• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권5호
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• pp.1471-1481
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• 2014

This paper presents the new power dissipation model of individual switching device in a high-level modular multilevel converter (MMC), which can be mostly used in voltage sourced converter (VSC) based high-voltage direct current (HVDC) system and flexible AC transmission system (FACTS). Also, the voltage balancing method based on sorting algorithm is newly proposed to advance the MMC functionalities by effectively adjusting switching variations of the sub-module (SM). The proposed power dissipation model does not fully calculate the average power dissipation for numerous switching devices in an arm module. Instead, it estimates the power dissipation of every switching element based on the inherent operational principle of SM in MMC. In other words, the power dissipation is computed in every single switching event by using the polynomial curve fitting model with minimum computational efforts and high accuracy, which are required to manage the large number of SMs. After estimating the value of power dissipation, the thermal condition of every switching element is considered in the case of external disturbance. Then, the arm modeling for high-level MMC and its control scheme is implemented with the electromagnetic transient simulation program. Finally, the case study for applying to the MMC based HVDC system is carried out to select the appropriate insulated-gate bipolar transistor (IGBT) module in a steady-state, as well as to estimate the proper thermal condition of every switching element in a transient state.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제3권4호
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• pp.433-445
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• 2014

Single phase voltage source converter (VSC) is an important power electronic converter (PEC), including single-phase voltage source inverter (VSI), single-phase voltage source rectifier (VSR), single-phase active power filter (APF) and single-phase grid-connection inverter (GCI). As the fundamental part of large scale PECs, single-phase VSC has a wide range of applications. In the paper, as first, on the basis of the concept of the discontinuous pulse-width modulation (DPWM) for three-phase VSC, a new DPWM of single-phase VSR is presented by means of zero-sequence component injection. Then, the transformation from stationary frame (abc) to rotating frame (dq) is designed after reconstructing the other orthogonal current by means of one order all-pass filter. Finally, the presented DPWM based single-phase VSR is established analyzed and simulated by means of MATLAB/SIMULINK. In addition, the DPWMs presented by D. Grahame Holmes and Thomas Lipo are discussed and simulated in brief. Obviously, the presented DPWM can also be used for single-phase VSI, GCI and APF. The simulation results show the validation of the above modulation algorithm, and the DPWM based single-phase VSR has reduced power loss and increased efficiency.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.172-173
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• 2019

본 논문은 태양광(photovoltaic, PV) 발전 시스템용 AC 모듈형 집적형 전력변환기(module Integrated converter, MIC)의 구성 방식에 따른 전력 손실을 비교·분석한다. 대표적으로 사용되는 플라이백 컨버터를 기반으로 하는 1-stage와 2-stage 구조의 AC 모듈형 PV-MIC를 비교하고, PSIM 시뮬레이션과 수식을 이용하여 전력 손실을 계산한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.36-44
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• 2014

The conventional central photo voltaic inverters have several problems. First, shadow problem in each solar panel, and high DC voltage problem from each panel because of concentration to one central inverter. Therefore, module integrated inverter is proposed to solve these problems. The inverter should be small and cost effective. The cost and size in the inverter depend on the inductor. So the switching frequency should be increased to reduce the inductor and total size, but there is a problem in efficiency because of the losses in turn-on and turn-off. In the paper, the critical conduction mode(CRM) switching method is adopted to reduce the switching loss and interleaving method is proposed to increase the efficiency in Flyback converter. Finally, the validity of the proposed scheme is investigated with simulated and experimental results for a prototype system rated at 200W.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.137-139
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• 2008

A ZVS resonant DC-link inverter using soft switching boost converter is proposed in this paper. The proposed inverter is capable of switching in zero voltage states during the zero-dc-link-voltage period. As a result, the proposed circuit can reduce the switching loss. Operational principles and detailed analysis are presented. Simulation results are also presented to verify the operation principle.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.727-735
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• 2016

