• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.201-210
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• 2019

This paper proposes a multimode hybrid control strategy that can achieve zero-voltage switching of primary switches and zero-current switching of secondary rectifier diodes in a wide input voltage range for full-bridge LLC resonant converters. When the input voltage is lower than the rated voltage, the converter operates in Mode 1 through the variable-frequency control strategy. When the input voltage is higher than the rated voltage, the converter operates in Mode 2 through the VF and phase-shift control strategy until the switching frequency reaches the upper limit. Then, the converter operates in Mode 3 through the constant-frequency and phase-shift control strategy. The secondary-side diode current will operate in the discontinuous current mode in Modes 1 and 3, whereas it will operate in the boundary current mode in Mode 2. The current RMS value and conduction loss can be reduced in Mode 2. A detailed theoretical analysis of the operation principle, the voltage gain characteristics, and the realization method is presented in this paper. Finally, a 500 W prototype with 100-200 V input voltage and 40 V output voltage is built to verify the feasibility of the multimode hybrid control strategy.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권2호
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• pp.271-281
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• 2014

Fluctuating wind conditions necessitate the use of a variable speed wind turbine (VSWT) with a AC/DC/AC converter scheme in order to harvest the maximum power from the wind and to decouple the synchronous generator voltage and frequency from the grid voltage and frequency. In this paper, a combination of a three phase diode bridge rectifier (DBR) and a modified topology of the diode clamped multilevel inverter (DCMLI) has been considered as an AC/DC/AC converter. A control strategy has been proposed for the DCMLI to achieve the objective of grid interface of a wind power system together with local load compensation. A novel fixed frequency current control method is proposed for the DCMLI based on the level shifted multi carrier PWM for achieving the required control objectives with equal and uniform switching frequency operation for better control and thermal management with the modified DCMLI. The condition of the controller gain is derived to ensure the operation of the DCMLI at the fixed frequency of the carrier. The converter current injected into the distribution grid is controlled in accordance with the wind power availability. In addition, load compensation is performed as an added facility in order to free the source currents being fed from the grid of harmonic distortion, unbalance and a low power factor even though the load may be unbalanced, non-linear and of a poor power factor. The results are validated using PSCAD/EMTDC simulation studies.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.179-184
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• 2016

본 연구를 통해 개발된 전기부하시험장치는 상용전원이 필요한 피시험장치(변압기, 정류기, 전압조정기, 인버터 등)와 상용전원이 불필요한 독립형 피시험장치(동력발전기, 풍력발전장치, 태양광발전장치, 하이브리드발전 장치, 배터리 등)에 대하여 정격용량시험이나 가변부하시험을 능동적으로 정밀하게 제어하면서도 시험 중에 사용되는 전기에너지를 소비하지 않고 전원변환장치를 통하여 계통선으로 전달하도록 설계되었다. 동기식 pwm 인버터회로를 상용전원과 연결시켜서 시험에 사용되는 전력을 계통선으로 귀환되도록 설계되었으며, 종전의 수동식 전기저항체를 사용한 전기부하시험장치에 비해 93.4% 정도의 전력을 소모하지 않고도 피시험체에 대한 시험이 가능하도록 하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.12-15
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• 2012

This paper presents simulation and small-scale experimental tests of a fault current controller. Smart fault controller as proposed and proven conceptually in our previous work is promising technology for the smart power grid where distributed and even stochastic generation sources are prevalent and grid operations are more dynamic. Existing protection schemes simply limiting the fault current to the pre-determined set values may not show best performance and even lead to coordination failures, potentially leading to catastrophic failure. Thus, this paper designs fault current controller with a full bridge thyristor rectifier, embedding a superconducting coil for which the controller is electrically invisible during normal operation because the loss due to the coil is near-zero. When a fault occurs and the resulting current through the superconducting coil exceeds a certain value set intelligently based on the current operating condition of the grid, the magnitude of the fault current is controlled to this desired value by adjusting the firing angles of thyristors such that the overall system integrity is successfully maintained. Detailed time-domain simulations are performed and lab-scale testing circuits are built to demonstrate the desired functionality and efficacy of the proposed fault current controller.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권5호
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• pp.1869-1883
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• 2016

