This paper presents frequency modulation method of zero-voltage-transition interleaved DC/DC converter using auxiliary coupled-inductor. In conventional ZVT interlaved converter without semi-conductor devices in auxiliary circuit, the peak-to-peak value of coupled-inductor current has fixed value despite the change of load current. Then, as the load is reduced, the efficiency is reduced because of the conduction loss. The proposed frequency modulation method can reduce the conduction loss by controlling the current of coupled-inductor as the load condition using frequency modulation. The proposed method is verified by experimental results.

본 논문은 양방향 DC-DC 컨버터에서 출력 전류 응답성 향상을 위한 전향보상 기법을 제안하였다. 배터리의 충전 및 방전 수행 시, 안정적인 전압, 전류 제어를 위해 전향 보상은 필수적이다. 충전 모드일 때, 변압기 턴수비를 고려하여 1차측 스위치의 Phase shift 값을 전향보상 하였다. 방전모드 일 때, 전압 전달비와 변압기 턴수비를 고려하여 전향보상 하였다. 제안한 전향보상 기법은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

This paper introduces a high efficiency bidirectional resonant converter using an additional LC auxiliary circuit for dcdistribution applications. The LC auxiliary circuit operates as a variable inductor and the additional LC circuit helps to increase the effective magnetizing inductance, thereby reducing the turn-off and primary circulating current. A 5 kW bidirectional converter for dc-distribution system 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 direction of power flow. The maximum efficiency of the proposed system was 98.1 % at 3 kW.

본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multilevel Converter ; MMC) 고압 직류 송전 (High Voltage Direct Current ; HVDC) 시스템의 순환전류 성분을 제어하기 위해 VPI (Vector Proportional Integral) 제어기를 적용한 순환전류 제어 기법을 제안하였다. 제안한 방식은 기존의 준공진 (Quasi-Resonant) 제어기를 적용한 방식과 비교하여 계통 주파수 변동에 강인하고 넓은 공진 대역폭 선정이 용이한 장점을 갖는다. 제안한 순환전류 제어기의 성능은 기존의 준공진 제어기를 적용한 기법과 계통 전압 단상지락 및 계통 주파수 변동 상황에서 시뮬레이션을 통하여 비교 검증하였다.

최근 급속한 산업 발달로 인하여 기존의 수 MW급 대용량 인버터가 산업용 팬, 컴프레서, 고속 철도 시스템 등 여러 분야에 사용되면서 이와 관련된 대용량 인버터 연구가 활발히 진행 중이다. 이런 대용량 인버터는 고효율과 직병렬의 구성된 전력용반도체 소자를 동시다발적으로 제어되어야하기 때문에 멀티레벨 인버터의 구조가 가장 적합하다. Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터는 커패시터와 다이오드를 사용하지 않고 스위치만으로 구성하며, 필터를 따로 구성하지 않아도 정현파와 유사하게 전압을 출력할 수 있다. 이로 인해 고주파 감소 및 각 셀을 직렬로 연결하여 입력전압보다 높은 출력전압을 얻을 수 있다. 또한, 스위칭 방법에 따라 동일한 Cascaded H-bridge 멀티레벨인버터 토폴로지에서도 각 THD와 온도에 따른 손실이 달라질 수 있다. Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터에서 이용하는 스위칭 방식은 첫 번째로 유니폴라 방식을 기본으로 한 Phase-shift가 있다. 이는 180도 위상차를 갖는 2개의 레퍼런스 파형과 위상천이가 된 캐리어 파형의 비교로 PWM (Pulse Width Modulation) 을 수행한다. 두 번째 방식으로는 Level-shift가 있다. 이는 캐리어 파형을 IPD (In-Phase Disposition) 방식으로 수직적으로 대역폭이 연속적이게 나열하여 레퍼런스 파형과 비교하는 PWM방식이다. 본 논문에서는 Phase-shift와 Level-shift 방식에 따른 Cascaded H-bridge 인버터와 NPC (Neutral Point Clamped) 인버터를 결합한 토폴로지에서의 온도에 따른 손실을 분석하고, 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였다.

기존 LCL 필터 설계 방법의 경우, 시뮬레이션에 기반한 반복 과정을 통해 필터 파라미터를 최적화므로 많은 시간이 소요된다. 하지만 본 논문에서는 3상 PWM 인버터와 LCL 필터 분석을 통해 설계 시 고려 사항을 단순화할 수 있다. 또한 LCL 필터의 다양한 제약 조건을 파악하고, 이러한 조건 하에서 제작 비용을 최소화할 수 있는 해석 해(analytical solution)를 도출한다. 결과적으로 제안된 단계적(step-by-step) 설계 방법을 통해 빠른 시간내에 최적화된 LCL 필터를 선정할 수 있다. 제안된 방법의 유효성은 시뮬레이션을 통해 최종 검증하였다.

This paper has introduces a novel Integrated On-board Charger (IOBC) to reduce the size, weight and cost of power conversion stages in Electric Vehicles (EVs). The IOBC is composed of an OBC and a low voltage dc-dc converter (LDC). The IOBC includes a bidirectional ac-dc converter and a bidirectional full-bridge converter with an active clamp circuit. The LDC converter is a hybrid topology combining an active clamped full-bridge converter and a forward converter derived from the Weinburg converter topology. Unlike conventional OBC, the proposed IOBC is compact and the LDC converter of it can achieve a higher efficiency. In addition, the LDC converter of the proposed IOBC can achieve high step-down voltage conversion ratio, no circulating current, no reverse recovery current of the rectifier diodes and small ripple current of output inductor on the auxiliary battery. A 1kW hardware of the LDC converter is implemented to verify the performances of the proposed IOBC.

This paper proposes an isolated DCDC converter that consists of unregulated LLC resonant converter and non-isolated synchronous buck converter for battery charger of energy storage systems application. The unregulated converter operates as transformer with fixed duty ratio and switching frequency. The synchronous buck converter is installed in the output of the LLC resonant converter. And the converter charges and discharges the battery by controlling a current of battery. The proposed converter can get the high efficiency by separating function. This paper explains design of an unregulated converter and synchronous converter.

본 논문에서는 DC droop control을 적용한 80kW급 SiC 양방향 컨버터를 제안한다. 시스템은 20kW 모듈 4개를 이용하는 모듈형 컨버터이며, 토폴로지는 넓은 입력전압 범위를 만족하기 위하여 Cascade 부스트-벅 컨버터 구조이다. 모듈 컨버터의 제어는 모듈 간 통신이 필요 없는 DC droop control에 부하분담과 전압 regulation 성능을 모두 향상시키기 위하여 Secondary control을 적용했다. 제안하는 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 20kW급 시작품 2대 실험을 통해 병렬 운전을 검증하였으며, 14kW에서 최고 효율 98.9%를 달성하였다.

This study deals with the control method of the output impedance for the UPS(Uninterruptible Power Supply) system's wireless parallel opertaion. In order to avoid using any communication between modules, the P/Q droop method was applied. The experiment result based on NPC(Neutral Point Clamped) inverters is included.

본 논문에서는 차동전력조절방식을 추가하여 최대 전력점을 추종하는 동시에 출력단에 직렬로 연결된 부하가 전하 균등화 기능을 수행하는 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 각각의 PV모듈을 제어를 하고, 이를 상태공간평균화기법을 이용하여 해석하였다. 본 논문에서의 전력조절기는 포워드컨버터로 구성 되어 있고, 주 컨버터인 전하균등화회로는 벅-플라이백컨버터로 구성하였다. 컨버터의 입력은 PV모듈을 직렬로 연결, 출력은 배터리를 직렬로 연결하여 제안한 기능을 구현하였다. 이에 따른 조건을 수식으로 증명하고, MATLAB과 모의 시뮬레이션 프로그램인 PSIM의 Bode plot을 비교하여 이를 검증하였다.

본 논문은 모듈러 멀티레벨 컨버터(MMC)에서 인버터로 사용할 경우 스위칭이 시작할 때, 과도상태에서 발생하는 돌입전류로 인해 시스템 제어의 불안전성을 야기한다. 따라서 이 전류를 저감하기 위해 제안한 등가회로 모델링, 제어를 MATLAB 시뮬레이션을 통하여 돌입전류에 대한 논의와 크기 저감을 확인하고자 한다.

본 논문에서는 전기자동차용 충전기를 위한 전해커패시터가 없는 단일단 인터리브드 토템폴 소프트스위칭 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 단일단 충전기는 토템폴 구조에 인터리빙 회로를 적용하여 소자의 수를 최소화하였으며 넓은 전압 및 부하영역에서 스위치의 ZVS 턴 온 및 다이오드의 ZCS 턴 오프를 성취하여 고효율을 달성할 수 있다. 또한 CCM 동작으로 인해 입력필터가 작고 스위치의 도통손실을 감소시킬 수 있으며 전해커패시터를 제거하고 필름커패시터를 사용하여 높은 전력밀도와 내구성을 만족한다. 제안하는 전기자동차용 충전기의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 BESS-디젤발전기 연계운전 조건에서 BESS의 안정한 전류제어를 수행하기 위해 전향보상 성분을 고려하여 디지털 이론 기반의 전류제어 안정도를 해석하고, 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. 디젤발전기의 동기 인덕턴스가 LCL 필터에 미치는 상호간섭 공진문제를 해석하였으며, 불안정한 전류제어의 안정도 향상을 위해 적절한 이득을 갖는 전향보상을 고려하였다. 또한, BESS-디젤발전기 연계운전 실험을 통해 전향보상 이득이 0.4인 경우 안정한 전류제어가 수행됨에 따라 안정도 해석의 타당성을 검증하였다.

