도심형 전기자동차의 주요 전력변환장치인 모터구동제어기와 전장전력공급용 DC/DC 컨버터, 고전압배터리 충전기 등을 일체형으로 개발함으로써 하우징의 간소화, 방열부 및 커넥터의 불필요한 요소를 저감할 수 있어 원가절감과 연비개선 등의 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 통합형 전력변환장치 중에서 고전압배터리의 충전시간을 단축시키도록 고성능, 고효율 탑재형 충전기를 설계하고 이를 제작하여 실 충전시험으로 성능을 확인하고자 한다.

역률개선용 변환기는 입력전류를 교류전원과 동상으로 제어하여 다이오드 정류기에 비해 역률을 개선하고 THD를 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 단상 역률개선용 배전압 변환기를 IP 제어기와 Anti Wind-up Control을 사용하여 출력전압의 크기를 안정되게 제어하며 PI 제어기와 Anti Wind-up Control을 사용하여 입력전류가 입력전압과 동상이 되도록 제어한다. 또한 Duty-ratio Feed Forward Control을 사용하여 디지털 제어에 의한 진상현상을 저감시킨다. 본 논문에서는 소형화와 경량화가 가능하고 출력전압이 높은 역률개선용 단상 브리지리스 배전압 변환기를 구현한다.

하나의 태양전지에 모듈화 시킨 소용량 MIC는 크기제한 및 신뢰성, 고효율이 가장 큰 문제가 되고 있다. 이러한 문제로 MIC는 태양전지의 높이에 맞게 설계하기 위해 변압기 코어와 컨버터 스위칭손실을 감소시켜야 한다. 본 논문에서는 Active Clamp방식의 인터리브드 플라이백컨버터를 적용하여 소형화 및 스위칭손실을 줄이는 고효율 MIC를 제안하였다.

본 논문에서는 저전압 대전류 입력의 DC/DC컨버터에서 과도한 전류 스트레스를 부담하는 변형된 Push-Pull type 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 변압기에 병렬로 권선과 스위치를 구성하며 L-C공진을 통해 소프트스위칭을 실현한다. 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

오늘날 산업이 발전 할수록 고효율의 전력변환 시스템이 요구되고, 이를 구현하기 위해서는 스위칭 주파수를 높여야 하지만 스위칭 주파수를 높이면 비례적으로 스위칭 손실은 증가하게 되는 문제점이 있다. 때문에 고효율 전력변환 시스템을 구현하기 위해 스위칭 시 손실저감을 위해 소프트 스위칭 기법이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 변압기를 사용하여 공진인덕터의 전압을 제한시켜 보조스위치가 영전압/영전류 스위칭을 달성하게 함으로써 보조스위치의 스위칭 손실을 발생시키지 않는 소프트 스위칭 구조를 제안한다.

본 논문에서는 2차 일반화 적분기(Second-Order Generalized Integrator - SOGI)를 이용한 계통 위상각 검출시에 필수 정보인 계통 주파수를 퍼지제어를 통하여 빠르게 추정하고자 한다. DSOGI-FLL의 기존의 방법과는 다르게 비선형 특성이 강한 주파수 동기화의 동특성 모델에 퍼지제어를 적용함으로써 선형화 오차를 줄이고 계통 주파수 추정을 빠르게 할 수 있다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통하여 우수한 성능이 입증된다.

본 논문에서는 정전압 제어를 위해 듀티 제어 방식을 적용한 직렬 공진형 DC/DC 컨버터 의 새로운 등가 부하 모델링을 제시함으로써 부하 변동에 따른 제어의 정밀도를 향상 시키고자 한다. PSIM 시뮬레이션 및 수식적 분석을 통해 기존 주파수 제어 방식에서의 등가 모델링과 듀티 제어 방식에서의 새로운 등가 모델링의 비교 분석을 통하여 제안한 방식의 타당성을 검증한다.

This paper is study on a novel high efficiency step up-down converter using loss-less snubber capacitor. The proposed converter is accomplished that the turn-on operation of switches is on zero current switching (ZCS) by DCM. The converter is also applicable to a new quasi-resonant circuit to achieve high efficiency converter. The control switches using in the converter are operated with soft switching, that is, ZVS and ZCS by quasi-resonant method. The control switches are operated without increasing their voltage and current stresses by the soft switching technology. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of the converter is high.

