This paper presents an educational program realized through by LabVIEW, which can explore the dependancy of the characteristics of DC-DC converters on their parameter changes By using the proposed LabVIEW program it is easy to understand the operationing principle of DC-DC converter and relationship between variables.

본 논문은 저전압 대전류의 신재생 에너지원을 고전압 저전류 계통에 연계하기 위하여 제안되었던 기존의 출력 직력형 고승압 직류-직류 포워드 플라이백 컨버터에 소프트 스위칭 기법을 적용하여 효율을 향상시킨 전력변환기 회로를 제안한다. 제안된 컨버터는 기존의 하드 스위칭 방식에 비하여 고승압, 고주파 스위칭 동작에도 불구하고 효율이 우수한 장점을 지니고 있다. 소프트 스위칭을 유지하기 위하여 스위칭 주파수는 가변되는 특징이 있다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 시뮬레이션으로 확인한 후 50[W]급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

본 논문은 POSCO ICT에서 개발한 2MVA/500kWh급 BESS(Battery Energy Storage System)에 대해 기술하였다. 개발된 BESS는 상위 EMS(Energy Management System)와 연계를 위한 주제어부, 전력변환을 위한 PCS(Power Conditioning System)부, 에너지 저장을 위한 BCS(Battery Conditioning System)부로 구성되어 있다.

최근 하이브리드 및 전기자동차의 집약적인 발전과 함께 충전기술이 대두 되고 있다. 본 논문은 충전기능만을 고려한 단방향 충전시스템에서 양방향 배터리 충/방전 시스템에 대하여 서술한다. 양방향 시스템은 주차 된 차량의 배터리를 저장 매체로 활용하여 V2G(Vehicle to Grid)기술로 활용할 수 있어 잉여전력에 대해서 계통으로 전력을 전송할 수 있다. 용량은 가정용으로써 3.3kW 탑재형 단상 양방향 충/방전기에 대한 시뮬레이션과 실험을 통해 결과를 도출했다.

This paper describes a control method to minimize the filter capacitor of a AC/DC converter for LED driver. The rectified secondary voltage of the transformer has 120Hz ripple unlike the conventional converter for the LED drive. Therefore, the filter capacitor can be minimized and this provides reduced cost, low switching loss, and long life of the converter.

본 논문에서는 PWM 인버터에 적합한 새로운 데드타임 보상방법을 제안한다. 최근 PWM 인버터는 교류전동기, 분산전원용 계통연계 시스템 등의 다양한 산업에 사용되고 있다. 그러나 사용되는 전력용 소자의 비선형적인 특성과 데드타임에 의해 전기의 품질이 저하되고 전류에 고조파가 발생하게 된다. 데드타임에 의한 고조파는 정지좌표계 상에서 제 5, 7고조파 동기좌표계상에서 제 6 고조파가 가장 현저하다. 이 논문에서는 동기좌표계 상에서 공진제어기를 사용하여 제 6고조파를 보상하는 방법을 제안한다.

This paper deals with the ZVS characteristics of a bidirectional DC/DC converter in idling mode. Simulations are carried out with the supercapacitor which maximum voltage is 50 V. It is found that the ZVS can be achieved as far as the supercapacitor voltage is below 94% of the maximum voltage in idling mode. Therefore, the switching loss in the mode can be small by control the upper limit of the supercapacitor voltage.

본 논문은 직류배전에서 신재생에너지와의 연계를 위한 3상인터리브드 벅 컨버터의 제어 및 동작원리, 시뮬레이션을 다루었다. 인터리브드의 정확한 설계에 기반이 되는 인터리브드 벅 컨버터의 구성 및 동작원리 에 대하여 서술하고, 3상 인터리브드 벅 컨버터의 제어를 위한 제어기를 설계하여 PSIM 9.0을 사용하여 검증하였다. 또한 같은 스팩의 벅 컨버터와 비교하여 각 부의 전류 및 전압이 어떤 차의를 가지는지 살펴보았다.

최근 소형화 및 고효율화를 목적으로 한 전력변환기 개발이 활발히 이루어지고 있고 이에 별도의 공진을 위한 리액터를 추가할 필요 없이 효율 및 고정 출력전압을 이룰 수 있는 LLC 공진형 컨버터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 이유로 본 논문에서는 LLC 공진형 타입의 DC/DC 컨버터를 채택하여, 자기회로 분할 방식의 변합기 구조를 통해 출력측에서의 균등한 부하분담이 가능한 10kW급 자기회로 분할구조를 갖는 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 제안하였고, 실험을 통해 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 변압기 없이 작은 듀티로 큰 승압비를 얻을 수 있는 고승압 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 배압회로의 단 수를 적절히 선정하여 소자의 전압정격을 줄이거나 소자 선택 폭을 넓힐 수 있다. 구조가 간단한 하드스위칭 방식과 영전압 스위칭이 가능한 소프트스위칭 방식의 두 가지에 대한 설계 비교 분석과 1kW 시작품에 대한 실험적 분석을 수행하였다.

Boost 컨버터는 전압을 상승시키는 기본적인 컨버터이다. 이 컨버터에서의 효율증대를 위한 병렬L과 이를 한발 더 나아가 병렬L을 변압기를 사용하여 자계로 빠져 나가는 부분의 손실을 줄이는 연구를 수행한다. 이를 위하여 스위칭에 따른 전류의 변화를 파악하며 Soft스위칭을 사용하여 병렬L과의 차이를 PSIM 시뮬레이션을 사용하여 확인하고, boost컨버터의 효율을 고찰한다.

In this paper, the 170W LLC half bridge DC-DC converter is designed for the lighting management system. The power conversion circuit consists of PFC and isolated LLC resonant converter. The topology of LLC half bridge resonant converter provides ZVS characteristic. And the stresses of voltage and current is smaller than that of the general resonant converters. So we can expect the higher efficiency. The optimal conditions for high efficiency were investigated through by experiment.

In some cases of grid connected system using photovoltaic modules, high voltage step up ratio is required. In this paper, non-isolated 2-stage cascaded boost converter with coupled inductor is proposed. Due to reduce the input current ripple and size of the inductor by using coupled inductor method, this topology is suitable for MIC(Module Integrated Converter). The operational characteristic of the proposed topology is verified through the theorical analysis, simulation and experimental waveform.

현재의 고출력 LED (Light Emitting Diode)는 긴 수명시간, 적은 유지보수 비용, 그리고 고효율의 특징으로 차세대 조명 소자로 각광받고 있다. 본 논문에서는 Two-stage LED 구동 회로에서 온도 변화에 따른 정전류 제어가 가능한 LED 구동 드라이브의 효율을 개선하기 위해 입력 전압을 기본 전압으로 하고 LED 출력전류를 통한 전압 변동분 만을 전력변환하여 보상 할 수 있는 LED 구동 드라이브 회로를 연구 하였다. 제안된 비절연 전압 변동분 보상회로는 기존 DC/DC 컨버터를 이용한 LED 구동 드라이브에 비해 효율이 개선 되었음을 실험을 통해 알 수 있었다.

This paper is about to the efficiency improvement of inverter for renewable energy. It is proposed the structure enhanced quality by using individually DC/DC converter for MPPT and only one inverter for DC/AC and the grid control algorithm for current control mode to the converter and inverter. The grid control algorithm is possible to setting the current reference to the dependent function of DC distribution voltage.

특수 전기자동차 시스템에서는 기존 자동차 대비 차량 동력 특성, 제한된 공간, 시스템 효율 특성으로 인해 다중동력시스템을 주로 적용한다. 본 연구에서는 인버터를 통해 구동한 후 제동시 발생되는 전기에너지 즉, 회생에너지를 이용한 배터리 사용시간 증대의 효과를 가지는 특수 전기자동차의 회생제동 시스템의 구성, 개념도 및 제동원리에 대하여 서술하였다. 제안한 시스템의 검증을 위해 PSIM시뮬레이션을 수행하여 본 논문에서 제안한 회생제동 시스템이 특수 전기자동차에서 유용함을 확인하였다.

본 논문에서는 3상 PWM 인버터와 7가지의 3상 Z-소스 인버터(ZSI)의 효율을 비교 분석하였다. 출력전압을 220Vrms로 하고 듀티비는 0.2로 하였다. 그 결과 3상 PWM 인버터의 효율이 가장 높았으며 PSIM 시뮬레이션을 통해서 효율을 고찰하였다.

본 논문은 PWM DC-AC 인버터에서의 AC 필터 인덕터 코아 손실 계산을 위한 간단한 방법을 제시한다. 코아 손실 분석을 위해서 AC 필터 인덕터로 아몰퍼스 C-Core (AMCC-320)를 선택하였다. 단상하프브릿지 전압형 인버터와 간이 열량계를 이용하여 코아 손실을 측정하고 제시한 방법을 검증하였다. 기본적으로 인버터 스위칭은 SPWM 방법을 사용하였으며, 스위칭 주파수와 모듈레이션 인덱스를 가변하면서 실제 제작한 간이 열량계로 코아 손실을 측정하였다.

알려진 바와 같이 전 세계는 에너지 고갈 및 고유가 그리고 $CO_2$ 감축 등 여러 가지 에너지 문제에 직면 해 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 대체 에너지에 대한 연구를 활발히 진행하고 있으며, 그중 태양광, 풍력, 조력 및 지열을 이용한 발전이 대부분의 대체 에너지 시장을 차지하고 있다. 태양광 및 풍력 발전을 비롯한 대체 에너지 발전의 경우 전력변환기가 필수적이다. 이미 고정된 효율을 가지는 발전 시스템에서 최대의 효율로 발전된 전력을 변환하기 위해 전력변환기의 효율 증대에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 태양광 발전용 전력변환기에서 효율을 증대시키기 위해 스위칭 방식에 있어서 혼합 변조를 이용하였으며 이를 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 계통 연계형 단상 인버터의 데드타임을 보상할 수 있는 방법을 제안한다. 인버터의 데드타임 영향을 수식적인 분석을 통하여 고조파의 함유량을 정량적으로 파악하여 인버터 지령치에 보상신호를 더함으로써 출력 파형이 개선되는 것을 시뮬레이션으로 검증하였다.

분산발전 시스템에서 계통연계 인버터는 계통에 전력을 주입할 뿐만 중요부하에도 안정된 전력을 공급하는 역할을 한다. 하지만 기존의 계통연계시 전류제어모드로 동작하고 계통이상 발생시 전압제어로 전환되는 제어방법으로는 모드 전환시 과도상태가 발생하여 중요부하에 심각한 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 모드 전환에 따른 과도상태를 최소화하기 위해 끊김없는 모드 전환을 위한 계통연계형 3-레벨 NPC 인버터의 제어기법을 제안한다.

하이브리드 발전시스템에서 전압과 주파수제어는 서로 다른 분산전원의 동기화 및 전력제어에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 디젤발전 시스템에서 여자기 제어기에 대한 제어알고리즘에 관한 것이며, 이는 기본 제어기 알고리즘에 여자기전류에 대한 전류 지령치를 첨가함으로서 제어기의 속응성 및 안정도를 개선할 수 있도록 하였다.

A new LCL filter design of a PCS with the consideration of fault current minimization is proposed. The magnitude of fault current is analysed with the variation of inverter side $L_i$, line side $L_u$, and filter capacitor $C_f$ under constant line side $THD_i$ of 5%. It is found that inverter side fault current reaches up to 200%~660% of the rated current with the variation of $L_i$. It is expected that the results can be applied to the detailed design of PCS filter.

본 논문에서는 영구자석 동기발전기(PMSG)의 전압 및 역률 보상을 위한 기계식 접점을 가지는 조상기의 문제점을 개선하기 위해 전자회로 방식을 채택하여 제어회로에 마이크로프로세서를 사용, 회로를 최소화하고 접점 부분은 전자적인 스위칭소자(MOSFET)를 사용함으로써 조상기의 신뢰성과 특성을 개선할 수 있는 시스템을 제안하고 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증한다.

현재 화석연료의 고갈과 이산화탄소의 배출로 인한 지구 온난화 문제로 인하여 전기 자동차의 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 논문에서는 전기 자동차용 배터리 충전 시스템의 급속충전 방식을 연구한다. 본 연구에서 사용하는 급속충전 방식은 기존의 CV/CC(정전압/정전류)제어 방식에서 CC모드를 충분히 확보하여 충전시간을 단축하는 방식으로 실험을 통해 그 동작을 검증한다.

To transfer the power wirelessly, the inverter converted DC power to a high frequency MHz-grade AC power. And the ECR devices for wirelessly transmitting the power are required. In this paper, the spiral-type ECR device and the high frequency inverter were designed. The operating frequency is approximately 1.2MHz. In addition, using a vector network analyzer, the 1.2MHz operating characteristics of the ECR device for wireless power transfer module are analyzed. It is performed and reviewed on validity of wireless power transfer technologies through experiments.

본 논문에서는 10kW급 3상 백투백 컨버터에 필요한 여러가지 제어 기술들을 살펴보고 시뮬레이션을 통해 제어 알고리즘의 타당성을 분석하며, 실제 하드웨어의 구성 및 계통연계 실험을 통해 입, 출력 전압, 전류 등 파형을 관찰하여 3상 백투백 컨버터의 타당성과 적정성을 알아본다.

본 논문은 전류에 따른 NiMH 배터리의 성능 변화를 충 방전 실험을 통하여 비교 분석하였다. 따라서 실험을 통하여 NiMH 배터리의 데이터시트에 있는 충 방전 특성곡선과 실제 실험을 통한 충 방전 특성곡선을 비교 분석한다. 또한 충 방전 전류의 크기에 따라 변하는 특성곡선의 차이를 비교 분석한다. 전류 변화에 의한 배터리 분석을 위해 0.2C, 0.5C, 1C, 2C 정전류 충 방전 실험과 동일한 C-rate로 펄스전류로 충 방전 실험을 하였다. 실험을 통해서 얻은 데이터로 1차 Randles 등가회로를 통해 C-rate변화와 잔존용량 변화에 의한 파라미터 분석과 잔존용량-개로전압 곡선에서의 충 방전 히스테리시스를 알아보았다.

본 논문에서는 태양광 모듈을 이용한 발전 시스템과 전기자동차용 양방향 배터리 시스템을 결합한 하이브리드 시스템을 제안 하였다. 병렬 구조를 가진 시스템을 전력제어 함으로써 배터리의 전력을 효율적으로 사용할 수 있다. 이에 따라 제안된 알고리즘의 타당성을 시뮬레이션 모델을 통하여 검증하였다.

The wireless power transfer system using electromagnetic resonance is consists of PFC circuit, LLC resonant converter, high frequency DC-AC inverter and ECR devices for wirelessly transmitting the power. The output voltage of the module with free input voltage is 1MHz, 230Vp-p. As a experimental result, the wireless power transmission is confirmed and it is varified the validity of the experiment.

The ac power conversion inverter provides the ac power to ECR device for wireless power transfer. In this paper, the operating efficiency of the class-${\Phi}_2$ resonant inverter has been studied through by experiment for optimal design. Its switching frequency is 1MH and the input voltage is 96V which is the output voltage of LLC resonant converter. And its output voltage is 230Vp-p. The efficiency is measured up to 84%.

하이브리드 발전 시스템에서 전압과 주파수제어는 서로 다른 분산전원의 동기화 및 전력제어에 있어 매우 중요하다. 본 논문에서는 하이브리드 시스템 디젤 발전기의 연료 분사량을 조절하는 액추에이터의 전류제어를 위한 디지털 Governor의 제어 알고리즘을 구현하고, 제어기 개발을 통해 부하 가변 시에도 안정된 주파수 값을 얻어내어, 발전기의 운전영역에서 안정된 속도제어가 이루어지는 가를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

Realistic amounts of time delay are found to have significant effects on the average output LED current and on the critical inductor value at the boundary between the two conduction modes. Especially, the time delay can provide an accurate LED current for the peak current controlled (PCC) buck converter with a wide input voltage. Experimental results are presented for the PCC buck LED driver with constant-frequency controller.

최근 신재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 에너지 저장 장치로 친환경적인 2차 전지가 전기 에너지 저장 매체로 관심을 받고 있다. 2차 전지는 다양한 전자기기의 구동전원으로 널리 사용되고 있다. 2차 전지의 수명은 충방전과 관련이 있으며, 특히 니켈 수소 전지의 경우 과충전에 의한 온도 상승은 배터리 수명에 직접적인 영향을 준다. 경제성을 고려할 때 2차 전지는 배터리 관리 시스템을 필요로 하며, 충방전 전압과 전류 및 온도를 고려하여 충방전이 제어 되어야 한다. 본 논문은 범용 프로세서와 전압 전류 센서 및 온도센서를 사용하여 배터리의 자동 충방전 데이터 수집장치를 개발에 관한 것이다. 충방전 전압은 0.5V에서 15V까지 설정이 가능하도록 설계하였다. 제작된 장치로 충방전에 따른 배터리의 온도 변화가 측정 및 분석 가능 하였으며, 배터리 전압은 5mV 단위로 충방전이 가능함을 확인하였다.

본 논문에서는 공진형 액티브 클램핑 플라이백 회로를 구성하여 전력스위칭의 전압 클램핑을 통하여 스위칭 손실을 저감하고자 하였다. 또한, 입력측 대용량 인덕터를 대신하여 공진형 액티브 클램핑 플라이백 회로에 두 개의 변압기를 사용하여 효율개선 및 고승압을 구현하고자 하였으며, 하드웨어 Prototype을 제작하여 타당성을 검증하였다.

EBOP(Electrical Balance of Plant)는 연료전지 출력인 DC 전원을 전력변환기술을 이용하여 계통 전원에 연계하는 계통 연계 인버터 시스템이다. 포스코파워에서 개발한 3MW급 EBOP 시스템은 국제 규격(IEEE std.1547, UL1741)에 의한 성능 검증 시험을 거치고 국내 2개 현장에 5기를 적용하여 운전 중이다.

태양광 발전 시스템에서 태양광 모듈은 일사량과 온도에 따라 출력특성이 변하고 비선형적인 특성을 지니고 있다. 따라서 최대전력 출력을 얻기 위해서는 컨버터에 의한 최대 전력점 추종제어가 필요하다. 특히 발전시스템에서 요구하는 전기적 특성을 맞추기 위해 다수의 태양모듈을 직병렬로 연결하여 구성하는데 있어서 그림자 혹은 일부 모듈이 정상작동하지 않아 미스매치 손실이 발생하게 된다. 본 연구에서는 미스매치 손실을 극복하는 최대전력점을 추종하는 제어알고리즘을 설계하였고 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

전력 계통에서 풍력발전기 용량의 증가는 계통운영자에게 계통 신뢰도 및 안정도 유지를 위한 새로운 방법론을 제시하게 한다. 풍력발전기의 불확실성과 가변성은 고스란히 계통에 영향을 끼치며, 계통 운영자는 이로 인해 변화되는 계통 상황을 분석하고 계통 신뢰도 유지를 위한 적절한 기준과 장치를 마련해야 할 것이다. 본 논문에서는 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 용량에 따라 변화되는 선로의 무효전력 및 모선 전압을 검토하고 풍력발전기 전기제어 시스템에서의 제어방식에 따라 계통에 미치는 영향을 평가하였다.

This paper presents an analysis and a novel strategy for a doubly fed induction generator (DFIG) based wind energy conversion system under unbalanced grid voltage and non-linear load conditions. A proportional-resonant (PR) current controller is applied in both grid side converter (GSC) and rotor side converter (RSC). The RSC is controlled to mitigate the stator active power and the rotor current oscillations at double supply frequency under unbalanced grid voltage while the GSC is controlled to mitigate ripples in the dc-link voltage and compensate harmonic components of the network current. Simulation results using Psim simulation program are presented for a 2 MW DFIG to confirm the effectiveness of the proposed control strategy.

In this paper, the virtual power grid of Jeju in 2020 is modelled including not only VSC HVDC(Voltage Source Current-High Voltage Direct Current) but also wind power generators as 200MW for onshore and 500MW for offshore by PSCAD/EMTDC. Each active power and reactive power are able to controlled by the VSC HVDC. In addition, to verify the characteristic of the modeling VSC HVDC, those wind power generators are cut off from the grid. The result show that the modeling power grid of Jeju become stabilized after 0.1second from failure.

