태양광발전, 풍력발전등의 분산형 전원의 보급, 전력전자기기의 보급 확대, 부하설비의 다양화등에 의해, 교류 계통의 전력품질에 대한 관심이 높아지고 있다. 전력품질로서 지금까지 전압, 주파수, 평균정전회수, 정전시간, 순간전압강하, 고조파에 주안점을 두고 있었다. 여기서는 전력품질 국제규격의 현재의 적용규격과 장래의 발전방향에 대하여 비교, 검토한 사례를 소개하고자 한다.

본 논문에서는 케이블 결함과 위치를 검출하기 위한 SSTDR(spread spectrum domain reflectomerty) 기반의 진단 장치를 개발하였다. 개발된 진단 장치는 sstdr 기법의 검출 성능을 향상시키기 위해 시간-주파수 상관 분석을 이용하여 기준신호(reference signal)의 상관계수 최댓값 위치를 검출 한 후 기준신호를 제거하여 반사신호의 상관계수의 최댓값 위치를 검출하는 2단계 과정을 갖는다. 개발된 케이블 결함 진단 장치는 실증 시험장을 구축하고, 성능시험을 실시한 결과, ${\pm}1%$ 내 외의 오차를 갖는 것으로 확인되었다.

본 논문은 한국전기안전공사에서 취약계층의 전기안전을 확보하기 위한 시행하는 전기안전 긴급출동, 공익서비스의 전기화재 예방효과를 분석하기 위해 화재사고 예방효과 분석방법을 이용하여 전기화재 감소율을 산출하였다. 또한 산출결과를 이용하여 전기화재 예방건수, 전기화재에 의한 사상자, 경제적 피해 등의 예방효과를 산출하였다. 이 결과 연평균 265건의 전기화재사고를 예방하였으며, 연평균 9명의 사상자와 약 17억원의 경제적 손실을 예방할 수 있었다.

본 논문에서는 DC 계통연계형 태양광 PCS 개발에 대해서 다루고 있다. 개발된 DC 계통연계형 태양광 PCS 시스템의 전력회로 구성, 전력회로 동작원리, Fixed Frequency Series Resonant DC/DC Converter 출력 전압 제어 원리 및 제어기 구성에 대해서 살펴보고, 시뮬레이션 및 제작된 시스템의 실험결과를 통해 개발된 시스템의 타당성을 입증하였다.

전력계통에서의 신재생에너지 발전원 수용한계를 극복하기 위하여 계통 운영자들은 신재생에너지원이 전력계통에 연계될 때 필수적으로 지켜야할 규정을 강화하는 방향으로 법규를 개정하고 있다. 미국 캘리포니아주는 전력계통연계 규정인 Rule21을 개정하여 UL1742 SA에 적용 예정이다. 국내 한국전력공사는 2016년 4월 8일부로 '분산형전원 능동전압제어 기능적용 인버터 시험절차 개선'을 마련하고, 국내 공인인증기관에서 시험성적서 발급 중에 있다. 본 논문에서는 국내외 분산형 전원용 스마트 인버터의 기능과 규정을 소개하고자 한다.

계통연계형 태양광인버터의 경우 실외 설치가 일반화 됨에따라, 계통현경 및 주위환경의 영향을 받게 된다. 특히 부하 말단, 다수대 병렬 운전의 경우에 있어 계통 고장상황에 따른 고장 모드 설계가 필요하다. 이러한 고장 모드 설계에 대해 소개한다.

본 논문에서는 도로 급전 전기 자동차(RPEVs, Roadway Powered Electric Vehicles)의 좌우 허용편차를 증가시키기 위한 급 집전 코일 구조를 제안하였다. 급전 코일의 폭을 집전 코일 폭보다 좁게 비대칭 구조로 설계를 하여 넓은 좌우 허용편차를 달성하였으며 EMF(Electromagnetic Fields) 문제를 동시에 해결하였다. 급전 코일은 3cm의 좁은 폭을 가지는 S형 모듈을 사용하여 좌우허용편차를 최대 30cm까지 증가시켰으며, 집전 코일에는 디커플링 기술을 적용하여 좌우 허용편차를 기존 24cm에서 46cm로 약 두 배 향상시켰다.

본 논문에서는 자이레이터를 사용하여 자기유도 전력전달시스템의 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 방식은 수식 기반이 아닌 회로 기반의 해석 방식이라 적용이 간편하고, 모든 주파수 영역에서도 해석이 가능하며, 코일의 직렬 기생 저항 또한 포함할 수 있다는 특징이 있다.

본 논문에서는 무선 전력 전송 컨버터의 공진 회로 임피던스 구조를 분석하여 컨버터의 입출력 전압 이득 및 1, 2차 전류 값을 기술한다. 이 때 물리적으로 떨어진 1차 측과 2차 측의 전력 유실 현상을 무선 전력 전송 코일 네트워크 간 Scattering Parameter를 이용하여 계산한다. 또한, 수학적 계산결과를 바탕으로 무선 전력 전송 컨버터 손실의 대부분을 차지하는 도통 손실 및 스위칭 손실을 수학적으로 계산하여 예측한다. 무선 전력 전송 컨버터의 손실 분석 결과를 토대로 주어진 컨버터 동작 상황에서의 효율을 예측하고 이를 실험적으로 검증하고자 한다.

Due to the frequent occurrence of dangerous wild animals in rural or mountainous areas. it has been increasing damage of crops in every year. Fight bell or electric fence is typically installed to chase those wild animals. But there are problems that it is impossible to drive out birds and spends high installation and maintenance cost. In addition, it is inefficient to the risk of electric shock effect. In this study, the proposed system can drive out hazardous wildlife and birds regardless of installation location through realtime detection with the multi-sensing based IoT platform technology. This study showed a very large significance effect that can reduce crop damage by wildlife and birds.

This study is to minimize the damage and fire early warning and research on mobile communications network of the emergency fire alarm system based on the IoT to the transmission in real time. The spread of such systems can be expected to businesses expand to technology that can replace or complement existing fire fighting system, it is also expected to a large ripple effect as an important technology that can minimize the damage to real-time detect the ignition point.

The main cause of electrical fires are caused due to short circuit and open circuit. This is generates an instantaneous electric arc or spark accompanied with such electric faults. These arcs generate a pressed wire, contact badness, and a weakness in the wire coating etc.. This research proposes a protection circuit to prevent open-phase accident due to contact failure of electromagnetic contactor, tracking arc fault, open-phase within the three-phase electrical control panel which is the most commonly applied in the industry. The proposed circuit also alarms and cuts off of power system when electrical faults occurs. In addition, the proposed circuit is validated by various electric accident simulator.

Most of fires are electric fires and 78.65% of those fires are caused by electric arc fault. This series arc fault can be caused not only by decrepit wire, pressed wire or contact badness etc. anywhere we use electricity. There are signs of heat release and flame discharge before the arc fire accident happens. This paper proposes a circuit topology for alarm system of series arc fault. We also verify the qualification of system through various arc fault simulator.

The inverter resistance welder requires AC/DC converter of high efficiency because the converter changes a commercial ac power source to low voltage dc power source. Harmonic components that occur in the conversion process of converter decrease system power factor and deal great damage in electric power system. To improve such problems, this paper proposes a high efficiency AC/DC converter for inverter resistance welder. The switching devices in the proposed converter are operated by soft switching technique using a new quasi-resonant circuit. As a result, the proposed AC/DC converter obtains low switching power loss and high efficiency.

본 논문에서는 ESS가 탑재된 3kW급 가정용 태양광 PCS를 다루었다. 높은 효울을 얻기 위해서 소프트 스위칭 동작을 하는 배터리 충방전용 비절연형 고승압 DC-DC 컨버터를 적용하였으며 시뮬레이션을 통하여 모드별 동작의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 DC Nano-grid를 위한 25kW급 고효율 양방향 컨버터를 개발하였다. 제안하는 양방향 컨버터는 넓은 입력전압 범위를 만족하기 위하여 Cascade 부스트-벅 컨버터의 구조로 하였으며 상용화된 SiC MosFET기반 3레그 IPM을 최적으로 사용하기 위해 2상 인터리빙 부스트 컨버터와 단상 벅 컨버터로 하였다. 또한 승 강압 모드에 따라 스위칭하는 스위치 개수를 감소시켜 스위칭 손실을 최소화 하였다. 25kW 시작품을 통해 14kW에서 효율 98.9%를 달성하였다.

본 논문은 전기자동차의 무선충전에 적용 가능한 자기유도방식의 4kW급 무선전력전송 시스템의 설계 및 실험결과를 제시한다. 전기자동차 충전에 적용이 용이한 사각형태의 코일 구조를 선택하고 현재 출시 되고 있는 전기자동차에 적용이 용이하도록 코일의 크기를 가로 50Cm, 세로 50Cm로 제한하였고 동작 주파수 범위는 전기차용 무선충전 국제표준화 동향을 바탕으로 81.38kHz~90kHz로 선정하였다.

Interleaved 컨버터의 경우 전류 리플을 줄여 출력 필터의 사이즈를 줄이기 위해 많이 사용된다. 하지만 모듈간 소자값의 편차가 발생할 경우 전류 불평형을 초래하게 되며, 이는 리플저감효과를 감소시키거나 방열문제, 노화촉진, 그리고 오동작을 일으킬 가능성을 높이게 한다. 특히 공진형 컨버터의 경우 주파수 제어를 시도하기 때문에 Interleaving 기법을 적용하여 효용성을 얻기에는 제약이 많다. 본 논문에서는 이러한 소자값의 불일치로 인한 전류 불평형 문제를 해결하기 위해 위상천이변조 제어를 제안한다. 동작원리와 시스템에 대한 분석을 제시하고, 모의실험을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 전동차의 정차 시 발생하는 회생에너지를 Battery에 충전할 수 있는 전력 변환 장치를 제안한다. 제안된 전력 변환장치는 DC 1500~2000의 가선전압을 분압하여 저압스위칭 소자 적용하며, 고주파 절연 변압기를 적용하였다. 이를 통해 시스템의 스위칭 주파수를 상승시켜 수동 소자들의 사이즈 축소 및 비용 절감 효과를 높이고, 가선과 Battery의 전기적 절연으로 시스템의 안정성을 높였다. 또한 가선 전압 분압을 통해 입력 전압의 변화에 유동적으로 대응할 수 있으며, 시스템의 병렬 구성을 통해 용량의 확장성을 가지게 된다. 제안된 논문에서 제안된 회생에너지 전력 변환 장치는 20[kW] 회생 컨버터 모듈의 5직렬 구성을 통해 100[kW]급 회생 컨버터 유닛을 구성하였으며, 회생 컨버터 유닛을 5병렬로 구성하여 500[kW]급 회생 전력 변환시스템을 구성하였다. 제안된 회생에너지 시스템은 모의 가선 전압 장치 및 Battery 부하를 통해 시스템의 타당성을 검증 한다.

본 논문에서는 능동 클램프 회로를 적용한 전류 유입형 푸쉬풀 저전압 컨버터를 제안한다. 1차측에는 공통의 클램핑 커패시터를 사용하였으며 2차측에는 L-C 직렬 공진형 풀브릿지 정류기를 사용하였다. 1차측의 클램핑 커패시터는 변압기의 누설 인덕턴스 성분과 스위치의 기생 커패시터 성분의 공진으로 발생하는 링잉 현상을 완화시켰다. 제안된 능동 클램핑 회로는 효율은 200W에서 97.06%로 나타났으며 PSIM으로 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문은 LCC 공진형 컨버터를 기반으로 설계된 15kV, 1.5kJ/s 고전압 커패시터 충전기에 대하여 기술한다. 연속도전모드에서 동작하는 LCC 공진형 컨버터 설계를 통해 영전압 스위칭을 구현하고, 공진전류를 사다리꼴 형태로 개선하여 도전손실을 줄일 수 있도록 공진 파라메터를 설계 한다. 승압을 위한 고주파, 고전압 변압기를 다수의 환형 코어를 이용하여 설계하여 효율적인 기중절연을 확보하였다. 제작된 고전압 커패시터 충전기 프로토 타입의 저항부하 정격운전 및 커패시터 충전 실험을 통해 설계를 검증 하였다.

본 논문에서는 3상 2-병렬 PWM 컨버터의 단일 스위치 개방 고장 시 고장 허용 제어 방법과 그에 따라 발생하는 순환전류를 저감하는 연구를 진행 하였다. PWM 컨버터의 스위치 개방 고장은 DC단 전압 맥동과 계통 측 전류의 왜곡을 유발하며 이는 고장허용제어를 통해 개선 가능하다. 하지만 고장허용제어를 병렬형 PWM 컨버터에 적용하는 경우에는 컨버터의 비동기적인 스위칭으로 발생된 순환 전류 때문에 기존의 방법을 적용 할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 2-병렬 PWM 컨버터의 스위치 개방 고장 허용제어에 따른 순환전류 저감에 대한 연구를 진행하였다. 연구한 내용은 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

본 논문에서는 interleaved 벅-컨버터를 영-전압 스위칭으로 구동하기 위한 새로운 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 두개의 벅-컨버터 모듈과 보조 회로로 구성된다. 보조 회로는 coupled-inductor와 커패시터로 구성된다. Coupled-inductor에 흐르는 전류가 스위치가 꺼지기 전에 스위치의 전류의 방향을 바꾸어서 영 전압 스위칭을 달성한다. 제안하는 회로는 보조회로에 반도체 소자를 추가하지 않고 수동 소자만으로 구성하여 신뢰성의 저하를 막는다. 또한 수동 소자만으로 구성된 보조 회로로 인해 발생하는 도통 손실의 증가를 최소화 한다. 제안하는 회로는 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

지구 온난화 현상에 의한 환경 파괴로 이상기후 현상이 일어나고 있고 이로 인하여 환경 보호에 대한 관심이 증가했다. 많은 원인 중 하나인 이산화탄소의 배출량 감소를 위해 노력하고 있으며, 최근 IT기술과 융합을 통해 안전성이 뛰어난 Smart car의 개념으로 인해 갈수록 큰 전력량을 요구 하고 있다. 기존의 12V 전기 시스템은 한계에 도달 했으며, 이를 충족 시키기 위해 48V 시스템의 도입을 추진하고 있다.

본 논문에서는 당사가 설계 및 제작한 비상전원공급 기능을 갖는 250kW급 수요관리용 3상 하이브리드 PCS의 주요 전기적 특성을 분석 한다. 충전모드에서 운전시 PWM 컨버터의 입력역률, 입력전류 THD 및 전력변환 효율과 방전모드에서 운전시 계통으로 주입되는 역률과 전류 THD 및 효율을 각각 측정 및 분석하였다. 또한 각 운전모드별 동작 상태와 비상운전모드로의 절환시간을 측정 및 분석하였다.

The accurate measurement of magnet power supplies (MPS) output currents is essential to delivering stable and repeatable currents to magnets in particle accelerators. An essential element in guaranteeing and evaluating the required performance is the current measurement device and methode. In this paper, we discuss instrument and methods for precision current measurement and performance of the PLS-II MPS.

본 논문에서는 공진형 DC/DC Converter와 Single-Switch Boost Converter 구조를 적용한 철도차량용 보조전원장치를 제안한다. 제안하는 회로는 기존 대비 반도체 소자의 개수 저감 및 반도체 소자의 전압 스트레스를 해당 회로부 입력전압의 1/2 이하로 저감 가능하여 낮은 내압의 반도체 소자를 적용할 수 있다. 150kW급 철도차량용 보조전원장치 회로를 컴퓨터 기반 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

Vehicle-to-grid (V2G) 시스템에서의 전기자동차는 계통의 에너지 저장장치로서 이용되는데 여기서 계통과 전기자동차의 에너지 교환을 위해서는 양방향 컨버터가 필요하다. 이 논문에서는 BSS-FBC (Bidirectional Single-Stage Full-Bridge Converter)를 이용하여 V2G가 가능한 전기자동차용 11kW급 OBC를 설계하였다.

This paper proposes a wide output range AC/DC converter for a rechargeable battery of electric vehicle. In the proposed wide output range AC/DC converter for rechargeable battery of electric vehicle, the main transformer in the DC/DC stage is divided by two. Therefore, if the switch is connected to the middle tap, then half of the maximum voltage is applied. Otherwise, it can be applied the full range of the high voltage by connecting the switch to the whole tab. And also, it is designed to have a wide output voltage range by applying Vin/2 made by changing the full-bridge to half-bridge by using the bridge change switch of the input stage. As it can be supplied the wide range output voltage with a single module, it has the advantage of space utilization and cost reduction effect.

This paper proposes a power factor correction circuit with a high efficiency over a wide load range characteristics for a communication power supply. And the characteristic verification is applied to produce a design of prototype. Power factor correction circuit can reduce conduction losses by applying Bridgeless Boost Converter for efficiency. Over a wide load range to maintain the efficient, the control method of a PWM controller is divided by two sections according to the load area. In the low-load region, it was reduced switching losses by applying the critical conduction mode control method. On the other hand, in the heavy-load area, the hysteresis current control method is used to maintain the high efficiency over a wide load range by limiting the peak noise of the inductor.

최근 신재생에너지 발전시스템 등 분산전원 시스템을 활용하는 경우가 증가함에 따라 마이크로그리드의 효율적인 제어와 안정성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 분산전원 발전설비를 마이크로그리드에 연계하기 위해서는 계통연계 인버터가 필수적으로 요구된다. 계통연계 인버터를 구성하기 위해서는 계통전압과 인버터 출력 전류 등을 측정하기 위한 센서가 요구되며 이는 계통연계 인버터의 생산비용을 상승시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 계통연계 인버터의 경제성을 향상시키기 위해 전압센서를 사용하지 않는 새로운 인버터의 제어기법을 제안한다. 제안된 기법은 전압센서를 사용하지 않고 인버터 출력전류 정보와 외란관측기를 이용해 계통전압을 추정한다. 하지만 외란관측기로 계통전압을 추정하는 경우 관측기의 한정된 대역폭으로 인해 추정 계통 전압에는 위상 지연이 발생하며 이는 제어 성능 저하의 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 추정 계통 전압의 위상지연을 보상하기 위한 위상 보상기법이 설계된다. 제안된 기법의 안정성과 성능이 시뮬레이션 및 실험을 통해 입증된다.

A discrete time domain analysis for the duty-cycle-controlled buck LED driver is performed in this paper. Based on the analysis, the design guidelines are derived. Experimental results are presented to confirm the design.

본 논문에서는 미국의 분산전원 연계용 PCS에 적용되는 Grid Code인 IEEE1547 Amendment의 fault ride-through에 대해 기술한다. IEEE 1547은 2014년 Amendment가 발행되었으며, 전압/주파수에 대한 사고판단 능력이 업데이트 되어 fault ride-through의 범위가 변경되었다. 개정된 IEEE1547a의 기준을 분석하고, 이를 적용한 fault ride-through 기능을 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문은 3상 계통 연계형 인버터의 seamless transfer 를 위한 비례공진 제어기를 활용한 간접 전류 제어 기반의 모드 절환 기법에 대해 다루고 있다. 분산 발전 기반의 인버터는 계통 연계 모드와 독립 운전 모드에서 각각 전류원과 전압원으로서 정의된다. 이런 이유로 계통 연계형 인버터는 두 모드 영역에서 고품질의 전력을 공급하기 위한 신뢰할 만한 제어기를 필요로 한다. 따라서 기존에 두 모드 모두에서 사용 가능한 PR 제어 기반의 간접 전류 제어기가 제안되었다. 하지만 추가적으로 분산 발전 기반의 인버터 전원 공급의 신뢰성은 각 모드의 절환시에도 마찬가지로 유지되어야 할 필요성을 가진다. 따라서 본 논문에서는 독립운전에서 계통 연계 모드로 절환 시 필요 되어지는 PLL 모드에서의 PR 제어 기반의 모드 절환 기법에 대하여 제안한다. 최종적으로 인버터의 정상상태뿐만 아니라 과도 상태에서 지역적 부하와 계통 모두에 신뢰할 만한 전력을 공급하기위해 제안된 PR 제어 기반의 모드절환방식은 PSIM 시뮬레이션을 통해 seamless transfer 를 구현할 수 있음이 입증되었다.

본 논문은 스위칭 주파수 스펙트럼 분석에 기반한 모듈형 병렬 양방향 DC-DC 컨버터의 전류분배 제어방법을 제안한다. 병렬 DC-DC 컨버터 각 모듈의 전류분배 균일도 향상은 동작안정성 확보, 효율 및 신뢰성 향상을 위해 매우 중요한 요소이다. 드룹 제어의 적용을 통해 별도의 통신연결 없이 각 병렬모듈간 전류 분배량 제어가 가능하지만, 선로 저항의 차이나 측정 소자의 편차가 발생할 경우 각 모듈간 균일한 전류분배가 어려운 문제가 존재한다. 각 모듈간 전류분배를 위해 각 개별모듈의 입력 전류에 존재하는 스위칭 주파수 성분만을 분석하여 병렬 모듈 사이의 전류분배 차이를 검출하고, 그 차이를 최소화 하도록 드룹 이득을 단계적으로 조절하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 제어 알고리즘은 에너지 저장장치와 연계된 380V급 DC 배전 시스템 모델을 대상으로 검증하였다.