본 논문에서는 V2G 기능이 있는 전기자동차 배터리 충방전용 양방향 DC-DC 컨버터에 대해 다룬다. 상용 전원 220 V는 PWM 인버터에 의해 직류 400 V로 변환되며 전기자동차용 배터리 전압은 176 V~252 V 이다. 배터리 충방전용 DC-DC 컨버터의 효율을 높이기 위하여 1-모듈 1-폴로 구성된 경우와 1-모듈 3-폴로 구성된 경우를 비교 분석하였다.

본 논문은 마이크로그리드에서 에너지 저장 시스템으로 이용되는 슈퍼커패시터 충방전용 양방향 DC-DC 컨버터의 효율을 고려한 변압기 권선비 설계에 관한 것이다. 본 논문에서 다루고자 하는 시스템은 Dual Full-Bridge 방식의 양방향 DC-DC 컨버터이다. 슈퍼커패시터측의 방전 동작시 컨버터는 부스트 컨버터로 등가화 할 수 있다. 따라서 등가화한 부스트 컨버터에 대해 권선비를 달리하면서 동일한 출력 조건에서 스위치 손실을 계산하였으며, 이를 통하여 최소의 손실을 가지는 출력전압 즉, 권선비를 찾는 방법을 제안한다.

본 논문은 휴대용 연료전지-배터리 하이브리드 시스템에 적용 가능한 구조들을 비교 분석하고 구조 선정을 위한 가이드라인을 제시한다. 각 구조의 특징 및 장단점을 분석하고 시스템 설계 사양에 적합한 구조를 선정하는 과정을 보인 뒤, 그 타당성을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문에서는 전기자동차용 탑재형 충전기회로 (On-Board Charger, OBC) 에 사용되는 부하 직렬 공진형 컨버터 (Series loaded Resonant DC-DC Converter, SRC) 의 정전압 제어를 위해 기존에 듀티를 고정하고 주파수만을 제어하던 방법에 듀티도 같이 제어하는 비대칭 듀티 제어 방법 (Asymmetrical Duty Cycle Control) 을 적용하였다. 적용한 SRC-OBC의 등가화 모델의 수식적 분석을 통해 제안한 회로의 동작영역을 도출하여 결과로 얻어진 동작영역에서 제안한 회로의 부하에 따른 효율을 기존 주파수 제어 방법과 비교 분석을 통하여 적용한 제어 방법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 태양광 발전 시스템의 직류 모듈 집적형 전력변환장치를 인덕터 전류 및 입 출력 전압을 이용하여 MPPT 및 출력 전류 제한을 수행하는 제어 방법을 제안한다. 이를 통해 기존의 입 출력 전류 및 입력 전압을 이용하는 방식에 비해 전류 센서를 한 개 줄이면서 동일한 특성으로 제어가 가능하다. 또한 실험을 통해 제안하는 방식의 타당성을 검증한다.

본 논문은 태양광 발전의 주변 환경 변화에 종속적인 태양광 모듈 출력을 개선하기 위해 사용되는 태양광 발전 시스템용 DC-MIC (Module Integrated Converter) 의 효율 향상을 위한 주파수 제어 기법을 제안한다. 최적 주파수 제어 기법을 위해 전부하 범위 DC-MIC의 효율을 이론과 실험을 통해 분석하였고 이를 바탕으로 기존의 고속의 스위칭 주파수 대비 스위칭 주파수를 낮춰 효율을 높이고 과도 상태 구간 동안 주파수를 높여 시스템 응답 속도를 높이는 시스템을 구현한다.

In this paper, a performance of bi-directional DC/DC converter using PFM control at whole load range is analyzed. A bi-directional DC/DC converter using PFM control in this paper can be soft switching operation with LC series resonant circuit. It's difficult to expect a high efficiency at whole load range in general resonant converter because of limitation of soft switching area. Therefore converter used in this paper has a variable frequency PFM control to overcome a limitation of soft switching area and it makes a high efficiency at whole load range by implementing a soft switching at light load area of restricted soft switching. The high efficiency at whole load range is verified by simulation and experimental result.

