The applicability of TDR technique that can detect cable fault type and position was confirmed by the tests.

TDR(Time Domain Reflectometry) technology can detect cable fault type and location. This paper is to evaluate the performance of the cable TDR device. Therefore, this paper describe methods and elements of tests.

In this paper, we classified the work for electrical safety and reviewed the performance measurement methods. In addition, we developed an electrical safety indicators and index.

This study has looked into ways to cut the power supply by predicting electrical fire that may occur in low-voltage cable, which is most frequently used in industrial settings and households. In addition, we have designed a system that cuts off electricity to prevent the fire upon occurrence of events that may cause electrical fire, including short circuit, tracking and contact failure. A lot of previous researches have designed arc suppressors built in analog circuit, which left much to be desired such as difficulty in remote control and inability to identify the location of arc suppressor when it is activated. To address these issues, the study seeks to develop an arc suppressor using micom and to verify its performance through simulations designed to detect arc faults.

This study has conducted a computational analysis to find out about characteristics of heat flow emitted from power lines when the sectional form of electric power tunnel that adopts forced ventilation is shaped like a rectangular, arch or horseshoe. The result of analysis shows that the temperature in the vicinity of the power line peaked at $70^{\circ}C$ when the sectional form is a rectangular, which indicates it is less affected by ventilation than the form of an arch or horseshoe.

According to 2014 fire statistical yearbook in the National Fire Data System, a main cause of fire is electrical fire except carelessness fire. Joint/contact badness is the one of the main cause of electrical fire. Furthermore, power relays which are used in electric panel board, motor control center and automation controller, are main element of automation system in the industry field. Overload, voltage unbalance and open-phase due to joint/contact badness of terminal make electric accidents or electrical fires. In order to prevent joint/contact badness of terminal, this paper proposes a sensing circuit of chattering, tracking, arc current, voltage unbalance and open-phase etc. Some experimental tests of the proposed apparatus confirm practicality and validity of the theoretical results.

본 논문에서는 자이레이터를 사용하여 자기유도 전력전달시스템(IPTS)의 보상 회로를 해석하는 방식을 제안한다. 보상회로를 주로 구성하는 갖가지 공진 회로와 유도 결합 코일이 자이레이터의 특성을 가지고 있음을 보인다. 그러므로, 자이레이터의 바람직한 특성들을 보상 회로의 전원-로드 이득, 전원의 역률 등을 해석하는데 사용할 수 있음을 보인다. 제안된 해석 방식은 적용이 간편하고 서로 다른 보상 회로에도 동일한 형태로 적용된다는 장점이 있다.

본 논문은 동작 주파수에 따른 임피던스 분석을 통해 무선 전력 전송 컨버터의 최적 설계 방법을 제안한다. 기존의 무선 전력 전송에는 크게 4가지의 토폴로지가 있는데 본 논문은 SS 토폴로지에 대한 최적 설계 방법을 제시한다. 무선 전력 전송이 가지는 근본적인 특징인 코일 간의 낮은 커플링 계수로 인해 컨버터 설계 시 많은 제약 사항들을 고려해야 한다. 일반적인 변압기와 달리 코일 간의 커플링 계수가 0.2 안팎이므로 충분한 자화 인덕턴스를 가지기 위해서는 코일의 턴 수를 늘리는 방안이 있으나 턴 수에 따라 코일 저항이 늘어나, 도통 손실이 증가하는 문제가 있다. 또한 낮은 자화 인덕턴스는 높은 자화전류에 의한 컨버터의 1차 측 전류의 상승을 야기하며, 도통손실을 증가시킨다. 따라서 본 논문에서는 무선 전력 전송용 컨버터의 최적 설계를 임피던스 변화의 관점에서 수학적인 분석을 통해 제안하고, 그에 따른 시뮬레이션으로 검증하고자 한다.

플라이백 컨버터에서 발생하는 EMI 공통모드 잡음은, 스위치 turn-off에서 1차 측 누설 인덕턴스로 인한 기생 진동과 turn-on에서 발생하는 2차 측 출력회로의 기생 진동으로 구성된다. 차동모드 잡음은 직류전원의 스위칭 전류로 인한 전압 강하 성분으로 나타나며 직류전원 임피이던스에 비례하여 증가한다. 1차 측 기생진동은 느린 속도의 일반 다이오드와 직렬저항 삽입으로, 2차 측기생진동은 정류 다이오드의 RC 스너버로 감소 시킨다. 누설 인덕턴스가 큰 UU코어 EMI 필터가 잡음 감소에 유효함을 보인다.

본 논문에서는 하나의 입력으로 강압과 승압된 두 개의 출력을 가지는 승 강압 겸용 DC-to-DC 컨버터를 제안한다. 승압 출력이 가능한 컨버터는 기존의 부스트 컨버터와 동일한 구조이고, 강압 출력이 가능한 컨버터는 배터리의 직 병렬 가변 결합을 이용한다. 강압출력이 가능한 컨버터 동작에서 배터리는 강압 출력의 입력원이 되어 기존의 벅컨버터보다 2배 이상 강압 가능한 장점이 있다. 본 논문은 제안하는 승 강압 겸용 DC-to-DC 컨버터의 구조 및 동작 모드에 따른 이론적 분석을 시행하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

최근 전 세계적으로 강화되고 있는 환경규제와 고유가 문제에 대응 하기 위해 자동차 산업은 내연기관에서 전기시스템으로 기술적 패러다임이 변하고 있다. 본 논문에서는 인버터와 SRT방식의 양방향 DC/DC컨버터를 이용한 V2G를 위한 새로운 양방향 OBC Topology를 제안한다. 분산전력망 사업 상용화시 적시 적용 가능한 높은 효율의 양방향 OBC Topology를 개발하고 배터리 전력을 입력원으로 분산형 전력공급 장치에서 요구하는 품질을 만족하는 전력 생산을 위한 단상 인버터 제어 기술을 제안한다. 또 한 디지털제어기를 통해 주파수 제어 및 정 전류, 정 전압 제어 기법을 사용하여 양방향 전력전송을 제어하며 역방향 전송시 Voltage-doubler형태로 변경하여 역방향 동작을 가능케 하는 방식을 제안한다.

무선 전력 전송 방법은 자기장을 이용하는 인덕티브 커플링 방식과 자기 공진 방식, 그리고 전기장을 이용하는 커패시티브 커플링 방식으로 나눌 수 있다. 커패시티브 커플링 무선 전력 전송 방식은 인체에 대한 영향성이 없고, 전자기파 방해가 없다는 큰 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 커패시티브 커플링 무선 전력 전송에서 물리적으로 만들어진 커패시턴스를 크게 얻기 위하여 유리 유전체를 사용하고 동작 주파수를 매우 높게 하여 커패시턴스의 임피던스를 작게 보이도록 하게 하였다. 또한 좀 더 높은 입출력 전압비를 얻고, MOSFET의 스위칭 손실을 최소화 하기 위하여 커패시티브 커플링 무선 전력 전송에 적합한 MHz LLC 공진형 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 모바일 기기 충전을 위한 4.2W 시스템을 구성하여 검증하였다.

본 연구는 배터리 전력저장장치를 위한 새로운 양방향 컨버터에 대한 기술이다. 제안된 기술은 절연형 토플로지로 10배 이상의 높은 승/강압비, soft-switching 기능으로 대용량/저전압 배터리를 구성할 수 있다. 기존에 사용되던 DAB(Dual Active Bridge)의 단점은 배터리 충/방전 전류가 정전류(Constant Current)가 아닌 +/-가 반복되는 양방향의 불연속적인 파형이라는 것이다. 이것은 배터리 충/방전 제어명령이 정전류 형태의 상수 값이라는 것을 고려하면 그대로 사용하기에는 문제가 될 수 있다. 그러므로 Current-source type의 변형된 DAB 토플로지를 사용하여 전류원 형태의 정전류 제어가 가능하다는 것이 장점이 된다. 제안된 기술의 검증을 위해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 입증하였다.

본 논문은 FAC (Forward converter Active Clamp) 회로를 통해 변압기 자화인덕턴스에 저장된 에너지를 셀 밸런싱에 재사용하는 Active Clamp Forward converter 기반 셀 밸런싱 회로를 제안한다. 제안 회로는 클램프 커패시터의 충전 균형으로 스위치를 전압 스파이크로부터 보호하고 전력손실을 초래할 수 있는 변압기의 자기포화를 방지할 수 있다. 제안한 셀 밸런싱 회로는 RCD 포워드 셀 밸런싱 컨버터 보다 더 높은 전력 전달 효율과 낮은 전압 스트레스를 갖는다. 제안한 액티브 셀 밸런싱 회로는 동시에 모든 셀이 균등화 되도록 작동하므로, 셀밸런싱 시간이 짧다. 본 논문에서는 제안 회로의 배터리 상태에 따른 제어모드를 설명하고 회로의 타당성 검증을 위해 Powersim 사(社)의 Psim 시뮬레이션 연구를 수행하였다.

본 논문에서는 넓은 전압 변동을 가지는 에너지 저장장치의 효율을 높이기 위한 새로운 스위칭 기법을 제안한다. 배터리 입출력 전류리플을 줄이기 위하여 3상 인터리브드 방식을 사용하였다. 중부하시 배터리 전압 크기와 부하 변동에 따라 주파수를 가변하여 출력 전력을 제어한다. 그리고 경부하시 스위칭 주파수를 고정하고 듀티를 제어하여 출력 전력을 제어한다. 제안하는 스위칭 기법을 적용한 시스템의 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 3상 인터리브드 양방향 DC - DC 컨버터의 상제어 스위칭 기법을 제안하였다. 부하 변동에 따라 2상 또는 3상 인터리빙이 되도록 하여 소프트 스위칭은 물론 배터리 충방 전 전류에 포함된 전류 리플의 크기도 최소화하는 효과가 있다. 3[kW] 시스템에 대하여 전류 임계모드가 되도록 하는 인덕턴스 값을 유도하였으며 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식의 타당성을 입증하였다.

산업용 인버터에서 출력전압은 소자의 전압강하와 데드타임에 의해 왜곡이 발생되며, 이로 인해 출력 전류의 품질을 저하시키고 전동기 축 토크의 진동을 유발한다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는 출력전류에 따라 출력전압을 보상하여야 한다. 하지만 임의의 스위칭 주파수에서 측정된 전압왜곡량으로 보상량을 결정할 경우, 스위칭 주파수가 변경되면 전압 왜곡이 커지게 된다. 따라서, 소자의 전압강하와 데드타임에 의한 전압 왜곡은 스위칭 주파수에 따라 적절히 변경되어야 한다. 본 연구에서는 인버터 전력소자의 전압강하량과 데드타임량을 개별 측정하여 보상하는 방법을 제시하였고, 그 유효성을 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 보조회로 및 양방향 컨버터를 추가한 H-bridge 모듈 3개를 직렬 결합하여 7레벨과 27레벨의 선택적 출력전압 생성이 가능한 멀티레벨 인버터 구조를 제안한다. 제안된 회로의 입력전압원 크기는 서로 동일하며, 최초 7레벨의 출력전압을 생성하다가 양질의 출력전압을 필요로 할 경우 27레벨의 출력전압을 생성할 수 있으며, 7레벨 및 27레벨 출력전압에 대한 동작 특성을 해석하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 3-레벨 인버터의 공통 모드 전압 변동 제거의 목적으로 사용되는 MVPWM(Medium Vector PWM의 과변조 특성을 분석한다. MVPWM의 과변조 특성은 다음과 같다. 1) 과변조 상태에서도 동일한 공통모드전압을 갖는 7개의 벡터만 선택한다. 2) 진폭변조지수를 증가시킬 때 선형영역에서 비선형영역으로의 천이가 연속적이다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 MVPWM의 위와 같은 과변조 특성을 밝힌다.

본 논문에서는 무게중심좌표계에 의한 공간벡터 PWM의 간단한 구현방법을 제안한다. 무게중심좌표계를 사용하면 듀티비를 계산할 때 SIN, COS의 함수계산없이 단순한 사칙연산만을 사용하고 기준벡터가 속한 섹터에 따라 서로 다른 듀티비를 정하는 식을 유도할 필요가 없으며 듀티비가 어떻게 정해지는지에 대한 직관적인 이해를 할 수 있다. 본 논문에서는 무게중심 좌표계에서 공간벡터 PWM의 듀티비를 정하는 원리에 대하여 설명한다.

본 논문에서는 낮은 암단락 시간으로 높은 직류전압 증폭율을 얻기 위하여, 기존의 QZSI에서 직류전원을 임피던스 네트워크 내로 이동시키면서 스위칭소자를 1개 더 사용한 변형 스위치 QZSI 회로를 제시하였다. 이 변형 스위치 QZSI에 대한 동작 해석과 함께 기존 QZSI과 성능을 비교하고, 32비트 DSP를 사용한 실험을 통하여 제시한 회로의 성능을 확인한다.

Piezoelectric elements are one of good candidates able to replace motors in various electronics devices. It is slim and compact and low power consumption compare to motors. Linear regulator or class-D amplifier are generally used for piezoelectric element driver, however, suffers from severe power consumption. In this paper, electrical modeling of piezoelectric element will be presented and switching losses on the driver due to the parasitic capacitance will be analyzed. And new ZVS full bridge converter with an inductor will be proposed so as to reduce the power losses.

분산전원을 계통에 연계하여 운용하는 경우 계통연계 인버터가 사용되며 계통에 주입되는 유효전력과 무효전력의 크기를 조절하기 위해 인버터의 출력전류를 제어하게 된다. 그러나 계통전압이 불평형 상태이거나 계통 임피던스에 변동이 있을 경우 계통연계 인버터의 출력전류 제어 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 계통전압의 불평형 상태와 계통 임피던스 변동에 강인한 계통연계 인버터의 새로운 전류제어 기법을 제안한다. 제안된 기법은 외란관측기 기반 제어기를 사용하여 계통전압의 불평형 혹은 계통 임피던스 변화와 같은 외란의 영향을 보상한다. 제안된 기법의 강인성과 성능이 시뮬레이션을 통해 입증된다.

A new simple and effective scheme to improve power quality for a grid-connected inverter in distributed generation systems under distorted grid voltages will be presented. The proposed scheme is constructed with two controllers to regulate fundamental and harmonic components separately. In order to accomplish the proposed control scheme, the fourth order band pass filter is used to extract harmonic components from distorted gird voltages. Then, the undesired harmonic components are excellently suppressed by proportional decoupling controller. Experimental results are presented to verify the simplicity and effectiveness of proposed scheme.

최근 화석연료의 고갈 및 이산화탄소의 증가로 인한 신재생에너지의 필요성이 대두되고 있다. 태양광에너지와 풍력에너지는 신재생에너지 발전 중에서 대부분을 차지하고 있으며, 이러한 에너지를 필요한 형태인 전기에너지로 변환하기 위해서는 인버터가 필수적이다. 인버터의 PWM 기법은 지난 수년간 인버터의 핵심요소로써 많은 연구가 진행되어 왔다. 이러한 다양한 PWM 기법의 선택에 따라 인버터의 특성 및 성능이 달라진다. 본 논문에서는 인버터의 특성을 개선하기 위해 새로운 가변주파수 변조기법을 제안한다. 제안된 방법은 기존방식에 비해 스위칭 횟수를 줄임으로서 스위칭 손실을 줄이고 효율을 향상 시킬 수 있다. 제안된 방식은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 풀 브리지 단상인버터에 적용하여 타당성을 검증하였다.

대용량 분산 발전원이 증가하면서 이러한 대용량 분산 발전을 효율적으로 운전하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 NPC와 T-type 인버터의 중성점 전압제어와, DSVPWMx(Discontinuous Space Vector Pulse Width Modulation) 방식을 적용하여 두 개의 멀티레벨 인버터에서 발생하는 효율과 제어방식의 차이를 시뮬레이션 하였다.

본 논문에서는 3-Level NPC(Neutral Point Clamped) 인버터에서 ZDPWM(Zero Dead Time Pulse Width Modulation) 기법에 대해서 제안한다. 3-Level NPC 인버터에서 기존 PWM 기법은 각 스위치는 서로 상보적인 동작을 수행하고, 반도체 스위칭 소자 특성상 Rise Time과 Fall Time의 시간차이로 인하여 단락사고를 방지하기 위해 스위칭 신호의 Rising Edge에 데드타임을 인가하여 단락을 방지한다. 그러나 이러한 데드타임은 지령 스위칭 신호와 실제 스위칭 신호의 오차로 인하여 출력 전압 및 전류에 왜곡이 발생하고, 이러한 왜곡으로 인하여 시스템의 오작동 및 직류링크단 전압의 불평형의 원인이 된다. 제안하는 PWM기법은 지령전압과 출력전류의 위상에 따라 영역을 나눈 후 전류의 방향에 따라 옵셋 전압을 생성하여 새로운 지령전압을 만들어 각 스위치에 스위칭 신호를 인가한다. 제안한 기법에 타당성을 증명하기 위해 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 단상 UPS 모듈을 직렬로 연결 시 모듈간의 위상을 동기화하는 제어 알고리즘을 제안한다. 단상 직렬 모듈 UPS 시스템을 구성할 때, 각 모듈의 위상이 동기화 되어 있지 않는다면 직렬 연결된 출력단을 통해 부하에 불안정한 전력을 공급하게 된다. 따라서 직렬 구성으로 각 모듈의 출력전압 위상을 동기화하여 안정적인 출력전압 제어가 필요하다. 기존에는 CAN통신을 이용했지만 본 논문에서는, Master, Slave 모듈의 PLL 기법을 이용한 순차적인 제어를 통해 위상을 동기화시킬 수 있는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 제어 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

The control of IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) for electric vehicle is important to track torque reference depended on accelerator. This paper executes IPMSM control applied the predictive current control which has good dynamic characteristic and, compare PI control with predictive current control to verify dynamic characteristic through simulation.

본 논문에서는 GaN FET을 적용한 단상 SPWM 인버터의 스위칭 주파수에 따른 효율 분석 결과를 제시한다. IGBT와 GaN FET의 특성을 상세히 분석하고, 각 스위치에 대해 스위칭 주파수를 10 - 100kHz로 Sweep한 경우의 이론분석 및 PSIM thermal module을 이용한 시뮬레이션을 수행한다. 이를 통해 인버터에 GaN FET적용 시 고효율 및 고전력 밀도 획득 가능성을 제시한다.

본 논문에서는 멀티모듈 단상 UPS(Uninterruptible Power Supply) 시스템의 예측 제어기법을 제안한다. 제안한 예측 제어기법은 단상 UPS의 수학적 모델링을 통해 설계되었으며, 전류 예측제어를 통해 모드 절환 시 동특성을 향상시켰다. 제안하는 예측 제어기법은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

100년전 토마스 에디슨이 주장한 직류 전력 전송 방식인 DC 송전은 AC 송전보다 장거리 송전 시 손실이 적고 안정도가 좋다. 또한 다른 주파수를 가진 두 지역을 연계하여 전력을 전송 할 수있으며 전력 조류를 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나, AC와 DC전력간의 변환 장치를 필요로 하여 설비 구축 비용이 비싸다는 점과 고도의 제어기술 및 검증 기술이 요구된다는 단점은 이제 굳이 논할 필요도 없는 사실이다. 이에 수년전부터 국내에서도 손실이 적고 안정도가 좋다는 장점이 지속적으로 부각되고 있으며 친 환경 발전 및 스마트 그리드의 호황 속에 DC 송전 기술의 필요성은 차세대 기술로 각광받으며 DC 고압 직류 방식인 HVDC (High Voltage Direct Current, 이하 HVDC)에 대한 연구 및 사업이 시작되었다. 그러나, HVDC 시스템의 손실 측정은 계산으로 인해 이루어지고 있으며, 이에 대한 실측 방안은 현재 없다. 또한 시스템 설계 시, 고려해야 하는 시스템의 Feasibility 및 신뢰성에서 손실은 중요한 지표 중의 하나이다. 그러나, HVDC 를 개발하고 설치, 운전하여 양도 또는 인수하는 과정에서 손실은 전력 요금과 직결되기 때문에 계산 및 측정에 대한 논란이 있는 실정이다. 계산 및 측정하는 HVDC의 손실은 무부하 손실 및 부하 손실로 구분된다. 본 논문에서는 현재 사용되고 있는 손실 계산 방법을 소개하고 당사에서 측정을 실시한 HVDC 손실 측정 방법에 대해서 소개하고자 한다.

배터리의 랜들 등가회로 모델은 기본적으로, 전달 저항 Rct, 전기 이중층 커패시턴스 Cdl, 내부저항 Ri, 그리고 개방회로전압 Voc의 4가지 파라미터로 구성 된다. 본 논문은 실험에 의해 리튬이온 배터리의 모델링을 위한 기본적 4가지 파라미터를 추출하고 운전조건에 따른 특성을 분석한다. 분석 결과를 이용하여 본 연구자에 의하여 제작된 전기 스쿠터의 SOC(State of Charge)를 추정하는 알고리즘을 제안한다.

H-브릿지 멀티레벨 인버터에서는 계통 전원과의 절연, 각 인버터 Power Cell에 독립된 전원 공급 등의 목적을 위하여 다권선 변압기가 사용된다. 이러한 변압기를 확장 델타 결선 방법의 위상 천이 변압기로 제작할 경우, 멀티레벨 인버터 입력 전류의 고조파 성분을 감쇄시키고 THD를 개선할 수 있다. 본 논문에서는 H-브릿지 멀티레벨 인버터의 확장 델타 변압기를 설계하고, PSIM으로 구성된 시뮬레이션 모델을 사용하여 변압기의 입력단에서 1차단 고조파 성분이 2차단과 비교하여 감쇄되는 것을 확인하도록 한다.