본 논문은, Cascaded-H-bridge 정류기를 사용하는 SST 시스템에서의 DC-link 전압 밸런싱을 위한 실용적이고 구성이 용이한 제어기에 관한 것이다. 제안하는 제어기는 DC-DC stage의 Dual active bridge 컨버터의 개별적인 위상 제어를 통해 DC-link의 전압을 개별 조정한다. 기존의 연구된 전압 밸런싱 기법들에 비해, 제안하는 제어기는 별도의 회로 및 장치가 필요 없고, 확장성이 용이 하며, 구성이 용이하면서 실용성을 가지는 장점들이 있다. 제안하는 제어기는 5kW의 7-level SST 시제품을 제작하여 검증하였다.

인버터에 사용되는 전력용 반도체 소자의 정션 온도는 모듈의 보호 및 수명 예측에 중요한 영향을 미친다. 온도를 추정하기 위해 제조사에서 제공되는 데이터 시트로부터 피라미터를 찾아 입력하게 되는데, 온도, 전류 및 $R_g$ 저항 등의 요인에 의해 이 파라미터가 변경된다. 본 논문은 온도 추정 과정에서 사용되는 파라미터에 온도에 따라 변동되는 성분을 선형화하여 추가하여 현재 온도에 맞는 파라미터를 계산해 낼 수 있는 방법에 관한 것으로 데이터 시트로부터 미리 계산된 계수 값을 이용하여 수식적으로 온도 의존성을 반영할 수 있다.이를 이용하여 부하 전류, 스위칭 주파수, DC Link 전압 등의 변동에 따라 정션 온도를 실시간으로 추정하였으며, iGBT 의 상단에 온도 센서를 부착하여 추정결과를 검증하였다. 본 방법을 통해 파라미터의 온도 의존성을 수식적으로 반영할 수 있으므로 파라미터를 저장하는 인버터의 데이터 저장 공간을 최소화 할 수 있다.

본 논문에서는 1:3:9의 비대칭 입력전원을 갖는 H-bridge 모듈 3개를 직렬 결합하여 27-레벨의 단상 220V 출력전압을 생성할 수 있는 가정용 멀티레벨인버터 기반 PCS 시제품을 개발하였다. 가정용 멀티레벨인버터의 부하별 출력전압 및 출력전류, 전력변환 효율과 THD를 측정, 분석하였다.

산업용 인버터는 운전상황에 따라 캐리어 주파수와 부하전류가 변하게 되며, 이 때 제어기 내부 회로 소자의 Propagation 지연에 따른 Dead Time의 왜곡 그리고 출력전류크기에 따른 전략소자 내부의 전압강하 등에 의해 전압의 왜곡이 발생하여 전동기 토크진동의 원인이 된다. 이를 방지하기 위하여 상황에 따라 출력전압을 보상해야 한다. 특히 전략소자의 전압강하는 전류의 크기에 따라 변하므로 캐리어 주파수에 의한 보상뿐만 아니라 부하전류의 크기에 따른 출력전압을 보상해야 한다. 본 연구에서는 캐리어 주파수 변화에 따른 전압보상량을 기준으로 출력전류 크기에 따른 보상방법 중 비선형적으로 변하는 저전류 영역에서의 전력소자 진압 강하량을 개선하는 보상방법을 제시하였고, 그 유효성을 실험을 통해 검증하였다.

This paper presents a voltage and frequency droop control for accurate power sharing of parallel distributed generation (DG) inverters in low voltage microgrid. In practice, line impedances between inverters and the point of common coupling of a microgrid are not always equal. This inequality in line impedances often results in reactive power sharing mismatch among inverters. To address this problem, intensive researches have been conducting. Although these methods can solve the unbalanced reactive power sharing, there are still problems remain unresolved, such as complicated structure or circulating current. To overcome such problems, a new droop control scheme is proposed, which not only guarantees accurate reactive power sharing but also has simple structure so that it can be easily implemented in existing systems without any hardware modification. The simulation is performed using Matlab/Simulinks to validate the proposed scheme.

일반적으로 산업체에서 사용되는 전압형 PWM(Pulse Width Modulation) 인버터는 2개의 스위칭 소자가 직렬 연결된 단상하프 브릿지 회로를 기본 회로로 사용한다. 보통 극(pole), 암(arm) 또는 레그(leg)라 불리며 상보적으로 스위칭한다. 하지만 게이팅 신호 전달의 시지연과 스위치의 온-오프 시간차이에 의해 두 스위치가 동시에 켜지는 단락 사고를 방지하기 위해 데드 타임을 사용한다. 데드 타임은 직렬 연결된 두 스위치를 동시에 끔으로써 인버터의 안정적인 동작을 보장하지만 인버터 출력 전압 제어가 불가능하여 전압 및 전류 왜곡과 소음, 진동을 야기한다. 본 논문에서는 데드 타임 보상을 위한 적절한 전압 선정 방법에 대해 알아본다. 데드 타임 보상 전압 선정을 위해 부하 전류의 6고조파 성분을 추출, 비교하여 적절한 데드 타임 보상 전압을 선정하였으며 실험을 통해 그 유효성을 검증하였다.

In a AC motor used by three phase inverter, the phase current must be measured to control instantaneous torque. It is expensive to use current sensor for measuring current in low cost motor. So, shunt resistor is used to measure current. But, the method sensing the phase current using shunt resistor cannot perform the vector control in high speed because of the area that impossible to restore three phase current. In this paper, predictive current is proposed for reconstructing the current in the impossible current sensing area that reduce the current ripple in TSSI(Three shunt sensing inverter) for PMSM.

반도체 변압기를 구성하는 단상 계통 연계형 인버터는 역률을 높이기 위해 전류를 계통 전압과 동상으로 제어하는 것이 요구된다. 산업에서 통상적으로 이용되는 비례-적분 제어기는 정현파의 참조 값을 추적할 때 항상 정상 상태 오차를 수반한다. 비례-공진 제어기는 기본 주파수에서 충분히 큰 이득을 도입함으로써 정상 상태 오차를 줄일 수 있다. 그러나 계단 응답에서 정상 상태 오차를 가진다는 단점이 있다. 본 논문에서는 단상 계통 연계형 인버터의 효과적인 전류 제어를 위하여 정현파 추적뿐만 아니라 계단 응답에서 정상 상태 오차 제거가 가능한 제어기를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 제어기는 시뮬레이션을 통해 유효성을 검증하였다.

기존 Cascade H-bridge 인버터 토폴로지는 커패시터나 다이오드가 없이 스위치로 구성되어 있으며, 필터 없이 정현파와 유사하게 구현할 수 있다. 또한 출력전압 레벨이 높을수록 정현파와 유사하게 되어 고주파가 줄어들며, 각 셀을 직렬로 연결하면 입력전압보다 높은 출력전압 갖는다. 본 논문에서는 기존 Cascade H-bridge 인버터와 NPC(Neutral Point Clamped)가 결합한 Cascade H-bridge NPC 인버터를 제안하였다. Cascade H-bridge NPC 인버터는 기존 Cascade H-bridge 인버터 특성과 유사하며, Cascade H-bridge 인버터와 NPC 인버터의 장점을 가지고 있다. Cascade H-bridge 인버터와 Cascade H-bridge NPC 인버터를 시뮬레이션 통해 THD(Total Harmonic Distortion) 비교분석하였고 시뮬레이션은 PSIM 9.1.4을 가지고 검증하였다.

In low-power grid-connected photovoltaic(PV) system, Single-phase transformerless full-bridge inverter is commonly used. However in transformerless photovoltaic application, the ground parasitic capacitance created by grounding between PV panels and ground. This ground parasitic capacitance inject additional current into the inverter, these currents cause electromagnetic interference problem, safety problem and harmonics problem in PV applications. In order to eliminate the ground current, This paper propose various inverter topologies in PV applications. These proposed inverter topologies are verified through simulation using PSIM.

Solid State Transformer(SST) has been recently regarded as a good alternative to conventional low frequency transformer. SST is consist of several high voltage power stage, so it is important to select optimal semiconductor switches for specification. This paper presents optimal IGBT switches for low switching losses using analyzing switching characteristics of several high voltage IGBT switches. Double Pulse Tester(DPT) experiment is used to verify characteristics of this IGBT switches.

본 논문에서는 현재 운행되고 있는 선형 유도전동기의 슬립주파수 고정 방식이 아닌 선형 유도전동기를 이용한 자기부상열차의 슬립주파수와 수직력 및 추진력과의 관계를 이용, 열차의 가감속시 운행패턴에 따라 운행 중 슬립주파수가 가변할 수 있는 슬립주파수 가변패턴을 형성, 선형유도전동기 자기부상시스템에서의 에너지 효율향상 가능성을 검증하였다. 슬립주파수와 수직력, 추진력과의 관계를 이용 슬립주파수 일정 실효치전류제어 알고리즘과 슬립주파수 일정 벡터제어 알고리즘을 사용하여 운전조건과 슬립주파수를 변경하며 운전조건에 따른 가장 효율적인 슬립주파수의 패턴을 형성하였다. 이 후 모의시험과 실차를 이용한 실험을 통해 알고리즘에 대한 정당성과 실제 효율의 증가를 통해 타당성을 검증하였다. 앞선 두 가지 알고리즘을 통해 열차부상에 영향을 미치지 않는 범위의 수직력을 가지는 범위내에서 슬립주파수를 가변 운전 조건에 따른 최적의 슬립주파수에 대한 정보를 기반으로 운행 중 가변하는 슬립주파수를 자동열차운전(ATO)시스템에 적용 모의실험을 통해 그 적용가능성과 효율을 검증하였다.

본 논문에서는 견인용 비대칭 배리어기법으로 설계된 토크리플 저감용 돌극형 영구자석전동기를 Simplorer로 전류변화량에 따른 d축 및 q축 인덕턴스를 모델링한 후 이에 적합한 MTPA 기법을 적용하여 효율향상 및 최대토크제어에 대한 시뮬레이션 해석을 통해 유효성을 검증한다.

영구자석형 동기전동기를 구동하는 인버터에서는 기본적으로 정현파 운전 방식을 사용하지만 최근에는 구형파 운전 방식도 종종 사용되고 있다. 정현파 운전 방식은 구형파 운전 방식에 비해 토크 리플이 작고 기동 성능이 우수하며, 약자속 제어를 이용하여 정격 속도 이상의 고속 운전이 가능하다. 이에 비해 구형파 운전 방식은 제어 알고리즘이 간단하고 스위칭 손실이 적은 장점이 있지만, 토크 리플이 크고 정격 속도 이하의 영역에서만 운전이 가능하다는 단점이 있다. 최근에 인버터의 운전 중에 각각의 장점이 있는 이들 2가지 운전 방식을 서로 전환하는 방법으로 가전제품의 압축기와 같은 연속 부하에 적용하기 위한 연구가 진행되었다. 저속 구간에서는 스위칭 손실을 줄이기 위하여 구형파 운전 방식을 주로 사용하고, 고속 구간에서는 안정적인 제어 성능을 위하여 정현파 운전 방식을 사용한다. 또한, 이 2가지 운전 방식의 전환 구간에서의 발생되는 과도 상태를 짧게 줄이기 위하여 속도 및 전류 제어기의 제어 변수에 대한 초기화 방법이 제시되었다. 본 논문에서는 구형파 운전 구간의 속도 제어기에 비례 적분 전류 제어기를 추가하여 전류 리플을 감소시키고, 전환 구간에서의 속도 및 전류 제어기의 제어 변수에 대한 초기화 방법을 제시하였다.

산업용 인버터에서 전차원 적응 자속 추정기를 적용하여 유도전동기 센서리스 제어를 하는 경우, 토크 제어 시 저속/저토크 영역에서 기동에 문제점을 보인다. 따라서 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 동기 좌표계 상의 d축 전류의 크기를 토크에 따라 변동 시키는 방법을 제안한다. 주어진 토크 지령에 따라 발생되는 토크를 유지하기 위해, d축 전류 변동에 따라 q축 전류의 크기를 변화 시킨다. 운전 조건에 따른 d축 전류 크기의 변동 범위를 식을 통해 도출하였고, 복잡한 연산을 저 성능제어기에 적용할 수 있도록, d축 전류 크기를 간략히 설정하는 방법을 제안한다. 실제 인버터에 제안하는 방법을 적용하여 기존에 비해 훨씬 더 작은 토크만으로 기동 및 재 기동하는 것을 확인하였다.

본 논문에서는 AC 및 DC 전원을 동시에, 또는 선택적으로 사용하여 구동할 수 있는 단상 영구자석 전동기 구동 시스템을 제안한다. 제안된 회로는 일반적인 Full-bridge회로와 유사하게 4개의 전력 소자로 구성되어 경제적인 회로 구성으로 두 가지 전원을 사용할 수 있다. 또한, DC전원측으로의 전력흐름도 가능하여, DC전원으로 배터리를 사용할 경우 충전회로의 삭제도 가능하다. 제안된 회로의 동작을 모의실험을 통하여 검증하였다.

회전자 자속기준 벡터제어(FOC)의 센서리스의 기법은 다양하지만, 크게 역기전력을 이용하는 방식과 인덕턴스를 기반으로 하는 방식으로 나눌 수 있다. 역기전력을 기반으로 하는 기법은 중속이상의 영역에서는 뛰어난 성능을 보이지만, 저속영역에서 역기전력이 작기 때문에 저속에서 불리함이 있다. 반면, 인덕턴스를 기반으로 하는 기법 중 캐리어 신호를 주입하는 기법은 전동기의 자기적 돌극성(Magnetic saliency)을 이용하므로 저속에서도 사용가능하지만, 고속에서는 전압제한으로 인하여 전압주입에 불리함이 있으며, 고주파잡음의 문제가 있다. 따라서 본 논문은 저속영역에서 사각파 형태의 고주파 주입 센서리스기법을 사용하고, 중속이상의 영역에서 역기전력 센서리스기법으로 절환(Crossover)하는 방식을 제안한다. 기존의 속도추정 기법과 제안하는 기법을 시뮬레이션을 통해 비교한다.

본 논문에서는 중 고속 자기부상열차용 선형 유도전동기에서 나타나는 단부효과를 고려하여 중 고속 운전을 할 수 있는 제어 알고리즘을 제안한다. 선형 유도전동기에서 나타나는 단부효과를 수식적으로 분석하여 선형 유도전동기 시뮬레이션 모델을 구성하였으며, 단부효과의 영향을 보상하여 제어를 함으로서 선형 유도전동기 적합한 제어 알고리즘을 구성하여 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 단상 BESS(Battery Energy Storage System)용 컨버터/인버터 일체형 전력변환시스템을 제안한다. 양방향전력흐름 제어와 경량화를 위한 일체형 전력변환시스템으로 직류 출력 및 교류 출력이 가능한 일체형 토폴로지를 제안한다. 또한 제안 토폴로지에 대해, 배터리 충전 및 배터리에서 부하로 전력 공급을 위한 제안 토폴로지의 제어 알고리즘을 설계하고 이에 대한 유효성을 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증한다.

여러 분산 발전 시스템으로 구성된 마이크로그리드는 계통연계 모드에서 부하의 수요에 담당하게 되고, 계통 사고가 발생할 시 독립 운전 모드로 동작을 해야 한다. 본 논문에서는 독립운전 모드 동작 시 제어 방식 중에서 유, 무효 전력제어를 통한 적절한 전력 분담을 실현하기 위한 드룹제어 방식을 다룬다. 이 방식은 선로 임피던스가 복합 성분으로 구성되어 있거나 불 평형 일 경우 여러 문제로 유,무효 전력 분담의 오차를 발생 시킨다. 이에 대하여 가상임피던스를 추가함으로써, 복합적 불 평형 임피던스에 기인한 유,무효 전력 분담의 오차를 해결 하여, 시스템의 유,무효 전력 분담을 개선 하고자 하였다. 가상 임피던스에 따른 출력 임피던스에 대해서 연구하고 이에 따른 드룹제어를 분석하고, PSIM 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다.

본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter)의 전고조파 왜곡률(Total Harmonic Distortion)을 개선하기 위한 새로운 모듈레이션 기법에 대해서 기술하고 있다. 제안하는 모듈레이션 기법의 타당성을 검증하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 한 암당 12개의 서브모듈로 구성된 모듈형 멀티레벨컨버터 모델을 개발하였다. 이를 통하여 제안하고자하는 옵셋 전압 방식의 모듈레이션 기법을 적용하고 타당성을 분석하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 분석한 내용을 실험적으로 검증하기 위해 10kVA 용량의 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다.

본 논문에서는 근사 계단 제어 변조(Nearest Level Control Modulation)로 동작하는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi level Converter)에서 충전 회로나 반송파(Carrier)없이 초기 충전(Pre-charging)하는 새로운 방식을 제안하였다. 이의 성능을 검증하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통해 암(Arm)당 12개의 서브모듈(Sub-Module)로 구성된 3상 10kVA 모듈형 멀티레벨 컨버터를 구현 및 시뮬레이션을 수행하였다.

공진형 인버터는 스위칭 전압이 0이거나 스위칭 전류가 0인 조건에서 동작할 때 스위칭 손실을 최소로 할 수 있다. 오늘날 조리용 인덕션 레인지에서 폭넓게 사용되고 있는 싱글 스위치 방식의 공진형 인버터는 영전압 스위칭 방법을 주로 사용하는데, 출력 전력을 가변하기 위하여 주파수를 변동시키는 경우에는 종종 영전압 스위칭이 올바르게 수행되지 않는 문제를 가지고 있다. 이는 스위칭 소자가 과열되거나 소손되는 문제를 야기한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 하드웨어적인 전압 비교기를 사용하여 영전압 스위칭 동작을 개선하는 방법을 제안하고, 이 방법의 유효성을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.

Drill ship 또는 Semi-rig와 같은 대형 선박의 주요 부하들은 Diesel generator로부터 전력을 공급받게 된다. Generator의 용량은 최대 부하 용량에 의해 설계가 되며, Thruster와 같은 모터부하에 의해 Diesel generator에서 공급해야 하는 용량이 매우 증가하게 된다. 따라서 Thruster의 전원을 적절한 분산전원으로 대체함으로써 Generator의 최대 용량을 줄일 필요성이 있다. 본 논문에서 기존 선박 전력계통에 Thruster의 전원을 공급할 수 있는 Energy storage system (ESS)를 추가하여 Diesel generator의 최대 용량 감소 및 에너지 효율 향상을 전기적 모델을 통하여 검증하고자 한다. 그리고 최종적으로 실시간 모의시험 장치를 통하여 전체적인 선박의 연료 절감 효과를 검증하고자 한다.

본 논문은 무손실 스너버를 갖는 부스트-플라이백 역률보상 컨버터 기반의 단일 스위치 AC-DC LED(Light Emitting Diode) 드라이버를 제안한다. 제안된 LED 드라이버는 높은 역률을 얻기 위한 부스트 역률 개선 회로와 전기적 절연을 위한 무손실 스너버를 갖는 DC-DC 플라이백 모듈로 구성된다. 무손실 스너버에 의해 스위치의 서지 전압 스트레스는 감소하며 누설 인덕터의 에너지가 DC 링크 커패시터에 저장되어 재사용된다. 또한 낮은 정격 전압의 DC 링크 커패시터를 사용할 수 있다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 100[W]급 하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

본 논문에서는 넓은 영전압 스위칭 범위와 작은 DC 오프셋 전류를 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 기존의 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 설계 시 홀드업 시간 만족을 위하여 정상 상태에서 극심한 비대칭 동작을 하게 된다. 이는 변압기의 큰 DC 오프셋 전류, 비대칭 전류 스트레스 등의 문제를 야기하며 이로 인하여 전반적인 변환 효율이 감소하게 된다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 제안하는 컨버터는 정상 상태에서 비대칭 동작을 최소화하고 낮은 입력전압에서 추가 스위치를 동작시킴으로써 커뮤테이션 구간을 줄여 전압이득을 높인다. 또한 추가 인덕턴스를 사용하여 영전압 스위칭 에너지를 키우고 추가 스위치의 내부 바디 다이오드를 이용하여 2차측 정류단의 전압 스트레스를 줄인다. 이를 통하여 높은 효율을 가지면서 작은 DC 오프셋 전류를 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안하였으며, 500W의 프로토타입 컨버터를 제작하고 실험을 통해 이를 검증하였다.

이 논문에서는, 홀드-업 보상 기법을 통해 넓은 입력 범위에서 최적 설계가 가능한 비대칭 하프-브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로가 갖는 주된 장점은 기존의 회로 동작에 어떠한 변화도 주지 않은 채, 넓은 입력 전압 범위에서도 최적 설계가 가능하게 하는 것이다. 기존의 비대칭 하프-브리지 컨버터는 입력 전압이 가장 낮은 홀드-업 시 설계가 되어, 정상 동작 시 비대칭 동작에 의한 단점을 갖는 반면, 제안 된 컨버터는 홀드-업 시 추가적인 전압 이득을 통해 출력 전압을 제어하기 때문에 홀드-업 동작 시 넓은 입력 전압 범위에 관계없이 컨버터의 최적 설계가 가능하다. 또한 기존의 방법들에 비해, 정상 동작 시에 추가 소자에 의한 손실이 발생하지 않아, 전 범위에서 고효율을 달성하였다. 250-410V 입력, 45V/3.3A 출력의 컨버터를 통해 제안 된 회로의 동작을 검증하였다.

전계결합을 이용한 무선전력전송 시스템은 송 수신부 사이에 형성된 링크 캐패시턴스를 사용해서 에너지를 전송한다. 이러한 용량 리액턴스를 상쇄하기 위한 방안으로 인덕터나 변압기를 응용한 여러 종류의 임피던스 정합구조가 연구되고 있다. 본 논문에서는 다양한 리액턴스 보상 방법에 대한 장 단점을 비교하고 이 중에서 전계결합 시스템에 가장 적합한 임피던스 정합구조를 선정한다.

