• 전력전자학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.343-354
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• 2009

본 논문에서는 집적 가능한 전력변환기 제작을 위하여 자화 소자가 없는 전력용 직류-직류 변환기를 제안하였다. 자화 소자가 없는 대신, 압전 트랜스듀서의 유도성 임피던스 구간을 사용함으로써 에너지 저장 및 소프트 스위칭을 위한 공진파형을 구현하였다. 압전소자는 권선이 없고 전극을 사용하여 전력을 전달하므로, 반도체 공정을 통한 대량생산이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 압전 트랜스듀서를 적용가능한 승압형 공진형 직류-직류 변환 회로를 제안하고, 동작모드 및 주파수 제어 특성을 분석하였다. 또한, 단일 컨버터를 확장한 다중 직렬형 토폴로지를 살펴보고, 동일하게 주파수 제어 특성을 분석하였다. 분석 결과를 검증하기 위하여 10W 출력 직류-직류 전력변환기 하드웨어를 제작하였다. 또한 확장형 다중 직렬 컨버터 하드웨어를 제작하여 검증하였다. 단일 컨버터와 동일하게 주파수 제어 특성을 보였으며, 전력변환기로 매우 우수한 효율 성능을 보임을 알 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권3호
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• pp.662-671
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• 2018

This paper presents a new structure for a step up dc-dc converter, which has several advantageous features. Firstly, the input dc source and the clamped capacitor are connected in series to transfer energy to the load through dual voltage multiplier cells. Therefore, the proposed converter can produce a very high voltage and a high conversion efficiency. Secondly, a double voltage clamped circuit is introduced to the primary side of the coupled inductor. The energy of the leakage inductance of the coupled inductor is recycled and the inrush current problem of the clamped circuits can be shared equally by two synchronous clamped capacitors. Therefore, the voltage spike of the switch tube is solved and the current stress of the diode is reduced. Thirdly, dual voltage multiplier cells can absorb the leakage inductance energy of the secondary side of the coupled inductor to obtain a higher efficiency. Fourthly, the active switch turns on at almost zero current and the reverse-recovery problem of the diodes is alleviated due to the leakage inductance, which further improves the conversion efficiency. The operating principles and a steady-state analysis of the continuous, discontinuous and boundary conduction modes are discussed in detail. Finally, the validity of this topology is confirmed by experimental results.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.335-342
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• 2012

본 논문에서는 고효율과 고역률을 위한 새로운 DCM-ZVS 스텝 업-다운 AC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 제안한 DCM-ZVS 컨버터에 사용된 스위칭 소자들은 새로운 유사공진 회로에 의해 소프트 스위칭 기법으로 동작되고, 펄스폭변조(PWM) 방식에 의한 전류불연속모드(DCM)로 구동된다. 제안한 컨버터의 유사공진 회로는 스텝 업-다운 인덕터와 무손실 스너버 커패시터로 구성되고, 또한 DCM에 의해 제어회로 기법과 제어회로 구성이 간단한 장점이 주어진다. 입력 교류 전류파형은 일정 스위칭 주파수에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례한 유사 정현파형으로 된다. 그 결과, 제안한 DCM-ZVS 컨버터는 낮은 스위칭 손실과 고효율을 얻을 수 있으며, 컨버터의 입력역률은 거의 단위역률로 된다. 해석적 결과의 타당성은 다양한 컴퓨터 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 입증된다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권1호
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• pp.11-22
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• 2018

This paper presents a single switch, high step-up, non-isolated dc-dc converter suitable for renewable energy applications. The proposed converter is composed of a coupled inductor, a passive clamp circuit, a switched capacitor and voltage lift circuits. The passive clamp recovers the leakage inductance energy of the coupled inductor and limits the voltage spike on the switch. The configuration of the passive clamp and switched capacitor circuit increases the voltage gain. A wide continuous conduction mode (CCM) operation range, a low turn ratio for the coupled inductor, low voltage stress on the switch, switch turn on under almost zero current switching (ZCS), low voltage stress on the diodes, leakage inductance energy recovery, high efficiency and a high voltage gain without a large duty cycle are the benefits of this converter. The steady state operation of the converter in the continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM) is discussed and analyzed. A 200W prototype converter with a 28V input and a 380V output voltage is implemented and tested to verify the theoretical analysis.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.165-166
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• 1998

