• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.490-500
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• 2017

Fuel cell (FC) is a promising power supply in electric vehicles (EV); however, it has poor dynamic performance and short service life. To address these shortcomings, a super capacitor (SC) is adopted as an auxiliary power supply. In this study, the frequency decoupling control method is used in electric vehicle energy system. High-frequency and low-frequency demand power is provided by SC and FC, respectively, which makes full use of two power supplies. Simultaneously, the energy system still has rapidity and reliability. The distributed power system (DPS) of EV requires DC-DC converters to achieve the desired voltage. The stability of cascaded converters must be assessed. Impedance-based methods are effective in the stability analysis of DPS. In this study, closed-loop impedances of interleaved half-bridge DC-DC converter and phase-shifted full-bridge DC-DC converter based on the frequency decoupling control method are derived. The closed-loop impedance of an inverter for permanent magnet synchronous motor based on space vector modulation control method is also derived. An improved Middlebrook criterion is used to assess and adjust the stability of the energy system. A theoretical analysis and simulation test are provided to demonstrate the feasibility of the energy management system and the control method.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.166-171
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• 2008

본 논문은 가변주파수 스위칭 방식의 flyback 컨버터를 이용한 자동차용 35[W]급 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기의 고효율 제어시스템을 구현하였다. 또한 안정기 성능, 크기 그리고 효율을 고려하여 planar 변압기를 이용하여 flyback 컨버터를 설계하였다. HID 램프를 자동차에 적용하기 위해 복잡한 과도특성을 제어할 수 있는 매우 복잡한 제어회로와 고효율의 안정기의 제작이 요구되어진다. 제안된 전자식 안정기는 planar 변압기를 사용한 flyback 컨버터, full bridge 인버터와 승압 점화장치로 구성되어 있으며, flyback 컨버터의 스위칭 주파수는 안정기에 입력전압의 변화에 따라 제어되도록 설계하였고, planar변압기를 사용하여, 안정기의 가격과 크기를 크게 절감할 수 있었다. 제안된 시스템에 대한 성능 및 효율은 여러 가지 실험을 통해 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권1호
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• pp.212-224
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• 2018

For maintaining a reliable and secure power system, this paper describes the design and implement of a single-phase grid-connected inverter with an enhanced phase-locked loop (PLL) and excellent power control performance. For designing the enhanced PLL and power regulator, a full-bridge voltage-controlled inverter (VCI) is investigated. When the grid frequency deviates from its reference values, the output frequency of the VCI is unstable with an oscillation of 2 doubling harmonics. The reason for this oscillation is analyzed mathematically. This oscillation leads to an injection of harmonics into the grid and even causes an output active power oscillation of the VCI. For eliminating the oscillation caused by a PLL, an oscillation compensation method is proposed. With the proposed method, the VCI maintains the original PLL control characteristics and improves the PLL robustness under grid frequency deviations. On the basis of the above analysis, a power regulator with the primary frequency and voltage modulation characteristics is analyzed and designed. Meanwhile, a small-signal model of the power loops is established to determine the control parameters. The VCI can accurately output target power and has primary frequency and voltage modulation characteristics that can provide active and reactive power compensation to the grid. Finally, simulation and experimental results are given to verify the idea.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.59-68
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• 2009

분산진원으로서 연료전지 발전장치는 100w부터 수백[kw]의 용량을 가지며 종전의 대규모 전력설비와 비교하여 높은 신뢰도를 갖는 고품질의 전력을 공급할 수 있다. 본 연구에서는 소형 분산전원으로서 PEMFC(polymer electrolyte membrane fuel cell)연료전지 발전장치에 대한 PSIM(power electronics simulation tool) 모델을 설정하고 이를 바탕으로 DSP(digital signal processor)기반의 연료전지 하드웨어 시뮬레이터를 구현하였다. 연료전지 전류와 출력전압과의 관계는 연료전지의 전압-전류(V-I) 곡선 중 ohmic영역에서 1차 함수로 간략화 하였다. 구현된 시스템은 PEMFC 하드웨어 시뮬레이터, 절연형 풀 브리지 직류 부스트 컨버터 그리고 60[Hz] PWM인버터로 구성되어있다. 부하변동 및 과도상태에 대한 연료전지 하드웨어 시뮬레이터의 전압-전류-전력(V-I-P) 특성을 파악하였으며, 저항 부하 및 비선형 부하에 대한 전력변환기의 60[Hz] 정현파 교류출력 전압파형을 고찰하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.179-184
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• 2016