능동클램프 타입의 전류원 컨버터는 입력전류 리플이 작으며 클램프로 서지제거는 물론 스위치의 ZVS 턴온을 가능하게 한다. 그 중 부스트 하프브리지 컨버터는 변압기 턴비와 다이오드 정격이 낮고 모든 소자가 대칭적 구조를 가지며 변압기의 마그네타이징 오프셋이 없으므로 연료전지와 같은 대전류 고승압 응용에 적합하다. 본 논문에서는 준공진 기법을 적용하여 스위치 턴오프 전류를 크게 감소시킨 능동클램프 타입의 부스트 하프브리지 컨버터를 제안한다. 16V, 1.2kW급 시작품으로 기존 방식과의 비교분석을 통하여 제안하는 방식의 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 도통 손실 저감을 위한 ZVT(Zero voltage transition) 부스트 컨버터를 제안하였다. 제안한 부스트 컨버터는 일반 부스트 컨버터에 보조 스위치, 공진 인덕터 그리고 공진 커패시터를 추가함으로써 ZVS와 ZCS를 달성하였다. 이를 통하여 스위치에 전압 스트레스와 전류 스트레스를 줄였기 때문에 스위칭 손실이 저감되고 컨버터 효율이 향상된다. 제안된 회로는 모드 분석과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문은 EV용 탑재형 배터리 충전기(OBC)와 같은 중 대용량 충전시스템에 적용한 Phase Shift Full Bridge Converter (PSFB) 토폴로지를 사용하는 경우, 트랜스포머의 구조에 따른 특성을 분석한다. 일반적으로 PSFB는 다른 토폴로지에 비해 코어 사용 효율이 높기 때문에 상대적으로 소형 경량화 설계가 용이하다. 그러나 수 kW급의 시스템 응용에서는 기존 코어 형상이나 Ap-limit과 제약이 따른다. 또한 특화된 코어의 경우 높은 가격으로 설계 경쟁력이 낮아진다. 따라서 본 논문에서는 이러한 대용량 PSFB의 응용 시스템에 적합한 코어 설계를 위해 다양한 트랜스포머의 구조를 선정하여 그 특성을 비교분석한다.

무정전전원장치(UPS: Uninterruptible Power Supply)는 정전 등의 사고가 발생할 때 양질의 전원을 부하에 공급하는 장치이다. 무정전전원장치의 구성은 크게 역률개선회로, 인버터, battery charger, battery discharger부로 크게 4개로 나눌 수 있다. 그 중 정전 등의 사고발생 시 battery에 충전되었던 에너지를 인버터 부로 공급하여야하며 이를 담당하는 부분이 battery discharger부이다. battery의 전압은 비교적 낮은 전압이며 인버터의 입력에 필요한 전압은 비교적 큰 전압이기 때문에 승압형 컨버터가 필요하게 된다. 본 논문에서는 UPS battery discharger용 3KW급 LLC 공진형 컨버터를 설계하고 실험 검증하였다.

최근 신재생 에너지를 사용하는 산업 응용분야의 다양화로 인해, 1kW~수십kW 대용량 부하들이 적용되는 경우가 많아지고 있다. 이렇게 시스템 용량이 커질수록 전력변환장치의 고효율화는 중요하며, 특히 고효율 트랜스포머를 이용하는 토폴로지들이 선호된다. 또한 다양한 레벨의 산업 응용분야들을 만족시켜주기 위해서, 다양한 부하조건이 요구되어진다. 따라서 본 논문에서는, 다출력에 적합한 절연형 회로구조들에서 다양한 레벨의 서브 전원들을 출력하기 위한 몇 가지 방법들을 비교 분석한다. 이를 바탕으로, 대용량 하이브리드 전력변환장치의 설계를 제안하고 시뮬레이션을 통해 검증한다.

For achieving the high gain and resonant characteristics in both of the power flow directions, a bidirectional resonant dc-dc converter with auxiliary switches is proposed. Auxiliary switches are connected in the primary and secondary side of the bidirectional resonant dc-dc converter, respectively. A 1kW prototype bidirectional resonant dc-dc converter for interfacing the 400V DC buses in the energy storage system is built and tested to verify the validity and applicability of this proposed converter.

