• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1032-1034
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• 2001

As well known, a solar cell has an optimal operating point to be able to get the maximum power $P_{max}$. So, many $P_{max}$ tracking controllers using the line voltage of a solar cell have been popularly used. But it may vary depending on the miss match between the solar cell output and the load. In this paper, we investigate the possibilities of $P_{max}$ control using the current tracking controller and the output voltage and the output current instead of the solar cell output power. And we also examine about the optimal power converter using ZVCS step up and down chopper circuit to operate the solar cell at an optimal voltage using these variables. And then, we show some experimental results to confirm the successful operation.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권6호
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• pp.2035-2044
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• 2016

In order to match the voltages between high voltage battery stacks and low voltage super-capacitors with a high conversion efficiency in hybrid energy sources electric vehicles (HESEVs), a high ratio bidirectional DC-DC converter with a synchronous rectification H-Bridge is proposed in this paper. The principles of high ratio step-down and step-up operations are analyzed. In terms of the bidirectional characteristic of the H-Bridge, the bidirectional synchronous rectification (SR) operation is presented without any extra hardware. Then the SR power switches can achieve zero voltage switching (ZVS) turn-on and turn-off during dead time, and the power conversion efficiency is improved compared to that of the diode rectification (DR) operation, as well as the utilization of power switches. Experimental results show that the proposed converter can operate bidirectionally in the wide ratio range of 3~10, when the low voltage continuously varies between 15V and 50V. The maximum efficiencies are 94.1% in the Buck mode, and 93.6% in the Boost mode. In addition, the corresponding largest efficiency variations between SR and DR operations are 4.8% and 3.4%. This converter is suitable for use as a power interface between the battery stacks and super-capacitors in HESEVs.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.967_968
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• 2009

For lighting application, high-power LED nowadays is driven at 350mA and a sensing resistor is used to provide feedback for LED-current regulation. This method adds an IR drop at the output branch, and limits power efficiency as LED current is large and keeps increasing. In this paper, a power efficient LED-current sensing circuit is proposed. The circuit does not use any sensing resistor but extracts LED-current information from the output capacitor of the driver. Controlling the brightness of LEDs requires a driver that provides a constant, regulated current. In one case, the converter may need to step down the input voltage, and, in another, it may need to boost up the output voltage. These situations often arise in applications with wide-ranging ""dirty"" input power sources, such as automotive systems. And, the driver topology must be able to generate a large enough output voltage to forward bias the LEDs. So, to provide this requirements, 13W prototype Buck-Boost Converter is used.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권5호
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• pp.1108-1121
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• 2019

The non-inverting buck-boost converter (NIBB) is a step-up and step-down DC-DC converter suitable for wide-input-voltage-range applications. However, when the input voltage is close to the output voltage, the NIBB needs to operate in the buck-boost mode, causing a significant efficiency reduction since all four switches operates in the PWM mode. Considering both the current stress limitation and the efficiency optimization, a novel design methodology for the optimal phase-shift modulation of a NIBB in the buck-boost mode is proposed in this paper. Since the four switches in the NIBB form two bridges, the shifted phase between the two bridges can serve as an extra degree of freedom for performance optimization. With general phase-shift modulation, the analytic current expressions for every duty ratio, shifted phase and input voltage are derived. Then with the two key factors in the NIBB, the converter efficiency and the switch current stress, taken into account, an objective function with constraints is derived. By optimizing the derived objective function over the full input voltage range, an offline design methodology for the optimal modulation scheme is proposed for efficiency optimization on the premise of current stress limitation. Finally, the designed optimal modulation scheme is implemented on a DSPs and the design methodology is verified with experimental results on a 300V-1.5kW NIBB prototype.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.75-81
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• 2015

At the end of the 19th century, Edison's DC power system and Tesla's AC power system was debated in power market. Finally, AC system became the primary system of the power market because both step-up and step-down of voltage by using transformer and long-distance power transmission are easily possible. However, nowadays the power market takes some action for introducing DC system. Both domestic and foreign researchers are conducting the study on the DC system as well. Some researchers have conducted the studies on power quality and economic evaluation of the DC distribution system but DC distribution system is still controversial in terms of the effectiveness and reliability. In this paper, we calculate the reliability indices of the Low Voltage Direct Current(LVDC) distribution system considering arrangement of power electronics, layout of the distribution system, and distance between load points.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.587-592
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• 2018