This paper describes a distributed static series compensator (DSSC) which is a type of distributed flexible ac transmission system (DFACTS). The control principles including the power flow control and the current regulation are explained in detail. In order to verify the effectiveness of the DSSC, the simulation results are offered.

본 논문에서는 3레벨 무정전전원장치의 직류링크 전압 불균형을 제거할 수 있는 3레벨 인터리브드 충방전기의 장치 및 제어 기법을 제안하였다. 기존 2레벨에 비해서 3레벨 인터리브드 충방전기는 배터리 전류의 리플감소와 전력변환손실을 절감할 수 있으며, 중성점 전압 제어로 직류링크의 전압편차를 균등화 할 수 있다. 제안된 기법은 방전 시 독립방전모드와 중복방전모드가 자동 전환되며, 간단하고도 효과적으로 중성점 전압제어가 가능하다. 제안된 방식의 유효성은 PSIM 시뮬레이션과 300kVA 무정전전원장치 시제품의 동작파형으로 검증하였다.

This paper presents a load sharing method based on the low bandwidth communication (LBC) applied to a DC microgrid in order to balance the state of charge (SOC) of the battery units connected in parallel to the common bus. In this method, SOC of each battery unit is transferred to each other through LBC to calculate average SOC value. After that, droop coefficients of battery units are adjusted according to the difference between SOC of each unit and average SOC value of all batteries in the system. The proposed method can effectively balance the SOC of battery units in charging and discharging duration with a simple low bandwidth communication system.

본 논문에서는 전기자동차 배터리 충전용 자기 유도 방식 무선 전력 전송 (Inductive power transfer, IPT) 컨버터의 풀브릿지-하프브릿지 가변 제어 방법을 제안한다. 제안한 방법을 검증하기 위해 3.3kW IPT 컨버터에 풀브릿지 제어와 하프브릿지 제어를 각각 적용하여 결합계수 및 부하에 따른 이론적인 손실을 분석하고 고효율 운전 방법을 제안한다.

본 논문에서는 유도가열방식 세정장치의 티타늄 용기 특성을 분석하고 전력변환장치를 설계한다. 코일에 흐를 전류를 계산하기 위한 용량 산정은 기체의 온도 변화량 및 용기 가열 시간을 고려하여 증기 가열에 필요한 열량을 수학적으로 분석하고 설계한 전력변환장치를 시뮬레이션을 통해 검증한다.

Power conversion system comes with a twenty-year warranty commonly. Life test requires a long time. The life of power conversion system that especially sensitive to temperature can be expected within a short time by using Arrhenius technique with worst stress condition than actual working condition. This paper researches reliability analysis and environment test of power conversion system.

배터리 에너지 저장 시스템이나 태양광 발전 시스템은 흔히 용량 확장, 신뢰성 향상, 효율 향상 등을 목적으로 계통연계형 인버터를 다수 모듈형으로 병렬 구성하게 된다. 이렇게 DC전원을 공유하면서 인버터 출력단을 하나로 묶어 운전하는 경우에 순환전류가 문제가 될 수 있는데, 계통주파수에 해당하는 위상 차 뿐만 아니라 수 kHz의 동기화 되지 않은 PWM 캐리어 위상 차에 의해서도 순환전류가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 PWM 동기화를 위하여, PEBB(Power Electronics Building Block) 개념을 사용하는 다수 대의 인버터가 직렬 또는 병렬로 구동될 때, 직렬 통신을 이용하여 PWM 캐리어들을 정밀하게 동기화 시키는 실용적인 방법에 대해서 제안하고자 한다.

본 논문은 노화로 인한 배터리의 용량과 최대 출력 변화를 추정하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 실시간으로 내부저항을 추정하여 배터리의 최대 출력을 예측하고 전하량 대비 개방회로전압의 변화율을 통해 노화된 용량을 계산한다. 개방회로전압 변화율의 정확한 계산을 위하여 앞서 추정된 내부저항을 이용한다. 제안하는 알고리즘의 정확도는 단전지 실험 및 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

본 논문은 사용 환경 및 노화에 따라 변하는 배터리 회로 모델의 변수를 실시간으로 추정하는 방법을 제안한다. 동특성 방정식의 개선과 모델변수 변동을 반영하여 시스템 모델의 정확도를 종래의 방법 대비 향상시킨다. 제안하는 추정법의 타당성은 단전지 시뮬레이션과 실험을 통해 검증한다.

Parallel distributed generators (DGs) in the islanded micro-grid are normally controlled with the aid of the droop control scheme. However, the traditional droop control methods which use the P-${\omega}$ and Q-E curve to share power between DGs are still concerned to improve the accurate of reactive power sharing and variation of frequency and voltage at the point of common coupling (PCC). This paper proposes a control scheme to solve the limitation of microgrid in islanded operation such as reactive power sharing accuracy and PCC voltage and frequency restoring. In order to achieve the control objective, a secondary control is implemented with both central controller and local controller by using the low bandwidth communications. The effectiveness of the proposed control scheme is analyzed through the simulation.

본 논문에서는 BLDC 모터의 홀 센서의 정렬 오차를 검출하고 보상하는 기법을 제안한다. 합성된 홀 센서 신호를 이용하여 고조파 분석을 수행하여 기본파 성분의 크기를 획득한다. 오차가 없는 경우의 기본파 성분의 크기와 비교하여 정렬 오차각을 검출하고 보상한다.

본 논문은 속도 운전 영역 확장을 위한 자동 진상각 제어 알고리즘을 제안한다. 속도 운전 영역 확장을 위하여 상전류의 위상을 역기전력의 위상에 대하여 진상으로 제어한다. 기존의 진상각 제어 방식은 속도 - 진상각 참조표를 이용하거나 추가적인 하드웨어를 구성하여 제어한다. 참조표를 이용한 제어 방식의 경우 전동기의 특성에 매우 민감하며 운전점이 변경될 경우 제어 특성이 현저히 나빠지는 단점이 있으며, 추가적인 하드웨어를 이용하는 경우 전동기의 제정수에 의존적임과 동시에 제어 시스템의 부피 및 비용 증가와 같은 문제를 야기시킨다. 본 논문은 유효 전압의 크기와 전류 제어기의 궤환 전압을 이용하여 필요한 진상각을 계산한다. 본 논문에서 제안하는 방식의 유용함은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 타당함을 검증하였다.

본 논문은 전동기 구동용 SiC MOSFET 인버터의 NEMA(National equipment manufacturer's association) 규격 만족을 위한 출력 필터 구조에 따른 영향을 분석한다. 구조와 목적에 따라 정현파 필터와 dv/dt 필터를 적용하여 380V, 60Hz, 3.7kW급 유도 전동기를 대상으로 실험을 수행하여 설계한 필터가 NEMA 규격을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 전동기 누설전류를 감소시켜 효율까지 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

무선전력전송 시스템은 대기전력과 안전 문제로 인해 수신부의 존재를 판단하는 알고리즘이 필요하다. 현재 전계결합을 이용한 무선전력전송 시스템이 연구되고 있지만 아직 송 수신부 확인에 대한 연구는 활발하지 않다. 본 논문에서는 거리나 압력 센서를 더하지 않고 기존 전극의 기생커패시턴스를 이용해 부하 유무를 감지하는 방법을 제안한다. 송신부의 두 전극은 수신부가 분리됐을 때와 비교했을 때 수신부가 완전 정렬된 경우 커패시턴스 값이 약 9배 증가하므로 일반적인 마이크로프로세서의 내부 저항과 본 기생커패시터의 계단파 응답을 이용하면 부하의 존재유무를 판단할 수 있다. 그리고 마이크로프로세서를 통해 분리 시와 완전정렬 시에 기생커패시턴스 값을 LCR 미터와 비교했을 때 각각 오차율 5.5%, 6.8%로 측정하고 이 값을 이용해 수신부 감지 알고리즘을 성능을 검증하였다.

리튬이온 배터리는 다른 배터리들에 비해서 높은 전압과 큰 용량을 갖고 있지만 EV와 ESS에 사용되기 위해서는 아직도 다수의 배터리를 직, 병렬로 연결하여 팩으로 구성하여 사용할 필요가 있다. 이 때 팩을 구성하는 리튬이온 배터리들이 셀 스크리닝 기법을 통해서 분류가 된 배터리라고 하여도 표면적인 원인과 직렬조합 배터리팩의 구조에 따라서 온도편차가 발생 할 수 있다. 이 때 이 배터리 팩을 사용하는 시스템의 BMS가 위의 상황을 고려하지 않는다면 BMS의 SOC 추정 값을 신뢰 할 수 없을 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 토대로 구조가 다른 배터리 팩을 기존의 BMS로 각각의 SOC를 추정해 보고 배터리 직렬조합 구조에 의한 배터리 팩의 표면온도를 비교 분석해 보려한다.