본 논문에서는 유도무기 및 항공기 탑재장비용 30W급 군사용 DC-DC 컨버터를 설계하며, 군사용 전원장치 규격과 기존 군사용 DC-DC 컨버터 제품의 성능을 분석하여 개발제품의 요구사양을 정립한다. 기존 산업용 컨버터와 군사용 컨버터의 설계 방식 차이점을 분석한 뒤 MIL 규격과 정량적 요구사양 만족 여부를 실험 및 공인인증기관 시험을 통해 검증한다.

본 논문에서는 계통연계형 인버터의 계통 전류 고조파 저감기법을 제안한다. 일반적으로 인버터의 계통연계를 수행할 때, 계통 측 전류는 주로 정지 좌표계 상의 5차 및 7차 고조파 성분을 포함한다. 계통 측 전류의 5차 및 7차 고조파 성분은 동기 좌표계 상에서 6차 고조파 성분으로 나타난다. 본 논문에서는 동기 좌표계 상의 6차 고조파 성분 제어를 적용하여 계통전류의 고조파를 저감하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문에서는 원격 플라즈마 발생장치 (Remote Plasma Generator, RPG)에 적용하기 위한 공진형 토폴로지에 대해 비교한다. 원격 플라즈마 발생장치는 AC-DC 정류기, DC-AC 인버터, 공진탱크, 플라즈마 발생용 리액터, 점화장치로 구성되며, 이는 기존의 SMPS와 유사한 구성이다. 하지만 플라즈마 부하는 기존의 전력전자 어플리케이션들과는 달리 점화조건과 플라즈마 유지 조건을 충족시켜야 한다는 특징이 있다. 따라서 본 논문에서는 각 공진형 토폴로지들의 특성 비교 분석을 통해 원격 플라즈마 발생장치에 대한 적용 가능성에 대한 분석을 수행하였으며, 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

STATCOM은 전력 계통에 병렬로 연결되어 역률 보상, 전압 보상 그리고 비선형 부하에 의해 야기되는 불필요한 고조파 전류를 보상하는 기능을 한다. 고조파 전류의 경우 대개 전원 주파수의 배수 형태로 발생하며, 이를 보상하기 위해 활용될 수 있는 다양한 제어기 중 하나로써 반복 제어기를 적용하였다. 공진 제어기의 무한한 합과 등가인 반복제어기의 경우, 모든 배수 고조파에 대한 제어가 가능하기 때문에 다양한 부하에 의한 예측 불가능한 고조파 전류를 보상해야 하는 STATCOM 제어에 적합하다. 본 논문에서는 반복제어기를 적용한 고조파 전류 제어기를 소개하고, 그 성능을 15kVA 축소 모델 실험으로 검증한다.

This paper presents a neutral point deviation compensating control algorithm applied to a 3-level NPC converter under generalized unbalanced ac input conditions. The neutral point deviation is analyzed with a focus on the current flowing out of or into the neutral point of the dc-link in 3-level NPC converter. The model of neutral point deviation and neutral current are also constructed. 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 and its impact on neutral point deviation. This paper includes the harmonic characteristic of neutral point current under various imbalance AC operating conditions.

기존 단상 AC 전원용 LLC 컨버터는 250W의 조건에서는 PFC (Power-Factor Correction, 약칭 PFC) 회로를 채용하는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 2단 전력단 형태의 회로는 자성체(인덕터) 및 제어기의 사용이 필수적이며, 이는 회로 부피 및 원가 상승의 주요한 원인이 된다. 본 논문은 DM Choke와 차지 펌프를 적용해 회로의 역률을 개선하는 방안을 제안하여, PFC Stage를 삭제하고 역률 개선 기능을 통합한 단일 전력단 LLC 컨버터를 제안한다. 본 논문에서는 제안한 회로를 이론적으로 분석하고, 190W급의 시작품을 이용한 실험적 분석을 통해 실용 가능성을 검증하였다.

수명이 짧은 전해 캐패시터 대신 필름 캐패시터를 링크 캐패시터로 가지는 컨버터의 경우, 매우 넓은 입력 전압 범위를 가질 수 밖에 없다. 일반적인 넓은 입력 범위를 가지는 LLC 공진형 컨버터의 경우, 변압기 인덕터($L_M$) 값을 작게 하여 순환 전류가 커지도록 설계될 수 밖에 없고, 이는 LLC 공진형 컨버터의 더 큰 도통 손실 및 더 큰 turn-off 손실을 야기하여 LLC 공진형 컨버터의 변환 효율을 감소시키게 된다. 이를 개선하기 위하여 공진 인덕터에 보조 권선을 감소, 추가 스위치를 이용하여 입력 범위에 따라 공진 주파수($f_O$)를 변경할 수 있는 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 $L_M$ 값을 키워 정상 상태 시 도통 손실 및 turn-off 손실을 줄여 효율을 개선할 수 있으며, 낮은 입력 시 보조 스위치를 이용, $f_O$ 변경을 통하여 추가적인 Gain을 얻으면서 공진 인덕터의 철손을 줄여 넓은 입력 범위를 커버하면서 높은 변환 효율을 얻을 수 있다. 또한 제안하는 컨버터는 간단한 제어 방법과 낮은 전류 스펙을 가지는 작은 스위치를 사용할 수 있어 전력 밀도 증가를 최소화하면서 높은 효율을 가져갈 수 있다는 장점을 가진다.

LCL 필터는 스위칭 고조파를 저감하는 저역통과필터로써 L 필터에 비해 경제적이며 효과적인 스위칭고조파 감쇄능력을 갖는다. 하지만 LCL 필터는 L 필터에서 존재하지 않은 공진문제를 야기한다. 이러한 LCL 필터의 공진현상은 계통주입전류의 품질을 저하시키고 LCL 필터의 고조파 억제성능을 저하시킬 수 있는 잠재적 요소이다. 최근에는 스위칭 고조파 및 LCL 필터 공진성분 뿐만 아니라 기본파 주파수 부근의 저차 고조파 성분도 계통주입전류를 왜곡시키는 원인의 하나로 밝혀져다. 그러므로 LCL 필터를 설계하기 위해서는 주요 주파수 영역에서의 정확한 필터동작해석이 요구된다. 본 논문은 기본파 주파수, 공진주파수, 스위칭주파수에 대한 L 필터와 LCL 필터의 주파수응답을 통해 필터의 동작을 해석하며, 시뮬레이션을 통해 계통주입전류의 스위칭 고조파 및 저차 고조파를 저감하기 위한 최적의 필터인덕터 비율을 제안한다.

본 논문은 계통 연계용 2레벨 인버터와 3레벨 인버터의 전력반도체 소자와 출력 필터에서 발생하는 손실을 비교 분석한다. 각 인버터 토폴로지 별로 국제 고조파 기준을 만족하도록 하는 출력 필터 설계 값을 고려하며, 각 인버터 토폴로지의 필터 설계 및 소자 선정 차이, 동작조건에 따른 손실 양상을 비교 분석한다.

일반적으로 사용되는 전력 스위치 소자에는 IGBT, MOSFET 등이 있다. 그 중 IGBT 소자는 용량 특성이 우수하여 고 용량 인버터에서 사용가능하다는 장점이 있으나 턴 오프 동작 시 손실 특성과 다이오드 역 회복 특성으로 인해 고속 스위칭 동작에는 부적합하다는 단점이 있다. 최근에는 SiC를 사용한 MOSFET의 개발이 진행되어 MOSFET의 대용량화 및 스위칭 손실저감이 이루어졌고 이에 따라, 본 논문에서는 SiC MOSFET을 이용한 고속 스위칭 인버터를 제안하였으며 그 특성을 기존의 IGBT 소자를 이용한 인버터와 비교분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 전류품질 향상을 위해 다양한 전압벡터를 인가하는 모델 예측 제어 기반의 공간 벡터 변조 기법을 제안한다. 기존의 모델 예측 제어 기반의 전류제어는 제어주기 동안 하나의 스위치 상태가 인가되어 낮은 스위칭 횟수로 인해 높은 전류품질을 기대하기 힘들다. 이러한 이유로 본 논문에서 제안하는 방법은 공간 벡터도 상에서 전압벡터의 세분화를 통해 스위칭 횟수를 늘려 전류품질을 높일 수 있다. 또한 계통 위상각을 이용해 필요한 전압벡터만을 사용하여 비용함수를 계산하기 때문에 제어주기 동안 계산시간을 보장할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법이 기존의 모델 예측 제어 기법의 전류제어 기법보다 향상된 전류품질을 보장하는 것을 검증하였다.

본 논문에서는 Common-Mode Noise가 저감된 계통연계형 단상인버터의 파워소자선정에 따른 스위칭 손실 저감을 제안한다. 풀브리지 회로에서 상용전원 레퍼런스 주파수로 상보적인 스위칭 신호를 주는 PWM_1구간에는 비교적 천천히 스위칭하기 때문에 컨덕션 loss가 적은 IGBT를 사용하며, 보다 빠른 스위칭 주파수로 동작하는 PWM_2구간에서는 Switching loss가 적은 MOSFET을 사용하여 전체적인 스위치에서 발생되는 손실을 저감한다.

본 논문은 고효율 반도체 기반 펄스 전원 장치 개발에 대해 기술한다. 개발 된 펄스 전원장치는 출력 전압 1-40kV, 펄스 반복율 1-200Hz, 펄스폭 1-300us, 정격 출력 50kW의 사양을 가지고 있다. 제안하는 펄스 전원 장치는 크게 출력 커패시터를 충전하여 고전압을 만드는 충전기 부분과 48개의 IGBT가 직렬로 연결되어 펄스를 만들어 내는 펄스 제네레이터 부분으로 나누어져 있다. 펄스 제네레이터는 파워셀 기반으로 구성되어, IGBT간의 전압 밸런싱 및 IGBT의 동기구동 실패시에 신뢰성 있는 동작을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 제안된 펄스 전원 장치는 새로운 게이트 구동회로를 사용하여 기존에 사용하던 풀다운 저항을 제거하고, 빠른 펄스 하강 시간을 달성 하였다. 개발된 펄스 전원장치로 실험을 수행한 결과, 커패시터 충전기는 최대 충전효율 95% 및 역률 96%를 나타냈으며, 펄스 제너레이터는 게이트 구동회로가 안정적으로 동작하며 최대 40kV, 300us의 펄스를 $2k{\Omega}$ 부하에 인가 가능함을 확인하였다.

본 논문에서는 전기자동차 무선충전기 송수신 코일의 결합계수가 변동되는 조건에서, 수신 측에 DC-DC 컨버터를 사용하지 않고, 넓은 출력전압 범위를 갖는 전기자동차 배터리팩을 충전하기 위한 자기유도 무선전력전송 (Inductive Power Transfer, IPT) 충전기 시스템과 제어 알고리즘을 제안한다. 전기자동차용 무선 충전기 시스템은 승강압 역률보상 컨버터와 Bridgeless 정류기를 포함하는 자기유도 IPT 컨버터로 구성되며, 시뮬레이션을 통하여 시스템과 제어기의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 군 주둔지의 전원공급을 위한 이동형 ESS 시스템에 대해서 제안한다. 제안하는 시스템은 군 주둔지와 같이 외부 소음 및 열에 민감한 시스템에서 디젤발전기를 대체하기 위하여 설계되었으며, 배터리 팩, BMS(Battery Management System), EMS(Energy Management System), PCS(Power Conditioning System), PMS(Power Management System), 구조물 그리고 차량체계로 구성된 시스템을 소개한다. 그리고 실험결과에서는 260kWh급의 이동형 ESS의 실차에 장착된 결과를 제시한다.

This paper proposes a comparison of Voltage Oriented Control (VOC) and Direct Power Control (DPC) under command mode transition for PMSG Wind Turbines (WT). Based on a neutral point clamped three level back to back type Voltage Source Converter (VSC), proposed control scheme automatically control the generated output power to satisfy a grid requirement from the hierarchical wind farm controller. Automatic command mode transition based on the dc-link voltage error provides a command mode changing between grid command and MPPT mode. It is confirmed through PLECS simulations in Matlab. Simulation result shows that proposed control scheme of VOC and DPC achieves a much shorter transient time of generated output power than the conventional control scheme of MPPT with optimal torque control and VOC under a step response. The proposed control scheme makes it possible to provide a good dynamic performance for PMSG wind turbines in order to generate a high quality output power.

기존의 태양광 시스템은 대체로 고정된 형태로 사용되었지만 태양광 시스템의 응용분야가 확장됨에 따라 전기자동차, 웨어러블 기기 등의 이동식 태양광 시스템 또한 많이 개발되고 있다. 이동식 태양광 시스템의 경우 불균일한 태양빛에 많이 노출되며, 이러한 불균일한 태양빛은 극심한 시스템 효율 저하를 야기한다. 본 연구에서는 이러한 시스템 효율 저하 문제를 해결하기 위해 differential power processing (DPP) 컨버터를 병렬로 적용한 photovoltaic (PV) 충전 가방을 제시하였다. DPP 컨버터는 PV 충전 가방이 불균일한 태양빛에 노출되어도, 각각의 태양전지가 고유의 최대 전력점에서 작동하도록 제어하는 역할을 한다. PV 충전 가방은 4개의 태양전지로 구성되어 있으며 충분한 태양빛 아래, 5 W의 출력전력을 가질 수 있다. PV 충전 가방은 하나의 front-end 컨버터와 4개의 DPP 컨버로 구성되었으며, P-SIM 시뮬레이션과 실험을 통해 front-end 컨버터와 DPP 컨버터의 정상 작동을 입증하였다. 또한 동일한 태양빛에 노출된 경우, 기존의 연결 방법 중 하나인 병렬 배열은 1.49 W의 출력 전력을 가진 반면, DPP 시스템은 4.35 W의 출력 전력을 가져 약 3배 높은 출력 전력을 확인하였다.

본 논문에서는 원격 플라스마 발생 장치용 리액터를 포함한 플라스마 부하의 등가 모델을 제안한다. 모델링을 위해 챔버 안에 존재하는 플라스마 부하의 특성을 고려하여, 플라스마 발생장치용 리액터를 포함한 전압, 전류의 정보를 통해 등가모델의 파라미터를 추출한다. 추출한 파라미터를 기반으로 플라스마 부하에 대한 전기적 등가회로를 구성하고, 플라스마 부하의 변화에 중요한 영향을 주는 플라스마 기체의 압력 정보를 등가 모델에 반영하여 이를 바탕으로 시뮬레이션을 진행해 모델링의 타당성을 검증한다.

본 논문은 차량 시동 시 발생하는 급격한 배터리 전압강하를 예측하여, SLI용 리튬이온 배터리의 시동가능 여부를 판단하는 SOF 추정 알고리즘을 제안한다. 제시하는 알고리즘은 전압강하를 묘사하는 배터리 등가 저항을 분석하고, 주파수 분석을 이용한 실시간 파라미터 추정을 통해 추정 정확도를 향상시킨다. 알고리즘 정확도는 MATLAB 시뮬레이션으로 검증한다.

본 논문은 최대전력점 추종 제어기법의 성능 개선을 위한 독립형 태양광 발전시스템의 하이브리드 기법을 제안한다. 하나의 기법만을 사용하는 경우, 일사량 및 온도 조건에 따라 비선형적 출력특성을 갖는 태양전지의 최대출력점을 효율적으로 추종하기 어렵다. 제안한 방법은 가변 스텝 사이즈를 적용한 Perturb and Observe (P&O) 기법으로 과도상태의 추종성능을 보장하고, Incremental Conductance (InC) 기법으로 정상상태의 자려진동을 감소시켜 출력 전력의 효율을 높일 수 있다. 1.4kW 태양광 발전시스템을 모의하여 수행된 PSIM 시뮬레이션 결과로 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

태양광 패널 등가모델을 결합한 태양광 발전 패널 모의 장치(SAS)는 정확도 면에서 많은 장점이 있다. 특히 SAS에서 사용되는 등가회로 모델은 주변 환경에 맞게 빠르게 변하는 I-V 출력특성을 추출할 수 있어야 하며, 추출시간이 짧을수록 좋다. 본 논문은 태양광 등가회로 모델의 파라미터를 빠르게 추출하여 I-V 특성곡선을 모사할 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 모델은 실시간으로 변화하는 태양광 패널의 출력 특성을 빠르게 모사하기 위해 미분을 사용해서 등가회로의 파라미터를 추출한다. 제안 모델의 타당성 검증은 기존의 사용하는 방법들과의 비교를 통해 진행하였고, 그 결과 정확도는 기존의 사용하는 방법과 비슷하게 유지하면서 속도는 향상됨을 확인할 수 있었다.

Maximum power point tracking (MPPT) techniques play a big role in improving the efficiency of photovoltaic (PV) system. Among various schemes, the incremental conductance (INC) method is mostly discussed in literature because of its fast response to the rapid irradiation changes and high tracking accuracy. However, the existing INC algorithm has trade-offs between fast dynamic response and steady state stability. This study proposes a novel INC method to meet high efficiency and fast tracking performance at the same time.

본 논문은 리튬이온 배터리 셀 등가모델을 기반으로 하여 동특성을 예측하기 위한 배터리 팩 등가회로 모델링을 제안한다. 셀 간 용량편차에 따른 셀의 직 병렬 구성방식과 배터리 팩 파라미터 분석을 통해 배터리 팩 모델링 방법을 제시한다. 모델링의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문은 휠체어의 탑승자의 구동력과 BLDCM(Brushless DC Motor) 에서 출력되는 보조력인 전기적인 구동력을 동시에 사용하는 탈부착형 수전동 휠체어의 제어기를 제안한다. 제안된 방식에서는 탈부착형 수전동 휠체어 제어기는 휠체어의 기울기와 휠체어의 상관관계를 바탕으로, 탑승자의 휠체어 림 구동 상태를 추정하여 휠체어의 전동력을 전달하는 BLDCM에서 구동력을 사용자의 지령에 따라 보조하도록 제어한다. 사용자의 요구 상태는 림의 구동에 따른 휠체어의 상태를 가속도, 자이로 센서를 이용해 측정을 하게 되고, 이를 상보필터를 사용해 각도를 보정하여, 지령치를 계산하고, 구동부는 지령치에 따라 휠체어에 필요한 전동력을 발생하게 된다. 탈부착형 수전동 휠체어의 제어방식은 시뮬레이션을 통해 가능성을 검증하였다.

본 논문은 전기식 회생 보조 브레이크의 넓은 범위의 입력전압을 가진 전기에너지를 받아서 넓은 범위의 출력전압을 가진 리튬이온 배터리에 충전할 수 있도록 Buck-boost 토폴로지를 제안하고, 배터리와의 절연을 위해 출력 효율이 좋은 LLC 토폴로지를 제안한다. 제안된 2단 구성 회로의 유효성은 실험을 통해 검증되었다.

일반적으로 자기장을 이용하는 무선전력 전송 방식은 노이즈, 금속 영향성, 발열, 위치에 따른 에너지 효율이 달라지는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 전기장을 이용하여 자동차 전, 후면에 있는 유리를 통해 전기자동차를 무선으로 충전하는 컨버터를 제안한다. 송, 수신부 회로는 유리를 유전체로 만들어진 작은 커패시터와 Quality-factor (Q-factor)를 보상하기 위해 두 개의 변압기를 이용한 임피던스 변환과 스위칭 손실을 최소화하기 위한 LLC직렬공진 동작을 사용하였다. 그 결과 제안하는 컨버터는 대용량 전력전송과 소프트 스위칭을 통한 높은 효율을 얻을 수 있었다. 제안하는 회로의 동작과 특성을 검증하기 위하여 유리를 이용한 커패시터를 구성하고 1.2KW 송, 수신 회로를 설계 및 제작하여 검증 하였다.

MHz 이상의 높은 공진 주파수를 가지는 LLC 공진형 컨버터는 공진 소자의 크기가 줄어 높은 전력 밀도를 구현 가능하다. 하지만 2차측 누설 인덕턴스가 공진에 크게 영향을 미쳐 기존의 디자인 방법에 오차가 커지고 이는 효율 감소로 이어진다. 본 논문은 이를 극복하기 위해 2차측 누설 인덕턴스를 고려한 컨버터 모델을 제시하고 이의 전압 이득을 분석한다. 제안하는 모델을 사용하여 높은 효율을 위한 변압기의 자화 인덕턴스, 턴 비를 제시하고, 안정적인 컨버터 동작을 위해 2차측 다이오드 디자인 방법을 제안한다. 모든 제안하는 분석 및 디자인 방법은 1 MHz 스위칭 주파수를 가지는 240 W LLC 공진형 컨버터를 통해 검증하였다.

본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 단일단 소프트스위칭 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 두 대의 인터리빙 컨버터에 저손실 스위칭기법을 적용하여 변압기의 저주파 성분을 제거하여 코어부피를 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 스위치의 도통손실 및 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다. 또한 배터리에 저주파 리플이 허용되는 경우에는 필름 커패시터만을 사용하여 정현파 충전을 함으로써 시스템의 높은 내구성 및 소형화를 달성 할 수 있다. 3.3kW급 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

Multi-level Dual Active Bridge (ML-DAB) 컨버터는 높은 스위칭 패턴 자유도를 가져 인덕터 전류의 첨두치와 RMS를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 본 논문에서 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 동작원리를 분석하고, 비대칭적인 스위칭 패턴을 적용시켜 인덕터 전류의 첨두치를 수학적으로 분석하여 컨버터의 전력변환 효율을 높일 수 있는 동작점 설계 방법을 제안한다. 여러 동작점에 따른 전류 RMS 값을 비교하여 제안하는 동작점 설계 방법의 타당성을 검증하고자한다.

