• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.72-83
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• 2013

The paper proposes a new multilevel variable output voltage AC/DC Converter for power supply of power amplifiers used in underwater acoustic sensors. The proposed multilevel variable output voltage AC/DC Converter is composed of two parts. One as the input section is the high efficiency phase-shifted PWM full bridge DC-DC converter to get multiport power sources. The other as the output section is composed of two flying-capacitor 3-level DC-DC converters and a diode bridge circuit to get fast-response and multilevel variable output voltage for an envelope amplifier. Also the paper suggests the detailed circuit topology and design guideline of multilevel variable output voltage AC/DC converter. It also proposes the power balanced control method between 3-level converters and the voltage balanced algorithm for flying capacitors. Its characteristics should be verified by the detailed simulation results. It is anticipated that the proposed converter will be used very well for power amplifiers used in underwater acoustic sensors.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.191-198
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• 2007

소형 BLDC(Brushless DC) 전동기는 높은 운전효율과 고토크 특성으로 인하여, 산업용 기계와 가전기기 및 특히 의료용 장비에 널리 사용되고 있다. 일반적인 BLDC 전동기의 경우에 전류(commutation) 구간에서의 토크 리플 억제에 대한 다양한 연구가 이루어져 왔다. 하지만, 초고속 BLDC 전동기의 경우 설계 특성상 전기적 시정수가 매우 짧아서 전류 구간에서의 토크 리플 보다 통전 구간에서의 토크 리플이 더 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 40000rpm급 초고속 소형 BLDC 전동기의 전기적 시상수에 따른 통전구간에서의 토크리플을 해석하고, 토크 리플 억제를 위하여, 순시 전압 제어기와 고속 히스테리시스 전류 제어기를 제안한다. 제안된 순시 전압제어기는 통전구간에서의 토크 리플 억제를 위하여 운전속도와 부하전류에 적합한 전압을 순시적으로 제어하여 BLDC 전동기에 공급하고, 고속 히스테리시스 전류 제어기는 DSP의 지령전류에 따라, 제어 주기의 샘플링 지연없이 부하전류를 제어하는 시스템이다. 제안된 초고속 소형 BLDC 전동기의 토크 리플 억제를 위한 제어 시스템은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.26-34
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• 1999

비선형 반도체 전력변화장치의 사용이 급증함에 따라 전원 측에 발생되는 고조파 및 무효전력을 보상하기 위한 능동전력필터에 관한 연구가 많이 이루어져 왔으며 실용화를 위한 노력이 계속 되고 있다. 그러나 수동필터 대비 능동전력필터의 가격이 아직까지는 고가이기 때문에 이의 상용화가 더디게 진전되고 있는 추세이며, 특히 소·중용량의 능동전력필터의 제어를 위하여 디지털 신호 처리용 프로세서인 DSP(digital signal processor)를 사용하는 경우 아직까지 그 가격이 고가이기 때문에 능동필터의 제어가격을 상승시키는 요인으로 작용한다. 한편 능동전력필터의 가격을 낮추기 위해 아날로그 제어기만을 도입하는 경우 제어회로가 너무 복잡해 지고 제어의 유연성이 떨어지는 단점을 수반하게 된다. 본 논문에서는 3상 5[kVA]급 농동전력필터의 저가형 제어기를 구현하기 위해 저가의 원칩 마이크로프로세서인 80C196KC를 사용하영 디지털 제어부를 구성하며 이를 통해 보상전류 성분의 계산 및 직류단 일정 전압제어를 수행하고, 능동필터 시스템의 전류제어를 위하여 아날로글 형태의 제어기인 히스테리시스 제어기를 함께 사용한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 보상 시스템의 특성을 해석하였으며 실험에 의해 능동전력필터의 저가화를 위해 설계된 제어기가 고조파 및 무효전력 보상을 충실히 수행함을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.195-204
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• 2015

In this paper, the development of a cost-effective active power filter/uninterruptible power supply (APF/UPS) system with seamless mode transfer is described. The proposed scheme employs a pulse-width-modulation (PWM) voltage-source inverter and has two operational modes. First, when the source voltage is normal, the system operates as an APF, which compensates for the harmonics and power factor while boosting the DC-link voltage to be ready for the disturbance, without an additional DC charging circuit. A simple algorithm to detect the load current harmonics is also proposed. Second, when the source voltage is out of the normal range (owing to sag, swell, or outage), it operates a UPS, which controls the output voltage constantly by discharging the DC-link capacitor. Furthermore, a seamless transfer method for the single-phase inverter between the APF mode and the UPS mode is also proposed, in which an IGBT switch with diodes is used as a static bypass switch. Dissimilar to a conventional SCR switch, the IGBT switch can implement a seamless mode transfer. During the UPS operation, when the source voltage returns to the normal range, the system operates as an APF. The proposed system has good transient and steady-state response characteristics. The APF, charging circuit, and UPS systems are implemented in one inverter system. Finally, the validity of the proposed scheme is investigated with simulated and experimental results for a prototype APF/UPS system rated at 3 kVA.