Flooded lead acid batteries are still very popular in the industry because of their low cost as compared to their counterparts. State of Charge (SOC) estimation is of great importance for a flooded lead acid battery to ensure its safe working and to prevent it from over-charging or over-discharging. Different types of Kalman Filters are widely used for SOC estimation of batteries. The values of process and measurement noise covariance of a filter are usually calculated by trial and error method and taken as constant throughout the estimation process. While in practical cases, these values can vary as well depending upon the dynamics of the system. Therefore an Adaptive Unscented Kalman Filter (AUKF) is introduced in which the values of the process and measurement noise covariance are updated in each iteration based on the residual system error. A comparison of traditional and Adaptive Unscented Kalman Filter is presented in the paper. The results show that SOC estimation error by the proposed method is further reduced by 3 % as compared to traditional Unscented Kalman Filter.

It is the general trend that AC/DC power system topologies with various sources and loads. To control the AC/DC power system, different kind of control system are needed. This paper discusses the parallel operation of single-phase AC/DC converters using a proportional integral (PI) controller and a proportional resonant (PR) controller. The performance of PI and PR controller have been evaluated by simulation.

This paper deal with single module design of 13.2kVrms/10kVA solid state transformers exchanging conventional transformer. We can design compact hardware system to reduce size and get higher switching frequency by using SiC devices. As a result by comparing simulation results with experiment result, it is verified.

이 논문은 자성체 주변에 자기장과 자기장 기울기를 형성하여 자성체의 위치와 각도를 제어하는 자기장 제어 시스템을 위한 제어법을 제안한다. 자기장 제어 시스템을 구성하는 각 코일은 전류 제한 아래 동작하게 되는데 만약 각 코일이 독립적으로 제한되는 경우 합성된 자기장이 주어진 지령과 달라져 자성체의 정렬 및 병진운동 방향이 잘못 제어될 수 있다. 이 논문은 이를 방지하여 방향 우선 제어를 수행하기 위한 비례 전류 지령 보정법을 제안한다. 이와 함께 전압 제한으로 인해 발생할 수 있는 자성체의 과도기 방향 제어 오류를 방지하기 위한 PI 전류제어기 이득 설정 방법을 제안한다. 제안된 전류 지령 보정법의 유효성은 실험을 통해 확인되었다.

본 논문에서는 높은 승 강압비를 갖는 비절연형 양방향 컨버터를 제안한다. 제안하는 양방향 컨버터는 입력-병렬/출력-직렬(Parallel-Input/Series-Output, PISO) 구조로 인터리빙효과와 높은 전압이득을 얻을 수 있고 소자들의 전압정격이 고전압측 전압의 1/4배 수준으로 소자 선정이 용이하다. 또한, PWM plus Phase-Shift(PPS) 제어기법을 적용하여 전력의 흐름을 제어하면서 소프트스위칭을 최적화할 수 있다. 2kW급 시작품을 통해 듀티(D) 0.51 ~ 0.64를 사용하여 7 ~ 10배의 승 강압비를 달성하였으며 최고효율 96.1% 96.1%, 정격부하에서 95.9%, 96.0%를 달성하였다.

본 논문에서는 운전중인 GIS 외함에 전자기 유도 원리에 의해 만들어진 유도전류를 이용한 배터리 충전기를 제안한다. 기존에 이 외함으로 흐르는 전류는 감전위험 등을 없애기 위해 접지를 통하여 대지로 버려지고 있었으나, 제안하는 시스템을 통해 유효에너지로 변환한다. GIS 외함에 흐르는 유도전류를 CT를 통해 강압형 컨버터의 전류원 입력으로 사용하여 원하는 범위의 배터리를 충전한다. 제안하는 배터리 충전기의 동작 및 제어방법의 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

전동기의 운전 영역을 확대하기 위해 부스트 컨버터를 이용하여 가변 DC link를 합성한다. 가변 DC link 구간에서는 스위칭 손실이 증가하기 때문에 스위칭 횟수를 줄이는 전략이 필요하다. 제안하는 Edge-Cutting Pulse Width Modulation(ECPWM)을 통해 스위칭 손실을 1/3로 절감하고, 최적의 고조파 특성을 갖는 직류단 전압의 크기를 결정한다. 이를 이용해 가변 직류단 전압 구간에서 인버터 손실을 감소시키며, Bolognani 과변조 방법을 적용해 안정적인 6-스텝으로의 절환까지 고려한다.

본 논문은 포워드-플라이백 컨버터와 태양광 단일 전원 비대칭 다단식 H-bridge 다중 레벨 인버터를 적용한 태양광 전력 조절 시스템에 관한 논문이다. 이는 기존에 연구되었던 대칭형 다단식 H-Brdige 다중 레벨 인버터나 플라이백 컨버터를 사용한 태양광 전력 조절 시스템의 단점을 보완 한 것이다. 대칭형 다단식 멀티 레벨 인버터는 각 H-Bridge 구조 마다 독립된 전원이 필요하지만, 포워드-플라이백(Foward-Flyback) 컨버터를 접목시켜 단일 태양광 전원으로 하나의 다단식 H-Brdige 인버터를 구성 할 수 있고, 또한 기존의 플라이백 컨버터를 포워드-플라이백 컨버터로 대체 하면서 기존 대비 대용량 설비가 용이하고 효율적인 태양광 전력 조절 시스템을 설계 할 수 있다. 제안한 시스템의 가능성을 확인하기 위하여, PSIM 시뮬레이션을 통해 계통 연계형 1kW급 태양광 시스템의 최대 전력 추종 제어(Maximum Power Point Tracking)와 인버터의 $V_{dc}$ 전압 제어를 확인하였다.

The relationship of widely used Open circuit Voltage (OCV) versus State of Charge (SOC) is critical for any reliable SOC estimation technique. However, the hysteresis existing in all type of battery which has been come to the market leads this relationship to a complicated one, especially in Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) battery. An accurate model for hysteresis phenomenon is essential for a reliable SOC identification. This paper aims to investigate and propose a method for hysteresis modeling. The SOC estimation is done by using Extended Kalman Filter (EKF), the parameter of the battery is modeled by Auto Regressive Exogenous (ARX) and estimated by using Recursive Least Square (RLS) filter to tract each element of the parameter of the model.

본 논문에서는 양방향 전력공급이 가능한 3상 Back to Back 컨버터에 필요한 여러 가지 제어 기술들을 살펴보고 시뮬레이션을 통해 제어 알고리즘의 타당성을 분석하며, 입, 출력 전압, 전류 등 파형을 관찰하고 전력을 가변시킬 때 나타나는 3상 계통연계형 Back to Back 컨버터의 동특성을 개선하는 방법을 알아본다.

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. 상용차는 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 가능 하도록 4kW급 Cascaded 푸쉬-풀 컨버터와 전동식 압축기 구동용 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다.

최근 퍼스널 모빌리티 분야에 적용되는 배터리는 대부분 리튬계열 배터리가 차지하고 있다. 각광받는 이유로는 작은 부피, 무게에 비해 큰 용량을 가지는 장점이 있고 셀당 전압의 경우에도 기존 니켈수소 및 카드뮴 등과 같은 수계전해액의 전지에 비해 3배 정도 높다는 장점을 가진다. 이러한 리튬이온배터리를 제품에 적용하기 위해서는 직병렬 구조의 팩 단위로 구성하여야 하며, 단일 셀이 아닌 다수의 셀 조합이기 때문에 충방전을 진행하는 과정에서 직렬구성 셀의 특성이 달리지게 되어 최종적으로는 전압의 차로 검출되게 된다. 이러한 전압의 차는 배터리의 용량을 저감시키고 특정 셀에 스트레스를 가중시켜 셀의 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다.

본 논문은 배터리 모델 의존도를 최소화한 SOC 추정 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 전류 적산법을 기반으로, 100초 내외의 짧은 휴지시간 동안 측정된 휴지곡선을 함수최적화 기법으로 분석하여 OCV를 추정하고 추정 OCV를 이용하여 누적 SOC 오차를 리셋 한다. 또한 최적화 기법의 발산 위험을 저감하기 위한 초깃값 설정 과정을 포함한다. 제안하는 알고리즘의 정확성은 시뮬레이션과 단전지 실험을 통해 검증한다.

본 논문은 내부 저항을 추정하여 배터리 노화 상태 (State of Health)를 판단하는 알고리즘을 제안한다. 내부 저항은 차량 구동 시 발생하는 전류 변화량과 그에 따른 전압강하 특성을 이용하여 추정되며, 정확도를 높이기 위해 차량의 주행 특성을 고려하여 추정 조건을 결정한다. 알고리즘의 정확도는 MATLAB 시뮬레이션을 통해 검증한다.

경전철 차량은 1MW이상의 전력을 요구하기 때문에 단일 인버터 시스템으로 구현할 경우 시스템 부피 및 비용 증가, 효율 감소 등 문제점을 가지게 된다. 이러한 이유로, 수 kW급 인버터 스택을 병렬로 구성하여 대용량 시스템을 구현한다. 본 논문에서는 이러한 대용량 인버터 시스템을 구성하는 스택 개발 사례를 보여주고 있다. 실험을 통하여 개발한 무선급전용 인버터 스택의 성능을 검증한다.

