• 제목/요약/키워드: Winding ratio

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A Novel High Step-Up Converter with a Switched-Coupled-Inductor-Capacitor Structure for Sustainable Energy Systems

  • Liu, Hongchen;Ai, Jian;Li, Fei
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권2호
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    • pp.436-446
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    • 2016
  • A novel step-up DC-DC converter with a switched-coupled-inductor-capacitor (SCIC) which successfully integrates three-winding coupled inductors and switched-capacitor techniques is proposed in this paper. The primary side of the coupled inductors for the SCIC is charged by the input source, and the capacitors are charged in parallel and discharged in series by the secondary windings of the coupled inductor to achieve a high step-up voltage gain with an appropriate duty ratio. In addition, the passive lossless clamped circuits recycle the leakage energy and reduce the voltage stress on the main switch effectively, and the reverse-recovery problem of the diodes is alleviated by the leakage inductor. Thus, the efficiency can be improved. The operating principle and steady-state analyses of the converter are discussed in detail. Finally, a prototype circuit at a 50 kHz switching frequency with a 20-V input voltage, a 200-V output voltage, and a 200-W output power is built in the laboratory to verify the performance of the proposed converter.

Comparison of PWM Strategies for Three-Phase Current-fed DC/DC Converters

  • Cha, Han-Ju;Choi, Soon-Ho;Han, Byung-Moon
    • Journal of Power Electronics
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    • 제8권4호
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    • pp.363-370
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    • 2008
  • In this paper, three kinds of PWM strategies for a three-phase current-fed dc/dc converter are proposed and compared in terms of losses and voltage transfer ratio. Each PWM strategy is described graphically and their switching losses are analyzed. With the proposed PWM C strategy, one turn-off switching of each bridge switch is eliminated to reduce switching losses under the same switching frequency. In addition, RMS current through the bridge switches is lowered by using parallel connection between two bridge switches and thus, conduction losses of the switches are reduced. Further, copper losses of the transformer are decreased due to the reduced RMS current of each transformer's winding. Therefore, total losses are minimized and the efficiency of the converter is improved by using the proposed PWM C strategy. Digital signal processor (DSP: TI320LF2407) and a field-programmable gate array (FPGA: EPM7128) board are used to generate PWM patterns for three-phase bridge and clamp MOSFETs. A 500W prototype converter is built and its experimental results verify the validity of the proposed PWM strategies.

이중 여자 플라이백 기반 고압 SMPS 설계 (High Voltage SMPS Design based on Dual-Excitation Flyback Converter)

  • 양희원;김승애;박성미;박성준
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.115-124
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    • 2017
  • This paper aims to develop an SMPS topology for handling a high range of input voltages based on a DC-DC flyback converter circuit. For this purpose, 2 capacitors of the same specifications were serially connected on the input terminal side, with a flyback converter of the same circuit configuration serially connected to each of them, so as to achieve high input voltage and an effect of dividing input voltage. The serially connected flyback converters have the transformer turn ratio of 1:1, so that each coil is used for the winding of a single transformer, which is a characteristic of doubly-fed configuration and enables the correction of input capacitor voltage imbalance. In addition, a pulse transformer was designed and fabricated in a way that can achieve the isolation and noise robustness of the PWM output signal of the PWM controller that applies gate voltage to individual flyback converter switches. PSIM simulation was carried out to verify such a structure and confirm its feasibility, and a 100W class stack was fabricated and used to verify the feasibility of the proposed high voltage SMPS topology.