콘센트-플러그는 사용자부하에 전기를 공급하기 위하여 필수적으로 사용하는 전기부품이다. 활선상태인 콘센트-플러그를 임의로 차단할 경우, 교류환경에서는 반주기 마다 전류의 영점이 존재하므로 차단접점에서 발생하는 아크가 자연적으로 소호될 수 있으나 직류환경에서는 개방직전 전류가 영점을 포함하지 않고 일정하기 때문에 그에 따라 발생하는 아크는 교류에 비해 지속적이고 상대적으로 매우 큰 에너지를 방출한다. 교류에서 사용되는 플러그와 콘센트를 그대로 직류에서 사용 할 경우, 접속이 끊어 질 때 매우 큰 아크전류가 발생하여 플러그와 콘센트의 전극이 녹아서 붙는 융착 사고가 빈번히 발생한다. 본 논문은 콘센트-플러그의 융착 사고를 예방하기 위해 전극의 초기-후기접점 기법을 제안한다. 이를 구현하기 위한 기초적인 연구로서 초기-후기접점 저항을 2단계로 구분하여 접속 및 차단 시 중간단계의 접촉저항을 통하여 부하전류가 단계적으로 바뀔 수 있도록 함으로써 최종 차단 아크전류를 감소시키는 방법을 제안하고 실험을 통하여 성능을 분석하고 설계방법을 제시한다.

본 논문은 직류와 교류 감전 조건에서 적용 가능한 통합 인체 임피던스 모델을 제시한다. 인체보호기술에 관련한 IEC 60479 인체 감전의 생리학적 현상에 제시되어 있는 직류에서의 인체감전 현상에 대하여 실험적으로 분석하고, 이를 기반으로 도출된 직류와 교류환경에서의 등가회로는 상반된 결과를 보였다. 따라서 직류 감전환경에 대해 좀 더 세밀한 모델링이 이루어져야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 직류와 교류에서 모두 적용 가능한 통합 인체 임피던스 모델을 제시하고 제시하는 모델의 전기적 등가회로에 대한 타당성 검증을 위해 PSIM 시뮬레이션을 수행하였다.

멀티레벨 인버터에 널리 사용되는 Phase Shifted PWM은 셀 간의 동일한 전력 분배가 가능하나 각 셀 carrier의 위상차이로 인해 무부하 운전시 특정 셀에 회생이 발생하고, 지령 전압과 실제 전압의 위상차가 발생하는 단점이 있다. Level Shifted PWM을 통해 이와 같은 단점을 보완할 수 있으나, 각 셀의 스위칭 패턴이 모두 달라 전력 분배가 동일하게 이루어 지지 않는 문제가 있다. 본 논문에서는 기존의 Level Shifted PWM 방법을 개선하여 각 셀의 스위칭 패턴을 순환시켜 셀 간 동일한 전력분배가 이루어지도록 하였고, 시뮬레이션을 통해 이를 검증하였다.

차세대 고속철도 기술개발 사업을 통해 개발된 통합차상신호 시스템은 국내에서 운영중인 세가지 신호시스템인 ATP, ATC, ATS의 신호를 모두 처리하면서 열차 운행의 중단 없이 열차 운행구간을 이동하게 된다. 현재 통합차상신호시스템의 신뢰성과 안정성 확인을 위해 차세대 고속철도 시제차인 HEMU-430X에 탑재하여 시운전을 진행중에 있는데, 시운전이 여객열차의 영업운전 사이에 진행되기 때문에 다양한 실험과 검증에 많은 제약이 따른다. 이러한 제약 사항을 해결하고 다양한 실험과 개선 활동을 위해 통합차상신호시스템을 실험실내에서 테스트할 수 있는 통합차상신호시스템용 시뮬레이터의 개발이 필요하게 되었고, 본 논문에서는 통합차상신호시스템용 시뮬레이터 개발에 관한 내용을 다룬다.

본 논문에서는 무효전력 오차를 야기하는 유도성-저항성 복합성의 불평형 임피던스 선로 하에서 가상 인덕터와 가상 저항을 사용한 드룹 제어 기반의 병렬형 인버터 시스템에 관해 다루고 있다. 여기서 무효 전력 분담 에러는 각 선로 임피던스의 전압 강하를 고려함에 따라 개선 가능하다. 그러나 병렬형 인버터 시스템이 고전류, 고용량일 경우 지령 출력 전압 크기는 정격 전압 크기에 미치지 못하게 되며 이는 가상 인덕터 및 저항값과 출력 전류의 곱을 통한 가상 임피던스의 전압강하 산출법에 기인한다. 이러한 이유로 본 논문에서는 기존의 드룹 방식에 선로 임피던스 전압 강하 뿐만 아니라 가상 임피던스의 전압 강하도 추가되었고 이를 통해 병렬형 인버터의 전압 출력이 정격 출력값의 범위 안에서 구동하도록 하였다. 가상 인덕터와 가상 저항의 적용법에 대한 비교에 기반을 둔 제안된 드룹 방식은 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증되었다.

본 논문은 디젤발전기, 태양광, 에너지 저장장치로 구성 된 마이크로 그리드 시스템에서의 효율적인 운전 제어 전략을 제안한다. BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)맵을 기반으로 디젤발전기의 운전을 최적지점에서 일정하게 운전을 하고 부하의 변화는 에너지 저장장치의 충/방전으로 보상한다. 또한 에너지 저장장치의 안정적인 운전을 위해 에너지 저장장치의 SOC(State Of Charge)를 고려한 제어전략을 사용한다. SOC가 일정 범위를 벗어나게 되면 에너지 저장장치가 부하의 변동에 충분히 보상해주지 못하는 경우가 발생하기 때문에 이를 고려해 운전함으로써 부하에 신뢰성 있는 안정적인 전원을 공급할 수 있게 한다. 제안된 마이크로 그리드 운전 제어 전략은 PSiM 시뮬레이션을 통해 검증되었다.

시중의 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동으로 인하여 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동 시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 그리고 기존에 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 또한 좀 더 실제 리타더와 가깝게 재현하기 위하여 유도발전기 모델로 변경하여 시뮬레이션을 진행하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 끝으로 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다.

포항가속기 연구소에서 4세대 전자를 가속시키기 위하여 RF 공급원으로 사용하는 펄스 모듈레이터의 펄스전압 안정도는 50ppm 이하의 고전압이 요구된다. 200 MW 모듈레이터에 공급하기 위하여 개발된 고전압 CCPS사양은 50 kV, 120 kJ/sec, 2400mA, 20ppm이하이다. XFEL용 모듈레이터는 고정밀 고전압 CCPS를 적용하여 운전하였으며 모듈레이터 사양은 400kV, 500A, 8us, 60Hz, beam voltage stability 0.005(%)이다. 본 논문에서는 개발한 고정밀 고전압 CCPS를 사용하여 시험한 모듈레이터의 시험 결과에 대하여 발표하고자 한다.

본 논문은 다양한 전력전자 시뮬레이션 툴을 사용하여, 여러 환경에서의 결과 값을 비교하였다. 각 시뮬레이션 툴의 결과 값을 통해 보다 효율적인 시뮬레이션 방식을 제안한다. 사용된 모델은 5kW급의 출력전력인 스위스 정류기(Swiss Rectifier) 이며, 각기 다른 시뮬레이션 툴인 PLECS, PLECS Blockset, Simulink, PSIM을 이용해 검증하였다. 제안된 방법을 통해 각 시뮬레이션 툴의 장점과 성능을 입증하고자 한다.

최근 자동차 조명시장에서 LED를 이용한 헤드램프 개발이 빠르게 이루어지고 있다. LED 헤드램프는 기존의 할로겐 앰프와 다르게 에너지 효율이 높으며, 헤드램프뿐만 아니라 차량 내부에 다양하게 활용이 가능하다는 장점을 갖는다. 현재 차량에 적용되어 있는 LED 헤드램프 대부분은 SEPIC을 이용한 LED전류제어를 한다. 이러한 경우 헤드램프의 효율은 SEPIC에 의해 대부분 결정이 되며, 부수적인 기능추가를 위해서는 보조 ECU가 추가적으로 필요하다. 따라서 본 논문에서는 차량용 헤드램프를 위한 DC/DC컨버터를 제안하고, 이에 대해 검증한다.

본 논문에서는 왜곡된 전원 전압과 주파수 변동 하에서도 입력 전류를 정현적으로 제어하도록 하는 단상 PWM 컨버터의 동기좌표계 전류 제어 기법을 제안한다. 왜곡된 전원 전압은 PWM 컨버터 제어를 위한 제어 위상각을 왜곡시켜 입력 전류에 고조파를 발생시키며, 전원 주파수의 변동 역시 입력 전류의 제어 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 위상각의 왜곡 성분을 이용하여 지령 전류를 보상하고 동기좌표계 PLL (Phase Lock Loop) 제어기의 출력으로부터 주파수 변동분을 검출하여 왜곡된 전원 전압과 주파수하에서도 정현적인 전류 제어가 가능하도록 하였다. 제안된 기법의 유용성은 실험을 통해 확인하였다.

자동차 업계는 전장화 가속화와 강화된 환경규제에 대응하기 위해 자동차의 12[V] 전기시스템과 더불어 48[V] 전기 시스템에 대한 도입을 추진하고 있다. 듀얼 전기시스템을 사용할 경우 소모 전력이 적은 부품에 대해서는 기존의 12[V] 시스템을 유지하고 전력 소모가 큰 전동식 조향장치, 브레이크, 공조 시스템은 48[V] 시스템을 사용함으로써 비용을 최소화하고 연비를 최대 15[%]까지 개선시킬 수 있는 특징을 갖고 있다. 이를 구현하기 위해서는 양방향 DC/DC 컨버터가 필수적이며 대성전기에서는 48V 마일드 하이브리드 시스템을 위한 4-phase 구조의 양방향 DC/DC 컨버터를 개발하였다.

본 논문에서는 연속모드로 동작하는 차지펌프가 적용된 부스트 플라이백 셀 밸런싱 회로의 권선비에 따른 효율을 다룬다. 기존의 플라이백 보다 승압 시 적은 권선비를 사용하기 때문에 효율이 좋은 차지펌프가 적용된 부스트 플라이백 셀 밸런싱 회로에서 권선비에 따른 전력 손실을 예상함으로써 전력 효율을 가장 높게 하는 권선비를 선택 할 수 있다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 82w 하드웨어로 설계를 하여서 검증하였다.

This paper is about the suggestion for the development in the commercialization for 3.6kW Class On-Board charger. It is suggesting non-insulation AC-DC Boost Power Factor correction circuit and insulation DC-DC resonant Converter for circuit design. In addition, Input AC voltage in the power supply is DCM control which can be designed to decrease the inductance for the inductor size to be reduced. DCM controls and Interleaved PFC can be designed to decrease the inductor size increasing the power conversions. Also, using the insulation DC-DC resonant converter, the efficiency can be increased. This system is verified using prototype hardware.

Solar energy has proven to be a potential clean energy source to help offset the large consumption of fossil. Nowadays, many research projects aim to enhance photovoltaic (PV) system performance and functionality. This research focuses on integrating self-monitor capability into dc-dc converters that control PV panels to detect a fault in series-connected PV cells, called hot spotting. A detection method using ac parameter characterization is proposed and its operation is examined through simulation.

본 논문은 1MVA까지 대응구성이 가능한 병렬확장구조를 가진 EES용 PCS의 개발에 관해 기술하고 있다. 시장의 다양한 용량요구에 대응하기 위해 Stack과 필터로 구성된 인버터 Stack 판넬을 설계/구현하였으며 이를 이용하여 1MW까지 병렬구성하여 대응이 가능하다. 높은 시스템 전력밀도와 MTBF, 효율을 구현하였으며 이에 대한 설계 및 시스템 제어, 시뮬레이션 결과에 관해 언급한다.

일반적으로 신재생에너지는 발전과 동시에 전력판매가 이루어지고 있으나, 에너지저장장치(ESS)를 이용하여 기상상태 및 전력수요 그리고 사업장내 수요전력 등을 종합적으로 분석하여 신재생에너지의 충전 및 판매 또는 소내 소비를 최적 관리함으로써 에너지이용률 제고 및 발전수익을 증대하는 신재생 전용 에너지관리시스템 (EMS) 개발에 관한 연구를 소개한다.

신 재생에너지원은 수력 태양광 풍력등 여러 가지가 있으나 보호계전기 정정은 신 재생에너지원의 특성과 관계없이 시행되고 있다. 본 논문에서는 풍력발전기에 대해 기존 시행한 과전류 계전기(50/51)의 Pick-Up, 한시, 순시에 대하여 정정 값을 검토하고 신재생에너지원과 상관없이 동일하게 적용하고 있는 과전류 계전기에 대해 문제가 없는지 분석하고 그 대안을 제안하고자 한다. 본 논문에서 사용된 정정은 송전회사인 한국전력공사의 기준으로 하였으며 실제 설치된 보호계전기의 제작자 특성 곡선을 적용하였다.

최근 에너지 문제가 많은 이슈로 떠으르면서 자연으로부터 에너지를 얻는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지면서 많은 연구가 이루어지고 있다. 그중에서도 파력 발전은 파도의 에너지를 이용해 부이의 움직임을 파력 PCS(Power Conditioning System)가 제어하여 발전을 이루는 방식이다. 파도의 움직임에 따라 부이의 운동이 선형발전기를 통해 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 파도의 모델은 규칙적인 정현파가 아니고 주기나 속도의 움직임이 일정하지 않다는 특성을 가지고 있다. 이러한 파도의 움직임을 잘 모사하는 것이 파력 발전 제어 전략 수립에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 이러한 파도의 움직임을 모사하기 위한 시뮬레이터를 구현하였다. 선형발전기 대신 원형의 영구자석 전동기를 이용해 파도의 움직임을 구현하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

최근 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서 계통 연계시 안정성 유지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 계통의 안정성을 유지하기 위해 각국에서는 계통 연계 규정들을 통해 규제하고 있다. 본 논문은 계통연계형 신재생 에너지 발전 시스템에서 계통 사고 상황시 만족해야하는 LVRT (Low Voltage Ride Through) 규정과 이에 따른 제어 방안에 대한 논문이다. LVRT 규정은 계통 전압 사고시 전압 감소율에 따라서 발전시스템이 계통에 연계되어 있어야하는 조건, trip시킬 조건 및 계통 회복시간등에 대해 규정해 놓았다. 이러한 규정에 따라서 전압 감소율 및 회복 시간에 따라서 무효전류를 공급해주어야 한다. 본 논문에서는 각국의 grid code에 대해 살펴보고 계통사고 상황시 계통연계형 신재생 에너지 발전시스템의 LVRT 제어 방안을 개발하였다. 이 제어 방안은 시뮬레이션을 통해 그 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 3MVA 용량의 풍력발전기와 2.4MVA 용량의 파력발전기로 구성되어 있는 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템 모델을 모의 할 예정이다. 각각의 발전시스템은 발전기, 발전기 컨버터, 전력망 컨버터, 전력망으로 구성되어 있고 시뮬레이션 결과를 통해 각각의 풍력 및 파력발전기에서 전력망의 유효전력과 무효전력을 완전히 독립적으로 제어 할 수 있음에 대하여 살펴 볼 것이다.

태양광 시장의 확대에 따라 다양한 형태의 태양광발전 시스템이 제안되어 운영되고 있으며, 이에 대해 여러 가지 형태의 구조가 제안되고 있다. 본 논문에서는 당사가 개발 완료한 태양광 마이크로인버터의 구조와 특징 및 추가적인 회로개발을 통해 발전효율을 향상할 수 있는 회로에 대해서 소개한다.

태양광 산업의 발전에 따라 계통연계형 태양광인버터의 EMC 관련 문제에 대해 CISPR 11 Ed. 6.0에서 태양광인버터의 DC포트에 대한 전도성 장해 허용기준을 추가로 제정하였고, 30MHz 이하 전도대역에서 20kVA이하, 75kVA이하 및 75kVA 초과하는 용량의 산업용 및 가정용에 대한 기준을 소개한다.

본 논문에서는 기존의 불검출영역(Non Detection Zone; NDZ) 해석보다 수식적으로 더욱 정밀하게 NDZ를 분석한다. 또한, 이런 NDZ를 벗어나게 하는 최소 이득의 Positive-feedback loop를 가지는 새로운 단독운전 방지기법을 설계하고, 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 단독운전 검출 성능을 검증하고 제안하는 기법이 전력품질에 끼치는 영향을 분석한다.

국제 전기기술 위원회(International Electro-technical Commission; IEC)에서는 풍력발전 시스템의 표준화된 전력 안정도 연구에 적합한 전기적 시뮬레이션 모델에 대한 규정 IEC 61400-27을 제정 중에 있다. 본 논문에서는 IEC 61400-27에서 제시하고 있는 풍력터빈의 시뮬레이션 모델을 구현하였으며, 이를 통해 규정에서 제시하고 있는 풍력터빈 시뮬레이션 모델의 저전압 사고시 LVRT 제어전략에 따른 특성을 파형을 통해 나타내었다

본 논문에서는 전류형 HVDC Thyristor Valve 의 연속운전 시험을 위한 개선된 방식의 합성시험회로를 제안한다. 제안하는 방식은 기존의 저전압 대전류원 회로에 단상 풀-브리지 인버터를 적용하여 회로를 간소화 하였고, 이전보다 간단한 방법으로 보조 사이리스터 밸브를 턴-오프 한다. 제안하는 방식에 대한 구간별 동작 원리를 설명하고, 타당성을 검증하기 위해 시뮬레이션 분석과 축소모형 실험을 실시하였다.

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV), 풍력(WT) 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장 장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 한다. 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능하도록 배터리 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하였다.

본 논문에서는 기존의 에너지 세이빙 (Energy-Saving)을 위한 파워 모니터링 (Power Monitering) 기능을 에너지 모니터링 뿐 아니라 최신트렌드에 맞춘 생산효율 증대의 관점에서 확대 적용 가능성을 제안한다.

본 논문에서는 국제 규정에서 요구되는 고전압에 대한 전기적 안전성 확보를 위한 설계 기준 및 배터리 관리 시스템의 절연 설계 방법에 대해서 살펴보았다. 아울러 고전압 안전성 상태를 감시하는 지락파괴 감시기능의 동작 해석에 대한 연구를 진행하였으며, 실험을 통하여 그에 대한 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 유도형 활공 탄약의 방향과 자세 제어를 위한 4축 조종 날개의 위치 제어용 Sensorless BLDC 전동기 구동 시스템을 개발하였다. HILS(Hardware in the loop system)를 이용하여 유도형 탄약의 발사 조건과 비행 환경을 시뮬레이션하면서 비행 시 발생하는 공력 부하를 기구부로 재현하였고 이러한 조건하에서 4축 조종 날개의 위치 제어 특성을 확인함으로써 개발된 구동 시스템의 성능을 검증하였다.

본 논문은 냉장고 컴프레서용 단상유도전동기의 고효율화를 위한 회전자의 알루미늄 충진율 향상에 관한 설계적 기법에 관한 연구이다. 기존의 주조 방식과 제안한 주조 방식을 적용한 회전자의 FEM 해석과 이을 기반으로 하는 실제 회전자를 제작 및 비교 실험을 통하여 제안한 방식의 충진율이 향상된 회전자가 효율이 증가함을 확인함으로써 제안한 방식의 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 PIPO로 구성된 서브머지드 아크 용접시스템의 제어와 7개의 동작모드를 가지는 운용 알고리즘을 제안하였다. 또한, 실제 용접 실험에 제안된 알고리즘을 적용하여 AC 출력과 DC 출력 제어 시의 용융속도와 용적이행에 따른 용접부의 차이를 확인하고자 한다.

차량용 에어컨 시스템은 엔진의 가동(주행 또는 공회전)에 의해 발생되는 에너지를 이용하여 운전자가 원하는 차량 실내온도를 유지시켜주는 장치를 말한다. 이러한 기계식 에어컨 시스템의 작동은 엔진 구동력의 일부를 활용하고 있어 자동차의 연비와 큰 관련성 있다. 때문에 하절기 작업 대기시나 차량 내 야간취침 등이 빈번한 상용차량의 경우 운전자의 운행습관에 따라 연료 소비량이 증가하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 대형 상용차량이 정차중인 무시동 기간에도 일정 온도의 유지가 가능 하도록 전력변환장치가 적용된 에어컨 시스템을 제안하였다.

전기전자 기술발달에 따라 여러 가지 형태의 전기전자 부품이 많이 사용되고 있다. 이러한 전기전자 부품은 트랜지스터, Op Amp 등의 능동소자와 저항, 캐패시터, 리액터 등의 수동소자로 구분할 수 있다. 능동소자의 경우에는 사용용도에 따라 대부분 제조사에서 명확한 사양을 제공하지만, 수동소자의 경우는 명확한 사양을 제공하지 못하는 부품들도 있다. 정격범위를 명확히 제시하지 못하는 소자에 대표적으로 리액터가 있으며, 경우에 따라 정격에 미달하는 수준의 제품도 유통되고 있는 실정이다. 본 논문은 리액터 설계사양에 해당하는 철심의 자속밀도에 대한 실제 제품의 자속밀도포화 여부를 확인할 수 있는 기기의 동작설명과 그 실험결과를 제시한다.

전기추진선박은 디젤엔진과 프로펠러의 회전축이 기계적으로 연결된 기존의 선박과 달리 엔진의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동기 회전을 통해 추진력을 얻는 선박으로서 시추선, 군함, OSV(Offshore Support Vessel)등 높은 조종성능이 요구되는 선종에 주로 적용되고 있다. 이러한 선종은 추진력을 얻는데 가장 큰 전력을 사용하므로 날씨에 따른 전력부하량의 변동이 크다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터로 구성된 전력버퍼모듈을 이용하여 전기추진선박의 효율적인 전력 운용 전략을 제안한다. 추진전동기의 VFD(Variable Frequency Drive)의 직류단을 전력버퍼모듈로 통합하여 각 전동기의 보조전력으로 활용함으로써 부하변동에 빠르게 대응할 수 있으며, 주 전원의 느린 응답성을 보상하여 조종성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 전력버퍼모듈은 시뮬레이션을 통해 그 유용성을 검증하였다.

