• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.313-314
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• 2014

본 논문에서는 태양광 마이크로 인버터의 PV 입력단에서 발생하는 리플을 저감하기 위한 충방전용 양방향 플라이백 컨버터의 제어기 설계를 제안한다. 기존 시스템에서는 PV 입력단의 리플을 제거하기 위해 고용량의 전해커패시터를 사용해왔다. 하지만 전해커패시터는 수명이 짧기 때문에 시스템의 신뢰성이 저하되고, 부피를 증가시킨다. 본 시스템의 구조는 태양광 마이크로 인버터의 PV 입력단에 전해 커패시터를 사용하지 않고 리플저감을 위한 양방향 플라이백 컨버터를 shunt방식으로 연결함으로써 리플을 제거하고 수명을 연장시키고 시스템을 안정시킬 수 있는 구조이다. 본 논문에서는 PV 입력단에서 발생하는 120Hz 리플을 제거하고 양방향 플라이백 컨버터의 안정적인 동작을 구현하기 위한 제어기를 설계한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.87-88
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• 2014

조명용 LED의 보급확산에 따라 LED 구동용 전원장치에 대한 수요가 급증하고 있는데, 심각한 문제 중의 하나는 전원장치의 수명이 LED 수명에 비해 매우 짧다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 전원장치에 포함되어 있는 전해커패시터를 없애야 한다. 또 다른 문제는 전원장치의 60Hz의 교류전원을 정류하여 회로를 구성해야 하는 특성상 120Hz 리플성분 때문에 플리커가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 전해커패시터를 없앤 조명용 LED 전원장치를 제안하고 120Hz 리플성분에 의한 플리커를 최소화하기 위한 방안도 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.138-139
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• 2014

3레벨 NPC 인버터는 구조상 DC Link가 두 개의 커패시터로 직렬 구성되어 있어 두 커패시터 간의 전압 불균형의 문제가 발생한다. 중성점의 변동으로 인하여 스위치 소자의 소손과 제어기의 오작동 등 시스템의 안정도가 떨어지게 된다. 기존의 중성점 전압을 제어하는 오프셋 전압 인가 방식은 zero point 지점에서 불연속 스위칭 구간이 존재하기 때문에 중성점 제어가 불가능하다. 본 논문에서는 중성점 전압을 제어하기 위하여 DPWM 기법에서 중성점 전압을 제어하는 방식을 제안하였다. DC Link의 두 커패시터 전압 불균형이 발생하면 $60^{\circ}(+30^{\circ})$ DPWM 기법으로 Positive 벡터와 Negative 벡터의 스위칭 인가 시간을 조절하여 두 커패시터의 전압 균형을 이루게 한다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안한 방식에 대한 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.305-306
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• 2015

기존 소용량 전원 장치의 경우, Primary 측에 단상 AC 전압 평활을 위한 고압 전해 커패시터가 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 전해 커패시터는 회로의 전체적인 부피를 키우고 제작 단가를 증가시킨다. 뿐만 아니라, 전원 열악 지역(인도향 제품 등)과 같이 300Vac 이상의 전압 한계치를 갖는 경우에는 전해 커패시터 파열에 의한 회로의 손상을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 고압 DC 평활 커패시터를 삭제한 소용량 전원 장치 구현 방안을 제안한다. 제안 방식은 고전압 전해 커패시터의 삭제와 스위치 내장형 IC를 채용함으로써 소형화 및 원가 저감이 가능하며, 동시에 불안정한 입력 전원에도 전해 커패시터 파열에 의한 회로 손상을 막을 수 있다. 본 논문에서는 절연형 Flyback 컨버터를 이용하여, 이론적 특성 분석과 5W급 시작품을 통한 실험적 분석을 통해 그 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.143-144
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• 2015

전기추진선박은 디젤엔진과 프로펠러의 회전축이 기계적으로 연결된 기존의 선박과 달리 엔진의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동기 회전을 통해 추진력을 얻는 선박으로서 시추선, 군함, OSV(Offshore Support Vessel)등 높은 조종성능이 요구되는 선종에 주로 적용되고 있다. 이러한 선종은 추진력을 얻는데 가장 큰 전력을 사용하므로 날씨에 따른 전력부하량의 변동이 크다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터로 구성된 전력버퍼모듈을 이용하여 전기추진선박의 효율적인 전력 운용 전략을 제안한다. 추진전동기의 VFD(Variable Frequency Drive)의 직류단을 전력버퍼모듈로 통합하여 각 전동기의 보조전력으로 활용함으로써 부하변동에 빠르게 대응할 수 있으며, 주 전원의 느린 응답성을 보상하여 조종성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 전력버퍼모듈은 시뮬레이션을 통해 그 유용성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.315-316
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• 2015

