The cascaded multilevel converter is widely adopted to medium/high voltage and high power electronic applications due to the small harmonic components of the output voltage and the facilitation of modularity. In this paper, the operation principle of a T-type H-bridge topology is investigated in detail, and a carrier phase shifted pulse width modulation (CPS-PWM) based control method is proposed for this topology. Taking a virtual five-level waveform achieved by a unipolar double frequency CPS-PWM as the output object, PWM signals of the T-type H-bridge can be obtained by reverse derivation according to its switching modes. In addition, a control method for the T-type H-bridge based cascaded multilevel converter is introduced. Then a single-phase T-type H-bridge cascaded multilevel static var generator (SVG) prototype is built, and a repetitive controller based compound current control strategy is designed with the DC-link voltage balancing control scheme analyzed. Finally, simulation and experimental results validate the correctness and feasibility of the proposed modulation method and control strategy for T-type H-bridge based cascaded multilevel converters.
최근 정보통신의 흐름은 사용자의 다양한 정보 욕구를 만족시키기 위한 통신 서비스의 개발에 주력하고 있다. 근거리망의 통신에 광송신 모듈은 850nm, 1310nm의 파장대역을 사용하며, 광원의 구조는 LD를 사용하였지만, 장파장 및 Gbps급에서는 데이터 처리 능력이 뛰어난 수직공진형 표면발광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser : VCSEL)을 많이 사용한다. 본 연구에서는 기본적인 광특성을 분석한 후 GHz급 이상에서 동작이 가능하도록 광전송 모듈을 개발하고 펄스 패턴 발생구를 이용하여 2.5GHz, 3GHz에서의 전송 특성을 분석하였다.
본 논문은 용량성 결합 플라즈마 응용 시스템을 위한 전류형 토폴로지 기반의 전력 변환장치 구조를 제안한다. 제안된 시스템은 독립적으로 제어된 두 개의 고 정밀 펄스 전류를 부하로 출력하는 병렬 연결된 전류형 전력 변환장치로 구성된다. 전체 회로 토폴로지는 네 가지 세부 부분; 바이어스 전류 발생기, 바이어스 전류 모듈레이터, 슬롭 전류 발생기, 슬롭 전류 모듈레이터로 구성되어 있다. 제안된 시스템은 빠른 과도 특성을 위해 1200V/90A급 SiC MOSFET 스위치를 사용하였다. 제안된 전력 변환장치는 4.5kV의 출력전압, 40A급 출력전류와 100ns급 전류 상승/하강 특성을 충족시키도록 설계되었다. 본 연구는 펄스 전류형 전력 변환회로를 제안함으로써 전압형 전력 변환장치에 비해 전압 스파이크 및 전압 파형 왜곡을 줄여 보다 정확한 출력 전압을 발생시킴으로써 용량성 결합 플라즈마 시스템의 안정도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.
A low frequency square wave electronic ballast for the high intensity discharge(HID) lamps using fuzzy logic controller is developed. This electronic ballast consists a buck converter, a low frequency square wave full bridge inverter, a high voltage pulse generator for the HID lamp ignition, an over current protection circuit and an 8-bit microcontroller. The ballast system is operated on the constant current mode during the HID lamp start-up process and the system is operated on the constant power mode during steady state. Experimental results show that the fuzzy logic control operation is carried out successfully by the 8-bit microcontroller PIC16F877 In this electronic ballast system, in spite of the limited control bandwidth caused by low operating speed of the microcontroller, the good performance in the constant lamp current characteristic is obtained. Acoustic resonance of the HID lamps can be effectively avoided because the instantaneous In lamp power is fully constant due to the low frequency square wave drive.
Kim, Yi-Gyeong;Cho, Min-Hyung;Kim, Bong-Chan;Kwon, Jong-Kee
ETRI Journal
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제33권6호
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pp.897-903
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2011
A hybrid ${\Delta}{\Sigma}$ modulator for audio applications is presented in this paper. The pulse generator for digital-to-analog converter alleviates the requirement of the external clock jitter and calibrates the coefficient variation due to a process shift and temperature changes. The input resistor network in the first integrator offers a gain control function in a dB-linear fashion. Also, careful chopper stabilization implementation using return-to-zero scheme in the first continuous-time integrator minimizes both the influence of flicker noise and inflow noise due to chopping. The chip is implemented in a 0.13 ${\mu}m$ CMOS technology (I/O devices) and occupies an active area of 0.37 $mm^2$. The ${\Delta}{\Sigma}$ modulator achieves a dynamic range (A-weighted) of 97.8 dB and a peak signal-to-noise-plus-distortion ratio of 90.0 dB over an audio bandwidth of 20 kHz with a 4.4 mW power consumption from 3.3 V. Also, the gain of the modulator is controlled from -9.5 dB to 8.5 dB, and the performance of the modulator is maintained up to 5 nsRMS external clock jitter.