In recent years, some converter structures and analyzing methods for the voltage regulation of stand-alone self-excited induction generators (SEIGs) have been introduced. However, all of them are concerned with the three-phase voltage control of three-phase SEIGs or the single-phase voltage control of single-phase SEIGs for the operation of these machines under balanced load conditions. In this paper, each phase voltage is controlled separately through separated converters, which consist of a full-bridge diode rectifier and one-IGBT. For this purpose, the principle of the electronic load controllers supported by fuzzy logic is employed in the two-different proposed converter structures. While changing single phase consumer loads that are independent from each other, the output voltages of the generator are controlled independently by three-number of separated electronic load controllers (SELCs) in two different mode operations. The aim is to obtain a rated power from the SEIG via the switching of the dump loads to be the complement of consumer load variations. The transient and steady state behaviors of the whole system are investigated by simulation studies from the point of getting the design parameters, and experiments are carried out for validation of the results. The results illustrate that the proposed SELC system is capable of coping with independent consumer load variations to keep output voltage at a desired value for each phase. It is also available for unbalanced consumer load conditions. In addition, it is concluded that the proposed converter without a filter capacitor has less harmonics on the currents.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.474-479
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• 2016

친환경에너지에 대한 요구가 높아지면서 전기에너지의 사용은 계속 증가하고 있다. 최근 친환경, 에너지 절약을 위해서 유도가열을 이용한 여러 가지 가열방식에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 전자유도현상을 이용한 유도가 열방식을 이용하여 보다 친환경적이고 에너지 절약이 가능한 전기온풍기를 설게 제작하였다. 온풍기는 송풍부, 유도가열부 및 전력변환부 등 3부분으로 구성하였다. 유도가열부는 송풍부에 결합되어 송풍부로부터 발생된 바람이 가열되어 분출되며, 전력변환부는 고주파를 인가하여 자속을 발생시킴으로써 유도가열부의 내부를 가열시킨다. 발열방식은 유도가열의 원리를 적용하고, 전력변환효율성을 높이기 위해 공진형 인버터를 사용하였다. 공진형 인버터는 풀브리지 전압형 직렬부하 공진형 인버터를 사용하였다. 유도가열부는 세라믹 계열의 절연체와 SUS40계열의 금속체를 사용했으며, 전력변환부는 정류부, 필터부 및 공진형 인버터부 등으로 구성 하였다. 본 연구에서 제안한 전기온풍기는 기존의 전기히터와 가스히터 등과 비교한 결과, 온도 상승속도가 빠르고, 사용에너지 비용이 절감되는 등 경제성도 있음을 보였다. 개발된 전기온풍기는 가정용, 상업용 및 농업용 등 여러 분야에 친환경 에너지절감형 온풍기로의 적용 가능성이 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.89-96
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• 2000

본 논문은 최근의 반도체 스위칭 소자(Power-MCSEFET)를 사용하여 상용화의 관점에서 회로구성이 간단하고 취급이 용이한 Frward형 펼스 전원장치에 관하여 기술하고 있다. Forward형 고주파 펄스 전원장치에 인가되는 펄스전압의 최대값은 브리지 청류회로띄 위상각 제어에 의해서 이루어지고 있으며, 펄스전압은 Power-MOSFET의 듀티비에 의해 펼스주기가 정해진다. 또한, 본 논운에셔는 Forward형 펄스 전원장치의 회로동작과 전원장치의 특성 및 전원장치의 방전특성을 스위칭 주파수와 위상각의 변화에 따라서 검토하였다. 첨가해, 펄스 전원장치를 제작하여 램프형 오전발생기를 부하로 하였을 때 이론해석과 특성해석의 정당성을 입증하였다. 본 장치는 향후 다양한 분야로의 펄스 전원 시스템에 응용.가능성을 보여주고 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.504-511
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• 2003

