전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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pp.169-173
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2001
In this paper, dc link ripple currents for three-phase ac/dc/ac PWM converters are ana lysed in a frequency domain. The expression of the harmonic currents is developed by using switching functions and exponential Fourier series expansion. The dc link ripple currents with regard to power factor and modulation index are investigated. In addition, the effect of the displacement angle between the switching periods of line-side converters and load-side inverters on the dc link ripple current is studied. The result of the dc link current analysis is helpful in specifying the dc link capacitor size and its lifetime estimation.
This paper, presents SECRET(SEC REliability Tool), which predicts reliability problems related to the hot-carrier and electromigration effects on the submicron MOSFETs and interconnections. To simulate DC and AC lifetime for hot-carrier damaged devices, we have developed an accurate substrate current model with the geometric sensitivity, which has been verified over the wide ranges of transistor geometries. A guideline can be provided to design hot-carrier resistant circuits by the analysis of HOREL(HOT-carrier RFsistant Logic) effect, and circuit degradation with respect to physical parameter degradation such as the threshold voltage and the mobility can also be expected. In SECRET, DC and AC MTTF values of metal lines are calculated based on lossy transmission line analysis, and parasitic resistances, inductances and capacitances of metal lines are accurately considered when they operate in the condition of high speed. Also, circuit-level reliability simulation can be applied to the determination of metal line width and-that of optimal capacitor size in substrate bias generation circuit. Experimental results obtained from the several real circuits show that SECERT is very useful to estimate and analyze reliability problems.
High temperature operating test, temperature humidity test and temperature cycling were performed at various test levels for solid aluminum electrolyte capacitors made by domestic manufacturing company and foreign advanced manufacturing company. It was found that main failure mode of solid aluminum electrolyte capacitors was the decrease of their capacitances. The decrease of their capacitances has the same pattern in these tests. Test result for comparison of characteristics between domestic products and foreign advanced products shows that domestic products have the shorter lifetime and their capacitances decrease more rapidly in high temperature operating test and temperature humidity test. Also in these tests, accelerated tests for high temperature operating test and temperature humidity test were developed.
Power electronic converters generate the harmonic voltage and current, and these harmonics have the harmful effects on the various components. For example, passive components such as capacitor and inductor, transformer, motor and other components are mainly affected in the power electronic system. Thus, the design and manufacturing of the power converters, which have the harmonic-free or mitigation strategies, are required. In particular, the lifetime and durability of these components are main requirement for enhancing the overall stability of the system. So, in this paper, the harmonics-related problems to the neighbouring components and mitigation research trends are presented.
두께가 6~10 nm인 게이트 산화막의 계면에 염소(Cl)를 도입시킨 n-MOS capacitor 및 n-MOSFET을 제잘하여 물성적인 방법(SIMS, ESCA)과 전기적인 방법에 의해서 소자의 특성을 분석, 평가하였다. Last step TCA법을 이용하여 성장시킨 산화막은 No TCA법으로 성장시킨 것보다 mobility가 7% 정도 증가하였고, 결함 밀도도 감소하였다. Time-zero-dielectric-breakdown(TZDB)으로 측정한 결과, Cl를 도입한 막의 파괴 전계(breakdon field)는 18 MV/cm인데, 이것은 Cl을 도입하지 않은 것보다 약 0.6 MV/cm 정도 높은 값이다. 또한 time-dependent-dielectric-breakdown(TDDB) 결과로부터 수명이 20년 이상인 것으로 평가되었고, hot carrier 신뢰성 측정으로부터 평가한 소자의 수명도 양호한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 Cl을 계면에 도입시킨 게이트 산화막을 가진 소자가 좋은 특성을 나타내고 있으므로 Last step TCA법을 종래의 산화막 성장 방법 대신에 사용하면 MOSFET 소자의 새로운 게이트 절연막 성장법으로서 대단히 유용할 것으로 생각된다.
PWM 벅 컨버터는 3형 오차 보상기를 주로 사용하고 있다. 이 오차 보상기는 낮은 슬루율을 갖게 하는 큰 커패시터로 인해, 부하 전류의 과도응답이 발생하였을 때 부하 전압에 의도하지 않은 큰 오버슈트와 언더슈트를 발생시킨다. 또한 기준전압을 변화시켰을 때의 변화에도 느리게 응답한다. 전원장치의 효율적인 사용을 위해 다양한 부하 전류와 전압이 요구되고 있고, PWM 벅 컨버터 역시 부하 전류 변화와 기준 전압 변화에 따른 부하 전압의 빠른 응답특성을 가져야 한다. 본 논문은 PWM 벅 컨버터의 응답시간을 늘이기 위한 여러 가지 빠른 과도응답 기술들의 동작 방식과 이들 방법이 갖고 있는 장점, 한계점들을 소개한다.
