• 전력전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.23-30
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• 2014

This paper proposes a single power-conversion ac-dc converter with a dc-link capacitor-less and high power factor. The proposed converter is derived by integrating a full-bridge diode rectifier and a series-resonant active-clamp dc-dc converter. To obtain a high power factor without a power factor correction circuit, this paper proposes a suitable control algorithm for the proposed converter. The proposed converter provides single power-conversion by using the proposed control algorithm for both power factor correction and output control. Also, the active-clamp circuit clamps the surge voltage of switches and recycles the energy stored in the leakage inductance of the transformer. Moreover, it provides zero-voltage turn-on switching of the switches. Also, a series-resonant circuit of the output-voltage doubler removes the reverse-recovery problem of the output diodes. The proposed converter provides maximum power factor of 0.995 and maximum efficiency of 95.1% at the full-load. The operation principle of the converter is analyzed and verified. Experimental results for a 400W ac-dc converter at a constant switching frequency of 50kHz are obtained to show the performance of the proposed converter.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1480-1482
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• 2005

The major causes of power quality deterioration are harmonic current through semiconductor switching device, due to use of nonlinear loads such as diodes rectifier or thyristor rectifiers. In response to this concerns, this paper presents a new control method of single-phase active power filter(APF) for the compensation of harmonic current components in nonlinear loads. In order to make the complex calculation to be possible, the single-phase system that has two phases was made by constructing a imaginary second-phase giving time delay to load currents. In the conventional method, a imaginary-phase lagged to the load current T/4(here T is the fundamental cycle) was made. But in this proposed method, the new signal, which has the delayed phase through the filter, using the phase-delay property of low-pass filter, was used as the second phase. As this control method is applied to the system of single phase, an instantaneous calculation was done rather by using the rotating reference frames that synchronizes with source-frequency than by applying instantaneous reactive power theory that uses the conventional fixed reference frames.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권6호
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• pp.1413-1428
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• 2019

In this paper, a novel zero-voltage and zero-current switching (ZVZCS) interleaved two switch forward converter is proposed. By using a coupled-inductor-type smoothing filter, a snubber capacitor, the parallel capacitance of the leading switches and the transformer parasitic inductance, the proposed converter can realize soft-switching for the main power switches. This converter can effectively reduce the primary circulating current loss by using the coupled inductor and the snubber capacitor. Furthermore, this converter can reduce the reverse recovery loss, parasitic ringing and transient voltage stress in the secondary rectifier diodes caused by the leakage inductors of the transformer and the coupled inductance. The operation principle and steady state characteristics of the converter are analyzed according to the equivalent circuits in different operation modes. The practical effectiveness of the proposed converter was is illustrated by simulation and experimental results via a 500W, 100 kHz prototype using the power MOSFET.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.201-210
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• 2019

This paper proposes a multimode hybrid control strategy that can achieve zero-voltage switching of primary switches and zero-current switching of secondary rectifier diodes in a wide input voltage range for full-bridge LLC resonant converters. When the input voltage is lower than the rated voltage, the converter operates in Mode 1 through the variable-frequency control strategy. When the input voltage is higher than the rated voltage, the converter operates in Mode 2 through the VF and phase-shift control strategy until the switching frequency reaches the upper limit. Then, the converter operates in Mode 3 through the constant-frequency and phase-shift control strategy. The secondary-side diode current will operate in the discontinuous current mode in Modes 1 and 3, whereas it will operate in the boundary current mode in Mode 2. The current RMS value and conduction loss can be reduced in Mode 2. A detailed theoretical analysis of the operation principle, the voltage gain characteristics, and the realization method is presented in this paper. Finally, a 500 W prototype with 100-200 V input voltage and 40 V output voltage is built to verify the feasibility of the multimode hybrid control strategy.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.14-21
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• 2006