산업의 발달에 따라 전기에너지의 수요는 급속도로 증가하고 있으나 공급은 수요에 미치지 못하는 실정이다. 이에 따라 우리나라의 경우 겨울과 여름에 전력 Peak가 관찰되고 있고 언론에서는 전력예비율에 대한 내용을 실시간으로 방송하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 전력예비율이 적정선 이하로 내려가는 비상상황 시에 주요부하에 개별적으로 운영되고 있는 UPS의 Battery Bank를 운전시켜 전력계통의 비상상황해소에 적극 동참할 수 있는 신개념의 통신 Gateway device의 설명과 그 동작방법을 제시한다.

본 논문에서는 50kW 디젤발전기를 MATLAB/SIMULINK를 이용해 모델링 하였으며, 독립운전을 통해 배터리에 전력을 공급하는 시스템을 시뮬레이션 하였다. 독립운전에서의 디젤발전기 제어기는 주파수를 제어하는 조속기와 전압을 제어하는 여자기로 구성되어 있으며, 액추에이터와 디젤엔진 등은 응답 속도를 고려한 시정수를 갖는 시지연 함수로써 모델링하였다. 디젤발전기에서 CVCF 제어를 통해 BESS(Battery Energy Storage System)에 전력을 공급할 때, 디젤발전기와 BESS 측의 전압 특성을 분석하였다.

압전 마이크로머신 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric micro-machined ultrasonic transducers)는 DC 바이어스 전압을 인가해야 구동되는 특성을 가지고 있다. 따라서 초음파 트랜스 듀서를 구동하기 위한 전력증폭기는 DC 바이어스 전압이 요구되므로 기존의 전력증폭기에 비해 효율이 매우 낮아지게 된다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 압전 마이크로머신 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 고효율 전력증폭기를 제안한다. 전력증폭기는 AMP부와 전원부로 나뉘며, AMP부는 Class B Amp를 사용하여 높은 증폭 선형성을 갖는다. 전원부는 Amp를 구동하기위한 DC-DC converter가 에너지 회수 동작을 하므로 전력증폭기의 효율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 압전 마이크로머신 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 전력증폭기 회로를 제시하고 시뮬레이션과 실험을 통해 동작 특성을 검증한다.

산업용으로 사용되는 전기흡착식 오일 플러싱 시스템에 코로나 방전층을 형성하기 위해서 10kV이상의 고전압원이 필요하다. 현재 전기흡착식 오일 플러싱 시스템을 위한 고전압원으로 고전압 변압기와 다이오드 정류 방식을 사용되고 있으나 변압기 구동을 저주파로 구동하므로 시스템의 크기 줄이는데 제약이 있다. 이러한 무게와 부피를 저감하기위한 다른 방식으로는 고주파의 하프 브릿지 컨버터와 2차단의 전압 더블러 방식을 채택하는데 이 방식의 경우 앞단의 스파이크성 전류로 인하여 다이오드의 발열 문제가 심각하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 LC 공진형 컨버터를 제안하였으며 컨버터의 설계 또한 제시하였다. 이러한 설계와 제안된 컨버터의 효용성을 검증하기 위해서 최대 출력 150W와 출력전압 15kV의 시작품을 제작하여 실험을 실행하였다.

본 논문에서는 보조 스너버 회로가 없는 고효율의 1단 부스트-플라이백 역률개선 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 높은 역률을 위한 부스트 역률개선 셀과 전기적 절연을 위한 플라이백 DC-DC 모듈로 구성된다. 입력전력의 일부분은 출력단으로 직접 전달되기 때문에 효율이 증가한다. 그리고 누설인덕터의 에너지가 DC링크 캐패시터에 흡수되기 때문에 별도의 스너버 회로가 필요하지 않다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 100[W]하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

This paper proposes a high efficiency wireless power transfer system with an asymmetric 4-coil resonator. It presents a theoretical analysis, an optimal design method, and experimental results. In the proposed asymmetric 4-coil system, the primary side consists of a source coil and two transmitter coils which are called intermediate coils, and in the secondary side, a load coil serves as a receiver coil. In the primary side, two intermediate coils boost the apparent coupling coefficient at around the operating frequency. Because of this double boosting effect, the system with an asymmetric 4-coil resonator has a higher efficiency than the conventional symmetric 4-coil system. The prototype operates at 90 kHz ofswitching frequency and has 200 mm of the power transmission distance between the primary side and the secondary side. An AC-DC overall system efficiency of 96.56% has been achieved at 3.3 kW of output power.

본 논문 에서는 펄스폭 변조 영전류 천이 (PWM-ZCT) 승압형 컨버터에서 보조 회로로 흐르는 전류로 인한 도통 손실을 최소화 할 수 있는 공진 파라미터 최적화 방안을 제시한다. 제안된 해석을 통한 소프트 스위칭 기술 적용 시 추가적으로 발생한 보조 회로의 도통 손실을 최소화할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 해석의 타당성을 입증 하였다.

Recently, it is increased to use the portable device with small size. It is also increasing for demand of a small size adapter. To reduce the size of components, switching frequency has to be increased. But it causes higher switching loss and temperature of components. Especially, the temperature of adapter must be limited because adapter can be easily touched when portable device is being charged. To reduce temperature of adapter, high efficiency is essential. To solve this problem, this paper proposes design of resonance frequency optimization for LLC converter with high efficiency and low temperature of passive components.

본 논문에서는 새로운 양방향 대칭 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 병렬 및 노치 공진탱크를 조합하여 승압 및 강압이 가능하며 다른 공진형 컨버터에 비해 작은 동작주파수 변동으로 넓은 전압범위를 만족할 수 있다. 또한 입력과 출력에서 보이는 공진탱크가 대칭적이기 때문에 전압이득곡선이 동일하며 모드 전환 시 과도상태가 거의 없고, 3차 권선을 통하여 공진 커패시터의 전류정격을 줄일 수 있는 장점이 있다. 3kW급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 고승압비를 갖는 단일스위치 ZCS 병렬 공진 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 단일스위치를 사용하여 구조가 간단하며 병렬 공진회로를 이용하여 고승압이 가능하다. 또한, 별도의 클램프 회로 없이 전 부하영역에서 스위치의 ZCS 턴온 및 턴오프와 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 제안하는 컨버터는 250W 시작품을 제작하여 타당성을 검증하였다.

본 논문은 새로운 단일전력변환 SEPIC(Single-Ended Primary-Inductor Converter)-ZETA 절연형 양방향 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 SEPIC과 ZETA 컨버터가 결합된 구조로 절연을 통해 안정성을 강화했고, DC측 리플 전류가 낮아 에너지 저장장치의 수명을 연장시킨다. 그리고 SEPIC 컨버터 모드(DC/AC)와 ZETA 컨버터 모드(AC/DC)에서의 입출력 전압비가 동일해 양방향 제어 알고리즘이 간단하다. 또한, 기존 two-stage 구성의 양방향 컨버터와 달리 회로가 단순하며, 단일전력변환을 통한 고효율 저비용의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이론적 해석 및 제안한 컨버터의 250W급 시작품을 이용한 실험결과를 통해 컨버터의 우수성 및 성능을 검증한다.

본 논문에서는 고효율 에너지 저장 시스템에 적합한 양방향 단일 전력변환 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 단일 전력변환을 통해 저가격, 고효율 특성을 가지며, 기존 양방향 전력변환 시스템에 비해 소형화되었다. 본 논문에서는 양방향 단일 전력변환 AC-DC 컨버터를 능동 클램프를 가지는 플라이백 컨버터로 구현하였다. 전력 용량과 효율을 높이기 위해 연속전류모드를 채택하였으며, 양방향 전류 제어를 위해 분할 적분 제어기를 이용하였다. 최종적으로 시제품을 제작하여 제안하는 양방향 컨버터의 타당성을 검증하였다.

용접기는 3상 교류 입력을 받아 정류기를 거쳐 DC/DC 컨버터를 통하여 저전압, 대전류의 출력을 이용하여 금속 재료를 용접한다. 기존의 용접기는 대용량 시스템으로 IGBT를 이용하여 주파수가 낮은 범위에서 사용되므로 변압기 등 시스템 크기가 매우 크다. 본 논문에서는 고주파화를 통하여 용접기의 크기를 줄이는 것이 목적으로 용접기의 구성 중 브리지 다이오드로 구성된 간단한 구조인 입력 AC/DC부를 제외한 인버터, 변압기, 정류기, 출력 인덕터를 포함하는 DC/DC 컨버터를 설계하고 실험 검증하였다.

본 논문에서는 가변 스위칭 주파수를 이용하여 단일스위치 이중출력 플라이백 컨버터의 전압조정특성을 향상시키는 방법을 제안한다. 기존의 이중 출력 컨버터에서는 부하의 변화, 누설 인덕턴스나 자화 인덕턴스의 영향 때문에 두 개의 출력전압을 개별적으로 제어하기가 힘들다. 제안된 방법에서는 컨버터의 2차측에 조정된 필터를 추가함으로써, 스위칭 소자의 듀티비가 일정하더라도 스위칭주파수에 따라 다른 전압을 출력하도록 하였다. 따라서 듀티비 제어뿐 아니라 스위칭 주파수 제어로도 출력전압을 제어할 수 있기 때문에 어떠한 상황에서도 각각의 출력을 제어하는 것이 가능하다. 추가적인 능동소자 없이 필터만을 추가 하여 기존 플라이백 컨버터의 특징인 간결한 제어알고리즘과 회로구성을 유지하였다. 또한 프로토 타입의 이중출력 컨버터를 이용하여 제안된 방법의 성능 및 구현 가능성을 검증하였다.

위상천이 풀브리지 컨버터는 소자의 기생성분과 PWM의 위상천이를 이용한 소프트 스위칭을 통해 고효율을 얻을 수 있기 때문에 산업현장에서 널리 사용되어 왔다. 그러나 ZVS(Zero Voltage Switching) 범위가 한정적이며, 누설인던턴스에 의해 듀티 손실이 발생하고, 특히 경부하시 순환전류에 의한 손실 증가로 인해 효율이 낮아지는 단점이 있다. 본 논문에서는 2차측에 프리휠링을 위한 스위치와 다이오드를 추가함으로써 기존의 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터가 가지는 단점들을 극복한 새로운 소프트 스위칭 풀브리지 컨버터를 소개하고, 3kW급 프로토 타입을 통하여 그 유효성을 검증하였다.

This paper presents a neutral point deviation compensating control algorithm applied to a 3-level NPC converter. The neutral point deviation is analyzed with a focus on the current flowing out of or into the neutral point of the dc link. Based on the zero sequence components of the reference voltages, this paper analyzes the neutral point deviation and balancing control for 3-level NPC converter. An analytical method is proposed to calculate the injected zero sequence voltage for NP balancing based on average neutral current. This paper also proposes a control scheme compensating for the neutral point deviation under generalized unbalanced grid operating conditions. The positive and negative sequence components of the pole voltages and ac input currents are employed to accurately explain the behavior of 3-level NPC converter. Simulation and experimental results for a test set up of 30kW are shown to verify the validity of the proposed algorithm.

The task of measuring losses becomes more challenging with ever increasing efficiencies and operating frequencies in power electronics applications. Generally, the process of traditional switching loss calculation in flyback converter is very complicated. MOSFET drain-source voltage and current waveforms are needed to calculate switching loss. However, as we know in switched capacitor converter, switching loss can be easily calculated by charge and energy conservation law with known initial and final capacitor voltages. In this paper, the same method is applied to fly-back converter switching loss analysis to simplify calculation procedure.

본 논문에서는 태양전지, 연료전지 등 저전압 에너지원 응용에 적합한 고승압 컨버터를 제안한다. 제안하는 토폴로지는 부스트 컨버터를 기반으로 LC 병렬 공진 탱크를 이용함으로써 높은 승압비를 얻을 수 있다. 추가된 스위치와 다이오드는 각각 영전압 스위칭 턴 온과 영전류 스위칭 턴 오프의 특성을 갖는다. 250W(380V, 0.658A)의 시작품을 제작하여 제안하는 회로의 타당성을 검증하였다

본 논문에서는 차지펌프를 적용한 부스트 플라이백 컨버터를 사용하여 연속 모드로 동작하는 전하 균등화 방법을 제안한다. 이 컨버터는 전압균형 상태일 때 부스트만 동작하므로 높은 효율을 가지며 전압불균형 상태일 때 플라이백이 동작하여 전압을 균등화시키는 특징을 지닌다. 이 때 차지 펌프를 적용한 플라이백을 사용하기 때문에 도통율에 따른 전압의 이득이 부스트와 동일하므로, 부스트 입출력 전압 변화에 자동으로 대응하며 가격과 효율 측면에서 우수하다. 제안된 회로의 동작 원리를 설명하고 400W급 하드웨어로 설계를 하여 검증하였다.

본 논문에서는 임계 도통 모드 boost PFC의 입력 필터 효과를 보상하기 위한 온-타임 변경 기법에 대하여 제안한다. 임계 도통 모드 boost PFC의 입력 필터는 총 입력전류의 위상을 진상으로 만들게 되며, 이 영향은 성능의 하락을 초래하게 된다. 본 논문에서는 디지털 boost PFC의 진상 전류를 보상하기 위한 온-타임 변경 profile을 제시하였다. 제안된 방법의 효과는 90-230Vrms 입력, 200W 출력의 prototype 의 실험을 통하여 검증되었다.

본 논문에서는 펄스전원장치에 고전압을 공급하기 위한 DC 전원장치의 개발에 관해 다룬다. 제작된 DC 전원장치는 공진형 컨버터에 배전압 정류기를 채택하여 높은 전압이득과 전력 밀도를 가진다. 특히, 정류다이오드의 전압 균등화를 위해 사용하는 커패시터를 병렬공진 커패시터로 활용함으로써, 사용되는 소자의 수를 최소화하며 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 두개의 공진주파수로 인해 공진전류가 사각파 형태가 되어 낮은 도통손실을 가진다. 제안된 회로를 이론적으로 분석하고, 그 타당성을 실험으로 검증한다.

This paper investigates an economic and highly efficient power converter topology and its modulation scheme for 60kW rapid EV charger system. The target system consists of three-phase three-switch buck-type rectifier topology. A new Carrier Based PWM scheme along with its simple implementation using logic gates is introduced in this paper. This PWM scheme replaces the diode rectifier equivalent switching state with an active switching state producing the effectively same current flowing path. As a result, the distortion of input current during the polarity reversal of capacitor line voltage can be mitigated. The proposed modulation technique is confirmed through simulation verification. The proposed modulation technique and its implementation scheme can expand the operation range of the three-phase three-switch buck-type rectifier having ac input and capacitor ripple current of high quality.

본 논문은 고승압 컨버터의 고밀도화를 위해 Boundary Conduction Mode(BCM)로 동작하는 고주파 전압 클램프 탭 인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 모든 반도체 소자가 특정 전압에 클램프 되므로 기존 고승압 탭 인덕터 부스트 컨버터에 비해 손실 스너버가 없어 고효율에 유리하고 전압 스트레스가 낮은 장점을 갖는다. 또한 BCM 동작으로 인해 영전압 스위칭이 보장될 뿐만 아니라 전압 클램프 탭 인덕터에 의해 다이오드 역회복 문제를 해결할 수 있어 1MHz의 고주파 구동이 가능하다. 따라서 전원회로에서 큰 부피를 차지하는 리액티브 소자의 사이즈를 대폭 감소시킬 수 있어 고밀도 전원회로의 구현이 가능한 강점을 갖는다. 제안 회로의 타당성 검증을 위하여 이론적인 분석과 LED TV Backlight 구동용 20W급 시작품의 실험 결과를 제시한다.

In this paper, the solid state pulsed power modulator developed in KERI, which is based on IGBT technologies are overviewed. During last ten years, several kinds of solid state modulators were developed in KERI such as IGBT stacks with step up transformer, full IGBT stack based marx generator, modified IGBT marx generator and high repetitive solid state modulator. Basic principle of the design is described and each pros and cons are compared. KERI's solid state pulsed power modulators has lot of advantages for industrial pulsed power application focused on everlasting life cycle and high repetitive, and shows superior arching protection ability.

This paper investigates the design of coupled inductor for minimum inductor current ripple in rapid traction battery charger systems. Based on the general circuit model of coupled inductor together with the operating principles of dc-dc converter, the relationship between the ripple size of inductor current and the coupling factor is derived under the different duty ratio. The optimal coupling factor which corresponds to a minimum inductor ripple current becomes -0.5, i.e. a complete inverse coupling without leakage inductance, as the steady-state duty ratio operating point approaches 1/3 or 2/3. In an opposite manner, the optimal coupling factor value of zero, i.e. zero mutual inductance, is required when the steady-state duty ratio operating point approaches either zero or one. Coupled inductors having optimal coupling factor can minimize the ripple current of inductor and battery current resulting in a reliable and efficient operation of battery chargers.

본 논문에서는 전력 변환기의 방열 능력 극대화를 위한 선택적 스위칭 기법을 제안한다. 제안하는 선택적 스위칭 기법은 전력 변환기의 온도에 따라 IGBT의 스위칭 기법을 달리함으로써 스위칭 손실을 줄일 수 있었으며, 온도가 높아지면 출력 전력을 감소시키던 기존 기법과 달리 출력을 유지하면서도 방열판의 온도를 효과적으로 낮출 수 있다. 제안된 선택적 스위칭기법은 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 타당성이 검증되었다.

The paper describes the development of Fast Charger by using Vienna Rectifier as AC/DC converter. The Vienna Rectifier is proven to have a high efficiency performance as well as a prominent power quality performance on AC side of the fast charger. The Vienna Rectifier is compared to other topology, especially T-type inverter, and analyzed carefully. Experimental results from a 10kW prototype are provided to validate the theoretical consideration.

기존 Plasma Burner용 인버터 구동회로의 경우, Full Bridge Inverter를 사용하기 때문에 소자수가 많고 스위칭 손실이 큰 문제점이 있다. 본 논문은 Plasma Burner 구동을 위한 무손실 단일 스위치 인버터를 제안한다. 기존 Full Bridge Inverter를 사용하는 Plasma Burner 구동회로의 경우에는 4개의 스위치를 사용하기 때문에 스위치 손실이 매우 크고, Heat-sink 크기가 커지는 단점이 있다. 반면 제안된 Plasma Burner 구동을 위한 무손실 단일 스위치 인버터는 1개의 스위치를 사용하고, 스너버의 전력 손실이 최소화되기 때문에 전력 손실이 매우 작고 Heat-sink 최소화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 Plasma Burner 구동을 위한 무손실 단일 스위치 인버터의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 15W급 Plasma Bunrer에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

기존 전기 자전거는 상용전원을 통한 배터리 충전을 위하여 외장형 아답터를 사용하는데, 이는 부피가 커서 사용자가 휴대하기에 불편하다. 또한 모터 기동 시 부스트 입력에서 출력되는 전류가 크므로 배터리의 수명 저하를 불러일으킨다는 단점이 있다. 본 논문은 모터 구동 출력 단을 이중배터리로 사용하여 초기 큰 전류로 인한 배터리의 부담을 줄이는 방안을 제안하고, 아답터가 불필요하면서 안전 규격을 만족하는 배터리 충전 기능 내장형 부스트 컨버터 회로를 제안한다. 이를 이론적, 실험적 분석을 통해 그 가능성을 검증한다.

본 논문에서는 단일 전류 센서를 가진 IPMSM 구동 시스템의 고주파 신호 주입 센서리스 제어를 제안한다. 단일 전류 센서 시스템에서 3상 전류를 재구축하기 위해 DC link 전류를 검출한다. DC link 전류를 이용하여 3상 전류를 재구축하는 경우의 문제점은 1개 또는 2개의 유효벡터가 DC link 전류를 검출하는데 필요한 최소 시간보다 짧게 인가될 때 발생한다. 센서리스 제어시 이러한 경우가 발생하면, 재구축된 전류의 왜곡에 의해 제어 성능이 저하된다. 본 논문은 전압 벡터가 작은 경우, 전류 예측을 통하여 신뢰할 만한 3상 전류를 재구축하여 전류의 왜곡을 줄임으로써 센서리스 제어 성능을 향상시켰다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 기법의 타당성을 검증하였다.

팬(fan), 펌프(pump), 블로어(blower), 전기 자동차(electric/hybrid vehicle), 전동차와 같은 다양한 분야에서 3상 전동기의 고속 운전에 대한 요구가 증대되고 있다. 일반적으로 3상 전동기가 정격 속도 이상의 고속에서 운전하기 위해서는 회전자 자속(rotor flux)의 크기를 운전 상황에 따라 감소시키는 약자속(flux weakening) 제어가 필수적이다. 유도 전동기의 회전자 자속 기준 벡터 제어 시의 약자속 운전은 자속 성분 전류의 크기를 제어하여 유도 전동기의 고속 운전을 가능하게 하는데, 이러한 전류 제어 기반의 약자속 제어는 그 구조가 복잡하고, 제어기 이득 선정에 따른 동특성(dynamic)이 영향울 받는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위한 순시적 약자속 제어 방법을 제안하고 3.7kW 유도 전동기를 이용한 실험을 통하여 제안된 방식의 성능을 검증한다.

본 논문은 스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched Reluctance Motor, 이하 SRM)의 상 인덕턴스를 추정하여 최고점과 최저점을 검출하는 방식으로 위치 센서를 이용하지 않는 직접토크 제어를 제안한다. 최고점으로부터 최저점의 위치 정보를 계산하여 이를 기준으로 회전 중인 회전자의 위치정보를 얻는다. 또한, 회전자의 위치정보를 필요로 하는 토크 계산 및 토크분배함수(Torque Sharing Function, 이하 TSF)는 상 인덕턴스 최저점 검출과 연관하여 계산하였다. 제안한 알고리즘은 시뮬레이션을 통하여 가능성을 입증하였다.