본 논문은 최근 빠른 속도로 성장하고 있는 신재생에너지 분야 중 태양광을 이용한 계통연계형 PV PCS의 PLL(Phase Locked Loop) 기법을 DSP로 처리할 수 있도록 디지털 논리회로로 구현하는 DPLL(Digital Phase Locked Loop) 기법을 제시하고 모델링과 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

본 논문에서는 스마트그리드 시스템의 안정적인 운전을 위한 핵심적인 요소인 고압의 에너지저장장치를 충방전 할 수 있는 BESS 시스템을 제안한다. 제안한 BESS 시스템용 전력변환장치는 배터리 밸런싱 회로를 적용하여 저압의 배터리 모듈을 직렬로 구성하여 양방향 DC/DC 컨버터 없이 양방향 DC/AC 인버터만으로 BESS 시스템을 구성할 수 있다. 제안한 BESS 시스템의 충방전 시 특성을 살펴보고 50kW급 BESS 시스템을 통해 유용성을 확인한다.

단방향 DC-DC컨버터는 불연속 전도모드(Discontinuous Conduction Mode:DCM)구간에서 전류기준치와 실제 흐르는 평균전류와의 오차가 존재하여 MPPT추종이 어렵거나 불가하다. 따라서 본 논문은 전류제어를 하는데 전류오차율을 2%까지 최소화할 수 있는 전류게인 전향보상기법을 이용하여 DCM 구간에서도 98%이상의 MPPT효율로 MPPT수행이 가능함을 실험으로 증명하였다.

The use of boost chopper in Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) aims to capture maximum power at any wind speed condition. It is reached by adjusting the duty cycle of boost chopper. In this paper, fuzzy logic algorithm is used to find the duty cycle value which yields the maximum power output. This control scheme is verified by PSIM simulation. Another MPPT method is also simulated as a comparison.

최근 자동차와 같이 움직이는 장치에 부착된 태양광 모듈에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 이동식 태양광모듈 장치는 건물이나 기타 수목 그림자에 수시로 노출되는바 그에 따른 효율감소가 발생한다. 이에 본 논문은 어떠한 환경에서도 Maximum Power를 빠른 속도로 찾아 효율감소를 저감하는 방안을 강구하고자 한다. 제안된 알고리즘은 일사량에 따른 태양광 모듈의 V I곡선에서 MPPT를 함에 V 인자와 I 인자로 구분하여 트래킹 타임 스텝을 가변 설정하여 기존의 방식보다 우수한 동특성을 갖는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안된 구조의 타당성과 우수성을 검증하였다.

The HVAC(Heating Ventilation and Air conditioning) system is controlled by two ways, one is ON/OFF control and the other is PWM inverter with V/F. Control of blower with the use of PWM inverter has quite some benefits such as the capability of changing speed, high efficiency and reduced noise level compared with ON/OFF control. But if blower is operated at low speed, high THD generated by decrease of ma, and output voltage lowered in proportion to frequency. To solve these problems, filter should be installed at the output stage of inverter, which can decrease THD but has problems such as increase of volume size and additional braking resistance. This paper proposes the PWAM method which can reduce THD instead of installing the filter at the output stage of inverter. The proposed PWAM method is an inverter modulation method that fixes the modulation index of inverter to reduce THD by varying DC link voltage of inverter unlike conventional PWM method. Finally, the validity of proposed PWAM methods verified by experiments.

본 논문에서는 전압평면에서 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)의 전압과 전류 제한에 따른 운전 영역을 분석하고, 무한 속도 제한을 갖는 SPMSM에 적용 가능한 전압 궤환을 이용한 약자속 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법은 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증하였다.

기존에 하이브리드 자동차에 전동기는 레졸버등의 위치센서를 사용하여 제어를 하는데 안전성의 문제로 위치센서가 고장이 발생하게되면 센서없이 모터를 제어하는 방법이 연구되고 있다. 중고속 영역에는 모터의 전압모델을 사용하는 센서리스 방법이 주로 사용되는데 저속과 정지 상태에서는 모터 역기전력의 크기가 작아서 사용하기 어렵다. 본 논문에서는 기존의 방법보다 비교적 간단한 저속역역 센서리스 방법을 소개하고 이 방법의 문제의 해결방안을 제시하고 시험을 통하여 이를 검증하였다.

This paper suggests a new starting and stopping method appropriate for the sensorless PMSM drive with air bearings. The proposed method based on the sensorless control algorithm of PMSM uses additional d-axis current control to cope with the limitation of the adopted back-emf based sensorless algorithm in the low speed region. The experimental results show that the proposed method drives appropriately the PMSM with air bearings.

본 논문에서는 퍼지제어기를 이용한 전기자동차용 영구자석 동기전동기의 영속도 제어 기법에 관하여 기술한다. 전기자동차가 언덕길 위에 정지한 상태에서 다시 출발할 경우에 차량이 뒤로 밀리는 현상이 발생한다. 따라서 탑승자의 안전과 편안함을 위해서 운전자의 브레이크 지령에 대한 제어기의 영속도 지령 수령 시, 차량은 움직이지 않고 계속 정지한 상태가 되어야 한다. 본 논문에서는 속도제어와 전류제어를 수행하기 위하여 기존의 PI제어기 대신 퍼지제어기를 적용해 영속도 제어를 수행하였다. 제어 성능은 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

This paper developed 110cc class electric motorcycle using IPMSM. First, Tractive effort calculated by considering the driving environment of motorcycle. And accordingly the motor and inverter were designed and manufactured. It was mounted on motorcycles and test result was compared with the output power of motorcycle with an internal combustion engine.

본 논문은 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System, BESS)에 사용된 대용량 리튬이온 배터리의 등가 모델링을 제안하였다. 리튬 배터리의 전기화학적 특성을 고려한 임피던스 등가모델을 선정한 후 등가모델의 파라미터를 추출하였으며, 추출된 파라미터와 SOC(State-of Charge)와의 관계를 살펴보았다. 본 연구를 통하여 얻어진 파라미터를 이용하면 BESS 제어시 배터리 특성을 파악할 수 있으므로, 배터리의 최적제어 및 시스템의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

대용량 역률 보상 정류기의 스위칭 손실 최소화하기 위해서 인덕터 커플링 방식의 새로운 무손실 스너버 회로를 적용한 역률 보상 정류기 회로를 제안한다. 대용량 역률 보상 정류기 구현에 적합한 CCM 부스트 컨버터의 다이오드 역회복 특성에 따른 문제점을 극복하기 위해서 커플 인덕터를 이용해서 다이오드 턴-오프시 전류의 기울기를 감소시켜 역회복 전류를 줄여 줌으로써 주 스위치의 턴-온 손실을 줄였다. 또한 스위치턴-오프시 발생하는 손실을 최소화하기 위해서 다이오드와 콘덴서를 이용한 무손실 스너버 회로를 설계하였다. 단상 3.3kW 역률 보상회로의 시제품을 제작하여 제안하는 무손실 스너버 회로를 가진 역률보상 정류기의 성능을 검증하였다.

PV(Photovoltaic)는 일사량 및 온도에 의해 얻을 수 있는 최대 전력이 변화하고, PV의 전압에 따라 출력 전력이 변화한다. 따라서 PV를 이용한 인버터는 최대 전력점에서 동작하게 하는 최대 전력점 추정(Maximum Power Point Tracking) 제어시스템이 필요하다. 본 논문에서는 인버터 제어에 필요한 여러가지 MPPT 기능 실험이 가능하게 하는 저가형 태양전지 시뮬레이터 시스템의 제어알고리즘을 제안한다. 이 시스템은 PV의 출력특성에 따른 출력값을 설정하고, 다양한 출력특성 변화의 실시간 변화가 가능하게 하는 새로운 알고리즘을 적용하였다. 이를 통해 PV가 설치되지 않은 곳에서 인버터의 MPPT 성능 시험이 가능하며, 실제 인버터에 구현된 P&O-MPPT와 연동하여 제안된 제어기법의 타당성을 검증하였다.

포항가속기연구소에서 성능향상사업으로 2.5 GeV에서 3.0 GeV로 에너지를 증강하는 사업을 추진중에 있다. 선형가속기의 전자를 가속하기 위하여 필요한 에너지 공급 장치로서 RF 증복기인 80 MW 클라이스트론과 200 MW 펄스 전원공급장치가 필요하다. 성능향상사업으로 전자를 가속하기 위하여 기존의 12set중 4set는 개조하고 4set는 추가하는 방안으로 16set의 200 MW 펄스 전원공급장치를 설치하여 운전 중에 있다. 그중 8set는 3상 AC/AC 위상제어 방식을 사용한 SCR 제어기의 출력을 승압트랜스퍼머 및 정류회로를 이용하여 고전압의 직류를 피드백 받아 일정한 펄스 전원을 공급하기 위해 설치후 시험중에 있다. 펄스를 부하로 전달시 발생하는 노이즈한 환경에서 SCR Controller의 제어방식과 설치하여 시험한 결과를 검토하고자 한다.

SVPWM 기반의 3상 전압형 PWM 컨버터는 DC-link전압을 이용하여 단상 교류부하에 전원을 공급할 경우, 컨버터 출력단에 단상 인버터를 추가적으로 필요로 한다. 이때 단상인버터의 스위칭에 의해 2차 고조파가 발생되며 DC-link에 저주파 전압 리플을 발생시킨다. 이 리플 성분에 의해 3상 입력전류의 불평형이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 단상인버터 구동 시 발생되는 저주파 전압 리플을 필터링하기 위해 노치필터를 적용하였다. 전압 리플 분석 및 노치필터 설계에 관해 기술하고 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법을 검증하였다.

본 논문에서는 PSCAD/EMTDC를 이용하여 분산전원의 효율적 활용을 위해 제안한 양방향 전력거래용 수배전반(USG)을 25kW의 부하에 대하여 모델링 하였으며, 시뮬레이션을 통하여 성능을 확인하였다.

본 논문에서는 분산전원시스템에서 계통의 전력품질 향상 및 분산전원과 계통의 전력흐름(Power flow)을 제어 할 수 있는 대역통과필터(BPF: Band Pass Filter)하나만을 사용하는 분산전원용 저가격 순시전력제어기를 제안한다. 제안된 시스템은 1개의 BPF만을 사용하여 무효전력보상 및 전력흐름을 제어함으로써 복잡한 행렬 연산 없이 순시제어가 가능한 장점으로 고성능 연산장치 또는 곱셈기와 같은 부가회로 없이 회로구성을 할 수 있어 저가격으로 회로구현이 가능하다. 제안된 시스템의 유용성을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다.

현재 지능형 빌딩시스템에 도입되어 있는 스마트 분전반은 스마트 그리드 시스템과 연계하여 전력 수요를 분산시키는 기능 등 다양한 기능을 갖는다. 하지만 예측 불가능한 부하 종류와 운전 패턴에 따른 부하 불평형에 의해 발생하는 전력품질 저하, 전력기기 오작동 등에 능동적인 대처는 역부족이다. 따라서 본 논문에서는 지능형 분전반 운용 알고리즘을 통한 부하관리 시스템을 제안하여 부하 불평형에 따른 피해를 최소화하고자 한다.

본 논문에서는 분산전원용 UPQC(Unified Power Quality Conditioner)에 사용되는 스위칭 알고리즘으로 PRT 기반 전압/제어 알고리즘을 적용한다. 분산전원용 UPQC는 전압제어형전압원인버터(VCVSI:Voltage-Controlled VSI)와 전류제어형전압원인버터(CCVSI:Current-Controlled VSI)를 계통과 직 병렬로 연결한 형태로 PRT 전압/전류 제어 알고리즘을 구동 알고리즘으로 사용하게 되면 회로 구성이 간단하고 제어가 용이한 장점이 있다. 본 논문에서는 PRT 기반 전압/전류 알고리즘을 UPQC에 적용하는 방법을 설명하고, 이의 유용성을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다.

APF제어의 필요성은 고조파로 인한 손실을 줄이기 위함이다. 최근의 전력장치 사용의 증가로 인해 고조파 성분이 증가했고, 부하 또한 다이오드와 같은 디바이스의 사용으로 고조파가 증가 했다. 이러한 문제를 해결해야 고조파를 감소 시키고 효율을 높일 수 있다. 본 논문에서 제안하는 APF제어를 통하여 전원 역률 보상과 효율 향상의 타당성을 실험을 통해서 검증한다.

This paper deals with 10kW BLAC drive inverter for neighborhood electric vehicle. First it introduces about hardware structure of inverter driven using 72volts battery. Then it explains motor control algorithm. Also performance of BLAC drive system is confirmed through experiments.

현재 우리나라에서는 누전차단기(ELB)만이 전기화재를 예방하고 있는 상황이며 그 효과도 미비하기 때문에 대부분의 회로망에서는 아크에 의한 전기화재의 잠재적인 요소들이 존재하고 있다. 이러한 잠재적인 아크가 전기화재로 이어지지 않을지라도 대부분의 전기기기의 출력측에 상당한 변화를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 전력변환장치에서 발생할 수 있는 아크를 모의하고 그 영향들을 분석하였다.

이 연구의 목적은 백색 LED 광원의 색이라도 색온도에 따라 심리적 안전감과 명시성이 달라진다. 따라서 색온도를 조정할 수 있는 스탠드라이트 광원을 만들면 장시간 사물과 책을 볼 시 눈의 인지능력 향상과 눈의 피로를 감소시킬 수 있다. 본 연구를 통하여 3가지 색온도 백색 3000K 대역, 5000K 대역, 6600K 대역의 LED 광원을 이용하여 산술적 합성의 의하여 4000K 대역, 6000K 대역 등 다양하게 색온도를 구현하여 실제적으로 조명을 조사하여 인지능력과 눈의 피로가 감소 시킬 수 있는 색온도를 갖는 스탠드라이트 광원을 찾는데 목적을 둔다. 또한 4000K인 경우 3000K와 5000K LED 출력을 1:1 비율로 조사하면 4000K의 색온도가 나올 것으로 이론상 가능하고 2:1 비율로 조사하면 3500K의 색온도가 나올 것으로 예상되며 총 9가지의 산술적 조명을 구현한다. 스탠드라이트 광원을 자주 사용하는 고등학생을 대상으로 학습 분위기를 조성할 수 있는 9가지 백색 LED 색온도 광원 중 1개를 선택하여 가장 적합한 조명의 수요도 조사를 하고 본 연구의 색온도 산술적 합성 연구의 실험을 통하여 색온도가 조절 가능한 스탠드 라이트를 상용화 하는데 논문의 목적을 둔다.

선박평형수내 미생물 처리를 위해 다양한 방법들이 사용되고 있으며, 본 논문에서는 랩테스트를 위한 전기분해장치로서 전기분해 방식에 사용되는 정류기 개발 및 그 장치에 관한 것이다. 선박평형수를 처리하기 위해 설계된 시스템은 랩테스트용 도로 적용이 가능하다.

무인 운반차(AGV, Automated Guided Vehicle)은 1955년에 개발된 자재 운반용 무인운송 시스템으로 초기에는 제조 현장에서 자재의 운송에 국한되어 사용되었다. 최근에는 창고, 컨테이너 터미널 그리고 지하공간에서의 반복되는 실내/외 운송으로까지 그 사용이 확산되고 있다. AGV는 제조현장에서 제조 공정과 관련된 모든 자재의 이송에 적용되고 반복되는 운송의 형태에 사용되며, 실내 용도로는 수입, 저장, 분류, 반출, 이송과 공정 간의 파레트(Pallet) 이송에 사용되며, 비교적 작은 용량의 AGV가 이러한 제조현장에서 산업용도에 쓰이고 있다. AGV는 실내에서 주로 사용되는 환경적 특성상 배터리를 사용하며, 충전하거나 교환하여야 하며, 이에 소요되는 시간이 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다. 대부분의 제조현장이나 배송센터에서 AGV는 비교적 짧은 거리를 운행하므로 대기 시간 중에 배터리를 충전하거나 교환이 가능하다. 하지만 비교적 장거리를 운행하는 시스템에서는 AGV의 가동률을 50% 이하로 유지하거나 온라인 충전 시스템을 구비하여야만 배터리 전압 강하에 의한 시스템의 마비를 예방할 수 있다.

본 논문은 MPPT가 가능한 세 개의 단상 인버터를 삼상(3상 4선) 인버터로 구성하고, 부하 종단의 역조 방지 검출 장비와 연동 운전하여 전체 시스템의 역조 및 역률 제어가 가능한 태양광 발전 시스템 개발에 대한 것이다.

브리지리스 역률 개선 회로는 브리지 정류단을 제거해서 전류 도통 경로에 존재하는 스위칭 소자의 개수를 최소화함으로 기존 역률 개선 회로 대비 효율 향상을 가능케 하는 기법이다. 본 논문에서는 새로운 토폴로지의 브리지리스 포워드-플라이백 역률 개선 회로를 제안한다. 제안된 회로는 포워드 컨버터와 플라이백 컨버터의 동작을 모두 이용함으로써 브리지 정류단 없이 효과적으로 역률을 개선할 수 있다. 또한 컨버터 입력과 출력 사이에 직류 접지가 분리되는 절연형 특성을 가지며, 변압기의 권선비에 따라 출력 전압을 조절할 수 있다. 제안된 회로의 성능은 모의 실험을 통해 검토한다.

In this paper, a bridgeless flyback power factor correction (PFC) rectifier which uses single magnetic core is proposed. The proposed PFC rectifiers utilize bidirectional switch to handle both positive and negative input voltage without bridge diodes. A transformer with dual output windings enables the rectifier dispense with any additional magnetic component. The operation of the proposed flyback PFC rectifier is analyzed, and its higher efficiency than its conventional counterpart is verified by experiment.

In this paper, implementation of digital control for critical conduction mode power factor correction (PFC) rectifier is presented. Critical conduction mode is widely used in medium and low power conversion application due to its minimized MOSFET turn-on loss and diode reverse-recovery problem. However, it needs additional zero current detection circuit and maximum frequency limit to properly turn the MOSFET on and avoid the excessive switching loss in light load operation. This paper explains the digital IC implementation and verifies its operation with 200-W prototype PFC rectifier.

본 논문에서는 3-Level Vienna Converter를 간단히 제어 하기 위한 단일 반송파 비교 방식의 전압제어 방법을 제안 한다. 제안된 전압 제어 방식은 Two-Level 전압 변조 방식의 상전압 지령과 단자 전압 지령은 그대로 사용하고, 삼각파 비교부만 비엔나 정류기에 적합하게 단일 반송파를 이용한 방식으로 바꿔 SVPWM을 간단하게 구현할 수 있으며, 기존의 Two-Level 컨버터에서 적용하던 다양한 선형 변조 및 과변조 방식 등 전압제어 알고리듬과 전류제어 알고리듬 등을 Three - Level 컨버터에 쉽게 적용 할 수 있다.

This paper describes a cross-regulation characteristics of a multi-output LLC resonant converter widely used in consumer electronics. The output characteristics of the multi-output LLC converter is derived from the assumption that the current and voltage to flow through the resonant network is sinusoidal and the duty loss is investigated. The simulation results are provided to verify the theoretic results.

본 연구에서는 인덕터-커패시터 필터로 구성되는 종전의 단방향 quasi Z-소스 컨버터의 승압 율을 증가시키는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 종전의 인덕터 필터 대신 다이오드를 필터로 이용하는 방법이다. 종전의 방식에 비해 동일한 출력전압에서 낮은 Z-임피던스 망의 커패시터 전압, 단락 비 등의 장점을 가진다. 타당성을 검증하기 위해 실험을 통해 출력전압, Z-임피던스망의 커패시터 전압 등을 비교 분석하였다.

이 논문은 새로운 형태의 EV, PHEV용 탑재형 충전기를 제안한다. 입출력단의 절연을 위한 공진 컨버터와 역률 개선과 충전 전력을 제어하기 위한 벅부스트 컨버터의 2단 구조로 구성하였다. 벅부스트는 전압 스트레스 감소를 위한 2단 병렬 구조와 제어기의 단순화를 위한 DCM 제어로 구현하였다. 또한 파워부에서는 필름 커패시터만으로 구성하였다. 제안한 컨버터의 성능은 실험을 통하여 검증한다.

An active-clamped current-fed half-bridge converter is used for front-end converter for grid-connection of low voltage energy sources. In this paper, theoretical analysis on the loss and efficiency for an active-clamped current-fed half-bridge converter is presented. To analyze the loss of the presented converter, the RMS current of each device is derived and it's loss is calculated. The comparison between simulation result and computed value is presented to verify the validity of the theoretic results.

