• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.529-534
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• 2017

본 논문에서는 스마트그리드의 핵심 설비 중 하나인 반도체 응용 고주파 변압의 개발을 위한 PWM 컨버터의 PWM 생성 방식과 그 구현에 관한 논문으로, H-bridge의 cascade 방식으로 구성된 PWM 컨버터의 경우 각 H-bridge간의 전압 balancing이 항상 이슈로 대두되는 바, 이러한 불균형은 대부분의 경우 각 H-bridge에 부가되는 스위칭 부하가 각각 균형적으로 분포되는 것이 불가능하기 때문에 발생하는 것으로 이를 해결하기 위해 종래의 경우 스위칭 패턴에 복잡한 리던던시를 추가하여 해결 하였으나, 본 논문에서 적용하는 방법은 이러한 리던던시가 불필요해 제어기의 부담을 저감할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 자동부하분담 PWM 방식(ALB-PWM)의 실 구현에 관하여 논하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.617-628
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• 2016

본 논문은 철도차량의 추진용 유입식 변압기 및 AC/DC 컨버터를 대체하기 위한 지능형 변압기의 구조를 제안한다. 제안된 지능형 변압기는 반도체 스위칭 소자 및 고주파 변압기를 사용한 양방향 전력 변환 컨버터의 형태로써, 기존 변압기에 비해 경량화 되고, 역률 제어 등의 능동적인 제어 성능으로 인해 단상 계통 전원의 효율적인 활용을 가능하게 한다. 제안하는 지능형 변압기는 60Hz 교류 고전압을 직류 고전압으로 변환하기 위한 정류단으로 Neutral point clamped type 의 H-bridge 컨버터를 여러 개 직렬 연결해 구성했다. 직류로 변환된 입력단 전력은 고주파 변압기와 Neutral point clamped type H-bridge 컨버터 2개로 구성된 Dual-Active-Bridge 컨버터를 이용해 출력측에 필요한 저전압을 공급할 수 있도록 했다. 또한, 본 논문에서는 다수의 컨버터 모듈 내부 직류단 전압을 균형제어하며, 단상 교류 전원에서 직류 출력 전원간의 양방향 전력 제어를 가능하게 하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 지능형 변압기의 구조 및 제어 시스템은 75kVA 급 3.3kVrms 입력, 750VDC 출력의 지능형 변압기를 설계 및 회로 시뮬레이션 결과를 통해 검증했다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.341-344
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• 2003

직렬연결형 다중레벨 컨버터(cascade multilevel converter)는 각기 절연된 DC전압원과 H-bridge 인버터가 한 단위를 이루고, 각 단위 인버터의 출력을 직렬 연결한 구조로서, 부하(전동기)에 정현파에 가까운 전압을 인가할 수 있는 시스템이다 각 H-bridge인버터의 DC전압원으로는 배터리 또는 커패시터등이 사용되는데, 일반적인 경우 각 H-bridge 컨버터의 입출력 파워가 틀려지게 되며, 따라서 DC전압간 불균형이 발생하게 된다. DC전압간 불균형이 발생하면 원하는 전압벡터를 정확하게 발생시킬 수 없게 되고, 고조파 하모닉이 만들어질뿐 아니라, 경우에 따라서는 DC전압원측에과 전압 또는 저전압 폴트가 발생할 수 있다. 본 논문은 N개의 H-bridge 인버터의 DC전압을 측정하지 않고, 전체 상출력 전압만을 측정하여 각 DC전압을 추정하고, 스위칭 패턴을 변경하여 DC전압을 평형화하는 방법을 제안한다. 모의실험을 통해서 알고리즘의 동작여부를 검증하였다.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제1권3호
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• pp.354-359
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• 2012

A transformerless converter suitable for multiphase drive application is presented in this paper. The topology employs a cascaded H-bridge rectifier as the interface between the grid and multi inverters which drive the multiphase motor. Compared with the conventional structure, the new topology eliminates the input transformer and also has the advantages such as four quadrant operation, simple configuration, low cost, high efficiency, and so on. The control strategies for the grid-side cascade H-bridge rectifier and the motor-side inverter are studied accordingly. Based on the multi-rotational reference frame, modular control scheme is developed to regulate the multiphase drive system. Simulation results show the proper operation of the proposed topology and the corresponding control strategy.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.135-140
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• 2013

본 논문은 스마트 그리드의 핵심 설비중 하나인 반도체 지능형 변압기의 시스템 구성과 이에 필요한 PWM 컨버터의 PWM 생성 방식에 관한 논문으로, 반도체 지능형 변압기의 경우 입력단이 수전계통에 직접 접속되기 때문에 고전압을 견딜 수 있는 방식으로 구성되어야 하고 이를 위해서는 다단 연결방식의 PWM 컨버터의 구성이 필수적이다. 종래의 PWM 생성 방식의 경우 지령전압의 크기에 따라서 각 단별 스위칭 부하가 균등하게 분포되지 않기 때문에 이를 해결하기 위한 복잡한 리던던시를 스위칭 패턴에 추가해야 했으나, 본 논문에서 제안하는 방식의 경우 부하의 분담이 자동적으로 이루어지기 때문에 그러한 부담없이 시스템을 구성하는 것이 가능하다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권4호
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• pp.1528-1538
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• 2018

In this paper, configuration of $1-{\phi}$ seven-level boost DC-link cascade based reversing voltage multilevel inverter (BDCLCRV MLI) is proposed for uninterrupted power supply (UPS) applications. It consists of three level boost converter, level generation unit and full bridge circuit for polarity generation. When compared with conventional boost cascaded H-bridge MLI configurations, the proposed system results in reduction of DC sources, reduced power switches and gate drive requirements. Inverter switching is accomplished by providing appropriate switching angles that is generated by any optimization switching angle techniques. Here, round modulation control (RMC) method is taken as the optimization method and switching angles are derived and the same is compared with various switching angles methods i.e., equal-phase (EP) method, and half-equal-phase (HEP) method which results in improved quality of obtained AC power with lowest total harmonic distortion (THD). Reduction in DC sources and switch count makes the system more cost effective. A simulation and prototype model of $1-{\phi}$ seven-level BDCLCRV MLI system is developed and its performance is analyzed for various operating conditions.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권1호
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• pp.115-126
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• 2017

This paper presents a new cascaded asymmetrical single phase multilevel converter with a reduced number of isolated DC sources and power semiconductor switches. The proposed inverter has only two H-bridges connected in cascade, one switching at a high frequency and the other switching at a low frequency. The Low Switching Frequency Inverter (LSFI) generates seven levels whereas the High Switching Frequency Inverter (HSFI) generates only two levels. This paper also presents a solution to the capacitor balancing issues of the LSFI. The proposed inverter has lot of advantages such as reductions in the number of DC sources, switching losses, power electronic devices, size and cost. The proposed inverter with a capacitor voltage balancing algorithm is simulated using MATLAB/SIMULINK. The switching logic of the proposed inverter with a capacitor voltage balancing algorithm is developed using a FPGA SPATRAN 3A DSP board. A laboratory prototype is built to validate the simulation results.