본 논문에서는 고효율을 갖는 3-level 3-phase 무변압기형 양방향 인버터를 제안한다. 제안된 인버터는 두 개의 직류링크 커패시터를 통해 연결된 3-level dc-dc 컨버터와 T-type 인버터로 구성된다. 따라서 낮은 전압 스트레스를 가지며 스위칭 및 도통 손실이 줄어들고 변압기가 없어 높은 전력 밀도와 고효율을 달성한다. 스위칭에 의해 발생하는 직류링크 중성점 변화에 따른 출력 전압왜곡은 제안된 중성점 제어 알고리즘을 통해 직류링크 전압의 균형을 맞추어 최소화된다. 또한 T-type 인버터는 제안하는 제어 알고리즘을 통해 높은 품질의 계통전류를 출력한다. 본 논문에서는 제안된 인버터의 이론적 해석 및 시작품의 실험을 수행하여 타당성을 검증하였다.

무선전력전송은 특성상 수신부에 수신되는 전압이 일정하지 않기 때문에 수신부에 넓은 입력 범위를 갖는 정전압 컨버터가 요구된다. 그 중 Buck-Boost 컨버터는 넓은 입력 범위를 갖기 때문에 무선전력전송 수신부의 정전압 컨버터로 많이 사용 되었다, 본 논문에서는 기존의 Buck-Boost 컨버터의 효율 향상을 위해 Synchronous Buck-Boost 컨버터를 제안하고 시뮬레이션을 통해 두 컨버터를 비교하여 개선된 결과를 확인하였다.

본 논문에서는 전압 밸런싱을 위한 부스트-포워드 컨버터를 이용한 피드백 방식 차동전력조절(DPP, Differential Power Processing) 시스템을 제안한다. 이 시스템은 서로 직렬 연결된 태양광패널을 입력으로 연결된 상태에서 DPP 컨버터가 각 태양광패널에 병렬로 연결된다. 또한 DPP 컨버터의 출력도 직렬로 연결되고 전체는 부스트 컨버터에 의해 통합되어 최종적으로 인버터를 통해 계통 및 기타 시스템에 연결된다. 이러한 구조의 DPP 시스템은 태양광패널 중의 한 부분에 그늘짐 현상이 발생할 경우 DPP 컨버터의 출력에 영향을 미치게 되어 전압불균형이 발생한다. 이는 전체 시스템의 효율과 인버터와 같은 계통과 연결 시 정상작동 여부에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 DPP 컨버터 출력부의 전압 밸런싱을 수행하는 회로가 필요하다. 제안하는 회로는 이러한 DPP 시스템에서 적용할 수 있는 부스트-포워드 컨버터를 이용한 전압 밸런싱 회로이다. 이를 검증하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하였다.

본 논문에서는 DC 마이크로그리드(MG) 동작의 신뢰성 및 안정성을 향상시키기 위하여, 주파수 변동을 이용한 새로운 DC bus signaling (DBS) 전략을 제안하고자 한다. 제안한 DBS의 경우 스위칭 리플을 사용하여, DC 버스를 통해 연결된 컨버터 등의 소자가 현재 DC bus의 전력에 대한 정보를 얻을 수 있다. DC bus의 전력의 정보는 소비와 생산에 대한 DC bus의 밸런스를 맞추기 위해 사용되고, 이를 통해 각각의 컨버터 동작 영역이 상황에 따라 자동적으로 결정되고, 궁극적으로 자율화 시스템을 구현할 수 있게 된다. 본 논문에서는 DC bus에 나타나는 주파수 성분의 분석 및 변동 전략에 대해 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 제안하고자 하는 알고리즘이 Power Line Communication (PLC) 으로의 가능성과 타당성을 점검하고자 한다.

프로토타입 컨버터 구현 시 전압/전류 제어기의 안정성, 제어 알고리즘, 정상적인 게이트 전압 제어가 보장되지 않은 경우 이를 수정하기 위해 사용하는 기존의 Trial and Error 방식은 조정에 많은 시간 및 비용이 소모된다. 본 논문은 이러한 시간적 비용 저감을 위하여 Control Hardware-in-the-Loop Simulation(CHILS)를 이용하여 제어기의 정상 동작 여부와 성능을 실시간으로 검증하는 방법을 제안한다. 이를 위해 LLC 공진형 컨버터를 CHILS로 구현하여, 개발된 DSP 제어기의 성능을 검증하고자 한다. 제안된 실시간 모의시험에서는 LLC 공진형 컨버터를 Matlab/Simulink에서 모델링 하여, 실제 DSP 제어기의 신호를 컨버터 모델에서 입력받아 모의시험장치의 출력 결과를 관찰함으로써 제어기의 동작 특성을 확인하였다.

본 논문에서는 비절연 고승압 소프트 스위칭 양방향 DC-DC 컨버터의 PWM Plus Phase Shift(PPS) 제어기법을 제안한다. 제안하는 컨버터는 기존의 하프브리지 양방향 컨버터의 2배의 승 강압비를 가지며 CCM에서 모든 스위치가 소프트스위칭을 성취한다. 또한, PPS 제어기법을 적용하여 스위치의 전압/전류정격을 최소화할 뿐 아니라 매끄러운 모드전환이 가능하다. 제안하는 양방향 컨버터의 3kW 시작품은 5.2배의 승 강압동작에서 최고효율 97.2%, 97.5%를 달성하였다.

중요부하를 갖는 ESS용 인버터는 정전 발생 시에도 부하에 안정적인 전원을 공급해야 한다. 이를 위하여 모드전환 시 과도상태를 최소화하면서 clearing time에도 부하에 안정적인 전압을 공급할 수 있는 간접전류제어 기법이 연구된 바 있다. 그러나 계통연계 시에도 전압을 제어해주기 때문에 단독운전 시 NDZ을 벗어나지 않아, 기존 알고리즘으로는 단독운전을 검출하기 어렵다는 문제가 있다. 본 논문에서는 모드 전환 시 과도상태를 최소화하면서 단독운전 검출 전에도 부하 전압을 안정하게 제어할 수 있는 간접전류제어 기반 인버터에서 NDZ이 없는 무효전력 P&O 단독운전 검출 기법을 제안한다.

최근 전기자동차(EV)의 수요가 높아짐에 따라, 그와 관련된 연구가 많이 진행되고 있다. 특히 기존 EV dc-bus에 쉽게 결합할 수 있는 photovoltaic-전기자동차(PV-EV)의 개발이 진행되었지만, 낮은 시스템 효율로 인해 상용화에 어려움을 겪었다. PV-EV의 특성상 태양광 시스템이 불균일한 태양빛의 변화에 노출되기 때문에, 차동전력 조절기(differential power processing (DPP) 컨버터)가 없는 기존의 시스템에서는 시스템 효율이 매우 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 연구에서 차동전력 조절기가 적용된 PV-EV 시스템을 제안하였다. 본 논문에서는 차동전력 조절기 시스템의 새로운 배열인 DPP to Load 배열을 제안하며 기존의 차동전력 조절기 시스템 배열과 비교분석 하였다. 또한 각각의 차동전력 조절기 배열에서 태양빛의 세기, 보조 부하의 크기, 컨버터의 효율을 변화시키며 각 배열의 시스템 효율을 비교하였다. 주어진 대부분의 조건에서 가장 높은 시스템 효율을 보여준 배열은 Isolated bus 배열 이었다. 맑은 날, 모든 컨버터의 효율은 85%, 보조부하가 250 W라고 가정하였을 때, Isolated bus 배열은 가장 높은 시스템 효율인 74%의 효율을 나타내었다.

본 논문에서는 LCCL-S 토폴로지를 가지는 무선전력전송 시스템에서 부하 및 결합계수에 따른 입력 전류 고조파를 분석한다. 분석한 입력전류의 고조파를 통하여 스위칭 손실 및 도통 손실을 예측한다. 고조파 해석의 타당성을 검증하기 위해 PSIM 시뮬레이션 및 실험을 수행한다.

본 논문에서는 무선전력전송 시스템의 수신패드 측 전력변환회로 구성 방식에 따른 손실을 분석한다. 수신패드 측 전력변환회로를 DC-DC 컨버터로 구성한 구조와 bridgeless active rectifier (BAR)로 구성한 구조에 대해서 손실을 비교 분석한다. 수동소자에서의 손실은 수식적으로 계산하고, 전력용 반도체에서의 손실은 PSIM thermal module을 이용하여 분석한다.

본 논문에서는 급변하는 특징을 갖는 부하를 제어하기 위한 병렬부하 공진컨버터의 공진 네트워크를 설계한다. RPG(Remote Plasma Generator)는 플라스마를 생성하기 위한 장치로써 플라스마 발생 전, 후의 부하 조건이 급격하게 달라지는 특징을 갖는다. 이때 플라스마를 발생시키기 위해서는 고전압이 필요하며, 플라스마를 유지하기 위해서는 높은 스위칭 주파수와 일정 크기의 정현파 전류가 필요하다. 이러한 특성을 고려하여 공진 네트워크를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 과정의 타당성을 입증한다.

본 논문은 상용급 전기버스의 24 V 전장전력공급장치로써 고전압배터리부터 저전압으로 변성하는 전력변환장치인 저전압 직류변환장치 (Low Voltage DC/DC Converter : LDC) 개발에 관하여 기술한다. 제안하는 LDC는 효율을 높이기 위해 트랜스포머 1차 측 위상천이 전브리지 스위칭 소자에 SiC MOSFET을 사용하고, 2차 측에 동기정류방식을 적용하였다. 고효율 성능을 검증하기 위해 시작품을 제작하고 시험을 통해 3 kW 97% 이상의 고효율, 고출력, 고밀도의 특성을 확인하였다.

통상적으로, 기존 단상 AC 전원용 플라이백 컨버터는 75W 이상의 조건에서 역률개선회로를 채용하게 된다. 이에 따라 2-Stage 형태의 회로를 구성해야 하기 때문에, 회로의 부품 수 증가 및 전력 효율을 낮추는 단점이 동반된다. 또한, 다수의 자성소자(인덕터, 트랜스포머) 사용이 필수적이며, 이는 회로의 부피 및 원가 상승의 주요한 원인이 된다. 본 논문에서는 역률 개선 기능을 가진 밸리필 플라이백 컨버터의 실용적 설계 및 구현 방안을 제시한다. 더불어, 밸리필 정류기의 전해 커패시터 Short 시 방폭 문제를 해결하기 위한 OVP(Over Voltage Protection) 회로의 실용적 설계 방법을 제시하여 제안 회로의 양산 가능성을 증명한다. 본 논문에서는 제안 회로의 이론적 특성을 분석하고, 78W 급 플라이백 컨버터 시작품의 실험적 분석을 통해 그 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 압전소자를 이용한 에너지 하베스터의 전기적 모델링을 제안하였고 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 비교 분석하였다. 에너지 하베스터는 압전소자를 이용한 발전기, 풀브리지 정류기, 평활용 콘덴서, 부하로 구성된다. 본 논문에서는 에너지 하베스팅 방법으로 Standard AC 방법과 이에 풀브리지 정류기를 추가한 Standard DC 방법을 사용하였고 전기적 모델링, 시뮬레이션, 실험의 분석을 위해 압전 발전기를 RLC 등가모델로 구성하였다. 에너지 하베스터 실험장치를 구성하였으며, 두 가지의 전력변환 기법 각각 $73.7{\mu}W$, $69.3{\mu}W$를 하베스팅 하는 것을 확인하였다.

기존 자가발전 운동기구용 컨버터의 경우, 운동레벨을 조절하기 위한 입력임피던스 조절기능이 없거나, 조절기능을 추가하는 경우 복잡한 topology를 동반되는 경우가 일반적이다. 또한 복잡한 회로를 추가하게 되면 회로의 전체적인 부피가 증가하고, 원가가 상승할 뿐만 아니라, 회로의 신뢰성도 현저하게 저하시키는 등 회로 상용화를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 입력 전압 및 전류 제어 방식을 이용하지 않고, 컨버터 구조 자체로 입력 임피던스를 제어하는 방식을 제안한다. 제안 방식은 입력전압, 입력전류 두 가지의 제어를 실행하지 않음으로써 복잡한 피드백 제어 단의 삭제가 가능하며, 이를 통해 회로의 높은 신뢰성 및 부피, 원가 감소 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 Flyback 컨버터를 이용하여, 이론적 특성 분석과 200W급 시작품을 통한 실험적 분석을 통해 그 타당성을 검증한다.

This paper investigates the design of multi-winding coupled inductor for minimum inductor current ripple. 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 of n-phase multi-winding coupled inductor which corresponds to a minimum inductor ripple current becomes -(1/n-1), i.e. a complete inverse coupling without leakage inductance, as the duty ratio of steady-state operating point approaches 1/n, 2/n, ${\cdots}$ or (n-1)/n. In an opposite manner, the optimal coupling factor value of zero, i.e. zero mutual inductance, is required when the duty ratio of steady-state operating point approaches either zero or one. Therefore, coupled inductors having optimal coupling factor can minimize the ripple current of inductor and inductor size.

본 논문에서는 소형 어선의 전기 시스템을 DC 마이크로그리드의 관점에서 설계하고, 선박의 동력원인 엔진-발전기를 가변속 제어함으로써 선박 전력 계통의 효율을 개선하고자 한다. 선박 전력 계통은 물리적으로 육지 계통과 분리된 마이크로그리드의 형태를 갖추고 있다. 때문에 소형 기계 추진 어선의 경우, 추진을 위한 엔진뿐만 아니라 추가적으로 선내 전력을 공급하기 위한 엔진-발전기를 갖출 필요가 있다. 이에 반해 전기 추진 어선은 하나의 엔진-발전기 세트로 추진과 선내 전력 공급이 모두 가능하다. 하지만 어선이 정지 상태에서 조업을 할 때에 전력 부하량이 작기 때문에 엔진의 저부하 운전 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여, DC마이크로그리드를 어선에 적용하여 엔진 가변속을 적용하고자 한다. 통상적으로 20% 내외의 부하율로 운용되는 엔진에 가변속 제어를 적용하면 20% 이상의 연비 개선 효과를 기대할 수 있다. 이러한 DC마이크로그리드 어선의 연비 개선 효과를 항해와 조업으로 구분하여 시뮬레이션을 통해 예측하였다.

본 논문에서는 400Hz 항공기용 3상 4선식 인버터의 전압 제어에 대해 연구하였다. 시스템에서 불평형이 발생하면 중성선 전류가 증가하며 이에 따라 출력전압 불균형 및 왜곡 증가 등 시스템에 심각한 문제를 발생시킨다. 전압의 크기를 제어해주는 RMS 제어의 경우 불평형 발생 시 전압의 크기는 정상적으로 제어가 가능하지만, THD가 상승하여 전력의 품질이 저하될 수 있다. 다른 제어 방식인 비례 공진(PR) 제어는 순시적으로 제어를 함으로써 전압의 크기뿐만 아니라 위상차 및 THD 감소 등의 향상된 전력 품질을 기대할 수 있다. 두 제어방법의 비교는 시뮬레이션 및 실험을 통해 수행하였으며, 두 제어방법 불평형 발생 시 모두 전압의 크기 오차가 3% 이하로 정상적으로 제어하는 것을 확인하였고, THD는 RMS 제어에 비하여 PR 제어의 결과가 2% 감소하는 것을 확인하였다.

단상 계통연계 인버터는 직류측에 계통주파수의 2배로 낮은 주파수의 전류리플을 발생시킨다. 이 저주파리플은 태양광, 풍력, 연료전지 같은 신재생에너지원의 수명 및 안정성을 저하시킨다. 본 논문에서는 이러한 저주파리플을 신재생에너지원으로 전달되지 못하게 차단하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 주 제어기(전압제어)의 성능 및 안정도에 영향을 주지 않으며 계통주파수 변동에 강인한 특징을 갖는다. 또한 별도의 파라미터 설계가 없어 구현이 용이하다. 본 논문에서는 3kW급 시작품의 실험결과를 통해 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

최근 친환경 차량에 대한 관심이 급증함에 따라 고효율 운전이 가능한 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, 이하 HEV)에 대한 관심이 급증하고 있다. 구동형 전동기로는 효율이 높고 단위 체적당 토크가 큰 전동기가 요구되고 있으며, 본 논문에서는 계자권선형 동기전동기(Wound Field Synchronous Motor, 이하 WFSM)를 적용하였다. WFSM은 자속 성분을 임의로 제어할 수 있기 때문에 저속영역부터 고속영역까지 좋은 운전 특성을 가지는 장점이 있지만, 기존 동기전동기와는 달리 제어변수가 증가한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 HEV용 WFSM에 적용된 MTPA(Maximum Torque Per Ampare, 이하 MTPA) 등에 대한 제어 알고리즘을 제안한다.

본 논문에는 매입형 영구자석 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)의 회전행렬을 이용한 고주파 신호주입 센서리스 구동 시 회전자 위치 오차 추정 성능 향상을 위한 새로운 인덕턴스 추정방법을 제안하였다. 회전행렬을 이용한 회전자 위치 오차 추정 방법은 위치 오차의 넓은 추정 범위 및 선형성을 만족하는 장점이 있으나 모델 기반 인덕턴스를 사용하기 때문에 실제 인덕턴스 값과 차이가 있을 시 추정된 위치 오차가 부정확 할 수 있다. 따라서 정확한 위치 오차를 구하기 위해 본 논문은 오프라인 상황에서 인덕턴스를 추정하는 새로운 방법을 제시하였으며 모의 실험으로 제안한 방법을 검증하였다.

A discrete time domain modeling for the duty-cycle-controlled buck LED driver is presented in this paper. Based on the modeling result, a root locus analysis for the buck LED driver is done to derive the stability boundaries of feedback gains.

본 논문에서는 지능형 반도체 변압기를 구성하는 양방향 DC-DC Dual Active Brldge(DAB) 컨버터의 소신호 모델과 전달함수의 분석을 통해 컨버터의 안정도와 동작 특성을 파악하고, 이를 통해 동 특성 및 정상상태의 안정성을 향상시킬 수 있는 제어기 설계 방안을 제안한다.

본 논문에서는 2단 직류-직류 전력 변환기에서 앞단과 뒷단의 전력 변환기 사이에 삽입된 라인 필터에 의해 발생하는 임피던스 오버랩이 전력 변환기에 미치는 영향을 파악한다. 그리고 본 논문은 전력 변환기가 우수한 특성을 가지도록 하는 간단하고 현실적인 라인 필터 설계 방법을 제시한다. 실험을 통하여 전력 변환기가 목표한 특성을 나타내는지를 검증한다.

본 논문에서는 3병렬 풍력발전 시스템의 직류단 전류 리플을 저감하기 위한 인터리빙 기법을 제안한다. 병렬 구조의 풍력발전 시스템은 각 발전기 측 컨버터의 전류 고조파로 인해 직류단에 전류 리플이 발생한다. 이러한 전류 고조파들의 합과 관련된 전류 리플은 직류단 커패시터의 수명 단축 및 전체 시스템의 손실을 유발한다. 이를 방지하기 위해 3병렬 풍력발전 시스템에서의 전류 고조파를 분석하고, 전류 리플을 최소화하기 위한 최적의 인터리빙 각을 구하여 전류 리플을 저감하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 타당성을 PSIM 시뮬레이션을 통해 확인한다.

본 논문에서는 토크 리플 저감과 동특성을 개선하는 유도 전동기(IM)의 토크 예측 제어 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 고정된 전압 벡터의 크기를 사용하지 않고, 토크 변동분 넓이의 합이 최솟값이 되도록 하는 전압 벡터 인가 시간을 결정하여 유도 전동기에 인가한다. 이 방법은 토크 제어에 필요한 전압만 인가하므로 잉여 전압이 발생하지 않는다. 따라서 정확한 제어 성능을 가지면서도 과도 상태에서는 동특성이 개선되고, 정상 상태에서는 토크 리플의 크기를 최소화할 수 있다. 제안하는 알고리즘의 유효성과 우수성을 시뮬레이션으로 검증한다.

This paper proposes a novel starting method of a high speed induction motor with air bearings for turbo blowers. The friction of air bearings varies according to rotating speed, operating temperature and usage time. Specially, friction torque at initial starting state under low bearing temperature usually results in starting failures of the conventional V/F control method. Therefore, this paper proposes a new starting method, which consists of an initial I/F control mode and smooth transition method to V/F control mode to overcome the starting failure. The experimental results are shown to verify the analysis and the usefulness of the proposed method.

This paper is presents a initial starting of SST with high voltage level source. Rush current flowing as difference between capacitor level and grid level can crush the whole system. Thus, industries have used initial constituted by resistance and relay. However the initial circuit used in industries can't apply high voltage application due to isolation and economic feasible problems. Therefore many countries study method can charge capacitor with another voltage sources. Also this paper introduce method charging primary side capacitor efficiently.

본 논문에서는 3-레벨 T-type 인버터를 적용한 에너지 저장장치 시스템의 설계 및 제어 전략을 제시한다. 3-레벨 T-type 인버터의 양방향 및 에너지 저장장치의 동작 특성에 기반한 전체 시스템의 설계 고려사항을 제시하고, 이를 효율적으로 운용할 수 있도록 제어 전략을 수립하고 제어기를 구성한다. 또한, 제시한 설계 고려사항 및 제어 전략의 성능평가를 통해 그 동작을 검증한다.