비 절연형 PCS를 사용하였을 때 절연을 할 수 없기 때문에 안전에 대한 위험이 있고 손실이 커서 전체적인 효율이 낮다. 본 논문에서 듀얼 풀 브릿지 컨버터를 사용하여 구현하였다. 각 소자들의 전압, 전류 정격을 줄일 수 있으며 전기적인 절연으로 인하여 안전하다. 또한 승압 비가 홀로 사용했을 때 보다 높으며 고주파 변압기의 턴비를 줄일 수 있다. 본 논문은 1.5[kW]급 듀얼 풀 브릿지 컨버터와 단상 인버터를 이용한 PCS를 설계하고 설계한 파라미터를 구현하여 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 멀티레벨 인버터에서 발생하는 DC Link 단의 커패시터 불 평형 문제를 해결하고자 새로운 DC 전압 균형을 위한 스위칭 방식에 대해 제안한다. 제안한 방식은 DC-Link 단에 위치한 각각의 커패시터들의 전압을 센싱하고 이를 PI제어를 통해 스위칭 신호를 제어함으로써 각각의 커패시터에 걸리는 전압을 균일하게 만듦으로써, 커패시터단의 전압 불 평형을 개선하였으며, 이를 3상 2레벨 멀티-레벨 인버터를 이용한 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

In generally, grid connected single-phase flyback inverter is operated as boundary or discontinuous conduction mode. However, the flyback inverter can be operated in continuous conduction mode (CCM) due to its operating conditions in spite of it is designed to operate under boundary or discontinuous conduction mode. This situation causes unintended distortion to output current. In this paper, a current shaping method on unfolding bridge to reduce the output current distortion.

Maximum power point tracking(MPPT) algorithm is needed in PV AC module power conditioning system because of the nonlinear current-voltage characteristics. Conventional MPPT algorithm is required to know PV-module output current and voltage. Thus, PV-AC module must have voltage and current sensor. In this paper, a current-sensorless MPPT algorithm, which uses only the voltage sensor, is presented for Flyback inverter.

Among the PV-AC module topologies, the flyback inverter have been occupied the attention due to its simplicities on configuration and control. Proposed switching control method changes the mode of operation in DCM and BCM alternatively. It is expected that the high performances in efficiency and extension of input voltage range can be achieved by the conduction mode change. Proposed switching technique is validated by PSIM simulation.

본 논문에서는, 전기 자동차용 인버터의 DC Link에 사용되는 Film Capacitor의 최적 용량 선정 방법을 제시한다. 이를 위해 Film Capacitor의 동작 온도에 따른 기대수명, 전류 내량, 전압 내량 등을 고려하며, 실제 적용사례를 들어 검증한다.

In general, a power decoupling method using electrolytic capacitor is used to solve a problem that appears 120[Hz] ripple of grid at the PV module output. But electrolytic capacitor has a effect on the short lifetime and low reliability of PV system. Therefore, studies which replace the large electrolytic capacitor with small film capacitor have been researched in resent years. This paper proposes flyback inverter which can be replaced with film capacitor by connecting the circuit implementing zero voltage switching in PV side. The proposed system is validated by PSIM simulation.

NPC 인버터는 기존의 2-레벨 인버터에 비해 전력의 품질 및 효율이 높으며 누설전류가 작은 장점을 갖는다. 또한 병렬운전 인버터는 운영효율, 출력전력의 확장성, 보수의 편리성 등의 장점을 가지므로 병렬 NPC 인버터 구성은 대용량 태양광 발전시스템에 적합하다. 따라서 본 논문에서는 태양광 발전을 위한 NPC 인버터의 병렬운전 시스템을 제안하고 실험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

