• Journal of Power Electronics
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• 제5권3호
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• pp.233-239
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• 2005

In this paper, a new conceptual circuit configuration of a 3-phase voltage source, soft switching AC-DC-AC converter using an IGBT module, which has one ARCPL circuit and one ARDCL circuit, is presented. In actuality, the ARCPL circuit is applied in the 3-phase voltage source rectifier side, and the ARDCL circuit is in the inverter side. And more, each power semiconductor device has a novel clamp snubber circuit, which can save the power semiconductor device from voltage and current across each power device. The proposed soft switching circuits have only two active power semiconductor devices. These ARCPL and ARDCL circuits consist of fewer parts than the conventional soft switching circuit. Furthermore, the proposed 3-phase voltage source soft switching AC-DC-AC power conversion system needs no additional sensor for complete soft switching as compared with the conventional 3-phase voltage source AC-DC-AC power conversion system. In addition to this, these soft switching circuits operate only once in one sampling term. Therefore, the power conversion efficiency of the proposed AC-DC-AC converter system will get higher than a conventional soft switching converter system because of the reduced ARCPL and ARDCL circuit losses. The operation timing and terms for ARDCL and ARCPL circuits are calculated and controlled by the smoothing DC capacitor voltage and the output AC current. Using this control, the loss of the soft switching circuits are reduced owing to reduced resonant inductor current in ARCPL and ARDCL circuits as compared with the conventional controlled soft switching power conversion system. The operating performances of proposed soft switching AC-DC-AC converter treated here are evaluated on the basis of experimental results in a 50kVA setup in this paper. As a result of experiment on the 50kVA system, it was confirmed that the proposed circuit could reduce conduction noise below 10 MHz and improve the conversion efficiency from 88. 5% to 90.5%, when compared with the hard switching circuit.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.358-369
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• 2000

얇은 판형 용접에 광범위하게 사용되는 피복아크 용접기는 용접전원으로 변압기를 사용하는 AC 아크용접기외 인버터를 사용하는 인버터 아크 용접기로 구분된다. AC아크용접기는 변압기를 사용하므로 전체시스템의 부피 및 무게가 커지며 변압기 탭조정으로 인한 최적 출력전압이 설정되지 않아 용접성는이 저하되는 단침이 있다. 이러한 단점올 개선히고 용접성능을 향상시키기 위하여 고속반도체 소자를 이용한 인버터 아크용접기가 많이 연구되고 있다. 인버터 피복아크 용집기시스템은 다이오드 정류기, 인버터, 고주파 변압기, 출력측 정류기 및 리엑터로 구성되어져 있는데, 입력전원측에 다아오두 정류기를 사용함으로서 고조파 다량 힘유 및 입력역률 저하등을 가져오며, 일정 듀티를 갖는 정전압제어방식을 이용하고 아크용접시스템 고유의 정전류특성은 변압기의 누설구조애 의해 실현하고 았다. 따라서 본 논문에서든 이상의 단점을 해결하기 위하여 PWM 컨버터를 적용하여 입력측의 고조파를 제거하고 입력역률 99% 유지할 수 있었으며, 또한 새로운 혼형제어기법을 적용하여 순시적인 용접 출력전압과 전류를 제어하여 용접 출럭전압과 전류를 일정하게 유지시킴으로서 AC아크용접기와 비교하여 스패터룹 70%감소시켰으며 무부하시 10%의 효율 상승을 가져왔다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.96-104
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• 2004

본 논문에서는 전철시스템의 변전소에서 직류모선에 발생하는 잉여분의 직류전력을 교류전원 측으로 회생시킬 수 있는 직류전력 회생시스템을 제안한다. 제안된 직류 전철용 회생인버터 시스템은 인버터와 능동전력필터로 사용할 수 있다. 회생인버터 모드에서는 전철의 감속에 의해 회생되는 에너지를 재사용 할 수 있으며, 능동전력필터 모드에서는 변전소의 정류기에 의해 발생되는 고조파 왜곡을 보상하기 위해 사용할 수 있다. 전력용량과 스위칭 손실을 고려하여 시스템은 3상 PWM 인버터를 기반으로 설계되며 병렬인버터, 출력변압기와LCL필터로 구성된다.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권2호
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• pp.271-281
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• 2014

Fluctuating wind conditions necessitate the use of a variable speed wind turbine (VSWT) with a AC/DC/AC converter scheme in order to harvest the maximum power from the wind and to decouple the synchronous generator voltage and frequency from the grid voltage and frequency. In this paper, a combination of a three phase diode bridge rectifier (DBR) and a modified topology of the diode clamped multilevel inverter (DCMLI) has been considered as an AC/DC/AC converter. A control strategy has been proposed for the DCMLI to achieve the objective of grid interface of a wind power system together with local load compensation. A novel fixed frequency current control method is proposed for the DCMLI based on the level shifted multi carrier PWM for achieving the required control objectives with equal and uniform switching frequency operation for better control and thermal management with the modified DCMLI. The condition of the controller gain is derived to ensure the operation of the DCMLI at the fixed frequency of the carrier. The converter current injected into the distribution grid is controlled in accordance with the wind power availability. In addition, load compensation is performed as an added facility in order to free the source currents being fed from the grid of harmonic distortion, unbalance and a low power factor even though the load may be unbalanced, non-linear and of a poor power factor. The results are validated using PSCAD/EMTDC simulation studies.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.497-507
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• 2010

