• 전력전자학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.471-477
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• 2012

In this paper, in order to use module integrated converter using cascaded buck-boost converter for a low battery charger in stand-alone system, a charging algorithm which considers photovoltaic and battery status and PWM controllers which are changed according to charging modes are proposed. The proposed algorithm consists of constant current mode, constant voltage mode and maximum power point tracking mode which enables the battery to charge with maximum power rate. This paper also presents design of cascaded buck-boost converter that is the photovoltaic charger system. A 150W prototype system is built according to verify proposed the charger system and the algorithm.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.157-163
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• 2014

This paper proposes a two-stage step-down buck and a tapped-inductor boost cascaded converter for high efficiency photovoltaic micro-inverter applications. The proposed inverter is a new structure to inject a rectified sinusoidal current into a low-frequency switching inverter for single-phase grid with unity power factor. To build a rectified-waveform of the output current. the converter employs both of a high efficiency step-up and a step-down converter in cascade. In step-down mode, tapped inductor(TI) boost converter stops and the buck converter operates alone. In boost mode, the TI converter operates with the halt of buck operation. The converter provides a rectified current to low frequency inverter, then the inverter converts the current into a unity power-factor sinusoidal waveform. By applying a TI, the converter can decrease the turn-on ratios of the main switch in TI boost converter even with an extreme step-up operation. The performance validation of the proposed design is confirmed by an experimental results of a 120W hardware prototype.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제2권2호
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• pp.190-196
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• 2013

It presents a unification of buck-boost and flyback converter for driving a cascaded H-bridge multilevel inverter with a single independent DC voltage source. Cascaded H-bridge multilevel inverter is useful to make many output voltage levels for sinusoidal waveform by combining two or more H-bridge modules. However, each H-bridge module needs an independent DC voltage source to generate multi levels in an output voltage. This topological characteristic brings a demerit of increasing the number of independent DC voltage sources when it needs to increase the number of output voltage levels. To solve this problem, we propose a converter combining a buck-boost converter with a flyback converter. The proposed converter provides independent DC voltage sources at back-end two H-bridge modules. After analyzing theoretical operation of the circuit topology, the validity of the proposed approach is verified by computer-aided simulations using PSIM and experiments.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1163-1164
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• 2011

Cascaded H-bridge 멀티레벨인버터의 구동을 위해서는 독립된 입력전압원의 확보가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터의 구조적 제약을 극복하기 위해 Buck-boost 컨버터와 Flyback 컨버터의 결합을 이용한 단일입력전원 구동 방법을 제안한다. 제안된 회로의 이론적 분석을 수행하고 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.149-150
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• 2013

비반전 승강압형 토폴로지인 Cascaded Buck-Boost는 크게 Buck단과 Boost단으로 나눌 수 있다. 2상 병렬로 연결되는 Cascaded Buck-Boost 컨버터는 병렬로 연결되는 소자에 따라서 총 3가지의 회로 구성이 가능하며, 제어방법에 따라 1개의 스위치로도 Interleaved 회로처럼 동작이 가능하다. 본 논문에서는 각각의 Cascade Buck-Boost 컨버터의 병렬 구성에 따른 입출력 전압비, 전류리플, 시스템 효율 등을 분석한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.360-368
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• 2017

This paper proposes the 80-kW high-efficiency bidirectional hybrid SiC boost/buck converter using droop control for DC nano-grid. The proposed converter consists of four 20-kW modules to achieve fault tolerance, ease of thermal management, and reduced component stress. Each module is constructed as a cascaded structure of the two basic bi-directional converters, namely, interleaved boost and buck converters. A six-pack hybrid SiC intelligent power module (IPM) suitable for the proposed cascaded structure is adopted for high-efficiency and compactness. The proposed converter with hybrid switching method reduces the switching loss by minimizing switching of insulated gate bipolar transistor (IGBT). Each module control achieves smooth transfer from buck to boost operation and vice versa, since current controller switchover is not necessary. Furthermore, the proposed parallel control using DC droop with secondary control, enhances the current sharing accuracy while well regulating the DC bus voltage. A 20-kW prototype of the proposed converter has been developed and verified with experiments and indicates a 99.3% maximum efficiency and 98.8% rated efficiency.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.453-454
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• 2011

