• 전력전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.120-126
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• 2019

This study proposes a neutral voltage balance control scheme for stable fault-tolerant operation of an active neutral point clamped (ANPC) inverter using carrier-based pulse width modulation. The proposed scheme maintains the neutral voltage balance by reconfiguring the switching combination and modulating the reference output voltage in order to solve the degradation of the output characteristic in the fault tolerant operation due to the fault of the power semiconductor switch constituting the ANPC inverter. The feasibility of the proposed control scheme is confirmed by HIL experiment using RT-BOX.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.263-270
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• 2021

Active AC/DC converters with PWM operation are utilized to regulate rectified DC bus voltage of a permanent magnet synchronous generator in the maritime DC power system. A DC bus voltage regulation strategy that exploits the six-step operation is proposed in this study. Compared with that of the PWM operation, switching loss of the converter can be significantly reduced under the six-step operation. Moreover, conduction loss can also be reduced due to the high modulation index and reduced flux-weakening current of the six-step operation. A controller is used for the proposed DC bus voltage regulation strategy to verify its validity with the simulation and experimental setup. The simulation and the experimental test results showed that the converter loss reduces to a maximum of 70% and 19%, respectively.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.47-53
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• 2022

This paper proposes a method for selecting the capacitance of DC-link capacitors of inverters. In general, the DC-link capacitance of the inverter system must be considered for DC-link voltage, ripple current, switching frequency, ripple voltage, and pulse-width modulation techniques. Therefore, the appropriate capacitance can be determined by finding the rms and peak values of the ripple current of the capacitor. In this paper, the process of extracting the ripple current of DC-link capacitor is described in detail. In addition, the simple method for finding DC-link capacitor capacitance using the result value is presented through the simulations.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.146-150
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• 2001

A new three-phase soft-switching active front-end inverter is presented. The topology consists of a quasi-resonant PWM boost converter with an additional resonant branch, which provides low loss at high frequency operation. This leads to a high conversion efficiency and a remarkable reduction in the size of the input inductor. To synchronise the PWM pattern with the resonance cycle, a modified space vector modulation with asymmetrical PWM pattern is used. A high power factor can be achieved for both power flow directions. Due to a new control strategy the converter features a low content of harmonics in the line currents even for distorted line voltages.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.417-418
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• 2020

효율 및 내환경성에서 우수한 성능을 갖는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 최근 철도차량용 견인전동기로서 주목받고 있다. 일반 도시 철도차량의 추진제어시스템은 장시간 연속 운행 및 자연통풍냉각 방식의 설계가 요구되므로 대전력 스위칭으로 인한 발열 문제가 고려된 낮은 스위칭 주파수 및 6-스텝 제어 아래 인버터의 고성능 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 6-스텝 및 낮은 스위칭 주파수로 IPMSM을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 동기화 방법을 기술하고 시뮬레이션을 통하여 제어 성능을 검증하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.577-582
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• 2016

최근 급속한 녹색환경 정책으로 LED를 이용한 조명 광원들이 설치 운용하고 있으나, 이들 광원의 전원 공급은 안정된 직류 전원 공급을 위해서 스위칭 모드 전원 공급(SMPS) 장치로 전원을 공급하고 있다. 그러나, 이들 전원 공급 장치는 공급 단가 때문에 설계 및 설치과정에서 스위칭에 따른 전력과 변환역률, 전기적 노이즈 및 돌입전류들은 간과하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 SMPS는 고품질의 전원을 LED 조명 부하에 공급하기 위하여 스위칭 시에 다음과 같은 3가지 관점에서 회로를 연구하였다. 첫 번째, 역률과 효율을 약 85% 확보하고, 두 번째, 노이즈(고조파 포함) 최소화, 세 번째는 스위치-온 시 3A 돌입전류를 $100{\mu}sec$ 후 최소 0.3 A로 감소하여 돌입 전류 침입을 최소화 하고자 하였다. 본 연구에서는 IC형 구동기(LNK 409)를 적용하여 입력전압과 출력상황을 귀환 형태로 감시하도록 하였으며, 정전류 출력을 위하여 정전압을 유지할 수 있는 제어회로와 시상수를 개발하였다. 그러나, 부하 변동 시 미세한 전류의 불규칙으로 인한 발열 문제는 해결하지 못하고 있다. 이를 증명하고자 LED 조명 부하 46 W급을 대상으로 효과를 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.715-720
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• 2016