본 논문에서는 MRAS(Model Reference Adaptive System)을 이용한 유도 전동기의 회전자 저항을 추정하는 방법을 제안하였다. 슬립 계산은 회전자 저항 값과 연관되어 있기 때문에, 잘못된 회전자 저항 값 정보는 벡터제어의 동특성을 저하시킬 수 있다. 따라서 회전자 저항 값을 정확히 측정 또는 추정이 매우 중요하다. 본 논문에서는 회전자 자속의 크기 기반의 MRAS를 바탕으로 회전자 자속 전압 모델을 기준 모델로 구성하고 회전자 자속 전류 모델을 적응 모델로 구성하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 두 모델 사이의 오차 신호를 영으로 수렴하도록 적응 메커니즘을 구성하여 회전자 저항 값을 추정한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

영구자석 동기전동기의 벡터제어를 위해서는 고분해능의 회전자 위치정보가 필요하다. 하지만 위치센서로 홀 센서를 사용 할 경우, 저분해능으로 인해 위치 추정에 한계가 있어 정밀한 위치정보를 얻기 위한 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 간단한 위치 추정 알고리즘을 제안한다. 제안된 위치 추정 알고리즘은 홀센서 정보와 추정 위치의 직교 특성을 이용한 위치추정 방식을 통하여 회전자의 위치정보를 추정하는 방식으로 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

세탁기의 탈수 행정 시, 터브 내 세탁포가 고르게 분포되어 있지 않으면 세탁포가 한쪽방향으로 쏠려 터브가 크게 흔들리는 언밸런스 현상이 발생하게 된다. 이런 언밸런스 현상은 전동기 및 세탁기에 기구적인 손상을 발생시키기 때문에 즉시 감지하여 탈수 행정을 중지시키도록 해야 한다. 본 논문에서는, 세탁기의 언밸런스 현상이 발생 시 나타나는 전동기의 기계적인 주파수를 갖는 전류 리플을 가변 밴드패스 필터를 이용하여 측정한다. 측정된 전류 리플을 바탕으로 언밸런스 현상을 감지하는 알고리즘을 제안한다.

본 논문에선 BLDCM(Brushless DC Motor)의 전류(轉流)구간에서 발생하는 토크리플을 저감시키기 위해 BLDCM의 역기 전력 모델을 이용하여 상승하는 전류와 하강하는 전류의 기울기가 같아지도록 PWM의 턴-온 시간을 실시간으로 제어하는 방식을 제안한다. 제안된 방식에서는 상이 전환되는 구간에서 상전류의 변화량이 스위칭 시간에 따른 인가전압과 전동기 모델방정식 및 예측되는 역기전력 모델에 의해 예측되어지며, 인가하는 전압의 크기는 PWM의 턴-온 시간에 따라 변하게 되므로, 두 전류의 변화량이 같아지도록 하는 스위칭 시간을 계산하여 적용하는 방식이다. 제안된 방식의 유효성은 실제 BLDCM에 대한 시뮬레이션을 통하여 증명하였다.

본 논문에서는 높은 성능의 속도 제어 특성을 만족하기 위해 위치 기반의 반복제어기를 이용한 속도 제어기를 설계 하여, 레이저 프린터의 OPC 드럼의 속도제어에 적용 하였다. 레이저 프린터 OPC 드럼의 외란은 드럼의 위치에 종속적으로 나타난다. 따라서 위치 기반 반복제어기는 기존의 반복제어기 보다 기준 속도 변동에 강인하며, 레이저 프린터의 다양한 인쇄 속도에 적용 가능하다. 실험 결과, 위치기반 반복 제어기가 기존의 반복제어기 보다 기준 속도 변동에 강인하며 다양한 인쇄 속도에서도 적용 가능함을 보여주었다.

본 논문은 하이브리드 자동차 HDC(High voltage DC-DC Converter)를 위한 고전력밀도 양방향 컨버터를 제안한다. 기존 HDC는 낮은 동작주파수로 인하여 인덕터 전류 리플 만족을 위해 큰 인덕터 용량이 요구될 뿐만 아니라 대전류 구동시 인덕터의 자기포화를 방지하기 위해 코어의 크기가 커지는 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 양방향 컨버터는 고속 스위칭 특성이 우수한 SiC-FET의 적용을 통해 인덕터의 용량을 저감할 수 있다. 뿐만 아니라 2상 인터리브드 방식의 적용을 통해 입출력 커패시터의 고밀도화를 획득할 수 있으며, 각 상의 인덕터를 하나의 DM(Differential Mode) 커플드 인덕터로 구현함으로써 인덕터 자화전류 offset을 제거할 수 있으므로 인덕터의 고밀도화에 매우 유리하다. 제안된 HDC 양방향 컨버터의 타당성 검증을 위하여 50kW급 시작품 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

본 논문에서는 국제 핵융합실험로용 TF 컨버터의 전류제어에 대하여 서술하였다. TF 컨버터는 도넛형 진공용기 내부에 직류 자기장을 발생시켜 플라즈마를 진공용기 내에 가두어 주는 18개의 TF 코일에 전류를 공급한다. 68kA의 직류전류를 17H의 초전도 코일에 공급하기 위해 TF 컨버터는 666V의 계통전원으로 급속 충전 방전의 동작과 333V의 계통전원으로 완속 충전 방전의 동작을 수행한다. 이러한 전류제어 프로파일을 만족하는 TF 컨버터의 전류제어기를 설계하였고, 이를 실제 제어기와 RTDS를 연동하는 HIL 시스템을 구축하여 검증하였다.

배터리 에너지 저장시스템(Battery Energy Storage System, BESS)용 Power Conditioning System(PCS)은 양방향 순시 정격 출력이 가능하여 계통연계 및 독립운전을 수행할 수 있으며, 신재생에너지 연계시 그 효용을 증대시킬 수 있다. 본 논문에서는 산업용 수용가를 위한 ESS용 PCS 제어기 개발 및 실증 내용을 소개한다. 독립적 운전이 가능한 4개의 250kW PCS로 이루어진 1MW PCS는 Battery Management System(BMS)의 상태를 수신하여 운전가능여부를 판단하며, Energy Management System(EMS)의 지령으로 전력차액거래, 피크전력저감, 수요반응, 무효전력제어 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한 원격지의 계통전압, 출력전류 등을 실시간으로 수신할 수 있는 모듈을 사용하여 비상전원 기능 및 신재생에너지 출력 단기 보상 기능을 수행할 수 있다.

본 논문에서는 Optocoupler 절연형 오프라인 플라이백 변환기 궤환 단의 직류 바이어스 해석 기법을 제안한다. 직류 바이어스 해석을 통해 목표한 Current Transfer Ratio(CTR)를 얻고 Junction Capacitance($C_j$)를 측정하여 제어기 설계에 적용시켜 안정도 및 성능을 측정하였다. NCP1230, PC817, TL431 IC를 이용하여 플라이백 변환기의 제어회로를 제작하였고, 시뮬레이션을 이용해 직류 바이어스 해석 기법의 타당성을 검증하였다.

This paper presents practical details about control-loop design and dynamic analysis for a voltage-mode controlled isolated double step-down DC-DC converter. Graphical loop gain method is used to design the feedback compensation and analyze the closed-loop performance of isolated double step-down DC-DC converter. The results of the control design and closed-loop analysis are validated by experiments on a prototype converter.

본 논문에서는 반도체 변압기(Solid State Transformer; SST)를 구성하는 단상 계통 연계형 인버터의 소신호 모델링과 이를 통한 효과적인 제어기 설계 방법을 제안한다. 평균화, 선형화 및 주파수 영역으로의 변환 단계를 거쳐 소신호 모델링을 수행하여 인버터 시스템의 전달함수를 얻을 수 있다. 이를 이용해 다양한 변동에 대한 인버터의 안정도와 동작 특성을 파악하고, 전압 제어기 및 전류 제어기를 설계하여 동작 영역에서 인버터의 안정적인 동작과 적절한 동특성이 확보되도록 한다. 본 논문에서 제안된 모델링과 제어 방법은 시뮬레이션을 통해 유효성을 검증하였다.

전기추진선박의 엔진발전기를 부하에 따라 가변속 운전하면 일정속도로 운전하는 것보다 연료를 절약할 수 있다. 내연 기관 엔진은 저속 운전 시 속도 리플로 인하여 운전이 불안정해지므로 저속 운전에 한계가 있다. 또 발전기 조속기의 느린 응답으로 속도 리플이 발생하기도 한다. 본 논문에서는 배터리 에너지 저장 장치를 이용하여, 과도 상태에서의 속도 리플을 감소시키는 제어 방식을 제안하여 가변속 엔진의 운전 범위를 넓히고자 한다.

본 논문에서는 universal line 입력 및 전 부하영역에서 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching) 보장을 통한 500kHz 고 주파수 구동의 Dual Mode control LLC 컨버터를 제안한다. 제안 회로는 전 부하영역에서의 ZVS(영전압 스위칭)보장으로 고주파 구동이 가능하여 전원회로의 부피 중 상당량을 차지하는 수동소자의 부피를 대폭 저감 할 수 있다. 또한, 소용량 전원회로는 PFC(Power Factor Correction)의 규제가 없기 때문에 universal line 입력에 대응이 가능해야하므로, 제안회로는 변화하는 입력전압과 출력전류에 따라 PFM과 PWM의 두 가지 모드로 동작하여 universal line 입력 및 전 부하 영역에서 정확한 출력전압 제어가 가능하다. 최종적으로 제안 회로의 타당성 검증을 위하여 60W급 adapter의 전원회로를 위한 시작품을 제작하여 고찰된 실험 결과를 제시한다.

본 논문은 스위치 동작 듀티에 따른 등가임피던스가 광범위하게 변화 하는 벅부스트 컨버터를 이용하여 전자식, 자기식 안정기 모두 호환 가능한 LED(Light Emitting Diode) 구동회로를 제안한다. 현재 사용되는 안정기는 상용 주파수를 출력으로 가지는 자기식 안정기와 LCC 인버터를 거쳐 수십kHz 주파수 출력을 가지는 전자식 안정기가 있다. 제안 회로는 안정기출력 주파수 특성 차이를 이용하여 High Pass Filter(HPF)를 통해 전자식 또는 자기식 안정기가 연결되었음을 감지하여 서로 다른 제어방식으로 동작시킴으로써 전자식 및 자기식 안정기 모두 호환이 가능하다. 본 논문에서 제안된 회로의 우수성을 검증하기 위하여 이론적 분석 및 16.8W급 LED 구동회로에 적용한 실험결과를 제시한다.

본 논문에서는 가정용 단상 계통연계 인버터의 전압손실과 직류링크측 맥동 전압을 고려한 배터리 공칭전압 설계법을 제안한다. 일반적으로 가정용 단상 계통연계 인버터는 3kWh 정도의 낮은 에너지용량을 갖는 배터리팩의 수명 관리상 배터리의 공칭전압은 48V정도로 낮게 설계된다. 단상계통연계형 인버터의 직류링크전압에는 필연적으로 기본주파수의 2배에 해당하는 맥동성분이 포함된다. 이 맥동성분은 계통연계시 전원측 전류에 저차 고조파를 생성하여 전력품질의 저하를 초래하게 된다. 따라서 직류링크측 맥동성분 간섭을 제거하기위한 피드포워드 제어방식을 채택한 단상계통연계형 인버터의 제어시스템을 수립하고, 인버터의 전압손실과 직류링크측 맥동전압을 고려한 배터리 공칭전압 설계법을 제안하며, 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

최근 전력수요가 늘어남에 따라 전력공급의 부족 현상이 빈번히 발생하고 있다. 이런 문제점의 예방책으로써 Energy Storage System (ESS)가 고려되고 있으며, 그 중 가정용 ESS는 3kW 정도의 용량이 선호되고 있다. 이러한 레벨의 용량을 갖는 ESS는 40~50V의 공칭전압으로 설계하는 것이 일반적이다. 3kWh 급 가정용 ESS를 220V 교류 계통과 연계하기 위해 계통 연계 인버터는 낮은 ESS의 배터리 전압을 승압하여야 한다. 이 때, 인버터의 AC 출력 전압을 증가하는 방법으로 상용주파수의 변압기를 사용하는 방법을 생각할 수 있다. 이때 LC필터는 변압기의 1차 측 또는 2차 측에 설치 될 수 있다. 후자의 경우 Power Conditioning System (PCS)에 의한 스위칭 주파수의 구형파를 상용변압기에 통과시킬 때 변압기 내의 기생성분들이 나타나는 현상으로 인하여 출력효율이 낮아지게 된다. 본 논문에서는 가정용 ESS의 스위칭 파형에 따른 상용 변압기의 특성에 대하여 연구한다.

본 논문에서는 새로운 방식의 무손실 스너버를 적용한 역률 개선회로를 제안한다. 기존 역률 개선회로의 경우 구동 주파수에 비례하여 스위칭 손실이 증가하고, 연속전류모드 구동 시 출력 다이오드의 역회복 특성 문제가 존재하였다. 하지만 제안된 방식 경우 소프트 스위칭이 가능하기 때문에 고주파수 구동에 유리하며, 출력 다이오드의 역회복 특성 문제를 해결할 수 있다. 이러한 장점으로 인하여 스위칭 주파수 상향에 유리하며 스위칭 주파수 증가 시 리액티브 소자의 부피를 대폭 저감할 수 있기 때문에 고밀도 전원회로 구현 시 유리한 장점을 갖는다. 본 논문에서 제안한 방식을 250W급 시제품 제작을 통해 실험적 결과를 제시하여 이론적 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 삼중 델타 전원과 새로운 커먼-모드 필터 결선을 통해 스위칭에 의한 고조파를 저감하는 방법을 제안한다. PWM에 의해 생성되는 측대파 고조파(Sideband harmonics) 위상을 분석함으로써, 인터리빙 운전 시 삼중 델타 전원 연결과 제안된 커먼모드 필터가 측대파 고조파 전류를 크게 저감할 수 있음을 보인다. 3개의 고정자 권선을 가지는 영구자석 전동기를 이용하여 제안된 필터의 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 최근 서버에 적용되고 있는 180~305 Vac의 높은 입력에 대한 종속 벅 부스트 형태의 역률 보상 회로를 제안한다. 제안된 컨버터는 277 Vac인 공칭 입력 전압에서 기존 부스트 역률 보상 회로와 동일하게 동작하며, 277 Vac 이상의 입력에서는 추가된 벅 스위치의 간단한 피드-포워드 제어를 통해 부스트 단의 평균 입력 전압을 낮추는 방법을 사용한다. 따라서, 277 Vac 이상의 높은 입력 전압에서도 기존 보다 낮은 출력 전압으로 컨버터가 동작하기 때문에, 기존의 부스트 컨버터에 비해 출력 콘덴서의 크기와 부스트 스위치, 다이오드의 전압 스트레스를 감소시킬 수 있다. 이를 통해 공칭 입력 전압에서 부스트 스위치의 스위칭 손실을 감소시킬 수 있고 높은 전력 밀도를 가질 수 있다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 분석과 함께, 유효성 확인을 위해 입력 180~305 Vac, 출력 400 V, 750 W 급 컨버터를 제작하였으며 실험을 통해 얻은 결과를 제시하였다.

가변 인덕터를 사용한 고효율 임계 도통 모드 (CRM) 부스트 power factor corrector (PFC) 을 제안한다. 입력 전압에 따라 부스트 인덕턴스 ($L_B$) 을 변화시킴으로써 고효율이 요구되는 $230V_{ac}$의 노미날 입력 전압에서 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 가변 인덕터는 코어에 충분한 직류 전류가 흐를 때 투자율이 변하는 코어 본연의 성질을 이용해 구현 가능하다. 노미날 입력시에는 큰 $L_B$을 갖음으로써 스위칭 손실을 줄일 수 있다. $255V_{ac}$ 이상의 큰 입력 전압이 들어오는 경우에는 인덕턴스를 줄여준다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 단상 CCM boost PFC 컨버터의 높은 입력 경부하 역률 향상을 위한 제어 기법을 제안한다. 기존 CCM boost PFC 제어기법은 인덕터 전류를 입력 전류와 동기화 하여 제어 하여 낮은 입력 또는 중 부하 이상에서 높은 역률을 얻을 수 있다. 하지만 높은 입력 전압 조건에서 경 부하 동작 시 EMI 필터에 의해 발생되는 무효 전류로 인하여 입력 전류를 위상이 앞서게 되고 역률이 큰 폭으로 저하된다. 제안하는 제어 기법은 전류 지령 보정과 더불어 개선된 시비율 전향 기법을 이용하여, 높은 입력 전압에서 경 부하 동작 시 입력 전류의 위상을 입력 전압과 동기화 시켜 높은 역률을 얻는다. 따라서 제안하는 제어기법의 경우 전 입력 및 전 부하 조건에서 단위 역률에 근접한 역률을 얻을 수 있으며, 이는 높은 신뢰성을 위해 병렬로 구성된 high-end 파워 시스템에 적합하다.

본 논문에서는 새로이 제안되는 연속모드 벅-플라이백 컨버터를 사용하여 차지 밸런싱 방법을 제안한다. 이 컨버터는 벅컨버터의 고효율과 플라이백 컨버터의 다출력에 초점을 맞추었다. 기존의 플라이백 컨버터는 효율이 떨어지는 단점을 지니고 있기에 온 타임에는 벅 컨버터를 이용, 오프타임에는 플라이백 컨버터를 이용하여 기존 플라이백 컨버터의 단점을 보완시켰다. 차지 밸런싱이 가능한 방법을 제안하며, 부하를 출력단의 개수에 맞추어 나누어 차지 밸런싱을 맞추었다. 그에 따른 조건에 대한 식을 증명하였고, 실제로 100W급 하드웨어를 제작하여 제안되는 회로를 검증하였다.

본 논문에서는 새로이 제안되는 불연속모드 양방향 부스트-포워드 컨버터를 사용하는 셀 밸런싱 방법을 제안한다. 이 컨버터는 다중입력과 다중출력의 양방향 배터리 충방전을 다루고, 다중직렬 배터리의 전압 셀 밸런싱에 초점을 두었다. 여러 입력 배터리의 전압 차가 나지 않을 때는 부스트 컨버터가 작동하고, 레퍼런스가 되는 입력 배터리와 다른 입력 배터리의 전압이 불균형이 생길 때 포워드 컨버터가 작동하여 밸런싱을 맞추는 새로운 불연속모드 부스트-포워드 컨버터 토폴로지를 제안한다. 전압 불균형 에 따른 밸런싱 조건에 대한 식을 증명하였고, 실제로 80W급 하드웨어를 제작하여 제안된 회로를 검증하였다.

본 논문은 최근 태양광 발전 시스템 중 하나로서 주목 받고 있는 차동 전력 조절기의 전력을 최소화 하기위한 LPPT(Least Power Point Tracking)에 관한 논문이다. 기존에 있던 LPPT 방식은 차동 전력 조절기가 부담하는 전력의 총 합을 최소화시키는 방향으로 중앙 부스트 컨버터의 스트링 전류를 제어 하였지만, 본 논문에서는 여러개의 차동 전력 조절기 중 가장 전력을 많이 부담 하게 되는 쪽의 전력을 최소화(worst-case LPPT) 하는 방향으로 스트링 전류를 제어 하는 알고리즘을 제안한다. 이를 PSIM 시뮬레이션과 140W급 하드웨어 프로토 타입으로 Worstcase LPPT 동작을 확인 하였다.

계통에 사고가 발생하면 순간 전압저하로 계통에 연계하여 운전 중인 태양광 인버터가 정지하거나 운전을 계속하더라도 전압 복귀 시의 제어성능에 따라 출력전류가 불안정하게 될 가능성이 있다. 또한, 2선 단락 사고가 상위에서 발생하면 하위 단상 계통에서는 위상 급변의 형태로 나타나므로 인버터가 정지할 수 있다. 이러한 요인으로 분산형 전원의 설치 용량이 증가할 수록 송전선 등에서 사고 발생 시, 계통 안정성에 주는 영향을 무시할 수 없게 되므로 FRT(Fault Ride Through) 성능이 필요하다. 본 논문에서는 순시 전압저하 및 위상 급변에 대해 운전을 계속하고, 전압 복귀 시 안정적인 전류제어가 가능한 FRT 제어 방법을 제시하고, 그 유효성을 실험을 통해 검증하였다.

태양광발전시스템이 연계된 전력계통에서 저전압이 발생되면 인버터에서 일정시간 동안 계통과 연계를 유지해야 하는 FRT 기능은 일본의 계통연계 규격에도 포함되어 있다. 일본의 FRT 규격은 3상 혹은 2상 지락에서 일정시간 계통과 연계를 유지하도록 규정하고 있으며, 이러한 상황에서 계통과 연계를 유지하기 위해서는 인버터의 과전류를 막는 것이 중요하다. 본 논문에서는 FRT 상황에서 저전압이 발생되는 시점을 검출함과 동시에 그 전압의 크기를 측정하여 FRT 규격을 만족하는 계통 연계 알고리즘을 제안하고 있다.

태양광 발전용 PCS(Power Conditioning System)의 성능을 평가를 위해 사용되는 PV Simulator는 전압제어방식 또는 전류제어방식으로 제어할 수 있다. 각각의 제어방식을 개별적으로 개방전압 운전점에서 단락전류 운전점까지 부하를 가변 하였을 때 서로 상반된 구간에서 불안정한 구간이 발생한 것을 실험을 통해 발견하였다. 이렇게 불안정한 제어 구간에서는 PV Simulator의 출력 전압과 전류가 심하게 바운싱되기 때문에 전 운전 범위에서 PCS의 성능평가를 하는데 제한이 있을 뿐만 아니라, 하드웨어에도 손상을 줄 수 있다. 본 논문은 전압제어방식과 전류제어방식이 각각 안정한 제어 구간에서 불안정한 제어 구간으로 이동되기 전에 히스테리시스 가변 구조로 제어함으로써 두 제어방식의 장점을 극대화 시킨 PV Simulator 제어기를 제안한다.

A multiple output dc-dc resonant converter topology for an independent voltage control technique is proposed, using a narrow frequency selection band-pass filters. The multi-output converter is supplied by a single source inverter with the superposed sinusoidal signals reserved for each output. A series-series parallel resonant topology is utilized to implement the narrow frequency selection channels for minimum interference. Finally the experimental setup for four output dc-dc converter is verified with the narrow channel frequencies of 26 kHz, 32 kHz, 38 kHz and 46 kHz.