본 연구를 통해 개발된 전기부하시험장치는 상용전원이 필요한 피시험장치(변압기, 정류기, 전압조정기, 인버터 등)와 상용전원이 불필요한 독립형 피시험장치(동력발전기, 풍력발전장치, 태양광발전장치, 하이브리드발전 장치, 배터리 등)에 대하여 정격용량시험이나 가변부하시험을 능동적으로 정밀하게 제어하면서도 시험 중에 사용되는 전기에너지를 소비하지 않고 전원변환장치를 통하여 계통선으로 전달하도록 설계되었다. 동기식 pwm 인버터회로를 상용전원과 연결시켜서 시험에 사용되는 전력을 계통선으로 귀환되도록 설계되었으며, 종전의 수동식 전기저항체를 사용한 전기부하시험장치에 비해 93.4% 정도의 전력을 소모하지 않고도 피시험체에 대한 시험이 가능하도록 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.218-225
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• 2010

본 논문은 인버터 AC 스폿용접시스템의 용접시간을 최소화하기 위한 방법에 관한 것이다. 기존의 SCR 회로방식을 이용한 스폿용접시스템의 경우 제어속도가 느리고 전류제어가 정밀하지 않다. 따라서 최근에는 인버터를 이용한 용접시스템이 점차 증가하고 있다. 2차전지의 전극과 같은 박판을 용접해야 하는 경우에는 용접시간이 수 [ms] 정도로 짧아야 한다. 수 [ms] 정도로 용접시간을 최소화하면서 수 천 [A]에 달하는 대전류를 흘리기 위해서 일반적으로 수십개의 스위칭 소자들을 병렬로 연결하여 사용하기도 한다. 본 논문에서는 단지 4개의 IGBT로 구성된 인버터와 60[Hz] 변압기만으로 수 [ms] 대의 용접이 가능한 비용절감형 용접시스템을 제안하고 특성을 분석하였다. 그리고 실험을 통하여 타당성과 효용성을 입증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.94-102
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• 2003

본 논문은 고주파 전원에 사용되는 풀 브릿지 부하 병렬형 고주파 공진 인버터 회로를 연구대상으로 하고 출력제어기법으로는 펄스 주파수 변조(PFM, 펄스 폭 변조(PWM) 그리고 펄스 위상 변화(Phase-Shift)잎 경우를 비교 검토하였다. 회로의 해석은 정규화 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였고, 인버터 특성은 3가지 구동신호패턴에 의한 스위칭 주파수($\mu$), 펄스폭($\theta$d), Phase-Shift의 위상차각($\phi$)의 변화와 제 파라메타에 따라 특성 평가를 행하였다. 실험을 통해 이론해석의 타당성을 검증하였다. 향후, 3가지의 구동신호제어기법에 의한 특성들은 유도가열 응용, DC-DC 컨버터 등의 전원 시스템의 출력제어 시에 유용한 자료로 제공될 것으로 사료된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.54-63
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• 2007

최근 저전압 대전류 출력 특성을 갖는 연료전지를 위한 새로운 발전시스템으로 주목받고 있다. 연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{AC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 고주파 절연형 ZVZCS PWM DC-DC 컨버터는 환류 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.30-40
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• 2002

본 논문은 250w 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기의 개발에 관한 연구로써 안정기의 입력 역율은 PFC IC를 이용하여 개선하였고, 벅 Type의 DC-DC 컨버터를 회로에 삽입하여 인버터회로에서 램프의 정격전압만을 공급할 수 있도록 함으로써 인버터 스위칭소자의 스트레스를 줄이게 되었다. 인버터의 형태는 풀 브릿지로 하였고 램프 점등을 구형 저주파에 고주파 성분을 첨가하는 방식으로 음향공명현상을 제거하였다. 또한 LC 회로를 이용한 간단 한 점화기 회로를 개발하였다. 벅 컨버터의 출력 전압을 조절하여 램프의 전압이 가변되는 원리를 이용하여 조광 제어를 할 수 있으며 계절별 및 시간대별로 점등시간과 조도조절이 가능토록 하였다. 벅 컨버터 출력 전압의 조절과 무부하 보호 및 과전류 보호 기능은 마이크로프로세서의 프로그램을 개발하여 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.217-221
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• 2001

This paper presents a new prototype of soft-switching DC-DC power converter with a high frequency transformer link which has two active power controlled switches in full bridge rectifier with capacitor input type smoothing filter. In this DC-DC converter, ZVS of the inverter in transformer primary side and ZCS of active rectifier area in secondary side can be completely achieved by taking advantage of parasitic inductor component of high-frequency transformer and loss less snubbing capacitors. Its operation principle and salient features are described. The steady-state operating characteristics of the proposed DC-DC power converter are illustrated and discussed on the basis of the simulation results in addition to the experimental ones obtained by 2kw-40kHz power converter breadboard set up.