본 논문은 30kW, 95GHz 자이로트론 구동을 위한 전원 시스템 설계 및 실험에 대하여 기술한다. 효율적인 자이로트론 구동을 위해 개발된 아래 사양의 세 전원장치의 상세 설계, 제작 및 저항부하 실험결과를 제시한다. - Cathode Power Supply (CPS: 50kV, 100kW) - Body Power Supply (BPS: 25kV, 250W) - Heater Power Supply(HPS: 10V, 10A, 50kV Isolation) 또한 현재 수행 중인 자이로트론 구동 실험결과를 통해 개발된 전원장치의 성능을 검증한다.

고효율과 높은 전력밀도를 갖는 LLC 공진컨버터를 플라즈마 공정용 DC 전원장치로 사용하기 위해서는 공정의 특성상 출력 Filter 커패시턴스 값을 작게 설정해야 한다. 이때, 기존의 LLC 공진컨버터와 다른 동작특성을 보이게 되는데, 본 논문에서는 플라즈마 공정용 LLC 공진컨버터에서 출력 Capacitor를 고려한 LLCC 공진 컨버터의 특성 및 변화를 분석하였으며 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

일반적으로 HID 램프용 안정기에는 디지털 제어기를 사용하지 않지만 디지털 제어로 구현하는 경우 여러 가지 이점이 있다. 따라서 본 논문에서는 DSP를 기반으로 Bridgeless CRM PFC Converter 제어를 디지털로 구현 할 것을 제안하였다. 이때 인덕터 전류 검출을 하지 않기 위하여 DSP 연산에 의해 계산된 온, 오프 시간으로 동작하도록 하였으며, 과도상태 시 출력 전압에 따른 주파수 제한 방법을 통해 안정적인 구동이 가능하도록 하였다. 제안한 방식은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 EV와 NEV 겸용 모듈형 급속충전기를 위한 10kW급 3레벨 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 600V 정격의 MosFET로 고속스위칭을 위하여 3레벨 컨버터를 채용하였고 순환전류를 최소화하기 위하여 커플인덕터를 적용한 듀티제어방식의 풀브릿지 컨버터로서 스위치의 ZVS 턴 온과 다이오드의 ZCS 턴 오프를 성취하였다. 또한 EV(200~500V)와 NEV(50~100V)의 넓은 충전전압 범위에서 고효율을 달성하기 위해 하이브리드 스위칭기법을 적용하였다. 10kW 시작품 개발을 통해 정격부하 효율 97.32%, 최고효율 97.43%를 달성하였다.

기존 EV용 모터구동 Boost Converter의 경우, 모터 기동 시 필요한 순간적인 큰 전류를 배터리에서 공급하기 때문에 배터리의 수명이 감소되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 출력 단에 Super Cap. String을 사용하여 순간적으로 필요한 큰 전류를 공급하였다. 하지만 Super Cap. String은 높은 전압을 견뎌야 하기 때문에 회로의 전체적인 부피가 커지고 원가를 증가시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 낮은 내압의 Super Cap. String을 사용 할 수 있는 Modified Boost Converter를 제안한다. 제안 회로는 Super Cap. String을 사용하여 배터리의 효율을 극대화 시킬 수 있으며, Super Cap. String의 직렬 연결 개수 감소로 회로의 소형화 및 원가 저감이 가능하다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 모의실험을 통해 제안회로의 우수성을 검증하였다.

본 논문에서는 인버터의 정확한 전압 합성을 위해 인버터의 비선형성을 보상하는 기법을 제안한다. 인버터에서 데드타임, 스위칭 소자의 도통손실, 스위칭 지연 등의 성분들은 전압 합성에 비선형성을 유발한다. 제안된 방법은 이러한 요인들을 각 상별로 분석하고, 이를 보상함으로써 보다 정밀한 전압 합성을 가능케 한다. 이 방법의 유효성은 실험을 통하여 입증하였다.

본 논문에서는 ESS 구성을 위한 고효율 3-레벨 양방향 인버터를 제안한다. 제안된 인버터는 저주파 레그와 고주파 레그로 구성되어, dc-link 전압과 계통간의 양방향 전력 변환을 수행한다. 제안된 인버터는 3-레벨의 전압을 제공하며 기존 풀브리지 타입의 2-레벨 인버터에 비해 고조파 성분이 적고 필터의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 소자들에 걸리는 전압 스트레스가 낮고 동작 중에 스위칭 소자의 바디 다이오드를 사용하지 않기 때문에 도통 손실과 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 따라서 제안하는 양방향 인버터는 기존 2-레벨 인버터 대비 높은 계통 전류 품질과 높은 효율을 제공한다. 최종적으로 시제품을 제작하여 제안하는 양방향 인버터의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터 기반 리튬 이온 배터리 충전기의 통합형 보상기를 제안하였다. 제안한 보상기는 실효 커패시턴스의 변화를 고려할 수 있는 배터리 모델 기반으로 설계되어 전 충전 구간 동안 안정적인 동작이 가능하며 정전류-정전압 (CC-CV) 충전을 하나의 보상기로 구현하여 충전 모드 변환시의 과도 특성을 가지지 않는다. 제안한 통합형 보상기의 설계는 기본파 근사법과 확장기술함수를 활용하여 진행 하였으며, LLC 공진형 컨버터와 배터리팩을 이용한 실험결과를 통하여 그 유효성을 검증 하였다.

본 논문에서는 저주파를 제거한 변압기를 갖는 단일단 인터리브드 소프트스위칭 차량탑재형 충전기를 제안한다. 기존 단일단과 달리 제안하는 인터리빙 회로와 스위칭 기법으로 변압기의 저주파 리플을 제거하여 코어부피 및 손실을 최적화할 수 있으며 넓은 전압 및 부하영역에서 소프트스위칭을 성취하여 단일단의 문제점을 극복하였다. 또한 인터리빙효과로 인하여 입력필터가 작고 스위치 전류부담을 감소시킬 수 있다. 제안하는 차량탑재형 충전기의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 대표적인 고효율 컨버터인 LLC 공진형 컨버터에 보조권선을 추가한 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 배터리의 넓은 전압범위를 만족함과 동시에 고효율 운전이 가능한 배터리 충전기로써 높은 전압 이득이 필요할 때 보조권선을 동작시키게 된다. 본 방식을 활용 하여 LLC 공진형 컨버터의 공진탱크 설계 시 자화 인덕턴스를 크게 설계할 수 있고, 그 결과 자화 전류의 RMS 크기가 감소하여 1차 측 도통 손실이 감소해 컨버터의 고효율 설계가 가능하다. 제안한 회로는 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 검증하였다.

전기자동차를 위한 양방향 탑재형 충전기의 장내구성을 달성하기 위해 전해캐패시터를 사용하지 않는 전력변환장치가 요구된다. 본 논문에서는 V2G-V2H 기능을 갖는 무 전해캐패시터 양방향 탑재형 충전기의 제어알고리즘을 제안한다. 제안하는 양방향 충전기는 정현파 충전방식이 적용되었고 인버터만 제어하여 V2G-G2V-V2H 모드전환이 끊김없는 장점을 갖는다 제안하는 알고리즘을 검증하기 위한 3.3kW급 시작품의 시험결과로 타당성을 검증하였다.

영구자석 동기전동기의 회전자 위치검출센서를 사용하지 않는 센서리스 제어를 위해서는 모터에 인가되는 전압과 전류를 정확하게 알아야 한다. 일반적으로 영구자석동기전동기 모델기반의 회전자 위치검출 관측기에 사용되는 전압은 전류제어기의 출력인 전압지령 값을 사용한다. 그러나 전압지령 값은 인버터에 사용되는 데드타임의 영향으로 인해 실제 모터에 인가되는 전압과 차이를 갖는다. 특히 고속운전 시 과변조 구간에서의 전압지령 값은 실제 모터에 인가되는 전압과 큰 오차를 갖게 된다. 데드타임에 의한 전압 오차는 회전자 위치검출 오차에 미치는 영향이 비교적 작게 나타나지만, 과변조 구간에서의 전압 오차는 회전자 위치검출 오차를 매우 크게 만들어 센서리스 제어를 불가능하게 만들 수 있다. 본 논문에서는 추가적인 전압검출회로를 사용하여 모터에 인가되는 3상 전압을 검출하여 회전자 위치검출 관측기에 적용함으로써 과변조 구간까지 센서리스 제어 범위를 확장하는 방법을 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

산업계에 널리 쓰이고 있는 회전자 자속기준 벡터제어(FOC)와 달리 직접토크제어(DTC)는 고정자 자속기준으로 토크와 자속을 직접 제어한다. 토크는 전류센서를 이용하여 검출한 고정자 전류와 고정자 자속을 곱하여 구한다. 고정자 자속은 매우 빠르게 스위칭되는 전압벡터지령을 이용하여 얻게 되므로, 고정자 자속각을 이용한 속도추정에 어려움이 있다. 따라서, 본 논문은 관측기를 이용한 직접토크제어의 속도 센서리스 구현기법을 제안하고, 기존의 속도추정 기법과 제안하는 기법을 시뮬레이션을 통해 비교한다.

This paper proposes a method for designing the inductor to minimize power loss for boost converter. The proposed inductor design method uses genetic algorithm to find an optimal inductance and an optimal frequency which minimize the power loss at rated power. The validity of proposed inductor design method is verified by simulation and experiment.

기존 자가발전 운동기구의 경우, 가변저항을 사용하여 운동강도를 조절하기 때문에 Generator에서 생성된 에너지가 모두 소모되는 문제점이 있다. 또한 계통연계형 자가발전 운동기구의 경우에는 에너지 회수는 가능하지만 운동 강도 조절이 불가능한 단점이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 계통연계를 통해 에너지 회수가 가능하고, 운동 강도 조절이 가능한 자가발전 운동기구용 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안회로는 가변저항을 사용하지 않고 입력임피던스를 통해 운동 강도를 조절하기 때문에 높은 에너지를 생성할 수 있고 계통연계를 통해 에너지 회수도 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 계통연계형 자가발전 운동기구에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

기존 자가발전 운동기구의 경우, 입력 임피던스가 고정되어 있어 운동 강도조절이 불가능한 단점이 있다. 또한 운동에너지 회수용 계통연계형 인버터는 특정한 입력전압의 범위를 유지하기위해 큰 용량의 커패시터 사용이 불가피하여 기구의 부피 및 원가 상승문제를 발생시킨다. 본 논문은 능동부하 스위치 구동회로를 사용한 자가발전 운동기구용 부스트 컨버터를 제안한다. 제안 방식은 입력 전류 제어를 통해 운동 강도 조절이 가능하고, 계통연계형 인버터의 전압 범위를 유지하기 위한 큰 용량의 커패시터를 삭제하고 능동부하 스위치 구동회로를 연결함으로써 기구의 소형화 및 원가 저감이 가능하도록 한다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 150W급 자가발전 운동기용 부스트 컨버터에 적용하여 실험을 통해 가능성을 검증하였다.

LLC 컨버터는 간단한 구조와 자화 인덕터를 이용한 모든 부하 영역에서의 영 전압 스위칭으로 인하여 많은 응용분야에서 널리 사용되는 컨버터 토폴로지이다. 본 논문에서는 통상적으로 0.5의 시비율로 동작하는 LLC 컨버터의 성능을 더욱 향상시키기 위하여 PWM 제어방식을 두 가지 응용 분야에 적용한 내용을 소개하고자 한다.

태양광 발전 시스템은 그 필요성이 늘어남에 따라 다양한 연구가 진행되고 있다. 기존에 태양광 발전 제어 방식인 스트링 방식이나, 마이크로 컨버터 같은 방식 이외에도 그늘짐 등으로 인해 발생한 태양광 모듈의 전력 차이만을 부담하는 컨버터를 이용한 차동 전력 조절 방식도 연구가 되고 있다. 차동 전력조절기는 담당하는 전력이 적고, 스트링 컨버터를 통해 많은 전력이 전달이 되어 기존의 방식 보다 효율이 높다. 하지만, 태양광 모듈 MPPT 전압으로 부터 DC_link 전압만큼의 승압이 필요하다. 따라서, 고승압, 고효율 컨버터를 차동 전력 조절기로 사용을 하면 기존의 차동 전력 방식보다 더 나은 동작 특성을 가질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 차동 전력 조절기로 고승압의 컨버터 토폴로지를 사용하여, 기존의 방식보다 고효율을 유지하면서 차동 전력 조절기의 기능을 수행하는 구조를 제안한다.

본 논문은 LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터에 커패시터 전류 피드백 방식의 능동댐핑을 적용한 안정도 향상 방안를 분석하였다. 커패시터 전류 피드백 방식은 커패시터에 저항을 병렬 연결한 수동댐핑과 동일한 특성을 나타내며, 안정도 해석에 $1.5T_s$의 연산 및 PWM 시지연을 고려하였다. 주파수 응답 특성과 이산시간 영역에서 근궤적을 이용하여 안정도를 해석하며, 필터 공진을 저감시키기 위한 능동댐핑의 이득 $k_d$의 범위를 산정하였으며 PSIM 시뮬레이션과 5kW 계통연계형 실험을 통해 필터 공진에 대한 저감 효과를 검증하였다.

본 논문에서는 제안하는 컨버터와 인버터의 회로를 통합하여 다중레벨의 출력 전압과 커패시터의 전압 균등화 동작을 부스트와 차지펌프 회로를 이용하여 고효율의 회로를 구성하였다. 또한 결합 인덕터를 사용함으로써 누설인덕턴스를 최소화 할 뿐만 아니라 추가적인 전하균등화 회로를 추가하지 않음으로 써 가격에서도 유리함을 제공한다. 부스트-차지펌프회로와 멀티레벨 인버터가 결합된 새로운 구조를 제안하고 이를 수식적으로 정리하고 시뮬레이션과 실제 하드웨어를 통하여 검증하였다.

본 논문은 낮고 넓은 입력 및 높은 출력 전류를 가지는 어플리케이션에 적합한 새로운 인터리브드 액티브 클램프 포워드 컨버터를 제안한다. 컨버터는 직렬로 연결된 2차측 추가 권선을 이용하여 0.5이상의 시비율로 동작할 수 있으며, 추가 플로팅 게이트 구동회로 없이 2차측 동기 정류기를 구동할 수 있다. 제안된 회로의 유효성은 36-72V 입력 12V/500W 시제품을 통해 검증하였다.

Hold-up time 조건에 의해 넓은 입력전압 범위에서 설계되는 하프-브리지 LLC 컨버터는 높은 전압 이득을 얻기 위해 작은 자화 인덕턴스와 넓은 스위칭 주파수 범위가 요구된다. 하지만 이는 큰 1차측 도통손실 및 코어 손실을 초래한다. 본 논문에서는 하프-브리지 LLC 컨버터가 좁은 입력전압에서 설계되기 위한 새로운 hold-up time 보상 기법을 제안한다. 따라서 제안된 기법에서의 하프-브리지 LLC 컨버터는 큰 자화 인덕턴스 및 좁은 스위칭 주파수 범위로 설계 될 수 있다. 제안된 회로의 효과는 90-264Vrms 입력, 250-400V 링크 전압, 48V/480W 출력을 갖는 prototype의 실험을 통해 검증된다.

본 논문에서는 공통형 잡음 분석을 통해 고전력밀도에 적합한 브리지리스 역률보상회로에 대해 연구한다. 이를 통해, 브리지리스 역률보상회로의 EMI 특성 악화에 가장 큰 문제가 되는 공통형 잡음을 개선을 하기 위한 방법을 분석하고, 전력밀도를 저하시키지 않으면서 EMI 특성을 개선할 수 있는 브리지리스 역률보상회로 토폴로지에 대해 연구한다. 또한, 이를 바탕으로 얻어진 회로와 동일한 전력밀도 및 EMI 특성을 가지면서 실제 산업에 적용할 수 있는 브리지리스 역률보상회로를 제안한다.

본 논문은 선택적 전압 균일화 기법을 이용하여 직렬 연결된 리튬 이온 배터리의 빠른 전압 균일화를 위한 새로운 능동형 셀 밸런싱 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 다권선 변압기를 사용한 전하 균일화 회로에 인덕터 1개, MOSFET 스위치 1개를 추가한 회로 구성을 가지며, 기존의 빠른 밸런싱을 위한 회로 대비 수 배 적은 소자로 구성이 가능하다. 추가된 인덕터는 직렬 연결된 배터리 전압을 통해 빠르게 저장된 에너지를, 낮은 전압의 배터리로 높은 밸런싱 전류를 전달함으로써 배터리 셀 간의 빠른 전압 밸런싱을 구현하였다. 제안한 회로의 밸런싱 속도에 대한 검증을 위해서, PSIM Simulation을 통해 기존 회로와 비교 검증 하였다.

본 논문에서는 하나의 감극성 커플드 인덕터 보조 회로를 갖는 발전된 영전압 천이 소프트-스위칭 인버터를 제안한다. 기존에 제안된 소프트-스위칭 인버터의 큰 커패시터나 추가 회로의 필요성과 같은 구조적 단점을 극복하였다. 또한, 하나의 커플드 인덕터 보조 회로를 이용하여 풀-브리지 인버터를 구현하여 보조 회로의 소자 수를 줄여 가격과 부피에서 장점이 있다. 본 논문에서 제안된 회로의 동작 원리와 특성들을 다룰 것이며 시뮬레이션을 통하여 유효성을 검증하였다.

Sealed flooded lead acid batteries are becoming popular in the industry because of their low cost as compared to their counterparts. State of Charge (SOC) estimation has always been an important factor in battery management systems. For the accurate SOC estimation, open circuit voltage (OCV) hysteresis should be modelled accurately. The hysteresis phenomenon of the sealed flooded lead acid battery is discussed in detail and its ultimate modeling is proposed based on the conventional parallelogram method. The SOC estimation is performed by using Unscented Kalman Filter (UKF) while the parameters of the battery are estimated using Auto Regressive with external input (ARX) method. The validity of the proposed method is verified by the experimental results. The SOC estimation error by the proposed method is less than 3 % all wing the 125hr test.

본 논문에서는 사이즈가 다른 고출력 원통형 리튬이온 배터리의 Remaining Useful Life(RUL)을 방전용량 기반으로 전기적 특성분석을 실시하였다. 우선, 배터리의 충/방전이 계속될 시 용량이 어떻게 변화하는지 실험해보았으며, 만충 전압(Fully Charged)에서 만방 전압(Fully Discharged) 까지의 각각의 State-Of-Charge(SOC)에서 Hybrid Pulse Power Characterization (HPPC) Test를 이용해 충전 저항과 방전 저항을 구하여, 용량과 저항의 관계를 파악하였으며, 배터리 RUL을 알기 위한 기본 정보를 확보했다.

본 논문에서는 리튬이온(Li-Ion) 배터리 셀(Cell)의 Shock test와 Vibration test 기반 18650 원통형 셀 내부 전기적 특성 변화를 분석하였다. 전류적산법을 기반으로 방전 용량을 측정하였고, OCV(Open Circuit Voltage) 측정 및 HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization) test를 기반으로 내부 저항을 측정하고 진동 및 충격 시험 전 후의 파라미터를 비교 분석하였다.

This paper proposes an enhanced distributed generation (DG) unit with an adaptive virtual impedance control approachin order to address the inaccurate reactive power sharing problems. The proposed method can adaptively regulate the DG unit thanks to the equivalent impedance, andthe effect of the mismatch in feeder impedance is compensatedto share the reactive power accurately.The proposed control strategy can be implemented directly without any requirement of pre-knowledge of the feeder impedances. Simulations are performed to validate the effectiveness of the proposed control approach.

본 논문에서는 3레벨 T-type 계통연계 인버터의 출력 전류 리플 특성 분석을 통하여 출력 필터 설계 방법을 제시한다. 제시한 설계 방법을 이용하여 국제 고조파 기준에 부합하는 3레벨 T-type 계통연계 인버터용 출력 필터를 설계하며, 이를 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

본 논문은 단권변압기 구조를 이용한 새로운 UPFC 토폴로지를 제안한다. 제안된 토폴로지는 N:1:1:1 복권 변압기를 단권변압기로 사용하고, 양방향 컨버터와 인버터가 결합된 구조의 전력변환장치를 사용한다. 또한, 기존의 UPFC에서 사용한 2개의 직 병렬 변압기를 1개로 줄임에 따라, 제작 비용 및 설치공간의 절감 효과를 얻을 수 있다. 제안된 토폴로지의 유효성은 실험을 통해 검증되었다.

본 논문에서는 전기자동차 무선충전기에 적용 가능한 커패시티브 기반 생명체 감지 센서를 제안한다. 유한 요소 해석 시뮬레이션을 이용해 빗 구조와 나선 구조 두 가지 형태의 생명체 감지 센서에 대한 시뮬레이션을 수행하였고 나선 구조를 지닌 생명체 감지 센서가 단위면적당 약 20 % 더 큰 커패시턴스를 가지는 특성을 확인하였다. 나선 구조 생명체 감지 센서와 생명체를 모사한 팬텀을 이용해 높이에 따른 커패시턴스 변화를 측정한 결과 팬텀의 높이 1.2 cm에서 측정된 커패시턴스는 4.5 %가 증가한 것을 확인하였다.

In this paper a high efficiency bidirectional resonant converterfor Vehicle-to-Grid applications (V2G) is proposed.The proposed converter has adopted an LC auxiliary circuit in the third winding of the transformer. With the proposed method full softswitching can be ensured in all switches over a wide range of loadsand the secondary ringing can be removed with no additional snubber or clamp circuitry.In addition, since the proposed resonant converter is able to operate at an almost constant resonant frequencyregardless of the load, CC/CV charge of the battery can be simply implemented with high efficiency. A 3.3 kW bidirectional converter for On-Board Charger of Electric Vehicle is implemented to verify the validity of the proposed method. The experimental results show the high efficiency characteristics of the proposed converter over the wide range of load in both charge and discharge mode. The maximum efficiency of the proposed system was 98.13 % at 2.3 kW during the constant voltage mode charge operation.

