• 전력전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.26-32
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• 2022

This paper proposes a power system that includes a 120k W fuel cell DC-DC converter (FDC) and 30 kW bidirectional DC-DC converter (BHDC) for a 150 kW fuel-cell vehicle. With a high DC link voltage of 800 V, the efficiency and power density of the power electronic components are improved. Through the modular design of FDC and BHDC, electric components are shared, resulting in reduced mass production costs. The switching frequency of 30 kHz of full SiC devices and optimal design of coupled inductor reduce the volume, achieving a power density of 8.3 kW/L. Furthermore, a synergetic operation strategy using variable limiter control of FDC and BHDC was proposed to efficiently operate the fuel cell vehicle considering the fuel cell stack efficiency according to the load. Finally, the performance of the prototype was verified by Highway Fuel Economy Driving Schedule testing, EMI test, and the linked operation between FDC and BHDC. The full load efficiencies of the FDC and BHDC prototypes are 98.47% and 98.74%, respectively.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권10호
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• pp.185-190
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• 2007

무선 단말기용 전력증폭기의 모델링을 위한 최소 샘플링 주파수에 대해 실험 및 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 비선형 소자의 모델링은 소자의 비선형성 해석 및 디지털 전치왜곡기 등의 응용분야에서 활용되나, 소자 모델링용 샘플링 주파수에 대한 그동안의 연구 결과에 의하면 최소한 입력신호의 Nyquist 조건이 만족될 경우 주어진 비선형 소자의 모델링이 가능하다고 보고되어 왔다. 하지만 광대역 신호용 소자 모델링의 경우 A/D 변환기 주파수 성능이 충분하지 못하거나 구현이 매우 난해하며, 높은 샘플링 주파수로 인한 전력소모가 무선단말에 적용하기에는 무시하지 못할 수준이다. 따라서 본 연구에서는 단말기용 메모리리스 전력증폭기의 선형화 기술에 사용되기 위한 샘플링 주파수에 있어, 입력 신호의 Nyquist 조건 이하로 샘플링하여 전력증폭기의 모델링에 성공적으로 적용할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 이 경우 전체 시스템의 광대역 주파수 응답이 보장되어야하며 이를 위해 광대역 샘플러 및 시간 영역에서의 비선형 모델링이 제안되었다. 시뮬레이션 결과 샘플링 주파수 조건에 상관없이 동일한 AMAM, AMPM 비선형성을 해석할 수 있었으며, 880MHz, 23dBm 무선단말용 전력증폭기에 적용하여 측정한 결과 또한 샘플링 조건의 변화에 대해 모델링 결과는 0.8dB 이내의 변화를 보임을 알 수 있었다. 샘플링 시스템은 크기시호 복원을 위한 포락선 검출기, 복소신호 추출을 위한 위상천이기 및 광대역 샘플러 등으로 구성되었으며, QPSK 신호를 인가하여 전력증폭기의 비선형성 검출에 활용하였다. 이 시스템은 단말용 전치왜곡기에 활용하여 단말 출력 성능 개선에 활용 될 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권6호
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• pp.16-24
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• 2009

본 논문에서는 인덕터와 커패시터를 집적화한 DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 출력전압의 리플크기를 줄이기 위해 stacked interleaved 방식을 이용하였고 변환기의 제어부는 전압모드 방식의 제어방법을 사용하여 설계하였다. 설계한 DC-DC 벅 변환기는 표준 $0.5{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작 중이며 전체면적은 $9mm^2$이다. 설계된 회로는 $3V{\sim}5V$의 입력전압에서 동작하며 LC 필터의 크기를 줄이기 위해 50MHz의 주파수로 동작하였다. 최대 250mA의 부하전류 구동이 가능하며 최대 71%의 전력변환 효율을 가졌다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.54-62
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• 2006

3상 4선식 전원공급 시스템에서 단상 및 3상 부하의 운전하에서 전압 불평형은 부하의 불평형 운전에 의해 발생되고, 전류 불평형은 떨어진 전압 품질에 의해 더욱 심해진다. 에너지 변환장치로 사용되는 여러 형태의 컨버터는 3상 4선식 배전시스템에 직접적으로 고조파 전류를 주입함으로서 고조파 왜란을 증가시킨다. 고조파 전류는 전동기 출력 토크를 감소시키고, 전동기를 과열 또는 소음을 증가시키며 회전자에 토크 맥동을 증가하여 기계적인 공진과 진동을 발생하는 등 여러 가지 부작용을 낳고 있다. 따라서 본 논문은 3상 4선식 배전시스템에서 선형 및 비선형 부하의 혼합 운전시 불평형과 고조파 성분에 의해 유도전동기의 특성 변화에 대한 연구로서 선형 단독운전, 비선형 부하 결합에 따른 특성 변화를 해석한 것으로서 단상 비선형 부하의 추가 운전시 5 고조파 필터로도 저감이 어려운 고조파로 인해 토크 맥동 횟수는 줄고 리플값은 증가함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제7권4호
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• pp.343-352
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• 2007

This paper proposes a modularized charge equalization converter for hybrid electric vehicle (HEV) lithium-ion battery cells, in which the intra-module and the inter-module equalizer are Implemented. Considering the high voltage HEV battery pack, over approximately 300V, the proposed equalization circuit modularizes the entire $M^*N$ cells; in other words, M modules in the string and N cells in each module. With this modularization, low voltage stress on all the electronic devices, below roughly 64V, can be obtained. In the intra-module equalization, a current-fed DC/DC converter with cell selection switches is employed. By conducting these selection switches, concentrated charging of the specific under charged cells can be performed. On the other hand, the inter-module equalizer makes use of a voltage-fed DC/DC converter for bi-directional equalization. In the proposed circuit, these two converters can share the MOSFET switch so that low cost and small size can be achieved. In addition, the absence of any additional reset circuitry in the inter-module equalizer allows for further size reduction, concurrently conducting the multiple cell selection switches allows for shorter equalization time, and employing the optimal power rating design rule allows fur high power density to be obtained. Experimental results of an implemented prototype show that the proposed equalization scheme has the promised cell balancing performance for the 7Ah HEV lithium-ion battery string while maintaining low voltage stress, low cost, small size, and short equalization time.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.232-237
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• 2004