6상 영구자석 동기전동기의 고장대응운전을 위한 3상 구동시스템 전환 알고리즘 (Three Phase Drive Transfer Algorithm for Fault Tolerance Control of Six-Phase PMSM)

  • 김성훈;장원진;조관열;김학원
    • 전력전자학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.256-262
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    • 2021
  • Six-phase motors can be used in industrial applications, such as an electric vehicle, due to their high reliability and low current magnitude per phase. An asymmetrical PMSM with two sets of three-phase windings is a commonly used structure for six-phase motors, with each winding set demonstrating a phase difference of 30°. Although the asymmetrical PMSM presents low torque ripples, its dynamic torque response deteriorates due to coupled components in the two three-phase windings. The decoupled VSD control is applied to eliminate the coupling effect. Load ratio control of two inverters for the six-phase PMSM is proposed in this study. DQ currents are controlled on the basis of two synchronous reference frames, and the six-phase drive system can be changed to a three-phase drive system when one inverter presents fault conditions. The operation and effectiveness of the proposed algorithm is verified through simulation and experiments. The six-phase drive system is transferred to a three-phase drive system by changing the current reference of the second DQ reference frame. Moreover, control of both torque and speed exhibits satisfactory performance before and after the mode change.

고온초전도 변압기용 극저온 절연기술 (Cryogenic Insulation Technique for HTS Transformer)

  • 김상현;천현권
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.45-48
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    • 2006
  • In the response to the demand for electrical energy , much effort was given to develop and commercialize high temperature superconducting (HTS) power equipments has been made around the world. Especially, HTS transformer is one of the most promising devices . but the cryogenic insulation technology should be established during development Hence many types of dielectric tests should be carried out to understand the dielectric phenomena at cryogenic temperature and to gather various dielectric data. Among the many types dielectric tests . the characteristic of barrier effect were conducted using simulated electrode after analysing the insulating configuration of HTS transformer main winding. The influence of a barrier on the dielectric strength was measured according to the position of the harriet the number of the barrier and thickness or the barrier. It was shown that the effectiveness . namely the ratio of the breakdown voltage in presence of barrier to the voltage without barrier, is highest when the barrier is placed at the needle electrode side. On the contrary, in the case of having the barrier between the electrodes, the harrier was placed between the electrodes the characteristic was even improved slightly.

블랙박스 영상 분석을 통한 차량 충돌 속도 연산 알고리즘에 대한 융복합 연구 (An Estimating Algorithm of Vehicle Collision Speed Through Images of Blackbox)

  • 고광호
    • 디지털융복합연구
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    • 제16권9호
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    • pp.173-178
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    • 2018
  • 에어백이 작동되는 중고속 추돌 사고의 경우 에어백 작동 전후의 차량 데이터가 차량의 EDM(Event Driven Memory)에 저장되어 그 추돌 속도를 쉽게 알 수 있다. 하지만 에어백이 작동하지 않는 저속영역에서 추돌하는 경우 그 속도를 산정하기가 어렵다. 또한 저속이라 하더라도 추돌속도에 따라 운전자의 부상 정도가 크게 영향을 받기 때문에 그 속도의 산정이 중요하다. 본 연구에서는 블랙박스에 저장된 영상 이미지를 분석하여 저속영역의 추돌속도를 연산하는 알고리즘을 제안하였다. 전기모터로 와이어로프를 이용하여 차량을 견인하는 방식으로 저속의 후방추돌 상황을 정확하게 재현하면서 다양한 차종과 속도에 대해 실험을 수행하였다. 이 때 블랙박스의 영상 이미지에서 두 차량의 거리가 좁아지는 비율과 전방 차량의 번호판 길이가 증가하는 비율이 동일함을 이용하여 추돌속도를 정밀하게 계산할 수 있다. 즉, 미리 측정된 초기거리와 블랙박스의 영상에서의 번호판의 길이를 초기조건으로 설정하여 본 연구의 계산 알고리즘을 적용하면 저속 추돌 속도를 정확하게 산정할 수 있다. 직선 추돌사고에는 본 연구의 결과가 그대로 적용되지만 각도를 두고 추돌하는 경우에는 별도의 고려가 필요하다.

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.