본 논문은 단일 스위치 공진형 컨버터에서 스위치의 전압 스트레스를 줄이는 설계 방법을 소개한다. 일반적으로 단일 스위치 공진형 컨버터는 입력 전압 대비 높은 전압이 스위치에 걸리므로 높은 입력 전압 응용에 제약이 있다. 따라서 본 논문에서는 스위치의 피크 전압을 줄이고자 3차 고조파를 주입한 전압 모양을 만들도록 스위치 주변의 LC 공진 회로를 설계한다. 이 설계 방식을 이용하면 영전압 스위칭이 가능할 뿐만 아니라 전압 스트레스를 입력 전압의 2.2배 정도로 줄일 수 있다. 또한, 설계 원칙에 따라 여러 토폴로지가 유도되며, 설계 예시를 통해 제안된 설계 방식의 효용성을 실험적으로 입증한다.

본 논문에서는 GaN FET과 같이 고주파 스위칭이 가능하나 턴-온 문턱전압이 매우 낮은 전력반도체 소자의 안정적 구동을 위해 기생성분을 최소화 할 수 있는 PCB Layout 설계 방법에 대해 고찰한다. PCB Track의 길이 및 배치에 따른 기생 인덕턴스 등의 기생성분을 정량적으로 분석하고, Faulty 턴-온에 가장 직접적인 문제를 야기하는 ac-loop 인덕턴스 최소화 설계 방법을 제시하며 실험으로 검증한다.

본 논문은 무손실 스너버 회로를 적용함으로써 스위치의 온/오프 시 발생하는 스위칭 손실을 저감시킬 뿐만 아니라 출력 다이오드의 역 회복 특성을 개선하여 보다 향상된 효율을 갖는 강압형 컨버터를 제안한다. 또한 스위칭 손실을 줄여 고 주파수 구동을 가능하게 하고, 이를 통해 전원회로의 고 전력밀도 구현을 목적으로 하고 있다. 제안된 무손실 스너버의 타당성 검증을 위해 이론적 분석과 실험결과를 제시한다.

본 논문은 다중출력 LED 구동회로에 대하여 다룬다. 다중 출력 LED 구동회로는 다수의 LED 모듈을 이용한 회로로써 기존의 회로에서는 특정 LED 모듈에 문제가 발생할 경우 나머지 LED 모듈의 정상적인 동작을 기대하기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 방법을 제시한다.

본 논문에서는 낮은 입력 전압을 가지는 DC/DC 전원장치의 도통 손실 감소를 위한 비대칭 하프-브리지 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터를 액티브 클램프 포워드 (ACF) 컨버터와 하프-브리지(HB) LLC 공진형 컨버터의 스위치 통합 기법을 통해 생성되었다. ACF 컨버터를 LLC 공진형 컨버터 앞단에 위치시켜 HB LLC 공진형 컨버터에 증가된 전압을 인가함에 따라 변압기 턴비를 증가할 수 있고, 그에 따라 1차측 도통 손실을 감소시킬 수 있다. 이 때, 두 단에 적용된 스위치를 스위치 통합 기법을 통해 높은 전력 밀도 및 추가되는 도통 손실 감소를 통해 높은 효율을 동시에 이룰 수 있었다. 또한, 비대칭 펄스 폭 변조(APWM)를 제어를 통해 입력 전압 범위를 감소시켜 효율에 최적화된 설계를 가능하게 하였다. 제안된 컨버터는 36-72V 입력 전압, 300W(12V/25A) 출력을 가진 프로토 타입 컨버터를 통해 그 유효성을 입증하였다.

태양광발전소를 설치하기 위한 경제적 타당성을 분석하는 경우 기상청에서 제공하는 해당지역의 날씨정보를 기반으로 하는 PV Cell의 연간 발전량 예측 및 분석이 중요한 변수가 된다. 또한 날씨 조건에 대한 PV 발전의 예측은 기 설치되어 운전중에 있는 태양광발전소의 고장진단 및 성능평가에도 사용될 수 있다. 본 논문은 다양한 날씨 조건 중 주변온도, 풍속, 일사량에 따른 PV Cell의 특성을 분석하고, 실시간으로 변화하는 날씨환경에 대하여 순시적으로 PV Cell의 출력특성을 정확히 예측할 수 있는 모델을 수립한다.

본 논문에서는 연근해 파력발전 시스템을 제안한다. 바다에는 부력체와 동력전달부만을 설치하고, 나머지 시스템은 육상에 설치하여, 기존의 원해 파력발전 시스템에 비해 초비 투자 비용이 저감된다. 연근해 파력발전 시스템의 축소 모형을 제작하였으며, 이를 통해, 연근해 파력발전 시스템의 출력 특성을 분석하였다. 제안된 시스템의 출력 특성이 풍력발전 시스템의 특성과 비슷하게 나타남을 확인할 수 있으며, 실현 가능성이 충분하다고 판단할 수 있다.

본 논문에서 소개하는 연속 도전모드로 동작하는 LCC 공진형 컨버터는 턴-오프 손실을 줄이기 위해 사용되는 무손실 스너버 커패시터의 커패시턴스를 효과적으로 키움으로써, 스위칭 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 정격 부하 조건에서 공진파형을 개선하여 도전 손실을 줄임으로써 고효율을 달성할 수 있는 장점을 가진다. 본 논문에서는 연속 도전모드로 동작하는 LCC 공진형 컨버터의 해석 방법을 설명 하고, 이를 60kW 전기자동차 급속 충전기, 24kJ/s 고전압 커패시터 충전기 그리고 20kV 20kW의 DC 전원장치에 적용하기 위해 설계 한다. 설계에 의해 제작된 전원장치의 시뮬레이션 결과와 다양한 실험 결과를 통해서 설계된 컨버터의 타당성과 우수성을 검증한다.

일반적인 LLC 공진형 컨버터의 경우, 경 부하 시의 레귤레이션이 안 되는 문제가 존재한다. 본 논문에서는 경 부하 시 레귤레이션이 안 되는 문제점에 대하여 보드 선도를 이용하여 직관적인 해석을 유도한다. 또한 이러한 문제점을 개선하기 위한 방법을 제안하고, 이를 보드 선도를 이용하여 특성을 분석한다. 이를 통하여 일반적인 LLC 공진형 컨버터의 특성을 유지하면서, 경 부하 시의 레귤레이션 문제를 해결한다.

In this letter, a simple control method of the HB LLC converter with one additional switch and capacitor in the primary side is proposed for wide-input-voltage applications with the hold-up time conditions. At nominal input, since the proposed method enables the HB LLC converter to operate with large transformer magnetizing inductance, it can reduce the conduction and switch turn-off losses in the primary side, which makes a high efficiency. On the other hand, during the hold-up time, since the proposed method increases the resonant capacitance by turning on one additional switch, the HB LLC converter can obtain high voltage gain.

본 논문에서는 넓은 전압범위를 갖는 새로운 병렬 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 스위치의 ZVS 턴온과 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 또한 넓은 전압범위에서도 좁은 스위칭주파수 범위를 가지며, 스타트업 시 공진소자의 전류나 전압 스트레스가 없는 장점이 있고 3차 권선비를 이용하여 공진커패시터 전류를 최소화시킴으로서 소자선정이 용이해져 대용량에 적합하다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 3kW급 시작품의 실험을 통하여 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 고효율, 저가격의 400W급 태양광 Module Integrated Converter (MIC)를 소개한다. 제안하는 MIC는 Interleaved flyback 토폴로지를 기반으로, 계통 주기 내에서 DCM과 CCM의 모든 동작 영역을 활용할 수 있게 설계되어 도통 손실 및 전력 용량을 개선한다. 또한 새로운 출력 제어 전류 알고리즘을 통해 기존의 Flyback의 CCM 영역에서의 제어문제를 해결하여 개발된 Flyback MIC의 실효성을 획득한다. 최종적으로 400W급 시제품을 제작하여 타당성 검증 및 결과를 제시한다.

본 논문은 계통과 연계된 3상 전압원 인버터를 기반으로 한 BESS의 능동 단독 운전 검출 방법을 제안한다. 계통 전압의 불평형에서도 안정적으로 위상을 추종할 수 있는 DDSRF_PLL(Decoupled Double Synchronous Reference Frame_PLL)방식을 적용 하였으며, 검출된 위상각 정보를 통해 정상분 전류 제어기와 역상분 전류 제어기를 독립적으로 제어할 수 있게 된다. 이를 위해 IEEE 1547과 UL1741에서 제시하는 단독 운전 기준 시험 회로를 구성하여 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통한 시뮬레이션과 5kw프로토타입 하드웨어 장치를 통해 제안된 단독 운전 검출 방법을 검증하였다.

This paper proposed a design and operation of energy storage system using Zinc-Bromine flow battery. To operate flow battery system with BMS, it uses motor drive system to pump electrolyte. it also needs sensors to check leaking and temperature. The proposed system proves the validity by experiment.

본 논문에서는 LCL-필터가 사용된 계통연계 인버터의 공진 전류를 저감하기 위한 개선된 불연속 전압 변조 방식을 제안한다. 기존의 불연속 전압 변조 방식은 전압변조신호가 60도마다 불연속적으로 변하기 때문에 많은 고조파가 발생하며, 이 고조파와 LCL-필터를 사용하는 계통연계 시스템의 공진주파수 대역이 겹치면 계통전류가 공진하는 문제가 발생한다. 제안하는 불연속 전압 변조 방식은 3상 지령 전압의 최대, 최소값을 이용한 오프셋을 전압 변조 신호에 주입하여 불연속적인 부분에 의해 발생하는 고조파를 저감하여, 공진주파수 대역이 겹치게 되었을 경우 발생하는 문제를 방지한다. PSIM 시뮬레이션을 통해 제안하는 불연속 전압 변조 방식의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 고전력밀도를 갖는 6.6kW급 브리지리스 단일단 차량탑재형 충전기를 제안한다. 제안하는 충전기는 넓은 동작영역에서 스위치의 ZVS 턴온 및 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 또한 변압기 1차측에 제안한 결선방식을 적용하여 변압기에 저주파 성분을 제거함으로써 변압기 코아부피를 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 충전기의 동작원리를 제시하고 모의실험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

This paper proposes current-fed bi-directional DC-DC converter using a resonance (CF-BCR) with wide output voltage range. The steady state analysis and operation principles of CF-BCR are introduced. To increase the output voltage range with satisfying soft switching condition, switching frequency, duty and number of times of the resonance are controlled. The proposed converter and its control method are verified by theoretical analysis and PSIM simulation.

본 논문은 레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery : RFB)용 양극성을 갖는 DC-DC 컨버터의 기본 동작 원리 및 최적 스위칭 기법에 관한 것이다. 양극성을 갖는 DC-DC 컨버터는 매우 낮은 배터리 전압에서도 완전 방전을 위해 고승압이 필요하고, 완전 방전 후 극성 반전이 되어 매우 낮은 전압에서도 충전이 가능하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 동작이 요구되는 RFB용 DC-DC 컨버터의 스위칭 손실을 최소화하기 위한 스위칭 방법을 제안한다. 최종 발표 시 실험 결과를 제시하고자 한다.

본 논문에서는 CCM에서 동작하는 PFC 인덕터의 AC 권선 손실에 대하여 분석하고, PFC 승압 컨버터의 효율을 개선하기 위해 인덕터의 AC 권선손실을 저감하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 단일선 대신 Litz선을 사용하고, 권선의 DC 저항 및 인덕터의 창면적을 고려하여 권선을 설계한다. 제안한 방법을 적용한 인덕터와 기존의 인덕터를 PFC 승압 컨버터에 적용하여 실험적으로 손실을 비교함으로써 PFC 승압 컨버터의 효율이 개선되었음을 보인다.

기존 소용량 전원 장치의 경우, Primary 측에 단상 AC 전압 평활을 위한 고압 전해 커패시터가 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 전해 커패시터는 회로의 전체적인 부피를 키우고 제작 단가를 증가시킨다. 뿐만 아니라, 전원 열악 지역(인도향 제품 등)과 같이 300Vac 이상의 전압 한계치를 갖는 경우에는 전해 커패시터 파열에 의한 회로의 손상을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 고압 DC 평활 커패시터를 삭제한 소용량 전원 장치 구현 방안을 제안한다. 제안 방식은 고전압 전해 커패시터의 삭제와 스위치 내장형 IC를 채용함으로써 소형화 및 원가 저감이 가능하며, 동시에 불안정한 입력 전원에도 전해 커패시터 파열에 의한 회로 손상을 막을 수 있다. 본 논문에서는 절연형 Flyback 컨버터를 이용하여, 이론적 특성 분석과 5W급 시작품을 통한 실험적 분석을 통해 그 타당성을 검증한다.

본 논문은 3-레벨 T-type 인버터의 새로운 중성점 전압 제어 기법을 제안한다. 3-레벨 T-type 인버터는 dc-link 전압을 커패시터 2개로 나누어 사용하며 두 커패시터간의 전압 차이로 인해 출력 전압의 왜곡을 야기한다. 공간 벡터 변조 기법으로 P-type과 N-type 전압 벡터의 스위칭 시간을 조절함으로써 복잡한 수학적 모델링 없이 중성점 전압을 제어하는 간단한 방식을 제안하였다. 제안된 중성점 제어 알고리즘을 설명하고, 10kW급 3-레벨 T-type 인버터 시제품을 제작하여 본 논문에서 제안하는 방식에 대한 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 SiC FET를 이용한 80kW 3상 PWM 인버터의 특성에 대해 다룬다. 기존 IGBT 인버터와 SiC FET 인버터의 게이트 특성, 각 부 손실, 시스템 효율 등을 시뮬레이션 및 실험하여 비교 분석한다.

본 논문에서는 Unipolar PWM 스위칭 (Totem pole) 방법을 사용하는 단상인버터에서 나타나는 common mode noise를 저감시키는 스위칭 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 출력전압의 중성점(N)을 입력전압 양단에 항상 고정하도록 스위칭을 하여 Common Mode Noise를 저감했다. 이를 Matlab Simulink를 사용한 모의해석과 실험을 통하여 Noise의 원인과 효과를 입증하였다.

본 논문은 3상 4선식 인버터를 이용하여 임의의 전압 파형을 발생하기 위한 우수한 성능의 폐루프 전압 제어기를 제안하고 제어 이득 설정 방법을 제시한다. 먼저, 임의 파형 발생기에 사용된 3상 4선식 인버터 및 LC 필터 회로 구조를 분석하고, 이를 기반으로 한 전압 제어기 구조를 제안한다. 제안된 전압 제어기는 폐루프 형태의 PI 전압 제어기를 사용하고, 과도 특성 개선 및 부하 전류로 인한 전압 왜곡 방지를 위해 인버터 전류 및 부하 전류 정보를 전향 보상에 사용한다. 실험을 통해 전압 지령에 대한 응답 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.

본 논문에서는 3-레벨 Neutral-Point-Clamped (NPC) 인버터의 DC-Link 중성점 전압 리플을 저감하여 인버터 출력 전압의 품질 신뢰성 향상이 가능한 새로운 Discontinuous Pulse Width Modulation (DPWM) 기법을 제안한다. NPC 인버터에서는 두 개의 커패시터로 이루어진 DC-Link 구조로 인해 상, 하단 DC-Link 커패시터 전압 불평형인 상황에서 DC-Link 중 성점 전압 리플이 발생한다. 중성점 전압 리플 발생 시 출력 전압의 품질을 보장할 수 없으며, 민감한 부하에 손상을 입힐 수 있다. 제안한 DPWM 알고리즘은 DC-Link 커패시터 전압을 조정하는 두 개의 오프셋을 사용하여 중성점 전압 리플을 저감한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 배터리 충 방전을 위한 고 승압이 가능하며 작은 인덕터를 가진 새로운 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안 회로는 인덕터를 N1:N2 턴비의 Transformer로 사용하고 Transformer 사이에 스위치, 다이오드를 추가 하였다. 이는 방전 모드 동작에서 입력 전류가 두 개의 Transformer로 전류가 나누어 흐르도록 하였다. 기존 DC-DC 컨버터는 입력 전류가 하나의 인덕터로 흐름으로써 고 전력 시스템에서 높은 전류에 의해 인덕터의 크기가 필요 이상으로 커지는 문제점이 있다. 이를 위해 기존 양방향 회로 방식보다 Transformer의 크기가 0.5배 정도 작은 회로를 제안 하였다. 그리고 기존 방전 Boost 회로는 최대 3배 이상의 승압이 안 되지만 제안 회로에서는 3배 이상의 고 승압이 가능하다. 이를 모의실험 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

A hybrid converter for the on-board charger consisting of a soft switching full bridge (SSFB) and a half bridge (HB) LLC resonant converter is proposed. The proposed topology adopts an additional switch and a diode at the secondary side of SSFB converter to guarantee the wide ZVS range of primary side switches and to eliminate the circulating current. The output voltage is regulated by controlling the duty cycle of secondary side switch. The effectiveness of the proposed converter was experimentally verified using a 10-kW prototype circuit. The experimental results show 96.8% peak efficiency.

The aim of this paper is to propose a design method for the double-sided LCC compensation circuit for 6.6kW electric vehicle (EVs) wireless charger. The analysis and comparison with several compensation topologies such as SS, SP, PS, PP and the hybrid LCC compensation is presented. It has been found that the hybrid LCC compensation has superior performance in comparison with other topologies. The design procedure for the EV charger is presented and the PSIM simulation results are provided.

Recently, asymmetrical cascaded H-bridge multilevel inverter started to be highlighted as an alternative for the symmetrical cascaded H-bridge. The topology has a small number of part count compared to the symmetrical with higher number of levels. However, it has a drawback of the modulation index limitation which is relatively higher than its symmetrical counterpart, which causes a necessity of an extra voltage pre-regulator. In this paper, the single-sourced pre-regulator is unified with an inner single switch DC/DC converter isolated by coupled inductor. It leads to cost and size reduction. The proposed topology is verified using simulation results.

본 논문에서는 입력 직류링크 전해 캐패시터와 power factor correction(PFC) 회로 없이 고효율과 고역률을 갖는 단일 전력 변환 직렬 공진형 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터의 1차측은 절연형 single-ended primary-inductor converter(SEPIC) 컨버터와 스위치의 서지 전압을 최소화하고 영전압스위칭을 위한 능동 클램프 회로로 구성되어 있다. 2차측은 큰전압 이득을 위한 배전압 회로로 구성되어 있으며 직렬 공진을 이용하여 다이오드의 영전류 스위칭을 달성함으로써 역방향 회복 문제를 해결 할 수 있다. 또한 별도의 PFC 회로와 입력 직류링크 전해 캐패시터 없이 제안된 역률개선 제어 알고리즘을 이용하여 간단한 구조로 고역률을 달성할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 해석 및 시작품의 실험을 수행하여 타당성을 검증하였다.

본 논문은 불평형부하 조건에서 전력품질 향상을 위한 독립형 인버터의 다중루프 제어기를 설계하고 실험적으로 검증하였다. CVCF(Constant Voltage Constant Frequency) 제어를 수행하는 독립형 인버터에 정지좌표계 상에서 다중루프 특성을 갖는 전압-전류 제어기를 설계하여 불평형 부하에 안정적인 전력공급을 수행하도록 구현하였다. 전압 제어기는 기본파 및 선택적 고조파 제어특성을 갖는 PR(Proportional-Resonant, 비례-공진)제어기를, 전류제어기는 P제어기를 적용하였다. 50kW 독립형 인버터 프로토타입을 구현하였으며, 불평형부하 조건에서 기존 동기좌표계 PI 제어와 비교할 때, 선간전압 THD는 4.3%에서 0.9%, 불평형률은 4.3%에서 0.35%로 개선됨으로써 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

This paper introduces a low-frequency switching method for the neutral line of TNPC inverters to achieve high efficiency. By applying the method, the switching loss in the neutral line is reduced. In order to compensate the current distortion near zero-crossing points, the partial switching strategy is applied. Both the simulation and the experimental results verify the usefulness of the proposed method.

본 논문은 3상 T-type 3-레벨 인버터에 적용할 수 있는 예측제어 방법에 관한 논문이다. 최근 인버터의 효율 향상 등의 장점으로 멀티레벨 인버터가 주목받고 있다. 그중 T-type 방식은 저전압, 중전압에서 강점이 있는 토폴로지이며, 예측제어 방식은 직관적이고 쉽게 이해가능한 스위치 제어방법이다. 3-레벨 인버터에서는 전압벡터의 개수가 많아 예측제어기법을 적용하기에는 계산시간이 오래걸리는 단점이 있다. 본 논문에서는 CB PWM 방식에 예측값으로 offset을 주는 방식으로 DC단 중성점 전압제어와 출력전압제어를 하였다.

