• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.7 no.1
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• pp.65-73
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• 2002

This paper proposes a new carrier-based PWM method to solve the most serious problem of flying capacitor multi-level inverter that is the unbalance of capacitor voltages. The voltage unbalance occurs due to the difference of each capacitor's charging and discharging time applied to Flying Capacitor Inverter. New solution controls the variation of capacitor voltages into the mean '0'during some period by means of new carriers using the leg voltage redundancy in the flying capacitor inverter. The solution can be easily expanded to the multi-level inverter. The leg voltage redundancy in the new method makes the switching loss of device equals to the conduction loss of device. This paper will examine the unbalance of capacitor voltage and the conventional theory of self-balance using Phase-shifted carrier. And then the new method that is suitable to the flying capacitor inverter will be explained.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.295-297
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• 2008

슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 무공해 소자로 신재생에너지원이나 배터리의 동특성 보상 및 수명연장을 목적으로 그 사용이 증대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 슈퍼커패시터의 정확한 동특성 모델을 임피던스 분광법(Impedance Spectroscopy)을 이용하여 개발하고, 개발된 모델의 유용함을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 주파수영역에서 개발된 모델은 시간영역으로 등가 변환되어 Matlab/Simulink를 이용하여 시뮬레이션 되었고, 실험결과와 비교되었다. 다수의 제조사에서 제작된 비슷한 용량의 슈퍼커패시터들의 임피던스 모델을 개발하고 전압에 따른 커패시턴스의 변화를 비교하고 분석하였다. 또한, 상용 장비로는 모델링이 불가능한 고압 슈퍼커패시터 모듈의 모델링을 수행할 수 있는 새로운 방법을 제안하고, 제안된 방법에 의해 개발된 모델의 유용함을 실험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.193-195
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• 2020

최근 반도체 제조공정에서 핵심기술의 국산화에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 제조공정의 하나인 에칭공정의 핵심기술인 RF플라즈마 기술에대한 관심또한 증가하고 있다. 본 논문에서는 그중에서도 RF플라즈마에 사용되는 임피던스 정합기에 사용되는 가변커패시터에 대한 새로운 구조를 제안한다. 최근까지 임피던스 정합기는 기계식으로 가변하는 가변커패시터(Vacuum Variable Capacitor, 이하 VVC)를 주로 사용했다. 하지만 기계식으로 커패시턴스를 가변하기 때문에 공정시간의 상당부분을 정합시간에 소모하게 된다. 따라서 최근에 정합시간을 줄이기 위해 전력전자 기술을 사용하여 전기적으로 커패시턴스를 가변하는 가변 커패시터 (Electrical Variable Capacitor, 이하 EVC)가 개발되고 있다. 그러나 EVC는 부피가 크고 커패시턴스의 해상도가 적다는 문제를 갖는다. 그러므로 본 논문에서는 VVC와 EVC의 장점을 결합하여 새로운 구조의 가변 커패시터인 하이브리드 가변 커패시터 (Hybrid Variable Capacitor, 이하 HVC)를 제안한다.

• Clean Technology
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• v.27 no.4
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• pp.277-290
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• 2021

A supercapacitor, also called an ultracapacitor or an electrochemical capacitor, stores electrochemical energy by the adsorption/desorption of electrolytic ions or a fast and reversible redox reaction at the electrode surface, which is distinct from the chemical reaction of a battery. A supercapacitor features high specific power, high capacitance, almost infinite cyclability (~ 100,000 cycle), short charging time, good stability, low maintenance cost, and fast frequency response. Supercapacitors have been used in electronic devices to meet the requirements of rapid charging/discharging, such as for memory back-up, and uninterruptible power supply (UPS). Also, their use is being extended to transportation and large industry applications that require high power/energy density, such as for electric vehicles and power quality systems of smart grids. In power generation using intermittent power sources such as solar and wind, a supercapacitor is configured in the energy storage system together with a battery to compensate for the relatively slow charging/discharging time of the battery, to contribute to extending the lifecycle of the battery, and to improve the system power quality. This article provides a concise overview of the principles, mechanisms, and classification of energy storage of supercapacitors in accordance with the electrode materials. Also, it provides a review of the status of recent research and patent, product, and market trends in supercapacitor technology. There are many challenges to be solved to meet industrial demands such as for high voltage module technologies, high efficiency charging, safety, performance improvement, and competitive prices.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.29 no.5
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• pp.186-194
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• 2014