본 논문에서는 출력 전압의 리플을 이용하여 지상 레그(lagging leg)의 스위치들의 영전류 스위칭(ZCS)을 수행하는 두 개의 트랜스포머를 가지는 위상천이 풀-브릿지 컨버터를 제안하다. 제안된 컨버터는 진상 레그(leading leg)의 스위치들은 영전압 스위칭(ZVS)을 수행하고, 지상 레그의 스위치들은 출력 전압-더블러(Voltage-Doubler)의 전압 리플차를 이용해 출력 다이오드의 전류 전환(commutation)이 빠르게 이루어지도록 하여서 중부하에는 영전류 스위칭을, 경부하에서는 영전압 스위칭을 가능하게 한다. 또한 출력측의 전압 리플차를 이용하기 때문의 기존의 1차측 부스트 캐패시터를 이용하는 컨버터에 비해 턴비를 이용하여 보다 빠른 전류 전환을 수행할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 별도의 추가적인 소자없이 모든 스위치의 소프트스위칭이 가능하도록 하고, 지상 레그의 영전류 스위칭을 통해서 환류구간의 순환전류도 없애줌으로써 높은 효율을 얻을 수 있다. 모드 해석과 실험을 통하여 제안 컨버터의 성능을 검증한다.

• 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.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.368-371
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• 2020

본 논문에서는 휴대용 UHF대역 RFID 시스템을 위한 선형 테이퍼드 슬롯 정류 안테나를 제안하였다. 제안한 정류 안테나는 별도의 유전체 기판을 사용하지 않기 때문에, 얇은 금속 두께로 평판형 안테나를 구현하였다. 정류 안테나는 입력 RF전력을 출력 DC전압으로 전환하는 정류회로는 2개의 쇼트기 다이오드를 이용한 배전압회로를 이용하였으며, 선형 테이퍼드 슬롯 안테나에 집적하여 정류 안테나를 설계하였다. 배전압 정류회로와 선형 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 공액정합을 위하여, 테이퍼드 슬롯의 각도와 안테나 급전선의 길이의 조절을 통해 source-pull 방법을 이용하였다. 제안한 안테나 시제품은 자유공간 무선환경실험 환경에서 RF-DC전환 실험과 원거리장 안테나 방사패턴 측정실험을 통해 회로 및 방사 특성을 검증하였다. 최종 제안한 안테나는 중심주파수 915 MHz 기준으로 0.23-파장(75 mm)와 0.18-파장(60 mm) 크기로 소형화하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.412-415
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• 2015

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기, MPPT 제어회로, DC-DC 부스트 변환기, 그리고 PMU(Power Management Unit)로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, MPPT 제어회로는 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 효율을 높이는 역할을 한다. DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 공급된 에너지를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 하며 PMU를 통해 부하로 에너지를 전달한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $950um{\times}920um$이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.46-53
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• 2009

본 논문은 다중출력 전원 시스템을 위한 새로운 구조의 영전류 스위칭(ZCS, Zero Current Switching) LLC 공진형 Post-regulator를 제안한다. 기존의 LLC 공진형 컨버터는 정밀한 다중 출력을 얻기 위해 추가의 비 절연형 DC/DC 컨버터가 요구되었고, 이는 전력 변환 효율 감소 및 제조 원가 상승의 단점을 갖고 있다. 제안된 Post-regulator는 각 정류 다이오드 및 전력 스위치의 내압 및 전류 스트레스가 작고, 부피가 큰 고가의 비 절연형 DC/DC 컨버터의 추가 대신 1 개의 보조 스위치만으로 구현되므로 구조가 간단하고, 저가격화에 유리하다. 또한, 제안된 Post-regulator의 모든 전력 스위치는 영전류 스위칭이 가능하므로 EMI 특성이 우수하며 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 최종적으로 본 논문에서 제안된 전원 시스템의 동작 원리 및 타당성을 검증하기 위하여, 영전류 스위칭 LLC 공진형 Post-regulator의 실험 결과를 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.267-270
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• 2014

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 출력된 신호를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 이용하였다. 또한 진동소자로부터 최대전력을 수확하기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 적용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $530um{\times}325um$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기의 최대 효율은 각각 97.7%와 89.2%이며, 전체회로의 최대 효율은 87.2%이다.