경전철 차량에 위치한 집전장치는 무선급전 인버터로부터 전력을 공급받아 동력계통 또는 에너지 저장장치에 전력을 전달하는 역할을 한다. 따라서, 집전장치의 손실을 최소화 하고 전력을 안정적으로 전달할 수 있는 제어방법이 필요하다. 본 논문은 이러한 필요를 만족하는 적절한 제어방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 집전장치 제어방법의 유효성을 검증한다.

This paper is studied on optimal selection of heat sink for power electronics devices according to switching conditions. Through thermal analysis of MOSFET and repeated digital simulation, the loss characteristics during both switching and conduction intervals are compared to volume of the heat sinks. As a result, heat sink larger by 25% in volume could radiate more heat about $19^{\circ}C$.

친환경 이동수단 중 1인용 이동수단인 퍼스널 모빌리티에 대한 관심과 수요가 증대됨에 따라 과거 전기자전거에서 현재는 전동퀵보드, 전동스쿠터, 외발휠, 세그웨이류 등 그 종류와 외관적 형태는 매우 다양하다. 하지만 공통적인 부분은 전기에너지를 구동원으로 하고 있으며, 전기에너지를 저장하기 위한 수단으로 리튬이온 배터리가 사용된다는 것이다. 리튬이온배터리에서 배터리를 안전하고 효율적으로 사용하도록 제어하는 부분이 배터리관리시스템이며, 기능중에서 배터리 셀간을 정밀하게 균형을 잡아주며, 모든 셀이 완전 충전상태가 될 수 있도록 도와주는 셀 밸런싱 기능이 있다. 이러한 셀 밸런싱 기술은 주행거리 혹은 사용시간을 늘려주는 역할을 수행한다. 본 논문에서는 충전과 방전을 반복하는 다셀로 구성된 리튬이온배터리에서 셀 밸런싱이 수행되는 과정을 살펴보고 단일 밸런싱과 다중 밸런싱의 차이 및 장단점을 살펴보았다. 이를 통해 완속에서 급속충전으로의 변화, 빠른 셀 밸런싱 등의 필요성에 대해 실험을 통해 검증하였다.

본 논문은 독립 운전 모드에서 전압 고조파 보상을 위한 비례 다중 공진 제어 기반의 전압 제어에 대해 다루고 있다. 독립 운전 모드에서 인버터는 계통과의 연계 없이 전체 지역적 부하의 수요를 담당해야 하기 때문에 전압원으로서 정의된다. 그런데 이때 부하가 불평형 또는 비선형 부하인 경우 역상차, 영상차 또는 특정 고조파 전류가 발생하며 이로 인해 출력 전압이 왜곡된다. 본 논문에서는 앞서 언급한대로 전압 고조파 보상을 위해 흔히 사용되는 비례적분 제어기 대신 고조파 보상 제어의 단순화를 위해 비례 공진 제어기를 사용하였다. 하지만 이와 같은 비례 공진 제어를 실용적인 텀으로서 추가될 경우 전압 매그니튜드 추종 에러가 발생하게 되므로 본 논문에서는 추가적으로 실용적인 비례 공진 제어기가 갖는 단점을 극복하고자 비례 적분 기반의 간단한 전압 회복 기법에 대해 제안하며 제안된 제어 방식은 PSiM 시뮬레이션과 실험을 통해 입증되었다.

본 논문은 위치, 속도, 전류 제어기들이 직렬로 연결된 전동기 구동시스템에서 속도 제어기를 사용하지 않는 위치 제어를 위한 PI-PD 제어기 설계법을 제안한다. 기존의 PI-PD 위치 제어기 설계법과 달리 제안된 제어기의 설계법은 위치 제어기의 대역폭에 따라 이득 값을 설정할 수 있다. 제안된 위치 제어기 설계 성능을 검증하기 위해 IPMSM 구동시스템에서 실험을 통해 유효성을 확인하였다.

본 논문에서는 위치 센서 없이 단상 모터를 운전하는 방법을 제안한다. 제안하는 센서리스 방식은 PM flux 추정기와 PLL 옵저버를 이용하여 구현된다. 이를 통해 홀 센서로 인한 조립상의 문제와 부피 증가 문제를 해결 할 수 있다. 또한 효율적인 운전을 위하여 0 속도가 아닌 파워가 다시 들어올 때 모터를 다시 구동하는 재 시작 전략 또한 제안한다. 이 방식은 위치 센서가 존재 하지 않기 때문에 재 시작시의 각도를 구하기 위한 0 전류 제어와 함께 전압의 zero crossing을 이용한다.

영구자석 동기전동기(PMSM)의 효율적인 구동을 위해 전동기의 제정수를 실시간으로 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하다. 대부분의 전동기 제정수 추정 기법은 전동기의 교차 결합 현상(Cross coupling effect)을 고려하지 않은 전동기 모델을 이용한다. 본 논문에서는 영구자석 동기전동기에서 기존의 제정수 추정 기법을 적용할 경우 교차 결합 현상에 의해 발생하는 제정수의 추정 오차를 수학적으로 분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

차량용 영구자석형 동기전동기는 벡터제어를 사용한다. 이때 사용 되는 벡터제어는 3상의 전류를 2상으로 변경 후 정지좌표계의 값을 동기좌표계로 변환 시켜줌으로써 순시제어를 실시한다. 이때 벡터제어 정지/동기 좌표계의 변환 시 위치 정보 ${\theta}$는 정지/동기 좌표계 변환의 기준으로 매우 중요한 정보이다. 따라서 정확한 제어를 위한 위치정보를 얻기 위해 이용되는 센서로 엔코더, 레졸버, 레치형 홀센서 등이 사용된다. 일반적으로 낮은 가격의 BLDC 모터의 경우 레치형 홀센서가 많이 이용된다. 그러나 레치형 홀센서의 경우 위치 정확도가 $60^{\circ}^C$로 한정되어 정확한 전기각을 추출하는데 문제가 있다. 본 논문에서는 BLDC 모터의 레치형 홀센서를 대신하여 리니어 홀센서를 이용함으로써 신호의 불균형 및 옵셋 등 문제를 보안, 이전의 시스템보다 더욱 정확한 전기각을 추출하여 벡터제어를 실시한다. 검증방법으로는 700[W]급 범용 영구자석형동기전동기를 이용 시험을 실시함으로써 검증하였다.

영구자석형 동기전동기 (Permanent Magnet Synchronous Motor)의 벡터제어와 같이 자극의 위치를 기준으로 제어를 하는 경우 회전자의 위치 정보는 매우 중요하다. 그래서 위치정보를 얻기 위한 센서로 엔코더, 레졸버, 레치형 홀센서를 사용하는데 보통 가격이 싼 BLDC 모터의 경우는 레치형 홀센서를 많이 사용한다. BLDC 모터의 레치형 홀센서 대신 리니어 홀센서를 장착하여 절대위치를 추출하여 벡터제어를 한다.

본 논문에서는 위치 센서 없이 영구자석 선형 전동기의 초기 자극 위치를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 선형 전동기의 고주파 특성을 이용하여 초기 자극 위치를 추정한다. 정지 좌표계 상에서 고주파 전압을 주입하였을 때 유도되는 전류 데이터를 추출하여 분석한 결과, 전류 파형과 기준 신호와의 위상 차이가 자극의 위치에 따라 180도의 주기를 가지고 달라짐을 확인하였다. 이러한 위상 차이와 자극의 위치 사이의 관계를 이용하여 초기 위치를 추정할 수 있다. 제안하는 방법은 이동자의 움직임을 필요로 하지 않으므로 선형 전동기의 수직 방향 움직임을 필요로 하는 분야에서 위 센서 없는 제어에 효과적으로 사용될 수 있다. 실험을 통해 알고리즘의 타당성 및 효과를 검증하였다.

영구자석 동기 전동기(PMSM)의 결선방법에 따라 전동기의 전압과 전류는 그 크기와 위상에 차이가 발생한다. 따라서, 결선을 고려한 영구자석 동기 전동기의 제어가 필요하다. 본 논문에서는 와이 결선과 델타 결선된 전동기의 등가회로를 모델링하고, 델타 결선된 영구자석 동기 전동기의 구동 시스템에서 직류단 션트저항을 이용한 3상 전류 추정 알고리즘을 제안하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 일반적인 스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched Reluctance Motor, SRM)의 고정자 철심에 영구자석과 조합된 구조를 가지는 하이브리드형 스위치드 릴럭턴스 전동기(Hybrid SRM, HSRM)을 제안하였다. 제안된 HSRM은 기존 블렌더용 2상 4/2극 SRM의 인덕턴스 및 토크 특성과 비교하였다. 그 결과 제안된 HSRM은 높은 토크 출력 및 소형화가 가능함을 확인하였다.