Cascaded H-bridge 멀티레벨인버터의 스위칭 패턴을 기본파 생성을 위한 저주파 동작과 파형 개선 목적의 고주파 PWM 스위칭 패턴으로 구분하여 스위칭 손실을 감소시킬 수 있지만 입력단의 DC 독립전압원은 각 H-bridge 모듈이 담당하는 출력전압의 레벨에 따라 용량의 차이가 발생한다. 이는 각 H-Bridge 모듈 스위치의 전류 스트레스 차이를 의미하며, 이로 인해 H-bridge 모듈별 수명 차이를 발생시킨다. 본 논문에서는 용량 창이에 따른 모듈 특성 개선과 인버터 수명 문제를 해결하기 위하여 기존의 다중 반송파 정현 펄스폭 변조방식에 스와핑 스위칭 방법을 적용하여 Cascaded H-bridge 멀티레벨인버터에 적용함으로써 스위칭 손실 개선과 함께 각 H-bridge 별 담당 부하 전력을 동일하게 하여 동일 전류 정격 스위치의 사용을 가능하게 한다. 제안된 스와핑 스위칭 패턴을 PD, POD, APOD방식으로 구현하고 이론적 분석과 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 다중 반송파 정현 펄스폭 변조방식으로 제어되는 Cascaded H-bridge 멀티레벨 PWM 인버터의 스위칭 손실 저감을 위한 스위칭 패턴을 제안한다. 부하 담당 전력이 상대적으로 큰 H-bridge 모듈의 스위치는 저주파의 기본 출력 전압 레벨을 형성하도록 동작시키며, 부하 담당 전력이 상대적으로 작은 H-bridge 모듈의 스위치는 고주파의 PWM 파형을 기본파에 가감하여 출력전압 파형이 사인파에 가까워지도록 스위칭 패턴을 형성한다. 본 논문에서는 제안된 스위칭 패턴을 PD, APOD 방식의 다중 반송파 정현 펄스폭 변조방식으로 구현하여 Cascaded H-bridge 멀티레벨 PWM 인버터에 적용시키고 실험을 통해 기존의 스위칭 패턴에 비해 스위칭 손실이 개선됨을 증명한다.

본 논문에서는, 태양광 AC 모듈 기반의 인터리브드 플라이백 인버터에서의 동기 정류기를 이용한 소프트 스위칭 제어 기법을 제안한다. 제안된 방식은, 동기정류기를 이용하여 다이오드의 전도손실을 줄이고, 1차측 주스위치의 ZVS(Zero Voltage Switching) 턴-온을 수행하여 스위칭 손실을 저감하였다. 본 논문에서는 제안된 시스템의 타당성을 이론적 분석과 시뮬레이션을 통해 검증한다.

부하 시스템의 용량 증대와 중요도에 따른 신뢰성 향상을 위해 Uninterruptible Power Supply(UPS)의 병렬운전 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 droop특성을 적용한 3상 UPS의 병렬운전 제어 알고리즘을 제안한다. 또, 기존의 droop 제어기를 적용한 UPS의 plug-and-play(PnP) 운전시 순환 전류의 원인을 분석하고 PnP 운전이 가능한 droop 제어기를 제안한다. 그리고 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하기 위해 PSIM을 통해 시뮬레이션을 수행하였다.

본 논문에서는 계통연계형 단상 풍력발전 시스템에 발생하는 2차 고조파를 보상하는 기법을 제안한다. 단상 소형풍력 발전 시스템은 직류단에 필연적으로 2차 고조파 성분을 갖게 되며, 이는 출력전류의 왜곡을 야기한다. 제안하는 방법은 직류단 전압의 2차 고조파를 제거하는 기존의 기법과는 달리, 비례공진 제어기로 출력전류 지령의 2차 고조파를 제거하여 출력전류의 왜곡을 보상한다. 제안하는 기법은 복잡한 연산 없이 고조파를 보상할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 우수한 제어특성을 확인한다.

본 논문은 LCL 필터의 능동댐핑을 적용한 3상 4선식 PWM 정류기 제어 방법을 제안한다. 3상 4선식 PWM 정류기의 입력단에 위치한 LCL 필터는 단일 L 필터에 비해 필터 사이즈, 무게 감소와 입력 전류의 고조파 성분 감쇠 등에 장점을 가지고 있다. 그러나 LCL 필터의 공진 주파수의 영향으로 PWM 정류기 제어 안정성 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 LCL 필터에 능동댐핑을 적용하여 PWM 정류기 제어 안정성을 향상 시킨다. 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문이 제안한 제어 방법의 실효성을 검증한다.

비례-적분(PI) 제어기 출력이 포화되었을 때, windup현상이 나타나며 이것은 큰 오버슈트 및 느린 정착 시간과 같은 성능저하를 야기시킨다. 이 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 적분 상태 예측기를 갖는 Anti-windup PI제어기를 이용한 전류제어 방법을 제안한다. PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 성능을 증명하였다. 이 방법은 PI제어기 출력이 포화되었을 경우와 그렇지 않을 경우에 따라 적분 상태가 각각 제어된다. 실험결과는 PI제어 방법과 비교하여 오버슈트 및 정착 시간과 같은 제어 성능이 개선되었음을 보여준다.

