링크 관리 프로토콜에서 데이터 링크의 연결성 검증 및 링크 식별자의 자동 매핑을 위하여 교환하는 Test 메시지와 제어채널의 IP 주소를 자동으로 발견하기 위한 Bootstrap 메시지는 제어채널이 아닌 데이터 링크로 전달되므로 광 네트워크에서 불투명한 스위칭 기술을 요구한다. 본 논문에서는 불투명한 스위칭 기술을 지원하지 않는 광 네트워크에서 망 관리 기능을 이용하여 인접 노드 사이의 제어채널에 대한 IP 주소 및 인접 노드와 데이터 링크에 대한 식별자를 자동으로 구성 할 수 있는 메커니즘을 제안한다. 망 관리를 통한 자동 구성은 불투명한 스위칭 기술을 지원하지 않는 광 네트워크에서 수동 구성에 따른 오류 발생의 가능성을 개선시킬 수 있다.
본 논문에서는 eLoran 수신기 및 GPS 수신기를 통해 출력되는 NMEA 디지털 데이터를 이용해 GPS 값의 변화를 실시간으로 감시하고, GPS 위치정보의 이상 발생 시 eLoran의 위치정보로 자동 스위칭하여 재밍이나 스푸핑 등의 GPS 전파교란에 대비할 수 있는 장치의 개발에 관하여 연구하였다.
전기자동차용 급속 충전기에서 전력변환 효율은 절연형 DC-DC 컨버터에 의해 좌우된다. 이때 DC-DC 컨버터의 출력 전압 범위가 넓기 때문에 기존의 3레벨 컨버터를 사용할 경우 충전전압이 낮을 때 순환전류가 커지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 넓은 충전전압범위를 갖는 전기자동차용 급속충전기를 위한 3레벨 DC-DC 컨버터의 하이브리드 스위칭 기법을 제안한다. 제안한 하이브리드 스위칭 기법은 충전전압이 낮을 때 순환전류를 줄일 수 있어 주로 낮은 배터리 전압에서 동작하는 CC충전 모드 시 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한 커플인덕터를 사용하여 순환전류를 줄이고 Lagging Lag 스위치의 ZCS 턴오프를 성취시켜 손실을 줄일 수 있다. 기존의 스위칭 방법과 하이브리드 스위칭 기법에 따른 손실을 비교하여 제안한 스위칭 기법의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 단상 5kVA의 용량을 갖는 3-레그 방식의 고효율 자동전압조정기에 최적화된 방열설계가 제안된다. 3-레그 자동전압조정기의 경우 스위칭 알고리즘에 따라 스위칭 횟수가 줄어들어 효율이 좋은 장점이 있다. 스위칭 소자로 IGBT를 사용하여 열 분배가 중요함으로 전력변환 장치의 신뢰성과 안전성을 높일 수 있도록 최적화된 방열설계안을 제시하고 설계의 타당성을 위해 시뮬레이션을 통한 검증을 수행하였다.
본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 단일단 소프트스위칭 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 두 대의 인터리빙 컨버터에 저손실 스위칭기법을 적용하여 변압기의 저주파 성분을 제거하여 코어부피를 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 스위치의 도통손실 및 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다. 또한 배터리에 저주파 리플이 허용되는 경우에는 필름 커패시터만을 사용하여 정현파 충전을 함으로써 시스템의 높은 내구성 및 소형화를 달성 할 수 있다. 3.3kW급 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.
현재 국내에는 많은 가구들이 전기를 사용하고 있다. 아파트, 주택에 들어가는 전기 시스템들이 많이 발전하였지만 뜻하지 않은 사고로 인해 정전이 되는 경우가 있다. 정전시에는 아파트 같은 경우는 비상등, 엘리베이터 등 최소한의 장치만이 작동하도록 되어있다. 그러므로 각 세대에는 전기가 들어가지 않는다. 우리나라 경우에는 태풍이나 여름 같은 경우에는 전기를 많이 사용하기 때문에 발전기가 과부화 걸리는 현상이 생기기도 한다. 장기간 정전시에 가장 문제가 되는 기기는 냉장고, 전등이 될 것이다. 냉장고 같은 경우는 음식들이 상하게 되고, 전등 같은 경우에는 밤에 활동하는데 지장을 주게 된다. 따라서 본 논문에서는 정전시에는 자동적으로 비상발전기의 전원을 사용하고, 상시에는 다시 한전의 전원을 사용하게 하는 초소형 자동 스위칭 전원 모듈을 설계 제작한 논문이다. 설계된 스위칭 모듈에 대해서 시뮬레이션한 결과 예상한대로 비상시에 자동적으로 스위칭되는 결과를 알 수 있었다.
본 논문에서는 진동과 열에너지를 이용한 자동 스위칭 에너지 하베스팅 회로를 제안한다. 열전소자와 진동소자로부터 출력되는 에너지는 최대 가용전력지점이 개방전압의 1/2로 같기 때문에 동일한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어회로를 사용할 수 있다. 제안된 회로는 하나의 MPPT 제어회로를 사용하고, 자동 스위칭 기능을 적용하여 열전소자의 출력과 진동소자의 출력을 모니터링하여 전압이 더 큰 소자로부터 최대 가용전력을 수확한다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였으며, 모의실험을 통해 동작을 검증하였다. 설계된 회로의 칩 면적은 PAD를 포함하여 $1.4mm{\times}1.2mm$이다.
본 논문에서는 EV 또는 PHEV용 탑재형 배터리 충전기에 대하여 기술한다. 역률개선을 위한 PFC는 전류연속모드의 부스트 컨버터를 적용 하였으며, 스위칭 손실의 저감을 위해 영전압 스위칭이 가능한 위상천이 풀-브리지 DC-DC 컨버터를 사용하여 전기적인 절연 및 소자의 스위칭 스트레스를 줄이고 효율 또한 향상 시키고자 하였다. PSIM을 사용하여 시뮬레이션 하였으며 실험세트를 구성하고 결과를 분석하여 시스템의 효용성을 검증하였다.
전기자동차용 급속 충전기에서 전력변환 효율은 절연형 DC-DC 컨버터에 의해 좌우된다. 이때 DC-DC 컨버터의 출력전압 범위가 넓기 때문에 기존의 LLC 공진 컨버터를 Region2에서 설계하는 경우 스위칭 주파수 범위가 매우 넓어지는 문제가 있다. 본 논문에서는 전기자동차용 급속충전기를 위한 넓은 충전전압 범위를 갖는 공진 컨버터 비교 및 최적 설계기법을 제안한다. 제안한 SRC below영역 설계는 모든 스위치와 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취하므로 IGBT 사용 시 유리하다. 또한, 주파수 변동범위가 작으므로 주로 낮은 배터리 전압에서 동작하는 CC충전 모드 시 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 설계 영역에 따른 LLC, SRC를 비교하여 손실을 분석하고 제안한 설계기법의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 전해커패시터가 없는 단일단 인터리브드 토템폴 소프트스위칭 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 단일단 충전기는 토템폴 구조에 인터리빙 회로를 적용하여 소자의 수를 최소화하였으며 넓은 전압 및 부하영역에서 스위치의 ZVS 턴 온 및 다이오드의 ZCS 턴 오프를 성취하여 고효율을 달성할 수 있다. 또한 CCM 동작으로 인해 입력필터가 작고 스위치의 도통손실을 감소시킬 수 있으며 전해커패시터를 제거하고 필름커패시터를 사용하여 높은 전력밀도와 내구성을 만족한다. 제안하는 전기자동차용 충전기의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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