Partial discharge(PD) tests are used to evaluate the insulation condition of stator windings in two 4.16kV and three 6.6kV motors. These tests were conducted using a conventional partial discharge detector(PDD) and turbine generator analyzer(TGA). Off-line PD measurements were performed on five high voltage motors. PD magnitudes ranged from 1000 pC to 5400 pC at the normal line-to-ground voltage. Five high voltage motors have been equipped with 80pF epoxy-mica coupler on the motor terminal box. The PD pulse from sensors were measured with the TGA instrument. TGA summarizes each plot with two Quantities such as the peak PD magnitude(Qm) and the total PD activity(NQN). The defect mechanisms of high voltage motor can be associated with PD patterns such as internal, slot and conductor surface discharges. The PDD and TGA test results of No. 4 motor showed that internal discharge was detected in voids of the groundwall insulation.
본 논문은 1310nm 단일모드 광섬유를 이용하여 온도센서로 활용하기 위한 연구이다. 기존광섬유센서의 연구는 복잡한 여러 가지 기기를 이용하여 구성된 시스템이었다. 그리고 산란 변화를 주기 위하여 Bragg 격자나 Pulse generator를 이용하여 광주파수의 변화를 측정하거나, YAG 레이저를 이용 벌크형 시스템을 택하여 구성하였는데 실험 환경을 구성하는 어려움과 측정된 데이터의 정확도에 대한 문제점이 있었다. 본 연구에서 제안한 유도 브릴루앙 산란(sBs: stimulated Brillouin scattering)광을 이용한 온도센서 시스템은 기존의 측정방식 보다 간소화된 직렬방식의 시스템이다. 광주파수에서 발생하는 노이즈와 애매한 결과에 대해서 신뢰성과 정확도를 확보하기 위하여 지능형인 뉴로-퍼지 알고리즘을 이용하여 분석함으로써 기존 시스템 보다 정확한 데이터를 얻고자 하였다. 본 연구에서 sBs는 빛의 산란 특성 중 광주파수가 온도에 변화에 대해 각각의 온도 변화당 천이가 이루어졌음을 측정하였다. 시스템에서 출력된 데이터를 뉴로-퍼지로 분석한 변화율은 1.1MHz/의 결과를 얻었다.
Kim, Kwang-Hwa;Yi, Sang-Hwa;Lee, Heun-Jin;Kang, Dong-Sik
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제6권5호
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pp.677-683
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2011
The present paper describes the setup of standard partial discharge calibrator for measuring partial discharge and estimating uncertainties. The standard PD calibrator was designed and set up, consisting of a digital pulse generator, capacitor modules, and a digital oscilloscope controlled by software developed in the laboratory. Using this software, averages of charges and rising times and their standard deviations in the measured pulses can also be calculated. The standard PD calibrator generates five types of pulses: single, double, random, oscillating, and long-rising. The coefficient sensitivities to estimate the uncertainties of pulses were extracted in the model circuit of the standard PD calibrator. The uncertainties of charges and rising times in pulses of the standard PD calibrator were estimated with single pulses. These values were 0.3%-1.4% in charges and 1.9%-7.0% in rising time; however, these values are lower than the limit values in IEC 60270.
A single-stage AC-AC converter has been designed for a wind energy conversion system (WECS) that eliminates multistage operation and DC-link filter elements, thus resolving size, weight, and reliability issues. A simple switching strategy is used to control the switches that changes the variable-frequency AC output of an electrical generator to a constant-frequency supply to feed into a distributed electrical load/grid. In addition, a modified random sinusoidal pulse width modulation (RSPWM) technique has been developed for the designed converter to make the overall system more efficient by increasing generating power capacity and reducing the effects of inter-harmonics and sub-harmonics generated in the WECS. The technique uses carrier and reference waves of variable switching frequency to calculate the firing angles of the switches of the converter so that the three-phase output voltage of the converter is very close to a sine wave with reduced THD. A comparison of the performance of the proposed RSPWM technique with the conventional SPWM demonstrated that the power generated by a turbine in the proposed approximately increased by 5% to 10% and THD reduces by 40% both in voltage and current with respect to conventional SPWM.
Ji, Hong-Keun;Cho, Young-Jin;Wang, Guoming;Hwang, Seong-Cheol;Kil, Gyung-Suk
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제18권4호
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pp.221-224
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2017
This paper dealt with the extraction of series arc signals based on wavelet transform in order to improve the accuracy of arc detection in indoor wiring systems. Three types of arc sources including a cord-cord, a terminal-cord, and an outlet-plug were fabricated to simulate typical arc defects. An arc generator fabricated according to UL 1699 was used to generate arcs. The optimal mother wavelet was selected as bior1.5 by calculating the correlation coefficients between the detected single current pulse and the wavelet. The detected arc current signals were then decomposed into eight levels using the discrete wavelet transform that implements the multi-resolution analysis method. By analyzing the decomposed components, the detail components D6, D7, and D8 were associated with arc signals, which were used for signal reconstruction. From the result, it was verified that the proposed method can be used for the extraction of the series arc signal from the AC mains, which is expected to be applied to further analysis of arc signals in indoor wiring systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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