• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2012

본 논문에서는 수퍼커패시터 에너지 저장장치의 동작을 예측할 수 있는 시뮬레이터를 구현하고 실험하였으며, 수퍼커패시터 시뮬레이터의 동작 및 제어 방법에 대하여 서술한다. 수퍼커패시터는 수초에서 수분 내의 동작 시간을 가지고 있기에 수퍼커패시터의 충전 또는 방전 동작은 빠른 시간에 이루어지게 된다. 충 방전 수행에 따라 증감되는 수퍼커패시터의 전압을 예측하여 제어하는 수퍼커패시터 시뮬레이터를 제안한다. 수퍼커패시터 시뮬레이터 동작은 대기모드인 CV모드와 충 방전모드인 SC모드로 구분된다. CV모드에서는 충 방전모드가 수행되지 않기에 수퍼커패시터 시뮬레이터가 대기하고 있는 상태이고, SC모드에서는 충 방전 동작이 수행됨에 따라 수퍼커패시터의 전압이 변화되는데 증감되는 전압의 크기를 제어하는 알고리즘이 필요하다. 충 방전 시 발생하는 DC 전류를 측정하여 계산과정을 통해 수퍼커패시터에서 변화되는 전압을 예측하여 SC모드에서 충 방전이 안정적으로 동작함을 실험을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.463-464
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• 2014

본 논문은 LED 드라이버의 수명을 좌우하는 전해커패시터를 필름커패시터로 대체하기 위하여 출력맥동전류의 구형파 제어 방법을 제안한다. 출력맥동전류의 구형파 운전은 출력전류의 Peak to average ratio를 낮추어 출력커패시터의 용량을 감소시킬 수 있다. 일반적으로 전해커패시터의 1/20배의 용량 저감을 통하여 필름커패시터로 대체가 가능해진다. 본 논문에서 제안한 토폴로지는 bridgeless single-stage AC-DC LED드라이버의 구형파 전류제어에 따른 출력전류리플저감에 대한 내용을 다루었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.201.2-201.2
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• 2015

현대 디지털 사회에서 고효율 에너지와 파워소스에 관한 요구가 커짐에 따라 차세대 에너지 저장 소자에 대한 연구가 계속되고 있다. 그 중 리튬이온 배터리, 슈퍼커패시터, 그리고 연료 전지들이 우리의 일상생활에서 점점 더 중요하게 자리잡아가고 있는데 이런 다양한 에너지 저장소자 중 슈퍼커패시터가 많은 관심을 받고 있다. 이는 긴 수명, 빠른 충-방전 속도, 높은 에너지 밀도, 그리고 안전함 때문이다. 슈퍼커패시터는 에너지 저장 메커니즘에 따라 두 가지로 분류될 수 있는데 전기이중층 커패시터(EDLC)와 슈도커패시터(pseudocapacitor)로 나누어질 수 있다. 슈도커패시터는 active 물질과 전해질 이온 간의 전기화학적 반응으로 인해 EDLC보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 그러므로 지금까지 새로운 형태의 슈도용량성 물질을 만들기 위한 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적증착 방법을 통해 graphene-like ${\beta}$-nickel hydroxide (${\beta}-Ni(OH)_2$) 나노판 구조를 전도성 직물에 합성하였다. ${\beta}-Ni(OH)_2$ 슈도커패시터의 유연하고 효율적인 비용의 전극으로서 높은 비정전용량, 우수한 전기화학 가역성, 그리고 뛰어난 사이클 안정성을 보였다. 이런 쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal hydroxide/oxide 나노구조는 웨어러블 에너지 저장소자와 변환소자 분야에 사용될 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.333-334
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• 2015

본 논문은 단상 플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터에서의 스위칭 상태 변화 횟수를 줄이는 새로운 기법을 제안하였다. 제안한 방법은 플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터가 갖는 Redundant state 특성을 이용하며, 플라잉 커패시터 전압이 제어되는 범위 내에서 각 스위치가 최대한 적게 온/오프 하도록 Redundant state를 선택한다. 이를 단상 3-레벨 플라잉 커패시터 인버터에 적용하여 ＰＳＩＭ 시뮬레이션을 통해 유효성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.954-955
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• 2015

본 논문에서는 기존 직렬결합 커패시터 입력단을 갖는 7-레벨 인버터에 커패시터 전압균형 제어법을 적용하여 출력 전압의 중간레벨 구간이 제대로 형성되지 않는 문제점을 해결하고자 한다. 기존에 제시된 직렬결합 커패시터 입력단 구성을 갖는 7-레벨 인버터는 2개의 양방향 스위치모듈과 3개의 직렬 연결된 커패시터를 이용한 변형된 Cascaded H-bridge 인버터이다. 기존 논문에서는 입력 전압원으로부터 3개의 직렬 연결된 커패시터의 충전을 통해 레벨을 형성하는 과정에서 커패시터 전압불균형 문제를 해결하지 못하여 결국 출력전압레벨이 7-레벨에서 5-레벨로 감소하는 것을 볼 수 있다. 본 논문에서는 세 개의 직렬결합된 커패시터중 중앙에 위치한 커패시터의 충 방전량을 조절하여 커패시터 전압불균형 문제를 해결한다. 제어법의 타당성은 PSIM 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 기존 스위칭 제어법과 비교하여 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1210-1210
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• 2015