본 논문에서는 높은 승압비를 갖는 전압 클램프 탭인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 기존의 탭인덕터 부스트 컨버터 방식은 높은 승압비를 얻기 위해 사용되었던 탭인덕터로 인하여 일반적인 부스트 컨버터에 비해 주스위치와 다이오드의 전압스트레스가 크다는 단점이 있다. 또한, 누설 인덕터 성분과 기생 캐패시터로 인해 발생하는 공진 전압을 없애기 위해 손실스너버를 사용함으로 전력변환효율이 떨어지는 단점을 갖는다. 반면, 제안된 방식은 손실 스너버 없이 전압 클램핑 캐패시터를 사용하고 있다. 이 캐패시터는 기존의 탭인덕터 부스트컨버터의 주스위치 및 다이오드의 전압 스트레스를 줄이는 기능을 제공하게 된다. 본 논문에서는 제안된 부스트 컨버터의 동작원리를 이론적으로 해석하고, 모의실험을 통해 제안된 회로의 타당성을 검증하였다.

높은 승압비를 위한 기존의 탭인덕터 부스트 컨버터는 스위치의 턴-온/오프 시 기생 소자의 공진에 의해 발생하는 스위치 및 다이오드의 큰 전압 스트레스를 해결하기 위해 손실 스너버를 적용하였고, 이로 인해 효율 저하 및 원가 상승의 문제점이 있었다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 고효율의 부스트 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 트랜스포머를 사용하여 높은 승압비를 달성하고, 각 소자의 내압을 링크전압 또는 출력전압으로 제한하여 고효율 저가격화 및 신뢰성 개선에 매우 유리하다. 최종적으로 제안회로의 입력 DC24V 및 출력 DC230V인 모의실험을 통해 고찰된 실험결과를 제시함으로써 제안 회로의 우수성과 이론적 분석의 타당성을 검증한다.

In this paper, a new half-bridge zeta converter employing a center-tapped rectifier is proposed. The proposed converter provides a bidirectional powering path in the rectifier. As a result, its improved rectifier voltage waveform reduces the output filter inductor size. Also, it maintains a wide ZVS range due to the characteristic of the conventional single-ended half-bridge zeta converter. The operational principles, the theoretical analysis, and the design considerations of the proposed converter are analyzed. To verify the performance of the proposed converter, experimental results from a 180W prototype are presented.

본 논문에서는 전류 불연속 모드(DCM)로 동작하는 연료전지용 900W급 부스트 컨버터에서의 인덕터를 설계하고 이에 따른 인덕터 손실을 분석한다. DCM 구간을 만족하는 인덕턴스 조건에서 인덕터 권선수를 변화시켜 이 때의 손실을 실제 소자의 파라메타를 사용하여 분석한다. 분석한 결과를 이용하여 900W급 부스트 컨버터에서 인덕터의 손실이 최소가 되는 최적 설계점을 도출한다.

본 논문에서는 전기자동차 (Electric Vehicles, EVs)에 사용되는 탑재형 충전기 (On-Board Charger, OBC)에 적용된 부하직렬공진형 컨버터 (Series-Loaded Resonant DC-DC Converter, SRC)의 최적 공진주파수를 설계하기 위한 과정을 제시한다. 실제 OBC제품의 입 출력을 토대로 프로세스를 진행하여, 다양한 주파수에 따른 공진 네트워크를 구성한다. 그 결과로 얻어진 파라미터를 이용하여 스위칭 주파수에 따른 자성소자의 사이즈 변화 및 손실량 변화 추이를 분석하여 최적의 설계점을 찾는다.

본 논문은 양방향 Buck 컨버터 DCM 구동 시 사용되는 스위치의 전류링잉현상을 상세히 분석하고 이에 따른 스위치 효율과 시스템 전력 효율 차이를 실험을 통해 검증한다. 분석을 통해 얻은 결과를 바탕으로 양방향 Buck 컨버터 설계 시 전력 효율을 높이는 스위치 및 다이오드를 선정하였다.

The paper proposes a close loop control algorithm for Z-source inverter. The algorithm is realized by PWM duty ratio control in order to improve the output voltage to it's desired level. The controller consist of the output voltage PID controller and DC input voltage P controller. Using the DQ coordinate transformation simplify the controller design. The PSIM simulation results verify the validity by means of comparing the system with or without compensation and estimating if the system has output consistency function when ZSI's load and input voltage value changing.

본 연구에서는 3상 Z-소스 인버터에 능동전력필터에 적용하여 평상시에는 고조파 보상 전류가 Z-소스 인버터에 의해 발생이 되고 전원 측에 문제가 생길시 인버터로 동작하는 회로를 제안하였다. 능통필터 모드에서의 보상 전류는 P-q이론에 의해 연산이 되었고, 센서에 의해 모드를 달리하여 전원에 문제가 생기더라도 정상적으로 전원이 공급이 가능한 것을 PISM 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

중요자체부하를 갖는 분산발전 시스템에서 PCS는 계통이상시 독립운전으로 전환하여 자체 부하(MBOP 등)에 지속적인 전력을 공급하여야 한다. 기존의 제어방식은 계통연계시 전류제어를 독립운전시 전압제어를 하기 때문에 모드 전환시 자체부하 전압의 큰 과도상태가 발생 뿐아니라 단독운전 검출전까지 부하의 조건에 따라 자체부하 전압주파수가 변동되어 자체부하에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 모드 전환에 따른 전압의 과도상태를 최소화하고 단독운전 검출 전에도 전압 주파수가 변동하지 않는 제어기법을 제안한다.

본 논문에서는 dc 버스기반의 전력시스템에서 양방향 배터리 충방전 회로의 기능을 하는 부스트 컨버터의 소신호 해석과 제어기를 설계 하였다. 컨버터가 동작하는 동안 컨버터의 듀티비 대 출력 전달함수에 나타나는 s-도메인 평면의 오른쪽면과 왼쪽면에 걸쳐 움직이는 RHP 영점 대해 새롭게 밝히고, 움직이는 영점의 근원과 그것 따른 제어기 설계 결과를 보여준다.

This paper focuses on the Current-Voltage concurrent control method devoted to the multiple LED (light-emitting diode) string driver. Isolated DC to DC converter with cascaded chopping switch is proposed for smart lighting system such as light with sensor or back light unit of display, which need to control the current of parallel connected multiple LED stings and regulate DC voltage for micro controller for brightness control. The proposed circuit regulates the current of parallel connected multiple LED strings and additional DC voltage output simultaneously. To verify the performance, experimental results are presented based on the prototype board. 5V, 1A voltage mode electric load and two LED strings with different forward voltages are used for output loads. 23W output power is achieved and measured efficiency is in the range of 85%-87%

본 논문에서 coupled inductor를 이용한 새로운 고승압비 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 스위치 전압 스트레스를 낮게 가져갈 수 있고 출력 다이오드 전압 스트레스도 출력 전압으로 제한된다. 추가적으로 공진 탱크의 최적 설계를 통해 스위치 턴 오프 손실을 저감시킬 수 있다. 기본적인 동작원리 및 특성을 좀더 자세하게 다루고, 실험 결과를 통해 제안하는 컨버터의 효용성을 보인다.

3상 PWM 컨버터에서 LCL필터 필름 커패시터는 Self-healing 메커니즘에 의해 열화가 진행되며, 이는 시스템의 필터성능과 역률 저하로 이어진다. 따라서 계통측 커패시터의 고장을 판단하고 교체시기를 결정하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 정전용량의 80%에 해당하는 공진주파수를 한 주기 동안 주입하였을 때 나타나는 응답의 변화를 통해 커패시터의 열화고장진단 알고리즘을 제안하였다.

본 논문에서는 높은 승압비를 갖는 전압 클램프 탭인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 기존의 탭인덕터 부스트 컨버터 방식은 높은 승압비를 얻기 위해 사용되었던 탭인덕터로 인하여 일반적인 부스트 컨버터에 비해 주스위치와 다이오드의 전압스트레스가 크다는 단점이 있다. 또한, 누설 인덕터 성분과 기생 캐패시터로 인해 발생하는 공진 전압을 없애기 위해 손실스너버를 사용함으로 전력변환효율이 떨어지는 단점을 갖는다. 반면, 제안된 방식은 손실 스너버 없이 전압 클램핑 캐패시터를 사용하고 있다. 이 캐패시터는 주스위치 및 다이오드의 전압 스트레스를 줄이는 기능을 제공하게 된다.

This paper proposes new topology of discharge system. Proposed system can discharge until battery reaches zero voltage. The validity of proposed discharge system is verified by simulations.

자기유도방식 무선전력전달용 DQ 인버터의 정적 동작 특성 및 동적 응답 특성을 해석하는데 복소 라플라스 변환을 페이저 변환된 회로에 적용하는 방법을 사용하였다. 최근에 발표된 복소 라플라스-페이저 변환이론이 교류 컨버터의 동적특성을 해석하는데 있어 실용적으로 아주 유용하다는 것이 연구를 통해서 확인되었다. 기존의 라플라스 변환을 복소수 영역으로 확대한 복소 라플라스 변환을 페이저 변환된 회로에 적용하면 전달함수를 구할 수 있어, 시스템의 안정도 분석과 제어기 설계가 가능해진다. 본 논문에서는 이론식을 유도하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 Bi-directional Inverter(BDI)에 DQ 변환을 적용한 소신호 등가 모델과 이중 루프 제어기 설계에 대해 제안한다. 일반적으로 외부루프의 경우 동적 특성이 매우 느리기 때문에 외부루프 전달함수를 고려하지 않고 설계하는 경우가 많다. 결과적으로 시스템의 안정성이나 동적 특성이 설계한 것과 다르게 나타날 수 있다. 따라서 원하는 특성을 만족하기 위해 실험적 시행착오를 거쳐 설계를 하게 된다. 본 논문에서는 정확한 소신호 등가 모델을 제시하고 제어기를 설계한다. 제안된 방식은 PSIM 시뮬레이션 및 실험을 통해 회로해석과 소신호 등가모델의 타당성 및 제어기 설계의 타당성을 증명하였다.

기존 LCL필터 설계기법은 계통에 주입되는 전류의 고조파 저감만을 고려하였으나, 연료전지 시스템과 같이 독립부하가 존재하는 경우, 독립부하의 전압 품질을 보장할 수 있는 필터설계가 이루어져야 한다. 또한 필터성능은 유지하면서 인덕턴스와 캐패시턴스는 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서 계통전류의 고조파 기준은 만족하면서 독립부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 밴드위스를 고려한 LCL필터 설계방법을 제안한다.

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기 전동기(IPM)의 회전자 초기각 및 전동기 제정수에 대한 정보가 전혀 없는 초기 상태에서 고주파 주입을 통한 제정수 추정기법을 제안한다. IPM 의 경우 정확한 제정수 추정을 위해서는 회전자의 초기각에 대한 정보를 필요로 한다. 고주파 신호 주입에 의한 주입 센서리스 제어 방법을 적용하여 초기 제정수 추정과 동시에 초기각에 대한 정보를 얻고, 이를 바탕으로 제정수를 보다 정밀하게 추정하게 된다. 제안된 방식은 모든 IPM 모터에 적용가능하며, 제정수와 더불어 초기각의 위치도 얻을 수 있어 전동기 제어의 초기 설정에 용이하다. 모의실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는, 동기 전동기 구동을 위해 세 개의 Shunt Resistor를 이용하여 전류를 피드백 받는 방법에 대하여 분석한다. 특히 세 개의 Shunt Resistor를 이용하여 전류를 피드백 받는 경우 인버터 출력 전압의 크기에 따라 피드백 받은 상전류 정보의 왜곡이 발생하는 문제점에 대하여 분석하고 이를 해결하기 위한 새로운 방법을 제안하며, 실험 결과를 통하여 검증한다.

본 논문에서는 자동차가 전기모터로 주행하다가 배터리가 방전되면 엔진으로 구동할 수 있도록 연결해 주는 클러치 시스템에 적용된 BLDC 모터의 위치제어기를 제안한다. 클러치 시스템에 사용되는 BLDC 모터의 구동은 Hall 센서로부터 검출된 회전자 위치정보를 이용하여 위치제어를 수행하였다. PHEV 시스템에서는 클러치를 엔진과 전기모터로 연결해야 하므로 정확하고 빠른 위치제어를 위해 위치제어기를 적용하였고, 클러치 연결 시 진동을 최소화하기 위해 속도제어기를 사용하여 엔진의 속도와 클러치 모터의 속도를 동기가 되도록 하였다. 또한 위치제어를 하기 전에 클러치의 초기위치를 맞춰 줘야 하므로 모터의 위치정보를 이용하여 속도제어기와 전류제어기로 모터를 일정한 위치로 이동시켰다. BLDC 모터의 전압제어를 위한 PWM 방법은 기존의 바이폴라 PWM 보다 전류리플이 적은 유니폴라 효과를 내는 새로운 바이폴라 PWM 방법을 사용하였다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 역기전력 기반 센서리스 알고리즘들에 대해 세부적인 구성을 살펴보고, 각각에 대해 전달함수를 구하여 주파수 응답을 분석함으로써 각 알고리즘들의 특성을 비교하고자 한다.

지금까지 영구자석 동기 전동기의 구동에 있어서 약자속에 대한 연구는 대부분 정상상태에서의 전류제어성능에 초점이 맞춰져 왔다. 그러나 전류 지령이 급변하는 상황에서는 신속하게 정상상태에 이르는 것이 중요함에도 불구하고, 이에 대한 연구는 많지 않았다. 본 논문에서는 약자속(Flux Weakening) 운전시 전류제어의 과도상태를 개선하여 정상상태에 빠르게 도달하도록 하는 약자속기법을 제안하였다. 제안된 방법은 정상상태의 전류 지령을 결정하는 약자속제어기와, 과도상태에서 전압 여유분을 확보하여 빠르게 정상상태에 이르도록 하는 과도 지령 수정기로 구성된다. 컴퓨터를 이용한 모의 실험과 11kW 영구자석 전동기에 대한 실험을 통하여 제안된 약자속기법의 성능을 확인하였다.

본 논문은 SRM의 센서리스 속도제어를 위한 슬라이딩 모드 자속관측기법을 적용하고, 동일한 센서리스 추정방식으로 초기 기동에서 센서리스 영역까지의 천이 구간에서 오픈루프 속도리플을 억제할 수 있는 방식을 제안한다. 제안된 방식에서 센서리스 위치추정은 슬라이딩으로 자속관측기를 적용하고 있지만, 자속 계산에서 위치오차를 감소하기 위한 오차 성분을 고려하였으며, 특히 초기기동에서 동일한 관측기와 계산된 자속의 오차 성분으로 오픈루프 상태에서의 전류제어를 수행함으로써 천이구간에서의 속도리플을 억제할 수 있다. 제안된 방식은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

이 논문은 역기전력을 기반으로 한 센서리스 제어 시에 향상 된 초기기동 성능을 위한 간단한 초기 회전자 위치추정 방법을 제시하였다. 제시된 추정방법은 전동기가 정지상태에서 전류와 인덕턴스의 반비례관계를 이용하여 회전자의 돌극성에 의한 고정자 각 권선의 인덕턴스의 변화로 생기게 되는 전류의 대소관계를 비교하여 초기 회전자 위치를 추정한다. 이 초기 회전자 위치추정 방법은 역기전력을 기반으로 한 센서리스 제어와 함께 구현되기가 쉽고 성공적인 초기기동으로 역회전이나 기동에 실패하지 않게 하며, 기존의 다른 인덕턴스에 의한 전류포화를 이용한 방법에 비해 빠르고 쉽다는 것이 장점이다. 또 다른 장점으로 이 방법은 외부적인 장치가 필요가 없고 모터의 변수들에 영향을 받지 않는다. 실험으로서 제시한 초기 회전자 위치추정의 방법을 증명하였다.

2003년에 처음 Z-소스 인버터가 소개된 후 이와 관련된 많은 연구결과물들이 현재 학계에 소개 되고 있다. 본 논문은 최근 산업계에서 이슈화 되고 있는 Z-소스 인버터와 최근 개발 된 몇 가지 Z-소스 인버터들을 소개하고 이러한 Z-소스 인버터들이 기존의 부스트 DC-DC 컨버터들과 많은 회로적인 유사성을 가지고 있음을 소개한다. 이를 통해 Z-소스 인버터의 동작원리를 좀 더 자세히 이해하고 전력전자를 공부하는 신진 연구자들에게 새로운 Z-소스 인버터를 개발할 수 있는 기회를 제공하고자 한다.

일반적으로 멀티레벨 인버터는 고조파 저감을 위하여 출력전압의 레벨 수에 비례하는 다수의 플로팅(floating)된 입력 전압원 또는 다수의 절연 변압기를 필요로 하므로 시스템이 복잡하고 가격이 높은 단점을 갖는다. 이를 위해 본 논문에서는 단 한 개의 입력 전압원 만으로 원하는 만큼의 출력전압 레벨 수를 획득할 수 있는 Charge Pump 방식의 멀티레벨 인버터를 제안한다. 제안된 인버터는 시스템 구성이 매우 간단하여 제작단가 및 전력변환 효율을 개선시킬 수 있는 장점을 가진다. 최종적으로 제안 인버터의 특성에 대한 이론적 분석과 모의실험을 통해 그 우수성을 검증한다.

HVDC System의 핵심 구성요소인 대용량 전력변환장치의 신뢰도를 확보하기 위해서는 시스템 설치 전에 전력변환장치를 구성하는 각 Thyrister Valve의 동작성능 검증이 매우 중요하다. 이러한 검증은 모든 Thyrister Valve를 대상으로 한 전수검사를 기본으로 하므로 Thyrister Valve의 성능시험장치 개발이 필요하다. 이 논문에서는 Full Power 시험과 유사한 특성을 얻기 위한 시험장치의 용량을 최소화하기 위하여 STC(Synthetic Test Circuit)기법을 사용한 2kV, 200A급의 STC를 Simplorer6.0프로그램을 이용하여 구현하였으며, STC의 동작특성을 모의 하였다.

In this paper Li-polyer batteries, which are in use of EV recently, are used. The Li-polymer batteries have high density of energy and invulnerability of the fluids and explosion. It is confirmed that the DC-bias pulse mode/cc mode characteristics on charge by designing Fast-charging system designed in three phase PWM and full-bridge converter.

본 논문에서는 EV (Electric Vehicle)용 충전 인프라 구축을 위한 BESS (Battery Energy Storage System)의 용량을 산정한다. 이를 위해 실제 대형마트의 데이터를 이용하여 EV용 충전 인프라가 구축될 경우의 추가수요전력량을 산출하고 현재의 전력수급량을 바탕으로 EV 보급시의 최대수요전력량을 예측한다. 이들을 계약전력과 비교하여 필요전력량을 분석하고 이를 바탕으로 충전 인프라에 이용되는 BESS의 용량을 산정한다.

최근 저전력 소모와 얇은 두께, 무 수은, 다양한 색 표현력, 빠른 응답 속도 등의 다양한 장점을 가진 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 이용하는 LCD(Liquid Crystal Display) TV가 큰 주목을 받고 있다. 이러한 LCD TV의 화면을 균등한 휘도로 표현하기 위해 기존의 구동회로는 다 채널의 LED를 정전류로 제어하는 DC/DC 컨버터가 채널마다 각각 적용되었고, 이는 원가 상승 및 효율 저하의 원인이 되었다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 각 LED 채널에 적용되는 DC/DC 컨버터 없이 트랜스포머, 커패시터, 다이오드를 이용하여 모든 LED 채널의 정전류 제어가 가능한 저가격형 구동회로를 제안한다. 이는 전력변환 효율과 전력밀도를 획기적으로 개선할 수 있고 수동소자만을 사용하므로 높은 신뢰성을 확보할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 회로에 대한 이론적 해석과 실험을 통해 제안 회로의 타당성을 검증한다.

본 논문은 하나의 제어 IC로 이중출력 각각 독립 제어가 가능한 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 기존의 이중출력 LLC 공진형 컨버터의 경우 master 출력전압만 제어가 가능하므로, slave 출력의 정밀제어를 위해 별도의 DC/DC 컨버터가 필요하며, 이는 시스템의 전력 변환 효율을 떨어뜨리고 제작단가를 증가시키는 단점이 있다. 반면, 제안된 회로는 LLC 공진형 컨버터의 이중출력을 하나의 제어 IC로 주파수 및 시비율 각각 가변하는 방식으로 개별적 제어가 가능하므로 부하 및 입력전압 조건과 무관하게 모든 출력 전압의 제어를 정밀하게 할 수 있는 장점이 있다. 따라서 별도의 DC/DC 컨버터 사용이 불필요하므로 고효율 및 저가격의 특징을 가질 수 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 타당성 검증을 위해 이론적 분석결과를 제시하고 40W급 LED 조명회로에 적용한 실험 결과를 바탕으로 그 우수성을 확인한다.