본 논문은 독립형 마이크로그리드에서 BESS와 디젤발전기 연계운전 시, LCL 필터와 상호간섭에 의해 전류제어에 영향을 미치는 디젤발전기의 동기인덕턴스를 고려한 전류제어 안정도를 해석하고, 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다. BESS-계통 연계, BESS-디젤발전기 연계 및 댐핑기법이 적용된 BESS-디젤발전기 연계에 대한 3가지 운전조건에서 이산시간 영역의 근궤적법을 이용한 전류제어 안정도를 비교하고 해석하였다. 50kW BESS와 디젤발전기로 구성된 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였으며, 실험결과로부터 전류 THD는 2.2%로 안정한 전류제어를 수행하였다.

This paper proposes the PLL algorithms with both the quadrature signal generator (QSG) and the positive-sequence calculator (PSC) in order to remove the effects of the three-phase grid voltage with dc offset voltages. The performances of the proposed method are verified with both the simulation result and the experimental result with 32-bit DSP.

This paper deals with stability of active EMI filter. Feed-forward type voltage-sensing voltage-injection (VSVI) AEF is best topology when considering the filter size and leakage current. But it is not studied in stability. Therefore, the detailed and simplified transfer function is derived and it is used to analyze stability. The experimental results are provided to verify the effectiveness of the analysis.

본 논문에서는 PWM 슬루율을 제한하기 위한 LC 필터 설계를 제안한다. 기존의 연구에서는 PWM 입력전압과 필터링된 출력 전압에 대한 주파수 분석을 통해 출력단에 나타나는 슬루율을 제한하였다. 하지만 이러한 분석은 순시 출력 슬루율을 정량적으로 분석하기 어렵다. 본 논문에서는 LC필터의 출력 슬루율을 시간 영역에서 분석하고, 이를 제한하는 LC 필터의 정량적인 설계법을 제시한다.

This paper proposes a new cascoded configuration for hybrid energy storage system (HESS) which consists of batteries and supercapacitor (SC) for Electric Vehicle applications. In this configuration,a resonant LLC converter is interfacedin series with a battery module and it converts a part of the energy from the batteries and transfer it to the dc-link bus. The LLC converter is controlled by a phase-shift angle between the primary and secondary switches to maintain a constant dc-link voltage and obtain soft-switching conditions for all the primary switches. By placing the SC moduleina cascoded concept, the rated voltage of SC can be reduced significantly compared with the conventional topologies. It helps save the cost and reduce the number of SC cells. The proposed configuration can operate with four different modes: feeding load, acceleration, regenerative braking andSC charging. A scaled-down prototype converter (2 kW, 600V output) is designed and tested to verify the advantages of the proposed topology. The maximum efficiency obtained with the proposed topology is 99%.

This paper introduces a bidirectional full-bridge converter with new active damp structure. The proposed active damp circuit can damp the oscillating voltage across the rectifier diodes with a smaller voltage stress of the damping capacitor and eliminate the circulating current. In addition, the proposed converter can achieve additional advantages such as nearly ZCS switching for leading-leg switches and no recovery current for rectifier-bridge by the suitable design of the damp capacitor to resonate with leakage inductor. Since the ZVS is achieved for both leading-leg and lagging-leg switches by the magnetizing current of the transformer, it can be achieved regardless of the load variation. A 3.3 kW prototype converter is implemented for vehicle-to-grid (V2G) application and the advantages of the proposed converter are verified by the experiments. The maximum efficiencies of 98.2% and 97.6% have been achieved for the buck mode and boost mode operation, respectively.

This paper introduces a novel dual Full-Bridge LLC(FBLLC)resonant converter for CC/CV Charge of the Battery for Electric Vehicles. One full-bridge LLC resonant converter operates with a fixed-resonant network and the other operates with a variable-resonant network for CC and CV mode operations. The proposed converter can achieve ZVS for all the primary switches and exhibits a highefficiency characteristics like aconventional single FBLLC resonant converter. In addition, the variable-resonant network helps minimize the switching-frequency variation. The dual structure makes the proposed converter possible to achieve ZVS and nearly ZCS for all the primary switches in CC mode operation. Since the proposed converter can operate at a fixed frequency in CV mode, it can minimize the circulating current and achieve nearly ZCS. A 6.6 kW prototype converter is implemented to verify the validity of proposed converter and the maximum efficiency of 98.3% was achieved.

본 논문에서는 E-bike 구동을 위한 Boost 컨버터의 배터리 전류 제한 기법에 관해 제안한다. Boost 컨버터를 E-bike에 적용할 경우, 기동 시 큰 전류를 보충하기 위해 출력 단에 Super Capacitor가 사용된다. 이로 인해 생기는 입력 단의 Inrush 전류는 회로 구성 소자의 파손 문제를 발생시킬 수 있다. 그 뿐만 아니라, 배터리 입장에서의 Inrush 전류 및 모터 기동 시 순간의 큰 전류는 자체적 손상 및 수명 저하 문제를 야기한다. 상기 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 E-bike 적용 배터리의 수명 연장을 위한, 배터리 전류 제한 제어 기법을 제안한다. 컨버터 입력 전류인 배터리 전류를 제한함으로써, 큰 전류에 의한 소자 파손 및 배터리의 안정성 문제를 해결하였으며, 이를 통해 배터리의 수명을 연장이 가능하였다. 이를 모의실험 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 고용량 및 고방전 리튬-이온($LiCoO_2$)원통형 (cylindrical)셀의 방전전류크기 및 SOC 구간에 따른 등가회로 파라미터의 특성을 비교 분석해보고 SOC 추정시 모델링 및 알고리즘 차별화의 필요성을 제시하고자 한다.

This paper is presents a design of high voltage level rectifier converter in SST(Solid state transformer). Also verify the converter through simulation and experiment.

The grid-connected energy storage systems, which could increase the reliability, efficiency, and cleanliness of the grid is presently restricted by the high cost of batteries. This problems could be solved by batteries retired from automotive services. These batteries can provide a low-cost system for energy storage and other applications such as residential applications and renewable energy integration. This paper gives an overview of technical requirements for the re-use of the electric vehicle batteries in energy storage systems.Firstly, the motivation of research is introduced. Secondly, the technologies needed for the re-use of the battery are introduced such asidentification of the battery characteristics, grading of the aged batteries, identification of the state-of-charge and state-of-health of the battery and suitable power electronic converter topologies. In addition the control strategy to maximize the battery lifespan and bypass the faulty batteries is presented and one-stop solution to implement the above mentioned technologies are also given.

본 논문에서는 차동전력조절기회로가 적용된 승압형 태양광 차지펌프 플라이백 전하 균등화 회로를 사용하여 연속 모드로 동작하는 전하 균등화 방법을 제안한다. 이 컨버터는 차동전력조절기회로의 입력부에 커패시터가 병렬로 연결되어 있어서 포워드 컨버터가 아닌 벅 컨버터로 동작을 한다. 이로 인하여 기존 포워드 컨버터가 갖고 있는 동작 한계점을 극복할 수 있다. 즉 차동전력조절기회로의 듀티 비가 부스트 회로의 듀티 비 보다 작을 필요가 없다. 또한 실제 현장에 적용할 때 문제가 되는 긴 라인으로 인한 기생 인덕턴스 발생 시 차동전력조절기회로의 스위치에 큰 스파이크가 발생 할 수 있는데 이를 커패시터가 흡수하는 장정을 갖는다.

In the magnetically coupled wireless power transmit (WPT), the study of the multi-dimensional transmission coil to solve the low power transmission efficiency from the location of transmit coil and receiving coil is being developed. This paper, an important step in this study, presents the magnetically coupled model of the WPT system consist of the two-dimensional transmit coil and verifies by the simulation and experiment. The induced model in this paper can be used to design the WPT circuit and controller for the maximum transmission efficiency.

Since anti-islanding scheme of grid-connected inverter is a key function of standards compliance, unintentional islanding results in safety hazards, reliability, and many other issues. Therefore, many anti-islanding schemes have been researched, however, existing anti-islanding schemes show poor power quality and non-detection zone issues. Besides, most of them have problems which deteriorate performance of islanding detection under parallel-operation. Therefore, this paper proposes a new anti-islanding scheme that has both negligible power quality degradation, no non-detection zone and precise islanding detection under parallel-operation. Finally, both simulation and experimental results validate the proposed scheme.

본 논문은 IEC 60479 표준 "인체감전의 생리학적 현상"에 제시되어 있는 인체감전 현상에 대하여 교류환경과 직류환경에서 인체임피던스의 특성을 실험을 통하여 분석한다. 연구 결과, 적어도 상용주파수 이하에서는 IEC 60479 표준에서 제시하는 인체 임피던스 모델의 수정이 필요함을 발견하였다. 또한 도출된 실험 결과를 활용하여 직류 배전시스템의 TN 접지방식에서 인체 감전 및 설비 누전에 따른 사고에 대하여 구분동작이 가능한 직류전용 누설전류 검출(DC Residual Current Detection) 기법을 제안한다.

기존 X-ray용 인버터의 경우, 일반적인 Full-bridge 인버터를 사용하여 낮은 효율이 발생하기 때문에 1.6kW이상의 고전압 출력을 요구하는 X-ray를 사용할 수 없는 문제점이 있다. 본 논문은 X-ray 구동용 인버터의 높은 출력이 가능한 고전압 출력용 ZVS Phase-Shift Full Bridge 인버터를 제안한다. 기존의 X-ray 구동용 인버터를 사용할 경우에는 낮은 효율 및 높은 출력 전압을 발생 시킬 수 없기 때문에 X-ray 발생이 어려우며, 높은 출력을 발생시키기 위해서는 회로의 전체적인 부피가 커지고 제작단가가 증가하는 단점이 있다. 반면 제안된 회로는 X-ray 구동용 ZVS Phase-Shift Full Bridge 인버터로써, 영전압 스위칭을 통해 높은 효율로 인버터 구동이 가능하고, 높은 출력 전압을 발생 시킬 수 있기 때문에 회로의 소형화 및 고출력 X-ray 발생이 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 1.6kW급 X-ray 구동 인버터 회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

This paper presents a dynamic, electric-thermal model for a photovoltaic (PV) cell that combines electrical and thermal parameters. In this model, the irradiance and ambient temperature are used to calculate the PV cell temperature based on a five-layer thermal model. The cell temperature is then used in the electrical model to accurately adjust the PV cell output electrical characteristics and power. A custom experimental setup was built to test and verify the electrical and thermal characteristics of the PV cell and its surrounding layers. The electric-thermal model is validated using experimental data in realistic scenarios. This PV model can be scaled up and used to simulate PV systems in wide variety of applications, extreme environmental conditions, and fault conditions in real-time.

This paper presents a new predictive current control (PCC) method to achieve the coordinate control of power and current of the matrix converter under unbalanced input voltages. In order to control the power fluctuation in the input side, the flexible source current reference is generated based on the positive-negative sequence components of the input voltage. The optimal switching state to adjust source and load currents is selected by minimization the cost function which is obtained from the sum of the absolute errors between the current references and their predictive values. Simulation results are given to validate the effectiveness of the proposed PCC method.

Presented in this paper is the design of a high voltage switch module made up of MOSFETs, pulse transformers and their gate driver circuits compactly fitted onto a single PCB module. The ease by which the switch modules can be configured (series stacking and/or parallel stacking) to meet future load variations allows for flexible operation of this design. In addition, the detailed implementation of the gate driver circuit for reliable and easier switch synchronization is also described in this paper. The stored energy in the capacitor bank of a 15kV, 4.5kJ/s peak power capacitor charger was discharged using the developed high voltage switch, and by experimental results, the operation of the proposed circuit was verified to be effectively used as a switch for pulse discharging.

In this paper, a novel bridgeless interleaved power factor correction circuit with single current sensor is proposed. The proposed control strategy requires only one current sensor for the interleaved bridgeless PFC. By sampling the output current, all the boost indictor currents can be calculated and used to control the input current according to the input voltage. The reduced number of current sensors and associated feedback circuits helps reduce the cost of system. The problem caused by the unequal current gain between current sensors inherently does not exist in the proposed topology. Thus, current sharing between converters can be achieved more accurately and the high frequency distortion is decreased. In addition, the proposed technique can be applied to the other kinds of interleaved PFC topologies. Performance of the proposed control strategy is verified by the experimental results with 6.6kW bridgeless interleaved PFC circuit.

This paper presents a single-phase transformerless photovoltaic (PV) power converter systems based on the AC/DC boost inverter, which is capable of solving the leakage current and second-order ripple power issues. By eliminating the inherent ripple power in single-phase inverter, the bulky electrolytic capacitor can be replaced by a small film capacitor. The validity of the proposed scheme has been verified by the simulation results.

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 current's rising 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 flyback type snubber comprising two coils wound on a magnetic core. The flyback snubber not only meets all of the IGCTs characteristics during on and off-state but also significantly saves the power loss. Modern magnetic model using permeance-capacitance analogy leads to more accurate loss analysis of flyback type di/dt snubber circuit in 3-level NPC type back-to-back VSC. In turns, the comparison between conventional and flyback type snubber yield the effectiveness of proposed snubber in wind turbine systems.

수 MW 이상의 인버터 시스템을 구성하기 위해서는 다수의 인버터가 LC필터 또는 LCL필터를 통해 PCC에 연결되어 계통과 연계된다. 이처럼 시스템의 대규모화가 진행되면서, 인버터간의 특성, 다양한 구성품들의 파라미터들로 인한 순환전류, THD 및 공진주파수에 따른 제어 오류 등 문제점을 점검해 볼 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 PSCAD를 통해 향후 대용량화 되는 계통을 모델링 하여 고려해야 할 사항의 확인이 필요하다.

In this paper, the encoder of the hybrid type which can use a single position sensor in order to overcome the use of multiple signal lines and the reliability reduction for the location information acquisition caused by using a plurality of position detectors to acquire the position information of the rotor offer. Encoder of the proposed method was the replacement location information generating function by the plurality of sensors to the Capture function of the shape and the microcomputer of the encoder plate. Capture of the DSP function was verified through experiments using the in order to verify the validity of the detection by the proposed method and the hybrid encoder position prototyping, a means.

전기 수요자의 다양성에 따라 새로운 전기 법규가 제정되고 있으며, 이에 대응하여 프로슈머(Prosumer)에 의한 이웃 간의 전력거래 움직임이 활발히 논의 되고 있다. 본 논문은 프로슈머가 아니더라도 이웃 간의 전력거래가 허가된다면, 전력거래를 통한 누진 요금을 저하 할 수 있는 가정용 Facts 전력 변환기 시스템을 제안한다. 제안된 이웃 간의 가정용 Facts의 타당성을 검증하기 위해 PSIM에 의한 시뮬레이션을 통하여 전기요금의 저감을 분석 하였다.

본 논문에서는 Li-air 배터리의 동작원리를 설명하고, 모델링을 위해 Li-air 배터리의 내부와 충전 및 방전 원리를 보여주고 SOC(State Of Charge) 추정을 위한 OCV(Open-circuit Voltage) 그래프의 분석과 회로도에 대해 설명 하였다. 더불어, 전류적산법의 원리를 적용하여 SOC 추정의 기준이 되는 값을 추출하였다.

본 논문은 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 전류 리플 최소화에 관한 것이다. 3상 양방향 컨버터를 부하에 따라 3상 또는 2상으로 상전환 시 전류 변동의 크기를 최소화하기 위한 스위칭 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식을 검증하였다.

본 논문에서는 Z-소스 네트워크 기반의 배터리 시뮬레이터의 전압 제어기 설계를 위한 소신호 모델링을 수행하고 보드선도를 이용한 안정도 분석을 통한 전압 제어기 설계 방법을 제안하였다. 이를 통하여 인덕턴스와 커패시턴스에 따라 변하게 되는 시스템의 주파수 응답 특성을 고려하여 Z-소스 네트워크 기반의 배터리 시뮬레이터가 안정적으로 동작하도록 하는 전압 제어기의 제어 이득값을 선정하였다. 제안한 방법은 MATLAB을 이용한 안정도 분석을 통하여 검증되었다.

본 논문에서는 비례 공진 제어기와 반복 제어기를 결합한 단상 하프 브리지 인버터의 전압 제어에 대해 연구하였다. 연구결과 고조파 발생 시 전체적으로 시스템에 문제를 야기하는 것을 확인하였으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 기본파 성분을 제어하던 기존의 비례 공진 제어기에 반복 제어기 알고리즘을 결합하였다. 그 결과 추가적으로 인버터 데드타임에 의해 발생하는 고조파를 보상하였다. 그에 따른 성능은 시뮬레이션을 통하여 비례 공진 제어기만을 사용했을 때와 비교, 분석 및 검증하여 THD가 7.91[%]에서 4.62[%]로 약 3.29[%] 감소하는 것을 확인하였다.

본 논문에서 shock test를 적용한 고출력 리튬이온 원통형 셀의 내부 전기화학적 특성을 비교하였다. 용량이 동일한 고출력 리튬이온 원통형 셀을 사용하여 shock test를 적용하였다. 충격 전후에 OCV (Open Circuit Voltage) 및 HPPC (Hybrid Pulse Power Characterization) 테스트 기반 방전용량 및 내부저항을 측정하였으며 이를 통해 각 고출력 리튬이온 원통형 셀의 일정한 변화율을 확보하였다.

직접 변조 방식(direct modulation)을 사용한 Modular Multilevel Converter(MMC)의 6개의 암 캐패시터 전압의 자연균형화(Natural Balancing) 현상은 여러 연구 및 실험에서 관측되고 있다. 또한, 이러한 현상의 원리뿐만 아니라, 시스템 파라미터와 밸런싱 동특성사이의 관계가 수학적인 분석을 통하여 검증되었다. 직접 변조 방식은 간접 변조 방식(indirect modulation)과 달리, 입/출력 AC 및 DC 측 제어기 외에 암 캐패시터 전압 밸런싱을 위한 순환전류 제어기가 존재하지 않지만, 캐패시터 맥동 저감을 위해 일반적으로 캐패시터 2 고조파 맥동 제어기를 필요로 한다. 본 논문에서는 이러한 직접 변조방식을 사용한 MMC의 2고조파 전압 맥동 제어기가 암 캐패시터 전압 자연 밸런싱에 미치는 영향을 고찰하고 분석한다. 또한, 2 고조파 전압 맥동 제어기의 유무에 따른 전압 자연 밸런싱의 동특성에 대한 비교를 400MW MMC full-scale 시뮬레이션을 통해 살펴보도록 한다.

본 논문은 V2G를 위한 Bidirectional OBC를 제안한다. 상용화 시 적시 적용 가능한 높은 역/전송 효율의 Bidirectional OBC 전력회로를 제안하고 베터리 전력을 입력원으로 분산형 전력공급 장치에서 요구하는 품질을 만족하는 전력 생산을 위해 계통연계 회로 및 제어 기술을 제안한다. Bidirectional OBC의 PFC Type은 양방향 구현을 위해 기존 MOSFET과 Diode로 구현된 구조와 달리 모두 IGBT를 이용하여 Single Phase Inverter를 구현 하였으며, IGBT 이용 시 예측되는 Reverse Recovery Loss 개선을 위하여 Hybrid Switch 구조를 제안 하였다. Bidirectional OBC의 DC/DC Type은 전송 및 역송에 따라 Buck동작과 Boost 동작이 가능하도록 설계 하였고 Secondary LC Resonant Topology 가변구조법을 사용 하였다.

본 논문에서는 마일드하이브리드 차량용 양방향 LDC의 동작 신뢰성 향상을 위해 2병렬 구성된 1.8kW급 LDC의 설계 및 제어에 대해 기술한다. 양방향 LDC 구현을 위한 최적 회로방법 및 병렬 구동을 위한 제어 방법에 대해 고찰하고 Working Sample 수준의 실험세트 제작내용 및 실험 결과를 제시한다.

A phase shedding control algorithm to increase efficiency of 3-Phase interleaved boost converter is proposed. Conventional interleaved converter has low efficiency under the light load condition. In this paper, the number of phase is controlled in accordance with the load condition to increase the light load efficiency. The validity of proposed phase control algorithm is verified by simulation results based on measured efficiency.

A single-phase ac voltage controller controls the magnitude of ac voltage by regulating the delay angle of the input ac voltage. In this paper, the SCR gate signal generation is digitalized by using AVR, and the delay angle control technique is proposed in order to generate a balanced ac output voltage under unbalanced ac input voltage conditions.

본 논문에서는 가정용 에너지저장장치(Energy Storage System : ESS)를 위한 비절연 고승압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 양방향 컨버터는 기존의 양방향 하프브리지 컨버터에 비해 2배 높은 승 강압비를 가지며 모든 스위치가 소프트스위칭을 성취한다. 또한, 매끄러운 충 방전 모드전환이 가능하며 인버터와 연계시에도 배터리 측의 저주파 리플을 제거할 수 있다. 제안하는 양방향 컨버터의 3kW급 시작품 실험을 통하여 3.4~5.2배의 승 강압동작에서 각각 최고효율 97.4%, 97.6%를 달성하였다.