슈퍼커패시터(Supercapacitor)는 축전용량이 대단히 큰 커패시터로 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 급속 방충전이 가능하고 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성으로 보조배터리나 배터리 대체용으로 사용된다. 부하응답 특성이 느린 신재생에너지 발전시스템에 슈퍼커패시터를 사용하면 발전된 전력과 부하전력 사이의 차이를 흡수 또는 방출함으로써 전력품질을 확보하는데 기여한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.71-72
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• 2012

본 논문은 승압형 플라이백 컨버터에 탭을 내어 절연형 스위치드 커패시터셀과 차지펌프를 추가한 새로운 토폴로지의 컨버터를 제안한다. 제안하는 회로는 차지펌프를 추가한 스위치드 커패시터 셀의 출력과 플라이백의 출력을 직렬 연결하여 기존의 스위치드 커패시터 플라이백 컨버터보다 고승압에 유리하다. 또한 3차권선이 아닌 탭을내어 사용함에 있어 결합계수의 손실이 적어 고효율의 전력전달이 가능하다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하였고 80W급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.468-469
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• 2018

본 논문에서는 MMC(Modular Multi-level Converter)타입 전압형 HVDC 서브모듈의 커패시터 용량을 추정하는 방법을 기술하였다. 서브모듈 내 별도의 전류센서 및 계측 시스템을 추가하지 않고 커패시터 용량을 추정하여 안정적인 HVDC 시스템의 동작이 가능하도록 하였으며 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1946-1947
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• 2007

전력계통에서 커패시터 스위칭으로 인해 과도성분이 발생한다. 이러한 과도성분에는 과도 과전압, 과도 과전류가 있는데 대상 계통을 EMTP를 이용해 구현하고 그 최고점과 지속시간을 살펴보았다. 또한 커패시터 스위칭에 의한 과도현상을 완화하는 방법으로 한류기를 이용해 과도 과전류가 어떻게 제한되는가를 살펴보고 대상 계통에서 한류기의 역할을 직접 확인해 보았다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.56-57
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• 2016

본 논문은 LCC 공진형 컨버터를 기반으로 설계된 15kV, 1.5kJ/s 고전압 커패시터 충전기에 대하여 기술한다. 연속도전모드에서 동작하는 LCC 공진형 컨버터 설계를 통해 영전압 스위칭을 구현하고, 공진전류를 사다리꼴 형태로 개선하여 도전손실을 줄일 수 있도록 공진 파라메터를 설계 한다. 승압을 위한 고주파, 고전압 변압기를 다수의 환형 코어를 이용하여 설계하여 효율적인 기중절연을 확보하였다. 제작된 고전압 커패시터 충전기 프로토 타입의 저항부하 정격운전 및 커패시터 충전 실험을 통해 설계를 검증 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1185-1186
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• 2011

LED는 반도체 기술 향상에 따라 현대에 이르러 실내 외 조명으로 사용되기 이르렀다. 하지만 장수명을 갖는 구동회로의 전해 커패시터 수명이 짧기 때문에 LED 조명 자체 수명이 저감되어 질 수 있다. 수명이 짧은 전해 커패시터를 반영구적인 필름 커패시터나 마일러 커패시터로 대치하기 위해 구동회로에 커패시터 용량 저감 기법을 적용되어야 한다. 본 논문은 LED 구동회로의 PFC Bulk 커패시터 용량을 감소시키기 위해 3고조파를 입력전류에 주입하는 방법을 논의하였으며, 이를 시뮬레이션을 통하여 분석하였다.