본 논문에서는 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEVs)에 모터 인덕턴스를 이용한 배터리 충전 기법을 적용하는 경우, 발생되는 손실을 PHEV의 실제 소자 파라미터를 고려하여 수식적으로 분석한다.

본 논문은 SPKF(Sigma-point Kalman Filter)를 이용한 리튬 폴리머 배터리(LiPB)의 충전 상태(SOC: State of Charge) 추정 방법을 제안한다. 배터리 모델은 단순화된 테브난 등가회로 모델과 Runtime 모델이 결합되어 있고, Runtime 모델의 양단 전압을 이용하여 SOC를 추정한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 그 타당성이 검증된다.

LED (Light Emitting Diode) 조명 기술이 친환경 조명 기술로 떠오르고 있다. LED는 기존의 백열등, 형광등 조명에 비해 에너지 효율이 좋아, 최근 우리나라에서도 가로등, 신호 등을 LED 조명으로 교체하고 있다. 뿐만 아니라 건물의 외장이나 전시회 등에 사용되는 LED 시스템의 경우, 가격적인 측면보다 성능적인 측면이 더 중요시 되고 있으며, 이러한 고급조명용 LED 시스템에는 색을 관리 및 제어해주는 장치 즉, MCU의 탑재가 일반적이다. 본 논문에서는 LED를 이용한 조명용 백색광원의 색좌표 및 색온도 제어가 가능한 디지털 파워플랫폼을 개발하고 그 성능을 측정하였다.

수중에서는 대기와는 달리 매질의 차이로 인하여 통신의 제약이 따르므로 초음파를 이용하여 정보를 송 수신한다. 수중통신을 하기 위해서는 초음파를 발생시키는 트랜스듀서와 신호를 증폭시키는 전력증폭기가 필요하다. 전력증폭기는 선형적인 출력이 보장되어야 하며, 수중에서의 연료문제로 인하여 높은 효율로 동작하여야한다. 하지만 출력의 선형성과 시스템의 효율은 Trade off의 관계이기 때문에 두 가지 모두를 만족시키는 연구가 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 Class B push-pull 증폭기를 사용하여 선형 출력 특성을 보장하며, 신호의 크기에 따라 증폭기의 인가전압을 가변하는 ET(Envelope Tracking) 기술을 적용하여 향상된 효율 특성을 갖는 넓은 대역폭의 전력증폭기를 설계하고 실험을 통해 특성을 확인하였다.

본 논문에서는 직렬형 하이브리드 전기추진 시스템을 탑재한 선박에서 엔진 연료절감 및 동적 운항성능 개선을 위한 에너지 저장장치의 도입 필요성과 운용 방안을 제안하였다. 수MW급 전기추진 선박을 대상 모델로 하여 엔진-발전기 시스템의 전력사용 패턴을 분석하였고, 제안한 시스템의 효용성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

고유가 시대의 도래와 화석연료의 소비를 줄일 수 있는 환경 친화적 자동차인 하이브리드 자동차의 도입이 일본, 미국 등을 중심으로 꾸준히 증가하고 있다. 이 중 마일드 하이브리드 시스템은 Idle Stop-Start, Launch Assist 및 회생 제동 등의 기능을 적용하여 연비개선의 효과를 갖고 있다. 본 논문에서는 기존 화석 연료를 사용하는 자동차에도 적용이 가능하며 2차 전지에 비해 수명이 긴 슈퍼 커패시터를 사용하여 MHEV용 5kW급 저압 인버터 시스템을 개발하였다.

겨울철이나 추운지역에서는 선박용 및 건축용의 창유리에 결로, 결빙현상이 쉽게 발생하고 쾌적한 시야확보 및 청결유지를 방해한다. 이를 방지하기 위해 발열유리 온도제어 시스템을 사용한다. 기존의 아날로그 발열유리 시스템은 정확한 온도설정, 상태표시 및 고장검지가 어렵다. 또한 통신에 의한 중앙제어가 어렵다. 이와 같은 기존시스템의 단점을 해결하기위해 본 논문에서는 마이크로프로세서에 의한 TRIAC제어를 이용하여 4[kW]급 발열유리의 온도제어 시스템을 설계한다. 그리고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 한다.

국제 전기 위원회(IEC)의 기술 위원회(TC-88)에서는 풍력시스템과 계통 안정성 분석 그리고 단락회로(LVRT), 발전기와 부하의 손실 해석, 시스템 분리와 같은 전력 시스템의 동적 시뮬레이션에 활용하기 위한 풍력 발전기와 발전 단지의 동적 시뮬레이션 모델 표준화 작업을 수행하고 있다. 본 논문의 목적은 특정한 풍력 터빈 제조사를 알 수 없는 상태에서 계통 연구가 적용될 수 있는 일반적인 모델을 소개하는 것이다. 그와 함께 제조사의 모델이 표준화 된 모델로의 쉬운 교환을 가능하게 하는 블록도가 적용되어야 한다. 본 작업의 1단계 작업은 2011년 마무리 될 계획이다.

A wind generator system model includes wind model, rotor dynamics, synchronous generator, power converter, distribution line and infinite bus. This paper investigates the low-Voltage Ride-Through capability of PMSG wind turbine in a variable speed. The drive train of a wind turbine on 2-mass modeling can observe the shaft torsional vibration when the low-voltage occur. To reduce the torsional vibration when the low-voltage occur, this paper designs suppression control algorithm of the torsional vibration and implements simulation. A Matlab/Simulink is used to investigate the response during the transient state.

본 논문에서는 풍력 발전 시스템의 시뮬레이션을 위한 MATLAB/Simulink 기반의 소프트웨어를 개발 하였다. 풍력 발전 시스템을 6가지의 주요 요소 (바람, 기계 요소, 전기 기기, 제어, 전력 변환기, 기타 요소)로 분류 하여 라이브러리를 개발하였고 각각의 모델들은 해당하는 대수방정식 혹은 미분방정식으로 표현하여 구현하였다. 최근 대형화 되고 있는 풍력 터빈의 추이를 고려하여 대형의 풍력 터빈에서 사용되는 개별 피치 제어 모델을 선형화 하여 구현하였다. 또한, 상태 변수가 많은 전기기기 모델들은 미리 컴파일 된 형태의 모델을 추가함으로써 빠른 속도로 시뮬레이션이 가능하다.

1kW급 건물용 연료전지 시스템에서 사용되는 전력변환장치는 3가지 특징을 가지고 있다. 첫번째는 상대적으로 낮은 전압을 승압해서 사용해야 된다는 점, 두번째는 입력 스위칭 전류 리플율이 5% 미만이라야 한다는 점 그리고 마지막으로 계통연계 기능이 있어야 한다는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서 이러한 특징과 더불어 15V 입력으로 개발중인 전력변환장치의 동작 전영역의 효율 특성을 분석한다.

국제 전기 위원회(IEC)의 기술 위원회(TC-88)에서는 풍력 시스템과 계통 안정성 분석 그리고 단락회로(LVRT), 발전기와 부하의 손실 해석, 시스템 분리와 같은 전력 시스템의 동적 시뮬레이션에 활용하기 위한 풍력 발전기와 발전 단지의 동적 시뮬레이션 모델 표준화 작업을 수행하고 있다. 본 논문의 목적은 특정한 풍력 터빈 제조사를 알 수 없는 상태에서 계통 연구가 적용될 수 있는 일반적인 모델을 소개하는 것이다. 그와 함께 제조사의 모델이 표준화 된 모델로의 쉬운 교환을 가능하게 하는 블록도가 적용되어야 한다. 본 작업의 1단계 작업은 2011년 마무리 될 계획이다.

This paper describes the development of hardware simulator for the operation analysis of DC microgrid, which has a wind power, solar power and fuel cell as a distributed generation, and a supercapacitor and battery as an energy storage. A detailed simulation model for the DC microgrid was developed for operation analysis. Based on simulation results a hardware simulator was built in the lab for the purpose of operation analysis. The developed hardware simulator can be utilized to evaluate with practical manner the performance of actual microgrid in the field.

본 논문에서는 고 전력밀도 및 저가형으로 구성 가능한 새로운 구조의 계통 연계형 태양광 인버터 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 태양전지의 최대 전력점 추종기능과 배터리의 충 방전 기능을 단일 전력단으로 구성함으로써, 고 전력밀도 및 저가격형 시스템 구성이 가능하다. 또한, 제안 시스템은 배터리를 링크 캐패시터에 직렬 연결함으로써 링크 캐패시터의 전압 스트레스를 배터리 전압만큼 저감할 수 있으므로 가격저감 효과가 크다. 최종적으로 제안 시스템의 우수성과 신뢰성 검증을 위하여 1.5kW급 태양광 인버터 시스템의 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안 시스템의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 전력반도체 소자의 다양한 파라메타를 적용하여 주파수의 변화에 따른 부스트 컨버터의 효율 변화를 분석한다. 적용 대상은 3kW급 태양광 발전 PCS 내부의 부스트 컨버터 이며 실제적인 사용환경을 고려하기 위하여 하드 스위칭과 소프트 스위칭 토폴로지, 입력 전압, 작동 온도를 고려한다. 그리하여 효율 측면에서 최적화된 부스트 컨버터 토폴로지 설계를 위한 손실 분석을 수행한다.

풍력 발전 시스템은 경제성이 비교적 높은 신재생 에너시 시스템으로 전세계적으로 대규모 단지를 조성하여 전력계통과 연계하여 운용되고 있다. 풍력 발전 단지의 계통에 대한 영향력이 커짐에 따라 독일, 덴마크, 캐나다 등 세계 각국의 계통 연계 기준이 강화되어, 기존과 달리 계통에 협조적인 풍력 발전 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 국가별 계통 연계 기준을 만족할 수 있는 간단한 LVRT 제어 전략을 제시하며, 10kW급 계통 연계 인버터와 계통 사고 모의 장치를 통하여 다양한 계통 사고 상황에 대한 제어 전략의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 벅-부스트 컨버터의 듀티비 제어를 통해 풍력발전시스템이 최대 효율을 갖도록 MPPT (Maximum power point tracking) 알고리즘을 구현하고, 발전된 전력을 계통으로 전달하기 위한 인버터 제어방법 및 시스템 구성을 제안한다. 특히 풍속정보와 발전기 속도를 제거하여 센서로 인한 단점들을 배제하였고, 제안한 풍력발전시스템과 알고리즘의 유용성을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문은 LCL-필터를 사용하는 대용량 풍력 발전 시스템의 간단한 능동 댐핑 알고리즘을 제안한다. L-필터, LC-필터와 비교해볼 때, LCL-필터는 비교적으로 작은 인덕터 값을 이용하여 계통 전류의 고주파를 제거할 수 있지만, 공진이 발생된다. 따라서 LCL-필터 사용 시 공진보상은 필수적이다. 본 논문에서는 추가적인 센서나 수동소자의 사용 없이 개선된 DFT 알고리즘을 이용하여 능동댐핑을 수행하는 방법을 제한했고, 시뮬레이션을 통해서 성능을 입증한다.

최근 들어 디지털 제품의 급증으로 인해 직류를 사용하는 부하가 증가하고, 직류 배전망에 대한 관심이 높아 지고 있다. 하지만 직류는 교류와 다르게 직류 배전시 부하의 단락 사고가 발생하면 지속적으로 아크전압이 발생하는 문제가 있기 때문에 차단이 어렵다. 인체의 안전과 전력설비 및 기기의 안전성을 확보하기 위해서는 고장전류로부터 계통을 보호하기 위한 차단기술이 필요하다. 본 논문에서는 효과 적인 직류 차단에 대하여 실험적으로 연구하였다.

본 논문에서는 가정용 직류배전시스템 도입 시 가전기기 입력단 커패시터의 용량 산정 및 최적화 가능성 검증을 위하여 직류배전시스템용 가전기기 입력단 및 PWM 컨버터 출력단 사이의 관계를 전압방정식의 형태로 모델링 한다. 또한 모델링된 전압방정식을 이용하여 대용량 부하변화 시 발생가능 한 Sag 및 Surge 규격에 부합하는 커패시터의 용량을 산정하고 시뮬레이션을 통하여 검증한 뒤 직류배전시스템 가전기기 설계의 가이드라인을 제시한다.

인터넷데이터센터는 현대 IT산업의 중심설비로서 수십 MW의 전력을 소비하는 집중부하형태를 취하고 있다. 인터넷데이터센터의 특성상 전원의 신뢰성을 높이기 위하여 무정전전원장치(UPS)를 사용하는 것이 필수사항이다. 따라서 기존의 교류방식은 (교류-직류), (직류-교류), (교류-직류)의 3단계 전력변환이 필요하여 전체 급전계통의 효율저하를 가져온다. 이에 비하여 직류급전방식은 기존 계통 망에 연결하기 위한 (교류-직류) 1단계의 전력변환만 필요하므로 효율을 크게 개선할 수 있을 뿐만 아니라 전원의 신뢰도를 높일 수 있다고 알려져 있다. 본 논문에서는 인터넷데이터센터 내에 220V교류방식과 300V직류방식의 시험용 급전계통을 구축하고 똑같은 부하운전 조건에서 실제의 급전효율을 측정하였다.

본 논문에서는 점차 증대되는 신재생 에너지 비율에 따라 계통 연계형 태양광 발전 시스템에 엄격하게 요구되고 있는 규정들에 대해 독일 연방 에너지 수자원 관리 협회(BDEW: Bundesverbands der Energie und Wasserwirtschaft)의 규정을 근간으로 그에 따른 인증 시험 항목에 대해 기술하기로 한다. 또한 실제 (주)카코 뉴 에너지의 BDEW 인증 시험 자료의 일부분을 바탕으로 시험의 중요성 및 필요성에 대해 그 타당성을 입증한다.

The rising popularity of renewable energy sources resulted in development of the units of higher rated powers. As a result of the limited power handling capacity of individual devices, paralleling is the choice to increase the equipment rating, while keeping the THD of the current at the PCC within the agency specified standards. And their typical power circuit configuration limits the stress on individual devices to an appreciable extent. The main scope of this paper is the analysis of filter structure in paralleling inverter system's operation. Simulation results are shown to verify the theoretical analysis.

최근 급격한 전력수요의 증가는 발전설비 및 송배전 설비의 투자확대를 요구하고 있고 태양광, 풍력 등 신재생에너지 발전의 보급은 전력품질을 저하하는 요인으로 작용하여 이에 대한 대안으로 배터리를 이용한 에너지 저장장치(BESS : Battery Energy Storage System)의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 BESS의 구성요소 중 배터리의 전력을 계통망과 연계하기 위한 전력 변환 장치인 PCS에 요구되는 기능과 기술동향에 대해 기술한다.

본 논문에서는 일사량 및 표면온도에 따라 변화하는 태양전지의 출력 특성을 고려하여 설치되는 태양광 발전 인버터의 운전 허용 범위에 대해 살펴본다. 또한 대용량 발전 시 직렬 모듈 수를 높이는 구성과 기존 센트럴 인버터의 최소 MPP 전압의 증가에 대한 효율성을 검증하기 위해 (주)카코 뉴에너지에서 제공하는 PV Array Sizing Tool과 Matlab Simulink를 통해 태양전지 어레이의 동작 범위를 파악하고, 새로운 대용량 인버터 개발 원리의 타당성을 제시한다.

This paper presents a development of voltage compensation dc/dc converter to decrease fuel consumption of RTGC system. We used 3-phase interleaved converter, which has the same structure as the commercially available three-phase inverter, is used. RTGC system is supplied the power from diesel-engine generator. According to power demand, engine speed is varying 20~60Hz, and voltage is varying 210Vac ~ 480Vac. When idle mode or low power operation dc/dc converter operates by constant output voltage control. The perpormance of converter is evaluated through several experiments with a real RTGC. Proposed system can cut down fuel consumption by 36% at idle mode operation.

Generally, it is important to use the regenerative energy efficiently for decrease of inverter's consuming energy. From various industry sector (railroad, steel, crane etc), re-uses the regenerative energy which uses the regenerative converter unit, and gets a many profit from whole consuming energy. In this paper, we introduce development of the regenerative converter unit that supply the regenerative energy to power source and main drive inverter, and introduce the instance which is applied in the elevator.

Wind turbine system is converting wind energy into electric energy. In nature, torque of the blade is nonlinear function. To get a high quality electric power, system needs control of blade angle. The control of a blade is divided into a stall regulation type and a pitch control type. Pitch control type is more expensive and complicated, but it can make torque of the blade in accordance with variable wind. This paper shows 2MW pitch control system's hardware and electric part.

본 논문은 인피니언 테크놀로지스의 RC-IGBT (Reverse Conducting Isolated Gate Bipolar Transistor)와 SOI 드라이브 IC(Integrated Circuit)를 사용한 DIL(Dual-In-Line) 구조의 저전력 모듈인 CIPOS TM (Control Integrated POwer System) 제품을 소개한다. 이 전력 모듈은 최적의 게이트 구동회로, 트렌치 필드스톱의 RC-IGBT를 사용하여 기존의 IGBT 와 Diode를 사용하는 구조에서 최소화 된 패키지 크기를 사용하여 높은 효율을 구현할 수 있다. 본 논문을 통하여 인버터의 어플리케이션에 적합하게 설계된 전력모듈에 대한 소개와 그 특징 및 시스템 구성을 위한 고려사항에 대하여 기술하였다.

본 논문에서는 전압 사용율 증대를 통한 매입형 영구자석 동기 전동기의 약자속 운전 성능 향상 방법을 제시한다. 팬, 펌프 등과 같이 고속 운전이 빈번한 분야에 사용되는 매입형 영구자석 동기 전동기는 운전 속도에 따라, 적절한 약자속 운전 방법이 필요하다. 본 논문에서는 전류 지령 수정을 하는 매입형 영구자석 동기전동기의 약자속 운전 방법을 제시하고, 실험을 통하여 그 타당성을 입증하였다.

일반적으로 인버터는 입력 전원에 정전이 발생하였을 때 수 ms 안에 PWM 출력을 차단한다. 부하의 관성이 큰 경우 전원이 복구되었을 때 부하를 가속하는데 긴시간이 필요하게 된다. 이러한 동작은 산업 현장에서 큰 손실로 이어질 수 있고, 따라서 출력을 차단하지 않고 연속운전 할 수 있는 Ride Through 모드를 자사 고압 인버터에 적용하였으며 실제 공정상의 실험으로 이를 검증 하였다.

This paper presents the design and development of Web control algorithm of continuous process control system using vector inverter. Web algorithm used tension control without the tension sensor, and it is to calculate the diameter of Web materials with maintain Web tension. The performance of Web control in this paper is verified by experiment.

Many applications involving induction motors that are controlled using variable frequency drives require the ability to stop quickly. These applications include emergency stops, quick stopping of fans, centrifuges, presses, etc. The technique that is widely accepted in the industry for achieving quick stopping makes use of brake resistors in series with a power semiconductor switch. The switch-resistor combination (brake-unit) is applied across the dc bus. The fastest decelerating time achievable depends on the size of the resistors and the switch employed. In this paper, the authors propose a novel method of achieving quick stopping times without the use of any brake-unit. Experimental test results with and without this method on a large inertia motor-load combination show that the proposed stopping method is able to reduce the stopping time significantly compared to normal decelerated stop without the need for a braking unit.

본 논문은 전기자동차용 통합 PCU의 개발에 관한 것으로서 상용전원을 입력으로 하여 전기자동차의 배터리를 충전하는 Charger 부분과, 충전된 배터리를 입력전원으로 하여 전기차의 구동용 모터를 동작시키는 Inverter 부분이 통합 구성되어 있다. 이를 위해 서로 분리된 Charger부와 Inverter부를 하나의 회로로 통합함으로써 부피와 무게 측면에서 차량 내부의 한정된 공간에 적합할 뿐만 아니라 가격절감 및 신뢰성 측면에 있어서 이점을 가지고 있다.

전 세계적으로 대체용 예비 전력, 신재생 에너지의 효율 향상, 그리고 가정용 및 충전소용 BESS(Battery Energy Storage System) 시장이 확대되고 있다. 이에 자사에서는 그 동안 축적해 온 인버터 제어 기술과 Know-how를 이용하여 50kW BESS PCU를 개발하였고, 개발된 BESS PCU에 대한 Spec.과 주요 기능에 대해 소개하고자 한다.