본 논문에서는 오일 쿨러용 컴프레셔의 속도 맥동에 의한 영향을 분석하고 이를 저감하기 위한 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 공작기계의 공작물 가공부위에서 발생하는 열 변형 오차를 줄이기 위해 오일 쿨러용 컴프레셔가 사용된다. 하지만 싱글 로터리 구조의 컴프레셔에서 발생하는 기계적인 진동은 배관의 피로파괴와 소음을 야기하므로 반드시 저감시켜야 한다. 따라서 본 논문에서는 싱글 로터리 컴프레셔의 운전 시 발생하는 속도 맥동의 영향을 최소화할 수 있는 실시간 보상기법을 제안한다. 제안된 기법은 특정 맥동 성분을 저감할 수 있는 비례공진제어기를 적용하여 속도 맥동의 주파수 성분을 검출하여 이를 최소화 하는 방향으로 보상신호를 주입하는 방식이다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안하는 기법의 효용성을 검증한다.

ITER 전원장치(CPS: Coil Power Supply System)는 핵융합 초전도자석에 전기를 공급하는 중요설비로서 컨버터의 고장이나 초전도코일에 이상발생 시 주요장치들을 안전하게 보호하여야 한다. 이를 위해 설계된 전원장치 보호계통(PIS: Plant Interlock System)은 Event 발생 시에 언제든지 작동하여 전원장치를 보호할 수 있도록 높은 신뢰도가 요구된다. 본 논문에서는 ITER 설비의 중앙보호계통(CIS: Central Interlock System)과 전원장치 PIS의 계통연계 및 신호흐름을 분석하고, 신뢰도 계산을 위해 RBD(Reliability Block Diagram) 방법을 사용하여 PIS 모델을 구성한다. PIS 비가용도 계산은 Reliasoft사의 BlockSim 소프트웨어 툴을 사용하여 분석하고, 계산결과가 설계기준을 만족하는지 평가한다.

본 논문은 입력 전류 리플이 없고 낮은 스위치 전압 스트레스를 갖는 고승압 부스트-세픽 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 부스트 단의 보조회로에 의해 입력 전류 리플이 상당히 제거되었으며 세픽 단에 결합 인덕터를 적용하여 높은 전압 이득을 달성하였다. 또한 스위치 전압 스트레스는 클램핑 회로에 의해 감소되었으며 따라서 상대적으로 낮은 $R_{ds(on)}$ 갖는 MOSFET을 사용하여 컨버터의 효율이 개선되었다. 추가적으로 결합 인덕터의 누설 인덕터로 인하여 출력 다이오드의 역회복 손실이 완화되었다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 200[V]-200[W]하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

본 논문에서는 플라이백 구조의 전력 변환기의 역률 개선을 위한 삼상 구조의 회로를 제안하였다. 펄스 형태로 에너지를 방전하는 시스템의 전원 장치를 플라이백 구조로 채택하는 경우 인덕터와 커패시터에 의해 역률이 크게 저하된다. 이를 개선하기 위하여 3상의 스위칭 회로를 제안하고 시뮬레이션을 통하여 기존 단상회로와 비교하여 역률이 0.62에서 0.95로 개선됨을 확인하였다.

본 논문은 3.3 kW급 전기자동차의 탑재형 충전기에 적용된 직렬 공진형 컨버터와 병렬 공진형 컨버터의 특성을 비교 및 분석 한다. 동일한 동작 조건으로 설계된 직렬 공진형 컨버터와 병렬 공진형 컨버터의 손실요인을 수학적으로 비교 분석하고 이를 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

LLC 컨버터는 동작범위에 따라 특성이 바뀌는 전달함수로 인해 제어기 설계와 최적화에 어려움이 따른다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 새로운 방식의 전하제어를 제안한다. 먼저, 소신호 등가모델을 분석해 공진 캐패시터 전압이 공진 전류와 같은 위상을 가진다는 것을 보인 후, 캐패시터가 resettable integrator가 될 수 있음을 밝힌다. 이를 바탕으로 디지털 구현에 적합한 전하제어를 제안한다. 그리고 실험을 바탕으로 제안한 제어의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 자율주행차량의 ISG시스템에서 비상발전용 양방향 DC-DC 컨버터 개발을 위한 최적화 연구 결과를 발표한다. 자율주행차량의 주 전력시스템이 차단되었을 때 차량을 제어하는 시스템에 전력공급이 가능한 비상발전시스템은 현재 개발되지 않은 상태이다. 자율주행차량의 비상발전시스템의 최대 전력은 약 3kW이며 main battery 전압은 48V, sub battery 전압은 12V이다. 본 연구에서는 차량의 연비를 고려한 고전력 밀도와 배터리 수명을 고려한 전류 리플 최소화를 목표로 한다. 이를 위해 차동모드 커플더 인덕터를 가진 4상 인터리브드 방식으로 설계하였고, 최대 98.22%의 효율이 예상된다.

본 논문에서는 2차 측 정류 회로에 GaN HEMT 소자를 이용하는 동기정류기법을 적용한 위상천이 dc-dc 컨버터를 구현한다. 기존 다이오드를 통한 정류회로와의 효율 비교를 통하여 GaN HEMT 동기정류 기반 위상천이 dc-dc 컨버터가 최고효율 1.5%, 평균 효율 0.85%, 전부하 효율 1.99%의 향상효과를 확인한다.

본 논문은 1kW급 통신용 전원장치에 가장 많이 사용되는 위상천이 풀브리지 컨버터를 고주파 스위칭 주파수별 동작분석 및 최적 설계에 관한 연구 결과를 발표한다. 이 연구는 100kHz/Si전력반도체, 100kHz/GaN전력반도체, 500kHz/Si전력반도체, 500kHz/GaN전력반도체 4가지 방식의 위상천이 풀브리지 컨버터를 각 조건에서 최적 설계를 하고 그 실험 결과를 추출하여 성능을 비교함으로써 고주파 최적 설계 방법과 GaN전력반도체의 그 우수성을 확인하는 것이다. 일차적으로 이 번 논문에서는 100kHz/Si전력반도체 조건에서 위상천이 풀브리지 컨버터의 최적 설계 과정과 그 실험 결과를 발표한다.

3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 high-power medium voltage(MV)에서 많이 응용된다. 하지만 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 각 스위치 소자에서 손실이 불균형하게 발생하게 되어 스위치 소자 간 성능이 불균형하게 된다. 따라서 본 논문에서는 단상 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터의 기존 모델 예측 제어의 스위칭 패턴을 분석 및 스위칭 순환방식을 이용한 효율적인 스위칭 상태를 갖는 모델 예측 제어를 제안한다. 이를 통해 PI 제어기 기반의 펄스 폭 변조 방법과 기존 모델 예측 제어 방법의 손실 비교를 통하여 제안하는 모델 예측 제어 성능을 검증한다.

높은 전압을 입력으로 하는 DC/DC 컨버터는 효율 향상 및 소형화를 위한 방안으로 전압의 레벨을 나누어 여러개의 스테이지로 구성하여 병렬 운전을 실시한다. 하지만 여러 개의 병렬구조로 구성된 DC/DC 파워부는 능동 소자와 수동 소자의 오차값 등이 각 단에 흐르는 전력 불평형 문제를 야기시켜 소자의 스트레스 증가 및 발열로 인해 전원공급장치의 소손으로 이어진다. 따라서 본 논문에서는 이러한 각 레벨의 DC/DC 컨버터의 전력 불평형을 개선하기 위해 자기적 결합을 공유하는 다중 입력 변압기를 사용하여 그 문제를 해결하기 위한 방법에 대해 제안한다.

플라즈마 공정이 다양한 분야에 적용됨에 따라 플라즈마 전원장치에 대한 높은 관심과 다양한 연구가 진행되고 있다. 플라즈마 공정용 전원장치는 공정의 특성으로 인하여 아크가 발생할 수 있다는 문제점을 가지고 있으며, 또한 장치의 고효율화에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이런 문제에 대한 해결과 요구조건을 달성하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 플라즈마 전원장치에 공진 컨버터를 적용하여 높은 효율을 달성하고 아크 문제를 해결하기 위한 조건에 대하여 연구 및 적용하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 회로의 동작을 확인하였다.

본 논문에서는 ESS용 양방향 소프트스위칭 DC-DC 컨버터의 과도상태개선을 위한 제어기법을 제안한다. 양방향 DC-DC 컨버터를 소프트스위칭하기 위해 DCM으로 동작시킬 경우 스위치의 턴오프시 손실이 가장 많이 발생하므로 이를 저감하기 위해 ZVS 턴오프 커패시터를 스위치에 추가한다. 하지만 정상상태와 달리 초기구동을 하거나 충 방전 모드전환의 경우에는 ZVS 턴오프 커패시터로 인해 오히려 과도상태특성이 나빠질 수 있다. 이를 개선하기 위하여 ZVS 턴오프 커패시터로 인해 발생하는 과도상태의 문제점을 분석하고 제어기법을 제안하였으며 제안하는 제어기법의 타당성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 위상천이 풀브리지 컨버터의 전압 제어기 설계에 있어 게인값의 선정에 따른 위상 이득, 게인 이득을 통해 안정도를 판별하고 게인값에 따른 시스템의 응답특성을 고려하여 최적값을 설계하는데 목표를 두고 있다. MATLAB의 Bode plot을 통해 안정도 및 응답특성을 확인하였고 PSIM 시뮬레이션을 통해 제어가 잘 되는지 확인하였다.