본 연구에서는 네온 변압기를 세라믹 계열의 압전 변압기를 이용한 인버터식 네온관용 변압기를 제안하였다 인버터식 네온관용 압전 변압기의 주요 구성은 정류부, 발진부, 공진형 하프브릿지 인버터회로부 및 압전 변압기부로 구성 제작하였다. 네온관용 변압기는 지금까지 개발된 압전 변압기 용량 보다 대부분 큰 용량을 필요로 하고 있기 때문에 압전 변압기의 용량 증가를 위해 병렬 구동하였다 이때 병렬로 연결된 단층형 압전 변압기간 내부 임피던스 값의 불일치로 발생하는 불평형 전류를 최소화 하기 위하여 압전 변압기별로 LC 필터값을 분석 부착하여 전압의 왜곡율을 최소화 하여 안정된 정현파 출력을 구현하였다. 그리고 이를 컴퓨터 시뮬레이션 실험과 실제 네온관 부착 실험을 통하여 전력 밀도와 절연 레벨이 높고, 누설 자속이 없는 소형, 경량화된, 압전 변압기를 적용한 인버터식 네온관용 변압기가 기존의 자기식 네온관용 변압기 보다 우수함을 비교 입증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권3호
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• pp.1251-1264
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• 2018

The systematic and effective design method of a Class-D current-source resonant inverter for use in an induction cooker with zero-ripple line current is presented. The design procedure is based on the principle of the Class-D current-source resonant inverter with a simplified load network model that is a parallel equivalent circuit. An induction load characterization is obtained from a large-signal excitation test-bench based on parallel load network, which is the key to an accurate design for the induction cooker system. Accordingly, the proposed scheme provides a systematic, precise, and feasible solution than the existing design method based on series-parallel load network under low-signal excitation. Moreover, a zero-ripple condition of utility-line input current is naturally preserved without any extra circuit or control. Meanwhile, a differential-mode input electromagnetic interference (EMI) filter can be eliminated, high power quality in utility-line can be obtained, and a standard-recovery diode of bridge-rectifier can be employed. The step-by-step design procedure explained with design example. The devices stress and power loss analysis of induction cooker with a parallel load network under large-signal excitation are described. A 2,500-W laboratory prototype was developed for $220-V_{rms}/50-Hz$ utility-line to verify the theoretical analysis. An efficiency of the prototype is 96% at full load.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.566-572
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• 2020

무선 전력전송기에서 두 유도 코일 사이의 무선 전력전송 특성과 영향에 대해서 알아보고, 무선 전력전송 기술을 이용한 전력변환기 회로와 배터리 충·방전기 회로를 제안한다. 무선 전력전송기 및 무선 충전기의 장점은 기존의 플러그인 탑재형 유선 충전기(OBC; on-board charger) 대신 무선으로 전력을 전송하여 배터리에 전력 충전 시 사용자가 외부에서 전원을 연결 시키지 않고 무선으로 충전할 수 있는 점이다. 또한 무선충전의 이점은 2차 측 정류기의 회로와 수신 코일을 사용하여 에너지 효율 향상 효과를 가져올 수 있으나, 대용량의 원거리 무선충전 방식은 전송거리에 대한 한계가 있어 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 비 접촉 방식의 전력 전송기의 전력을 전송 할 수 있는 송신부 인 1차측 코일과 수신부인 2차측 코일 및 하프브리지(half bridge) 직렬공진 컨버터를 적용한 무선 전력전송장치의 송신부 회로와 수신부 회로의 연구를 목적으로 무선충전시스템의 전력전송거리 향상을 위한 새로운 토폴로지를 적용하고, 각각의 거리에 따른 실험을 통해 8 cm 전송거리에서 출력 3 kW 일 때, 최대 효율(95.8%)을 확인 할 수 있었다.