• 제목/요약/키워드: Transformer Design

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연료전지 발전시스템에 적용된 고주파 절연형 ZVZCS PS-PWM DC-DC 컨버터의 설계 및 특성 해석 (The Characteristics Analysis and Design of High-Frequency Isolated Type ZVZCS PS-PWM DC-DC Converter with Fuel Cell Generation System)

  • 서기영;문상필;김동헌;이현우;권순걸
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 본 논문에서는 Ballard사의 1.2[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압($28{\sim}43[VDC]$)을 승압(380([VDC])시키기 위한 풀-브리지 직류-직류 컨버터, 그리고 승압된 직류 링크전압을 교류 전압(220[VAC]), 60[Hz]으로 변환하기 위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류는 프리휠링 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다.

자궁 재활치료를 위한 울트라-스캔 방식의 펄스형 레이저시스템 (Pulsed Laser System of Ultra-scan Way for Uterus Rehabilitation Treatment)

  • 김휘영
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.256-265
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    • 2009
  • 레이저 출력은 20w에서 100w까지 연속적으로 조절이 되고 노출시간은 0.01초에서 수초 사이로 조절이 가능 하다. 펄스동작은 레이저 빔을 주기적으로 차단할 수가 있고 슈퍼펄스는 0.1$\sim$1ms사이에서 방전을 이루어지며, 순간적인 레이저 출력은 5$\sim$10 까지 증가된다. 특히, 자궁암의 경우 자궁구 내벽에서 악성세포를 제거해야 하므로 펄스에 대한 튜브출력의 안정이 매우 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 영전압 스위칭동작을 확보하여 컨버터 1 차측 주 회로에 고주파 변압기 누설인덕턴스($L_1$) 증가 및 직렬 인덕터 없이 안정된 소프트 스위칭 동작영역이 확보, 인덕터($L_f$)전류의 순환전류 경로차단 컨버터 1차측 주회로 스위칭소자와 고주파 변압기의 도통손실이 크게 줄어, 고주파 2차측 정류부($D_5,\;D_6$)도 소프트 스위칭 되고, 스위칭손실 흡수분을 부하로 회생할 수 있는 특징을 갖고, 튜브안정화가 되어 설계 및 제작하여 실험한 결과, 기존장비에 비해 10%의 향상된 결과를 가져왔고, 추후 시스템적으로 보완을 하면 우수한 결과가 될 것으로 사려 된다.

공간 다이버시티를 이용한 WLL 중계기용 적층형 평판 안테나 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Aperture-Coupled Microstrip Patch Antenna for WLL Repeater Using Space Diversity)

  • 한봉희;노광현;박노준;강영진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권4B호
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    • pp.388-396
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    • 2002
  • 본 논문에서는 WLL 대역(RX: 2.3~2.33GHz, TX:2.37~2.4GHz)에서 동작하는 dual port 구조의 중계기용 개구 결합 마이크로스트림 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 급전면과 패치면 사이에는 비유전율이 4.7인 FR-4 에폭시 기판을 사용하였고 대역폭 향상과 이득 특성을 고려하여 개구 결합 구조 방식을 이용하였다. 그리고 각각의 layer에는 air gap을 두어 대역폭을 확장하였고 패치 상단에는 보호체로써 radome을 두었다. 1 포트는 송.수신용이고 2 포트는 수신용인 안테나는 각각 T-junction과 λ$_{g}$ /4 정합기를 이용하여 7$\times$2 배열 안테나로 설계하였다. 기능적 측면에서 독립인 2개의 안테나는 공간 다이버시티를 이용하면서 동일 평면상에 존재하도록 하기 위해 안테나 사이에 슬랏을 두고 패치면과 $90^{\circ}$단일 급전함으로써 두 포트간에 -40dB 이하의 우수한 격리도를 얻었다. 또한 슬랏을 패치와 안테나 사이에 배치함으로써 반사손실을 감소시키는 결과를 얻었다.

