• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.150-158
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• 2010

본 논문은 입력단 전압과 출력단 부하전압의 상대적 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되며, 열전에너지 수확이 가능한 새로운 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는, 직류 입력전원에 연결 되는 LC 공진회로와, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 펄스형 공진 컨버터로 구성되어있다. 입력단 LC 공진회로의 캐패시터는 전압의 최대값이 입력전압의 최대값의 2배가 되는 Voltage Doubler의 특성을 갖는다. 제안한 컨버터는 공진 캐패시터 전압의 최대값과 부하전압의 상대적 크기에 따라서 승압형 연결, 혼합형 연결, 직접연결의 3가지 동작특성을 가진다. 승압형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작은 경우이다. 혼합형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 큰 경우이며, 스위칭 주기에 직접연결과 승압형 연결이 연속하여 나타난다. 직접연결은 입력단 전압의 크기가 부하전압보다 큰 경우이며, 입력단 에너지가 부하측으로 컨버터의 스위칭 동작 없이 직접 전달된다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였으며, 열전에너지 수확분야에 활용 가능성을 제시하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.433-441
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• 1999

본 논문에서는 기존 축전지를 대체하기 위한 초전도 플라이휠 에너지 저장시스템에 관해 연구 하였다. 전동/발전기, 베어링, 휠재료, 전력변환기등의 설계요소에 관해 기술하였으며 초고속의 회생 및 저장 모드에서 모터입력전류를 정현파로 제어하기 위한 전력변환기를 설계 제작하였다. 높은 보자력을 갖는 희토류 영구자석을 사용하여 계자를 구성하는 원통형 영구자석 동기전동기를 사용함으로써 고효율을 실현하고자 하였다. 기계적 베어링과 초전도 자기부상 베어링을 사용하는 시스템에 적용하여 운전하였으며 후자의 경우 약 10.000[rpm]에서 매우 안정된 회전 특성을 보였으며 전자의 경우 설계 특성을 만족하면서 7.000[rpm]에서 100[V]의 일정 직류전압으로 약 25초 동안 400[W]의 전력을 회생하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.554-562
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• 2002

본 논문은 DC/DC 컨버터에서 스위치의 듀티 신호를 피드백 하는 방법을 이용한 새로운 센서리스 제어 기법을 제안하고자 한다. 제안된 제어 기법은 다음과 같은 특성들을 가지고있다 먼저, 전류를 피드백 하는 대신 스위치의 듀티 신호만을 피드백 하면서도 전류제어 기법과 동일한 동작특성을 보여줄 뿐만 아니라 스텝 천이에 의해 입력 전원측에 변동이 발생하거나 직류 입력전원이 고조파성분을 포함하고 있는 경우 기존의 센서리스 전류 제어 기법 보다 훨씬 우수한 과도기 응답성능을 갖는다 또한 제안한 제어기법은 전류센서를 사용하지 않으므로 우수한 노이즈 특성 및 간단한 제어회로를 갖게 되며 모든 DC/DC 컨버터에 적용 가능하다. 본 제어기법의 개념 및 동작원리가 상세하게 설명되고 있으며 제안된 제어기법의 타당성을 검증하기 위해 시뮬레이션 및 실험을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.333-338
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• 2008

본 논문에서는 유효한 DC 전압을 얻기 위해 요구되는 최소입력전압이 충분히 낮으면서도 소비전력이 기존의 정류기 보다 낮은 새로운 NMOS 전류미러형 브리지 정류기를 제안하였다. 설계된 정류기는 13.56 MHz의 HF (for ISO 18000-3)부터 915 MHz의 UHF (for ISO 18000-6) 및 2.45 GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)까지의 전 주파수 범위에 대해 RFID Transponder에 내장된 마이크로 칩을 구동하기에 충분히 높고 잘 정류된 직류전압을 공급할 수 있다. 제안된 NMOS 정류기의 출력특성은 고주파 등가회로를 이용하여 해석하였으며, 동작 주파수 종가에 따른 게이트 누설전류를 효과적으로 감소시킬 수 있는 회로적 방법을 이론적으로 제시하였다. 이러한 방법을 사용하여 설계된 NMOS 전류미러형 브리지 정류기는 3V 피크-투-피크 입력전압과 $45\;K{\Omega}$ 부하저항에서 $100\;{\mu}W$의 소비전력 특성과 2.13V의 DC 출력전압이 구해졌다. 제안된 NMOS 전류미러형 브리지 정류기는 기존의 정류기에 비해 UHF 및 마이크로파 대역에서도 안정적으로 동작하며, 보다 우수한 특성들을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1153-1154
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• 2011