일반적인 승압 컨버터와 H-bridge 인버터로 구성되는 비절연 계통연계형 태양광 인버터 시스템의 효율을 높이기 위해 H-bridge의 스위칭에 적합한 Unipolar 스위칭 방식을 선정하고, 또 SiC 다이오드를 사용함으로써 전체 효율을 향상시켰으며 이를 시뮬레이션과 실험으로 보여준다.

정보화 사회로 진입함에 따라 전자화 된 정보의 저장 및 관리는 매우 중요한 사안으로 부각되고 있으며 모든 통신기기 및 전산시스템은 365일 가동이 보장되어야 하므로 여러 대의 전원을 병렬 운전하여 신뢰성을 높이고 용량을 증대시키는 방안이 연구되고 있다. 특히, 신뢰성이 요구되는 분야에서는 리던던시(Redundancy) 개념이 중요하게 되어 병렬 운전의 도입이 확산 되고 있다. 현재 새로운 전력 구조는 절연된 컨버터의 평균 전력량을 다운시켜 다수의 전력변환기를 병렬운전 시키는 방향으로 변하고 있으며, 이는 전력변환기의 신뢰성을 증가시키고 예비기기에 대한 부담을 감소시키는 큰 장점을 갖고 있다. 최근에는 이더넷 라이터를 이용하여 부하분담(Load Sharing) 및 핫스왑(Hot-swap)기능을 DC/DC 컨버터에 내장하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 7[kW]급 지능형 DC 모듈전원 제어기술 개발에 초점을 두고 최적의 부하분담을 갖는 고성능 전류 제어 알고리즘을 소개하고자 한다.

본 논문에서는 서버 전원 시스템의 발전 방향과 서버용 전원 장치의 개발 동향을 소개하고, 서버용 전원 장치의 설계 시 고려 사항을 제시한다.

최근 PDP와 LCD등의 FPD용(用) 전원 시스템에 고효율화, 고밀도화 및 Slim화를 위한 전원 회로 기술이 요구됨에 따라 이를 실현하기 위해서는 전원 회로를 구성하는 각 컨버터의 최적 Topology 확보뿐만 아니라, 전원 회로에 사용되는 부품들에 대한 차별화된 핵심 부품 기술 확보가 필수적이다. 이러한 요구에 부합하기 위해서 FPD용(用) 전원에 적용되는 자성부품구조도 기존의 성능을 유지하면서 박형화, 저비용화 및 자동 권선화를 구현할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 LED-TV용 전원장치의 EMI Filter부의 개발사례 및 특히 EMI Filter부의 대책부품 중에 자동권선형 공통모드 초크의 개발동향 및 사례에 대해서 소개하고자 한다.

기존의 모바일 디바이스용 AC/DC 어댑터는 단순한 밧데리 충전기로서 기능적인 측면보다는 가격적인 측면의 접근이 많이 이루어졌다. 하지만 최근 스마트폰과 타블렛 PC 같은 다양한 모바일 디바이스의 출현으로 출력단 GND 잡음 및 누설전류에 대한 새로운 사양들이 대두되고 있다. 더불어 하나의 어댑터를 이용하여 여러 디바이스에 대응하기 위한 새로운 어댑터에 대한 요구가 커지고 있다. 본 논문에서는 AC/DC 어댑터의 새롭게 요구되는 사양들에 대해 간략히 살펴보고 기술적 문제점에 대해 기술하였다.

Recently, many industrial electric vehicles have been developed using various ac-motor drive technologies including field oriented vector control. Generally, a magnetic encoder is installed to have resistance to vibration and dust, and it is cost-effective. However, it is difficult to get an accurate rotor speed for high performance of vector control, because a resolution of the magnetic encoder is low and its phase accuracy is poor. In order to overcome this hardware problem, this study proposes a speed measurement algorithm using moving window for low-resolution magnetic encoder. This algorithm is experimentally tested and successfully applied to traction application of industrial electric vehicle.

This paper introduces the design and control method of braking chopper circuit which can supply input power to ventilation inverter of traction control system. The DC input voltage from auxiliary block (static inverter) is normally used as an input of ventilation inverter. It converts DC input to AC output voltage to drive cooling fans for traction control system and traction motors. The electrical braking force is very important for high speed train to guarantee safety even though the train is running in the dead section where the pantograph voltage is not supplied. When the high speed train decelerate speed in dead section, the regenerative energy is dissipated by braking resistor. This paper proposed the braking chopper control method to implement rheostatic braking function and the appropriate chopper circuit for supplying voltage source to ventilation inverter during rheostatic braking mode. The proposed chopper circuit makes it possible for traction control system to regenerate power continuously regardless of the existence of pantograph voltage. The feasibility of proposed braking chopper control and circuit were proven by inertia load test and actual train field test.

Recently, many industrial electric vehicles have been developed using various ac-motor drive technologies including field oriented vector control. Generally, a magnetic encoder is installed to have resistance to vibration and dust, and it is cost-effective. However, it is difficult to get an accurate rotor speed for high performance of vector control, because a resolution of the magnetic encoder is low and its phase accuracy is poor. In order to overcome this hardware problem, this study proposes a speed measurement algorithm using moving window for low-resolution magnetic encoder. This algorithm is experimentally tested and successfully applied to traction application of industrial electric vehicle.

Many countries are concentrating on the development of electric vehicle technology with increasing concerns about the global environment. Along with these concerns, plug-in hybrid electric vehicles(PHEVs) are being developed as environment-friendly cars which reduce greenhouse gas emissions and also eliminate the problem of range anxiety associated to all-electric vehicles, because the combustion engine works as a backup when the batteries are depleted. In this paper, electric equipments of the PHEV which meet the target specifications were developed, and their performance was proven through confirmatory testing on the PHEV at Korea Automotive Technology Institute(KATECH).

This paper proposes a practical design and development for CHBM inverter based on Power Electronics Building Blocks (PEBB). It is shown that the expansion and modularization characteristics of the CHBM inverter are improved since the individual inverter modules operate more independently, when using the PEBB concept. The proposed design and control methods are described in detail and the validity of the proposed system is verified experimentally in various industrial fields.

본 논문의 주제는 20kW급 에너지저장장치의 개발과 그 구조를 소개하는 것이다. '세화 요양원'에 설치하는 20kW급 ESS의 용량 선정에 대한 소개, 스마트 그린 타운의 정의와 그 구조에 대한 내용을 다룰 것이다. 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 바탕으로 ESS의 가능성 또한 살핀다.

본 논문은 에너지 저장 시스템(ESS)을 위해 개발된 800kW 계통연계형 전력변환장치(PCS)의 구성을 제시하고 실제 제작과 시험에 관해 기술하고 있다. 에너지 저장 시스템은 배터리(BMS), 전력변환장치(PCS), 에너지 관리 시스템(EMS)로 구성되고 전력변환장치는 계통 전력과 배터리가 원활한 전력 흐름을 갖도록 제어하는 역할을 한다. 본 논문은 풍력 출력 평활화의 기능에 대한 시뮬레이션과 전력변환장치의 성능 검증에 대해 중점적으로 기술하였다.

본 논문에서는 3.3kW급 차량탑재형 충전기에 적합한 공진형 컨버터의 최적설계기법을 제안한다. 주어진 배터리 충전 프로파일에 대하여 대표적인 4가지 공진형 컨버터를 각각 최적의 궤적에 따라 동작하도록 하는 설계기법을 제안한다. 또한 이 충전 궤적에 따른 각 컨버터의 도통전류, 턴오프전류 등의 비교를 통하여 최적의 컨버터를 제안하고 시작품으로 타당성을 검증한다.

The interleaving method is usually used to reduce the ripple of output current of filter inductor in parallel operation of PWM DC/DC converter. Although the current ripple of filter inductor decreases, each current ripple of filter inductor is not decreased. In this study, the operation of interleaved buck converter with coupled inductor is analyzed in each operation mode. It is verified through experiment. The possibility of application to grid connected inverter with parallel operation is identified.

본 논문에서는 15V, 1kW 저전압 연료전지를 위한 고효율 전력변환장치를 제안한다. DC-DC 컨버터로는 15V에서 380V로의 고승압에 적합한 입력병렬 출력직렬 부스트 하프브리지를 제안하였는데 이는 전부하영역에서 ZVS 턴온으로 96%의 최고 효율을 달성하였다. 또한 DC-AC 인버터부는 상용전원으로의 변환 및 DC 링크 전압 제어를 수행한다. 1kW급 시작품을 제작하여 그 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 절연이 요구되지 않는 고승압 응용에 적합한 비절연 고승압 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 기존의 부스트 컨버터에 비해 약 2배의 승압비를 가지며 스위치와 다이오드의 전압 정격이 1/2로 감소되어 RDS(ON)이 작은 소자를 선정할 수 있다. 또한 스위치의 ZVS 턴온과 ZCS 턴오프가 성취되며 보조 회로의 공진을 이용함으로서 기존 방식에 비해 스위치의 턴오프 전류가 낮아져 스위칭 손실이 감소한다. 2kW의 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 단일단의 능동클램프 하프브리지 컨버터를 이용한 전기자동차용 탑재형 충전기를 제안한다. 제안하는 단일단 방식은 소자의 수가 적고 전 듀티영역에서 ZVS가 성취되므로 CC-CV 충전방식의 차량탑재형 충전기에서 고효율 및 고전력밀도가 가능하다. 3.3kW 1차 시작품으로부터 방열판을 제외한 부피 3.75L, 최대효율 95.5%를 달성하였다.

본 논문에서는 SRC를 이용한 고효율 차량탑재형 충전기를 제안한다. 제안한 컨버터는 앞단의 부스트컨버터가 역률보상과 동시에 배터리의 전압 전류 제어를 수행하고 후단의 SRC를 고정듀티와 고정주파수로 동작시켜 전 부하영역에서 스위치와 다이오드의 ZCS 턴온 턴오프가 가능하다. 3.3kW의 시작품으로 부터 CC-CV 충전을 통한 제안한 방식의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 높은 승 강압비를 갖는 양방향 DC-DC 컨버터에 대한 최적의 스위칭 기법을 제안한다. 제안한 컨버터는 CCM에서도 소프트 스위칭이 가능하여 스위칭 손실뿐만 아니라 인덕터의 발열도 줄일 수 있다. 또한 모든 소자의 전압 정격과 수동소자의 부피도 기존 양방향 컨버터 보다 작아 고효율 및 고전력밀도의 달성을 기대 할 수 있다. 1.5kW 시작품의 실험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 친환경 자동차, UPS 시스템 등 배터리와 같은 에너지 저장장치의 충 방전을 위한 3상 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 PWM+위상제어방식으로 동작하고 모든 스위치 ZVS 턴온을 성취하며 기존 위상제어 컨버터와 PWM 푸시풀 컨버터보다 낮은 전류정격을 갖는 특징이 있다. 기존 컨버터와 비교하여 이론적 분석을 제시하였고 시작품을 통해 타당성 및 성능을 검증하였다.

스마트 그리드 산업으로 인하여 신재생에너지의 활용이 중시되고 있는 시점에서 신재생에너지원을 더욱 효율적이고 안정적으로 사용하기 위해서는 에너지 저장장치의 필요성이 부각되고 있다. 신재생 에너지원을 사용하기 위한 부스트 컨버터와 충방전기를 설계시 일반적으로 시뮬레이션을 통해 설계를 하게 된다. 이때, 인덕터와 커패시터를 이상적인 소자라고 생각하고 시뮬레이션 하거나, 실제 하드웨어와 같이 인덕터와 커패시터에 기생하는 저항을 포함시켜 시뮬레이션을 하게 된다. 본 논문에서는 신재생 에너지원을 계통에 사용할 수 있도록 저전압 상태에서의 신재생 에너지원 출력전압을 승압시켜 인버터를 사용할 수 있도록 만들어 주는 부스트 컨버터의 인덕터를 이상적인 경우와 기생저항이 포함된 경우 각각의 조건하에서 충방전기와 연결하였을 경우 충방전기의 설계에 어떠한 영향을 주는지를 알기 위해 부스트 컨버터의 출력 임피던스 수식을 통해 분석한 MATLAB과 PSIM을 통해 시뮬레이션을 하여 증명하였다.

본 논문에서는 정전류 LED조명 구동을 위한 일차측 전류 제어의 새로운 기법을 제안한다. 일정한 온-타임으로 동작하는 경계 모드(Critical Mode) 플라이백 타입으로 우수한 역률을 달성하였고, 의사 공진(Quasi-resonant) 동작으로 스위칭 손실을 최소화 하였다. 본문에서 LED전류가 5% 이하로 정전류 제어되는 9W급 플라이백 타입의 일차 측 전류 제어 기법을 실험으로 검증한다.

본 논문에서는 새로운 구조의 능동 클램프 ac-dc 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 강압형 ac 쵸퍼와 voltage doubler로 구성되며, 직접전력변환을 함으로써 간단한 구조와 고효율을 가진다. 강압형 ac 쵸퍼는 ac-ac 전력변환과 능동 클램프역할을 하며, 스위치의 전압 스트레스와 스위칭 손실을 최소화 한다. 또한, voltage doubler의 공진 커패시터와 변압기의 누설 인덕턴스는 공진회로를 형성하여 출력 다이오드의 역회복 문제를 해결한다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 해석을 실험을 통해 검증한다.

본 논문에서는 대형 LED lamp용 직렬 공진형 direct ac-dc 컨버터를 제안하였다. 교류상용전원을 통한 LED lamp에 전원 공급 시, 입력전류의 왜곡을 방지하기 위해, PFC ac-dc 컨버터가 적용된다. 하지만 PFC 컨버터의 특성에 따라 회로의 복잡도 및 수용 전력의 한계가 존재한다. 제안된 컨버터는 기존의 전력변환 방식과 다른 형태로서, 교류 쵸퍼(AC chopper)와 직렬공진회로가 혼합된 구성을 가지며, 교류 쵸퍼의 직접 전력 변환을 통해 PFC 회로 구성없이도 고 역률을 획득할 수 있으며, 직렬공진회로를 통하여 제안된 컨버터의 모든 스위치의 영전압 스위칭(ZVS) 턴-온동작을 통해 손실저감을 도모한다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리를 간단히 설명하고, 250W의 프로토 타입을 통하여 제안된 컨버터의 우수성을 검증한다.

This paper proposes a cascaded boost type inverter system to compensate the voltage sag. If the voltage sag has appeared in input voltage, a cascaded boost converter would be operated to compensate voltage sag. The output voltage is kept constant by a direct-quadrature frame controller in the single-phase PWM inverter. The validity of proposed system is verified by simulation on the 300W cascaded boost type inverter system.

그 동안 스위칭 손실 저감을 위해 Si 다이오드를 SiC 다이오드로 대체한 인버터들이 많이 소개되었다. NPC 인버터에서도 마찬가지로 클램프 다이오드 소자를 SiC 다이오드로 대체함으로써 스위칭 손실을 저감시킬 수 있다. 하지만 IGBT의 스위칭 손실이 매우 크기 때문에 단지 클램프 다이오드 소자를 바꿈으로써 줄일 수 있는 스위칭 손실은 한계가 있다. 따라서 본 논문은 낮은 변조지수를 갖는 NPC 인버터에서 역회복 손실을 포함한 스위칭 손실을 최소화 시킬 수 있는 새로운 PWM 방법을 제시한다. 제안한 방법에 의해 역회복 현상은 거의 발생하지 않으며 스위칭 손실은 상당히 저감된다. 그러므로 전체 시스템 효율을 증가시킬 수 있고 인버터를 더 높은 스위칭 주파수에서 동작시킬 수 있다. 제안한 방법의 타당성은 각 소자의 성능평가와 수치해석적 방법을 적용해 검증하였다.

3-레벨 중성점 다이오드 클램프 (NPC) 인버터는 우수한 토폴로지로 알려져 있지만 구조적으로 중성점 전위가 변동하는 문제가 내제하고 있다. 본 논문에서는 3-레벨 NPC 인버터 중 성점 전압의 변동을 제어하기 위해 중성점 전류의 예측을 활용한 간단한 제어 기술이 제안되었다. 제안된 방법은 한 샘플링 앞선 시점의 중성점 전류를 예측하고 중성점 평형 요소를 포함하는 오프셋 전압(Voffset)을 이용하여 중성점 전압을 제어 한다. 중성점 전위 변동은 간단히 제어할 수 있고 제안된 중성점 전압 제어의 유효함은 시뮬레이션 결과를 통해 입증하였다.

본 논문에서는 PWM 인버터에 적합한 새로운 데드타임 보상방법을 제안한다. 최근 PWM 인버터는 교류전동기, 분산전원용 계통연계 시스템 등의 다양한 산업에 사용되고 있다. 그러나 사용되는 전력용 소자의 비선형적인 특성과 데드타임에 의해 전기의 품질이 저하되고 전류에 고조파가 발생하게 된다. 데드타임에 의한 고조파는 정지좌표계 상에서 제 5, 7고조파 동기좌표계상에서 제 6 고조파가 가장 현저하다. 이 논문에서는 동기좌표계 상에서 공진제어기를 사용하여 제 6고조파를 보상하는 방법을 제안한다.

본 논문에서는 단위역률과 고효율을 갖기 위한 단일단 동기정류기형 비대칭 하프브리지 플라이백 컨버터 회로를 제안한다. 제안된 회로에서는 역률 개선단을 통해 입력전류의 리플이 줄어들게 되며, 거의 단위역률에 가까운 고역률을 갖게 된다. 또한 비대칭 펄스폭 변조에 의한 하프브리지 플라이백 DC/DC 컨버터는 영전압 스위칭 (ZVS) 동작을 하게 되며, 출력단에 동기정류기를 사용하여 스위칭에 의한 손실을 줄였다. 출력전압 24V, 최대 출력 200W, 스위칭 주파수 100kHz에서 제안된 컨버터의 성능을 입증하기위해 실험이 진행 되었다.

본 논문은 높은 시스템 안정성과 고 효율이 요구되는 배터리 충전용 DC/DC 컨버터에 적용할 수 있는 새로운 토폴로지를 제안한다. 기존의 대용량 배터리 충전용 DC/DC 컨버터로 널리 사용되는 위상천이 풀 브리지 컨버터 (Phase-Shifted Full-Bridge Converter)의 경우 1차 측스위치의 영전압 스위칭을 가능케 하여 높을 효율을 얻을 수 있다. 하지만 배터리 충전과 같이 출력 전압의 변동이 있는 경우 듀티 변화에 따른 freewheeling 구간이 존재하게 되고 이는 시스템의 효율을 감소시키는 원인으로 작용한다. 제안하는 컨버터의 경우 기존의 위상천이 풀브리지 회로를 기반으로 하되 1차 측에 하프 브리지 형태의 인버터를 추가하여 freewheeling 구간에서의 도통 손실을 제거할 뿐만 아니라 영전압-영전류 스위칭으로 시스템의 안정성을 높였다. 본 논문에서는 제안된 회로의 구조 및 동작원리를 설명하고 1.6kW 급 (Vo=140V~200V) 전기자동차용 배터리 충전기 스펙에 맞춰 프로토 타입을 제작하고 실험 결과를 통해 제안된 회로의 동작 특성 및 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 납축전지 모델링, 파라미터 도출 및 3kW급 3상 절연형 인터리브드 배터리 충방전기를 설계하고 부하실험 결과를 분석하였다. 제작된 컨버터는 모든 스위치가 ZVS로 동작하여 높은 효율을 갖고 3상 구조를 채택하여 전류경로의 분산을 통한 전력전달 능력 증대의 효과 및 입력전류 리플크기를 줄여주는 인터리브드 효과를 갖는다. 승압/강압 능력이 있는 부스트/벅 컨버터 구조를 갖도록 하여 낮은 권선비의 변압기로 높은 승압/강압 전력변환, 에너지원과 부하사이에 절연이 가능 해진다. 이러한 동작을 실험을 통해 확인하고 3kW 부하에서 약 95% 효율로 동작하는 것을 실험을 통하여 확인하였다.

대화면 PDP 서스테인 파워 모듈을 위한 고효율 펄스폭 변조 컨버터가 본 논문에서 소개된다. 제안된 컨버터는 일차측에서 병렬로 연결되고, 위상 변조 방식으로 구동되는 두 개의 하프브릿지 컨버터로 구성되어 있다. 그들의 변압기들은 이차측에서 직렬로 연결된다. 제안된 컨버터에서 모든 스위치들은 그 전부하 구간동안 ZVS를 가지고 턴 온되며, 동시에 그 ZVS 범위를 확장하기 위해 추가된 전류에 의한 도통 손실을 최소화 할 수 있는 장점을 갖는다. 또한 그 변압기의 턴 비가 비교되는 컨버터들에 비해 유리하게 설계될 수 있어 일차측 도통 손실을 개선할 수 있는 장점도 갖는다. 낮은 프로파일 설계 또한 두개의 변압기의 사용으로 달성된다. 제안된 컨버터의 성능은 80인치 PDP 서스테인 파워 모듈의 스펙으로 구현된 프로토타입 컨버터들부터 검증된다.