한국형 기동헬기 전원분배 제어장치의 품질 향상에 관한 연구 (A Study on Quality Improvement of Electrical Master Box for KUH)

  • 김영목;전병규;정상규;이주형
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.71-78
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    • 2017
  • 한국형 기동헬기(KUH)의 전원계통은 항공기의 안정성을 높이기 위하여 이중 시스템으로 이루어져 있고, 각 전원 시스템은 생존성 향상을 위하여 항공기 좌/우측에 배치되어 있다. 전원 계통을 구성하는 주요 장비는 교류 발전기, 보조동력장치 발전기, 직류변환기, 교류/직류 전원분배제어 장치 등이다. 교류/직류 전원분배제어장치(AC/DC EMB)는 2개의 AC EMB와 2개의 DC EMB로 구성되어 있으며, 항공전자 장비 운용에 필요한 전원을 공급, 분배 및 제어하는 역할을 수행한다. KUH 초도양산 기간 중 AC EMB가 내부 단락(Short)으로 인한 결함이 발생하였고, 이에 대한 설계개선을 추진하였다. 본 논문에서는 AC EMB의 결함현상 분석, 고장탐구 과정, 발생원인, 설계변경을 통한 개선 결과 등을 기술하였다.

The Development of the ±80kV 60MW HVDC System in Korea

  • Park, Kyoung-Ho;Baek, Seung-Taek;Chung, Yong-Ho;Jang, Gil-Soo
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권2호
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    • pp.594-600
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    • 2017
  • HVDC transmission systems can be configured in many ways to take into account cost, flexibility and operational requirements. [1] For long-distance transmission, HVDC systems may be less expensive and suffer lower electrical losses. For underwater power cables, HVDC avoids the heavy currents required to charge and discharge the cable capacitance of each cycle. For shorter distances, the higher cost of DC conversion equipment compared to an AC system may still be warranted, due to other benefits of direct current links. HVDC allows power transmission between unsynchronized AC transmission systems. Since the power flow through an HVDC link can be controlled independently of the phase angle between the source and the load, it can stabilize a network against disturbances due to rapid changes in power. HVDC also allows the transfer of power between grid systems running at different frequencies, such as 50 Hz and 60 Hz. This improves the stability and economy of each grid, by allowing the exchange of power between incompatible networks. This paper proposed to establish Korean HVDC technology through a cooperative agreement between KEPCO and LSIS in 2010. During the first stage (2012), a design of the ${\pm}80kV$ 60MW HVDC bipole system was created by both KEPCO and LSIS. The HVDC system was constructed and an operation test was completed in December 2012. During the second stage, the pole#2 system was fully replaced with components that LSIS had recently developed. LSIS also successfully completed the operation test. (2014.3)

고효율 전류모드 승압형 DC-DC 컨버터용 집적회로의 설계 (A Design of Integrated Circuit for High Efficiency current mode boost DC-DC converter)

  • 이준성
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제47권2호
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    • pp.13-20
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    • 2010
  • 본 논문에서는 PWM을 활용한 전류모드 고효율 PWM DC-DC 전원변환 집적회로(Integrated Circuit)를 설계하였다. IC에 인가할 수 있는 최대 전압은 40[V]이며 입력 전압이 DC 2.8[V]~330[V]일 때 출력 전압을 이 보다 높은 전압으로 바꿀 수 있는 한편 외부 저항비나 트랜스의 권선비를 조정하여 원하는 DC 전압을 만들어 낼 수 있다. 출력전압의 3[%] 오차를 유지하면서 3[A] 이상의 전류를 부하에 공급할 수 있도록 구현하였다. 제작공정은 0.6[um], 2P_2M CMOS 공정을 사용하였다. 전원전압이 3.6[V]일 때 대기상태에서 소비전력은 1[mW]이하이고 최대 전력변환 효율은 약 86[%]이다. 칩 사이즈는 2100*2000[um2]이며, 칩을 소형패키지에 내장하여 조립하였기 때문에 휴대형기기나 소형 전자기기에 적용이 편리하게 되어 있다.

Utility Interactive Solar Power Conditioner with Zero Voltage Soft Switching High frequency Sinewave Modulated Inverter Link

  • Terai H.;Sumiyoshi S.;Kitaizumi T.;Omori H.;Ogura K.;Chandhaket S.;Nakaoka M.
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.668-672
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    • 2001
  • The utility interactive sinewave modulated inverter for the solar photovoltaic (PV) power conversion and conditioning with a new high frequency pulse modulated link is presented for domestic residential applications. As compared with the conventional full-bridge hard switching PWM inverter with a high frequency AC link, the simplest single-ended quasi-resonant soft switching sinewave modulated inverter with a duty cycle pulse control is implemented, resulting in size and weight reduction and low-cost. This paper presents a prototype circuit of the single-ended zero voltage soft switching sinewave inverter for solar power conditioner and its operating principle. In addition, this paper proposes a control system to deliver high quality output current. Major design of each component and the power loss analysis under actual power processing is also discussed from an experimental point of view. A newly developed interactive sinewave power processor which has $92.5\%$ efficiencty at 4kW output is demonstrated. It is designed 540mm-300mm-125mm in size, and 20kg in weight.