• 전기학회논문지
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• 제62권11호
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• pp.1640-1646
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• 2013

Conventional power conversion unit that is a major part of the propulsion system has applied GTO thyristor as a switching semiconductor device of main circuit since introduction of the 8200 electric locomotive. But problem that quick maintenance is difficult and its cost is increasing occurs because major components of the power conversion unit are slowly discontinued. To solve these, in this paper, it was analyzed the response characteristic of the propulsion system modeling of the 8200 electric locomotive using IGBT which is applied recently to ensure propulsion control technology. As results of response for a Propulsion system modeling, it show that a power conversion unit is controlled by PLL(Phase-locked loop) and SVPWM(Space Voltage PWM) respectively.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권1호
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• pp.48-60
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• 2014

Multilevel inverters have been widely used for high-voltage and high-power applications. Their performance is greatly superior to that of conventional two-level inverters due to their reduced total harmonic distortion (THD), lower switch ratings, lower electromagnetic interference, and higher dc link voltages. However, they have some disadvantages such as an increased number of components, a complex pulse width modulation control method, and a voltage-balancing problem. In this paper, a novel nine-level reduced switch cascaded multilevel inverter based on a multilevel DC link (MLDCL) inverter topology with reduced switching components is proposed to improve the multilevel inverter performance by compensating the above mentioned disadvantages. This topology requires fewer components when compared to diode clamped, flying capacitor and cascaded inverters and it requires fewer carrier signals and gate drives. Therefore, the overall cost and circuit complexity are greatly reduced. This paper presents modulation methods by a novel reference and multicarrier based PWM schemes for reduced switch cascaded multilevel inverters (RSCMLI). It also compares the performance of the proposed scheme with that of conventional cascaded multilevel inverters (CCMLI). Simulation results from MATLAB/SIMULINK are presented to verify the performance of the nine-level RSCMLI. Finally, a prototype of the nine-level RSCMLI topology is built and tested to show the performance of the inverter through experimental results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5409-5415
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• 2012

압전 세라믹 액추에이터는 스프레이, 디스펜서, 밸브제어와 같은 다양한 산업제품들에 응용된다. 압전 세라믹 소자의 기계적인 변위의 크기는 인가 전압의 크기에 의해 정해지므로, 압전 세라믹 액추에이터 구동을 위해서는 고전압 전원장치와 함께 전력증폭기가 필요하다. 본 논문에서는 간단하고 크기가 작은 H-브리지 형태의 전력증폭기와 플라이백 고전압 스위칭 모드 전원장치를 개발하였다. H-브리지 형태의 전력증폭기는 펄스폭 변조를 이용하여 압전 세라믹 액추에이터에 대한 에너지 입력의 크기를 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.312-319
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• 2016

Zero-sequence Circulating Current (ZSCC) flows inevitably in parallel converters that share common DC and AC sources. The ZSCC commonly flowing in all converters increases loss and decreases the overall capacity of parallel converters. This paper proposes a simple and effective ZSCC suppression method based on the Space Vector PWM (SVPWM) with the ZSCC controller. The zero-sequence voltage for the proposed SVPWM is calculated on the basis of the grid voltage and not on the phase voltage references. The limit of the linear modulation region of the converters with the proposed method is analyzed and compared with other methods, thereby proving that the limit of the region can be extended with the proposed method. The effectiveness of the proposed method has been verified through the experimental setup comprising four parallel three-level converters. The ZSCC is confirmed to be well suppressed, and the linear modulation region is extended simultaneously with the proposed method. Moreover, the proposed control method does not require any communication between the converters to suppress the ZSCC unlike other conventional methods.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.217-221
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• 2001

This paper presents a new prototype of soft-switching DC-DC power converter with a high frequency transformer link which has two active power controlled switches in full bridge rectifier with capacitor input type smoothing filter. In this DC-DC converter, ZVS of the inverter in transformer primary side and ZCS of active rectifier area in secondary side can be completely achieved by taking advantage of parasitic inductor component of high-frequency transformer and loss less snubbing capacitors. Its operation principle and salient features are described. The steady-state operating characteristics of the proposed DC-DC power converter are illustrated and discussed on the basis of the simulation results in addition to the experimental ones obtained by 2kw-40kHz power converter breadboard set up.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.127-134
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• 2006

고성능 DSP 또는 마이크로프로세서를 통해 구현되던 벡터제어를 프로그램이 가능한 소자인 FPGA를 통해 하드웨어로 구현하였다. 이를 위해 벡터제어 알고리즘을 구성하는 제어 블록들을 VHDL을 통해 모듈화 하고, 모듈화한 벡터제어 알고리즘을 FPGA에 프로그래밍 하여 하드웨어 벡터제어기를 구현하였다. 그리고 하드웨어 벡터제어기의 성능을 검증하기 위해 영구자석 동기 전동기 구동을 위한 벡터제어 시스템을 구성하고, 소프트웨어 기반 벡터제어 시스템과 벡터제어 알고리즘 연산시간 및 성능에 대한 비교연구를 수행하였다.