• 제목/요약/키워드: Maximum Power Output Condition

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Design and Implementation of Enhanced Resonant Converter for EV Fast Charger

  • Ahn, Suk-Ho;Gong, Ji-Woong;Jang, Sung-Roc;Ryoo, Hong-Je;Kim, Duk-Heon
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제9권1호
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    • pp.143-153
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    • 2014
  • This paper presents a novel application of LCC resonant converter for 60kW EV fast charger and describes development of the high efficiency 60kW EV fast charger. The proposed converter has the advantage of improving the system efficiency especially at the rated load condition because it can reduce the conduction loss by improving the resonance current shape as well as the switching loss by increasing lossless snubber capacitance. Additionally, the simple gate driver circuit suitable for proposed topology is designed. Distinctive features of the proposed converter were analyzed depending on the operation modes and detail design procedure of the 10kW EV fast charger converter module using proposed converter topology were described. The proposed converter and the gate driver were identified through PSpice simulation. The 60kW EV fast charger which generates output voltage ranges from 50V to 500V and maximum 150A of output currents using six parallel operated 10kW converter modules were designed and implemented. Using 60kW fast charger, the charging experiments for three types of high-capacity batteries were performed which have a different charging voltage and current. From the simulation and experimental results, it is verified that the proposed converter topology can be effectively used as main converter topology for EV fast charger.

고효율 $CO_2$ Laser 개발 연구 : SMPS 방식 펄스형 $CO_2$ Laser의 출력특성 (A Study on the Development of High Efficieny $CO_2$ Laser : Output Characteristics of Pulsed $CO_2$ Laser Using SMPS Method)

  • 정현주;이동훈;남경훈;김도완;정영환;이유수;김희제;조정수
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제48권11호
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    • pp.730-734
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    • 1999
  • In this study, it is the purpose to develope a cheap and compact repetitively pulsed $CO_2$ laser with pulse repetition rate range of 180 Hz. We used a SCR switched power supply as a high voltage pulsed supply, which is cheap and simple comparing to others. PIC one-chip microprocessor was used for precise control of a laser power supply on the control part. And the laser cavity was fabricated as an axial and water cooled type. The laser performance characteristics as various parameters, such as pulse repetition rate and gas pressure have been investigated. The experiment was done under the condition of total pressure of $CO_2, N_2$ and He from 4 Torr to 16 Torr and pulse repetition rate from 4 Hz to 180 Hz. As a result, the maximum average output was about 19.6W at the total pressure of 12 Torr and the pulse repetition rate of 180Hz.

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외기 온도와 난방 출력의 철도차량 객실 온도에 대한 영향 연구 (Study of the Effects of Ambient Temperature and Car Heater Power on the Train Cabin Temperature)

  • 조영민;박덕신;권순박;정우성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.5877-5884
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    • 2014
  • 최근 기후변화와 기상이변 등으로 동절기에 더욱 가혹한 기상 조건이 자주 보고되고 있다. 그러나, 철도차량의 난방용량은 이렇게 극도로 추운 기후환경에서는 객실을 난방하기에 충분하지 않은 경우가 많으며, 이는 난방에 대한 승객의 민원을 야기하는 주요 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 외기 온도와 난방 출력이 객실 온도에 미치는 영향을 알아봄으로써 차량의 난방용량에 따른 운행 가능한 외기온도를 실험적으로 도출하고자 하였다. 실험방법으로는 우선 시험용 철도차량을 대형 기후환경 챔버에 넣고, 다양한 외기온도조건을 모사하였다. 난방 장치 출력의 영향은 난방 장치의 출력을 변화시키면서 객실의 온도를 측정하여 조사하였다. 외기온도가 $-10^{\circ}C$인 조건에서는 난방기의 출력을 최대로 한 경우에도 객실의 평균 온도는 $14.0^{\circ}C$에 불과하여, 동절기의 객실온도 최소 요구조건인 $18^{\circ}C$보다 훨씬 낮았으나, 외기 온도가 $0^{\circ}C$$10^{\circ}C$인 경우의 객실온도는 각각 $26.1^{\circ}C$$34.0^{\circ}C$였다. 내삽법으로 계산한 결과 객실 내부 온도를 $18^{\circ}C$ 이상으로 유지할 수 있는 최저 외기온도는 $-6.7^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 객실 내부에서의 수직 온도 차이는 난방기 출력이 높을수록, 외기온도가 높을수록 커서 10 K 이상 차이가 나는 경우도 있었다. 그러나, 수평 온도 차이는 난방기 출력이나 외기온도에 무관하게 최대 2 K 이하로 매우 낮게 나타났다. 따라서, 우수한 난방성능을 확보하기 위해서는 수직 온도 차이를 줄이는 것이 중요함을 알 수 있었다.

