• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제6권5호
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• pp.595-604
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• 2011

A three-phase three-level shunt active filter controlled by fuzzy logic current controller which can compensate current harmonics generated by nonlinear loads is presented. Three-level inverters and fuzzy controllers have been successfully employed in several power electronic applications these past years. To improve the conventional pwm controller performance, a new control scheme based on fuzzy current controller is adopted for three-level (NPC) shunt active filter. The scheme is designed to improve compensation capability of APF by adjusting the current error using a fuzzy rule. The inverter current reference signals required to compensate harmonic currents use the synchronous reference detection method. This technique is easy to implement and achieves good results. To maintain the dc voltage across capacitor constant and reduce inverter losses, a proportional integral voltage controller is used. The simulation of global system control and power circuits is performed using Matlab-Simulink and SimPowerSystem toolbox. The results obtained in transient and steady states under various operating conditions show the effectiveness of the proposed shunt active filter based on fuzzy current controller compared to the conventional scheme.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.75-81
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• 2021

This study analyzes the resonance characteristics caused by the mutual interference between LCL filters and the grid impedance under the parallel operation of the grid-connected inverter using the LCL filter. These characteristics are verified through simulation and experiment. Two inverters are used to connect to the grid in parallel, and the system parameters, including the LCL filter, are set to the same conditions. In the case of inverters running in parallel at the point of common coupling, the presence of grid impedance causes mutual interference between the LCL filters of each inverter, and the deviation of the filter resonance frequency is analyzed to understand the parallel inverter. The correlation between the number of devices and the size of grid impedance is simulated by PSIM and verified by MATLAB. By connecting the real-time digital simulator Typhoon HILS to the DSP 28377 control board, the mutual interference characteristics are tested under the condition of two inverters running in parallel. The experimental and analysis results are the same, indicating the validity of the analysis.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.75-85
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• 2010

본 연구에서는 비선형 부하에서 발생되는 기본파 무효전력 및 고조파를 보상하기 위한 종전의 전압형 및 전류형 PWM 능동전력필터를 대체 할 수 있는 Z-소스 인버터 토폴로지의 하이브리드 능동전력필터에 대하여 고찰하였다. Z-소스 토폴로지의 능동전력필터의 보상 DC전원으로는 PEMFC가 사용되며, Z-소스 인버터의 shoot-through 듀티비의 조절에 의하여 낮은 연료전지의 전압을 높은 보상 전압으로 부스트 한다. 제안된 시스템은 병렬형 Z-소스 능동전력필터와 7차 고조파 (420Hz) 동조 필터로 구성되며, 이 구성에 의하여 Z-소스 능동전력필터의 스위치 디바이스의 전압 스트레스는 감소된다. 제안된 Z-소스 하이브리드 능동전력필터의 보상 알고리즘으로는 전류 동기 검출법이 사용되었다. 3상 220V/60Hz, 25A급 비선형 다이오드 부하 조건하에서 PSIM 시뮬레이션을 수행하였으며, 정상상태 및 과도상태에서의 제안된 시스템의 보상 성능을 파악하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.82-93
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• 2006

본 논문에서는 인버터 구동 고압유도전동기 운전시 스위칭 서지로 인하여 고압유도 전동기 단자에서 발생하는 과도과전압을 저감하기 위한 필터로 인버터 출력단자에서 dv/dt를 저감하는 LCR 필터와 전동기 입력단자에서 케이블과 유도전동기 특성임피던스를 매칭시키는 RC필터에 대한 과도과전압 저감특성을 분석하였다. 이 필터를 고압에 대용량 유도전동기에 적합하도록 EMTP(ElectroMagnetic Transients Program)를 이용하여 모델링 및 케이블 영향에 의한 필터의 과도과전압 저감효과를 전압파형과 고조파 스펙트럼으로 비교분석하고, 이를 토대로 고압 대용량 유도전동기에 사용될 필터를 제시하였다. 인버터 스위칭 서지에 의한 과도과전압은 유도전동기 고정자 권선에 심각한 전압 스트레스를 발생시켜 절연파괴를 일으키는 주요원인이 된다. 이러한 과도과전압을 저감위한 필터설계는 고압유도전동기 시스템에서 필수적인 요소임을 보였다. 또한 제시된 필터는 과도과전압을 효과적으로 저감시키는 것을 EMTP 시뮬레이션을 통하여 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.319-327
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• 2008

3상의 PWM 인버터는 풍력발전설비에서 계통연계나 전력제어의 목적으로 그 수요가 급증하고 있다. 이러한 인버터는 스위칭에 의한 고조파를 저감하기 위하여 L-필터나 LCL-필터를 통하여 계통과 연결된다. LCL-필터는 L-필터에 비하여 낮은 스위칭 주파수의 고조파도 효율적으로 저감할 수 있으며 비교적 적은 인덕턴스로 만족할 만한 수준의 계통 전류를 생성한다. 하지만 LC의 추가로 인해 생기는 추가 극점이 시스템의 공진을 초래하여 안정성 문제에 영향을 미친다. 본 논문에서는 전력이론을 이용하여 설계된 LCL필터 시스템의 성능향상과 공진에 의한 안정성 문제의 개선기법을 제안한다. 시뮬레이션과 실험결과를 바탕으로 개선기법의 타당성을 보인다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권5호
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• pp.1122-1130
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• 2013