연료전지와 같은 저전압 대전류의 출력 특성을 가지는 에너지원의 계통연계를 위해서는 이를 승압하는 컨버터와 승압된 전압을 교류로 변환하는 인버터부가 요구된다. 인버터의 동작을 위해서는 높은 승압비를 가지는 컨버터가 필요하며 전체시스템의 고효율화를 위해서는 고효율 DC/DC컨버터가 필요하다. 본 논문에서는 공진형으로 동작되는 다수대의 공진형 컨버터를 PISO방식으로 구성하여 고효율화를 꾀했으며, 이를 계통연계형 인버터와 연결한 실제품을 구성하였으며, 기존의 방식인 하드스위칭 타입 컨버터를 이용한 전력변환장치와의 비교를 통하여 본 시스템의 타당성을 입증하고자 한다.

This paper presents a control algorithm that minimizes the DC-link capacitance by decreasing the capacitor current. The capacitor current can be nullified by a feedback compensation term which is calculated from the power balance in the AC/DC converter. As a result, voltage variation in the DC-link is reduced further, which makes a large reduction in the size of DC-link capacitors which are expensive and have limitations in life time. Simulations are performed with two 80uF DC-link capacitors, which can be replaced by film capacitors.

최근 분산 전력 시스템은 효율적인 전력의 관리를 위하여 전 부하 영역에서의 높은 효율이 요구 되고 있다. 하지만 분산 전력 시스템은 Hold up time 규제로 인하여 정상 동작 시 낮은 시비율로 동작하게 되며 이에 따라 환류 구간이 발생하게 되어 도통 손실을 야기하며 이는 효율의 감소를 가져오게 된다. 따라서 작은 도통 손실을 갖는 새로운 위상 천이 풀브릿지 컨버터를 본 논문에서 제안하여 환류 구간의 손실을 감소시켜 효율 향상을 취할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 제안된 컨버터를 소개하고 동작 원리 및 실험을 통한 검증 결과를 제시한다.

본 논문은 역률 제어가 가능한 개선된 DC 링크 스위치를 갖는 멀티레벨 인버터를 제안한다. DC 링크단에 다이오드 대신 전력용 스위치를 연결함으로서 역률을 제어할 수 있게 하였다. 또한 전압레벨 확장에 있어서 추가적인 전력용 소자를 최소화한 방식을 제안한다. 제안한 방식은 전압 레벨확장에 있어 전력용 소자를 적게 사용함으로서 신뢰성을 높고, 손실을 작으며, 비용이 저렴해지는 이점을 갖는다. 제안된 토폴로지의 타당성은 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 LCL 필터를 사용한 계통 연계형 3-레벨 인버터의 소신호 등가모델을 유도하는 과정과 이 모델을 이용한 계통 전류 및 중성점 전류 제어기를 설계하는 내용을 소개한다. 소신호 등가모델은 평균화 과정, 변동과 선형화 과정을 통해 유도하였다. 특히, 중성점 전류 제어기 설계를 위한 DC 링크단의 소신호 모델은 새로운 스위칭 함수를 적용시킴으로써 유도하였다. 제안된 방식의 검증을 위하여 시뮬레이션을 실시하였고 또한, 소용량 프로토타입을 제작하여 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 모델링 및 제어기설계의 타당성을 입증하였다.

PV system's islanding occurs when the uitilty grid is removed but local sources continue to operate and provide power to local loads. Islanding is one of the serious problems in an electric power system connected with dispersed power sources. Also, this can present safety hazards and the possibility of damage to other electric equipments. If the real and reactive power of RLC load and PV system are closely matched, islanding detection by passive methods becomes difficult. Novel islanding detection method is proposed for grid-connected PV system.

본 논문에서는 PFC 부스트 컨버터의 역률 및 고조파 왜율 개선을 위한 전류 제어기 이득 조정 기법을 제안한다. PFC단은 입력 전압의 변화에 따라 인덕터 전류의 크기가 달라져 부스트 인덕터의 인덕턴스가 변화하게 되어 전류 루프의 주파수 특성이 변화하게 된다. 이러한 현상으로 인한 전류 루프의 이득 변화를 분석하였다. 이를 기반으로 입력 전압에 따라 전류 제어기의 이득을 조정해 줌으로써, 충분한 위상마진을 확보함과 동시에 PF와 THD 성능을 개선한다. TI사의 TMS320F28027 MCU를 이용한 실험을 통해 제안된 기법의 유용성을 검증한다.

본 논문에서는 출력 LED 전류의 120Hz 저주파 리플 저감을 위한 새로운 방식의 역률개선 LED 구동 회로를 제안한다. 제안된 회로는 역률개선용 플라이백 컨버터의 출력이 LED 구동을 위한 부스트 컨버터의 입력이 되는 구조로 높은 역률 보상과 출력 LED 전류의 120Hz 리플 저감이 가능하고, 기존에 비해 저 내압 및 저 용량의 부피가 작은 링크 캐패시터를 사용 할 수 있는 장점이 있다. 또한 제안 회로는 전력평형 만족을 위해 하나의 PWM IC 만으로 플라이백 컨버터와 부스트 컨버터를 각각 DCM 및 BCM모드로 제어하여 스위치 및 다이오드의 전류 스트레스 저감이 가능한 장점이 있다. 최종적으로 시작품을 제작하여 고찰된 실험결과를 제시하여, 제안 회로의 우수성과 이론적 분석의 타당성을 검증한다.

산업기술이 고도화됨에 따라 다양한 계열의 박막이 필요하게 되었고 고밀도의 플라즈마를 공급하고 안정된 공정의 진행을 위해 순시적인 플라즈마 제어가 가능한 임펄스 전원장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 플라즈마를 이용한 박막증착에서 요구되어지는 고품질의 박막특성을 구현하기 위해 다양한 공정기술이 개발되어 사용되고 있으며, 여기에는 박막을 구현하기 위한 증착 시스템 개발과 공정기술, 그리고 플라즈마를 형성, 유지시키는 고성능의 전원장치가 필요하다. 최근 박막증착 공정이 다양화되고 박막의 고품질화와 고속화 추세에 대응하기 위해서 고밀도의 플라즈마 제어가 가능한 고출력 임펄스 전원 개발이 요구된다. 또한, 에너지 밀도 증가를 위해 고속 임펄스 전원 장치의 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 앞서 연구되어진 저압회로를 부가한 임펄스 전원장치[1]를 수정, 보완한 후속연구로써, 증착율 개선을 위한 고주파 임펄스 플라즈마 전원 장치를 제안한다.

본 논문은 플라즈마 방전장치 구동을 위한 가변 전압/주파수 전원장치를 제안한다. 제안하는 전원장치는 가변전압을 위한 벅-부스트 컨버터와 주파수 변환을 위한 푸쉬-풀 인버터로 구성된다. 제안하는 전원장치의 벅-부스트 컨버터는 계통전류 고조파 저감과 DC링크 캐패시터 최소화를 위하여 PFC(Power Factor Collection)기법을 적용한다. 그리고 푸쉬-풀 인버터는 출력 변압기의 자기포화를 막기 위해 전류제한기법을 추가한다. 또한 불분명한 부하와 출력 트랜스의 공진 상황에서 전압 안정화를 위해 출력전압을 피드백하여 제어한다. 본 논문은 1[kW]급 플라즈마 전원장치를 통하여 제안하는 토폴로지와 제어방법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 서버용 전원 장치의 DC-DC단에 사용되는 디지털 전압 모드 제어기를 설계한다. 서버용 전원 장치는 2차 측에 고전류가 흐르는 사양으로 인하여 부하 전류에 따라 출력 인덕턴스 변화를 가지게 되며, hold-up time 규제를 만족하기 위하여 입력 전압의 변동 범위를 가진다. 이와 같은 조건은 제어기를 설계하는데 제약을 작용하게 되어 고정 이득을 가지는 방식에서는 최적화된 부하 변동 특성을 얻기 힘들다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제어기의 이득 조정 기법을 제안하고 실험을 통하여 검증한다.

스마트 그리드환경에서 전기를 소비자에게 공급하는 스마트 Place영역에서 통신망은 국내에서 기술적인 여건상 전력선 통신기반의 인프라가 가장 빠르게 원격검침서비스에 활용되고 있다. 원격검침 시스템[1]은 댁내의 계량기와 전주상의 데이터 집속구간은 전력선 통신방식으로 구성되고 상위 서버와는 인터넷망으로 구성되어 있으며 통신 토폴로지 구성측면에서 전력선통신 모뎀, 데이터집속장치 그리고 중앙의 서버로 3Tier구성 체계를 가지고 있으므로 여기에 적합한 보안 아키텍처의 구성이 필요하다. 본 논문에서는 전력선 통신망 기반의 원격검침 시스템에 적합한 보안기술을 설계하고 구현 하였다.

본 논문에서는 원격검침시스템의 기반기술이 되는 광대역 전력선 통신인프라에 필요한 보안요구사항을 도출하고 국내외 표준에 반영된 보안기술을 연구하였다. 전력선 통신망에서 자원의 가용성을 확보하기위해 사용자 및 기기의 인증기능과 접근 제어기능을 검토하였으며 전력선통신 표준에 반영된 보안기술은 제각기 다른 방향으로 접근하는 것을 알수있었다. 특히 한국표준에 기술된 보안은 셀단위의 동일한 키를 사용하고 칩?의 하위계층에서 58비트 DES알고리즘만으로 보안대책이 미흡하고 다른 보안솔루션이 적용이 필요한 것으로 사료 된다.

In order to increase the power conversion efficiency and improve the power factor, a modified forward converter is proposed, which adopts a capacitive output filter instead of the inductive output filter of the conventional forward converter. Therefore, the proposed converter has wide input voltage range in opposite to that of the conventional forward converters. Moreover, the proposed converter uses the critical conduction mode for automatic current shaping to improve the power factor. As a result, the proposed converter can achieve quasi-resonant zero-voltage-switching, which can minimize the switching loss of main MOSFET. In addition, the operational principle of the proposed converter is analyzed and the characteristic of the proposed converter is investigated in this paper. To validate the effectiveness of the proposed converter, a prototype of 13W is implemented and the experimental results are discussed in more detail.

본 논문은 LLC 공진 컨버터를 이용한 고효율 슬림 아답터의 구조를 제안한다. 1차 측의 구리 권선과 2차 측을 그 외부에 PCB를 이용하는 새로운 구조의 슬림한 변압기가 제안되었다. 제안하는 구조는 쉬운 공정성과 넓은 도통 단면적을 가져 고효율의 슬림 컨버터에 적합하다. 또한 2차 측 권선의 간단한 구조를 위해 voltage-doubler 정류기와 출력 필터 사이즈를 줄이기 위해 CLC 필터가 사용되었다. 효과를 확인하기 위해 85W 컨버터를 제작하여 실험하였다.

본 논문에서는 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기법들에 대해 기술한다. 이 PFC 회로는 저가형 이중변환방식 단상 UPS의 AC-DC 변환부에 사용할 수 있으나, 입력전류의 제어기법에 대한 연구 결과가 알려지지 않았다. 제안된 전류 제어기법들의 입력 전류 제어 성능, 입력 역률, 입력 전류의 THD를 시뮬레이션과 실험을 통해서 비교 검증하였다.

본 논문에서는 단상 Quasi Z-source AC/AC converter 2대의 출력을 직렬로 연결하여 6.6[kV]/60[Hz]의 배전계통의 전압변동을 보상하는 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 기존의 단상 Quasi Z-source AC/AC converter의 전압변동 보상기가 보상 못 하는 구간, 즉 배전계통에서 많이 발생하는 50[%] 미만의 전압 sag를 보상할 수 있는 장점이 있다. PSIM시뮬레이션에 의하여, 제안된 방법은 정상전압에 대하여 연속적으로 전압변동이 발생하여도 보상할 수 있었다.

EMI 필터 설계 시 주로 사용되는 공통모드 초크의 경우 자화 인덕턴스로부터 공통모드 노이즈 감쇠를, 누설 인덕턴스로부터 차동모드 노이즈 감쇠를 기대할 수 있다. 이때, 누설인덕턴스가 너무 클 경우 차동모드 노이즈 감쇠에는 우수하지만, 전기/전자제품이 슬림화됨에 따라 공통모드 초크의 누설 자속과 전원공급기를 덮고 있는 금속덮개 사이에 자계 간섭에 의한 진동/소음문제가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 누설자속을 조절할 수 있는 공통모드 초크의 코어형상 및 권선기법을 제안한다. 제안된 방법은 진동 및 소음을 제어할 수 있는 장점을 지니고 있다.

본 논문에서는 SEMI F47을 만족하며 3상 계통에 적용 가능한 전압 새그 보상기를 구성하는 알고리즘과 설계과정을 기술하였다. 제안된 알고리즘을 검증하기 위해 PSIM 시뮬레이션 프로그램을 통해 시뮬레이션 하였고, 시제품 제작을 통해 성능을 검증 하였다.

The dc link voltage in a single-phase PV system has necessarily twice component of fundamental wave. It makes high THD in the grid current, and according to the problem, power quality is lower. This paper proposes the new method for removing ripple voltage. The performance was verified through computer simulation using MATLAB.

본 논문에서는 전력전자 시스템 해석 시 PSpice와 Simulink를 이용한 Co-Simulation방법으로 회로 레벨(Circuit level)을 포함한 시스템 레벨(System level)에서의 시뮬레이션 해석 방법을 제안한다. 일반적인 전력전자 시스템의 설계 방법은 회로 레벨과 시스템 레벨에서 별도로 시뮬레이션하거나 이상적인 모델을 이용하여 시스템을 해석하여 왔으나, 이러한 시스템 설계 방법은 별도의 시제품을 제작하여 측정함으로써 시간과 금전적 손실이 있었다. 이러한 점을 보완하기 위해서 PSpice와 Simulink를 이용한 Co-Simulation방법을 제안한다.

Magnetic cables that can deliver high frequency AC electric power safely for flammable or sensitive workplaces preventing from arcs and electric shocks are firstly proposed in this paper. To deliver the power for a long distance, several new magnetic cable structures which drastically reduce the parallel leakage flux by appropriate magnetic shield between the magnetic cables are suggested; hence, the output power can be improved more than ten times. The proposed magnetic cables are fully analyzed and verified by simulations and experiments with good agreement. The output power and efficiency for a prototype magnetic cable of 1.5m long and 1 cm gap between parallel cores were measured as 154W and 67 %, where the source current and frequency were 10 A and 20 kHz, respectively.

최근 전기 자동차 배터리의 전하 균일 장치의 관심이 증가됨에 따라 제어가 간단하며 비교적 적은 소자를 통한 개별 전하 균일 장치 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이 논문에서는 직렬 연결된 리튬 이온 배터리를 위한 개별 셀 전하 균일 장치를 제안한다. 이 장치는 하나의 공통된 인버터 동작을 공유하면서 개별로 나눠진 트렌스포머를 간단한 제어 동작을 통해 선택적으로 동작 시키는 방식을 사용한다. 이 구조를 통해 제안하는 전하 균일 장치는 전하 균일 전류를 제어함에 있어 간단한 구조와 제어 방법을 얻을 수 있다. 또한 대용량 배터리를 위한 큰 전하 균일 전류를 얻음에 있어 제안 회로는 신뢰성 있는 적은 수의 회로 소자 수를 가진다. 이 논문에서는 제안하는 장치의 회로와 동작 방법을 설명하면서, 8 개 리튬 이온 배터리를 위한 전하 균일 실험을 통해 제안 장치의 전하 균일 성능을 증명한다.

본 논문은 계통연계형 전력변환 장치의 폐루프 제어에 이용되는 전류센서의 고장진단 및 허용운전 기법을 제안한다. 전류 센서에 고장이 발생하면, 정확한 출력전력제어가 불가능해져 품질이 저하될 뿐만 아니라 이에 대한 허용운전이 이루어지지 않으면 전체시스템의 운전을 중지해야 한다. 따라서 실시간 고장진단 및 허용운전 기법이 필요하다. 제안한 기법은 측정된 값과 추정 값의 비교를 통해 고장진단을 하고, 고장발생시 정상 센서에서 측정된 전류 값을 이용하여 허용운전을 한다. 10kW급 3병렬 전력 변환 시스템을 모의한 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 성능을 검증하였다.

본 논문은 계통연계 형 3-레벨 NPC(Neutral Point Clamped)인버터의 고장진단 방법을 제안한다. 제안하는 고장진단 방법은 스위칭 소자의 개방고장 진단뿐만 아니라 고장 난 스위칭 소자의 위치 또한 판별 할 수 있다. 스위칭 소자의 고장 진단은 콘코디아 변환(Concordia transformation)에 의한 전류패턴의 반지름 변화로 판단 할 수 있다. 고장 난 스위칭 소자의 위치는 기존의 콘코디아 변환(Concordia transformation)에 의한 전류패턴을 분석하는 방법에 간단한 스위칭 동작을 추가함으로써 구분 할 수 있다. 제안하는 기법은 추가적인 센서가 필요하지 않고 전류신호에 기반을 두고 있으므로 시스템의 복잡한 모델링이 필요하지 않은 장점이 있다. 본 논문은 10kW급 태양광 계통연계 시스템을 모의한 시뮬레이션을 바탕으로 제안한 기법의 타당성을 검증한다.

본 논문은 스파스 매트릭스 컨버터(Sparse matrix converter)의 단일 스위치 또는 두 개의 스위치의 개방 사고에 대한 진단 방법을 제안한다. 스파스 매트릭스 컨버터는 단방향 전력용 스위치의 개수를 줄이면서 기존의 매트릭스 컨버터와 동일한 성능을 갖는 새로운 토폴로지이다. 제안된 기법은 입력과 출력의 전류를 이용하여 만든 패턴을 비교하여 고장 진단뿐 아니라 고장 난 스위치의 위치까지 식별할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 기법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 직렬전압보상을 기반으로 한 직렬 전압 보상을 기반으로 한 자동 전압 조절기(AVR)가 제안된다. 제안된 AVR은 펄스 폭 변조 방식(PWM)의 교류 쵸퍼와 직렬 전압 보상을 위한 변압기로 구성된다. 제안된 AVR에 사용된 교류 쵸퍼는 commutation 문제가 해결되고 직접적인 교류전력변환이 이루어지기 때문에 따로 에너지를 저장할 소자가 필요없다. 따라서 크기와 가격이 줄어드는 장점이 있다. 직렬보상을 위한 변압기 때문에 교류 쵸퍼는 단지 보상을 위해 필요한 전압만 보상하면 되며, 따라서 스위치의 정격이 줄어든다. 제안된 AVR은 보상전압을 입력전압의 동상 또는 역상으로 만들어 줄 수 있기 때문에 입력전압의 증가 시 또는 감소시를 모두 보상할 수 있다. 실험을 통해 제안된 AVR이 입력전압의 증가 혹은 감소 조건에 대해 빠르게 보상해줌을 검증하였다.

본 논문에서는 불평형 전원 사고시 풍력발전 시스템의 계통 저전압 보상기법을 제안한다. 계통규정이 강화됨에 따라 풍력발전 시스템은 영전압 및 불평형 사고 시에도 안정적인 운전을 유지할 수 있는 대책이 요구된다. 제안하는 계통 저전압 보상기법은 불평형 전원사고 시에도 안정적으로 운전을 유지하며 요구되는 유, 무효 출력제어가 가능하다. 본 논문은 2MW급 풍력발전 시스템의 시뮬레이션 모델을 통하여 제안하는 보상기법의 타당성 및 강인함을 보인다.

최근 분산발전시스템에서 계통에 전압이상이 발생하더라도 일정시간 계통과 연결해야 하는 FRT 기능이 요구되고 있다. 그러나 인버터에 독립부하가 존재하는 경우, 계통의 이상전압 이 독립부하에 그대로 걸리게 되는 문제가 있다. 본 논문에서는 계통이상시에도 FRT 기능을 준수함과 동시에 독립부하에도 일정한 품질의 전압을 공급할 수 있는 전압보상 기법을 제안한다.