본 논문은 단상 플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터에서의 스위칭 상태 변화 횟수를 줄이는 새로운 기법을 제안하였다. 제안한 방법은 플라잉 커패시터 멀티레벨 인버터가 갖는 Redundant state 특성을 이용하며, 플라잉 커패시터 전압이 제어되는 범위 내에서 각 스위치가 최대한 적게 온/오프 하도록 Redundant state를 선택한다. 이를 단상 3-레벨 플라잉 커패시터 인버터에 적용하여 ＰＳＩＭ 시뮬레이션을 통해 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 스위칭 주파수 신호 주입 센서리스 제어를 위한 정밀한 위치 오차 추정 기법을 제안한다. 제안한 방법에서는 위치 오차를 얻을 때에 작은 각도 근사법(Small-Angle Approximation)을 이용하지 않고 Rotation matrix를 이용하여 근사 없이 실제 위치 오차를 계산하였고, 90도까지 회전자 오차 측정 범위를 확대하였다. 이를 통하여 오차가 크게 발생하는 부하 변동이나 가감속 시에 과도상태특성을 개선할 수 있다. 제안한 방법은 실험을 통하여 그 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 고주파 신호 주입 센서리스 제어를 위한 정지 좌표계 상의 회전자 위치를 추정하는 새로운 기법에 대하여 제안한다. 기존 방법은 저역 통과 필터의 시지연 및 전류 차로 이루어진 행렬의 역행렬 유무 문제가 존재하였다. 제안된 기법은 이러한 문제의 해결방안으로 정지 좌표계 상에서 변환 행렬을 이용하여 회전자 위치 정보를 추출해 낸다. 또한 추출해 낸 위치 정보로 전대역 통과 필터를 이용하여 회전자 위치를 정밀하게 추정하게 된다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 y결선 된 7상 BLDC 전동기의 최대 효율 제어를 위한 새로운 권선 여자 방식을 제안한다. 다상 BLDC 전동기의 기본동작은 N상 (N-1)여자 방식이다. 하지만 여자되는 권선수를 감소시켜도 동작이 가능하다. 수중 추진 시스템의 동일한 부하 조건에서 다상 BLDC 전동기는 여자되는 권선수에 따라 발생하는 손실이 다르기 때문에 최대 효율 제어를 위해서는 여자되는 권선의 수를 조정해야 한다. 전동기의 동손과 인버터 시스템의 전기적인 손실은 기존의 논문과 IGBT 제조사의 애플리케이션 노트를 활용하여 계산이 가능하다. 따라서 동일한 부하조건에서 다상 BLDC 전동기의 여자되는 권선수에 대한 전기적인 손실과 전동기의 동손을 분석하고 최대 효율 운전을 위한 새로운 권선 여자 방식을 제안한다. 제안한 방법은 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 파라미터 오차 보상을 통한 3상 BLDC 전동기의 DC 전류 모델 기반의 센서리스 제어 방식을 제안한다. 기존의 DC 전류 모델 기반의 센서리스 제어 방식은 상 전환 구간마다 발생하는 실제 전류와 모델 전류의 오차로 인해 추정한 역기전력과 속도, 위치에 오차가 그대로 나타난다. 이 오차 성분을 줄이기 위해 본 논문에서는 기계 방정식을 이용하여 개선된 역기전력 추정 식을 제안하였다. 또한 개선된 역기전력 추정 식에 파라미터에 오차가 없다면 센서리스 제어가 가능하지만, 오차가 존재한다면 센서리스 제어가 불안정해진다. 이를 극복하기 위한 파라미터 오차 보상 알고리즘도 제안하였다. 제안한 방법은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 고속영역에서 3차 고조파의 영향을 고려한 5상 유도전동기의 약계자 운전을 제안한다. 5상 유도전동기는 집중권의 형태로 되어있어 공극 자속이 제 3차 공간 고조파 성분을 포함한다. 따라서 5상 유도전동기의 역기전력은 3차 고조파가 포함된 형태이므로, 5상 유도전동기의 약계자 운전은 3차 고조파 성분을 고려하여 수행해야 한다. 약계자 운전에 앞서 정격 이하의 속도에서는 간접벡터제어를 사용하고, 정격이상의 고속 영역에서는 최대 토크 발생과 전압 및 전류 제한 영역을 고려한 약계자 운전을 수행한다. 본 논문에서는 3차 고조파를 고려한 5상 유도전동기의 약계자 운전을 시뮬레이션으로 검증한다.

본 논문은 30kW, 95GHz 자이로트론을 구동하기 위한 50kV, 100kW 출력의 Cathode Power Supply(CPS) 설계에 대해 기술한다. 자이로트론 구동 시스템의 신뢰성과 효율성 향상을 위해 고효율 공진형 컨버터 토폴로지를 이용한 3개의 컨버터 모듈을 기반으로 출력단이 직렬로 구성된 모듈의 3상 운전을 통해 낮은 출력 전압 리플과 함께 아크 발생 시 부하 단으로 전달되는 에너지를 최소화 할 수 있도록 CPS를 설계한다. 또한 고전압 전원장치의 절연에 대한 신뢰성 확보와 전력밀도 향상을 위한 변압기 및 정류부의 효율적인 절연 설계 및 구현에 대하여 기술한다. 설계된 CPS의 실험결과를 통해 30kW, 95GHz 자이로 트론을 구동하기 위한 전원장치 설계의 타당성과 우수성을 검증한다.

본 논문은 30kW, 95GHz 자이로트론 구동을 위한 $25kV_{max}$, $10mA_{max}$ 출력 사양의 Body Power Supply (BPS)와 $10V_{max}$, $10A_{max}$ 사양을 가지며 50kV 절연이 요구되는 Heater Power Supply (HPS)의 설계에 관하여 기술한다. 자이로트론 구동 효율 향상에 필요한 BPS는 높은 승압비 달성 및 절연에 대한 신뢰성 확보를 위해 8개의 분리된 코어를 사용하여 변압기를 구성하고, 각 코어간의 보상권선을 이용하는 방식을 제안하여 직렬로 구성된 8개의 고전압 정류부 간의 전압 불균형 문제를 해결 한다. HPS는 50kV 전위가 인가되는 코일 가열을 위해 사용되는 전원으로 내부 고주파 변압기를 이용하여 효율적인 절연 설계를 구현한다. 30kW, 95GHz 자이로트론 구동 시스템의 신뢰성 확보와 전원장치의 높은 전력밀도 달성을 위해 두 전원장치는 공진형 컨버터 토폴로지를 기반으로 설계하고, 시뮬레이션 및 실험을 통해 개발된 전원의 우수성을 검증한다.

소형 어선들은 디젤유를 주 동력원으로 사용하여 모터를 구동시킨다. 이때 사용되는 모터는 배에 필요한 동력 및 전력을 공급해 주는데 리터당 효율을 계산할 경우 효율이 매우 낮다. 그렇기 때문에 전력 변환 효율이 높음에도 불구하고 전체 시스템의 관점에서는 효율이 매우 낮음을 보인다. 본 논문에서는 어선의 전력 계통도를 전기적으로 모델링하여 실제로 일어날 수 있는 모든 시나리오를 시뮬레이션을 통해 확인 할 수 있도록 구성하였다. 또한 낮은 효율의 문제를 해결하기 위하여 태양광 발전 시스템을 도입하여 디젤 모터에 걸리는 부하를 줄여 전체 시스템의 효율이 증가하는 것을 검증하였다.

This paper proposed a new control strategy for voltage source inverter (VSI) of effective fifth and seventh harmonic reduction in the point of common coupling (PCC) in islanded microgrid under nonlinear load without any additional hardware devices. The non-linear load regularly causes such harmonic distortion, which harmfully affect the performance of other loads or other distributed generation (DG) sources connect to the PCC. In order to improve the quality of delivered output voltage, these harmonic must be rejected. The proposed control strategy is developed based on the current controller formed by resonant controller parallel with a proportional integral controller, which perform on the fundamental reference frame. The reference current is estimated based on the voltage harmonic and the injecting power. The simulation and experimental results are shown to verify the effectiveness of proposed control method.

요즘, 태양에너지를 이용하는 웨어러블 전자기기가 많이 개발되고 있다. 이런 기기들은 태양전지에 도달하는 태양빛이 달라질 때, 태양전지와 컨버터의 연결방법이 시스템 효율에 많은 영향을 끼친다. 그래서 이 연구에서 9개의 테스트 경우를 5개의 다른 태양전지와 컨버터 연결방법으로 가정하여 전체 시스템 효율을 계산하였다. 5개의 연결방법은 직렬, 병렬, cascaded 컨버터, differential power processing (DPP) 컨버터의 직렬, DPP 컨버터의 병렬연결이다. 9개의 테스트 경우에서, 태양전지에 태양빛이 균일하게 도달할 경우, 병렬연결과 DPP 컨버터의 병렬연결이 가장 높은 효율을 보여주었다. 하지만 태양빛이 불균일하게 도달할 경우, DPP 컨버터의 연결이 가장 높은 효율을 보여주었다. 컨버터의 효율을 85%로 가정하면 DPP 컨버터를 병렬로 연결했을 경우, 이상적 경우를 제외한 8개의 테스트 경우에서 전체 시스템의 평균 효율은 99.36%였다. (이 계산은 Maximum Power Point Tracking 손실을 포함하지 않았다.)

This paper proposes a control strategy of total output power ripple cancellation for both of Machine-Side Converter (MSC) and Grid-Side Converter (GSC) in a DFIG under unbalanced grid conditions. The proposed control strategy for the MSC is the zero torque ripple control algorithm with an enhanced LVRT capability. The control algorithm for the MSC exhibits reduced torque pulsation in steady-state unbalanced grid conditions. In addition, this control algorithm also minimizes a peak value of rotor current in transient unbalanced grid conditions. The total output power ripple cancellation control algorithm is adopted in the GSC. The total output power ripple cancellation is achieved by nullifying the oscillating component of the total output active and reactive power at the summing point of stator and rotor of DFIG. The proposed control strategy for the GSC reduces the output power oscillation leading to the improved quality of wind farms output.

This paper provides a comparison of power converter loss and thermal description for voltage source and current source type 5MW-class medium voltage topologies of wind turbines. Neutral-point clamped three-level converter is adopted for voltage source type topology while two-level converter is employed for current source type topology considering the popularity in the industry. In order to match the required voltage level of 4160V with the same switching device of IGCT as in voltage source converter, two active switches are connected in series for the case of current source converter. The loss analysis is confirmed through PLECS simulations. In addition, the loss factors due to di/dt and dv/dt snubber and ac input filter are presented. The comparison result shows that VSC-based wind turbine system has a higher efficiency than that of CSC under the rated operating conditions.

10kV IGCT has been recently developed and has the potential to push wind turbine systems to higher power and voltage rating. Converters employing IGCTs need snubber and OVP circuit to limit the rate of rise of current and peak over voltage across IGCT during turn on and off state respectively. The conventional RCD snubber which is used in such power converter dissipates a significant amount of power. In order to reduce the amount of energy lost by conventional RCD snubber, this paper proposes an isolated inductor snubber circuit that not only meets all of the IGCTs characteristics during on and off-state but also significantly saves the power loss. Loss analysis of conventional di/dt snubber and OVP circuit is performed for the 3-level NPC type back-to-back VSC supplied from grid voltage of 6.9kV. In comparison with the conventional snubber, isolated inductor snubber has a fewer number of components and improved efficiency leading to a reliable and efficient wind turbine systems.

This paper proposes a Direct Power Control (DPC) scheme of improved command tracking capability for Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) Medium Voltage (MV) Wind Turbines. Benchmarking is performed based on a neutral point clamped three-level back-to-back type voltage source converter. It is introduced to design the DPC modeling and propose DPC scheme of a three-level NPC (3L-NPC) converter. During the fault condition in wind farms, the proposed control scheme directly controls the generated output power to the command value from the hierarchical wind farm controller. The proposed control scheme is compared with conventional control scheme as respect to loss and thermal analysis. The DPC scheme of improved command tracking capability is confirmed through PLECS simulations. Simulation result shows that proposed control scheme achieves a much shorter transient time in a step response of generated output power. The proposed control scheme makes it possible to provide a good dynamic performance for PMSG MV wind turbine to generate a high quality output power under grid fault condition.

최근 에너지 저장장치의 사용과 신재생에너지를 이용한 분산발전의 규모가 점차 확대됨에 따라 계통에 원활한 전류주입과 주입 전류의 스위칭 고조파 리플성분 저감을 위해 LCL 필터를 이용한 계통연계형 인버터가 널리 사용되고 있다. 이러한 계통연계형 인버터의 주입전류 특성은 LCL 필터에 종속적이기 때문에 정밀한 주입전류제어를 위해 LCL 필터의 정확한 해석이 요구된다. 본 논문에서는 명확한 LCL 필터 해석을 위해 LCL 필터의 인덕터 직렬 내부저항을 고려한 LCL 필터 특성을 해석하였으며, 이러한 해석을 기반으로 LCL필터 공진현상에 따른 주입전류의 THD를 저감하기 위한 인덕터 가상 직렬저항 능동댐핑 기법을 제안하고 HILS 실험을 통해 제안하는 능동댐핑 기법의 성능을 검증하였다.

Shunt active power filter is a complete current source which can provide an effective and adjustable solution for elimination of harmonic currents in power system. Its performance depends on strategy employed in reference current generation, control technique and topology of converter used in the design.[1-2]. In this paper Three Phase Six switch Z-source rectifier with active power filtering capability based on instantaneous reactive power theory is described. Thanking to the theory power factor and THD value are significantly improved. Experiment results and conclusions are presented.

This paper introduces a shunt active power filter with a small DC bus capacitor by adding additional low-pass filter (LPF). The DC link voltage fluctuation is impressively suppressed with a small value in spite of the low value of DC-link capacitor under the steady-state condition. Consequently, the cost and volume of power converter are significantly reduced thanks to the reduced value of DC-bus capacitor. On the other hand, an indirect control strategy is used to maintain grid-side current when non-linear loads are connected to the system. By using proportional-integral (PI) and modified repetitive controller (RC) in dq0 frame, the calculation time is greatly decreased by 6 times compared with the conventional RC, and the number of measurement devices is also minimized. As a result, the acquired total harmonic distortion (THD) is lower than 2% regardless of the load conditions. Simulation results are carried out in order to verify the effectiveness of the proposed control strategy.

본 논문은 양방향 컨버터에 적용 가능하며 스위칭 손실을 저감할 수 있는 새로운 무손실 스너버를 제안한다. 제안 방식은 스위칭 특성을 개선하기 위하여 스위치 턴 온 시 전류의 기울기를 낮추고, 스위치 오프 시 전압의 기울기를 낮춰 스위칭 시 전압과 전류가 겹침으로써 발생되는 손실을 최소화 하여 고 주파수 구동에 유리한 장점을 갖는다. 또한 양방향 컨버터에서 사용되는 보조스위치의 전류가 서서히 감소하도록 하여 body diode에서 발생하는 역 회복 문제를 획기적으로 해결할 수 있다. 제안회로의 타당성 검증을 위하여 이론적 해석 및 Simulation 결과를 제시한다.

Dc microgrid has the advantage of high efficiency as compared to the ac system. Droop method has been realized to suppress the current mismatching among the distributed sources. However, this method involves distribution loss due to the line impedance. In this paper, a novel droop method is proposed to minimize the distribution loss as well as the voltage deviation by adjusting the droop coefficient. The proposed droop method is verified by using the simulation based on PSCAD/EMTDC.

This paper proposes a dynamic thermo-electric model that links electrical parameters with thermal parameters. In this model, the irradiance and ambient temperature are used to calculate the cell temperature based on a four-layer model that includes the PV cell and surround materials. The calculated cell temperature is then used in the electrical model to accurately adjust the PV electrical characteristics. Dynamic PV characteristics, parallel capacitive and series inductive components, are added to the conventional single-diode model. The results show the effectiveness of this model rather than other conventional models of a PV panel.

태양광 시스템은 낮 시간 동안에만 사용할 수 있기 때문에 사용시간이 제한적이다. 이 제한적인 시간 내에 최대의 효율을 발휘하기 위해서 태양광 시스템은 주로 최대전력지점 추종(MPPT) 방법을 사용한다. 결국 MPPT 방법에 따라서 전체 시스템의 효율이 영향을 받을 수 있다. 본 논문은 황금분할법으로 최대전력지점(MPP)을 추종하는 새로운 MPPT 알고리즘을 제안한다. 제안방법의 성능은 결정형 PV 패널 MSX120을 이용하여 기존의 MPPT방법인 P&O 방법을 제안방법과 비교하며, 제안방법의 성능의 검증은 기존방법과 시스템의 효율 및 MPP를 추종하는 속도를 비교하여 평가하였다. 그 결과 제안방법의 효율 및 MPP추종속도가 개선됨을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 유기랭킨 사이클(organic rankine cycle: ORC) 발전 시스템에서 터빈과 발전기의 속도를 추정하는 방법을 제안한다. 다이오드 정류기에 의해 왜곡된 발전기 3상 단자 전압은 PLL 기법을 이용한 속도추정의 성능을 저하시키므로, 정상분 추출과 맥동성분 제거를 위한 상태관측기와 주파수 가변형 PR 제어기를 동기좌표계 PLL 기법에 적용하여 발전기의 속도를 추정한다. 제안하는 터빈과 발전기의 속도추정 방법은 실험 결과를 통해 그 성능을 검증한다.

최근 전기자동차에 양방향 충전기를 탑재하여 배터리 충전 뿐만 아니라 배터리에 저장된 전기에너지를 전력망으로 재송전하는 V2G 기술과 정전 시 배터리에 축적된 전기에너지를 가정에 공급하는 V2H 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 NRSRC(Non-regulating series resoanat converter)기반 정현파 충전 방식과 전해캐패시터를 사용하지 않는 양방향 충전기를 제안한다. 3.3kW 시작품을 통해 제안하는 충전기의 타당성을 검증 하였다.

배터리의 열역학적 인자, 즉, 엔탈피, 엔트로피, 깁스 자유 에너지는 배터리의 상태인 SOH (State Of Health)를 추정하는 데 있어서 매우 밀접한 관련이 있으며, 정밀한 측정을 필요로 한다. 이러한 열역학적 인자 중 엔트로피의 측정이 중요한데 ETM (Electrochemical thermodynamics measurements) 방법이 대표적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 기존 ETM 방법을 설명하고, 이를 보완한 새로운 엔트로피 측정 방법을 제안하며, 실험을 통해 유효성을 입증한다.

This paper presents a new space vector modulation (SVM) method for indirect matrix converters (IMCs) to reduce commonmode voltage as well as minimize output current ripple in a high voltage transfer ratio. In the proposed SVM, the three-vector modulation scheme is used in the rectifier stage, while the nonzero state modulation technique, where the three nearest active vectors are selected to synthesize the desired output voltage, is applied to inverter stage to reduce the CMV. The proposed SVM method can significantly reduce the output current ripple and common-mode voltage of the IMC without any extra hardware. Simulated results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed SVM method.

본 논문은 통신 모듈과 전력선 없이, 교량용 센서에 전력을 송전하는 동시에 2차측 부하 변동에 의한 1차측 공진 캐패시터의 전압 변동을 이용해 데이터를 전송하는 무선전력 시스템을 제안한다. 콘크리트 구조물을 투과하여 10W(3.3V, 3A)의 전력 및 데이터를 전송하는 시스템을 구현하여 제안된 시스템의 타당성을 검증 하였다.

본 논문은 장펄스 폭을 가지는 펄스 전원 장치에 대해서 기술한다. 펄스 전원 장치는 크게 충전부와 펄스부로 나누어 진다. 충전부의 경우 고효율, 고신뢰성을 위한 공진형 컨버터와 높은 전압이득을 위한 배전압 정류 회로로 구성 되어 있으며, 펄스부의 경우 펄스의 제어가 용이하고 고밀도 구현이 가능한 수정형 막스 방식의 제네레이터를 채택하고 있다. 또한 개발된 펄스 전원 장치는 직렬 스태킹 되어 있는 반도체 스위치의 효과적인 동기화 및 안정적인 구동과 장펄스를 만들어 내기 적합한 게이트 구동회로를 사용하고 있다. 다양한 실험 결과를 통하여 장펄스 전원장치 설계의 타당성과 우수성을 검증한다.

This paper proposes renewable energy system related with flow battery system which is divided into two system, converter and inverter. The Interleaved Boost Converter circuit was used for DC - DC Converter and Full-Bridge Inverter was used for Grid connected Inverter. This paper design each system and uses methods to operate converter and inverter in high efficiency.

본 논문에서는 전자식 및 자기식 안정기 동시 호환 가능한 LED 구동회로를 제안한다. 제안 LED 구동회로는 여러 종류의 안정기가 접속 되었을 때, 어떤 안정기가 접속되었는지 자동으로 감지하여 안정기의 동작 특성을 고려하여 선정된 동작 듀티비로 제안회로를 동작시킴으로써 기존의 형광등 구동을 위한 안정기를 입력 시스템으로 사용함으로써 안정기의 철거 및 교체 없이 모든 안정기에 호환이 가능하다. 제안 LED 구동회로의 타당성 검증을 위해 15W급 시작품을 제작하고, 전자식 및 자기식 안정기와의 호환성 실험결과를 바탕으로 제안방식의 타당성을 검증한다.

본 논문은 다중 채널 LED(Light Emitting Diode) 구동을 위한 모듈형 전류 평형 회로를 제안한다. 기존 방식은 DC/DC 컨버터단과 다중 채널 LED 전류제어를 위해 각 채널마다 일정한 전류 제어를 하는 LED 드라이버단의 직렬 연결로 구성된다. 하지만 제안회로는 캐패시터의 전하평형원리에 의해 단일 채널 전류 제어로 모든 채널의 LED 전류를 동일하게 제어할 수 있어 DC/DC 컨버터와 LED 드라이버단을 하나로 통합한 단일 전력단 LED 구동회로 구성이 가능하며, 이는 회로구성의 단일화로 소자수 및 사이즈의 소형화가 가능하다. 또한 수동소자만으로 이루어진 모듈형 회로로써 모듈의 추가에 따라 요구되는 LED 채널 수 만큼 다채널 모듈로 확장할 수 있다. 제안회로의 타당성 검증을 위해 1kW급 LED 구동회로에 적용한 시뮬레이션 결과를 제시한다.

본 논문에서는 수퍼커패시터 에너지 저장장치의 DC링크 커패시터뱅크 커패시턴스 추정에 관하여 기술한다. DC링크 커패시터뱅크에 임의의 주파수성분의 전류를 주입하여 생성되는 전압과 전류의 AC성분의 관계로 커패시턴스를 추정하였다. 제안한 방법은 온라인으로 실시간 추정이 가능하며, BPF(Band Pass Filter)를 구성하여 동일한 주파수 신호를 추출하여 커패시턴스를 추정한다. 100%, 110% 계통전압에서도 커패시턴스의 평균 값은 2.03F과 2F으로 나타났고, 분산은 0.0005와 0.0001로 나타나 동일한 추정 값이 연속해서 계산되어 타당성을 검증하였다.

본 논문은 $LiFePO_4$ 셀의 SOC(State of Charge) 추정에서 가장 중요한 역할을 하는 모델 파라미터인 OCV(Open Circuit Voltage)의 설계에 관한 것이다. $LiFePO_4$ 셀은 히스테리시스 특성 때문에 Charging/Discharging OCV값을 이은 curve인 Major loop만으로는 신뢰도 높은 SOC 추정이 어렵다. 따라서, 기존의 Major loop에 추가적으로 SOC 10% 구간별로 Minor loop을 설계해 줌으로써 배터리 모델링의 정확도를 높이고, 이를 최종적으로 EKF(Extended Kalman Filter)알고리즘을 이용하여 SOC 추정으로 해봄으로써 정확도 향상을 비교해 보고 분석해 보고자 한다.