고효율, Temperature/voltage 변화에 둔감한 Triple-mode CMOS DC-DC Converter (A High-Efficiency, Robust Temperature/voltage Variation, Triple-mode DC-DC Converter)

  • 임지훈;하종찬;김상국;위재경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권6호
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    • pp.1-9
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    • 2008
  • 본 논문에서는 temperature/voltage에 둔감한 triple-mode CMOS DC-DC Converter를 제안한다. 제안된 triple-mode DC-DC converter는 단일 배터리의 수명에 따른 전압변화(3.3-5.5V)로부터 일정 또는 다양한 출력전압(0.6-2.2V)을 생성한다. 제안된 triple-mode CMOS DC-DC converter는 Pulse Width Modulator(PWM) 모드, Pulse Frequency Modulator(PPM) 모드, 그리고 Low Drop-Out(LDO) 모드, 이렇게 세 가지 모드로 동작한다. 또한, 제안된 회로는 temperature/voltage 변화에 의한 칩의 오동작을 방지하기 위해 temperature/voltage 변화에 둔감한 저 전력 1MHz CMOS ring oscillator를 사용한다. 제안된 triple-mode DC-DC converter는 단일 입력 전원소스(3.3-5.5V)에서 출력 전압(0.6-2.2V)을 생성하며, 출력 전압 ripple은 PWM mode에서 10mv, PFM mode에서 15mV, 그리고 LDO mode에서는 4mV 이하이다. 또한, 제안된 회로의 효율은 PWM mode에서 93% 이상이며, $-25-80^{\circ}C$의 온도변화에도 각 모드에서의 출력 전압 레벨의 오차는 단지 0.8% 이하로 유지한다 제안된 회로의 검증을 위해 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정을 이용한 시뮬레이션 및 칩 테스트를 수행하였다.

저-전력 전력 관리 회로를 위한 DC-DC 변환기 (DC-DC Converter for Low-Power Power Management IC)

  • 전현덕;윤범수;최중호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.174-179
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    • 2018
  • 본 논문에서 저전력 PMIC를 위한 고효율 DC-DC 변환기를 설계하였다. IoT 및 웨어러블 기기의 발전에 따라 전력 공급을 위한 고효율 에너지 습득 기술이 중요해지고 있다. 에너지 습득을 통해서 얻을 수 있는 전압은 낮고 넓은 분포의 값을 가지므로 이를 사용하기 위해서 넓은 입력 전압 범위에서 고효율을 얻을 수 있는 설계 기법이 필수적이다. 넓은 입력 전압 범위에서 일정한 스위칭 주파수를 얻기 위해 전원 전압 변화 감지 회로를 이용한 주파수 보상 회로를 설계했으며, 낮은 전력에서 고효율을 얻기 위해 burst-mode 제어 회로를 구성하여 정밀한 스위칭 동작을 제어하였다. 설계한 DC-DC 벅 변환기는 0.95~3.3V의 입력 전압 조건에서 0.9V를 출력하며 부하 전류가 180uA일 때 최대 78%의 효율을 얻을 수 있다.

새로운 고조파 차단 부하 회로를 이용한 2.14 GHz 대역 고효율 F급 전력 증폭기 (A Novel Harmonic Load Network for High Efficiency Class-F Power Amplifier at 2.14 GHz)

  • 김영규;;정용채;임종식;김동수;김준철;박종철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1065-1071
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    • 2010
  • 본 논문에서는 새로운 고조파 차단 부하 회로를 제안하고, 이 회로를 이용한 고효율 F급 전력 증폭기를 설계하였다. 제안된 부하 회로는 F급 전력 증폭기의 효율을 향상에 있어서 큰 기여도를 갖는 2차와 3차 고조파에서 종단 임피던스를 제어한다. 제안된 부하 회로의 2차와 3차 고조파 입력 임피던스는 각각 단락 및 개방 임피던스를 보인다. 제작된 구조의 부하 회로는 F급 전력 증폭기의 고조파를 억압하기에 충분한 24 dB 이상의 감쇠 특성도 보인다. 부하 회로를 이용한 F급 전력 증폭기의 측정 결과는 최대 출력($P_{1dB}$) 35.17 dBm에서 드레인 효율 75.7%, 전력 부가 효율 71.3 %를 보였다.

도허티 이론을 이용한 무선 네트워크 및 중계기용 전력증폭기의 효율 향상에 관한 연구 (A Study on Improving Efficiency of Power Amplifier using Doherty Theory for Wireless Network and Repeater)

  • 전중성;최동묵
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.422-427
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    • 2005
  • 본 논문에서는 무선 네트워크 장비에도 적용 가능한 WCDMA 중계기용 전력증폭기의 선형성 및 효율을 향상시키기 위한 도허티증폭기를 구현하였다. 입력 전력의 변화에 따라 고효율 전력증폭기를 구현하고자 능동 로드풀을 이용한 도허티 기술을 이용하고 기존의 증폭기의 낮은 효율 구간에서도 우수한 선형성과 고효율을 유지하도록 설계하였다. WCDMA 주파수 대역인 2.11$\~$2.17 CHz에서 CW 1-tone 실험 결과 치대 출력 전력 52.3 dBm에서 6dBm 백 오프 지점부터 50$\%$의 전력 부가 효율을 갖게 하여 기존의 AB급에 비해 13.3$\%$ 이상의 높은 효율을 가졌다. 또한 게이트 바이어스 조절을 통하여 선형성 개선의 최적 바이어스 점을 찾은 후 도허티증폭기에서는 4dB 이상의 IMD3가 개선됨을 알 수 있었다.