생체신호 측정을 위한 최대의 신호 대 잡음비를 가지는 검출코일의 형태 와 자기차폐실의 최적 조합 (Optimum Combination of Pickup Coil Type and Magnetically Shielded Room for Maximum SNR to Measure Biomagnetism)

  • 유권규;이용호;강찬석;김진목;박용기
    • Progress in Superconductivity
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    • 제9권1호
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    • pp.45-49
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    • 2007
  • We have investigated the optimum combination of the environmental noise condition and type of SQUID pickup coil in order to obtain maximum signal-to-noise ratio (SNR). The measurement probe consists of 1st order gradiometer with pickup coils of 100 mm, 70 mm, and 50 mm baseline length, a 2nd order gradiometer with 50 mm baseline, and a magnetometer. The pickup coils are fabricated by winding Nb wire on a bobbin with 200 mm diameter. Noise and heart signal of a healthy male were measured by various SQUID sensors with different types of pickup coils in various magnetically shielded rooms (MSR), and compared to each other. The shielding factors were found to be 43 dB, 35 dB and 25 dB at 0.1 Hz for MSR-AS, MSR-BS, MSR-CS, respectively. White noises were $3.5\;fT/Hz^{1/2}$, $4.5\;fT/Hz^{1/2}$ and $3\;fT/Hz^{1/2}$ for the 1st order gradiometers, the 2nd order gradiometers, and magnetometer for all MSRs. SNR of the magnetometer was up to 56 dB in MSR-AS, while the 1st order axial gradiometer with 70 mm baseline length was up to 54 dB in MSR-BS. The 2nd order axial gradiometer with 50 mm baseline length of pickup coil was found to be up to 40 dB in MSR-CS.

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FEV 자동차용 복합소재 연료탱크의 강도안전성에 미치는 기여율에 관한 해석적 연구 (The Effects of Affecting Ratios on the Strength Safety of a Composite Fuel Tank for FEV Vehicles)

  • 김청균;김도현
    • 한국가스학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.35-39
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    • 2011
  • 본 논문에서는 FEV 차량용 복합소재 연료탱크의 탄소섬유 적층두께에 따라 달라지는 강도안전성에 미치는 기여율의 영향을 해석하고자 한다. 기여율에 의한 영향을 FEM 모델링으로 고찰하기 위해, 복합소재 연료탱크의 알루미늄 라이너와 탄소섬유 적층에 작용하는 von Mises 등가응력을 후프방향과 헤리컬방향에 대하여 각각 계산 하였다. FEM 해석결과에 따르면, 알루미늄 라이너에 작용하는 등가응력 기여율은 후프방향으로는 77.5%, $70^{\circ}C$ 경사진 헤리컬방향으로는 18.11%, $12^{\circ}C$ 경사진 헤리컬방향으로는 4.39%로 각각 작용하는 것으로 나타났다. $12^{\circ}C$ 경사진 탄소섬유의 적층 두께비가 후프방향 적층 두께비의 42% 정도로 높게 유지됨에도 불구하고 알루미늄 라이너 소재에서 보여준 기여율 경향은 탄소섬유 적층의 강도안전성에 대해서도 유사한 것으로 나타났다. 결과적으로, 탄소섬유 연료탱크의 강도안전성은 탄소섬유 적층의 두께보다 와인딩 각도에 의해 더 많은 영향을 받는다는 계산결과를 보여주고 있다.

신경회로망을 이용한 변압기 사고 검출 기법 개발 (Development of Fault Detection Method for a Transformer Using Neural Network)

  • 김일남;김남호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.43-50
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    • 2003
  • 본 논문은 신경회로망을 이용하여 변압기 사고검출 기법을 제안하였다. 계전기 정동작을 위하여 전력용 변압기의 외부사고와 돌입현상은 포화현상이 고려된 EMTP/ATP를 이용하였고, 내부사고는 EMTP/BCTRAN를 이용하여 얻은 전류 데이타를 신경회로망의 사고검출 성능으로 평가하였다. 신경회로망의 입력지수로는 변압기 양단전류를 FFT로 주파수 분석하여 얻은 억제전류와 동작전류의 고조파 비의 크기를 이용하였고, 외부사고 시 억제전류값이 크게 나타나는 것을 이용하기 위해 억제전류를 동작전류로 나눈값을 계전기 입력으로 사용하였고, 학습알고리즘은back-propagation을 사용하였다. 실 계통에 적용하고 있는 변압기 보호용 계전기의 특성을 신경회로망의 검출성능으로 테스트한 결과 제안된 기법이 뛰어남이 확인되었다.