This paper analyzes switching losses, efficiency and temperature depending on Si and SiC devices applied in two stage AC-DC converter. To evaluate the charge and discharge performance and stability of the battery pack, there is a need for a battery pack testing system. To do battery charge and discharge experiment used in battery pack test, A topology, two stage AC-DC converter, has been built. SiC devices more decrease switching losses than that of Si. Also, cooling system was applied in Si and SiC devices. When using SiC devices, it can be confirmed that the size of heat sink is reduced for small loss.

최근 DC 전력 전송의 관심이 고조되면서 DC-transformer(DCT)-type 컨버터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 DCT 컨버터는 고효율 동작이 가능하나, 부하에 따라 출력 전압 강하가 일어나는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 보조용 공진 컨버터를 사용해 DCT의 부하 증가에 따른 전압 강하를 보상할 수 있는 새로운 구조의 컨버터 시스템을 제안한다. 또한 제안된 이중구조 공진형 컨버터의 타당성을 검증하기 위해 Psim을 이용하여 시뮬레이션을 행하였다.

This paper presents interleaved bi-directional LDC(Low DC-DC converter) with soft-switching for 48V system of Mild-HEV(Hybrid Electric Vehicles). The proposed LDC is composed of interleaved bi-directional converter and small resonant inductor and capacitors. Comparing the conventional converter, the proposed LDC improves the problem of switching loss by employing soft-switching. In this paper, mode analysis is described in detail for operating the soft-switching. The proposed LDC is verified by PSIM simulation.

A bidirectional secondary LLC resonant converter with auxiliary switches and an additional inductor is proposed to achieve the high gain characteristics of LLC resonant convertors. Auxiliary switches, an additional inductor and a resonant capacitor are connected in the high voltage secondary side of the proposed converter. The ac analysis and operating characteristics of bidirectional secondary LLC resonant converter are investigated. A 1kW prototype bidirectional secondary LLC resonant converter connected to the $400V_{DC}$ buses is designed and tested to confirm the validity and applicability of the proposed converter.

본 논문에서는 26kW 매입형 영구자석형 동기식 모터를 적용한 빌트인 스핀들 주축에 관한 내용을 다룬다. 적용된 모터는 코깅토크 및 토크리플 최소화를 위한 비균일 공극 및 W타입 영구자석 배치를 적용하고 있으며, 관련된 특성해석결과 및 제작모델의 부하조건에 따른 속도 제어 특성에 대하여 다룬다.

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 저장장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 또한 배터리를 사용함에 따라 노화가 진행되어 배터리 임피던스 특성이 변화해 에너지 저장 시스템의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능한 배터리 노화 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하기 위한 연구를 진행하였다.

최근 퍼스널 모빌리티에 대한 관심과 수요가 증대됨에 따라 전기에너지를 구동원으로 하는 소형 이동형 제품을 생활속에서 쉽게 접할 수 있게 되었다. 이러한 퍼스널 모빌리티 제품은 자이로센서 기술이 접복된 바퀴가 하나인 외발 전동휠과 세그웨이류의 제품, 전동퀵보드, 전동스쿠터 등 다양한 제품이 출시되고 있다. 또한 이들 제품의 구동전원은 대부분 리튬이차전지가 사용되고 있다. 본 논문에서는 충전과 방전을 반복하는 다셀이 직렬로 구성된 리튬 이차전지 배터리팩에서 발생되는 셀간 편차와 이로 인해 배터리팩의 전체적인 효율성이 저하되는 것을 방지하는 셀 밸런싱에 관한 기술로 과거 완속형의 표준충전에 적합한 1단 밸런싱의 문제점을 보완하기 위해 표준충전과 급속충전을 임의로 선택하여 사용하는 경우에도 정상적인 셀 밸런싱 수행은 물론 빠른 셀 밸런싱을 수행하기 위한 기법에 대해 살펴보았다.

리튬이차전지는 양극과 음극이 충전과 방전을 반복적으로 수행할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 전극 내에서의 이온의 삽입 및 탈리가 용이하고 이들 과정이 진행되는 동안 전극의 구조가 안정하게 유지되어야 하는 전해질은 이온의 전달을 용이하게 하여야 한다. 전지에서 전극 내로 삽입되는 이온은 집전체를 통해 전극으로 들어온 전자와 전하중성을 이루어 전극 내에 전기 에너지를 저장하는 매개체가 된다. 리튬이차전지에서 전해액은 유기 전해액이 사용되고 있으며, 유기용매에 이온원으로서 용질인 리튬염을 용해시킨 것이지만 폭 넓은 환경조건하에서도 이온의 이동을 계속적으로 원활하게 하여 실용전지로서 충분한 역할을 하도록 만드는 중요한 재료이다. 본 논문에서는 전지에서 유기 전해액의 누액이 발생시 보호회로에 미치는 영향에 대해 소개하고자 한다.

본 논문은 입출력 전력품질이 우수하고 전압별 시리즈화가 용이한 Cascaded H-브릿지 멀티레벨 전력 회로를 적용한 고압 대용량 전동기 구동용 11,000V / 13,800V 고압인버터 개발에 관하여 기술하였다. 기존에 개발된 3,300V/200kVA - 6,600V/8,000kVA 고압인버터의 단상 인버터로 구성된 개별 파워 셀 전압 증대, 파워 셀의 직렬 갯수 추가, 입력 위상 전이 다권선 변압기 2차 권선수 확장, 그리고 분산 제어 기능을 확대하는 방식을 적용하여 전압을 증가시켰다. 실용량 제품의 제작 (11,000V/1,000kVA, 13,800V/2,400kVA) 및 실험을 통하여 개발된 11,000V/13,800V 고압인버터의 성능을 확인하였다.

일반적인 상용차에서 사용되고 있는 기계식 에어컨 시스템은 엔진의 가동(주행 또는 공회전)에 의해 발생되는 에너지를 이용해 차량 실내온도를 유지시켜준다. 이러한 기계식 에어컨 시스템의 작동은 엔진 구동력의 일부를 사용하기 때문에 상용차의 연비와 큰 관련성 있다. 상용차량은 경우 하절기 작업대기, 차량 내 야간취침 등이 빈번해 운전자의 운행습관에 따라 연료 소비량이 증가하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 대형 상용차량이 정차중인 무시동 기간에도 일정 온도의 유지가 가능한 전동식 압축기 구동용 Cascaded Push-Pull 컨버터를 제안하였다.

종전의 이동형 발전시스템은 부피와 소음이 크고, 응답속도와 발전이 효율 낮은 등의 단점이 있다. 때문에 CVCF(Constant Voltage Constant Frequency)의 안정적인 상용전원(220V,60Hz)을 공급 가능한 전력변환장치가 요구된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 정전압 및 정주파수의 정현파 출력이 가능한 7kW급 전력 변환장치를 제안하였다.

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 주파수 조정을 통한 계통 전력품질 개선, 풍력(WT)발전, 태양광(PV)발전등과 같은 신재생 에너지의 출력안정화, 에너지 저장을 통한 에너지효율화 등의 분야에 적용되고 있다. 특히 주파수 조정(F/R, Frequency Regulation)을 위한 에너지 저장 시스템은 한전의 많은 투자를 통해 활발하게 이루어 지고 있으며, 전국 변전소에 설치되고 있다. 주파수 조정을 위한 에너지 저장 시스템은 주파수 상승 시 계통의 전력을 배터리에 충전하고, 주파수 하락 시에는 배터리에 저장된 에너지를 계통에 공급하여 주파수를 안정화 시키는 역할을 한다. 본 논문에서는 주파수 조정용 에너지 저장 시스템의 변전소 적용 사례에 대해 설명한다.

Recently, the mass production of Energy storage system (ESS) is actively perform around world. Energy storage system is a technique that stores power to energy storage device to supply energy into grid and load at peak-load. Therefore, the efficient energy management is available by using ESS system. The life of Lithium-ion battery is varied corresponding to the power usage, especially selected depth of discharge (DOD). The lifetime of battery is the one of the most issue of the ESS system because of its stability and reliability. Therefore, lifetime management of battery and power converter of ESS module is required. In this paper, the battery lifetime management method estimating residual power and lifetime of lithium ion battery of ESS system is proposed. Also, total avenue prediction of ESS system is simulated considering the total lifetime of battery.

본 논문에서는 중국 인증제도(CCC, CQC)의 의의와 절차 그리고 전기차 구동 모터 시스템의 인증해당여부 및 관련 규격을 분석한다. 분석한 규격은 중국 국가 규격인 GB/T 18488(Drive motor system for electric vehicles)을 해석한 결과이다.

본 논문에서는 EV와 NEV 겸용 50kW급 고효율 모듈형 급속충전기를 개발하였다. 제안하는 급속충전기는 10kW급 모듈 5개를 이용하는 모듈형 급속충전기로 용량 확장 및 유지보수가 간단한 장점이 있다. EV와 NEV 겸용 동작을 위해 출력전압범위가 넓은 DC-DC 컨버터를 제안하였으며 높은 효율을 위해 하이브리드 스위칭 기법을 적용하였다. 개발한 50kW급 시작품은 출력전압범위는 50V~500V, PF는 0.99, THD는 2.3%, 정격효율은 95%의 성능을 갖는다.

농업용 하우스의 온방장치로 기존의 경유식 온풍기 구조에서 전기식 온풍기 구조로 바뀌고 있으며, 전기식 온풍기의 경우 멸균을 겸하는 고주파 유도가열 온풍기 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 자동공진 추정기법을 이용한 정격 시 공진형 영전류 스위칭 방식이 이루어질 수 있고, 온풍기 특성에 맞는 새로운 주파수제어 영역을 사용하여 제어하였다. 또한 새롭게 제안하는 공진점 추종 제어 기법을 사용한 유도가열 시스템을 구현 하여, 이에 대한 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 증명하였다.

본 논문에서는 선박 전력 응용을 위해 가스터빈에 대한 Rowen 모델을 채택하여 유도 전동기로 그 특성을 모의하는 시뮬레이터를 개발하고자 한다. PSIM을 이용한 시뮬레이션 결과가 제시된다.

전력계통은 안정된 전압과 주파수의 전력수급이 요구되는 가운데 발전기의 안정성은 주요 요소이다. 그런데 수차발전기 운전 중 부하 탈락 시 급격한 주파수 상승에 의한 발전기 과전압발생은 발전기 여자시스템의 제어신호인 전압실효값 오차에 기인한 것이다. 이런 오차를 최소화하고 발전기 전압을 안정시키기 위해 ZCP(Zero Crossing Point)와 FPGA를 이용한 주파수 검출영역 확장과 DFT(Discrete Fourier Transform) 알고리즘을 이용하여 안정된 전압실효값을 계산하는 기법을 설계하였다. 실험결과, 기존 57~63Hz 주파수 영역의 DFT 대비 확장된 30~90Hz 대역의 전압실효값 오차는 최대 24.68%에서 0.22%로 대폭 개선되었다.

본 논문에서는 3상 Quasi Z-소스 AC/AC 전력변환기를 제안한다. 제안된 전력변환기는 3대의 단상 Quasi Z-소스 AC/AC 컨버터로 구성되어 있으며, 간단한 듀티 비 제어만으로도 동상 및 역상의 벅-부스트 출력 전압의 발생이 가능하다. 제안된 방식은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 타당성을 확인하였다.

본 연구는 종전의 기계 방식, 가정용 방식 그리고 제안된 방식등 상용차용 에어컨의 토출 온도특성에 대하여 다룬다. 이를 위하여 제안된 시스템을 제작하고 전기적인 특성과 토출온도, 연료절감 및 $CO_2$ 배출량 저감 특성 테스트를 수행한다.

본 연구에서는 상용차의 무시동시 에어컨용 전력변환기의 열분포를 조사하였다. 유한요소법(PEM : Finite Element Method)기반의 열 분포 시뮬레이션을 한 후, 이 결과를 바탕으로 실험을 수행하였으며, 방열판 및 MOSFET의 열 분포 결과를 서로 비교 분석하였다.

본 연구에서는 상용차의 무시동시 에어컨용 공진형 컨버터의 고주파 변압기 설계에 대하여 다룬다. 고주파 변압기에 적합한 코어 선정과 Area Product Ap에 의한 코어 형상 파라미터 선정법을 도출하고, 표피효과를 줄이기 위한 권선의 재질과 안정한 직류출력 전압을 얻기 위한 변압기 권선비를 제시한다. 설계된 변압기를 MAXWELL로 모델링하고 누설자속 분포를 확인한다. 공진형 컨버터에 설계된 변압기를 적용한 결과, 변압기 인덕턴스와 출력배압회로의 커패시터간의 공진이 잘 이루어짐을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 도서지역 디젤발전기 자동전압제어시스템을 개발하고 국내 다수의 도서지역에 적용하여 시험한 결과와 설계 내용에 대해 기술하였다. 기존 외산제품에서 별도의 하드웨어를 통해 수행하던 회전형 다이오드 진단기능을 소프트웨어적으로 구현하여 제어기 내에 통합하였으며, 자동으로 계통전압을 추종하는 기능을 추가하는 등 도서지역의 특성을 분석하고 그에 맞는 기능들을 새로 추가 적용하였다.

초음파 트랜스듀서는 다양한 산업 분야에 응용되고 있다. 초음파 트랜스듀서는 압전 소자에서 발생하는 초음파를 이용하는데, 본 논문은 알루미늄 용탕 처리에 적용하였다. 알루미늄 용탕 처리용 초음파 트랜스듀서는 고주파인 공진주파수를 이용하여 동작하게 된다. 초음파 트랜스듀서는 압전 소자의 온도 및 부하에 따라 공진 주파수가 이동하게 되는 문제점을 가지고 있다. 본 논문은 알루미늄 용탕을 처리할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 LLCC 공진형 컨버터를 이용하여 공진주파수를 추적 및 일정한 전력을 공급하는 제어 방식을 제안한다.

본 논문에서는 Quasi-Z-Source 인버터의 평균 모델을 이용하여 제어 시스템을 설계함으로써 기존 소신호 모델 기반 제어의 동작점이 변동하는 경우 과도 응답 특성이 저하되는 단점을 개선하고자 한다. 또한, PSIM 시뮬레이션을 통해 제시된 설계방법의 우수성을 실증하고자 한다.

DC 배전은 분산전원의 연계 효율이 높기 때문에 신재생 에너지의 발전과 함께 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 배터리를 포함하는 전기자동차는 계통으로 전력을 공급함에 따라 피크 부하 감쇄 및 전력 평준화를 이룰 수 있으며, 고가의 에너지 저장장치(ESS)를 대체할 수 있어 관심이 집중되고 있다. 본 논문에서는 바이폴 DC 배전에 적합한 V2G(Vehicle to Grid) 양방향 토폴로지를 제안하였고, V2G 를 활용하여 계통 전압을 개선할 수 있었다. 제안된 기술은 PSCAD/EMTDC 시뮬레이션을 통하여 효과를 검증하였다.

최근 풍력 및 태양광 발전과 같은 분산전원 시스템의 설비가 증가함에 따라 전력 생산자가 늘어나고 있으며 발전량이 불규칙적인 신재생에너지 자원을 전력 수요에 따라 효율적으로 운용하고 관리하기 위한 에너지 저장장치(Energy storage system : ESS)의 필요성이 증가하고 있다. 최근에는 기존의 중앙집중 방식의 전력 시스템이 가지는 여러 문제를 해결하기 위해 여러 분산 발전 요소들과 에너지 저장장치, 부하 및 계통을 상호 연결한 마이크로그리드의 개념이 제안되고 있다. 마이크로그리드 내에서 분산전원과 계통에 ESS가 연계 되면 전력수급 상황에 따라 잉여전력이 발생할 때 전력을 저장할 수 있으며 전력수요가 클 때 저장된 전력을 부하에 공급하여 전력설비를 보다 안정적이고 효율적으로 운용할 수 있다. 본 논문에서는 풍력발전 시스템, 양방향 충/방전이 가능한 ESS, 부하 및 계통이 연계된 마이크로그리드를 대상으로 이를 효율적으로 운용하고 계통전력 사용을 최소화 할 수 있는 독립형 마이크로그리드의 자율적 제어기법에 대한 연구를 수행한다. 전력수급 상황에 따라 각 요소들의 운전 모드를 결정하는 기법이 제시되고 각 동작 모드에서의 분석 및 시뮬레이션에 의한 검증을 통하여 본 제어기법의 효용성을 입증한다.

The ESS(Energy Storage System) connected with distributed generation is drawing attention due to improving the quality load leveling, peak shaving for enhancing reliability of the power grid. The grid-connected inverter makes frequency adjustment to the active power's charge discharge according to the load variation. In addition, the inverter is possible to act as a reactive power compensation device to eliminate harmonic operates as power factor change inhibiting, anti-transient voltage fluctuation, active filter. In this paper, we propose a design method of igbt stack considering the reactive power supply capacity to improve the quality and reliability of the inverter. Moreover, the grid-connected inverter considering the four-quadrant rated operation designed stack and verified the feasibility of the design through a thermal analysis.

최근 신재생 에너지원을 이용한 분산전원에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 신재생 에너지원과 에너지 저장장치로 이루어진 마이크로 그리드에서 안정적인 운전전략을 제안한다. 신재생 에너지원은 기상에 따라 출력이 달라지기 때문에 부하에 안정적인 전력을 공급하기 위해 에너지 저장장치를 사용한다. 에너지 저장장치의 안정적인 운전을 위해 SOC를 고려하여 제어한다. 배터리 충전/방전 시 외부조건에 의해 각 배터리 셀마다 충전량이 달라져 에너지 저장장치가 충분히 전력을 공급해주지 못하는 경우가 발생한다. 그러므로 각 셀마다 SOC를 측정하여 운전함으로써 부하에 안정적인 전력을 공급하는 제어전략은 제안한다. 제안된 마이크로 그리드 운전 제어 전략은 PSiM 시뮬레이션으로 검증하였다.

최근 계통연계가 어려운 도서산간지역의 전력문제 해결방안으로 마이크로그리드가 해법으로 제시되고 있다. 신재생에너지 및 디젤발전으로 구성되는 마이크로그리드는 신재생자원의 간헐적인 출력 때문에 적정규모를 선정하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 신재생 에너지의 간헐적인 출력을 고려하여 HOMER프로그램을 이용하여 적정 규모를 선정하고 감도 분석을 통하여 최적점을 설계하고 실제로 운영되는 마이크로 그리드와 비교하여 한계점을 파악하고 이를 토대로 개선하는 방향으로 연구를 진행한다.

본 논문은 분산전원과 베터리에너지저장장치로 구성된 독립형 DC 마이크로그리드에서 배터리 에너지저장장치의 SoC변동에 따른 새로운 출력 전압 제어 방식을 제안하고 동작과 성능을 분석한 내용에 대하여 기술하고 있다. 제안하는 제어 방식은 SoC를 검출하여 일정한 게인 값을 곱하고 그 결과를 기저전압에 더해 DC Grid전압을 산출하는 방식이다. 제안하는 시스템의 동작타당성을 체계적으로 비교 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 검증하였다. 이를 기반으로 하드웨어 시뮬레이터를 제작하고 실험을 실시하여 실제 독립형 DC 마이크로그리드에 적용 가능성을 확인하였다.

본 논문은 100kW 급 비상발전용 ESS 상용화 개발을 제안한다. 비상발전기란 전력계통이 정지되었을 때 발전장치를 구동시켜 전력을 생산하는 자가발전설비를 말한다. 제안하는 시스템은 2Level 전압형 100kW 급 비상발전용 ESS 로써 정상 시 계통 전원과 동기 운전을 수행하는 계통 연계형 전력변환장치이다. 수배전 수용가에 설치되어 운영이 가능하며 일반적인 ESS PCS 기능인 주파수 조정 (Frequency Regulation), 출력 안정화, 첨두부하 저감 (Peak Shaving), 부하평준화 (Load Leveling), 수요반응 (Demand Response)에 추가하여, 자가발전 (Black Start), 무효전력제어 등의 기능을 적용 하였다. 제안된 100kW 급 비상발전기용 ESS PCS 는 시뮬레이션 및 프로토 타입을 이용하여 성능을 검증하였다.

본 논문은 압전소자 발전기를 이용하여 하베스팅 에너지 발전량을 증대시키기 위한 에너지 하베스팅 방법을 제안하였다. 기존의 풀브리지 정류기만을 이용한 standard DC 방법에 압전소자와 병렬로 공진을 위한 인덕터와 MOSFET를 연결하여 parallel SSHI 회로를 구성하였으며, 또한 변위센서와 비교기를 통해 스위치 시점을 결정한다. 시뮬레이션 분석을 위해 압전발전기를 등가회로로 모델링하였으며, standard DC방법과 parallel SSHI 방법의 성능을 비교하여 parallel SSHI 방법이 standard DC 방법보다 약 13%의 전력이 증대된 것을 확인 하였다.

소규모 태양광 발전시스템은 개인 사용자가 손쉽게 설치 및 운용할 수 있는 250~500[W]규모의 미니 태양광 발전시스템이다. 미니 태양광 발전시스템에서 기존의 Boost Converter 사용으로 인한 효율저하에 대한 단점을 극복하기 위해 Multiplied Boost Conveter를 채택하였고, PSIM 시뮬레이션을 통하여 유용성을 확인하였다. 또한, ICT 의 융합을 통해 각 가정에 설치되는 미니 태양광 발전시스템과 인버터 상태 및 고장 이력 등을 파악하여 유지 보수를 위한 웹기반 원격 모니터링 시스템을 구성하였다.

국내 가정용 태양광인버터의 주류는 3kW급으로 그린홈 보급사업, 태양광 대여사업 및 자가 설치 사업 등에서 사용되고 있다. 당사에서 효율향상 및 전력밀도 향상의 목표로 개발하여 2016년도 출시한 태양광인버터의 특징 및 태양광인버터 개발에 있어 추가적인 고려요소를 소개한다.

