서는 양극성 저압 직류배전망에서 전압강하 발생 시 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 2상 인터리브드 IPOS(Input Parallel Output Series) DC-DC 컨버터 기반의 전압 밸런서를 제안한다. ESS와 직렬로 연결된 전압 밸런서는 입력은 병렬로, 출력은 직렬 구성되어 있으며, 이러한 구성은 한 개의 ESS를 통해 두 개의 배전망을 제어할 수 있다. 제안하는 전압 밸런서는 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.273-274
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• 2013

본 논문에서는 저전압 스마트 배전시스템을 위한 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터를 제안하였다. 제안된 시스템은 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 교류 입력 전압에 대하여, 동상의 출력 전압을 부스트 하고, 역상의 출력 전압을 벅-부스트하는 고정 주파수 가변 전압 VVCF(Variable Voltage Constant Frequency)의 출력특성을 가지고 있다. 또한 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 shoot-through 스위치 단에 벅-컨버터를 연결하여 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 동작과 함께 저압의 직류 전압을 출력 할 수 있다. PSIM 시뮬레이션과 실험에 의하여, 제안된 시스템이 동상 부스트 모드로 동작하는 경우, PI 제어된 벅 컨버터에 의하여 직류 전압을 출력할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.10a
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• pp.178-180
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• 2008

직류단 전원(DC link)에 대용량의 전해 캐패시터(Electrolytic capacitor)를 사용하지 않는 전해 캐패시터리스(Electrolytic-Capacitorless) 인버터는 기존의 인버터에 비해서 가격, 부피 면에서 장점을 갖는다. 하지만 인버터의 용량이 커질수록 입력 저역 통과 필터(Low Pass Filter : LPF)와 주기적인 맥동을 가지는 직류단 전원의 영향을 받는다. 본 논문에서는 75[kW]급 캐패시터리스 인버터를 개발하여 이러한 영향을 억제할 수 있는 방법을 제시하고, 실험 결과를 통하여 개발한 인버터의 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.116-117
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• 2014

본 논문에서는 3상 IPM을 사용하여 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터를 설계하였다. 3상 IPM은 6개의 스위칭 소자를 내장하고 있어서 이중 4개는 2레그형 인버터로 사용하고, 나머지 2개는 역률제어 회로에 이용할 수 있다. 이렇게 하면 하드웨어의 추가를 최소화하면서 역률제어 기능을 갖는 2레그형 인버터를 구현할 수 있다. 2레그형 인버터에서는 반드시 직류링크에 2개의 커패시터를 직렬로 연결하는데, 입력 전원의 반주기 마다 각각의 커패시터에 충방전 동작이 수행된다. 이러한 동작으로 인해 2개의 커패시터에 전압 불균형이 발생할 수 있고 커패시터 용량이 서로 다를 경우에는 이 전압 리플이 더욱 커지게 되며, 이것은 전동기에 불평형 전류를 공급하게 되어 전동기의 토크리플을 발생시킨다. 본 논문에서는 직류링크의 전압 불균형 문제가 전동기에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 전압 불균형을 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하고 동작특성을 개선하는 방법을 제안하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.89-90
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• 2010

본 논문에서는 MCU(ATtiny 43U)에 내장된 Boost 컨버터를 이용하여 열전에너지를 수확하고, 프로그램을 기동하는 방안을 제안한다. ATtiny 43U에 내장된 Boost 컨버터는 1~3[V] 입력전압을 직류 3[V]로 승압하여 ATtiny 43U를 정상적으로 동작시킨다. ATtiny 43U의 Boost 컨버터와 열전소자를 활용하여 에너지 수확 시스템을 구성하고 배터리의 필요성을 제거하였으며, 지능형 에너지 수확 시스템을 구성하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.483-484
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• 2010

$3{\times}3$ 매트릭스 컨버터(matrix converter)는 3상 입력 전원이 3상 부하에 직접 연결되는 에너지 변환 장치이다. 기존의 AC-DC-AC 전력변환 장치와는 달리 매트릭스 컨버터는 직류단의 전해 커패시터가 존재하지 않기 때문에 불평형의 입력전원은 왜곡된 출력전류를 발생시킨다. 왜곡된 출력전류를 보상하기 위해 본 논문에서는 신경망 기반 전류 보상기를 제안한다. 제안된 기법의 타당성을 시뮬레이션을 통해 증명한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10b
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• pp.515-517
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• 2008