In many application of DC-DC converters, loads cannot be specified in advance, i.e., their amplitudes are suddenly changed from the zero to the maximum rating. Generally, design conditions are changed for each load and then each controller is re-designed. Then, a so-called robust DC-DC converter which can cover such extensive load changes and also input voltage changes with one controller is needed. Analog control IC is used usually for the controller of DC-DC converter. Simple integral control etc. are performed with the analog control IC. However it is difficult to retain sufficient robustness of DC-DC converter by these techniques. The authors proposed the method of designing an approximate 2-degree-of-freedom (2DOF) controller of DC-AC converter. This controller has an ability to attain sufficient robustness against extensive load and DC power supply changes. For applying this approximate 2DOF controller to DC-DC converter, it is necessary to improve the degree of approximation for better robustness. In this paper, we propose a method of designing good approximate 2DOF digital controller which makes the control bandwidth wider, and at the same time makes a variation of the output voltage very small at a sudden change of resistive load. The proposed good approximate 2DOF digital controller is actually implemented on a DSP and is connected to a DC-DC converter. Experimental studies demonstrate that this type digital controller can satisfy given specifications.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권4호
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• pp.626-635
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• 2013

An analysis of the junction capacitance in resonant rectifiers which has a significant impact on the operating point of resonance circuits is studied in this paper, where the junction capacitance of the rectifier diode is to decrease the resonant current and output voltage in the circuit when compared with that in an ideal rectifier diode. This can be represented by a simplified series resonant equivalent circuit and a voltage transfer function versus the normalized operating frequency at varied values of the resonant capacitor. A low voltage to high voltage push-pull DC/DC resonant converter was used as a design example. The design procedure is based on the principle of the half bridge class-DE resonant rectifier, which ensures more accurate results. The proposed scheme provides a more systematic and feasible solution than the conventional resonant push-pull DC/DC converter analysis methodology. To increase circuit efficiency, the main switches and the rectifier diodes can be operated under the zero-voltage and zero-current switching conditions, respectively. In order to achieve this objective, the parameters of the DC/DC converter need to be designed properly. The details of the analysis and design of this DC/DC converter's components are described. A prototype was constructed with a 62-88 kHz variable switching frequency, a 12 $V_{DC}$ input voltage, a 380 $V_{DC}$ output voltage, and a rated output power of 150 W. The validity of this approach was confirmed by simulation and experimental results.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.76-84
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• 2013

The renewable energy sources is raising for use of grid connected systems, for which higher power quality requirements are being issued. A grid connected converter requires a LC-filter stage, this one is lightly damped for efficiency constraints. Hence, it is subject to resonance if excited by the converter current harmonics or pre-exciting grid voltage harmonics. In this paper, an active damping technique employing notch filter for damping of the resonance frequency is introduced. This technique doesn't need to additional sensors. In addition, it is simple to apply for various systems. Monitoring of the resonance frequency ensures the stable operation of the proper connection and disconnection of the grid. This paper proposes the estimating method of a resonant frequency to determine the cut-off frequency of the notch filter. This method is validated by both simulation and experimental results.

• 센서학회지
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• 제6권2호
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• pp.145-154
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• 1997

회로 시뮬레이션과 국부적 탐색을 갖는 시뮬레이티드 아닐링을 사용한 새로운 탐색 전략에 기초하여 고성능 연산 증폭기의 설계 자동화를 위한 기법을 제안하였다. 임의의 연산 증폭기 구조와 성능 규격에 대해서, 이산 설계 변수들을 갖는 비용 함수의 이산 최적화를 통해 연산 증폭기의 설계가 이루어진다. 설계 시간의 단축을 위해서 전용 회로 시뮬레이터와 몇 가지 휴리스틱을 사용하였다. 스마트 센서와 10 비트 25 MS/s 파이프라인 A/D 변환기에 사용 가능한 저전력 고속 전차동 CMOS 연산 증폭기의 설계를 통해서, 제안된 기법을 사용하여 개발된 설계 도구는 적은 설계 지식과 설계 노력을 가지고 고성능 연산 증폭기를 설계하는데 사용될 수 있음을 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권4호
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• pp.304-310
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• 2011

The application of time-domain methods in emission measurement instruments allows for a reduction in scan time by several orders of magnitude and for new evaluation methods to be realized such as the real-time spectrogram to characterize transient emissions. In this paper two novel systems for time-domain EMI measurements above 1 GHz are presented. The first system combines ultra-fast analog-to-digital-conversion and real-time digital signal processing on a field-programmable-gate-array (FPGA) with ultra-broadband multi-stage down-conversion to enable measurements in the range from 10 Hz to 26 GHz with high sensitivity and full-compliance with the requirements of CISPR 16-1-1. The required IF bandwidths were added to allow for measurements according to MIL-461F and DO-160F. The second system realizes a system of time-interleaved analog-to-digital converters (ADCs) and has an upper bandwidth limit of 4 GHz. With the implementation of an automatic mismatch calibration, the system fulfills CISPR 16-1-1 dynamic range requirements. Measurements of the radiated emissions of electronic consumer devices and household appliances like the non-stationary emissions of a microwave oven are presented. A measurement of a personal computer's conducted emissions on a power supply line according to DO-160F is given.