논문은 광신호 제어에 의해 작동되는 고반복 테슬라 변압기용 커패시터 충전형 전원장치에 관하여 기술하였다. 광신호는 펄스 형태로 약 100us의 시간을 갖고 커패시터 충전형 전원장치를 제어한다. 커패시터 충전형 전원장치는 펜던트, 배터리, 트랜스포머, 인버터/컨트롤러, 트리거 발생기로 구성되었다. 그리고 이 장치의 사양은 800V, 8.8A이고, 실험에 사용된 커패시터 부하는 88uF를 사용하였다. 시험결과, 800V/88uF의 충전시간은 약 8.1ms 이고, 반복률은 100Hz로 운전하였다. 또한 고반복 테슬라 변압기용 커패시터 충전형 전원장치는 안정적인 반복률 및 출력특성를 보이고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.177-178
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• 2015

본 논문에서는 수퍼커패시터 뱅크로 구성된 에너지 저장장치의 DC링크에 임의의 주파수성분의 AC전압과 전류를 통해 측정된 임피던스의 크기와 위상차를 통하여 실시간으로 커패시턴스를 추정하는 방법에 대한 검증 결과를 기술하고, 수퍼커패시터의 용량 및 계통의 변화에 따라 측정값의 결과를 비교 분석 하였다. 수퍼커패시터 뱅크는 정상 계통인 경우 평균 1.95F 으로 정격용량의 약 85%가 추정 되고 계통의 크기를 90%, 110%로 변화함에 있어서도 동일한 결과를 얻었다. 수퍼커패시터 뱅크의 커패시턴스에 변화를 주었을 경우에도 최대 오차율 약 1.5% 이내에 반복적으로 추정되는 것을 확인하여 수퍼커패시터 뱅크의 커패시턴스 추정방법이 타당함을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.226-227
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• 2010

슈퍼커패시터의 성능을 시험하기 위해 필요한 기존의 실험방법들에는 충방전을 통한 커패시턴스의 측정, AC 임피던스 법에 의한 등가직렬저항(ESR)의 측정 및 자연방전의 측정 등이 포함되는데, 이러한 방법들은 번거롭고 많은 시간을 소요하므로 대량 생산되는 슈퍼커패시터의 모든 셀의 특성을 파악하는데 사용하기는 곤란하다. 따라서 본 논문에서는 전기화학적 임피던스 분광법에 의해 슈퍼커패시터의 등가 임피던스 모델의 파라미터를 추출하고 이를 이용하여 슈퍼커패시터의 제반 특성들을 간접적으로 파악함으로써, 번거로운 여러 가지 실험 없이 전기화학적 임피던스 분광법만으로 슈퍼커패시터의 성능을 판별할 수 있는 새로운 방식을 제안한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권4호
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• pp.59-64
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• 2013

본 논문에서는 주파수에 대해 영향을 적게 받는 커패시터 멀티플라이어를 제안하였다. 기존의 커패시터 멀티플라이어는 주파수에 대해 커패시턴스 변화가 크다는 단점이 있다. 반면에, 제안된 커패시터 멀티플라이어는 캐스코드 구조를 이용하여 주파수 변화에 대해서 커패시턴스 변화가 작은 특성을 갖도록 개선하였다. 기존의 커패시터 멀티플라이어와 제안된 커패시터 멀티플라이어를 삼성 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작하고, LPF를 구성하여 특성을 측정하였다. 주파수 100kHz에서 1MHz까지 측정한 결과, 기존의 커패시터 멀티플라이어는 최대 53% 오차를 보이는 반면에, 제안된 커패시터 멀티플라이어는 10% 이내의 오차를 보여, 향상된 주파수 특성을 가짐을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.153-154
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• 2011

본 연구에서는 인덕터-커패시터 필터로 구성되는 종전의 단방향 quasi Z-소스 컨버터의 승압 율을 증가시키는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 종전의 인덕터 필터 대신 다이오드를 필터로 이용하는 방법이다. 종전의 방식에 비해 동일한 출력전압에서 낮은 Z-임피던스 망의 커패시터 전압, 단락 비 등의 장점을 가진다. 타당성을 검증하기 위해 실험을 통해 출력전압, Z-임피던스망의 커패시터 전압 등을 비교 분석하였다.