현재 가동 중인 원자적발전소 계측제어설비의 전원공급기를 살펴보면 인버터 또는 별도의 교류를 입력전원으로 사용한다. 직류 전원공급기들은 설비의 중요도예 따라 이중화로 구성된 설비도 있고 그렇지 않은 기기나 설비도 있다. 이중화로 구성된 전원공급기라 해도 교류 입력전원이 동일하다면 교류 입력이 상실될 때 이중화로 구성된 직류전원도 상실되어 관련계통의 가동이 정지된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 각기 다른 교류입력전원으로 동작되는 이중화전원공급기로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 본 연구개발의 목적은 두 종의 설비에 소요되는 3종의 직류전원 공급기를 원자력 안정성등급으로 국산화하는 연구이다. 기존 제품들은 3종 모두 리니어 방식의 제품이지만, 방사선감시 계통 현장제어기의 5V로직 전원공급기와 공정제어계통 전원공급자는 전력변환효율이 높고 소형, 정량화가 가능한 SMPS(Switched Mode Power Supply) 방식으로 개발하였다. 방사선감시계통 현장제어기의 PCA(Printed Circuit Assembly) 저전압공급기는 다양한 종류의 출력전압과 저 전류형이므로 안정성 면에서 동일한 형식의 리니어 방식으로 개발하였으며 3종류 모두 출력용량을 20% 이상 향상시켰다. 또한, 논문을 통해 SMPS 방식의 전원공급기의 핵심 부품인 Control Module을 Hybrid IC형으로 자체 설계하여 성능이 우수한 제품을 지속적으로 생산할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.50-54
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• 2016

본 논문에서는 전동차의 정차 시 발생하는 회생에너지를 Battery에 충전할 수 있는 전력 변환 장치를 제안한다. 제안된 전력 변환장치는 DC 1500~2000의 가선전압을 분압하여 저압스위칭 소자 적용하며, 고주파 절연 변압기를 적용하였다. 이를 통해 시스템의 스위칭 주파수를 상승시켜 수동 소자들의 사이즈 축소 및 비용 절감 효과를 높이고, 가선과 Battery의 전기적 절연으로 시스템의 안정성을 높였다. 또한 가선 전압 분압을 통해 입력 전압의 변화에 유동적으로 대응할 수 있으며, 시스템의 병렬 구성을 통해 용량의 확장성을 가지게 된다. 제안된 논문에서 제안된 회생에너지 전력 변환 장치는 20[kW] 회생 컨버터 모듈의 5직렬 구성을 통해 100[kW]급 회생 컨버터 유닛을 구성하였으며, 회생 컨버터 유닛을 5병렬로 구성하여 500[kW]급 회생 전력 변환시스템을 구성하였다. 제안된 회생에너지 시스템은 모의 가선 전압 장치 및 Battery 부하를 통해 시스템의 타당성을 검증 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.225-226
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• 2017

본 논문에서는 WBG소자인 GaN HEMT를 적용한 고전력밀도의 부스트 컨버터개발을 제안하였다. GaN HEMT는 문턱전압이 낮아 인덕턴스에 민감하므로 인덕턴스를 최소화시키는 PCB 레이아웃을 설계하였다. 입력단에 60V의 직류전원을 연결한 후, 출력 전압을 120V, 출력 전력을 100W와 200W로 고정하여 주파수에 따른 소자의 온도와 효율을 측정하였다. 주파수를 100kHz에서 1MHz까지 100kHz간격으로 변화시켜 실험하였고, 부하전력과 주파수가 커질수록 GaN HEMT의 온도가 상승하였다. 컨버터 효율은 부하전력이 100W이고, 주파수가 100kHz일 때 91.7%로 가장 낮은 효율이 나타났고, 부하전력이 200W, 주파수가 600kHz일 때 97.4%로 가장 높은 효율이 나타났다.