Since efficiency of maximum power point tracking (MPPT) is important for photovoltaic systems, a number of MPPT algorithms have already been researched for other environment, however, the most of MPPT algorithms can't track maximum point in dynamic irradiation. In this paper, P&O and 3-Point MPPT which is more specialized in dynamic irradiation are compared in basis of European Efficiency Test(EN50530). The efficiency of 3-Point MPPT algorithm is proved by simulation and experiment. In result, 3-Point MPPT shows higher efficiency in dynamic irradiation and less affected by environment than P&O.

Since photovoltaic generating system is significantly important among renewable energy sources, photovoltaic plants are installed more than past. As a result, accidents of photovoltaic system are also increased, so the additional hardware which includes monitoring system and periodic inspection are required for safety. In addition, a photovoltaic system is installed where a person can't approach to detect a fault, so a number of devices are required to detect it. This paper proposes that drone and thermo-graphic camera are used for detecting a fault of photovoltaic plant and suggests efficiency to control a drone for detecting a photovoltaic plant.

최근 신재생에너지의 보급 정책으로 인해 태양광 또는 풍력과 같은 신재생에너지가 전체 전력 계통에서 차지하는 비율이 증가되고 있는 실정이다. 그러나 신재생에너지는 변동 적이기 때문에 계통의 안정성을 저해하는 원인이 될 수 있다. 이에 따라 각 나라에서는 계통 안정성을 위한 기능들을 요구하고 있으며, 그 요구는 점차 강화되고 있다. 이와 같이 신재생에너지 비율의 증가로 인해 계통 안정성에 대한 문제가 강조되고 있지만, 태양광 분산 발전 시스템의 경우에는 일사량에 의존하여 운전하기 때문에 일사량이 낮거나 야간에는 계통 안정성을 위한 기능을 수행하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 일사량이 낮거나 야간에도 계통 안정화를 위해 무효전력 지원이 가능한 확장된 무효전력 운전(EF-RPO: Extended feed-in Reactive Power Operation)방법의 제어 전략을 제안하며, 제안한 방식은 1MVA 계통 연계형 인버터의 제작과 실험을 통해 검증하였다.

According to government supporting a renewable generation, a number of industrial MW photovoltaic systems have already been installed and rapidly increased. Even though the supporting is increased, analysis on power valuation and roll of a photovoltaic system are insufficient. In this paper, comparative analysis on characteristic of photovoltaic power system are illustrated as basic of power valuation by collecting power and irradiation data from MW photovoltaic system on wide area.

This paper introduces a repetitive controller in low switching frequency applications. Generally, A high power UPS system has a high rated current. And the system usually consist of high power IGBT has a tail current. So the high power UPS system operates in low switching frequency because of this tail current. The repetitive controller improve THD of output voltage or current by reducing the steady state error. The effect of the repetitive controller is proved by simulations.

This paper introduces a master and slave control algorithm for parallel operation of UPS system. If each module of UPS system control the output voltage and filter inductor current in parallel operation, it occur unbalanced output power each module. To operate UPS system parallel, it need a algorithm that control output power of modules. A master and slave control algorithm is helpful to balance output power of modules by controlling output current. The effect of a master and slave control algorithm is proved by simulations.

병렬 운전 시 인터리빙 기술은 인버터 최종 출력 전류에 포함되는 스위칭 주파수 성분의 고조파를 제거하는 장점을 가지고 있지만 이로 인해 고주파 성분의 영상분 순환 전류를 만든다. 따라서 이 성분을 억제하기 위해 커플드 인덕터가 같이 사용된다. 하지만 커플드 인덕터를 사용할 경우에는 파라메타의 오차로 인해 안정성에 문제가 발생 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 인터리빙 및 커플드 인덕터를 사용한 병렬 운전 인버터 시스템에서 전류 품질 개선을 위해 고조파 보상을 할 경우 발생 할 수 있는 안정성 문제에 대한 원인을 규명하고 새로운 순환전류 제어 방법에 대해 제안하고 실험을 통해 검증하였다.

3-레벨 T-type 인버터는 DC-Link 전압을 중성점을 기준으로 상, 하단 두 개의 커패시터로 나누어 사용한다. 이때 두 커패시터의 특성이 일치하지 않거나 스위칭 동작 패턴에 따라 불평형이 생겨 인버터 출력에 왜곡이 발생한다. 이러한 왜곡으로 인해 인버터 성능이 저하되고, 심해질 경우 스위칭 소자에 손상을 발생시킨다. 본 논문은 불평형 전압 차이를 간략화된 공간 벡터 변조 기법을 이용해 스위칭 시간을 보상하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 사용하여 타당성을 검증하였다.

This paper proposes a new hybrid five-level voltage-source inverter topology, based on the conventional five-level active neutral-point-clamped topology (5L-ANPC), where the lower number of switching devices is required, resulting in saving the cost. The operating principle and control method of the proposed topology is described. The comparison of THD, power losses, loss distribution, and cost of components are evaluated among the proposed topology, the 5L-ANPC and 5L-DCI (diode-clamped inverters) topology.

In this paper, a new active circuit for common-mode voltage (CMV) cancellation in three-level NPC (neutral-point clamped) inverters is proposed, which can avoid the saturation of the common-mode transformer (CMT). The proposed circuit utilizes an additional three-level leg to produce the compensating CMV of the NPC inverters, which eliminates the CMV of the inverter through the CMT.

본 논문에서는 인버터 시스템의 가격을 줄이기 위해 3-레벨 NPC 인버터의 중성단에 하나의 션트 저항을 삽입함으로써 AC 전동기의 3상 전류를 획득하는 방법을 제안한다. 션트 저항으로부터 정확한 상 전류를 획득하기 위해서는 최소한의 시간이 필요하며 때문에 측정불가영역이 존재하게 된다. 기존의 측정불가영역으로 부터 상 전류를 복원하는 방법은 스위칭 패턴을 이동시키거나 공간 벡터 전압 변조 기법(SVPWM) 이외의 변조 기법을 이용하였는데 이러한 방법은 전류에 고조파를 증가시켜 효율을 떨어뜨리고 소음을 발생시킨다. 본 논문에서는 동기 좌표계 d-q축 비례적분제어기와 전동기 시스템의 전달함수를 이용하여 지령 전류로부터 실제 전류와 같은 전류를 얻는 방법을 통해 기존의 문제점들을 개선하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

This paper presents a robust feedback control design to mitigate the effect of grid voltage disturbances for three-phase grid-connected inverters in distributed generation systems. The proposed strategy consists of two major design steps. First, the controller is synthesized using the internal model principle to achieve a good reference tracking and disturbance rejection performance. Then, the feedback gain is systematically obtained by solving the linear matrix inequality conditions which are directly derived from the stability criteria. The main contribution of this paper is that the complexity of control structure can be substantially reduced and transient response is improved as compared with the existing robust control design methods. The simulation results are given to prove the validity of the proposed control scheme.

본 논문에서는 계통연계형 단상 인버터의 데드타임 영향을 보상하는 새로운 알고리즘을 제시한다. 데드타임은 전력용 반도체 스위치를 제어하기 위한 PWM 신호 출력시 인버터의 동일 레그에서 두 스위칭 소자가 동시에 턴-온 되는 경우 발생하는 단락을 방지하기 위해 삽입된다. 이러한 데드타임은 인버터 출력전압에 전원주파수의 기본파 및 홀수차 고조파를 야기하며 그로 인해 상전류 역시 왜곡이 발생된다. 본 논문에서는 H-bridge 인버터의 구조를 가지는 계통연계형 단상 인버터에서 데드타임에 의한 인버터 출력전압 및 상전류의 영향을 분석하고 계통측 상전류에 포함된 고조파 성분을 제거하기 위하여 SOGI(Second-order Generalized Integrator)를 활용한 새로운 보상 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안하는 알고리즘의 효용성을 검증한다.

단상 계통연계형 인버터에서 전류센서를 통한 계통측 상전류 측정시 옵셋 오차는 전류센서와 측정 경로상에 위치한 아날로그 소자의 전압 불균형 및 비선형성으로 인하여 발생하게 된다. 옵셋 오차가 존재하지 않는 실제 상전류와 달리, 옵셋 오차를 포함한 측정된 전류로 전류 제어를 수행하게 되면 계통측상전류에 직류, 전원 주파수의 기본파 및 2배 고조파 성분을 야기한다. 이러한 직류 및 맥동 성분은 계통연계형 인버터의 전력전달에 있어서 효율을 저하시키는 원인이 된다. 본 논문에서는 단상 계통연계형 인버터에서 비례공진 전류 제어기를 적용하는 경우, 전류 옵셋 오차의 영향을 분석하고, 이를 저감하기 위한 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 타당성은 시뮬레이션과 실험을 통해 증명한다.

DC 전송과 민감 부하가 발달함에 따라 안정적인 전력을 공급하기 위해서 신속한 차단이 가능한 DC 차단기가 요구된다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 신속한 차단과 전류 커패시터를 쉽게 재충전할 수 있는 구조가 간단한 새로운 DC SSCB를 제안한다. 제안하는 DC SSCB는 단락사고를 모의하여 시뮬레이션을 통해 동작특성을 검증한다. 본 논문에서 연구한 DC SSCB는 향후 DC 그리드 시스템의 설계 및 구현에 활용될 것으로 기대된다.

본 논문에서는 단상 PFC(Power Factor Correction)용 고효율 부스트 컨버터의 설계 방법과 효율을 비교하여 기술한다. 기존 PFC용 부스트 컨버터의 경우 다이오드의 전압강하에 의하여 효율이 감소한다. 이를 PFC용 고효율 부스트 컨버터를 이용하여 효율을 증가 시킨다. PFC용 부스트 컨버터와 PFC용 고효율 부스트 컨버터의 효율 및 특성을 비교하고 이를 시뮬레이션으로 검증하였다.

매칭 회로는 유도성전력을 소나시스템에 공급함으로써 에너지 손실과 소나시스템의 크기를 줄일 수 있다. 이 논문에서는 적응 정합회로라고 불리는 가변인덕터로 구성된 기본적인 매칭회로의 토폴로지를 제시하였다. 전력회로는 소나시스템에서 사용되는 범위의 주파수와 전력에 기반하여 설계되었다. 또한 제시된 정합회로의 특성을 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

민감 부하와 분산 전원이 널리 보급됨에 따라 높은 전력품질을 제공할 수 있는 AC 반도체 차단기는 필수 요소이다. 기존의 AC반도체 차단기는 신속한 차단이 가능하나 동작책무를 수행할 수 없거나 복잡한 제어가 요구된다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 간단한 구조의 AC 반도체 차단기를 제안한다. 제안하는 AC 반도체 차단기는 단락사고를 모의하여 시뮬레이션을 통해 동작특성을 검증한다. 본 연구는 높은 전력 품질을 제공하는 AC 그리드 시스템 설계 및 구현에 활용될 것으로 기대된다.

본 눈문에서는 대전력 및 고전압 전력변환에 적용되는 3-Level NPC AC/DC PWM 컨버터의 출력 DC 전압의 전체적인 특성 향상을 위하여 PI제어와 모델예측제어의 혼합제어 기법을 제안한다. 혼합제어를 위하여 3-Level AC/DC PWM 컨버터를 모델링하고, PSIM 시뮬레이션을 통하여 제안한 혼합제어 기법의 제어성능을 검토하였다.

본 논문은 LLC 공진형 풀-브릿지 컨버터의 온도에 따른 Q-factor의 변화를 고려한 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어기법에 대해 제안한다. 온도에 따라 L, C의 용량변화로 Q-factor는 변화하고 얻고자 하는 전압이득 값을 스위칭 주파수가 달라지는 제어로 원하는 출력 전압을 얻을 수 있다. 원하는 출력전압을 제어하기 위해서는 온도에 따라 변화하는 Q-factor를 통해 스위칭 주파수를 제어하여 원하는 전압이득 값을 얻는다.

본 논문은 계통연계형 인버터의 위상추종기법인 SRF-PLL을 모델링하고, FPGA에 구현하기 위해 System Generator를 이용하여 설계하였다. SRF-PLL의 비례-적분 이득은 소신호 해석을 하여 일반화를 통해 입력전압의 크기에 관계없이 적용가능하며, 주파수 응답에서 65도 위상여유를 갖는 안정한 이득을 산정하였다. FPGA 구현을 위해 MATLAB/SIMULINK와 연동 가능한 System Generator를 이용하여 SRF-PLL을 모델링하였으며, MATLAB 기반의 시뮬레이션과 실험을 통하여 위상추종 특성을 분석하였다.

최근 대다수의 상업용 에에컨 분야에서는 제품의 효율 상승 및 운전 영역 확대]를 위해 대용량 고효율 인버터를 사용하고 있으며, 이로 인해 계통 입력 전류의 고조파 성분이 증가하여 역률 저하, 발열 뿐만 아니라 여러 가지 계통 사고의 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 인버터가 적용된 대용량 상업용 에어컨의 입력 전류 고조파 성분을 저감하기 위한 3상용 Active Power Filter 시스템 기술을 제안한다. 또한 제안된 시스템을 설제 제품에 적용함으로써 계통 압력 전류의 고조파 저감 성능을 확인 하였다.

본 논문에서는 스위칭 셀 구조의 직접형 PWM ac-ac 컨버터를 이용한 새로운 단상 무효전력 보상 장치를 제안한다. 제안한 보상기는 최근에 개발된 가변 임피던스 개념을 이용한 무효전력 보상기에서 발전된 형태이다. 기존 보상기에는 시스템 신뢰성에 심각한 악영향을 주는 커뮤테이션 문제가 존재하는데 제안한 보상기에서는 스위칭셀 구조와 결합인덕터로 구성된 ac-ac 컨버터를 사용하여서 커뮤테이션 문제를 해결하였다. 이로인해 기존 시스템에 비해 스위칭 신호 구현이 매우 간편하고 RC 스너버가 필요하지 않으며 결과적으로 매우 신뢰성이 높은 시스템을 구현할 수 있다. 간략화 된 단상시스템을 구축하여 실험을 통해 성능을 검증하였다.

QZSI(Quasi Z-Source Inverter)를 이용한 유도전동기 제어 시스템은 암단락 상태를 제어에 이용할 수 있어서 추가 컨버터 없이도 단일 구조로 가변 배터리 전압을 일정하게 승압할 수 있다. 암단락을 이용한 승압은 직류단 전압제어가 보장되어야 하며 전압 제어기 성능이 인버터 출력 전류 제어에 상당한 영향을 미친다. 본 논문은 QZSI에서 직류 전압을 승압시키기 위한 암단락 시간을 효율적으로 제어하여 인덕터 전류 리플을 감소시키는 변형 공간벡터방식을 이용하여 유도 전동기를 제어하고 시뮬레이션과 실험을 통해 이를 검증한다.

In this paper, a novel 6/5 switched reluctance motor (SRM) with segmental rotor is proposed for vehicle cooling fan application. Unlike conventional SRMs, the proposed motor adopts hybrid stator poles and segmental rotor structures, thereby making the motor operate in short flux paths and parts of the flux paths magnetically isolated between the phases. Therefore, compared with conventional SRMs, the proposed structure could improve the output torque density and reduce the core loss, thereby improving the electric utilization of the motor. To verify the proposed structure, the performance of the proposed structure is evaluated. Meanwhile, a conventional 12/8 SRM which has been used for vehicle cooling fan application is also evaluated. Finally, the effectiveness of the proposed SRM is demonstrated by the simulation and experimental results.

BLSRM is a nonlinear, strong coupling and multi-variable system. The conventional control method is vulnerable to uncertain factors such as the load disturbance and satellite parameters change. It is difficult to obtain satisfactory control effect. Basing on a 8/10 BLSRM, whose suspending force control is separated with the torque control, this paper presents adaptive fuzzy PID controller for levitation control, which apply the fuzzy logic control to the conventional PID controller for parameters self-tuning. Both fuzzy and parameters of PID controller are self-tuning on-line, which improve the performance of controller. Finally, simulation and experimental results show the performance of the proposed method.

This paper presents a novel scheme to estimate the rotor position of a single-phase hybrid switched reluctance motor (HSRM). The proposed method uses the differential of back-EMF within a position region to estimate rotor position. By detecting the crossing-zero signal of back-EMF differential value, the minimum position of back-EMF corresponding to an absolute rotor position can be captured and used for position estimation four times in every mechanical rotation. In this way, a sensorless operation with adjustable turn on/off angle can be achieved without substantial computation. For the starting, two current comparators are adopted. The experimental verification using a prototype drive system is provided to demonstrate the viability of the proposed sensorless scheme.

본 논문에서는 자기저항 (Magnetic Resistive, MR)각도 센서에서 자속 간섭 및 축 진동과 같은 외란에 의해 발생하는 각도맥동을 해결하는 방법이 연구되었다. 외란에 의한 각도 맥동은 일정한 기계각 속도 한 주기 내에서 전기각 속도가 불균일하게 측정되는 현상이다. 이를 해결하기 위해 위상동기루프 (phase locked loop, PLL)를 적용하였고, 자기저항 각도 센서의 각도 맥동을 효과적으로 제거하였다.

전기자동차 (EV)에서 구동용 모터의 토크 제어를 위한 인버터에는 제어 연산 및 고장 진단 기능을 수행하기 위한 MCU가 있으며, MCU는 상위 제어기 차량 제어 유닛 (VCU)에게 현재 모터 및 인버터의 상태를 주기적으로 전달하고, 현재 차량 주행에 적합한 토크 지령을 받아 토크 제어를 수행하게 된다. 이를 위해 MCU는 전류, 전압 및 위치 센서의 값을 읽어 제어를 수행하게 되며, 제어의 결과 값으로 pulse width modulation (PWM)을 생성하여 이를 통해 모터에 전압을 공급하게 된다. 즉 차량의 구동에 있어 PWM 신호는 가장 중요한 부분이다. 하지만 생산 불량 또는 진동에 의한 납땜 불량 또는 MCU 전원 고장 등으로 MCU에 고장이 발생하게 되면 이상 PWM을 생성하게 되고 정상적인 토크 제어가 불가능해진다. 이때 안전하게 EV를 정지 시키는 알고리즘이 필요하게 되며, 이를 수행 할 supervisor control unit (SCU)가 인버터 컨트롤 보드에 추가되어야 한다. 본 논문에서는 고속으로 주행하던 차량에서 메인 MCU가 고장 날 경우에 안전하게 EV를 정차시키는 방법에 대해 다루었다.

현재 전기자동차용으로 높은 출력 밀도와 넓은 속도 영역을 가지는 매입형 영구자석 전동기 (IPMSM)가 널리 사용되고 있다. 매입형 영구자석 전동기의 높은 돌극비는 큰 릴럭턴스 토크를 만들 수 있어 기저 속도 이하에서는 높은 토크를 보장한다. 하지만 고속 영역에서도 릴럭턴스 토크를 이용하여 출력을 보장하지만 큰 전류각, 즉 큰 음의 D-축 전류를 요구한다. 이는 전동기가 고속으로 갈수록 제어의 어려움으로 나타난다. 그러므로 D-축 인덕턴스의 변화에 따른 고속 영역에서 전류 지령치의 변화를 분석한다. 고속 영역에서 전류크기 및 전류각을 감소하고 정출력 범위를 증가시킬 수 있는 D-축 인덕턴스를 조사한다. 시뮬레이션을 통하여 출력을 검증한다.

직류 전동기는 연속적으로 회전하기 위해서 브러시와 정류자로 이루어진 기계적인 정류 회로를 가진다. 회전자의 위치에 따라 브러시와 정류자의 접촉 구조가 변하고 직류 전동기의 등가 회로 또한 달라진다. 이러한 구조적 문제점 때문에 직류 전동기의 저항, 인덕턴스, 역기전력 상수와 같은 파라미터가 변화하고 전동기가 회전하면서 전기자 전류에 맥동이 발생한다. 본 논문에서는 기계적인 정류 회로를 고려한 직류전동기를 모델링하고 분석하였다. 그리고 브러시와 정류자에 의한 전기자 전류의 맥동이 위치 제어의 응답 특성에 어떤 영향을 미치는지 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

본 논문에서는 스텝모터의 고성능 전류제어를 위한 모터의 고정자 저항 및 인덕턴스를 Off-Line추정하는 기법에 대해 기술한다. 모터의 고정자 저항 및 인덕턴스를 추정하기 위해 역기전력이 나타나지 않는 주파수영역에서 AC전압을 인가하고 이때의 전류를 측정한다. 또한, 가상 dq좌표계를 도입하여 정지좌표계상의 저역통과필터를 통해 위상지연 없이 전류신호에 포함된 노이즈를 제거하였으며, DC형태의 전류에 대한 분석을 통하여 정확한 모터의 제정수를 계량하는 기법을 적용하였다.

본 논문은 차량용 Built-in 청소기용 SRM(Switched Reluctance Motor) 드라이브 시스템 개발에 대하여 설명한다. 기존의 청소기용 모터는 대부분 영구자석을 사용하는 PMSM 또는 BLDCM이다. 그러나 영구자석의 주 원료인 희토류 광물가격의 상승으로 인해 영구자석형 모터를 대체할 비 희토류 모터(SRM)에 대한 관심이 커지고 있다. 본 논문에서는 제작된 차량용 Built-in 청소기용 SRM의 유한요소해석 데이터를 바탕으로 한 Matlab/Simulink 시뮬레이션 및 실제 실험을 통하여 가능성을 검증하였다.