• Journal of Power Electronics
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• 제16권2호
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• pp.480-489
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• 2016

A novel hybrid carrier-based pulse width modulation (CBPWM) scheme that combines unipolar and dipolar modulations is proposed for single-phase three-level rectifiers, which are widely applied in railway traction drive systems. The proposed CBPWM method can satisfy the volt-second balancing principle in the complete modulation index region through overmodulation compensation. The modulation scheme features two modulation modes: unipolar and dipolar. The operation range limits of these modulation modes can be modified by changing the separation coefficient. In comparison with the traditional unipolar CBPWM, the proposed hybrid CBPWM scheme can provide advantageous features, such as lower high-order harmonic distortion of the line current and better utilization of switching frequency. The separation coefficient value is optimized to achieve the maximum utilization of these advantages. The experimental results verify the feasibility and effectiveness of the proposed hybrid CBPWM scheme.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.64-73
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• 2001

영전압 영전류 스위칭 3레벨 DC/DC 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 높은 순환 에너지, 정류다이오드들의 제한적인 기생순환, 그리고 내부 스위치에 의한 제한된 영전암 스위칭 부하뜰 갖는 일반적인 영전압 영전류 스위칭 3레벨 DC/DC 컨버터 약점을 극복한다. 본 논문에서 제안된 컨버터는 외부스위치가 영전압 스위칭을 이룰 수 있도록 하고 1차 측에 플라잉 커패시터로 위상전이 제어하도록 되었다. 또 컨버터는 내부 스위치플이 영전류 스위칭을 이루는 구간동안 l차 측에 에너지 회생 스너버에 의해 리셋 하는 보조회로를 갖는다. 제안된 컨버터들은 6kW, 30kHz 의 실험 장치를 제작하였고 해석하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.205-213
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• 2021

Due to the advantage of reducing the voltage applied to the switch semiconductor, the input series and output parallel combination is widely used in systems with high input voltage and large output current. On the other hand, the LLC converter is widely used as a high-efficiency power converter, and when connected by ISOP combination, there is a possibility that input voltage imbalance may occur due to a mismatch of passive devices. To avoid damaging the switching device, this study analyzed the DC-link voltage imbalance of a high-capacity supply using an ISOP LLC converter. In addition, the case where DC-link unbalance control was applied and the case not applied was analyzed respectively. Based on this analysis, an initial start-up algorithm was proposed to prevent input power semiconductor device damage due to DC-link over-voltage. The effectiveness of the proposed algorithm has been verified through simulations and experiments.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.817-824
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• 2000

본 논문은 절연변압기를 사용하지 않는 하이브리드 멀티레벨 PWM 정류기(특히 5-레벨)의 회로 DQ 모델링 및 동작특성 해석에 대한 연구이다. 회로 DQ 변환은 동기속도로 회전하는 변환 행렬을 사용함으로써 3상 시변 회로를 정지된 등가회로로 변환한다. 이러한 회로 DQ 변환을 통해 얻은 등가회로를 사용하여 시스템의 동작 특성 및 유용한 설계식들을 보다 쉽게 얻을 수 있다. 즉, 각 DC 커패시터 전압 및 전원이 공급하는 유효전력, 무효전력과 제어변수의 해석적인 식들을 보이고, 나아가 멀티레벨 출력을 얻기 위한 각 DC 전압들을 AC 전원으로부터 직접 build-up 할 수 있음을 제시한다. 또한 5-레벨 출력전압을 보장하기 위한 제어식을 유도한다. 끝으로, 이러한 모델링 및 해석의 타당성을 검증하기 위하여 MATLAB을 사용한 모의 실험을 행하고, 해석적인 예측과 모의실험으로 얻어진 파형의 일치성을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.617-628
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• 2016

본 논문은 철도차량의 추진용 유입식 변압기 및 AC/DC 컨버터를 대체하기 위한 지능형 변압기의 구조를 제안한다. 제안된 지능형 변압기는 반도체 스위칭 소자 및 고주파 변압기를 사용한 양방향 전력 변환 컨버터의 형태로써, 기존 변압기에 비해 경량화 되고, 역률 제어 등의 능동적인 제어 성능으로 인해 단상 계통 전원의 효율적인 활용을 가능하게 한다. 제안하는 지능형 변압기는 60Hz 교류 고전압을 직류 고전압으로 변환하기 위한 정류단으로 Neutral point clamped type 의 H-bridge 컨버터를 여러 개 직렬 연결해 구성했다. 직류로 변환된 입력단 전력은 고주파 변압기와 Neutral point clamped type H-bridge 컨버터 2개로 구성된 Dual-Active-Bridge 컨버터를 이용해 출력측에 필요한 저전압을 공급할 수 있도록 했다. 또한, 본 논문에서는 다수의 컨버터 모듈 내부 직류단 전압을 균형제어하며, 단상 교류 전원에서 직류 출력 전원간의 양방향 전력 제어를 가능하게 하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 지능형 변압기의 구조 및 제어 시스템은 75kVA 급 3.3kVrms 입력, 750VDC 출력의 지능형 변압기를 설계 및 회로 시뮬레이션 결과를 통해 검증했다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권3호
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• pp.1123-1130
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• 2018