본 논문은 3상 30kW 및 50kW 계통연계형 태양광 인버터의 개발에 관한 것으로, 그에 대한 제어기 및 성능에 대해 소개한다. 본 논문에 소개되는 3상 30/50kW LSPV 태양광 인버터는 태양전지에서 발생하는 가변성 직류에너지를 한전계통에 최적으로 주입시키는 계통연계형 전력변환장치이며 국내의 발전사업자용으로 개발되었다. 3상 380V의 한전계통에 절연형으로 연계되며 낮은 THD 와 높은 역률로 고효율을 달성하였다. DC입력측의 개방전압은 900V로 태양전지모듈 조합의 편의성 및 DC과전압등에 대한 안전성을 향상하였고, EMI 전도노이즈에 대한 Filter를 장착하여 노이즈성분을 크게 개선하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.35-38
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• 2005

인버터는 전기적으로 DC(직류)를 AC(교류)로 변환하는 역 변환 장치이며, 상용전원(AC 22V/440V)으로부터 공급된 전력을 입력받아 전압과 주파수를 가변시켜 전동기에 공급함으로써 전동기의 속도를 고효율로 이용하게 제어하는 장치이다. 본 논문에서는 550kW급 IGBT, DIODE의 발열에 의한 인버터 내부의 열 및 온도분포를 ICEPAK 상용코드를 통하여 수치적 해석을 수행하였다. 인버터의 발열은 캐패시터의 수명과 소자들의 오작동 등 많은 열적 문제를 가지고 있으며 Heat-sink, Fan, Duck등을 통하여 전도와 대류가 이루어지는 시스템이다. 인버터은 많은 파라미터들에 의해 온도가 결정되기 때문에 실험을 통한 해석은 제한적 일수 밖에 없다. 따라서 수치해석을 통하여 빠른 시간에 효율적인 열 설계를 할 수 있으며, 인버터의 크기는 최종적으로 Heat-sink의 형상에 따라 달라지므로 이를 최적화 하고 소형화 하는 작업이 필요하다. 인버터의 복잡한 내부구조상 하단부(발열원, Heat-sink, Fan등)만 수치해석을 수행하였을 때와 Full Model과는 $15^{\circ}C$ 온도 차이를 보였다. 최종적으로 인버터의 최적 열 설계를 위하여 Frame위치 변경, Heat-Sink 형상변화등 많은 수치해석을 통하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권12A호
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• pp.1168-1173
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• 2005

본 논문에서는 군위성통신의 차량용단말에 사용되는 X-대역 TQTA용 HVPS를 설계 및 제작하고 그 성능을 측정하였다. 본 HVPS는 X-대역에서 600 W의 RF 신호 출력을 발생시키는 TWT를 구동시키기 위하여 제작되었다. HVPS의 스위칭 주파수는 80 kHz로 설계되었고 입력전원은 380 V의 직류전원을 사용한다. HVPS의 출력전압은 Cathode 전극에 -10.95 kV의 최대전압을 발생시키고 두개의 Collector 전극에 각각 -4.27 kV, -6.57 kV의 고압 전원을 제공하며 총 출력 전력은 1.6 kW를 발생시킨다. 한편, ripple 전압의 peak-to-peak 크기는 Cathode 전극의 경우 6 V, Collectorl은 12 V, Collector 2는 6 V로서 출력전압에 비해 각각 $0.055\%,\;0.281\%,\;0.091\%$ 수준으로 상당히 안정된 전원특성을 얻었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.204-212
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• 2010