본 논문에서는 개선된 적분기를 이용하여 3상 AC/DC 컨버터의 직접 전력 제어(Direct Power Control)를 위한 가상 자속의 추정 기법을 제안한다. 기존의 가상 자속 추정을 위해 사용하는 일반적인 적분기는 dc drift 문제를 유발한다. 이는 보통 저역 통과 필터를 사용으로 보완이 가능하지만, 이 경우 추정된 자속은 크기와 위상의 오차를 갖는다. 따라서 제안하는 기법은 각속도 오차가 가상 자속의 위상 지연 오차와 비례하는 관계를 분석하고 이를 보상하여 속응성 및 안정성을 향상시킨다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 기법의 타당성을 검증한다.

In this paper a direct cell-to-cell charge balancing circuit which can transfer the charge from any cell to any cell in the battery string is introduced. In the proposed topology the energy in the high voltage cell is transferred to the low voltage cell through the simple operation of a dc-dc converter to get fast equalization. Furthermore, the charge equalization can be performed regardless of the battery module operation whether it is being charged, discharged or relaxed. The monitoring circuit composed of a DSP and a battery monitoring IC is designed to monitor the cell voltage and protect the battery. In order to demonstrate the advantages of the proposed topology, a prototype circuit was designed and applied to 12 Lithium-Ion battery module. It has been verified with the experiments that the charge equalization time of the proposed method was shortest compared with those of other methods.

일반적으로 UPS의 배터리에 축적된 에너지는 활용도가 낮은 문제점을 가지고 있다. 최근 이러한 배터리의 에너지를 활용하여 안정적인 전력공급뿐만 아니라 전력품질을 안정화시키고 전력활용을 더욱 효율적으로 할 수 있는 하이브리드 ESS에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 하이브리드 ESS의 구성 및 효율적인 운전을 위한 동작모드를 제안하고 이를 위한 제어 알고리즘을 제안한다. 5kW급 축소시작품을 통한 실험결과로 제안하는 하이브리드 ESS의 타당성을 입증하였다.

높은 동작 주파수를 가지는 LLC 공진형 컨버터는 수동 소자들의 사이즈가 작아져 전력밀도가 증가하는 장점이 있다. 하지만 높은 전력 밀도를 구현하기 위한 작은 수동 소자들은 컨버터 개루프 이득을 변동시키고 기존의 피드백 제어기를 사용할 경우 불안정한 동작을 가진다. 따라서 적절한 위상 및 이득 여유을 가지는 루프 이득을 구현하기 위하여 작은 수동 소자 사용에 따른 개루프 이득을 분석하여 적절한 피드백 제어기를 설계한다. 본 논문은 500 kHz의 동작 주파수를 가지는 LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하고 수동 소자의 크기에 따른 소신호를 분석한다. 이를 바탕으로 적절한 제어기를 설계하고 안정한 동작을 검증하였다.

The existing (q)Z-source PWM AC-AC converters have limited voltage gain because of the equivalent series resistance in the Z-source inductor. In order to obtain higher voltage gain than (q)Z-source AC-AC converters, a coupled inductor (or transformer) based Z-source AC-AC converter is proposed in this paper. By increasing turns ratio of the coupled inductor more than 1, the proposed converter can obtain higher output voltage than (q)Z-source converters with the same duty ratio. A 120 W prototype AC-AC converter is built and tested to verify performances of the proposed converter.

본 논문에서는 모바일 기기용 20W급 초박형 어댑터 제작 및 그 실험 결과를 소개한다. 준공진 플라이백 컨버터를 선정하여 전체 시스템을 설계하였으며, 박형 구조를 위하여 두 개의 변압기는 입력-직렬, 출력-병렬 구조로 사용되었다. 설계한 회로를 제작한 결과 케이스 포함 $85.2{\times}58.3{\times}7.7mm$ 3의 부피를 갖는 프로토타입을 완성하였다. 제작 프로토타입은 평균 77.1% 의 효율을 보였으며, 발열 테스트 결과 정상상태에 도달한 케이스 온도는 $63.1^{\circ}C$ 였다.

디지털 부하용 전원은 작은 스위칭 전압 리플, 정밀한 전압 제어, 빠르고 큰 부하 변동에 대한 응답 특성을 가져야 한다. 이를 위해서는 높은 스위칭 주파수와 큰 수동 필터가 요구된다. 그러나 스위칭 주파수는 전력 손실과 밀접한 관계가 있고 큰 수동 필터는 컨버터의 가격과 부피를 증가시키는 주요 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 출력에 병렬 연결된 능동 출력필터를 이용하여 디지털 부하의 요구 조건을 만족시키면서 시스템의 효율 향상 및 수동 소자 저감이 가능한 방식을 제안한다. 400 V 입력 3.3 V, 10 A 출력의 2-스위치 포워드 컨버터를 통해 기존 방식과 비교 분석한다.

본 논문에서는 트랜스포머를 공유하는 다입력 LLC 공진형 컨버터를 설계하기 위한 과정을 제시한다. 전원 종류에 따라 다입력 전원을 배터리 충전기에 사용되는 LLC 공진형 컨버터의 공진 네트워크를 설계한다. 시스템 효율을 증가시키기 위해 비대칭 듀티 제어법을 적용하였으며, 2.2kW/600W급 배터리 충전기를 제작 구현함으로써 설계과정의 타당성을 검증한다.

This paper deal with a CRM control method of DC-DC converter of increase its performance. It allows high speed switching in critical current region when driving converter to improve efficiency of converter. The validity of the theory is verified by the comparison of the simulation results proposed between method and conventional method.

본 논문에서는 가정용 ESS를 위한 10kW급 고효율 PCS를 제안한다. 효율적인 ESS 운용을 위한 동작 모드와 스위칭 및 필터 손실을 최소화하기 위한 고효율 PCS의 양방향 AC/DC 컨버터와 양방향 DC/DC 컨버터를 제안하였다. 제안하는 PCS의 동작과 성능은 10kW급 시작품 실험을 통하여 검증되었다.

In this paper, a low-cost single-phase PWM rectifier with small DC-link capacitors is proposed, where a buck-boost converter with a low power rating is added at the DC link. By controlling the auxiliary circuit so as to absorb the voltage ripple in the DC link, the second-order voltage ripple in DC-link capacitor can be reduced significantly. Therefore, a small film capacitor can be utilized to replace the bulky electrolytic capacitors. The simulation results are shown to verify the validity of the proposed method.

Nowadays, bidirectional DC-DC converters are becoming more into picture for different applications especially electric vehicles. There are many bidirectional DC-DC converters topologies; however, voltage-fed Dual Half-Bridge (DHB) topology has less number of switches as compared to other isolated bidirectional DC-DC converters. Furthermore, voltage fed DHB has galvanic isolation, high power density, reduced size, high efficiency and hence cost effective. Electrolytic capacitors always have problem regarding size and reliability in DC-AC single phase inverters. Therefore, voltage-fed DHB converter is proposed for the purpose of power decoupling to replace electrolytic capacitor by film capacitors. A new control strategy has been developed for 120Hz ripple rejection, and it was verified by simulation.

전압 안정도를 향상 시키고 무효전력을 보상하는 방법 중 하나로 정지형 무효전력보상설비(SVC, Static Var Compensator)를 사용한다. 특히, 전기로(EAF, Electric Arc Furnace) 등 비선형 부하가 주를 이루는 철강 민수 사업자의 부하는 단시간 내에 전류 변화가 급격히 일어나며 큰 전압 변동을 일으키므로 무효전력 보상설비를 적용하여 안정적인 전력을 공급하고 전력 품질을 확보해야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 LS-Nikko 동제련 온산 공장에 역률 보상을 목적으로 무효전력을 제어하기 위한 ${\pm}100[MVar]$ SVC 시스템 모델을 소개하고, 그 특성에 대한 이해를 돕고자 한다.

본 논문에서는 실시간 시뮬레이터를 이용하여 1MW PCS(Power Conditioning System)의 불평형 비간섭 전류제어(Unbalanced Current Control under Unbalanced Condition) 알고리즘을 검증하였다. 3상 불평형 발생 시, 기존의 전류제어는 전압의 불안정으로 인해 전류의 목표 값이 흔들리는 현상을 보인다. 하지만, 3상 불평형 비간섭 제어는 불평형 상황 전압과 전류를 정상과 역상 성분으로 나누고, 이를 독립적으로 제어함으로써 더욱 우수한 성능을 가진다. 본 논문은 1MW PCS의 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation) 환경을 구축하여 실시간 시뮬레이터에서 실제 출력되는 전류의 불평형을 확인하고, 이를 개선하는 것을 검증하였다.

본 논문은 DC 배전시스템 내에서 발생할 수 있는 직렬 DC 아크 고장을 검출하기 위한 알고리즘을 제안한다. 직렬 DC 아크 고장은 동일 전위의 도선 또는 접속점의 노화 등으로 인해 발생하며, 아크 고장 에너지의 크기에 따라 수초 이내에 화재 사고를 유발할 수 있기 때문에 정확한 고장 검출을 통한 빠른 제거가 필요하다. 스위칭 전력변환 장치에서 발생하는 노이즈 성분에 의한 검출 알고리즘의 오동작 현상을 제거하기 위해 시간 영역에서의 전류 변화와 주파수 영역에서의 전류 크기 차이를 동시에 이용하여 직렬 DC 아크 고장 발생여부를 검출하게 된다. 제안 알고리즘은 5kW급 용량의 380V 저전압 DC 배전 시스템을 대상으로 검증하였다.

본 논문에서는 권선 사이의 자계결합도 변동을 고려한 자기 공진 방식의 전기차 충전용 무선전력전송회로의 설계기법을 제시한다. 자기공진 방식의 전기차 충전용 무선전력전송회로는 LLC 공진형 컨버터와 동작원리가 유사하지만 설계측면에서는 회로의 동작주파수가 표준규격에 의해서 일정범위로 제한되고 1차측과 2차측 권선의 정렬상태에 따라서 자계결합도가 변동할 수 있다는 점에서 LLC 컨버터와는 차이가 있다. 본 논문에서는 동작주파수의 제한범위 및 자계결합도의 변동을 고려한 무선전력전송회로의 설계기법을 제시하는 한편, 시뮬레이션을 통하여 설계를 검증한다.

본 논문은 연구자석 동기발전기의 병렬운전을 위한 동기 스위치 전압 검출에 의한 동기기 병렬구동에 관한 연구이다. 동기 스위치 전압검출은 동기기가 병렬구동 시, 스위치의 양단의 전압을 검출하고, 전위차가 0[V]에 근접하게 되면 스위치를 ON시켜 계통과 연계를 위해 본 논문에서 제안하는 기법이다. 제안된 기법은 각 동기기의 동일한 한 상(phase)의 정보를 통하여 병렬구동이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 본 논문에서는 제안된 기법에 대하여 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증한다.

분산전원 연계용 PCS에 적용되는 UL인증은 UL 1741로서 PCS의 H/W Safety를 검사하는 인증 기준이며, UL 1998은 UL 1741의 하위 참조 인증으로 S/W Functional Safety를 요구한다. UL1741은 Grid Code 기준으로 IEEE 1547.1을 요구하며, H/W 관련하여 안정성 측면에서 특정 요구 수준의 달성 유무를 중심으로 검증한다. 본 논문에서는 UL 1741 인증 기준과 S/W 인증인 UL 1998 인증 기준을 분석하고 이를 적용하여 개발한 1MW EES PCS에 대하여 기술한다.

본 논문에서는 벅 컨버터와 플라이백 컨버터를 직렬로 결합한 회로를 바탕으로 하여 높은 입력전압의 범위를 갖는 새로운 SMPS 토폴로지 및 스위칭기법을 제안하였다. 제안한 고압용 SMPS에서 벅 컨버터는 감압을 위한 온-오프 제어를 행하고, 플라이백 컨버터는 출력전압 제어를 행한다. 제안한 회로는 기존에 특정 목적을 위해 구성된 SMPS의 한계를 극복하고, 다양한 입력전압에 대해 안정된 출력전압을 제어하기 위한 토폴로지이다. 제안된 회로는 PSIM 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

수중함 전력시스템(UVPS: Underwater Vehicle Power System)은 함 내에 모든 부하들의 전력 공급을 담당하는 시스템으로서 전력 계통의 안정적인 운영을 위하여 수중함 전력시스템의 신뢰성 확보는 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 기본형태의 수중함 전력시스템과 장비 여유율을 고려한 수중함 전력시스템의 전기 계통 구성을 비교하고 이에 따른 고장나무 분석을 실시하여 장비 여유율을 고려한 수중함 전력시스템의 신뢰성 향상을 확인한다.

유도가열은 석유, 가스 등의 연료를 사용하는 종래의 설비에 비해 에너지 효율이 높고 관리가 수월하며, 공해를 유발하지 않는 등의 많은 장점으로 인해 산업 분야에 다양하게 응용되어 사용하고 있다. 유도가열의 원리는 전자유도작용을 이용하여 와전류에 의한 손실과, 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하는데, 이렇게 발생된 열로 가열하는 방법이며 가열 속응성, 고효율, 친환경, 안정성의 장점을 갖는다. 그러나 공진형 유도가열 인버터 시스템은 환경의 변화나 피가열체의 부식 등의 이유로 공진주파수가 변하는 단점이 있다. 따라서 기존의 단점을 극복하기 위해 자동으로 공진점을 추종할 수 있는 알고리즘을 제안하였고, 기존의 복잡한 제어회로나 알고리즘을 극복하여 시스템의 간소화를 실현하였다.

This paper proposes a new single-phase seven-level grid-connected inverter. Operational principle with switching function are analyzed. A digital proportional-integral current-control algorithm was implemented in a TMS320F28335 DSP to keep the current injected into the grid sinusoidal. To verify the performance of the proposed inverter, PSIM simulation and experimental results are also shown in this paper.

본 논문에서 제안된 충 방전기는 입 출력 절연을 통하여 안전성 향상하였고 3개의 변압기를 1차 측은 직렬로 연결하여 변압기에 권선비를 줄임으로써 충 방전기의 소형 및 경량화를 성취하였고 2차 측을 병렬 연결하여 스위칭 소자에 걸리는 전류 스트레스를 감소 시켰으며 컨버터 절연부에 직렬 공진형 Soft Switching 방식을 적용하여 높은 스위칭 주파수에서도 충 방전기에 고효율화가 가능함을 검증하였다. 본 논문에서 제안하는 내용은 PSIM를 이용한 시뮬레이션 결과로 그 타당성을 입증하였다.

독립운전 모드로 동작하는 분산 발전 시스템의 제어방식 중 하나로 유무효 전력제어를 통한 전력분담을 실현하기 위한 드룹제어 방식이 있다. 이 방식은 선로 임피던스가 여러 가지 복합 성분으로 구성되어 있거나 불평형일 경우 이는 유무효 전력의 분담에 있어서 여러 가지 이유로 오차를 발생시키며 이에 대한 대책으로 가상 임피던스를 추가하여 복합적 불평형 라인 임피던스에 기인한 유무효 전력 조류의 복잡성을 해결하기 위한 연구가 최근 많이 진행되어 오고 있다. 본 논문에서는 위의 사항을 고려하여 가상 임피던스를 이용하여 시스템의 유무효전력 분담을 개선하고자 하였으며 안정도 분석을 위하여 각 가상 임피던스에 소신호 모델링을 수행하고 이를 비교하였다. 각 가상 임피던스에 대한 전력분담과 안정도 해석은 각각 PSIM과 MATLAB을 통해 검증되었다.

지연 등화기(Delay Equalizer) 또는 위상 필터(Phase Filter)라고도 불리는 전역 통과 필터(All Pass Filter)는 주파수의 변화와 관계없이 위상만을 변화 시키는 시간 지연 장치(Time Delay Device)이다. 모든 주파수에서 진폭의 이득이 '0' 또는 일정하지만, 위상의 특성만을 개선하기 위해 사용되는 위상 필터 이다. 본 논문은 이와 같은 전역 통과 필터(APF)의 특성을 이용하여 순시 유효 전력(Active Power) 및 순시 무효 전력(Reactive Power)의 측정 방법에 대하여 연구하였다. 전역 통과 필터(APF)의 좌표변환을 사용하여, 필터에서의 정보를 통한 유효 전력과 무효 전력 측정이 가능하다. 따라서 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 재귀최소자승법을 이용한 수퍼커패시터 뱅크의 실시간 커패시턴스 추정방법에 대해 서술하였으며, 커패시터의 수명은 초기용량에서 약 25%가 감소한 경우 수명을 다했다고 판단한다. 수명을 다한 커패시터를 사용할 경우 시스템의 성능과 안전을 보장할 수 없으므로 커패시터를 교체할 적절한 시기를 판단하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 재귀최소자승법으로 수퍼커패시터 뱅크의 커패시턴스를 측정할 수 있는 방법을 제안하였고, 이를 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

본 논문은 리튬 폴리머 배터리 전기적 등가 회로 모델의 정확도 향상을 위하여 내부 파라미터를 결정하는 개선된 방법을 제안한다. 종래의 파라미터 결정 방법이 내부 용량성 임피던스의 영향으로 부정확해지는 현상을 분석하고, 해결방안을 제시한다. 제안하는 방법으로 얻어진 배터리 모델의 정확성은 시뮬레이션 결과 및 단전지의 실험적 결과를 통하여 검증한다.

본 논문은 전기자동차에 탑재되는 리튬 폴리머 배터리의 고효율 충전 전략을 제시하고, 그에 따른 탑재형 충전기의 효율을 분석한다. 내부 임피던스에 의한 충전 손실을 전혀 고려하지 않는 기존의 정전류 충전방식과 대조적으로, 제안하는 방법은 배터리 내부 임피던스를 고려함으로써 충전과정의 손실을 상당량 저감할 수 있다. 본 연구의 타당성은 배터리 실험결과를 통하여 증명한다.

본 논문에서는 무선전력 전송을 위한 평판 나선형 코일의 최적 형상 선정을 위해 각 코일의 형태에 따른 출력 성능을 비교 및 평가한다. 코일 간 결합계수, 각 코일의 Q-factor 측면에서 송수신 패드의 성능을 비교하며, 이를 위해 송수신 패드가 차지하는 면적을 최대한 활용하여 모델링 한다. 모델링한 코일에 대하여 수신패드의 수직 및 수평이동에 대한 성능 지표를 평가하고 코일의 최적 형상을 선정한다.

본 논문에서는 무선 전력 전송용 원형 송수신패드의 결합계수 최대화 설계 기법을 제안한다. 원형 송수신패드의 기하학적 구조에 따른 자속 분포 분석에 기반한 인덕턴스 계산식을 활용하여 원형 송수신패드의 다양한 설계 인자들 (도선직경, 선간 간격, 턴 수, 내경, 외경)이 결합계수에 미치는 영향을 분석한다. 또한 분석 결과를 바탕으로, 다양한 크기의 원형 송수신 패드에 적용 가능한 결합계수 극대화 설계 방안을 제안한다.

본 논문에서는 2개의 MOSFET으로 구성된 Half-bridge 회로를 구동할 때, 각 MOSFET의 기생성분을 고려하여 게이트 신호를 분석한다. 특히 MOSFET 구동시 게이트 전압에 따른 구간별 등가회로를 구성, 각 구간에서 다른 MOSFET에 상호적으로 미치는 영향을 수식적으로 분석하고, 시뮬레이션을 통해 스위칭 특성을 검증한다.

The government on Jeju Special Self-governing Province has a policy named 'Carbon Free Island Jeju by 2030'. The main purpose in this policy is to install wind power system with the total capacity of 1.35 GW by 2020. When the demand load on Jeju Island power system is lower than entire output power, a lot of dump power will be produced from the large-scale wind farms. It will be able to cause the wind power limit on Jeju Island. Consequently, the additional power facility must be installed to ensure stable power system operation in Jeju Island and increase wind power limit. From this point, this paper proposes the installation of MMC-HVDC, which can supply power in real time in the desired direction. The effectiveness of MMC-HVDC based on measured data of Jeju Island power system will be verified by using PSCAD/EMTDC simulation program.

이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)의 다해상도 분석(MRA;multi resolution analysis)을 효율적으로 수행하기 위해서는 적절한 모함수(mother wavelet)의 선택이 필수적이다. 본 논문에서는, 노이즈가 포함된 충방전 전압의 디노이징(denoising)을 구현할 때, 모함수에 따른 디노이징 성능을 비교 및 분석한다. 고정된 MRA 레벨에서 6개의 모함수를 비교하되, 각 모함수에서 최대 SNR(signal-to-noise ratio)을 가지는 타입을 대푯값으로 정하여 모함수에 따른 디노이징 성능을 비교한다. 이를 위해, 하드 임계화(hard-thresholding) 및 소프트 임계화(soft-thresholding) 기법을 적용한다.

배터리 관리시스템(BMS;battery management system)의 중요 고려요소인 SOC(state-of-charge) 및 SOH(state-of-health)의 전기적 등가회로 모델 기반 고성능 추정의 전제 조건은 배터리 단자전압의 안정된 실험데이터 확보이다. 그러나, 예상치 않은 에러로 인해 배터리 단자전압에 노이즈 성분이 포함될 경우 SOC 및 SOH 추정알고리즘의 성능저하가 우려된다. 이를 위해, 본 논문은 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)의 다해상도 분석(MRA;multi resolution analysis) 레벨에 따른 디노이징 최적 성능을 소개하고자 한다. 하드 임계화(hard-thresholding) 및 소프트 임계화(soft-thresholding) 기법에 따른 디노이징 성능 차이를 보이고, 각 임계화 기법 적용 시 디노이징 최적 성능을 보이는 레벨을 선택한다.