AMOLED는 흐르는 전류에 의해 밝기가 결정되므로 AMOLED의 각 픽셀은 전류 구동 방식으로 동작하므로 AMOLED 구동을 위해서는 사용자의 요구에 의해 전류의 양을 조절할 수 있는 전원이 필요하다. 이에 본 논문에서는 사용자에 의해 설정된 전원을 공급하는 AMOLED 디스플레이용 IP의 driver 블록을 설계하고 이에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 IP의 driver는 전압에 대해 다이오드 전류 곡선을 가지는 AMOLED의 특성 때문에 출력 전압 레귤레이션에 중점을 두었고, low load시에는 PSM(Pulse-skipping mode)로 동작하고 medium/high load시에는 1.5MHz PWM(Pulse-width modulation) mode로 동작한다. 설계된 IP의 driver는 step-up converter의 DCM(Dis-Continue Mode)에서 발생하는 ringing 현상을 제거하도록 설계하였다. Ringing 현상은 IC내의 power switch를 파괴하거나 주위의 소자들에 EMI를 증가시키는 역할을 하게 된다. 설계된 IP의 driver에서는 ringing killer 회로를 통해 이를 최소화하였다. Mobile applications를 고려하여 disable시에는 standby current를 $1{\mu}A$이하로 설계하여 true shut-down이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안한 드라이버는 AMOLED의 디스플레이용 듀얼 파워 매니지먼트회로와 같은 시스템에 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.655-661
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• 2006

Dielectric and piezoelectric properties of PMN-PZT ceramics with a high mechanical quality factor$(Q_m)$ and a low temperature sintering temperature were investigated as a function of PZN substitution in order to develop multilayer piezoelectric transformer for AC-DC converter. Multilayer piezoelectric transformers were subsequently manufactured using the PMN-PZN-PZT ceramic offering the optimal behavior and then the electrical performance were invetigated. At the sintering temperature of $940^{\circ}C$, density, electromechanical coupling factor$(k_p)$, mechanical qualify factor$(Q_m)$ and dielectric constant$(\varepsilon_r)$ of 8 mol% PZN substituted specimen were $7.73g/cm^3$, 0.524, 1573 and 1455, respectively. The PZN substitution caused a increase in the dielectric constant and the electromechnical coupling factor. The voltage step-up ratio of multilayer piezoelectric transformer showed the maximum value at near the resonant frequency of 76.55 kHz and increased according to the increase of load resistance. The multilayer piezoelectric transformer with the output impedance coincided with the load resistance showed the temperature increase of less than $20^{\circ}C$ at the output power of 10 W. Based on the results, the manufactured multilayer transformer using the low temperature sintered PMN-PZN-PZT ceramics can be stably driven for both step-up and down transformers.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.182-189
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• 2014

탭 딜레이(tapped delay) 방식은 field-programmable gate arrary(FPGA) 내부 리소스를 이용한 설계에 적합하여 FPGA기반 시간-디지털 변환기(time-to-digital converter)로 널리 사용되고 있다. 그런데 이 방식의 시간-디지털 변환기에서는 지연 소자로 사용하는 전용 캐리체인(dedicated carry chain)의 탭 당 지연시간 차이가 정밀도 저하의 가장 큰 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 일반적인 구형파 대신 고정된 시간 폭을 가지는 펄스신호를 지연 소자로 인가하고 상승과 하강 엣지에서 두 번의 시간 측정을 통해 전용 캐리체인내 지연시간의 불균일성을 보상하고 정밀도를 향상하는 시간-디지털 변환기 구조를 제안한다. 제안한 구조는 두 번의 시간 측정을 위해 2개 구역의 전용 캐리체인을 필요로 한다. Dual 엣지 보상 전 두 전용 캐리체인에서 탭 당 지연시간의 평균은 각각 17.3 ps, 16.7 ps에서 보상 후 평균은 11.2 ps, 10.1 ps으로 감소하여 각각 35%, 39% 이상 향상되었다. 가장 중요한 탭 당 최대지연 시간은 41.4 ps, 42.1 ps에서 20.1 ps, 20.8 ps 로 50% 이상 감소하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권10호
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• pp.859-863
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• 2005

본 논문은 광범위한 전력제어가 가능하고, PC 직렬통신 방식에 의해 원거리에서 시스템을 ON-OFF할 수 있으며, 시스템의 상태를 모니터링 할 수 있는 선박비상조명시스템의 전력제어특성 개선에 관해 연구한다. 제안된 시스템은 강압형 컨버터, 비상급전회로, 반 브리지 인버터, 형광램프기동회로, 마이크로프로세서 제어 및 멀티통신회로 등으로 구성된다. 실험을 통하여 과전류에 의한 해당 시스템의 정지와 주전원 차단시의 비상전원에 의한 신속한 급전을 확인할 수 있고, 입력전력은 35[$\%$] 범위까지 제어됨을 확인한다. 또한, 원거리에서 원하는 시스템을 ON-OFF 하고, 시스템의 전력, 전압, 전류, 배터리 전압 등의 모니터링도 한다.