철도차량용 구동 시스템의 주 변압기를 지능형 변압기로 대체하는 것은 철도차량의 효율을 높이기 위한 효과적인 방법이다. 지능형 변압기는 고전압 입력단을 저전압 직류단으로 변환하는 정류단 모듈과, 변환된 복수의 저전압 직류단 전압을 직/병렬로 연결하여 저전압 직류 출력 전압을 제어하는 Dual Active Bridge (DAB) 컨버터 모듈로 구성된다. DAB 컨버터는 고주파 변압기를 사이에 두고 양 측 Full-Bridge 컨버터의 전압 합성 방법에 따라 전력이 양방향으로 전달될 수 있다. 이 때, 양 측 Full-Bridge 컨버터의 전압 합성 방법에 따라 고주파 변압기로 흐르는 전류의 형태가 달라지게 되며, 이는 효율에 직접적인 영향을 미치게 된다. 본 논문은 중/저 전력 조건에서 DAB 컨버터의 효율을 개선하기 위한 새로운 modulation 방법을 제안한다. 제안하는 modulation 방법은 DAB 컨버터 내에 발생할 수 있는 무효 전력을 0으로 제어하도록 하며, 출력단 컨버터를 다이오드 정류기와 유사한 동작을 하도록 함으로써, 스위칭 손실을 최소화하도록 하였다. 제안된 modulation 방법을 통한 손실 저감은 900Vdc의 직류단 전압을 갖는 DAB 컨버터에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 검증하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권4호
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• pp.60-67
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• 2008

본 연구에서는 일반적으로 용접기의 전원장치로 사용되어지는 풀-브리지 회로에 2개의 스위치와 2개의 무손실 스너버 부분 공진 커패시터, 2개의 다이오드로 구성된 간단한 액티브 보조 부분 공진 스너버를 추가한 새로운 하프 브리지 소프트 스위칭 PWM DC-DC 컨버터를 제안하였다. 제안한 하프 브리지 소프트 스위칭 DC-DC 컨버터 회로는 기존 회로의 DC 버스라인 스위치에 발생되는 도통 손실을 저감하여 고주파 변압기의 1차측의 전류가 2차측보다 작아지는 저 전압, 대전류 직류출력을 얻어 수 있었다. 그리고, 모든 영역에서 ZCS/ZVS 동작하므로써 저전압, 대전류 직류 출력의 스위칭 전원 장치에 있어 고주파, 고효율, 고출력을 실현할 수 있다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험 결과로부터 도출하였으며, 제안한 회로의 단점을 보완할 경우에는 차세대형 TIG MIG MAG 아크 용접기용 전원으로 용이할 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 방전 플라즈마 유기절연재료 초전도 자성체연구회
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• pp.19-22
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• 2004

The resonant planar transformer, which had power capacity of 300 W, input voltage of 220 V, output voltage of 15 V, and switching frequency of 500 kHz, was designed and manufactured by using the planar core with large effective area and the flat copper lead frames for miniaturization and high efficiency of the switching mode power supply (SMPS). As well as, a resonant converter equipped with the above mentioned planar transformer was manufactured and electromagnetic characteristics were investigated. The numerical value of turns for 1st and 2nd winding were 12 and 2 respectively. The self inductance of 1st winding was 33.2 ${\mu}H$, very low leakage inductance of 1.27 ${\mu}H$, and the coupling factor of 0.98 were obtained at switching frequency of 300 kHz. The high efficiency of 88.21 % for the SMPS equipped with planar transformer was obtained at power capacity of 300 W.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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• pp.406-408
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• 1999

In order to reduce the overall size and cost, researchers attempted to integrate the functions of power factor correction(PFC) and isolated dc-dc conversion into single power stage. However, single-stage isolated PFC converters have higher voltage stress and heavier loss when compared with a normal dc-dc converters. In this paper, we propose to add active clamping circuit to keep the switch voltage stress low and to achieve soft switching of electronic devices.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.483-489
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• 2014

제안된 회로는 교류 입력 전원부와 무손실 스너버 회로가 부가된 DC-DC 컨버터와 DC-AC 변환을 위한 인버터로 구성하였다. 변환된 등가회로를 이용하여 형광램프의 특성을 만족시킬 수 있는 최적의 회로상수를 결정해서 설계함으로써 기존의 인버터 직류측에서 발생되는 맥동주파수에 의한 왜형파 발생을 제거하고 인버터의 입력전류를 불연속이 되도록 하므로써 맥동율과 스위칭 손실을 현저히 감소시켰다. 이러한 모든 결과를 증명하기 위하여 40 W 직관형 형광램프를 대상으로 실험하여 고조파의 발생을 측정한 결과 제안된 전자식 안정기의 우수성을 확인하였다.