• 전력전자학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.610-617
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• 2005

가변속 풍력발전 시스템의 시뮬레이션 모델을 PSCAD/EMTDC 기반으로 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델은 바람 모델, 회전자 다이나믹스, 동기 발전기, 전력 변환기, 변압기, 배전 선로, 무한 모선 등으로 구성되어 있다. 특히 블레이드의 공기역학적 특성과 전력 변환기의 제어 전략도 포함되어 실질적인 풍력발전기의 동작 특성을 시뮬레이션 할 수 있다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 입력 풍속의 변동, 발전기 주변 부하의 변동, 계통측 전원 전압의 불평형 등의 다양한 조건에서 풍력발전기의 과도 상태 거동 특성을 확인하였다. 본 연구 결과는 앞으로 가변속 풍력발전기와 전력계통의 연계 운전시 신뢰성을 높이고 전력 시스템을 보호하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.20-29
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• 2011

본 논문에서는 동특성이 느린 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 스택을 사용하여 계통사고 시 추가적인 UPS (Uninterruptible Power Supply) 없이 비상부하 (Critical Load)로 전력 공급이 가능하고, 사고 발생 후에도 정격전력으로 발전 가능한 비상부하 추종형 백업 시스템을 제안한다. 제안된 MCFC 발전 시스템용 비상부하 추종형 백업 시스템은 3상 인버터로 구성된 PCS (Power Conditioning System) 출력단에 3상 PWM 컨버터를 연결한 구조이고, 비상부하 추종이 가능한 추가적인 제어 알고리즘을 가지는 Load Leveler를 제어한다. 제안된 비상부하 추종형 백업 시스템의 회로와 제어 알고리즘의 타당성을 5kW 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.25-28
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• 2008

본연구는 부스트형 대기압 플라즈마 전원장치에 대한 연구로서 부스트형 전원장치는 플라즈마의 발생을 원활하게 하기위해 커패시터로 모델링되는 부하단에 인가되는 전압을 직접 제어하는 방식을 의미한다. 기존의 정현파 공진형 전원장치는 PWM기법을 이용하여 펄스의 폭을 증감하는 방식으로 전압의 크기를 제어하지만 이 방식은 별도의 공진회로를 이용하여 공진을 일으킨 다음 이를 부하에 인가하는 방식으로 구성되기 때문에 속응성이 떨어지고 균일한 플라즈마를 발생시키기 어렵다. 부스트형 전원장치는 별도의 부스트 컨버터로 직류전압을 제어하여 부하단에 입력되는 전압을 직접 제어하므로 매우 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있는 이점이 있으나 별도의 부스트용 스위치가 필요하고 이로 인한 효율의 감소 및 사이즈의 증가가 되는 문제점이 생긴다. 본 연구에서는 커패시터로 모델링되는 부하를 이용하여 직접 공진을 일으키고 공진된 부하 전압을 직접 부스트 스위치에 인가시키는 방식으로 부스트용 스위치의 소프트 스위칭이 가능한 새로운 방식을 개발하였다. 개발된 방식에서는 부스트용 스위치가 ZCS형태로 켜지고 ZVS형태로 꺼지는 특성을 갖게 되므로 별도의 추가 회로 없이도 획기적인 효율 증가와 방열판 사이즈의 감소로 인한 제품의 경량화가 가능한 장점이 있다. 또한, DC링크 커패시터의 최소화로 인하여 부하단의 아크 문제가 자동적으로 해결되는 장점도 있다. 제안된 제어 방식은 시뮬레이션과 실험으로 그 타당성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.399-400
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• 2012

The proposed battery charger presented in this paper is suitable for Lead-Acid Battery and the dc/dc buck converter topology is applied as a charger circuit. The technique adopted in this charger is constant current & constant voltage dual mode, which is decided by the value of voltage of proposed battery. Automatic mode change function is detected by the percentage value of level of battery charging. CC Mode (Constant Current Mode) is operated when charging level is below 80% of the total charging of Battery voltage and above 80% of battery voltage charging, CV Mode (Constant Voltage Mode) is automatically operated. As the charging level exceeds 120%, it automatically terminates charging. The feedback signal to the PWM generator for charging the battery is controlled by using the current and voltage measurement circuits simultaneously. This technique will degrade the damage of proposed type of battery and improve the power efficiency of charger. Finally, a prototype charger circuit designed for a 12-V 7-Ah lead acid battery is constructed and tested to confirm the theoretical predictions. Satisfactory performance is obtained from simulation and the experimental results.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.275-284
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• 2017

As the high-level of the industrial and information age, the electricity become the indispensable element in the daily life including OA, FA, and computer, electric home appliances, and etc. In particular, The continuous use of the high capacity power supply system by applying a Switching Mode Power Supply(SMPS) according to the increase of the secondary side output terminal of the power load of the refrigerator of the home appliance or automation of the plant is pressed. The purpose using the way with this kind of high-capacity altogether is to supply the output voltage and output current regardless of the input voltage or to the external environmental conditions of the secondary-side load fluctuation. In this paper, a combination of a Buck Converter with Boost Converter by making a constant current source to control the inductor current and maintain stable power supply side operating characteristics, when load variations. While maintaining the same characteristics as conventional Buck Converter, and offer a DC-DC Converter system with the new switch pattern having a wide output range capable of operating in Buck-Boost Converter. In addition, after theoretical analysis, we carry out simulations and experiments to verify the validity and performance comparing with a conventional DC-to-DC converter.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.4984-4990
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• 2010

기존의 DC-DC Converter에서는 전압 변화 및 에너지 축적소자로서 자성부품인 인덕터를 사용하여 자속 발생에 의한 전력 손실로 효율이 낮아지고, 자성부품의 부피가 크고 무거우며 가격이 비싸 반도체 칩으로 집적화하기에 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 인덕터없는 스위치드 커패시터 방식을 이용한 저전력 강압형 CMOS DC-DC Converter를 제안한다. 제안된 DC-DC Converter는 0.5um 공정을 이용하여 설계하였으며, 설계된 DC-DC 컨버터는 200kHz의 주파수로 동작하며 96%이상의 전력효율을 cadence 시뮬레이션을 통하여 얻을 수 있다.