조명용 LED 시스템은 크게 LED 광원과 이 광원을 구동하기 위한 Power부로 구성되며 LED를 이용한 조명용 광원을 구성할 경우 LED 자체가 점광원이므로 면광원 구성을 위해서는 많은 수의 LED Array 구성이 필요하다. LED Array 구성에 있어 직 병렬 구성 및 조합은 직류 공급 장치의 출력 사양을 결정하는 중요한 요인이 된다. 본 논문에서는 온도 변화에 따른 전류변동을 보상하기 위한 DC/DC 컨버터 구조를 제안한다. 컨버터의 Base 입력전압 최대치는 온도변화에 대한 전류변동의 최저치가 되며, 온도변화에 따른 전압 조정을 위한 컨버터는 0~6[V]만을 제어함으로서 낮은 전압으로 전류를 제어하고, 결과적으로 효율을 증대할 수 있을 거라 예상된다.

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology with coupled inductors. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charging mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charging mode employs the staircase shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is able to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 67A. The optimal discharging algorithm for Vehicle to the Grid (V2G) operation has been adopted to maintain the discharging current of 1C. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system.

본 논문에서는 배터리 전압에 관계없이 일정 파워로 충전시키기 위한 변압기와 릴레이를 통한 새로운 토폴로지를 제안하고자 한다. 본 시스템은 기존의 충전기가 전압에 대한 전류를 기준으로 하는 설계방식과 달리 충전기 전압에 대한 일정 전력을 기준으로 하여 충전시스템을 설계할 수 있는 새로운 충전 토폴로지를 구현하였다. 제안된 방식은 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통하여 새로운 배터리 충전기 토폴로지의 고효율과 안정성을 검증하였다.

오늘날 산업이 발전 할수록 고효율의 전력변환 시스템이 요구되고, 이를 구현하기 위해서는 스위칭 주파수를 높여야 하지만 스위칭 주파수를 높이면 비례적으로 스위칭 손실은 증가하게 되는 문제점이 있다. 때문에 고효율 전력변환 시스템을 구현하기 위해 스위칭 시 손실저감을 위해 소프트 스위칭 기법이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 스위칭 손실 저감을 위해 보조스위치를 설치하여 소프트 스위칭이 가능한 부스트 컨버터를 제안하였으며, PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

In this paper, soft switching bidirectional DC-DC converter is proposed. The proposed topology is added two auxiliary switches, two resonant capacitors and one resonant inductor to convectional bidirectional DC-DC converter. Therefore, this proposed topology can reduce switching loss of each power switch by ZVS (Zero Voltage Switching) and ZCS (Zero Current Switching). We have performed mode analysis, simulation and experiment for the proposed topology.

전기자동차의 고압배터리는 차종과 배터리의 종류에 따라 다양한 공칭전압을 가지며, 하나의 모델에 적용된 배터리도 사용에 따라 충전전압의 범위가 넓기 때문에 충전기의 출력전압이 광범위한 특성을 가져야 한다. 본 논문에서는 단상 110/220V 입력전원에 대하여 250V ~ 450V 범위의 직류전압의 특성을 만족시키기 위하여 LLC 공진형 컨버터를 적용하였으며, 제작된 시제품을 통하여 실차 배터리 충전시험을 실시하여 그 성능을 확인한다.

In this paper, a voltage control method based on DQ transformation and Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) for a single phase three-level converter is proposed. This control method is designed to use DC values instead of using instantaneous values of current which are usually used in single-phase application, so that it results in a fast and robust voltage control response. Simulation results demonstrate the validity of the control strategies.

A bidirectional dual active converter with the power factor control capability is proposed as a battery charger. The source side half-bridge acts as a PWM converter that maintains the unity power factor. The battery side half-bridge converter acts as a dual active bridge (DAB) together shares the same DC link voltage with PWM converter. The imbalance voltage phenomenon is eliminated by employing asymmetric duty cycle technique. Simulation results are included to verify theoretical analysis.

본 논문은 영구 자석형 동기 발전기(PMSG)를 사용하는 소형풍력발전기의 고조파 제거 및 단위 역률 효과를 갖는 AC-DC 컨버터에 관한 내용이다. 가변속도로 제어되는 풍력발전기는 입력전압 및 전류에 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 제안된 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 정류기 형태로 인덕터 전류가 불연속모드(DCM)로 동작되며, 입력전류의 고조파를 제거하여 단위 역률을 갖는 단상 220V, 3kW의 소형풍력발전기용 컨버터이다.

본 논문에서는 PHEV용 1.6kW/3.3kW 단상 양방향 충전기 회로를 제안한다. 양방향충전기는 이단구조이다. 일차단은 양방향 AC/DC 컨버터로 역률제어가 가능한 PWM 컨버터구조이다. 이차단은 앙방향 절연형 DC/DC 컨버터로 고주파 ZVS 스위칭이 가능한 DAB(Dual Active Bridge) 구조이다. 제안된 전력변환장치의 검증을 위해 시뮬레이션을 하였고 프로토타입을 제작하여 회로 동작의 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 낮은 배터리 전압을 효율적으로 승압하여 전기자동차 구동용 모터를 구동하기 위한 DC-link 전압을 확보하기 위한 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 배터리와 출력 콘덴서가 직렬 결합되어 출력전압을 형성하는 구조로서 배터리 셀의 적층 수를 감소시킬 수 있어 구조적 신뢰성을 증가시킬 수 있고, 출력전압 전력반도체 소자 수를 최소화하여 전기적 신뢰성을 증가시킬 수 있는 장점을 가진다. 제안하는 컨버터의 이론적 분석을 기반으로 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

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.

본 논문에서는 Boost 컨버터와 Forward 컨버터를 조합한 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 시스템 구성상 다수의 독립된 전원을 요구하는 Cascaded H-bridge 멀티레벨인버터와 같은 회로구조에 있어 다수의 독립전원의 확보가 곤란한 경우 단일 입력 전원단으로 시스템을 구성할 수 있는 특징을 가진다. Boost 컨버터의 입력 인덕터는 변압기로 대체되며 컨버터 스위치의 ON 동작시 변압기 일차측 자화인덕턴스에 저장된 에너지가 변압기 이차측과 비절연된 Boost 컨버터의 출력 커패시터로 전달된다. 제안된 컨버터의 동작 모드에 따른 이론적 분석을 시행하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 2KW급 LLC 컨버터를 적용한 전원장치의 병렬운전 및 Load Sharing 기법을 제안한다. 각 모듈의 제어기로는 TI사의 TMS320F28035를 사용하였으며 모듈 각각의 독립적인 전압제어를 담당한다. 그리고 Load Share 모드에서는 CAN통신을 사용하여 각 전원장치의 전류제어 및 전압제어를 수행한다. 각 모듈에 전체전류의 1/N의 균일한 전류를 흐르게 하여 각 모듈에 임피던스 불균형으로 인한 스트레스를 줄일 수 있다. 기존방식은 마스터(Master) 모듈의 지령치에 따라 슬레이브(Slave)모듈에서 부한 분담을 수행하는 반면, 제안된 Load Share 알고리즘은 멀티 마스터(Multi-Master: MM) 방식으로써 각 모듈의 평균전류를 레퍼런스로 갖는 구조로 정확한 부하분담을 수행한다.

본 논문에서는 산과 골이 있는 복잡한 형상의 기어를 일정한 깊이로 열처리하기 위한 효율적인 유도가열에 관한 연구이다. 이를 위해 동시에 이중주파수를 발생하면서 출력을 각각 제어할 수 있는 인버터를 설계하였으며 두개의 인버터로 구동되는 방식을 기준으로 해석, 설계 및 부하와 매칭을 위한 필터 설계를 수행하여, MF(Medium frequency)와 HF(High frequency에서 공진주파수 운전을 위한 최적의 인버터를 설계 및 제작하고자 한다.

In this paper, a static overmodulation method using the effective time to control the overmodulation is proposed. The effective time is derived from actual switching time interval. The proposed method reduces the complex operations such as complicated gating time. The experimental results have been simulated in MATLAB/SIMULINK.

계통연계형 인버터는 스위칭 주파수로 인한 출력단에 고조파를 함유하고 있기 때문에, 고조파 감소를 위한 수동필터가 필수적으로 필요하다. 이러한 수동 필터는 다양한 용량 및 부하, 넓은 범위의 입 출력 조건등 여러 가지 파라미터를 필요로 하기 때문에 LCL필터는 설계가 어렵다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 임피던스 크기, 스위칭 고조파 제한, 기본파 성분에 대한 고조파 제한의 3가지 구속조건에 따른 LCL필터를 설계방법을 제안하며, 이를 실제 시뮬레이션을 통해 계통 연계형 LCL필터로서의 타당성을 검증할 것이다.

본 논문에서는 순간정전 발생시 전압강하 보상 알고리즘을 통하여 AC Drive의 신뢰성을 높이는 제어 기법들에 대해 알아본다. 부하 특성에 따라 제어 기법이 나누어지며 각각 제어 기법은 시뮬레이션 및 시험을 통해 그 타당성을 검증 하였다.

본 논문에서는 다축의 모터 동력을 필요로 하는 전기자동차에 있어서 각 모터를 구동시키기 위한 모터제어기를 개발하고자 한다. 20kW급 IPMSM 모터를 구동하기 위해서 32비트 고성능 DSP 프로세서로 벡터제어 알고리즘을 적용하고, 모터의 회전 정보와 위치 정보를 얻기 위하여 레졸버 위치센서를 적용하였으며, 냉각성능을 높이기 위하여 수냉식으로 IGBT를 직접 냉각시켜 방열하는 구조로 설계하였다. 제안된 제어기의 특성을 얻기 위하여 MATLAB 시뮬레이션을 수행하였고, 시제품을 제작하여 유용성을 검증하였다.

양방향 스위치를 갖는 5-레벨 인버터는 입력 전원단이 직렬 결합된 두 개의 커패시터로 구성된다. 5-레벨 인버터를 다단 결합하게 되면 출력전압의 레벨 수를 증가 시켜 보다 정현파에 가까운 출력전압을 생성할 수 있지만 입력 전원으로 사용되는 직렬 결합 커패시터 단이 증가하게 된다. 직렬 결합된 커패시터 전압이 불평형 상태가 되면 출력전압의 THD에 영향을 주게 되어 양질의 출력전압을 생성하기가 어려워진다. 따라서 본 논문에서는 직렬 결합된 입력 커패시터 전압 크기의 불평형 상태에 따른 출력전압 THD 변화를 분석한다.

본 논문에서는 상 절체와 같은 급작스러운 위상천위 발생시에도 위상추정에 의한 계통연계를 위한 고속 PLL 알고리즘을 제안하였다. 제안된 고속 PLL 알고리즘은 2상 정지좌표계에서 취득한 위상정보의 불안정성을 보상하기 위함으로 저주파 필터를 이용한 정지좌표계상의 위상정보를 feed-forward로 사용한 결과, 외란에 강인한 위상각을 추정하는 알고리즘을 구현하였으며, PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통하여 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 소형 전기자동차에 적용되는 새로운 배터리 전압 밸런싱 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 양방향 전력변환장치와 보조배터리를 연결하여 에너지의 회생이 가능하도록 설계하였다. 본 논문에서는 제안된 시스템의 회로에 대해 설명하고 배터리 상태에 따른 조건을 분류하여 제어 방법을 설명하였다. 배터리 상태에 따른 제어모드를 설명하고 제안된 시스템의 타당성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 차량의 엔진-발전기를 이용한 교류 전원 시스템에 대한 연구를 수행한다. 엔진-발전기의 출력은 다이오드 정류기를 거쳐 직류로 변환되고, 이를 강압형 DC/DC 컨버터를 통해 안정적인 직류전압으로 제어한다. 다시 DC/AC 인버터를 통해 CVCF의 단상, 혹은 3상의 교류전압을 발생한다. PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 시스템의 성능을 고찰한다.

본 논문에서는 신재생 에너지를 전력 계통에 효율적으로 연계시키기 위한 요소 기술로 Filter 대신 DFT 기법을 사용한 고정밀 계측에 대해 제안한다. 일반적으로 Filter를 사용할 경우 원신호의 위상 지연, 크기 감소 같은 신호 왜곡으로 정확한 제어가 어려우나, 제안된 DFT 기법을 사용하면 기존 문제점을 해결 가능하다. 따라서 본 논문에서 제안된 DFT 기법은 PSIM을 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성과 우수성을 검증하였다.

본 논문은 150W HID 램프용 안정기의 공진 점등에 관한 것으로, 기존의 외부 펄스에 의한 점등 시 램프와 안정기의 거리에 따른 점등전압의 감쇠를 감소시키고자 내부 LC를 이용한 공진 점화부로 하여 기능을 향상하였으나, 벅 컨버터의 인덕터와 커패시터로 공진 기동하여 고전압 점등 파형을 만드는 과정 중 스위치 전류가 커지는 문제가 발생하여, 점등을 위한 공진용 커패시터용량을 줄여 공진 Q점을 나눈 별도의 L(T1)과 C(C2, C3)를 공진 탱크로 이용하여 점등하도록 하였으며, 공진 공진주파수로의 주파수 SWEEP 및 재 점등을 하기 위하여 마이크로프로세서를 이용하였다.

New discrete time domain models for the peak current controlled (PCC) power LED drivers in continuous conduction mode include for the first time the effects of time delay in the pulse-width-modulator. Realistic amounts of time delay are found to have significant effects on the average output LED current and on the critical inductor value at the boundary between two conduction modes. Especially, the time delay can provide an accurate LED current for the PCC buck converter with a wide input voltage. The models can also predict the critical inductor values at the mode boundary as functions of the input voltage and the time delay.

본 논문은 고효율 고역율 구현을 위한 배터리 충방전기로서 15kW급 충 방전기용 양방향 PWM 컨버터 개발에 관한 논문이다. 제안된 회로의 구성은 3상 인버터를 PFC정류하여 DC 전압을 만들고 350[VDC] 정전압제어를 통한 배터리 충방전용 DC-DC 컨버터의 입력전압을 형성하는 것을 목표로 하였다. 시제품 제작과 실험을 통한 검증을 하였으며, 상용 충방전기용 제품에 적합함을 확인하였다.

대용량 전력변환기에서 대부분의 열은 IGBT 소자에서 발생한다. 따라서 소자의 방열을 위한 방열시스템은 전력변환기의 구동 뿐 아니라 각 장치들에 대한 소형, 경량화의 추세에 있어서도 중요한 부분을 차지한다. 본 논문에서는 소자의 냉각을 위해 수냉식 방법을 선정하였으며, 배관 구조에 따른 방열판의 방열특성을 비교하여 최적의 배관 구조를 가진 수냉식 방열판을 제안하였다.

본 논문에서는 풍력발전용 전력변환기 내부 소자의 방열에 사용되는 수냉식 방열판의 관 형상을 제안한다. 최근 대용량 전력변환기는 소형화 및 효율성이 중요시 되고 있으며, 이에 따라 기구의 안정적이고 장기적인 운영을 위한 수냉식 방열설계가 필수적이라 할 수 있다. 수냉식 방열판는 다수의 원형관으로 구성되며, 이 원형관의 형상은 방열판의 열전달 성능에 직접적인 영향을 주게 된다. 따라서 본 논문에서는 열전달 촉진을 위한 방열판의 관 형상들을 모델링하고 열해석 시뮬레이션을 진행하여 모델링된 방열판들의 방열특성을 비교/분석하였다.

본 논문에서는 병렬형 하이브리드 자동차 (PHEV) 파워트레인 구성요소 정격설계와 내연기관의 최적 운전을 위한 퍼지논리제어에 대하여 기술한다. 내연기관, 전동기, Energy Storage System (ESS)과 같은 파워트레인 구성요소들의 정격은 에너지 개념과 Electrical Peaking Hybrid (ELPH)를 이용하여 설계 하였으며 내연기관의 운전효율을 증가시키기 위해 퍼지논리를 사용하여 파워트레인의 전력흐름을 제어하였다. 제안된 퍼지논리는 설계된 구성요소 정격값을 바탕으로 PHEV PSIM 시뮬레이터를 구성하고 시뮬레이션 하여 그 효용성을 분석하였다.

In this paper, a 15kW grid-connected battery charging and discharging system was proposed. AC regenerative device which consisted of an inverter using IGBTs and LCL filter transferred surplus power to grid. Phase locked loop(PLL) was used to resolve three-phase unbalance. AC regeneration function is able to improve the rate of energy use and the cost savings of energy is expected.

초고용량의 커패시터는 신재생 에너지 이용의 증가와 더불어 이용 영역이 점차 넓어지고 있어 유망신규시장의 창출이 기대된다. 따라서, 슈퍼커패시터의 성능을 측정하여 시험할 수 있는 충방전 순환 시험기가 필수적이라 할 수 있다. 이를 위해 슈퍼커패시터의 기본 충/방전 특성을 기준으로, 충전과 방전시의 고속계측이 가능하도록 용량 및 내부저항 측정을 위한 회로와 전압유지특성을 측정하기 위한 회로를 설계하였다. 5V, 100A Proto-type의 충방전 시험 시스템 구축으로 특성 평가결과, 전압 및 전류 측정 정밀도 ${\pm}$ 0.1%이내로 확인하였고, 데이터 모니터링 및 로깅을 위한 프로그램을 제작하였다. 또한 전체시스템 구성과 실험결과를 통해, 본 연구에서 개발하고자 하는 슈퍼커패시터용 충방전 시험 시스템이 실제 응용 가능함을 확인하였다.

고체산화물 연료전지(SOFC)는 다른 연료전지에 비해 발전효율이 높고, 전력뿐 아니라 물과 열이 부산물로 생성되어 활용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 다양한 연료를 사용할 수 있어 향후 대용량 발전용 연료전지에 적합한 특징을 가진다. 하지만 아직 Stack의 가격이 매우 비싸고, 실제의 Stack이 있다하더라도 연구 중의 손상 위험을 감수해야 한다. 따라서 SOFC Stack을 대신 할 수 있는 가상의 SOFC 시스템 구현을 통해, 저렴한 비용으로 실제의 SOFC 시스템과 유사한 환경을 구축하여 비교할 수 있다. SOFC Stack의 최대출력 DC 1kW급을 목표 대상으로 하여, 48V, 25A의 DC 출력이 가능한 Programmable DC Power Supply 설계 및 시리얼 통신을 이용한 인터페이스 보드를 제작하였고, SOFC Stack Modeling 및 GUI 구성을 하였다. 구현된 SOFC 시뮬레이터를 통해 상용의 인버터를 이용한 계통출력 전력과 실제 Stack 실험결과 비교로, 제작한 시스템이 향 후 SOFC 시스템을 위한 시험 및 연구에 응용 가능함을 입증하였다.

In this paper, the fundamental features of the arc stability DC arc furnace have been investigated, from the converter point of view. To compare of measurement arc data from DC arc furnace and the advanced arc simulations of magneto-hydrodynamics (MHD) and the well known Cassie-Mayr arc model have been extensively used. The MHD based arc simulation has been validated in the subcomponent level, for the free burning arc set up in the laboratory. The arc simulation predicted the arc voltage for different currents with the accuracy which satisfies engineering requirements. It has been shown that the arc current steepness at current zero determines the arc stability, and the associated peak arc resistance can be used as its quantitative measure. Based on the presented insight into the DC arc stability, a converter topology solution which realizes an optimal arc stability has been proposed. The main results presented in this paper provide a design guideline for the future DC arc furnace converter topology developments.

신재생 에너지를 계통과 효율적으로 연계하기 위해서는 일정한 DQ파형이 필요하다. 하지만 부하의 변동으로 전류가 작을 경우 노이즈의 영향으로 제어에 어려움을 겪게 된다. 따라서 본 논문에서는 효율적인 전류 제어를 하기 위해 DFT 기법을 사용하여 노이즈를 제거하고 기본파 전류 파형을 추출하여DQ 변환을 수행한다.

최근 환경 문제 및 화석 에너지의 고갈과 맞물려 신재생 에너지를 사용하는 DC 출력형 분산전원 시스템이 증가 일로에 있으며, 이에 따라 교류 급전시스템보다 에너지 변환 효율이 높은 직류 급전 시스템에 대한 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 유지 보수의 용이성을 확보한 Hot Swap 구조형식의 DC 급전용 100[kW]급 분산 제어기반 모듈형 ESS[Energy Storage System의 개발에 관한 것이다. 실제 33[kW]급 모듈 3대로 구성된 100[kW]급 시스템을 제작하여 전압제어 실험, 병렬운전실험 및 Hot Swap 안정성 실험 등을 수행하였다.

