• Journal of Power Electronics
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• 제19권2호
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• pp.431-442
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• 2019

This paper proposes a unified high-frequency bipolar buck-boost (UHFBB) control strategy for a dual-active-bridge (DAB), which is derived from the classical buck and boost DC/DC converter. It can achieve optimized current stress of the switches and soft switching in wider range. The UHFBB control strategy includes multi-control-variables, which can be achieved according to an algorithm derived from an accurate mathematical model. The design method for the parameters, such as the transformer turns ratio and the inductance, are shown. The current stress of the switches is analyzed for selecting an optimal inductor. The analysis is verified by the experimental results within a 500W prototype.

• 전력전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.336-344
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• 2017

This paper presents the three-port DC-DC converter modeling and controller design procedure, which is part of the solid-state transformer (SST) to interface medium voltage AC grid to bipolar DC distribution network. Due to the high primary side DC link voltage, the proposed converter employs the three-level neutral point clamped (NPC) topology at the primary side and 2-two level half bridge circuits for each DC distribution network. For the proposed converter particular structure, this paper conducts modeling the three winding transformer and the power transfer between each port. A decoupling method is adopted to simplify the power transfer model. The voltage controller design procedure is presented. In addition, the output current sharing controller is employed for current balancing between the parallel-connected secondary output ports. The proposed circuit and controller performance are verified by experimental results using a 30 kW prototype SST system.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.111-113
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• 2018

본 논문에서는 3상 듀얼 액티브 브리지 (3P-DAB) 컨버터의 경부하 조건에서 전력 변환 효율을 향상시키기 위한 효과적인 스위칭 알고리즘을 제안한다. 3P-DAB 컨버터는 교차배치 (Interleave) 구조로 인한 작은 필터 크기와 낮은 전도 손실을 얻을 수 있고, 추가적인 회로없이 소프트 스위칭이 가능하며 양방향 전력 흐름에서의 무절체 제어로 인해 고전력 애플리케이션에서 널리 사용되는 토폴로지 중 하나이다. 그러나 3P-DAB의 위상천이 방법(SPS)을 이용한 제어 방식의 경우 경부하 조건에서 영전압 스위칭(ZVS)의 실패 가능성이 높기때문에 효과적이지 않다. 본 논문에서는 SPS 제어 알고리즘과 비대칭 시비율 변조법 (Asymmetrical Pulse Width Modulation; APWM)을 연쇄적으로 사용하여, 경부하에서 스위치의 ZVS 영역을 넓히고자 한다. 3-kW의 3상 DAB 컨버터의 시작품을 구현하고 실험을 통해 제안된 방법의 효율성을 검증 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.449-450
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• 2011

본 논문에서는 PHEV용 1.6kW/3.3kW 단상 양방향 충전기 회로를 제안한다. 양방향충전기는 이단구조이다. 일차단은 양방향 AC/DC 컨버터로 역률제어가 가능한 PWM 컨버터구조이다. 이차단은 앙방향 절연형 DC/DC 컨버터로 고주파 ZVS 스위칭이 가능한 DAB(Dual Active Bridge) 구조이다. 제안된 전력변환장치의 검증을 위해 시뮬레이션을 하였고 프로토타입을 제작하여 회로 동작의 타당성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.91-92
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• 2015

본 논문에서는 DAB(Dual Active Bridge) 타입의 절연형 양방향 DC/DC 컨버터의 출력전압 제어기법을 제시한다. SPS(Single-phase shift) PWM 기반의 고조파 모델에 대해 슬라이딩 모드 제어기(SMC)를 설계한다. 제시된 기법은 시뮬레이션 결과에 의해 성능이 검증된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.207-209
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• 2019