전동차가 주행중에 브레이크 페달의 작동으로 주행모터의 양단에 발전된 전류는 전기에너지 특성상 바로 소비되지 않으면 제동력이 발생하지 않는 현상(회생 실효)가 발생하기 때문에 주변에 역행차량이 없거나 가선 전압이 안정되지 않는 경우 안정된 제동성능을 확보할 목적으로 발전제동을 병설한 차량이 존재하고 있다. 그래서 입력된 에너지의 55%를 전동차에서 소비하고 하구배 구간이나 회생 제동시 45%의 입력에너지 사용되며 그중25%는 가선을 통해 다른차 의 역행을 사용되므로 기존의 시스템을 크게 벗어나지 않고 회생 수단,회생 실효를 줄이기 위해서는 변전소의 배출전압저하(5%)정도 하여 회생시 지나친 가선 전압 상승를 완화 시킬 수 있다. 실제로 1호선 직류구간에 혼잡시간때 한구간에 상선기준으로 3대의 전동차가 운행되어 1500V의 전압측정과 비혼잡시간에는 1대~2대의 전동차정도 운행으로 1700~1800V 측정되므로 5%정도 조정은 운행에 지장을 초래하지 않을것으로 사료된다. 적정전압 측정 데이터을 통한 탄력적인 배출전압 조정을 통해 지하철 또한 에너지 소비효율을 위한 연구가 필요하다고 본다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.332-338
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• 2002

토카막 장치의 초전도 코일에 사용되는 전원 공급장치는 초대형급(20kA) 직류 전원 공급기로서 빠른 전류제어 응답성과 매우 작은 정상상태 리플이 필수적이다. 특히 역전류 공급이 가능한 회생형 컨버터의 운전중 전류 방향이 바뀌는 순간에도 전류기준값을 잘 추종하는 것이 중요하다. 이러한 조건들을 만족시키기 위하여 입력측에 2중 출력($\Delta$, Y)를 갖는 변압기와 출력단에 상간변압기(interphase transformer, IPT)를 이용한 12펄스 싸이리스터 듀얼 컨버터를 설계, 제작하였다. 각 컨버터에서 출력되는 전류의 합이 부하전류 지령치를 따르도록 제어하는 동시에 차 전류의 평균값이 영이 되도록 함으로써 각 컨버터의 부하 분담율을 일정하게 하여 상간 변압기의 포화를 방지한다. 대전류 코일 전류 공급장치의 양방향 전류 제어 성능을 높이기 위하여 위상각 검출 및 게이팅 지연각 구현을 디지털화하고 컨버터 전류방향 정역절환시 초기 응답특성을 개선하는 방법을 제안하였다. 또한 시뮬레이션과 실부하 전류실험을 통해 제안된 제어기의 동작성능을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.425-431
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• 2011

전기추진선박에서 해결해야 할 중요한 문제점의 하나는 전력변환시에 발생되는 전류 및 전압파형에 포함된 고조파 성분에 의한 손실과 토크리플이다. 이를 제거하기 위해서 많은 방식들이 연구되고 있으며 본 논문에서는 상천이 변압기를 갖는 다중펄스 드라이브를 사용하여 정류된 직류파형을 개선함으로서 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 성분을 감소시키는 방식을 사용하였다. 또한, 그 유효성을 입증하기 위해서 6펄스 및 12펄스 드라이브를 각각 전력변환장치로 사용하였으며 현재 대형 선박에서 사용중인 6000[kW]의 유도전동기를 추진전동기로 채택하여 시뮬레이션을 행하였다. 다중펄스 드라이브에 의한 고조파 저감은 발전기 출력측의 전류파형과 추진전동기 입력측의 전압 파형에 포함된 총고조파 왜형율을 평가하였으며 또한, 고조파에 의한 전동기측의 영향은 추진전동기의 토크리플을 측정하여 비교 분석하였다.