능동형필터는 주로 비선형 부하로 부터 발생되는 정수배의 고조파를 보상하는데 응용되어 왔다. 본 논문에서는 국가핵융합연구소(NFRI)의 KSTAR 주장치의 전원공급장치인 PF MPS가 가동되면서 특이한 저차수 대역의 비정수 고조파가 발생되는데 이는 MG(motor generator)와 RPC (Reactive Power Compensator)간의 병렬공진 확대현상으로 나타나 고조파 전류의 증가, 전압왜형 상승 등 안정적인 전력계통 운영에 영향을 주고 있다. 따라서 이의 원인이 되는 특이성의 비정수 고조파를 저감시키기 위한 제어 알고리즘 개발과 모의시험에 관한 연구내용을 다루고자한다. 지금까지 개발된 알고리즘은 주로 정수배 고조파만을 대상으로 한 FFT의 일괄보상, 혹은 개별차수 보상방식이었으나 여기서는 DQ 변환 알고리즘을 채용하여 정수배 고조파는 물론 0.5차 단위의 비정수 고조파까지 제어하는 기술을 다루었다.

본 논문에서는 PFC(Power Factor Correction) 컨버터의 초기 구동시 발생하는 돌입전류 문제 및 스위치의 고장을 진단하는 방법에 대해 기술한다. PFC 컨버터는 초기 구동시 출력단의 대용량 커패시터에 의해 높은 돌입전류가 발생하여 시스템 손상 및 전력 계통의 품질과 고조파를 발생하는 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 저항과 스위치를 이용한 PFC 컨버터의 초기 돌입 전류 제한 및 안정적인 동작을 위한 스위치 고장진단 방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 PFC(Power Factor Correction) 컨버터가 초기 구동시 발생하는 돌입전류를 제어하기 위한 새로운 PFC 컨버터를 제안한다. 기존 Boost 구조를 갖는 PFC 컨버터는 안정적인 출력 전압을 생성하기 위해 출력단에 큰 커패시터가 필수적이지만 방전된 커패시터에 AC 전압이 인가되면 단락 상태가 되어 큰 돌입전류가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 기존 PFC 컨버터의 돌입전류 문제점을 파악하고 제안된 PFC 컨버터로 돌입전류를 제어함으로써 안정적인 동작 상태와 효율적인 PFC 컨버터의 타당성을 검증하였다.

유도탄 구동장치용 제어기는 제한된 공간 내에서 최적의 성능 및 신뢰성을 구현하도록 구성되어야 한다. 유도탄 구동장치에 요구되는 강건제어를 구현하기 위하여 위치 및 속도 제어를 수행하였으며, 속도값은 센서 없이 HGO(High Gain Observer) 기법을 이용하여 추정하였다. 시험 및 검증을 위해 프로토타입 제어기 및 구동기를 활용하였으며, Matlab/Simulink를 통한 시뮬레이션 및 실제 시험결과가 일치함을 확인하고, 이러한 구동 제어기 개발 기법의 적절성을 제시하였다.

2상 유도전동기용 벡터제어 인버터에서는 a상 및 b상의 전류를 측정해야 하는데, 여기에는 홀전류센서가 주로 사용되었다. 2상 유도전동기는 a상 및 b상의 전류가 모두 중성선을 통하여 흐르게 되고, 이 전류로부터 2개의 상전류를 분리할 수 있다면 1개의 홀전류센서만을 사용함으로써 전류 측정 하드웨어의 가격을 반으로 줄일 수 있다. 본 논문에서는 1개의 전류센서를 사용하여 중성선 전류를 측정하고, 이로부터 a상 및 b상 전류를 추정하여 분리하는 방법을 제안하였으며, 이 방법의 유효성을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.

2상 유도전동기용 벡터제어 인버터에서는 전류센서를 사용하여 a상 및 b상의 전류를 측정해야 한다. 그러나, 이 전류값을 마이크로컨트롤러의 A/D컨버터로 읽어 들이는 과정에서 전류 센서와 증폭회로로부터 발생하는 오프셋 오차와 변환이득 오차를 포함할 수 있다. 2상 유도전동기의 벡터제어 시스템이 이러한 오차들을 포함한다면 전동기의 출력토크에 리플이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 전류측정 오차를 실시간으로 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하는 방법을 제안하였으며, 이러한 방식을 360[W]급의 2상 유도전동기용 벡터제어 인버터에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션과 실험으로 유효성을 확인하였다.

본 논문에서는 2상 유도전동기용 벡터제어 인버터를 적용한 엘리베이터 도어 컨트롤 시스템을 제안하였다. 현재까지 엘리베이터 도어 컨트롤러에는 속도제어가 용이한 3상 유도전동기를 주로 사용해 왔으나, 최근에는 2상 유도전동기도 벡터제어를 사용한 속도제어가 가능하게 되어 저전력 응용분야에서는 3상 유도전동기에 비하여 경쟁력을 갖게 되었다. 본 논문에서는 360[W]급의 2상 유도전동기용 벡터제어 인버터를 엘리베이터 도어 컨트롤러에 적용하여 충분한 제어 성능을 가지면서 종래의 제품에 비하여 원가를 낮추어 시스템을 구현하였다.

모터의 효율 규제에 따른 영구자석형 동기전동기의 사용확대에 따라서 유도기에 적용되었던 기술들이 동일하게 동기기에도 필요하게 되었다. 이 중에서 정전시 전동기가 자유회전하는 상태에서 복전된 후에 전동기를 재기동할 때 회전자의 현재 속도부터 지령속도로 제어해주는 방법을 속도써치라고 한다. 유도기에 사용되었던 방법을 동기기에 그대로 적용하기에는 무리가 있어 영구자석이 회전시에 발생하는 역기전력을 이용한 회전자 위치 및 속도 판별 방법에 대해서 설명하고 기존의 방법을 최소 자승법을 사용하여 개선하였다.

본 논문에서는 새로운 형태의 철도 차량용 추진 시스템인 리니어펄스모터의 구조적 특징을 분석하고 그 구조적 특징으로 발생하는 문제점의 해결방안을 제시한다. 따라서 지상에 포설되는 2상의 고정자 상권선 중 A상 권선 상부에 B상 권선이 적층되어 포설되는 특징으로 인하여 발생하는 일종의 토크 리플 성분을 저감하기 위한 기법을 제시하며 모의실험 및 실제 실험을 통하여 제시한 토크 리플 저감 기법의 타당성을 검증한다.

This paper introduces the new 1200V $SPM^{(R)}$ (Smart Power Module), which is fully optimized and intelligent integrated IGBT inverter modules for up to 6kW motor drive applications. It utilizes newly developed NPT trench IGBT with the advanced STEALTHTM freewheeling diode, and built-in bootstrap diode. HVICs, multi-function LVIC, and built-in thermistor provide good reliable characteristics for the entire system. This module also takes technical advantage of DBC(Direct Bonded Copper) substrate for the better thermal performance. This paper provides an overall description of the newly developed 1200V/35A $SPM^{(R)}$ 2 product.

New inverter motor drive systems consume 30%~50% less energy compared to existing motor drive systems. For inverter motor drive systems, the development of a 1200V high side driver is critical. This paper presents an advanced 1200V high side driver with low power consumption and high ruggedness. This solution implements a high voltage level shifter which consumes low power by adding a clamped VGS LDMOS driver to the conventional short pulse generator. Moreover, this paper proposes a highly rugged 1200V LDMOS which improves SOA by limiting the hole current. This paper could be applied to smart power modules used for HVAC (heating, ventilation, and airconditioning) and industrial inverters. Consequently, this paper will provide design engineers with an understanding of how they can make a significant contribution to worldwide energy savings.

본 논문에서는 독립 3상 구조 이중공극 영구자석형 동기 전동기 구동 시스템의 Y 및 ${\Delta}$결선에 따른 운전특성을 비교 분석하고자 한다. 본 연구에 사용된 전동기의 경우, 일반적인 3상 교류 전동기의 형태와는 달리 양측 회전자와 고정가 대칭인 이중공극형 구조를 가진다. 또한 고정자측은 링 형태의 독립 단상 권선 기반의 모듈 형태로 구성되어있기 때문에 Y결선 또는 ${\Delta}$결선이 가능한 구조를 보여주고 있다. 따라서 본 논문에서는 두 가지의 결선방식에 대한 속도제어 특성을 분석하기 위해서 Y 및 ${\Delta}$결선의 수학적인 모델링을 수립하였고 실험을 통하여 각 결선에 따른 운전특성을 비교 분석하였다.

본 논문에서는 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 수학적 모델을 기반으로 한 플라이휠 에너지 저장 시스템을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 모델링 하였다. PMSM의 센서리스 벡터 제어를 위해 속도 및 전류 제어기를 구현하였으며, PI형 상태 관측기를 이용한 역기전압 추정기와 PLL 기반의 위치/속도 추정기를 구현하였다. 초기 기동시 역기전압 추정기반 센서리스 제어 방식은 회전자의 위치를 정확히 추종 할 수 없어 Open-Loop 알고리즘을 통하여 동기 전동기를 구동시킨다. 플라이휠 에너지 저장 시스템의 센서리스 제어 알고리즘은 충전 모드와 발전 모드에서의 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.

본 논문에서는 선형유도전동기를 이용하는 자기부상열차의 슬립주파수 일정 벡터제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 사용했던 슬립주파수 일정 RMS제어방식에서 슬립주파수를 일정 벡터제어 방식으로 전환하여 그에따른 슬립주파수와 노치변화를 통해 더효율적인 운전 조건과 주파수를 찾기위한 시뮬레이션과 실험을 통해 제안한다.

본 논문에서는 양수발전용 동기발전기의 기동 및 회생제어를 위한 부하전류형 인버터(LCI) 시스템을 Matlalb/simulink를 이용하여 모델링하고 제어방법을 확인하였다. 부하전류형 인버터의 구성 및 동작모드에 대해 서술하였으며, 동기발전기의 안정성 확보를 위한 회생제어 모드에 적합한 제어 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 기존의 복잡한 제어구조와 달리 제어요소의 간략화로 제어의 강인성을 확보하였으며, 부하전류형 인버터 시스템의 기동제어 및 제안된 회생제어에 대한 성능은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

Random PWM 방식은 기본파의 배수 고조파에 밀집된 성분을 광대역화할 수 있기 때문에 특정 주파수의 노이즈 감소 및 소음 저감 등에 효과가 있는 인버터 스위칭 방식이다. Random PWM을 구현하는 방법은 랜덤 변수를 생성하고 이를 이용하여 스위칭 주파수를 가변하거나, 인가되는 벡터의 위치를 변화시키는 등의 다양한 방법이 있다. 본 연구에서는 Random PWM 구현 방식, 랜덤 변수의 변동 주기, 랜덤 변수가 적용되는 크기 등의 차이에 따라 주파수 광대역화에 미치는 효과를 분석하였다. 이 결과로부터 구현을 위해 요구되는 조건에 따른 Random PWM의 효과를 비교할 수 있으며, 투입 비용 및 시스템 제한 조건 대비 최적의 Random PWM 방식을 선정할 수 있는 기준으로 활용될 수 있다.

본 논문에서는 역방향의 전력 흐름을 갖는 간접형 매트릭스 컨버터로 구동되는 유도 전동기의 제어 방법을 제안한다. 매트릭스 컨버터는 직류단에 에너지 저장 소자가 없는 AC/AC 전력 변환 장치로, 부피가 작고 가벼우며 내구성이 높다. 입력 전압의 최대 0.866배의 낮은 전압 전달율을 갖는 단점을 극복하기 위하여 기존의 입력, 출력의 방향을 반대로 구성하여 전압전달율을 높이는 방법을 제안한다. 제안한 구조는 추가적인 소자 또는 회로 없이 승압 동작이 가능하다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 3상 인버터 직류단에 하나의 shunt 저항을 삽입한 1-shunt 인버터의 평균 상전류를 추정하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 2개의 영벡터와 6개의 유효전압 벡터의 조합으로 구현되는 SVPWM 방식에서, 각 스위칭 상태에 따른 상전류 기울기를 알 수 있다면, 유효전압 벡터 인가시간을 이용하여 평균 상전류를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 각 스위칭 상태에서의 전류기울기와 인가시간을 이용하여 평균 상전류를 추정하고 이를 일반화 한다. 제안된 알고리즘의 정확성은 실험적 결과를 통해 증명한다.

This paper deals with the analysis of characteristics of position and speed estimator of an adaptive sensorless control algorithm for PMSM drives. The analysis shows that the back emf constant variation results in the position estimation error, but does not the speed estimation error. The simulation and experimental results are shown to verify the analysis result and the usefulness of the back emf constant estimator.

In this paper, two types of switched reluctance motors (SRMs) with segmental rotors are presented in detail. One is 6/5 segmental rotor type; the other is 12/8 segmental rotor type. Both motors have the same stator, rotor and winding configurations. The stator is constructed with special stator poles in which the exciting and auxiliary poles are designed exclusively. The rotor is constructed from a series of discrete segments, each of which is embedded in the magnetic isolator. The windings are only wound on the exciting poles, and no windings are wound on the auxiliary poles. These structures result in short flux path and high flux-linkage utilization in the proposed motors, which may reduce the magneto motive force (MMF) requirement and increase the electrical utilization of the machine. To verify the proposed two structures, the characteristics of the proposed two types are analyzed and compared with that of conventional 12/8 SRM.

In this paper, a novel method of sensorless control scheme is proposed to apply on a single phase hybrid SRM used in high speed operation. The proposed method utilizes beneficially permanent magnet field whose performance is motor parameter independent to estimate the rotor position. Also, the current slope is adopted to complete the sensorless control when the motor running with heavy torque at high speed condition. Through this approach, the adjustable turn on/off position can be achieved without prior knowledge of inductance profile which is always employed by many sensorless schemes. And this paper may offer an available method to do the sensorless control in hybrid SRM used for high speed running.

MMC(Modular Multilevel Converter)형 STATCOM 개발을 위해서는 시스템을 이루는 핵심 구성 요소인 Valve의 설계 및 신뢰성 검증이 매우 중요하다. Valve란 다수의 Sub-module을 직렬로 연결, 조합한 것이며 시스템의 용량에 따라 모듈의 직렬 개수가 정해진다. 그러므로 Valve의 최적 설계 및 제어가 시스템의 성능을 개선할 수 있는 주요 항목으로 작용한다. 본 논문에서는 이러한 Valve를 제작한 내용과 시험 설비를 통해 수행된 제품의 운전 특성에 대해서 기술하였다.

최근 다양한 형태의 비선형 부하가 계통에 연계됨에 따라 이러한 부하에 적절한 전원을 공급하는 전력변환장치의 보급이 활발히 진행되고 있다. 이러한 전력변환장치들은 전력용반도체소자의 스위칭에 의해 동작하기 때문에 전류의 고조파를 발생시키고, 이때 발생하는 고조파는 변압기의 손실을 증대시키고 역률을 저하시키며 온도의 과도한 상승을 유발하여 결국 변압기의 수명을 단축시킨다. 따라서 본 논문에서는 과열을 방지하면서 비선형 부하에 적절하게 연계하기 위하여 전류 고조파에 의한 변압기에서의 손실을 해석한다.

본 논문은 LLCL 입력필터를 적용한 단상 그리드 컨버터에서 필터의 공진 감쇠를 위한 가상저항 기반의 능동 감쇠 기법을 이용한 전류제어 시스템의 안정도를 분석한다. LLCL 필터의 가상저항 값에 따른 안정도를 조사하고 PSIM 시뮬레이션을 통해 비교 분석한다.

This paper proposes the feedforward compensation method of output voltage with 3phase AC/DC PWM converter on DC distribution system for improved response. AC/DC PWM converter on DC distribution is required power supply of high quality because of renewable energy sources and load links. In general, Feedforward compensation method of 3phase AC/DC PWM converter receives the sensor input to the output current, load power. Resulting, error of the sensing values and communication cause time delay. Therefore, Feedforward compensation method through only the output voltage is proposed in this paper. The feedforward compensation method through only the output voltage can be applied to the two-level AC/DC PWM converters, as well as multi-level converter or inverter.

전력효율을 높일 수 있는 DC 전송이 주요 관심사가 됨에 따라 전력품질에 대한 기술이 요구된다. DC 그리드의 전력품질을 위해서는 반도체 차단기는 필수요소이다. 따라서 본 연구에서는 신속한 차단이 가능하고 재투입과 재차단 기능을 갖는 반도체 차단기를 제안한다. 제안한 회로는 단락 사고를 모의하고 시뮬레이션과 실험을 통해 시스템의 동작 특성을 검증하였다.

본 논문은 벡터제어 기반의 IPMSM 구동 시스템에서 순시 토크 제어 시 전류제어기법에 따른 스위치의 온도특성에 관하여 기술하였다. 전류제어 기법으로는 예측전류제어기법과 기존의 PI(Proportional Integral) 제어기 기반의 SVPWM을 각각 적용하였고, 순시 토크 제어에 따른 스위치 발열량을 비교 분석하였다.

This paper proposes a deadbeat current controller using predictive current method for three-phase shunt active power filter (SAPF). In proposed controller, the compensating current reference which is necessary for the deadbeat control is estimated by using the predictive current method. This method can improve the accuracy of compensation and ensure the fast dynamic response of SAPF. Simulations have been carried out to demonstrate the perfomance of SAPF using proposed control method.

본 논문은 계통연계형 소용량 태양광 인버터에 적용된 AFD(Active Frequency Drift) 기반의 단독 운전 검출 기법을 제안한다. 태양광 시스템에 일반적인 인버터 토폴로지를 사용한 경우, 무효전력 주입을 이용하여 단독운전 검출이 가능하다. 하지만 무효전력의 제어가 불가능한 인버터를 사용한 경우에는 기존의 무효전력을 이용하는 단독운전 검출기법을 사용할 수 없다. 무효전력의 제어가 불가능한 인버터 토폴로지에 새로운 스위칭 기법을 적용하면 무효전력을 주입한 효과를 얻을 수 있고, 이를 통해 기존의 AFD 방식을 응용하여 단독운전 검출이 가능한 새로운 검출기법을 제안하였다. 제안하는 검출기법은 기존의 AFD 방식보다 인버터 출력전류의 THD (Total Harmonic Distortion)를 개선할 수 있는 장점이 있다. 제안하는 기법의 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

본 논문은 계통에 전력을 변동하여 계통 임피던스를 추정하는 기법의 문제점을 분석하고 개선된 역상분 전류 주입을 이용한 임피던스 추정 기법을 제안한다. 기존의 계통 임피던스 추정 기법에서는 유, 무효 전력의 크기를 변화시키고, 그에 따른 두동작점에서 측정된 전압의 변동량을 통해 계통 임피던스를 계산한다. 하지만 일반적인 계통 연계형 인버터에는 전원 전압의 위상을 추종하는 PLL이 동작하고 있으며, 이 PLL은 정상 상태에서 얻을 수 있는 전류 주입에 따라 발생하는 d-q축 전압의 변동량을 왜곡시켜 추정 오차를 유발한다. 따라서 본 논문에서는 불평형 전원을 독립적으로 제어하는 듀얼 제어기와 정상분 PLL 기법을 사용하여 역상분 전류에 의한 역상분전압의 변동량만으로 PLL에 의한 PCC 전압의 정상 상태 측정 오차를 제거하여 계통 임피던스를 정확히 추정하는 기법을 제안한다.

본 논문은 DC-DC 플라이백 컨버터 회로를 바탕으로, 고전압 입력으로부터 다채널의 절연된 저전압을 출력하는 고압 SMPS에 관한 것이다. 제안된 토폴로지는 고전압을 분배하는 커패시터와 MCU 전용의 커패시터를 직렬로 구성하고, 각 커패시터에 분배된 전압을 입력으로 다중여자 방식의 플라이백 컨버터 구조로 되어있다. 직렬 커패시터 구조는 고압환경에서의 소자들의 절연 및 전압스트레스를 저감할 수 있으며, MCU 전용의 커패시터는 시스템의 초기구동을 위한 자가충전(Self-Power) 및 Black-Start의 시스템 안정화 구조이다. 또한 다중여자방식은 변압기의 단일 코어를 사용하여 스위칭 전류를 흘려줌으로서 커패시터의 전압불균형을 막을 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 토폴로지는 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 공동주택용 하이브리드 무정전전원장치(UPS: Uninterruptible Power Supply)를 제안한다. 제안한 하이브리드 UPS는 기존의 UPS 시스템에 DC/DC 컨버터를 추가하여 태양광 패널과 연결 가능하여 기존의 태양광 PCS(Power Conditioning Supply)의 기능을 할 수 있다. 또한 정류기를 양방향으로 동작시켜 피크 부하시나 전력 부족시 전력을 전원단으로 회생시킬 수 있어 기존의 ESS(Energy Storage System) PCS 기능도 할 수 있다.

본 연구에서는 'Open Framework 기반 Smart ESS 전력제어 모듈'과 연동을 위해 설계, 제작한 3상 PCS 시제품의 동작 모드별 주요 전기적 특성을 분석하였다. 충전모드에서 운전시 PWM 컨버터의 입력역률, 입력전류 THD 및 전력변환 효율과 방전모드로 운전시 계통으로 주입되는 전류의 역률, THD 및 전력변환 효율을 각각 측정, 분석하였다. 또한 독립운전시 부하량에 따른 PWM 컨버터의 출력전압 THD 및 전력변환 효율을 측정, 분석하였다.

본 연구에서는 비상전원 공급기능을 포함한 하이브리드 ESS(Energy Storage System)를 제안한다. 기존의 ESS에 UPS(Uninterruptible Power Supply)의 비상전원 공급기능을 포함한 하이브리드 ESS의 운전모드는 배터리 충전 모드, 수요관리 운전모드 1, 수요관리 운전모드 2, 비상 운전 모드 총 4가지 모드로 구성 되어 있다. 비상전원 공급기능을 포함한 하이브리드 ESS의 운전모드 간 절환 시 과도 응답을 검증하기 위해 3상 50[kW] 시제품을 제작하였고, 이 시제품을 통해 운전 모드간의 절환 시 과도 응답을 검증 하였다.