본 논문에서는 OBC 전원장치를 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전함에 있어 배터리의 셀 밸런싱을 고려한 충전 기법에 대하여 기술한다. 기존의 OBC 전원장치의 경우 배터리의 온도를 무시한 충전기법이 사용되며, 온도특성에 따라 배터리 수명이 달라지는 문제점을 발생시킨다. 따라서 배터리의 셀 밸런싱을 통해 배터리의 온도를 일정하게 유지하여 배터리 수명 연장시킨다.

The circulating current control within the phase legs is one of the main control objectives in a modular multilevel converter (MMC) under different operating conditions. This paper proposes a control strategy of circulating currents in the MMC under unbalanced voltage by using a proportional-resonant (PR) controller. Under the unbalanced voltage, the circulating currents in the MMC consists of three components such as positive-sequence, negative-sequence, and zero-sequence circulating currents. With the PR controller, all components of the circulating current will be directly controlled in the stationary reference frame without decomposing into positive- and negative-sequence components. Thus, the ripples in the circulating currents and the DC current are suppressed under the unbalanced voltage. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation results based on PSCAD/EMTDC simulation program.

일반적인 boost PFC 컨버터는 한 개의 스위칭 소자를 사용하고 구조가 간단하지만 높은 도통손실과 스위칭 손실 때문에 낮은 효율을 갖는다. bridgeless boost PFC 컨버터는 일반적인 boost PFC 에 비해 낮은 손실을 갖는 이점이 있다. 또한 컨버터의 동작 모드 중 CRM 방식은 낮은 스위칭 손실을 갖는 이 점이 있다. 본 논문에서는 이러한 CRM 모드로 동작하는 bridgeless boost PFC 컨버터를 해석하는 경우 기존의 방법으로 해석하여 구현하면 주파수가 커지는 영역에서 오차가 커지게 된다. 따라서 본 논문에서는 반도체 스위치의 기생 커패시터를 추가하여 해석하는 것을 제안하였다.

토템폴 구조는 브리지리스 부스트 역률보상회로 중에서도 저손실, 고효율, 저비용 그리고 낮은 전도 EMI의 특징으로 인해 많이 사용된다. 토템폴 구조의 역률보상 회로는 내부 다이오드의 역회복 문제로 인해 Si MOSFET을 이용한 전류연속모드 구동할 수 없어 전류 불연속 모드 혹은 임계 도통 모드로 동작시키는 것이 통상적이다. 본 논문에서는 역회복 문제를 해결해 전류연속모드 구동하기 위해 기존 Si MOSFET보다 낮은 역회복 전하(Qrr)와 역회복 시간(Trr)를 가지는 SiC MOSFET을 이용하여 토템폴 역률 보상 회로를 구현하고 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 검증했다.

본 논문은 500W급 GaN (Gallium Nitride) FET을 적용한 Full Bridge Converter 의 2차측 소자에 따른 손실을 분석한다. Diode를 적용하였을 경우의 도통손실과 Si MOSFET과 GaN FET의 스위칭 손실 및 도통손실을 분석하여 최종적인 효율 및 동기정류의 필요성을 검증하고 그에 따른 방열설계를 수식을 통해 도출하여 제안한다.

최근 저압직류배전에 대한 연구가 급속도로 진행되면서 배전망에 적용되는 구성요소에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 대용량 수용가 배전반에 접속된 구성요소 중 배전계통으로부터 직류전력 공급하기 위한 양방향 DC/DC 컨버터, 수용가 직접 전력공급을 위한 직류 저압 태양광 발전시스템용 DC/DC 컨버터, 저압 직류 에너지저장시스템용 DC/DC 컨버터의 운전에 있어서 배전계통간 전력조류를 양방향 운전의 타당성에 대해 비교하고, 운용상 얻어지는 효율 개선 등에 대한 것을 비교 검토하고자 한다.

본 논문에서는 위상 천이 제어 기법이 적용된 전기자동차 배터리 충전용 무선 전력 전송 시스템의 손실을 분석한다. PSIM 시뮬레이션을 통해 결합계수에 따른 전력반도체 소자 및 공진 네트워크의 손실을 이론적으로 계산하며, 송 수신패드의 손실을 FEM 시뮬레이션을 이용하여 도출한다. 계산 결과를 바탕으로 각 결합계수에 따라 소자에서 손실 분포를 확인하고 전체 효율에 영향을 미치는 요소를 분석한다.

본 논문에서는 최근 건설기계용으로 연구되고 있는 E-TCS의 Power Electronics System에 대한 Topology와 제어방법을 제안한다. 디젤엔진과 같이 사용되는 E-TCS는 압축기와 터빈 그리고 요구되는 회전속도로 고속회전 및 발전이 가능한 모터와 이를 제어하는 인버터로 구성된다. 기존의 E-TCS를 위한 Power Electronics System의 경우 배터리의 전압강압으로 인버터의 전류량이 증가하여 Power Electronics System 및 모터의 Volume이 커지는 단점이 있으며, 특허가 존재하여 사용이 어렵다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 개선한 E-TCS를 위한 새로운 Topology 구성 및 제어방식을 제안한다.

본 논문에서는 권선 사이의 자계결합도 변동을 고려하여 자기공진 방식의 보조권선을 포함하는 전기차 충전용 무선전력전송회로의 설계기법을 제시한다. 전기차 충전용 무선전력전송회로를 설계하기 위해서는 회로의 동작주파수가 표준규격에 의해서 일정범위로 제한되고 1차측과 2차측 권선의 정렬상태에 따라서 자계결합도가 변동할 수 있다는 점이 고려되어야 한다. 본 논문에서는 동작주파수의 제한범위 및 자계결합도의 변동을 고려하여 1차측에 보조권선을 포함하는 자기공진형 무선전력전송회로의 설계기법을 제시한다.

본 논문에서는 권선 사이의 자계결합도 변동을 고려하여 설계된 자기공진 방식의 전기차 충전용 무선전력전송회로의 효율 실험 결과를 제시한다. 특히, 동일한 시스템 사양에 대해 1차측 및 2차측에 각각 코일을 구비한 2-코일 방식의 회로와 1차측에 보조코일이 추가된 3-코일 방식의 회로를 각각 설계, 제작하였고 동등한 조건에서 두 방식의 효율을 비교하였다. 비교실험 결과 두 방식의 회로에 대한 효율이 크게 차이가 발생하지 않음을 확인하였다.

본 논문에서는 병렬 UPS 모듈용 배터리의 효율 향상을 위해 추가적인 밸런싱 회로의 구성 없이 SOC 밸런싱을 수행하는 제어 기법을 제안한다. 각각의 UPS 모듈은 배터리와 인버터로 구성되어 있으며 출력단이 병렬 구조로 이루어져 있다. 배터리간 SOC 불균형은 전체 시스템의 효율을 저하시키는데, 본 논문에서는 시스템의 효율을 향상시키기 위하여 각각의 인버터의 출력을 제어하여 배터리 SOC간의 불균형을 제어하는 제어 기법을 제안한다. 제안하는 SOC 밸런싱 제어 방법은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 투명전극을 이용한 커패시티브 커플링 무선전력 전송에 관한 연구이다. 기존의 연구에서 유리를 유전체로 하여 큰 커플링 커패시터를 얻을 수 있었으며 이를 통해 전기자동차 무선전력 전송이 가능했었다. 하지만 동판을 이용하여 커패시터를 생성하는 경우 유리를 사용하는 응용분야에서는 시야확보의 문제점을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방식으로 전기전도성이 높은 투명전극 사용방식을 제안한다. 제안하는 방식의 타당성 검증을 위해 모의실험을 통한 손실과 효율을 분석했다. 또한 실험의 타당성 검증을 위해 동판만으로 구성한 커패시터, 투명전극과 동판으로 구성한 커패시터를 이용해 실제 200W급 송 수신 회로를 설계 및 제작하여 비교 분석 하였다.

여러 분산 발전 시스템으로 구성된 마이크로그리드는 계통 연계 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. 또한, 비선형 부하 시 고조파의 문제를 비례-공진 제어기를 이용하여 고조파를 저감 할 수 있도록 하였다. 이에 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

일반적으로 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동으로 인하여 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 리타더의 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 리타더를 자여자 유도발전기(Self-Excited Induction Generator)로 모델링 하였고 이를 토대로 시뮬레이션 및 실험을 진행하였다. 자여자 유도발전기의 구동 조건에 대해서 언급하고 이를 파라미터에 따라 3-D map으로 만들었다. 또 회로 중의 FET 게이트에 전압을 인가하는 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 이 전압을 3상 AC/DC컨버터를 통과한 후 DC/DC컨버터를 통하여 차량 내부의 배터리에 충전되는데 제어를 위해 3상 AC/DC에서의 전압 리플을 MA(Moving Average) 방식의 필터를 사용하여 DC/DC컨버터의 입력에 맞도록 제어하였다. 이와 같이 전자기형 리타더에서 유도되는 전압을 제어기의 제어 펄스에 따라 제어할 수 있으며 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다. 또 실제 M-G Set 실험을 통하여 그 연관성을 확인하였다.