This paper proposes a new design for quick battery charger systems for electric vehicles that consists of a three-phase inverter and a full-bridge converter which use the phase-shift method. The 3-phase inverter controls the input and DC-link voltage by use of a current controller and a voltage controller. The full-bridge converter transfers the DC-link voltage to a fixed output voltage. Designs for the output-side converter and controller for improved performance are proposed in this paper. Design schemes for the filter and controller of an input-side inverter are also presented. Furthermore, the paper proposes a compensation method for the offset current that is caused by switch failure and circuit problems. Simulations and experiments have been performed on a 50kW-battery charger system that is suitable for vehicles. The presented results verify the validity of the proposed method and the superiority of the system over conventional methods.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.247-249
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• 2008

There are many types of grid-connected inverter controllers; Synchronous Reference Frame (SRF)-based controller is the most popular methods. SRF-based controller is capable for reducing both of zero-steady state error and phase delay. However, SRF-based controller has a complex algorithm to apply in real application such as digital processor. Resonant controller is also reduced zero-steady state error, but its transfer function has a high order. In this paper, a simple proportional control is applied for grid connected inverter with LCL filter. LCL filter is a third order system. Applying a simple proportional controller is not increased the order of closed loop transfer function. By this technique, the single phase model is easily obtained. To reduce steady state error, proportional gain is set as high as possible, but it may produce instability. To compromise between a minimum steady state error and stability, the single phase model is evaluate through Root Locus and Bode diagram. PSIM simulation is used to verify the analysis.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.325-333
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• 2021

A 3 kW grid-tied PV inverter with Gallium nitride high-electron mobility transistor (GaN HEMT) for domestic commercialization was developed using boost converter and full-bridge inverter with LCL filter topology. Recently, many GaN HEMTs are manufactured as surface mount packages because of their lower parasitic inductance characteristic than standard TO (transistor outline) packages. A surface mount packaged GaN HEMT releases heat through either top or bottom cooling method. IGOT60R070D1 is selected as a key power semiconductor because it has a top cooling method and fairly low thermal resistances from junction to ambient. Its characteristics allow the design of a 3 kW inverter without forced convection, thereby providing great advantages in terms of easy maintenance and high reliability. 1EDF5673K is selected as a gate driver because its driving current and negative voltage output characteristics are highly optimized for IGOT60R070D1. An LCL filter with passive damping resistor is applied to attenuate the switching frequency harmonics to the grid-tied operation. The designed LCL filter parameters are validated with PSIM simulation. A prototype of 3 kW PV inverter with GaN HEMT is constructed to verify the performance of the power conversion system. It achieved high power density of 614 W/L and peak power efficiency of 99% for the boost converter and inverter.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.271-279
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• 2022

본 논문은 플로팅 커패시터를 갖는 이중 인버터의 향상된 데드 타임 보상 기법을 제안한다. 플로팅 커패시터를 갖는 이중 인버터는 2-레벨 단일 인버터보다 전력 반도체가 6개가 추가된다. 전력 반도체의 수가 증가로 이중 인버터의 출력 전압은 추가된 전력 반도체의 도통 전압만큼 감소되며 출력 전류 품질은 전력 반도체에 의한 전압 강하와 데드 타임에 의해 저하된다. 본 논문에서 제안하는 기법은 이중 인버터의 데드 타임 및 전력 반도체의 도통 전압을 보상하여 전류 품질을 개선하고 추가적인 대역통과 필터를 이용한 고조파 보상 기법을 통해 데드 타임과 도통 전압 보상에 대한 오차를 추가 보상한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.117-123
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• 2005

LC출력필터는 동적전압보상기(DVR)의 인버터 스위칭에 따른 전압리플을 억제하는 반면에, 전압제어 밴드폭에 제한을 가져온다. 이러한 두 조건을 만족시키기 위한 LC출력펄터의 컷오프 주파수 설계에 대하여는 지금까지 많은 연구가 이루어져 왔다. 그러나 적절히 설계 되어진 필터의 컷오프 주파수에 대하여 무한히 많은 수의 L-C 조합이 가능하며 그에 따라 서로 다른 특성이 나타나지만, 지금까지 분명한 해석적인 기초가 없이 현장의 경험에 의존한 설계를 하여 왔다. 본 논문은 DVR의 크기를 최소화 하면서 우수한 제어성능을 유지할 수 있는 LC출력필터의 설계 방법을 제안한다. 제안된 LC출력필터의 설계에 기초한 DVR 시스템을 구성하여 실험에 의하여 이론을 증명한다.