A multi-parameter neuro muscular electrical simulator (NMES) system was developed to be used to find the optimal parameter condition in obtaining maximum muscle power and minimal fatigue. Since the performance of NMES is mainly determined by the characteristic of its output-stage circuit, we implemented 3 different circuits and compared output characteristics of them. Three amplifier circuits are; 1) a resonant switching converter, 2) a linear amplifier with a transformer, and 3) a step-up DC/DC converter with a high-voltage linear amplifier. Experimental results showed that the step up DC/DC converter with a high-voltage linear amplifier has the best performance.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.76-82
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• 2017

최근 전자제어엔진 및 전기추진선박이 도입된 이래, 배터리를 사용하는 비상 전력공급시스템에서 무정전 전원공급장치의 중요성이 강조되어왔다. 비상 전력공급시스템에서 양방향 컨버터는 중요한 구성요소이다. 본 연구에서는 개선된 DC-DC 양방향 컨버터의 토폴로지를 제시한다. 이것은 기존의 컨버터에 비해 전압변환율은 증가되고 스위치에 인가되는 전압 스트레스는 감소되는 장점을 지닌다. 제안된 컨버터의 성능을 확인하기 위해 소프트웨어 PSIM을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이 컨버터의 변환율은 기존의 컨버터에 비해 승압모드에서 4배, 강압모드에서 1/4배 이었고 스위치에 걸리는 전압은 고압 측의 1/4배 이었다. 또한 블로킹 커패시터가 전하를 균등하게 분배하기 때문에 다른 추가 제어회로 없이 인터리브 모듈 사이에서 전하가 균등하게 분담된다는 것을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권2호
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• pp.363-379
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• 2019

Resonant converters have attracted a lot of attention because of their high efficiency due to the soft-switching performance. An isolated high step-up converter with secondary-side resonant loops is proposed and analyzed in this paper. By placing the resonant loops on the secondary side, the current stress for the resonant capacitors is greatly reduced. The power loss caused by the equivalent series resistance of the resonant capacitor is also decreased. Clamp diodes in parallel with the resonant capacitors ensure a unique discontinuous current mode in the converter. Under this mode, the active switches can realize soft-switching during both turn-on and turn-off transitions. Meanwhile, the reverse-recovery problems of diodes are also alleviated by the leakage inductor. The converter is essentially a step-up converter. Therefore, it is helpful for decreasing the transformer turn-ratio when it is applied as a high step-up converter. The steady-state operation principle is analyzed in detail and design considerations are presented in this paper. Theoretical conclusions are verified by experimental results obtained from a 500W prototype with a 35V-42V input and a 400V output.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.170-174
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• 2007

Recently, a fuel cell is remarkable for new generation system. The fuel cell generation system converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy. The fuel cell generation is characterized by low voltage and high current. For connecting to utility, it needs both a step up converter and an inverter. The step up converter makes DC link and the inverter changes DC to AC. In this paper full bridge converter and the single phase inverter are designed and installed for fuel cell. Simulation and experiment verify that fuel cell generation system could be applied for the distributed generation.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1484-1494
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• 2017

We present a two-stage inverter with high step-up conversion ratio engaging modified finite-set Model Predictive Control (MPC) for utility-integrated photovoltaic (PV) applications. The anticipated arrangement is fit for low power PV uses, the calculated efficiency at 150 W input power and 19 times boosting ratio was around 94%. The suggested high-gain dc-dc converter based on Cockcroft-Walton multiplier constitutes the first-stage of the offered structure, due to its high step-up ability. It can boost the input voltage up to 20 times. The 3S current-source inverter constitutes the second-stage. The 3S current-source inverter hires three semiconductor switches, in which one is functioning at high-frequency and the others are operating at fundamental-frequency. The high-switching pulses are varied in the procedure of unidirectional sine-wave to engender a current coordinated with the utility-voltage. The unidirectional current is shaped into alternating current by the synchronized push-pull configuration. The MPC process are intended to control the scheme and achieve the subsequent tasks, take out the Maximum Power (MP) from the PV, step-up the PV voltage, and introduces low current with low Total Harmonic Distortion (THD) and with unity power factor with the grid voltage.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.49-56
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• 2006

양방향 컨버터는 연료전지 발전 시스템의 인버터 dc link와 저전압 배터리를 연결시켜 준다. 방전 모드(boost)에서는 저전압(battery: 48[V])측에서 고전압(dc link: 380[V])측으로, 충전 모드(buck)에서는 저전압측 배터리로 전력이 전달된다. 본 논문에서는 방전모드 시 MOSFET으로 구성된 1.5[kW] 능동 클램프 전류원 풀 브리지 컨버터가 동작하고 배터리 충전 시 IGBT로 구성된 전압원 하프 브리지 컨버터가 동작한다.