3-레벨 인버터의 경우 중성점을 기준으로 직류단 커패시터를 2개로 나누어 사용하기 때문에 부하의 불평형으로 인한 커패시터 간의 전압 불평형이 생길 수 있다. 이는 출력전류의 왜곡을 야기시키며 시스템 신뢰성에 악영향을 미친다. 본 논문은 직류단 커패시터의 전압 평형을 위한 3가지 밸런싱 회로구조를 조사하고 비교한다. 또한 PSIM 시뮬레이션을 통해 부하조건에 따른 밸런싱 회로의 성능을 확인한다.

본 논문에서는 효율적인 배터리 팩 설계를 위해 300개의 18650 리튬이온 셀의 전기적 특성을 비교분석하였고 통계적 분석을 기반으로 스크리닝 기법을 적용하였다. 300개의 고출력 원통형 18650 리튬이온 배터리 셀을 사용하여 전류적산법 기반 방전 용량(discharged capacity)과 HPPC(hybrid pulse power Characterization) test 기반 충전저항과 방전저항을 추출하였다. 추출한 파라미터를 바탕으로 통계적 분석을 수행하고 스크리닝 기법을 적용하였다. 스크리닝 기법을 적용한 셀과 랜덤으로 추출된 셀을 비교 및 분석하였다.

본 논문에서는 바나듐 레독스 플로우 배터리의 동작원리를 설명하고, C-rate에 따른 특성 분석을 하였다. 전해질 양이 18mL, 22mL일 때 0.1C, 0.3C, 0.5C, 0.7C, 0.9C, 1.0C로 전류의 크기에 변화를 주어 용량을 측정한 후 비교 분석하였다. 더불어 HPPC(Hybrid pulse power characterization) 실험에서 1.0C 일 때 잔존 용량(State-of-charge, SOC)의 변화에 따른 저항을 추출하였고 분석하였다. 그 결과 바나듐 레독스 플로우 배터리의 효율 분석을 위한 파라미터 값을 확인하였다.

세계 HVDC 시장은 국가간 전력 계통연계 및 장거리 송전을 기반으로 대규모 계통 연계형으로 적용되어 확산되고 있는 추세이다. 따라서 본 논문은 실시간 시뮬레이터를 이용하여 대규모 계통 연계형 대용량 전류형 HVDC 모델링 기법에 대한 연구를 기반으로 필수적으로 고려해야할 개발 방안을 소개하고자 한다.

계통 연계형 인버터에서는 고조파 전류를 저감하기 위하여 필터가 필요하다. 이러한 고조파 저감을 위하여 LCL 필터나 LCL 필터의 커패시터 단에 직렬로 L을 추가한 직렬 공진을 이용한 LLCL 필터가 있다. 이러한 필터들은 특정 주파수 대역의 고조파를 효과적으로 제거할 수 있으며 기존의 L 필터보다 용량이 줄어든다. 본 논문에서는 단상 멀티 레벨 컨버터의 PWM 주파수 성분의 고조파 저감 효과를 갖는 L, LLCL 필터를 설계하고 비교한다.

본 논문에서는 직류 전기 선박의 발전시스템의 병렬 운전시 순환전류 저감 및 직류 전압유지에 효과적인 가변이득 드룹 제어 기법을 제시한다. PSIM을 이용한 시뮬레이션 결과를 보인다.

본 논문에서는 권선형 유도기 기반의 엔진 발전기를 이용한 비상 전원 장치를 제안한다. 기존의 외부 여자동기 전동기를 이용한 엔진 발전기 시스템과 다르게 권선형 유도 전동기를 사용하여, 고정자 권선은 계통에 직접 연결되고, 회전자 단에는 배터리를 전력원으로 하는 인버터를 연결한다. 권선형 유도기가 엔진과 결합되어 엔진 발전기로 연결된 상태에서 계통사고로 계통이 단락 되는 경우 회전자 단 인버터를 이용하여 중요 부하에 전력을 공급하는 동시에 전동기를 구동시켜 엔진 발전기 동작 영역까지 전동기를 구동시키는 제어 방법을 제안한다.

ITER AC/DC Converter Local Controller는 플라즈마 제어 시스템에서 요구하는 전압 전류 명령에 따라 초전도 코일에 전류를 공급하고 컨버터 System 자체 보호 기능, 초전도 코일시스템 이상 시 Bypass 및 코일 에너지를 계통에 회생하여 에너지를 방전하여야 한다. 코일 별로 플라즈마 제어에 필요한 높은 전압 전류는 전원 장치의 직렬 접속이 요구되고(2직렬, 4직렬, 6직렬) 제어적으로 이들 제어 시스템들은 신뢰도가 높은 디지털 설계를 요구 한다. 본 논문은 다 직렬 전원 장치 제어를 위한 Local Controller의 설계 내용을 논의하고자 한다.

국제 핵융합실험로인 ITER 장치의 초전도자석 전원장치용 CCU/L(Correction Coil Upper/Lower), CCS(Correction Coil Side) 그리고 VS1($1^{st}$ Vertical Stabilization) 형식 등 각 변압기 초도품의 제작을 완료하고 공장시험(FAT, Factory Acceptance Test)을 실시하였다. 이 변압기들은 각 형식별로 2대에서 6대를 제작하지만 각 형식별 초도품 1대에 대해서는 Type Test를 실시하고 나머지 후속물량에 대해서는 Routine Test로 공장시험을 실시하도록 계획되어 있다. 따라서 이 초도품 변압기들에 대해서는 Type Test로 공장시험으로 실시하였고, 그 대표적인 시험항목으로는 단락시험, %임피던스 시험, 뇌임펄스 시험, 정격전류 온도상승시험, 상용주파수 내전압시험 등이 있다. 이들 중 CCU/L, CCS 각 형식의 초도품에 대해서는 2015년도 공장시험을 실시하여 요건에 부합됨을 확인하였고, 본 논문에서는 VS1 컨버터 변압기 초도품에 대하여 Type Test로 실시한 공장시험 내용과 그 결과를 보여준다.

본 논문은 계통 전원 정전 시 계통 전원을 대신하여 전력을 엘리베이터 구동 시스템에 공급함으로써 정전으로 기동이 정지된 엘리베이터 내부에 고립된 승객에 대한 비상구출 운전을 실시하는 자동 비상 구출 운전 시스템의 축전지 충전 회로에 관한 Simulink 및 PSpice 연동 해석 모델 개발을 실시한다.

본 논문에서는 고효율의 3상 3레그 3레벨 정류기의 하나인 비엔나 컨버터에서 단일 반송파 비교를 이용한 새로운 공간전압벡터 펄스폭변조(SVPWM) 방식의 구현에 대해서 제안을 한다. 기존 방식들은 2개의 반송파 비교를 주로 사용하고 있거나, 변조할 전압지령 신호의 절대값을 취하여 단일 반송파 비교를 사용하고 있으나, 제안하는 방식은 전압지령 신호의 변조구간에 따른 이동과 단일 반송파 비교를 이용을 해서 2개의 반송파 비교를 사용한 방식과 동일한 특성을 나타내면서 구현이 좀 더 용이한 장점을 갖는다. 제안하는 새로운 방식에 대한 이론적인 설명과 시뮬레이션 및 실험 결과들을 제시함을 통해 제안하는 본 방식의 타당함과 성능의 우수함을 나타내고자 한다.

신재생 에너지와 배터리를 이용하여 소규모로 계통을 구축하여 부하에 전기를 공급하는 시스템을 Microgrid라 한다. 태양광 모듈과 배터리의 성능 향상 및 가격 경쟁력 강화로 인하여, Microgrid는 오지에 전기를 공급하거나 기존 디젤 발전시설을 대체하거나 운영 비용을 감소하는 용도로 각광 받고 있다. 본 논문에서는 디젤 발전기와 강에서 유체동력 발전기로 전기를 공급하는 시스템에 태양광과 배터리를 설치하여 기존 발전 비용을 최소화 하면서 최단 시간내에 투자 비용을 회수할 수 있는 솔루션을 제안한다.

본 논문은 단상 계통에 연결된 태양광 마이크로인버터의 설계와 제어 방법을 제안한다. 기존에는 고효율, 저비용, 높은 승압비를 얻기 위한 연구가 주로 수행되었다. 그런데 최근 태양광 발전 시스템이 증가함에 따라 계통의 안정성 확보를 위해 태양광 인버터에서도 무효 전력을 공급하도록 계통 규정이 바뀌고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 결합 인덕터를 이용해 높은 승압비를 얻고 양방향으로 DC-DC 컨버터 단을 구성하여 무효 전력 제어가 가능하도록 한다. 제안된 마이크로인버터의 설계와 제어 방법을 설명하고 이를 실험적으로 확인한다.

최근 계통연계가 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 부하를 변경하였을 때 적절한 규모를 산정해본다.