최근 전력 계통에 사용되는 주파수 조정용(F/R) 에너지 저장장치에 대하여 높은 에너지 밀도와 장수명의 안정성에 대한 요구가 증대되고 있다. 이와 관련하여 슈퍼커패시터는 장수명과 급속 충방전 특성이 우수하므로 이러한 F/R 적용을 위한 에너지 저장장치로 적합하게 여겨지고 있다. 슈퍼커패시터는 단주기 F/R 영역의 보완 운전을 담당하고 전력계통에 설치된 ESS의 장주기 운영 수명을 연장함으로써 기존 용량을 담당하는 리튬 배터리의 설치 규모와 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 하지만 낮은 에너지 밀도는 전력 계통과 같은 큰 시스템에서 적용에 한계가 있으며 여전히 배터리를 대체할 수 있는 높은 에너지 밀도 요구에 어려움을 겪고 있다. 그러나 최근에는 리튬이온 커패시터(Lithium ion capacitor; LIC) 구조가 3.8 V 이상의 전압 구간을 구현할 수 있기 때문에 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor; EDLC) 구조보다 고에너지 밀도 구현을 위한 구조로 각광을 받고 있지만 여전히 상용화를 위해서는 여러가지 전기화학적 성능에 대한 구체적인 검증 및 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 LIC의 에너지 밀도와 관계되는 용량을 증대하기 위하여 새로운 전극사전-도핑 방법을 설계하였다. 양극 활물질은 0.1% 이하의 상대습도 분위기 드라이룸에서 기계적 강도와 음극 도핑을 안정되게 수행될 수 있도록 $100{\mu}m$의 두께로 제작되었다. 또한 접촉 저항을 최소화하기 위하여 제조된 전극은 상온에서 $65^{\circ}C$까지 열 압축공정을 실시하였다. 최종적으로 LIC 구조에 대한 다양한 사전-도핑법을 설계하고 그 메커니즘을 분석하여 용량과 전기화학적 안정성이 향상된 새로운 LIC 사전-도핑 방법을 제안하였다.
Power quality has become concern both utilities and their customers with wide spread use of electronic and power electronic equipment. The poor quality of electric power causes malfunctions, instabilities and shorter lifetime of the load. In power system operation, power system disturbances such as faults, overvoltage, capacitor switching transients, harmonic distortion and impulses affects power quality. For diagnosing power quality problem, the causes of the disturbances should be understood before appropriate actions can be taken. In this paper we present a new approach to detect, localize, and investigate the feasibility of classifying various types of power quality disturbances. This paper deals with the use of a multi-resolution analysis by a discrete wavelet transform to detect power system disturbances such as interruption, sag, swell, transients, etc. We also proposed do-noising and threshold technique to detect power system disturbances in a noisy environment. To find the better mother wavelet for detecting disturbances, we compared the performance of the disturbance detection with the several mother wavelets such as Daubechies, Symlets, Coiflets and Biorthogonals wavelets. In our analysis, we adopt db4 wavelet as mother wavelet because it shows better results for detecting several disturbances than other mother wavelets. To show the effectiveness of the proposed method, a various case studies are simulated for the example system which is constructed by using PSCAD/EMTDC. From the simulation results. proposed method detects time Points of the start and end time of the disturbances.
Rmili, Lazhar;Hamouda, Mahmoud;Rahmani, Salem;Blanchette, Handy Fortin;Al-Haddad, Kamal
Journal of Power Electronics
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제17권4호
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pp.1048-1057
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2017
An indirect matrix converter (IMC) is a modern power generation system that enables a direct ac/ac conversion without the need for any bulky and limited lifetime electrolytic capacitor. This system also allows four-quadrant operation, generation of sinusoidal output voltage waveforms with variable frequency and amplitude, and control of input power factor. This study proposes a pulse-width modulation-based sliding-mode controller to achieve unity input-power factor operation of the IMC independently of the active power exchanged with the grid, as well as a fast dynamic response. The designed equivalent control law determines, at each sampling period, the appropriate q-axis component of the modulated input current to be injected into the grid through the LC input filter. An integral term of the error is included in the expression of the sliding surface to increase the accuracy of the control method. A double space vector modulation method is used to synthesize the direction of the space vector of the input currents as required by the sliding-mode controller and the space vectors of the target output voltages. Simulation and experimental results are provided to show the effectiveness and evaluate the performance of the proposed control method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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