본 논문에서는, 휴대기기를 위한 PWM(Pulse Width Modulation), 전압모드 DC-DC 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 현재 소형화 되어가고 있는 휴대기기 시장에 적합하도록 1 MHz의 스위칭 주파수를 사용하여 칩 면적을 줄였다. 제안하는 DC-DC 컨버터는 전력단과 제어단으로 이루어지며 전력단은 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터 등으로 구성되며 제어단은 연산증폭기, 밴드갭 회로, 소프트 스타트 블록, 히스테리시스 비교기와 비겹침 드라이버로 구성된다. 설계된 회로는 히스테리시스 비교기와 논오버랩 드라이버를 사용하여 낮은 전압에서 구동되는 휴대기기의 잡음의 영향을 줄이고 출력전압 리플을 감소시켰다. 제안하는 회로는 1-poly 6-metal CMOS 매그나칩/하이닉스 $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 레이아웃을 진행하였다. 설계된 컨버터는 입력 전압 3.3 V, 출력전압 5 V, 출력전류 100 mA 출력전압 대비 1%의 출력 전압 리플과 1 MHz의 스위칭 주파수의 특성을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 승압형 DC-DC 컨버터는 PDA, 휴대폰, 노트북 등 휴대용 전자기기 시장에 맞는 고효율, 소형화 컨버터로서 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.278-284
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• 2006

본 연구에서는 광통신 시스템에서의 고속변조를 위하여 사용되는 전계광학 변조기를 구현하기 위하여 InAs 양자점(Quantum Dots)을 변조영역으로 하는 전계광학 변조기를 설계, 제작하였다. 제작한 양자점 전계광학 변조기에서 1550 nm의 파장을 가지는 입력광의 변조 특성을 측정하여 벌크(Bulk)형태의 변조영역을 가지는 동일한 구조의 전계광학 변조기와 비교하였다. 위상변조효율은 TE 모드에서 $333.3^{\circ}/V{\cdot}mm$, TM 모드에서 $300^{\circ}/V{\cdot}mm$ 로 측정되었으며, 기존의 벌크로 변조영역이 구성된 전계광학 변조기와 동일한 소자구조를 가지는 전계광학 변조기에 비해 편광의존도가 낮으며 위상변조효율이 20배 이상 향상된 결과를 얻었으며, 양자우물구조에 비하여는 3배 이상의 높은 위상변조효율을 얻었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.739-745
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• 2017

선박에서 배출되는 환경오염물질 저감 및 연료 소비를 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 기존의 전력망과 신재생에너지를 연계 시킬 수 있는 직류배전시스템의 한 부분인 전력변환시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 현재 전력변환장치로 주로 사용되고 있는 다이오드 정류기는 부하의 입력전류에 많은 저차고조파가 포함되어 공급전압의 왜곡을 초래하고 전체시스템의 전력품질을 저하시킨다. 일정하지 않은 출력 전압파형은 발전기, 부하기기 등에 오작동 유발 및 인버터 단의 스위칭 소자에 영향을 미치며 스위칭 손실을 증가 시킨다. 본 논문에서는 AFE(Active Front End) 방식 PWM(Pulse Width Modulation) 정류기의 직류출력, 입력 전원의 역률 및 총고조파왜형률(Total Harmonic Distortion)을 개선하기 위해서 PLL회로를 사용한 제어기를 설계하였고, 시뮬레이션 결과 직류 출력전압 파형과 입력전원의 역률이 기존 보다 개선되었으며 총고조파왜형률 또한 IEEE Std514-2014 규정에 적합한 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권9호
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• pp.23-30
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• 2006

본 논문은 전류 감지 feedback 기법을 사용한 고효율 CMOS DC-DC boost 변환기의 설계에 관한 것이다. 펄스-폭 변조 방식의 스위칭 동작을 위해 인덕터를 통해 흐르는 전류의 양을 감지하는 고해상도 전류 감지 회로를 설계하였다. 이를 통하여 외부 소자나 큰 면적을 차지하는 주파수 보상 회로 없이 안정적으로 동작하는 변환기 성능을 얻을 수 있다. 또한 외부 저항 열을 사용하여 다양한 입력/출력 전압 특성을 얻을 수 있다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18-um CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 부하 전류 200mA 이상에 대하여 3.3V의 출력을 얻는 변환기에서 최대 효율은 90% 이상, load regulation은 100mA의 변화에 대하여 1.15%의 특성을 나타낸다.