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65 nm CMOS 공정을 이용한 W-대역 전력증폭기 설계 (Design of a W-Band Power Amplifier Using 65 nm CMOS Technology)

  • 김준성;권오윤;송림;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.330-333
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    • 2016
  • 본 논문에서는 차량 충돌 방지 장거리 레이더(Long Range Radar: LRR)을 위한 77 GHz 전력증폭기를 65 nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안한 회로는 3단 차동 전력증폭기로 공통 소스 구조와 트랜스포머를 사용했다. 측정결과로 77 GHz에서 18.7 dB의 전압 이득과 13 GHz의 3 dB 대역폭을 얻었다. 측정된 최대 출력 전력은 10.2 dBm, 입력 $P_{1dB}$는 -12 dBm, 출력 $P_{1dB}$는 5.7 dBm이며, 측정된 최대 전력 효율은 7.2 %이다. 본 전력증폭기는 1.2 V의 공급전원으로부터 140.4 mW의 DC 전력을 소모한다.

최적 임펄스 전송을 위한 초광대역 테이퍼 슬롯 안테나 설계 (Design of UWB Tapered Slot Antenna for the Optimum Impulse Radio Transmitting & Receiving)

  • 고영목;나극환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.553-563
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    • 2010
  • 본 논문에서는 UWB 대역에서 최적 임펄스 신호 전송을 위한 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 동작하는 TSA는 end-fire 특성을 갖는 광대역 안테나로, 펄스 전송을 위한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 시스템에 적합하다. 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 UWB 대역에서 손실이 적고, 임펄스 전송시 최소 에러를 가져야 한다. 전송되는 펄스 왜곡을 최소로 하기 위해 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 구성하는 광대역 임피던스 변환기와 microstrip/slotline 천이부 설계에 대해 연구하였으며, 설계된 테이퍼 슬롯 안테나에 대한 펄스 충실도는 전자기파에 대한 시간 영역 분석이 가능한 CST를 이용한 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 시뮬레이션과 펄스 상관식 유도를 통해 계산하였으며, 제작된 안테나에 대해 두 안테나를 0.5 미터 이격시킨 두 안테나 사이에서 약 93.89 % 정도의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 chirp Z-변환 알고리즘을 유도를 통해, 나노초 이하의 펄스 신호에 대해 zoom-in 기능을 부여함으로써 펄스 신호에 대한 왜곡, 지연 및 분산 특성 등의 분석이 가능하다.

고온 초전도 변압기 설계를 위한 극저온환경에서 DC/AC의 절연지별 절연파괴 특성연구 (Study on the Comparison between DC and AC for Breakdown Characteristics of Dielectric Insulating Materials for Design of HTS Transformer in Cryogenic Environment)

  • 박태건;이상화;신우주;성재규;오석호;황재상;이방욱
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1564-1565
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    • 2011
  • 고온 초전도(HTS) 변압기는 절연수명의 손실 없이 과부하 용량의 증가와 효율의 향상이 가능하여 기존의 변압기와는 달리 구조물의 소형화로 공간 배치가 용이하고 환경 친화적 이어서 전력시스템 운용 전반에 걸쳐 많은 이점을 제공한다. 하지만, 이러한 이점에도 불구하고 AC전압이 인가되었을 때, 교류손실에 의한 심각한 효율의 감소는 불가피하다. 따라서, HTS 변압기뿐만 아니라 고온초전도전력기기들에 대한 DC전압의 적용은 초전도상에서 전기적 저항이 거의 0이라는 큰 이점을 가지고 있기 때문에 초전도 전력기기 시스템에서 최선의 선택으로 여기어지고 있다. 그러므로 DC고온초전도 전력기기들을 개발하기 위해서는 극저온상에서의 DC 절연 특성과 같은 기초연구들이 선행 되어야 한다. 그러나, 지금까지 이 분야에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 현재 초전도 전력기기의 대표적인 절연 매질인 Kraft, Kapton(Polymide)와 Nomax(Type 410)을 가지고 권선대 권선의 형상을 모의하여 DC와 AC의 절연파괴 특성의 차이점을 분석하였다. 실험의 결과로부터, 극저온상에서 각각의 절연매질에 따른 DC와 AC의 절연파괴 특성을 확인할 수 있었다.

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