Decreasing actual greenhouse gas will be difficult if it is not solved addressed in architectural fields. Zero emission building or zero energy building, maximize the efficiency of energy, which means the building can operate by their own renewable energy facility without any other supplying. To be a zero emission building, a building needs realization of high efficiency low energy consumption, construction of building its own energy production facilities and lastly a power grid connection. According to increasing of DC load about TV, LED lighting, computer, IT in building for living and business, it is expected the save of energy when the system of AC power distribution change into the system of DC power distribution. Renewable energy exists a big different rate produced by outside environment. When electrical power overproduce, it can supply for system. Otherwise, if electrical power produce less, it can receive supply from system. Send and receive power can lead to zero to annual standard. This paper shows the simulation about efficient control of power conversion which is related to DC power distribution of architecture and DC output of renewable energy by using L-type converter.

본 논문에서는 신재생에너지의 에너지 백업용으로 사용되어지는 2MVA BESS(Battery Energy Storage System)의 수냉형 PCU(Power Conditioning Unit)을 설계하고 3D 모델링 및 열해석을 통해 열적 안정성을 확인하고 이를 실험으로서 검증한다.

신재생 에너지원인 풍력과 태양광등 대체에너지의 확대보급과 풍력발전과 에너지 저장장치와 같은 신재생 에너지원 및 스마트그리드 분야에 적용을 위한 대용량 PCS(Power Conditioning System) 개발에 대해 설명한다. 실외 설치환경 및 장소에 따른 많은 제작, 운영조건에서 벗어 나고자 냉각방식을 수냉형으로 설계하였다.

This paper has represented about the activated scheme the Honam regional wind power industry favorable products. The favorable products are the MW offshore wind system with Outer-rotor type PMSG-6 products, the 3MW offshore wind system with adatation type of west-south sea, and the hybrid generator system with wind turbine technology basis-2 products.

본 논문에서는 PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator)의 가변속-고정피치(Variable-Speed Fixed-Pitch) 풍력발전시스템을 위한 FLC를 기반으로 하는 최대 전력점제어(MPPT) 알고리즘을 제시한다. 최근에는 풍속변화에 대응하여 최대전력을 발생할 수 있는 가변속 풍력발전 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 국내의 지형적 조건에 따른 바람의 영향으로 풍력발전 시스템의 MPPT제어가 반드시 필요하다. 종래의 풍력발전 MPPT 제어는 응답속도 등에 대한 문제점이 나타난다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 파라미터 변동에 강인한 FLC를 기반으로 하는 최대 전력점 제어(MPPT)를 제시한다. 또한 본 논문에서 제시한 알고리즘은 시뮬레이션 결과를 통해 타당성을 입증한다.

본 논문은 풍력발전 시스템을 위한 종래의 HCS MPPT 알고리즘의 문제점을 위한 새로운 방법을 제시한다. 종래의 HCS MPPT 알고리즘은 스텝크기에 따른 효율변화와 바람의 변화 조건에서 잘못된 최대전력점 추종 결과를 나타낸다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 바람이 변화되는 조건에서 최대전력점 추종을 위한 스텝크기를 지능적으로 변화시킨다. 이를 위해 새로운 최대전력점 검출 능력은 바람의 변화조건에 강인하게 동작될 수 있도록 설계한다. 제시한 알고리즘은 시뮬레이션 결과를 통해 타당성을 입증한다.

마이크로그리드는 분산전원 또는 계통의 Sag/Swell 및 단락사고, 지락사고 등으로 인한 정전 발생 시에 사고 지점을 제외한 독립운전이 가능해야 한다. 따라서 사고 발생지점을 신속하게 분리할 수 있는 기술이 필요하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 신속하게 사고지점을 차단하는 고속차단 시스템(TCB :Thyristor Circuit Breaker)을 제안한다. 도통손실이 작고 경제적인 Thyristor를 이용하여 25 [kVA]급 TCB 시스템을 제작하고 사고를 모의하여 사고 발생 시의 TCB 시스템 동작특성에 대해 연구한다.

오늘날 스마트 그리드, 하이브리드 자동차 등에 관한 연구가 활발히 진행됨에 따라 에너지 저장장치에 관한 관심이 높아지고 있다. 그 중 연구가 활발히 진행되어지고 있는 배터리인 Ni-Mh와 Li-polymer의 모델링한 연구에 대하여 시뮬레이션을 하였고 모델링 방법과 성능에 대하여 비교하여 보았다.

인버터의 병렬운전은 인버터간의 특성, 선로임피던스 차이, 각 구성품들의 오차 등으로 인해 적정한 제어가 되지 않는 경우 인버터간의 순환전류가 발생하여 인버터의 무효전력 부담이 증가하여 전체 전력 시스템의 용량을 감소시키게 된다. 본 논문에서는 4병렬 인버터의 병렬제어 알고리즘으로서 전압지령치와 주파수지령치의 regulation 성능이 좋은 동기좌표계 droop 제어기법을 적용한 1.2MW급 연료전지용 EBOP를 제안한다.

독립부하가 존재하는 분산발전시스템에서 FRT 기능을 수행하는 경우, 계통의 이상전압이 인버터의 독립부하에 그대로 걸리게 되는 문제가 있다. 이에 따라 FRT 기능을 준수함과 동시에 독립부하에도 일정한 품질의 전압을 공급할 수 있는 전압보상기법이 제안된 바 있다. 이때 무효전류 주입에 의해 IGBT의 전류정격이 증가되는데 본 논문에서는 인버터의 정격 상승량 분석을 통하여 이에 맞는 스위치를 선정하고 인버터의 모델을 고려한 전압보상기법 제어기 설계 기법을 제안한다.

This paper focuses on study on PWM converter control under unbalanced network condition. Voltage unbalance in a three-phase system causes the performance deterioration by producing 120 Hz voltage ripples in the DC link and 120 Hz ripple in reactive power. To eliminate the ripples, both positive and negative sequence currents should be controlled simultaneously. In this paper four PI controllers on synchronous reference frame is implemented to control D and Q currents in both positive and negative sequence. Positive and negative sequence signal extraction is done using delay signal cancellation method. Simulation results show satisfactory performance in suppressing 120 Hz ripples.

본 논문에서는 고전력 밀도 및 고효율을 목표로 한 MW급 풍력발전용 전력변환장치 시스템을 제안한다. 이 시스템은 스텍을 병렬로 구성하여 시스템의 전체 효율을 높였으며 LCL 필터 및 수냉식 방열 방식을 사용하여 시스템의 사이즈를 줄임으로서 전력밀도를 향상시켰다. 제안된 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 500kW급 스텍 4병렬을 이용하여 MW급 풍력발전 전력변환 장치 시스템을 제작 및 실험하였다.

본 논문에서는 대용량 및 장거리 송전을 위한 풍력발전용 MVDC 전력변환 시스템을 제안한다. 이 시스템은 컨버터, 인버터, DC Link, LC필터로 구성되어 있으며 풍력 발전기에서 발생되는 전압을 컨버터가 동작하여 DC 2000V로 제어한다. 변환된 DC Link의 전압은 인버터에서 AC 380V로 변환하여 계통에 연계된다. 제안된 방식의 타당성 검증하기 위해 500[kW]급 풍력발전용 인버터를 제작 및 실험하였다.

본 논문에서는 세탁기의 DD Moter로 사용되고 있는 BLDCM을 대신하여 세탁기의 부하에 따른 세탁모드와 탈수모드의 특징에 만족시키는 외전형 SRM을 설계하였다. 이와 같은 특징을 고려하여 외전형 SRM의 극 조합으로 12/8, 18/12, 36/24 극에 대해 설계하고 유한요소해석법을 통해 외전형 SRM의 특성을 해석하였다. 본 논문에서는 세탁기용 전동기에 알맞은 구조로 18/12극이 적절한 것으로 평가되었다.

본 논문은 고속블로워 시스템용 2상 4/2 SRM(Switched Reluctance Motor)과 3상 6/2 SRM의 토크 리플 최소화를 위한 가변 공극형 회전자 타입을 제안하고 그에 대한 특성 해석을 수행하였다. 연속적인 토크를 얻기 위하여 정 토크 구간을 확장할 수 있는 형상을 적용하고 고속에서의 리플을 최적화 할 수 있는 가벼 공극형 구조를 제안하였다. 기존에 제안되어진 2상 고속 4/2 SRM의 특성과 제안된 3상 고속 6/2 SRM의 특성을 FEM(Finite Elements Method) 해석을 통하여 비교해봄으로 고속에서의 개선된 토크 리플을 검증하였다.

본 논문에서는 컨트롤러를 부착한 사람의 팔 움직임을 따라 하는 Robot Arm에 대해 기술한다. 구부러짐에 따라 저항값이 다르게 나오는 flexible sensor를 관절마다 부착하여 사람의 팔의 움직임에 따라 만들어진 Data를 Analog Digital Converting과 Digital Filtering을 거쳐 데이터를 안정화 있게 로봇팔로 전송 하도록 설계하였다.

본 논문에서는 전동 휠체어를 이용하여 이동할 때 안전운전을 위한 반 자율 보조 장치를 제안한다. 제안된 전동 휠체어 보조 장치는 장애물 감지를 위한 초음파 센서와 현재 방향과 위치를 확인하기 위한 엔코더를 사용하여 이동시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 설계하였다.

본 논문에서는 건설기계 및 운반기계, 차량의 유압장치(브레이크, 클러치 및 파워 스티어링 시스템)로 널리 사용되어지고 있는 외접기어펌프의 치형을 Involute 기어형식으로 설계하였다. 상용프로그램인 Pumplinx 프로그램을 통해 이 기어를 해석하여 효율 및 성능을 알아보았다.

최근 산업현장에서 작업의 정밀도에 대한 요구가 높아지면서 산업용 로봇의 정밀위치제어에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 정밀 위치제어가 요구되는 산업용 로봇에서 외란은 로봇의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중의 하나이다. 본 논문에서는 다관절 로봇에 사용되는 AC서보 모터의 고강성 정밀 위치제어를 위해 외란 변화에 대한 강인한 제어를 할 수 있는 외란 관측기와 파라메터 변동에 따른 보상 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션과 실험을 통해 외란 변화에 대해 정밀한 위치제어가 가능함을 보였다. 또한, 다관절 로봇의 각 축에 적용되고 있는 AC서보 모터의 PID 제어기와 제안된 알고리즘과의 비교를 통해 부하 변동에 따른 두 제어기의 차이점을 보였다.

최근 고유가 문제와 환경에 대한 관심 증가로 인해 친환경저연비 자동차에 대한 기술 연구가 다양한 분야에서 활발히 진행되고 있다. 이 가운데서도 특히 반도체 및 배터리의 급속한 기술발전으로 자동차용 부품들이 기계식 방식에서 전자식 방식으로 대체되고 있다. 그 중에서 전동식 워터펌프는 엔진의 회전에 연동된 타이밍 벨트로 구동되는 기존의 기계식 펌프와 달리, 펌프부에 전기모터 및 제어기가 결합되어 독립적인 구동능력을 갖추고 있다. 자동차 동력효율을 높이기 위해 내연기관 및 주변 전장장치들의 온도를 주행조건에 따라 제어하여 적정하게 유지시킬 필요가 있으며 이를 위한 자동차 부품으로 전동 워터펌프의 중요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 자동차용 전동워터펌프 제어기 개발을 위하여 브러시리스형 DC모터를 적용하였다. 브러시리스형 DC모터는 고속 및 큰 부하에서 Back EMF 대비 전류의 지상 성분이 발생하여 상전류 증가 및 전체 효율을 떨어뜨린다. 이에 본 연구에서는 Lead Angle의 양을 계산하는 기법을 이용하여 워터펌프에 적용하였다.

본 논문에서는 디지털 방식의 부하분담 및 리던던시를 위하여 고속 CAN통신과 디지털 IO를 조합한 새로운 구조의 통신시스템을 제안한다. 기존 방식에 비해 모듈 고장을 알리는 기능과 고장난 모듈을 통신라인에서 물리적으로 분리하는 기능을 각각 담당한다. 만일 한 모듈이 고장이 발생하면 Watch-Dog1은 마스터에게 그 정보를 전달하고, Watch-Dog2는 이 모듈통신선을 물리적으로 제거한다. 이때 리던던시용 모듈이 투입되고, 마스터는 CAN통신을 통하여 어느 모듈이 고장 났는지를 체크한다. 또한 각 모듈 상태를 파악하기 위해 별도의 제어선을 사용하여 모듈의 고장 상태 및 고장난 모듈의 위치를 정확히 파악함으로서, 효율적이고 고속의 부하분담을 구현하였다. 본 논문에서는 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 중성 입자 빔 장치용 아크 전원장치를 제안하였다. 제안된 아크 전원장치는 저전압, 대전류의 특성을 가지고 있기 때문에 이를 고려하여 전력변환기가 설계되어야 하고, 시스템이 안정성이 보장되어야지만 사용할 수 있다. 따라서 본 시스템에서는 288kW급 아크 전원장치를 설계하고 실험을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 제어기 설계방법을 제안한다. 이 PFC 회로는 저가형 이중변환방식 단상 UPS의 AC-DC 변환부에 사용되고는 있으나, 전압 제어기와 전류 제어기의 설계방법과 입력 역률 보상 및 입력 전류 고조파 억제 성능에 대한 연구결과가 알려지지 않았다. 제안된 방법으로 설계된 제어기들의 제어 성능과 입력 역률 및 입력 전류의 THD를 시뮬레이션을 통해서 검증하였다.

본 논문에서는 단상 이중변환 UPS의 AC-DC 변환부를 위한 단일 스위치 배전압 방식의 단상 PFC 회로의 동작특성에 대해 기술한다. 이 PFC 회로는 적은 개수의 전력용 반도체를 쓰기 때문에 비용 절감에 도움이 된다. 동작 모드에 따른 회로 각부의 전압, 전류 파형과 출력 전압 제어, 입력 역률 보상, 입력 전류 제어의 THD 억제 성능을 시뮬레이션과 실험을 통해 보였다.

환경오염의 의한 지구온난화가 세계적 이슈가 되고 있으며 화석연료의 고갈 등으로 기존의 자동차들이 점점 설 자리를 잃어 가는 게 현재 상황이다. 따라서 화석연료 자동차를 대체해야하는 많은 새로운 형태의 자동차가 제시 되고 있는데 그중에 현재 가장 경쟁력과 경제성을 가진 전기자동차가 대두되고 있는 시점에 이를 충전하기 위한 여러 장치들이 나오고 있다. 그중에 우리는 3상계통 인버터와 고효율 DC-DC 컨버터로 구성 된 충전기를 소개하고자한다.

본 논문은 중, 고용량 통신용 정류기에 적합한 고효율 PFC Topology를 선정하여 특성 및 성능을 비교한다. 선정회로는 Conventional Average Current Mode PFC, Back-To-Back Bridgeless PFC, Semi-Bridgeless PFC, Interleaved PFC 이다. 통신용 1U 표준사이즈의 2kw PFC 정류기 제작 및 시험을 통해 각 Topology의 성능 차이점을 확인한다.

전기자동차의 축전지 관리 시스템(BMS : Battery Management System)의 잔존용량(SOC : State Of Charge)산정에는 Ah 측정법, 비중측정법, 전압측정법 등이 있다. 기존 전압 측정법의 경우 측정 전압을 프로세서에서 직접 처리하기 때문에 축전지의 미세한 전압 변화를 측정하지 못하여 잔존 용량 산정시 세밀한 계산에 어려움이 따른다. 본 논문에서는 축전지의 전압 측정 시 프로세서 전단에 전압의 부분 증폭회로를 추가하여 축전지의 미세한 전압변화를 증폭하여 측정하는 방법을 제안 하였다. 니켈수소전지를 대상으로 실험한 결과 충전 중 기존 전압측정법은 1.431V, 1.436V, 1.441V가 측정 되었을 때의 잔존 용량은 84%로 일정하였다. 같은 전압변화에서 부분증폭회로를 적용한 충전전압은 1.4297V, 1.4303V ~ 1.4352V, 1.4358V로 측정 되었으며, 그에 따른 잔존용량은 84% ~ 85%로 기존 전압 측정법 보다 약 9 ~ 10배 정도 세밀하게 측정 되었다. 제안한 방법을 통한 실험으로 제안된 방법이 기존 전압 측정법보다 세밀한 전압 측정 및 SOC산정이 가능함을 확인 하였다.

최근 전기자동차와 신재생에너지 발전 시스템의 전기 저장장치로 고용량 2차 전지의 개발 및 상용화가 활발히 이루어지고 있으며, 기술 연구 또한 꾸준히 진행되고 있다. 배터리에 대한 활용도가 높아지면서 배터리의 성능평가에 대한 관심도 높아지고 있다. 본 논문에서는 LabVIEW를 이용하여 배터리 자동 충 방전 제어 테스트 장치를 구축하여, 원격제어 및 실시간 모니터링을 통해 데이터 분석 및 저장이 가능하며, 다양한 배터리의 성능평가를 설정 값 변경으로 손쉽게 평가 할 수 있도록 장치를 개발 하였다.

인 휠 모터를 이용하여 구동되는 전기차량은 각 모터의 동기 제어가 요구된다. 기존의 마이크로컨트롤러는 구동시킬 수 있는 모터의 개수가 제한되어 인 휠 모터를 이용하여 구동되는 전기차량과 같은 다축 제어 시스템에 적용하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용하여 4축 동기 SVPWM 기법을 구현하였으며, 시뮬레이션을 통하여 성능을 확인하였다.

유도가열의 경우 고효율, 자동화, 에너지절약, 적정온도제어 등을 하기 때문에 작업환경의 개선 및 접근성에 대한 많은 이점이 있어 널리 이용되고 있다. 최근 공진특성을 이용한 고효율화를 이룬 전력변환기에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 공진을 이용한 유도가열의 경우 인덕턴스와 커패시턴스의 공진점을 추출해야하는데 작업자의 환경이나 코일의 재질 등이 균일하지 않으므로 매번 공진점을 추종해야하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 자동으로 공진점을 추적하는 알고리즘을 제안하였고 실험을 통하여 이를 검증하였다.

본 논문에서는 팬 구동용 저가형 단상 BLDC 모터 설계 및 드라이버 회로를 제안 하였다. 제안한 모터 및 드라이버의 시제품을 제작 하여 기존의 팬 구동용 3상 BLDC 모터 및 드라이버 대비 효율, 소음, 가격적인 측면을 비교 수행 하였다. 비교 결과 가격적인 측면에서 20% 정도의 절감효과를 얻음으로서 본 논문에서 제안한 단상 BLDC 모터 및 드라이버의 유용성을 확인하였다.

영구자석 동기 전동기의 센서리스 구동에 있어서 위치와 속도를 정확히 추정하는 것이 중요하다. 정확한 위치와 속도의 추정을 위해서는 정확한 모터 파라미터가 필요한데, 특히나 magnetic saturation에 의한 q-축 인덕턴스의 영향이 가장 크기 때문에 이 논문에서는 매입형 영구자석 동기 전동기(IPMSM)의 센서리스 구동을 위한 q축 인덕턴스 추정에 대한 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 나타내었다.

In this paper, position control method using improved sliding mode controller for SPMSM in elevator system is proposed. Since the improved sliding mode controller has a feature following prescribed sliding trajectory, it is robust in parameter fluctuation and able to minimize the over shoot. The controller is judged sutiable for the drive system of elevators on the basis of PSIM simulations.

본 논문에서는 전기자동차용 완속충전기의 DC 링크단에 전해콘덴서를 제거하고 이를 필름콘덴서로 대체하고 그 용량도 최소화 하는 방법을 제안한다. 추가적인 하드웨어의 변경없이 제어알고리즘의 개선을 통해서 이를 실현하는 방법을 제안한다. 3kW급 차량용 충전기를 제작하고 시험을 통해 논문의 우수성을 증명한다.

본 논문에서는 DC-DC 컨버터의 설계 및 해석 방법을 PSpice와 Simulink를 이용한 Co-Simulation방법으로 제안하였다. 일반적인 회로 및 제어기 설계방식은 회로와 제어기를 각각 설계하여 시제품으로 측정하는 방법과 이상적인 모델을 이용하여 시뮬레이션 하는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 상용 소자모델로 구성된 컨버터를 PSpice로 설계하였고, Simulink에서 PSpice Solver를 이용하여 시뮬레이션 함으로써 일반적인 설계 방식보다 높은 신뢰성을 가진 시뮬레이션 방법을 제안한다.