본 논문에서는 3-레벨 Neutral-Point-Clamped (NPC) 인버터의 DC-Link 중성점 전압 리플을 저감하여 인버터 출력 전압의 품질 신뢰성 향상이 가능한 새로운 Discontinuous Pulse Width Modulation (DPWM) 기법을 제안한다. NPC 인버터에서는 두 개의 커패시터로 이루어진 DC-Link 구조로 인해 상, 하단 DC-Link 커패시터 전압 불평형인 상황에서 DC-Link 중 성점 전압 리플이 발생한다. 중성점 전압 리플 발생 시 출력 전압의 품질을 보장할 수 없으며, 민감한 부하에 손상을 입힐 수 있다. 제안한 DPWM 알고리즘은 DC-Link 커패시터 전압을 조정하는 두 개의 오프셋을 사용하여 중성점 전압 리플을 저감한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘의 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.307-308
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• 2015

본 논문은 3-레벨 T-type 인버터의 새로운 중성점 전압 제어 기법을 제안한다. 3-레벨 T-type 인버터는 dc-link 전압을 커패시터 2개로 나누어 사용하며 두 커패시터간의 전압 차이로 인해 출력 전압의 왜곡을 야기한다. 공간 벡터 변조 기법으로 P-type과 N-type 전압 벡터의 스위칭 시간을 조절함으로써 복잡한 수학적 모델링 없이 중성점 전압을 제어하는 간단한 방식을 제안하였다. 제안된 중성점 제어 알고리즘을 설명하고, 10kW급 3-레벨 T-type 인버터 시제품을 제작하여 본 논문에서 제안하는 방식에 대한 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.19-20
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• 2012

본 논문은 마이크로그리드에서 에너지 저장 시스템으로 이용되는 슈퍼커패시터 충방전용 양방향 DC-DC 컨버터의 효율을 고려한 변압기 권선비 설계에 관한 것이다. 본 논문에서 다루고자 하는 시스템은 Dual Full-Bridge 방식의 양방향 DC-DC 컨버터이다. 슈퍼커패시터측의 방전 동작시 컨버터는 부스트 컨버터로 등가화 할 수 있다. 따라서 등가화한 부스트 컨버터에 대해 권선비를 달리하면서 동일한 출력 조건에서 스위치 손실을 계산하였으며, 이를 통하여 최소의 손실을 가지는 출력전압 즉, 권선비를 찾는 방법을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.50-51
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• 2015

본 논문에서는 다수의 PV-부스트 컨버터를 입력으로 하는 계통연계형 풀브리지 인버터의 DC링크 커패시터간 전압 균등화 방법을 제안한다. 다수의 PV가 입력으로 연결된 인버터의 경우 각 PV의 부분 그늘짐 현상과 같은 조건에 따라서 최대 전력점이 달라질 수 있다. 각각의 PV와 연결된 부스트 컨버터의 출력 은 인버터의 DC링크 커패시터로서 각각이 직렬로 연결되는데 각 전압 분배는 PV의 입력에 따라 결정되게 된다. PV의 발전조건이 바뀌어 부스트 출력전압 편차가 극심해져서 더 이상 부스트 컨버터로서의 역할을 할 수 없는 조건이 갖춰진다면 PV에서의 안정적인 발전을 기대할 수 없을 것이다. 또한 DC링크 커패시터 간 전압의 불균형은 시스템을 설계함에 있어서 소자의 더 넓은 범위에서의 동작조건을 만족시켜야 하기 때문에 효율 면에서 나쁜 영향을 미치게 된다. 시뮬레이션을 통해서 DC링크 커패시터 간 전압 균등화 방법을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.339-340
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• 2010

본 논문에서는 Z-네트워크 커패시터 전압 제어를 위한 변조지수 적분제어를 이용하여 3상 Z-소스 인버터(ZSI)의 출력 교류전압을 일정하게 제어하는 방법을 제안하였다. ZSI의 직류전압 및 부하가 변동되는 상황에서도 제안된 방법을 사용하여 일정한 출력 교류전압을 유지하는 것이 가능하다. 제안된 방법의 타당성을 입증하기 위해 ZSI의 직류전압이 200[V]에서 150[V]로 급감 하는 경우와 부하가 $60[{\Omega}]$에서 $20[{\Omega}]$으로 급감하는 경우를 PSIM 시뮬레이션을 이용해 검증하였다.