최근 화석연료의 환경적인 문제와 경제적인 문제로 인하여 신재생 에너지원을 이용한 마이크로그리드의 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이크로그리드는 연계되는 방식으로 AC와 DC 마이크로그리드로 구분한다. 두 마이크로그리드를 하나로 연계하여 장단점을 보완한다. 신재생 에너지원으로 전력을 공급하면 외부조건에 의하여 출력이 변화하게 되는데 에너지 저장장치를 이용하여 이를 보완한다. 또한 에너지 저장장치가 최대 방전이 되었을 때를 대비하여 디젤발전기를 운용한다. 끝으로 계통과 연계모드를 제시하여 독립운전과 계통연계에 대한 운전전략을 제안한다. 제안한 마이크로그리드 운전전략은 PSiM을 통해 시뮬레이션으로 검증하였다.

Human power is not dependent on other energy sources, but rather is a source of power for ourselves. Human power, the cleanest energy in the world, can be our future. Therefore, we should be interested in sustainable alternative energy. This paper solves the uneven power generation by utilizing the energy storage capability of the flywheel. Therefore, it improved the efficiency by 5% compared to the existing generation method. DC generators produce power at variable speed operation. The constant voltage was generated from the DC-DC converter to the duty ratio control. Therefore, the charging efficiency is improved by 5% by the constant voltage charging of the battery. And it can suppress the decrease of the output due to the circulation current due to the deviation of the output voltage in parallel operation of the pedal generator.

The intermittent characteristics of wind power (WP) may have negative effect on grid stability, especially in weak grid. WP fluctuation rate can be reduced by using energy storage system (ESS) through charging and discharging. The operation of ESS will decide its losses and lifetime of batteries. From this point, this paper proposes WP smoothing control by using short-term average of WP. In this case, the ESS will only operate at high WP fluctuation rate. Then, the output power of ESS will be estimated by short-term average value. The effectiveness of proposed method will be verified by comparing with conventional method. The simulation results will be carried out by using Matlab program.

본 논문에서는 가동물체형 AFPM 파력 발전기용 시뮬레이터 구현 및 실험을 수행하였다. 파력 발전기는 파도의 에너지를 이용하여 부이의 움직임에 따라 발전하는 방식이다. 기존의 소형 파력 발전 시스템의 경우 단순히 전파 정류하여 축전지에 충전하는 방식을 사용한다. 그러나 전파 정류기를 사용하는 경우 파도에 속도에 따른 최적의 발전량을 제어하지 못해 발전 효율이 떨어지는 단점이 있지만, 인버터를 사용하는 경우 속도에 따른 발전량을 순시 적으로 제어할 수 있어 발전 효율을 높일 수 있다. AFPM 파력 발전기의 제어를 위하여 전류제어기와 센서리스 알고리즘을 구성하였으며 구현된 제어기는 파력 발전 시뮬레이터 실험을 통하여 회전자 위치 추정 및 속도에 따른 제어 성능을 확인하였다.

션트 저항을 이용하여 3상 인버터의 전류를 측정하는 방법은 가격 경쟁력이 우수하여 다양한 산업 분야에서 응용되고 있다. 본 논문에서는 시스템의 원가를 절감하기 위해 2개의 레그-션트 저항을 이용하여 3상 인버터의 상 전류를 측정하는 방법을 제안하고 측정이 가능한 영역에 대하여 분석한다. 2개의 레그-션트 저항을 이용할 경우 기존 3개의 레그-션트 저항을 이용했을 때보다 시스템의 가격이 감소할 뿐만 아니라 레그-션트 저항에서 발생하는 손실이 감소하여 전체 인버터의 효율이 증가한다는 장점이 있다.

본 논문에서는 옵셋 전압을 이용한 Random PWM 기법을 제안한다. 제안된 Random PWM은 일정 스위칭 주파수 하에서 유효벡터를 랜덤하게 위치시켜 고조파 스펙트럼(Spectrum)을 확산한다. 제안된 기법과 일반적인 PWM 기법의 고조파 스펙트럼 분포, Harmonic Spread Factor(HSF), Total Harmonic Distortion(THD)를 통해 제안된 Random PWM의 유효성을 확인하였다. 3.7kW 유도 전동기에 대한 실험을 통해 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 5-레벨 H-브리지 인버터에서 DC 링크 전압변화로 인하여 야기되는 출력전류 왜곡을 보상하는 기법에 대하여 연구하였다. 제안된 방식에서는 인버터로 모터를 구동할 때 일반적으로 사용되는 모터 상전류 정보를 이용하여 보상 알고리즘을 구성하였다. 또한 제안된 보상 기법은 저속운전에서 전류왜곡을 줄이고 고속운전에서 과변조 영역을 확장하기 위하여 3차 고조파를 주입하는 방식과 함께 사용되었다. 시뮬레이션 테스트 결과, 제안된 간단한 보상기법을 이용하여 전류왜곡이 상당히 줄어드는 것이 확인되었다.

본 논문에서는 Common Mode Noise가 저감된 계통연계형 단상인버터에서 파워 소자의 도통손실을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 단상인버터의 (+)양의 구간과 (-)음의 구간의 전류 회생모드 시 MOSFET 소자를 turn-on 시키는 동기 정류 방식을 사용하여 손실을 저감한다. 제안한 방법의 효용성을 PSIM 모의해석을 통하여 입증 하였다.

This paper present Phase Shifted with carrier based on Sinusoidal PWM(SPWM) by using Cascaded NPC/H-birdge converter. The proposed Phase Shifted PWM method is adding third harmonic injection in switching signal. The advantage of the proposed method is reducing the voltage and capacity of the capacitor. This paper compare general Phase Shifted method with proposed Phase Shifted method that added the third harmonic injection. Each PWM method is tested without considering the switching loss by using PSIM 9.1.4 simulation.

This paper proposes an active switched-capacitor embedded quasi-Z-source inverter (ASC-EqZSI) topology. In order to improve boost ability, One diode and one switch device are added in the qZSI impedance network, and a single dc source is shifted in series with the inductor in the impedance network. The performances of the proposed topology are verified with simulation and experimental results.

본 논문에서는 계통연계 인버터에서 비선형부하의 위치에 따라서 발생되는 고조파를 보상하기위한 전류제어 방식을 사용하였다. 비선형부하로 인해 발생되는 고조파는 계통 전압 및 전류의 THD에 많은 영향을 미치기 때문에 이를 보상하는 것이 본 논문의 목적이다. 비선형부하의 위치에 따라서 각각의 경우에 대해 두가지의 고조파 지령값을 선택하는 방식을 사용하였다.

매입형 영구자석 전동기에 가격과 부피를 줄이기 위해 3개의 션트 저항을 이용하는 인버터를 사용하였고 회전자 위치센서를 제거하기 위해 모델기반 센서리스 기법을 사용하였다. TSSI (Three Shunt current Sensing Inverter)의 문제점인 특정 전압 이상에서는 전류를 검출할 수 없는 영역이 생기게 된다. 이를 예측전류를 사용하여 전류복원 불가영역을 개선하였다.

본 논문은 SiC Mosfet Gate Driver에서 Overcurrent상황 발생시 Mosfet 양단의 전압을 검출함으로써 스위칭 소자를 보호하는 Desaturation detction circuit에 대해 다룬다. IGBT와 다르게 SiC Mosfet의 경우 ohmic 영역과 saturation영역의 구분이 명확하지 않기 때문에 과전류 발생시 Mosfet 양단 전압을 검출하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 보완하기 위하여 Mosfet drain측에 새로운 회로를 추가로 설계함으로써 이를 보완하여 효과적으로 양단전압을 검출한다.

본 논문에서는 전기자동차에 2단 기어를 사용하여 모터와 인버터 측면에서의 효율 개선을 목표로 하고 있다. 2단 기어 시스템에서의 높은 기어비를 갖는 1단 기어는 차량의 바퀴 쪽에서의 높은 토크를 낼 수 있도록 하며, 낮은 기어비를 갖는 2단 기어는 더 넓은 범위의 속도 구간을 보여준다. 2단 기어 시스템에서 개선된 효율을 보이기 위하여 토크와 속도 그리고 효율을 고려한 변속시점을 제안한다.

본 논문은 공간벡터 변조 방법에서부터 Six-step 동작까지의 새로운 과변조 방법을 제시하였다. 극전압을 푸리에 시리즈를 이용하여 분석하였고 지령 상전압에서부터 펄스 폭 변조 스위칭 신호까지의 알고리즘을 제안하였다. Matlab 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 계통과 연계된 3상 전압원 인버터를 기반으로 한 BESS의 능동 단독 운전 검출 방법을 제안한다. 제안하는 기법은 PR제어기와 필터를 가지고 기본파 전류와 2차 고조파 전류를 이용해 수행하였다. 단독운전은 BESS로부터 정격전류의 1% 2차 고조파를 주입하기 때문에 PCC점에서의 2차 고조파 전압 변화량을 검출 할 수 있다. 제안하는 기법은 모든 조건하에 정확하고 빠르게 검출 할 수 있다. IEEE와 UL1741에서 제시하는 단독 운전 기준 시험 회로를 구성하여 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통한 시뮬레이션과 5kW 하드웨어 장치를 통해 제안된 단독 운전 검출 방법을 검증하였다.