멀티밴드 레이크 수신기를 적용한 DS-UWB 시스템의 성능분석 (The Performance Analysis of DS-UWB Systems with Multiband Rake Receiver)

  • 최윤성;김수남;강동욱;김기두
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권12호
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    • pp.69-75
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    • 2004
  • 본 논문에서는 우수한 잡음 방지 성능과 다른 사용자 간섭에 강건하며, 보안성이 우수한 특징을 갖는 DS-UWB(Direct Sequence-UWB) 방식에 멀티밴드 방식을 적용하였다. 제안된 시스템의 각 서브밴드는 코히어런스 대역폭을 만족하지 못하기 때문에 각 서브밴드에서 레이크 수신기가 사용되었으며 레이크 수신기의 출력은 MRC(Maximum Ratio Combining) 기법을 사용하여 결합하였다. 제안된 시스템은 타 시스템과의 원활한 공존이 가능하며 PBI(Partial Band Interference)에 우수한 성능을 나타낸다. 또한 초광대역 안테나의 부담이 줄게 되며 평균전력 대비 첨두치(peak to average power) 값이 작다는 장점이 있다. 본 논문에서는 AWGN(Additive White Gaussian Noise), 다른 사용자 간섭 및 협대역 잡음이 존재하는 채널에서 멀티밴드 시스템을 적용한 DS-UWB 의 BER 을 수학적으로 분석하였으며, 수신단에서 서브밴드 수가 증가함에 따라 성능이 개선됨을 시뮬레이션을 통하여 입증하였다.

PDFF 기법을 적용한 플라이휠 에너지 저장장치용 PWM 인버터 시스템 제어 (PWM Inverter System Control for Flywheel Energy Storage System using PDFF(Pseudo-Derivative Control with Feedforward Gain) Algorithm)

  • 박종찬;정병환;최해용;최규하
    • 전력전자학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.267-275
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    • 2007
  • 본 논문은 현재 청정에너지의 개념으로 대두되고 있는 에너지원 가운데 기계적인 에너지로 저장하여 필요 시 꺼내어 사용할 수 있는 플라이휠 에너지 저장장치에 대한 에너지 입, 출력 모델링 및 PWM 인버터 시스템의 해석 및 제어에 관한 논문으로서, 플라이휠 저장장치 특성 및 시스템 모델링에 관해 논의한다. 재질에 따른 플라이휠의 특성과 플라이휠 에너지 저장장치의 속도 특성에 따른 전압과 전류의 변화량을 수식으로 간략화 하여 분석하고, 시뮬레이션을 통하여 플라이휠의 에너지 저장상태를 분석하였다. 또한, 부하측 전원의 이상유무에 관계없이 에너지를 공급할 수 있는 Online UPS로 사용하기 위해 PDFF 제어기법을 이용하여 전압제어 및 전류제어의 이중루프 제어로 구성된 단상 PW방식의 인버터 시스템 제작하였으며, 실험을 통하여 실제로 0.1[p.u], 1[p.u]에서의 제어되는 전압, 전류제어파형 및 THD 특성에 관하여 평가한다.

에너지 하베스팅 기술을 활용한 농산물 물류용 리턴어블 접이식 플라스틱 상자 RFID 모듈 개발 (Development of a Returnable Folding Plastic Box RFID Module for Agricultural Logistics using Energy Harvesting Technology)

  • 박종민;정현모
    • 한국포장학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.223-228
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    • 2023
  • Sustainable energy supplies without the recharging and replacement of the charge storage device have become increasingly important. Among various energy harvesters, the triboelectric nanogenerator (TENG) has attracted considerable attention due to its high instantaneous output power, broad selection of available materials, eco-friendly and inexpensive fabrication process, and various working modes customized for target applications. In this study, the amount of voltage and current generated was measured by applying the PSD profile random vibration test of the electronic vibration tester and ISTA 3A according to the time of Anodized Aluminum Oxide (AAO) pore widening of the manufactured TENG device Teflon and AAO. The discharge and charging tests of the integrated module during the random simulated transport environment and the recognition distance of RFID were measured while agricultural products (onion) were loaded into the returnable folding plastic box. As a result, it was found that AAO alumina etching processing time to maximize TENG performance was optimal at 31 min in terms of voltage and current generation, and the integrated module applied with the TENG module showed a charging effect even during the continuous use of RFID, so the voltage was kept constant without discharge. In addition, the RFID recognition distance of the integrated module was measured as a maximum of 1.4 m. Therefore, it was found that the surface condition of AAO, a TENG element, has a great influence on the power generation of the integrated module, and due to the characteristics of TENG, the power generation increases as the surface dries, so it is judged that the power generation can be increased if the surface drying treatment (ozone treatment, etc.) of AAO is applied in the future.