Voltage stabilization is an essential component of power quality in low voltage DC (LVDC) microgrid. The microgrid demands the interconnection of a number of small distributed power resources, including variable renewable generators. Therefore, the voltage can be maintained in a stable manner through the control of these distributed generators. In this study, we did research on the new advanced operating method for a photovoltaic (PV) simulator in order to achieve interconnection to a bipolar LVDC microgrid. The validity of this voltage stabilization method, using the distributed generators, is experimentally verified. The test LVDC microgrid is configured by connecting the developed PV simulator and DC load, DC line, and AC/DC rectifier for connecting the main AC grid. The new advanced control method is applied to the developed PV simulator for the bipolar LVDC grid in order to stabilize the gird voltage. Using simulation results, the stabilization of the grid voltage by PV simulator using the proposed control method is confirmed the through the simulation results in various operation scenarios.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 1996년도 추계학술발표회논문집
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• pp.49-52
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• 1996

This paper reports the development of an electronic starter for fluorescent lamps, which is so smartly designed that can be used directly in existing installations. The key point of the design lies in the protection of lamp filaments by sufficient preheating and at the same time in the control of time constant for start-up circuit. The starter is consisted of three system parts: a rectifier pact, a switching part. and a gate control part. The characteristics of the developed electronic starter is compared with those of a conventional glow starter. As a result, blackening of lamps is almost reduced due to the stable and idealized start-up characteristics. And, furthermore, it is shown that its slaving time is shortened at about half the level of the conventional one and the starting power is also reduced.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.242-243
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• 2010

This paper investigates a power supply of medium voltage with enhanced ignition characteristics for plasma torch. Series resonant half-bridge topology is presented to be a suitable ignition circuitry. The ignition circuitry is integrated into the main power conversion system of a multi-phase staggered three-level dc-dc converter with a diode front-end rectifier. The plasma torch rated for 3MW, 2kA and having the physical size of 1m long is selected to be a high enthalpy source in waste disposal system. The steady-state and transient operations of plasma torch are simulated. The parameters of Cassie-Mary arc model are calculated based on 3D magneto-hydrodynamic simulations. Circuit simulation waveform shows that the ripple of arc current can be maintained within ${\pm}10%$ of its rated value under the existence of load disturbance. This power conversion configuration provides high enough ignition voltage around 5KA during ignition phase and high arc stability under the existence of arc disturbance noise resulting in a high-performance plasma torch system.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.195-197
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• 2018

3레벨 컨버터는 높은 입력을 갖는 어플리케이션에서 널리 사용되고 있다. 3레벨 컨버터는 스위치의 전압 스트레스를 입력전압의 절반으로 줄일 수 있다는 장점을 가지지만 경부하에서 영전압 스위칭을 할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 이 논문에서는 경부하 조건에서도 영전압 스위칭을 할 수 있는 새로운 3레벨 컨버터를 제안한다. 또한 제안하는 컨버터는 1차측의 환류전류를 없애고, 정류단 다이오드의 전압 스트레스를 낮추어 도통손실을 저감할 수 있다. 따라서 1차측 스위치의 영전압 스위칭을 통해 경부하의 높은 효율을 달성하고, 1차측 회로와 2차측 정류단의 도통손실을 감소시켜 중부하의 높은 효율을 달성할 수 있다. 제안하는 컨버터는 입력전압 540-600V, 출력파워 750W(48V/15.625A) 조건에서 실험을 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.391-392
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• 2020

본 논문은 3레벨 정류기와 직렬 입력, 병렬 출력 LLC 컨버터가 연결된 전원 장치의 DC-Link 전압 불평형 제어에 관해 분석한다. 일반적으로 380Vac 입력을 가지는 3레벨 부스트 기반 정류기는 출력 전압을 700Vdc 이상으로 제어한다. 또한, 3레벨 컨버터는 두 개의 직렬 출력 커패시터를 가지며, 불균형 해소를 위한 제어 또는 물리적 불평형 해소 소자가 요구된다. 스위칭 신호를 공유하는 두 개의 LLC 컨버터가 연결된 시스템에 DC-Link 불평형 전압 제어가 적용되면 전력의 쏠림 현상이 발생한다. 본 논문은 제시된 시스템에서 전력의 쏠림 현상에 대해 그 원인을 분석하고 실험으로 검증한다.