• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.25-32
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• 2019

K-BEMS 시스템은 태양광과 배터리를 Hybrid PCS 및 EMS로 구성하여, 건물에너지 절감 및 건물 PEAK 부하를 감축하기 위해 도입되었으며, 200여 한전 사옥에 보급되어 시범 운영되고 있다. K-BEMS 시스템을 보다 안정적으로 그리고 효율적으로 운영하기 위한 K-BEMS 연구과제를 2016년 1월부터 2018년 현재까지 전력연구원이 약 3년간 걸쳐 수행하였다. 본 논문에서는 K-BEMS 연구과제에서 수행한 9가지 Scheduling 운전 모드 시험 결과 및 3년간의 Scheduling 운전 결과 발견한 문제점, 그리고 이 문제점 해결을 위해 도입한 제어 알고리즘을 보여 주고 있다. K-BEMS 9가지 Scheduling 자동제어 운전모드 시험을 수행 하였으며, 이 중 3가지 운전모드에서 알고리즘 개선 사항을 발견하였는데, 이들 3가지 경우 모두 배터리 연계 운전과 관련이 있는 것으로 드러났다. 배터리 SOC(State of Charge)는 통상 20% 이상에서 운전되는데, 20% 이하가 되면 배터리 보호 차단기가 동작하여 K-BEMS 자동 운전이 정지되는 현상을 발생한다. 그런데 이 Hybrid 자동제어 모드에서, 배터리 차단기 trip시 태양광 공급마저 중단되는 현상을 발견하였다. 그러므로, Hybrid 공급모드에서 배터리의 차단기가 동작될 경우, 태양광 단독운전으로 자동 전환하여 태양광 공급마저 중단되지 않도록 알고리즘을 재구성하여 자동제어 운전하는 것이 총 에너지 절감 측면에서 반드시 필요한 것으로 분석되었다. 이 때, 계측제어 오차를 감안하여야 하며, 배터리 정지를 너무 보수적으로 의식하여, SOC 운전 Range를 너무 축소해서 운전하면 당초의 피크 부하 저감 이라는 경제성 목표를 달성할 수 없으므로, 효과적인 hybrid 운전(건물 피크 부하 감축 운전)을 위해서는 정지된 SOC 값을 컴퓨터가 기억하고 있다가, 향후 재가동 자동제어 운전시에서는 SOC Range값을 변경 조정 하여 최적 제어 운전하는 자동제어 알고리즘이 PV & Battery hybrid peak load demand control에서 반드시 필요한 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.3215-3217
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• 1999

In this paper, a new structure of realizing switching control logic for Data Weighted Average Technique is suggested. It uses memory and adder for summing past binary input and this summed data is used to select one switch in control logic. This control logic acts in parallel regardless of resolution so increasing resolution don't affect on converting speed. In this reason, high speed and high resolution D/A converter based on Data Weighted Average Technique could be made. In this paper, 4 bits current mode thermometer code D/A converter is degined and simulated by using HSPICE. Simulated results show that new structure of D/A converter has more than 250MHz converting speed and less than 0.0003[LSB] INL error. It is very useful in low power circuit because of using 3.3 V supply voltage.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제37권5호
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• pp.11-116
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• 2000

본 논문에서는 영전압 스위칭에 의해 스위칭 손실과 전압 스트레스로 줄이는 토폴로지를 제안하였다. 일반적으로 스위칭 모드 변환시에는 과도한 전압과 전류가 기생 성분에 의해서 발생하는데 이것은 전압 스트레스와 전력 손실을 발생시켜 전원 장치의 성능에 영향을 미치어 전체 효율이 감소한다. 실제로 플라이백 컨버터에서 스위치의 천이 첨두 전압과 전류는 기생성분에 의해서 발생한다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 보조회로를 이용한 영전압 스위칭 플라이백 컨버터를 제안한다. 기존의 플라이백 토폴로지에 보조 회로를 추가하여 전력 손실을 감소시키고 스위칭 전압 스트레스를 최소로 하였다. 보조 회로 내에 스너버 캐패시터는 주 스위치의 온·오프시 제어 전압 변화시간에 의해 영전압 스위칭을 가능하게 하여 전압 스트레스 및 전력 손실을 감소시킨다. 본 논문에서는 회로의 세부적인 분석을 하고 동작과정을 설명하였고 500W, 100㎑ 대의 보조회로를 사용한 영전압 스위칭 플라이백 컨버터를 설계하여 기존의 하드 스위칭 플라이백 컨버터와의 효율을 비교하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.913-920
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• 2011

