• 제목/요약/키워드: DC charge

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Numerical Modeling of Charge Transport in Polymer Materials Under DC Continuous Electrical Stress

  • Hamed, Boukhari;Fatiha, Rogti
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권3호
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    • pp.107-111
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    • 2015
  • Our work is based on the development of a numerical model to develop a methodology for predicting the aging and breakdown in insulation due to the dynamics of space charge packets. The model of bipolar charge transports is proposed to simulate space charge dynamic for high DC voltage in law-density polyethylene (LDPE), taking into account the trapping and detrapping of recombination phenomena, this model has been developed and experimentally validation. Theoretical formulation of the physical problem is based on the Poisson, the continuity and the transport equations as well as on the appropriate models for injection. Numerical results provide temporal and local distributions of the electric field, the space charge density for the different kinds of charges, conduction and displacement current densities, and the external current.

펄스정전응력법(PEA)을 이용한 고분자 유전체 내의 공간전하분포 측정시스템 (The Measurement System of Space Charge Distribution in Polymer Dielectric Materials by the PEA Method)

  • 황보승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.1403-1411
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    • 2012
  • 본 논문에서는 최근 DC 전력케이블에서 큰 이슈가 되고 있는 공간전하(space charge) 문제와 관련하여 공간전하의 비파괴 측정법 중 하나인 펄스정전응력법(PEA method)에 대한 이론적 고찰을 수행하였으며, 이를 바탕으로 직류전압 하에서 고분자 유전체 내에서 공간전하분포를 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 또한, 보정(deconvolution) 처리를 통해 왜곡된 공간전하 신호에 대한 개선을 실시함으로써 신호의 정확도를 개선하였다.

플랫 판넬표시장치용 DC-DC 컨버터 집적회로의 설계 (A Integrated Circuit Design of DC-DC Converter for Flat Panel Display)

  • 이준성
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.231-238
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    • 2013
  • 본 논문은 플랫판넬 디스플레이 장치에 사용할 DC-DC 변환기의 설계에 관한 것이다. 6~14[V]의 단일 DC 전원전압으로부터 플랫 판넬 백바이어스용 -5[V] DC 전압 발생회로(Negative DC Voltage Generator)와 승압된 15[V], 23[V] DC 전압 발생회로, 그리고 강압된 3.3[V] DC를 얻기 위한 회로를 설계하였다. 또한 기준 전압원으로 사용하기 위한 밴드갭 회로와 발진기, 레벨변환기 회로, 고온보호 회로 등을 설계하였다. 제작공정은 부(-)전압으로 동작하는 회로와 기타 회로를 분리하기 위해서 트리플-웰(Triple-Well)구조가 적용된 공정 내압 30[V], 최소선폭 0.35[${\mu}m$], 2P_2M CMOS 공정을 사용하였다. 설계된 모든 회로는 시뮬레이션으로 검증하여 동작을 확인하였으며 원 칩으로 제작하여 플랫판넬 디스플레이 장치에 응용할 수 있도록 기능을 확보하였다.

3상 AC-DC 승압형 컨버터를 이용한 SOC 추정 기반의 효율적 배터리 충전 알고리즘 (An Efficient Battery Charging Algorithm based on State-of-Charge Estimation using 3-Phase AC-DC Boost Converter)

  • 이정효;원충연
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제29권9호
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    • pp.96-102
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    • 2015
  • This paper presents battery charging method using 3-phase AC-DC boost converter. General battery charging method is that charging the battery voltage to the reference voltage according to the constant current(CC) control, when it reaches the reference voltage, charging the battery fully according to the constant voltage(CV) control. However, battery chaging time is increased because of the battery impedance, constant current charging section which shoud take the large amount of charge is narrow, and constant voltage charging section which can generate insufficient charge is widen. To improve this problem, we proposes the method to reduce the charging time according to the SOC(State of Charge) estimation using battery impedance.

전하펌프 역률개선 회로를 적용한 양방향성 AC-DC Converter 설계 (Design of a Bidirectional AC-DC Converter using Charge Pump Power Factor Correction Circuit)

  • 고석철;임성훈;한병성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.227-230
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    • 2001
  • This paper deals with a bidirectional ac-dc converter used in ups system application. We propose a Voltage-Source-Charge-Pump-Power-Factor-Correction(VS-CPPFC) ac-dc converters. First of all, we propose a charge pump power-factor-correction converter. Secondly, we derive and analyse a unity power factor condition. The proposed topology is based on a half-bridge for the primary and a current-fed push pull for the secondary side of a high frequency isolation transformer. The advantage of bidirectional flow of power achieved by using the same power components is that the circuit is simple and efficient. And the galvanically isolated topology is specially attractive in battery charge/discharge circuits in ups system. We design equivalent model for the steady-state circuit and analyse operation waveforms for each mode. We show that the proposed model can be applied to ups system by simulation processes.