This paper proposes a grid-tied photovoltaic (PV) system, consisting of Voltage-fed dual-active-bridge (DAB) dc-dc converter with single phase inverter. The proposed converter allows a small dc-link capacitor, so that system reliability can be improved by replacing electrolytic capacitors with film capacitors. The double line frequency free maximum power point tracking (MPPT) is also realized in the proposed converter by using Ripple Correlation method. First of all, to eliminate the double line frequency ripple which influence the reduction of DC source capacitance, control is developed. Then, a designing of Current control in DQ frame is analyzed and to fulfill the international harmonics standards such as IEEE 519 and P1547, $3^{rd}$ harmonic in the grid is directly compensated by the feedforward terms generated by the PR controller with the grid current in stationary frame to achieve desire Total Harmonic Distortion (THD). 5-kW PV converter and inverter module with a small dc-link film capacitor was built in the laboratory with the proposed control and MPPT algorithm. Experimental results are given to validate the converter performance.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.307-308
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• 2014

듀얼 액티브 브릿지 컨버터는 고전력 전달에 유용한 절연형 양방향 컨버터이다. 듀얼 액티브 브릿지 (DAB) 컨버터의 가장 간단한 제어 방식은 고주파 변압기의 일차단과 이차단의 위상 차이를 통해 전달 전력을 제어하는 위상천이변조 (PSM) 방식이다. 그러나 위상 변동 방식을 이용하면 경부하 상황에서 소프트 스위칭이 이루어지지 않으며 순환 전류 또한 크게 발생하여 변환 효율이 낮아지게 된다. 본 논문에서는 위상 및 듀티가 변동된 컨버터의 최적 동작점을 파악하기 위한 DAB 컨버터의 운용 특성 연구를 수행하였다. 컨버터의 위상과 듀티에 따른 동작 파형, 경계 조건, RMS 전류, 소프트스위칭의 여부 등이 분석되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.29-30
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• 2015

본 연구는 배터리 전력저장장치를 위한 새로운 양방향 컨버터에 대한 기술이다. 제안된 기술은 절연형 토플로지로 10배 이상의 높은 승/강압비, soft-switching 기능으로 대용량/저전압 배터리를 구성할 수 있다. 기존에 사용되던 DAB(Dual Active Bridge)의 단점은 배터리 충/방전 전류가 정전류(Constant Current)가 아닌 +/-가 반복되는 양방향의 불연속적인 파형이라는 것이다. 이것은 배터리 충/방전 제어명령이 정전류 형태의 상수 값이라는 것을 고려하면 그대로 사용하기에는 문제가 될 수 있다. 그러므로 Current-source type의 변형된 DAB 토플로지를 사용하여 전류원 형태의 정전류 제어가 가능하다는 것이 장점이 된다. 제안된 기술의 검증을 위해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.150-157
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• 2021

Nowadays, a DC microgrid that can link various distributed power sources is gaining much attention. Accordingly, research on fault situations, such as line-to-line and line-to-ground faults of the DC microgrid, has been conducted to improve grid reliability. However, the blackout of an AC system and the oscillation of a DC bus voltage have not been reported or have not been sufficiently verified by previous research. In this study, a 20 kW DC microgrid testbed using a power HIL simulation technique is proposed. This testbed can simulate various fault conditions without any additional grid facilities and dangerous experiments. It includes the blackout of the DC microgrid caused by the AC utility grid's blackout, a drastic load increment, and the DC bus voltage oscillation caused by the LCL filter of the voltage source converter. The effectiveness of the proposed testbed is verified by using Opal-RT's OP5707 real-time simulator with a 3 kW prototype three-port dual-active-bridge converter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.151-152
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• 2013

본 논문에서는 DAB(Dual Active Bridge)로 구성된 양방향 절연형 DC-DC 컨버터의 제어 기법인 SPS(Single Phase Shift)와 DPS(Dual Phase Shift)를 양방향 OBC(On-Board Charger)의 충전 및 방전모드에 적용한다. 그리고 각 모드의 입출력 조건에 따라 전력 반도체 소자에서 발생되는 손실을 PSIM 시뮬레이션과 수학적 분석을 통해 예측하고, 이를 비교 분석한다.