본 논문에서는 수동형 900MHz RFID 태그 칩용 로직 공정 기반 저면적.저전력 1Kb EEPROM를 설계하였다. 1Kb 셀 배열 (cell array)은 1 워드 (word)의 EEPROM 팬텀 셀 (phantom cell)을 2차원 배열 형태인 (16행 ${\times}$ 16열) ${\times}$ 4블록으로 구성하였으며, 4개의 메모리 블록이 CG (Control Gate)와 TG (Tunnel Gate) 구동회로를 공유하므로 저면적 IP 설계를 하였다. TG 구동회로를 공유하기 위해 소자간의 전압을 신뢰성이 보장되는 5.5V 이내로 유지하면서 동작 모드별 TG 바이어스 전압을 스위칭해 주는 TG 스위치 회로를 제안하였다. 그리고 4 메모리 블록 중 하나의 블록만 활성화하는 partial activation 방식을 사용하므로 읽기 모드에서 전력소모를 줄였다. 그리고 하나의 열 (column)당 연결되는 셀의 수를 줄이므로 읽기 모드에서 BL (Bit-Line)의 스위칭 시간을 빠르게 하여 액세스 시간 (access time)을 줄였다. Tower $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 (32행 ${\times}$ 16열) ${\times}$ 2블록과 (16행 ${\times}$ 16열) ${\times}$ 4블록의 2가지 배열 형태의 1Kb EEPROM IP를 설계하였으며, (16행 ${\times}$ 16열) ${\times}$ 4블록의 IP가 (32행 ${\times}$ 16열) ${\times}$ 2블록의 IP에 비해 레이아웃 면적은 11.9% 줄였으며, 읽기 모드 시 전력소모는 51% 줄였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.699-706
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• 2015

기존의 아답타는 단일 출력을 기본으로 하지만 최근의 산업현장에서는 다출력 아답타에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 다출력 아답타에 대한 수요를 충족시키기 위해 프로그램 가능한 고효율의 다출력 아답타를 개발하였다. 개발한 아답타의 기본구조는 플라이백 형태이다. 본 연구에서 제안되는 아답타에서 레퍼런스 전압을 생성하는 방식은 일반적인 플라이백 컨버터에서와 같이 TL431을 사용하였다. 그러나 프로그램 가능한 다수의 출력값을 가변하기 위해 제안되는 아답타는 디지털 가변저항인 AD5246BKSZ10-RL7과 마이크로컨트롤러를 사용하였다. 디지털 가변저항은 마이크로컨트롤러의 명령에 따라 TL431의 레퍼런스 전압을 변경시켜 아답타의 출력을 가변시킨다. 개발된 아답타는 사용자에 의해 20V까지 가변가능하며 전력변환 효율은 85% 이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.298-308
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• 2017

본 논문에서는 DC-DC Converter에서의 고조파로 인한 전자기적 잡음을 줄이기 위해 Random PWM을 적용한 Interleaved Buck Converter(IBC) 시스템을 제안한다. PWM 직류전원장치에서 스위칭 방식을 사용하는 경우 스위칭 손실 및 EMI 문제가 발생하기 때문에 많은 고조파를 포함하고 있어 선간 전압의 왜곡 등을 유발한다. 따라서 이에 대한 해결방법으로 PRBS를 이용한 IBC를 최초로 제안한다. 이 방식의 회로 구조는 2개의 능동형 스위치를 가지며 180도의 위상차를 갖는 2개의 PWM 신호를 이용하여 회로를 제어한다. IBC는 1세트의 스위치를 추가하기 때문에, 비용 측면 등에서는 불리 할 수 있으나 전력분배, 출력전류 리플 감소, 빠른 회로 반응속도, 수동소자크기 감소의 이점을 가진다. 본연구의 타당성을 확인하기 위하여 PSIM 시뮬레이터를 이용하였고 Random PWM을 적용한 IBC 회로를 설계하여 기존의 PWM과 RPWM 방식만을 사용하는 Buck-converter 회로를 PSIM 시뮬레이터를 이용하여 결과를 확인하고 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.423-424
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• 2011