• 전기학회논문지P
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• 제51권3호
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• pp.120-125
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• 2002

The switching-mode power converter has been widely used because of its features of high efficiency and small weight and size. These features are brought by the ON-OFF operation of semiconductor switching devices. However, this switching operation causes the surge and EMI(Electromagnetic Interference) which deteriorate the reliability of the converter themselves and entire electronic systems. This problem on the surge and noise is one of the most serious difficulties in AC-to-DC converter. In the switching-mode power converter, the output voltage is generally controlled by varying the duty ratio of main switch. When a converter operates in steady state, duty ratio of the converter is kept constant. So the power of switching noise is concentrated in specific frequencies. Generally, to reduce the EMI and improve the immunity of converter system, the switching frequency of converter needs to be properly modulated during a rectified line period instead of being kept constant. Random Pulse Width Modulation (RPWM) is performed by adding a random perturbation to switching instant while output-voltage regulation of converter is performed. RPWM method for reducing conducted EMI in single switch three phase discontinuous conduction mode boost converter is presented. The more white noise is injected, the more conducted EMI is reduced. But output-voltage is not sufficiently regulated. This is the reason why carrier frequency selection topology is proposed. In the case of carrier frequency selection, output-voltage of steady state and transient state is fully regulated. A RPWM control method was proposed in order to smooth the switching noise spectrum and reduce it's level. Experimental results are verified by converter operating at 300V/1kW with 5%~30% white noise input. Spectrum analysis is performed on the Phase current and the CM noise voltage. The former is measured with Current Probe and the latter is achieved with LISN, which are connected to the spectrum analyzer respectively.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.151-155
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• 2016

우리는 이 논문에서 ADPCM (adaptive differential pulse code modulation)을 적용함으로써 디밍 콘트롤러를 갖는 LED 드라이버의 설계를 제시한다. ADPCM 장비는 고해상도를 가지고 LED 전류를 정확하게 제어하며, 고조파 전류 펄스의 퍼짐으로 인하여 초래되는 RFI 를 감소시켜 준다. 또한 제어 동작의 정밀도를 높여준다. 이 연구에서 LED에 펄스 전류를 인가함으로써 고효율 에너지의 LED를 제어하는 디지털 제어회로의 설계를 제시한다. 우리가 설계한 LED 전류구동시스템은 디지털 제어 부와 아날로그 SMPS (스위치 모드 파워 서플라이)를 별도로 구현한 두개의 시스템이다. 입력레벨이 0.7 인 경우의 시뮬레이션 결과는 시그마 델타 변조를 하여 얻은 D/A 컨버터의 출력을 나타내었다. 개수가 510 개인 펄스신호의 경우 0.15 % 의 정밀도를 얻을 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.175-181
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• 2016

In the conventional E-bike, a 42 V/10 A Li-ion battery drives a 24 V/10 A BLDC motor via a 6-switch PWM DC/AC inverter. The major problems of the conventional battery-fed motor drive systems are listed as follows. To charge the battery, an external battery charger (adapter) is required, which degrades the portability of E-bike users. In addition, given the high-frequency operation of the motor drive inverter, the switching losses are significant, which degrades the whole power efficiency. High-voltage batteries (42 V) require a complex battery management system (BMS), which degrades the reliability of the battery pack. In this paper, an embedded boost-converter battery charger for E-bikes is proposed. The variable output boost converter, which converts 16.8 V battery voltage to the required variable voltage of the inverter input, can use a low-voltage battery and thus improve the reliability of batteries. By varying the inverter input voltage via boost converter, a DC link voltage control method can be applied to reduce the switching frequency of the inverter, which improves the whole power efficiency. Given that the function of a flyback charger is integrated in the proposed boost converter, the portability of the E-bike user can be maximized by excluding an external adapter. The validity of the proposed circuit will be confirmed by operation mode analysis and simulation. Moreover, experimental results of integrative charger using Li-ion battery and 200 W motor test will be showed with a prototype sample as well.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.77-82
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• 2013

본 논문에서는 인덕터의 흐르는 전류를 감지하여 출력 전압을 일정하게 유지시키는 Peak Current-mode 방식의 DC-DC Buck Converter를 제안하고, 소신호 모델링에 기초하여 Power Stage 설계 방법과 시스템의 안정도를 설계하는 방법을 제안한다. 또한, dc-dc 컨버터의 신뢰성과 성능을 향상시키기 위해 보호회로를 추가하였다. 그리고 정전기 방지를 위하여 ESD 보호회로를 제안하였다. 제안된 보호회로는 게이트-기판 바이어싱 기술을 이용하여 낮은 트리거 전압을 구현하였다. 시뮬레이션 결과는 일반적인 ggNMOS의 트리거 전압(8.2V) 에 비해 고안된 소자의 트리거 전압은 4.1V 으로 더 낮은 트리거 전압 특성을 나타냈다. 본 논문에서 제안하는 회로의 시뮬레이션은 0.35um BCB 공정 파라미터를 이용하였고, Mathworks 사의 Mathlab과 Synopsys 사의 HSPICE 프로그램을 사용하여 검증하였다.