본 논문에서는 벅-부스트와 포워드 컨버터의 기능을 갖는 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 Cascaded H-bridge 멀티레벨인버터와 같이 다수의 독립된 전원을 요구하는 회로 구조를 단일 입력 전원단으로 구성할 수 있는 특징을 가진다. 벅-부스트 컨버터의 입력 인덕터는 변압기로 대체되며 컨버터 스위치의 ON 동작시 포워드 동작에 의해 변압기 2차측으로 전력전달이 이루어지며, 스위치 OFF시 변압기 1차측 자화인덕턴스에 저장된 에너지가 비절연된 벅-부스트 컨버터의 출력 커패시터로 전달된다. 제안된 컨버터의 동작 모드에 따른 이론적 분석을 시행하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.569-575
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• 2020

최근, 화석연료 고갈과 온실 가스 배출에 대한 우려가 높아지면서 신·재생 에너지 기술에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 휴대용 전자기기 및 웨어러블 디바이스의 수요가 증가하고 IT기기들이 소형화되면서 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 기술로 에너지 하베스팅이 있다. 본 논문에서는 열전소자의 V-I 특성곡선과 내부저항을 분석하고, 기존의 MPPT제어방식을 비교하였다. P&O제어방식은 열전소자의 전압, 전류를 측정하기 위한 센서 2개를 사용해야하기 때문에 경제적으로 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 출력전압 조절을 위한 센서1개만을 이용하여 MPP를 추적하는 새로운 MPPT제어방식을 제안한다. 제안하는 MPPT제어방식은 duty ratio와 부하의 출력전압의 관계를 이용하였으며, DC-DC Converter의 출력전압을 주기적으로 샘플링하여 duty ratio를 증가 또는 감소시켜 최적의 duty ratio를 찾아 MPP를 유지하도록 제어된다. DC-DC Converter는 Two-Switch 토폴로지인 Cascaded boost-Buck Converter를 이용하여 회로도를 설계하였다. 제안된 MPPT 제어방식은 PSIM 시뮬레이션을 이용한 모의실험을 통하여 검증하였고, 그 결과 열전소자의 V-I 특성곡선으로부터 얻어지는 MPP에서 전압×전류 및 전력값(V=4.2V, I=2.5A, P=10.5W)과 일치함을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.261-262
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• 2011

본 논문에서는 태양광 발전 시스템의 일사량 불균형 환경에서 출력 전력을 최대화 하기위한 DC-DC 모듈 집적형 전력변환장치에 요구되는 동작에 대하여 알아보고 이를 제어하기 위한 알고리즘을 제안한다. 토폴로지는 구조가 간단하고 제어가 용이한 Cascaded Buck-Boost 컨버터를 대상으로 한다. 제안한 알고리즘을 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 전기학회논문지
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• 제66권2호
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• pp.328-338
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• 2017

In this paper, a zero torque control scheme adopting current sharing function (CSF) used in integrated Switched Reluctance Motor (SRM) drive with DC battery charger is proposed. The proposed control scheme is able to achieve the keeping position (KP), zero torque (ZT) and power factor correction (PFC) at the same time with a simple novel current sharing function algorithm. The proposed CSF makes the proper reference for each phase windings of SRM to satisfy the total charging current of the battery with zero torque output to hold still position with power factor correction, and the copper loss minimization during of battery charging is also achieved during this process. Based on these, CSFs can be used without any recalculation of the optimal current at every sampling time. In this proposed integrated battery charger system, the cost effective, volume and weight reduction and power enlargement is realized by function multiplexing of the motor winding and asymmetric SR converter. By using the phase winding as large inductors for charging process, and taking the asymmetric SR converter as an interleaved converter with boost mode operation, the EV can be charged effectively and successfully with minimum integral system. In this integral system, there is a position sliding mode controller used to overcome any uncertainty such as mutual inductance or DC offset current sensor. Power factor correction and voltage adaption are obtained with three-phase buck type converter (or current source rectifier) that is cascaded with conventional SRM, one for wide input and output voltage range. The practicability is validated by the simulation and experimental results by using a laboratory 3-hp SRM setup based on TI TMS320F28335 platform.