본 논문은 상이한 누설인덕턴스를 가진 두 개의 변압기를 이용하여 전류불균형을 개선한 하프브리지 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 변압기의 누설인덕턴스와 자화인덕턴스 및 공진커패시턴스를 이용하여 공진하고, 넓은 부하영역을 가지며, 경부하에서도 영전압스위칭 조건을 만족한다. 직/병렬로 연결된 두 개의 변압기는 동작모드에 따라 변압기 또는 공진인덕턴스로써 교대로 동작하고, 변압기 2차측에는 누설인덕턴스를 이용하므로 별도의 출력 필터인덕턴스가 필요하지 않다. 또한 제안된 컨버터는 두 변압기의 상이한 누설인덕턴스와 하프브리지 스위치의 비대칭 펄스폭변조를 이용하여 2차측 정류다이오드의 전류불균형 문제를 개선한다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리를 모드별로 설명하고 프로토타입 컨버터의 설계 예를 제시한다. 제안된 컨버터의 우수한 성능을 입증하기 위하여 설계된 프로토타입의 회로파라미터로써 프로토타입 컨버터를 제작하고 실험하였다. 제안된 컨버터의 우수한 성능을 실험결과를 통하여 보인다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.179-184
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• 2016

본 연구를 통해 개발된 전기부하시험장치는 상용전원이 필요한 피시험장치(변압기, 정류기, 전압조정기, 인버터 등)와 상용전원이 불필요한 독립형 피시험장치(동력발전기, 풍력발전장치, 태양광발전장치, 하이브리드발전 장치, 배터리 등)에 대하여 정격용량시험이나 가변부하시험을 능동적으로 정밀하게 제어하면서도 시험 중에 사용되는 전기에너지를 소비하지 않고 전원변환장치를 통하여 계통선으로 전달하도록 설계되었다. 동기식 pwm 인버터회로를 상용전원과 연결시켜서 시험에 사용되는 전력을 계통선으로 귀환되도록 설계되었으며, 종전의 수동식 전기저항체를 사용한 전기부하시험장치에 비해 93.4% 정도의 전력을 소모하지 않고도 피시험체에 대한 시험이 가능하도록 하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.75-84
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• 2005

유도전동기 구동시스템의 예상치 않은 고장은 많은 산업 응용분야에서 심각한 문제를 초래시킬 수 있으므로, 유도전동기 구동을 위한 전압형 PWM 인버터의 고장진단에 대해 연구한다. 진단의 고려 대상은 정류기 다이오드, 스위칭 장치 및 입력단의 개방회로 고장이며, 진단신호는 전동기 전류로부터 유도한다. 고장의 특징추출은 dq-전류 경로의 크기를 이용하였고, 진단은 PCA와 LDA를 적용한다. 또한, 본 논문에서는 일반적인 중${\cdot}$소형 유도전동기 구동 시스템의 제어기에 진단 소프트웨어를 추가하여 사용하는 것에 대한 가능성을 제시하며, 그에 관련해 수행속도에 따른 진단결과들을 보여준다. 최종적으로, MATLAB을 이용하여 인버터의 고장진단에 대한 모의실험을 수행 하였고, 제안된 알고리즘의 유용성을 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.25-32
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• 2006

본 논문에서는 전철시스템의 직류모선에 발생하는 잉여분의 전력을 교류전원 측으로 회생시킬 수 있는 회생인버터시스템을 제안한다. 제안된 직류 전철용 회생인버터 시스템은 교류 전원 측 전류에 포함되어진 고조파를 제거할 수 있는 기능을 추가하였다. 회생인버터 모드에서는 전철의 감속에 의해 회생되는 에너지를 재사용할 수 있으며, 능동전력필터 모드에서는 정류기에 의해 발생되는 고조파 왜곡을 보상할 수 있다. 논문에서 회생용 인버터는 PWM DC/AC 인버터 알고리즘을 사용하였으며, 능동전력필터는 p-q 이론을 사용하였다. 시뮬레이션은 축소모델[3.7kW]과 동일하게 구성되었다. 시뮬레이션과 실험 결과로부터 두 가지 알고리즘이 실 모델[100kW]에서도 적용되어질 수 있음을 증명하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.351-355
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• 2016

Welding machines are high-capacity systems used in a low-frequency range using IGBT. As their system is similar to a large transformer, most welding machines suffer a great loss because of hard switching and vast leakage inductance. A voltage-balancing circuit is designed to overcome these shortcomings. This circuit can reduce the transformer size by making it into a high frequency and reducing the input voltage by half and by adopting a serial structure that connects two full-bridges in a series to use a MOSFET with a good property at high frequency. In addition, a Schottky diode is used in the primary rectifier to overcome the low efficiency of most welding machines. To use the Schottky diode with a reliably relatively low withstanding voltage, an active snubber is adopted to effectively limit the ringing voltage of the diode cut-off voltage.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권5호
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• pp.1891-1901
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• 2017

In this paper, optimal control of the fuel cell and design of a high-efficiency power converter is implemented to build a high-priced fuel cell system with minimum capacity. Conventional power converter devices use a non-isolated boost converter for high efficiency while the battery is charged, and reduce its conduction loss by using MOSFETs instead of diodes. However, the efficiency of the boost converter decreases, since overshoot occurs because there is a moment when the body diode of the MOSFET is conducted during the dead time and huge loss occurs when the dead time for the maximum-power-flowing state is used in the low-power-flowing state. The method proposed in this paper is to adjust the dead time of boost and rectifier switches by predicting the power flow to meet the maximum efficiency in every load condition. After analyzing parasite components, the stability and efficiency of the high-efficiency boost converter is improved by predictive compensation of the delay component of each part, and it is proven by simulation and experience. The variation in switching delay times of each switch of the full-bridge converter is compensated by falling time compensation, a control method of PWM, and it is also proven by simulation and experience.