본 논문은 IEEE 802.15.4g SUN (Smart utility network)을 지원하는 920 MHz 대역 RF 송수신단 통합회로 구조를 제안한다. 제안하는 통합회로는 920 MHz에서 동작하고 구동증폭기, RF 스위치, 그리고 저잡음 증폭기로 구성되어 있다. 송신모드에서는 구동 증폭기가 동작하는데 싱글 구조로 설계되어 트랜스퍼머에 의한 출력 신호 손실을 제거 하였고 또한 RF 스위치의 위치를 수신단에 적용하여 출력 신호 손실을 제거 하였다. 수신모드에서는 RF 스위치와 저잡음 증폭기가 동작되는데 싱글 입력 신호에 대해 차동 출력 신호를 제공할 수 있다. 구동증폭기의 부하와 저잡음 증폭기의 입력 정합회로는 한 개의 LC 공진회로를 공유하여 칩 면적을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 통합회로는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였고, 1.8 V 공급 전압에서 구동증폭기는 3.6 mA, 저잡음 증폭기는 3.1 mA의 전류를 소모한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.179-184
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• 2019

전기가 부족한 개발도상국 같은 많은 나라에서는 Off Grid 형태의 소형풍력발전이 전력공급 문제를 해결하기 위한 효율적인 핵심 솔루션이다. 몇몇 국가에서는 전력계통의 확장과 전기가 부족한 지역의 감소로 소규모 풍력을 도시의 도로 조명, 모바일 통신 기지국, 양식업 및 해수 담수 등의 분야에 이용하기도 한다. 이런 변화에 따라 소형 풍력 산업 규모는 대규모 풍력보다 큰 잠재력이 기대되고 있다. 소형 풍력발전의 경우 발전기는 가변 속도로 제어되는 특성이 있으며 발전기에서 발생하는 전압 및 전류에는 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 소형 풍력발전시스템의 직류전원 적용을 위한 운전제어 및 AC/DC 변환 통합장치를 제안하며 기존 AC to DC 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 방식의 컨버터로서 인덕터 전류가 불연속모드로 제어되며, 입력전류의 고조파를 제거하여 단위역률을 갖는 특성을 갖는다. 제안된 컨버터는 입력단에 LCL 필터 및 3상 정류 승압형 컨버터, 계통연계를 위한 단상 풀브릿지 형태로 구성되어 있으며 에너지저장시스템(ESS) 기능이 부가된 제어 시스템으로 풍력발전을 이동 평준화 방식에 의해 급변하는 전력에 대해 계통 안정화를 추구할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.176-183
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• 2008

본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 고 효율 전원 제어 장치 (PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DTMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기(Saw-tooth generator), 밴드갭기준 전압 회로(Band-gap reference circuit), 오차 증폭기(Error amplifier), 비교기(Comparator circuit)가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 그라운드부터 전원 전압(Vdd:3.3V)까지 출력 진폭 범위를 갖는 1.2MHz 발진 주파수를 가지며, 비교기는 2단 연산 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 DC gain과 $64^{\circ}$ 위상 여유를 갖도록 설계하였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.900-905
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• 2016

해양구조물에 전기 안전사고가 급증하면서 전력시스템 고조파 분야가 최근 많은 관심 받고 있다. 이것은 주로 비선형 (또는 고조파 생성) 부하가 일반적인 산업플랜트 전력시스템에서 계속 증가되고 있기 때문이다. 해양플랜트에서는 전력시스템의 안전설계로 인하여 고조파 문제의 발생률은 낮지만, 고조파 문제에 대한 인식은 전력시스템 설계의 신뢰성을 향상시키는데 여전히 도움이 될 수 있다. 전력시스템에 고조파 문제가 드물게 발생되는 경우, 이는 생성된 고조파의 크기 혹은 전력시스템의 공진 때문이다. 이 고조파 비교분석에 관한 연구는 전력부하를 고려한 부유식 액화천연가스 생산 저장 하역 (FLNG) 설비의 하역 운전 시나리오에 대한 전기적인 구성으로 비교분석하였다. 전기적인 네트워크 구성은 전기적인 네트워크 부하 흐름에서 볼 수 있다. 본 연구는 해양플랜트 전력시스템의 안전을 보장하기 위해 전기 모터 시스템의 고조파 효율에 초점을 맞추어 전력시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한, 본 연구의 설계분야에서도 운전 및 유지 보수의 향상시키기 위해 FLNG 설비의 전력시스템을 분석하였다.