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Space Charge Behavior of Oil-Impregnated Paper Insulation Aging at AC-DC Combined Voltages

  • Li, Jian;Wang, Yan;Bao, Lianwei
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제9권2호
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    • pp.635-642
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    • 2014
  • The space charge behaviors of oil-paper insulation affect the stability and security of oil-filled converter transformers of traditional and new energies. This paper presents the results of the electrical aging of oil-impregnated paper under AC-DC combined voltages by the pulsed electro-acoustic technique. Data mining and feature extractions were performed on the influence of electrical aging on charge dynamics based on the experiment results in the first stage. Characteristic parameters such as total charge injection and apparent charge mobility were calculated. The influences of electrical aging on the trap energy distribution of an oil-paper insulation system were analyzed and discussed. Longer electrical aging time would increase the depth and energy density of charge trap, which decelerates the apparent charge mobility and increases the probability of hot electron formation. This mechanism would accelerate damage to the cellulose and the formation of discharge channels, enhance the acceleration of the electric field distortion, and shorten insulation lifetime under AC-DC combined voltages.

CCD 이미지 센서용 Power Management IC 설계 (A Design of Power Management IC for CCD Image Sensor)

  • 구용서;이강윤;하재환;양일석
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.63-68
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    • 2009
  • 본 논문에서는 CCD 이미지 센서용 PMIC를 제안한다. CCD 이미지 센서는 온도에 민감하다. 일반적으로 낮은 효율을 갖는 PMIC에 의해 열이 발생된다. 발생된 열은 CCD 이미지 센서의 성능에 영향을 미치므로 높은 효율을 갖는 PMIC를 사용함으로써 최소화 시켜야 한다. 고효율의 PMIC개발을 위해 입력단은 동기식 step down DC-DC컨버터로 설계하였다. 제안한 PMIC의 입력범위는 5V~15V이고 PWM 제어방식을 사용하였다. PWM 제어회로는 삼각파 발생기, 밴드갭 기준 전압회로, 오차 증폭기, 비교기로 구성된다. 삼각파 발생기는 1.2MHz의 발진 주파수를 가지며, 비교기는 2단 연산 증폭기로 설계되었다. 오차 증폭기는 40dB의 DC gain과 $77^{\circ}$ 위상 여유를 갖도록 설계하였다. step down DC-DC 컨버터의 출력은 Charge pump의 입력으로 연결된다. Charge pump의 출력은 PMIC의 출력단인 LDO의 입력으로 연결된다. PWM 제어회로와 Charge pump 그리고 LDO로 구성된 PMIC는 15V, -7.5V, 5V, 3.3V의 출력전압을 갖는다. 제안한 PMIC는 0.35um 공정으로 설계하였다.

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에너지저장시스템의 충, 방전 Auto Level-Tuning 알고리즘에 관한 연구 (Study for Charge-Discharge Auto Level-Tuning Algorithm of Energy storage system)

  • 백승길;임지영;차준일;김길동;권경민
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.514-520
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    • 2010
  • This paper is about control algorithms that bi-direction DC-DC Converter using Super Capacitor and regenerative power from DC feeding system in train. In order to take advantage of regenerative energy efficient, charge and discharge level value of energy storage system serve as an important factor. Respect to output fluctuations of the substation and catenary voltage changing, we offers Charge-Discharge Auto Level Tuning Algorithms to improve system following of Energy Storage System.

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DC 마이크로그리드에서 배터리 에너지 저장장치의 State-of-Charge 기반 계층 제어 기법 (Hierarchical Control based on State-of-Charge of Battery Energy Storage System in DC Microgrid)

  • 김진욱;정원상;이재형;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.389-390
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    • 2020
  • 본 논문은 DC 마이크로그리드에서 배터리 에너지 저장 장치의 SoC(State-of-Charge)를 기반으로 한 계층 제어 기법을 제안한다. DC 마이크로그리드의 안정적인 운영을 위해 계층 구조의 제어방식이 필요하다. 제안하는 계층 제어 기법은 2 레벨로 구성된다. 1차 제어에서는 SoC에 의해 드룹 계수가 조정되고 충·방전 전류가 제어되어 SoC 밸런싱이 이루어진다. 2차 제어는 1차 제어에 의해 발생하는 배전망 전압강하를 보상한다. 제안하는 SoC 기반 계층 제어를 적용한 에너지 저장 장치는 일정 SoC 운용범위에서 동작하고 배전망 전압을 일정하게 유지하여 DC 마이크로그리드의 안정적인 전력관리가 가능해진다. 본 논문에서는 PSIM 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 유효성을 검증하였다.

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Comparative Study of DC Breakdown and Space Charge Characteristics of Insulation Paper Impregnated with Natural Ester and Mineral Oil

  • Hao, Jian;Zou, Run-Hao;Liao, Rui-Jin;Yang, Li-Jun;Liao, Qiang;Zhu, Meng-Zhao
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권4호
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    • pp.1682-1691
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    • 2018
  • Natural ester is a suitable substitute for mineral oil and has been widely used in AC transformer in many countries. In order to further application of natural ester in direct current (DC) equipment, it is needed to investigate its long term insulation property under DC condition. In this paper, a thermal ageing experiment was conducted for both mineral oil-paper and natural ester-paper insulation. The DC breakdown and space charge characteristics of insulation paper impregnated with natural ester and mineral oil was compared. Results show that the resistivity of the paper immersed in natural ester and mineral oil both increase as the ageing goes on. While insulation paper impregnated with natural ester has higher resistivity and DC breakdown voltage than the paper impregnated with mineral oil. The DC breakdown voltage for the oil impregnated insulation paper being DC pre-stressing is higher than that without pre-stressing. The average DC breakdown field strength difference between the test with pre-stressing and without pre-stressing clearly shows that there is an apparent enhancement effect for the homo-charge injection on the DC breakdown.