본 논문은 점차 성장하고 있는 전동기를 이용한 교통수단으로써의 전기 자전거에 적용된 위치 센서인 홀 센서의 고장 검출을 위한 방법 제시와 고장 회피를 위한 방법을 제시한다. 전동기를 응용한 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전기 자동차, 전기 보트 등 다양한 분야에서 전동기의 사용이 점차 넓어지고 있지만 현재는 전동기의 구동 및 제어의 관점에서만 다루어 지고 있는 실정이다. 하지만 전동기의 구동 보다 더 중요한 문제는 사람을 운송하는 분야이기 때문에 높은 구동 안정성이 요구 되고 있다. 따라서 본 논문은 전기 자전거에 적용된 홀 센서의 고장의 종류에 대해 검토하고 고장으로 판단 한 이후 정상적인 구동이 가능 할 수 있도록 센서리스 구동으로의 전환이 가능 하도록 하였다. 이를 모의 실험과 실험을 통해 타당성을 검증 하고자 한다.

본 논문에서는 고속 운전을 위하여 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 약계자 운전을 제시한다. IPMSM 운전을 위한 약계자 제어기는 SMO(Sliding Mode Observer)를 통한 추정 속도와 실제 전동기의 속도를 비교하여 나타나는 오차값을 피드백 받아서 이용한다. 기본적으로 속도 오차가 없는 상황에서는 MTPA(Maximum Torque Per Amp.)에서 동작 시키고 속도 오차가 증가하면 이 오차에 대해 d축 전류를 음의 방향으로 증가시켜 약계자 제어를 한다. 본 논문에서는 제시한 약계자 운전으로 IPMSM에 적용시험을 한다. 그리고 시험결과를 분석하여 본 논문의 타당성을 입증한다.

본 논문에서는 모터와 인버터 그리고 제어기를 모델로 작성하여 시뮬레이션하고, 제어기 모델로부터 자동코드생성을 하여 작성한 코드를 실제 제어기에 탑재하여 모터모델의 시뮬레이션 및 실제 모터를 구동하였다. 제어기와 모터 그리고 인버터 모델은 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 작성하였다. 모터 모델과 실제 모터의 동작을 통해 제어기의 성능을 검증하였다. PWM은 10[kHz]로 동작하며, 이를 검증하기 위해 400[W] 표면부착형 동기모터 다이나모 장치와 3상 모터 드라이버를 이용하여 시험을 수행 하였다.

This paper developed agricultural E-MPV(Multi-Purpose Vehicle based on E-Powertrain Technology) using IPMSM. First, Tractive effort calculated by considering the driving environment of MPV based on diesel engine. And accordingly the motor and inverter were designed and produced. They were mounted on MPV and test result was compared with the output power of MPV with an internal combustion engine.

A novel kind of switched reluctance motor (SRM) with short flux path is proposed in this paper. Phase excitation in the SRM gives short flux paths, hence reducing the magnetomotive force required to drive the machine, resulting in significant reduction of copper wire and core losses compared to the typical SRM with diametric circulation of magnetic flux. To verify the performance, the characteristics analysis of a double stator SRM, a 6/5 SRM with C-core structure and a 4/5 two-phase SRM which all composed of short flux path and a comparison with conventional SR motors are executed.

본 연구는 3상 농형 유도전동기 보다 많은 특성을 가지는 다상 교류전동기의 구동 시스템 연구를 위하여 개발된 5상 3.0Kw 내부장착 영구자석 릴럭턴스 동기전동기(PMA-RSM)의 설계 및 제작에 대한 내용이다. 전동기 설계에는 Maxwell 2D/3D와 Simplorer의 EM Package 및 전동기 해석 프로그램을 활용하였다. 설계된 5상 PMA-RSM의 고정자와 회전자 구조의 특성과 제작된 전동기의 형태를 보여준다. 또한 고정자 권선방법으로 채택된 집중권에 대한 자계의 FEM 해석 결과와 기초적인 운전특성을 보여 준다.

본 연구는 일반적으로 많이 사용되고 있는 단상 또는 3상 유도전동기 보다 많은 특성을 가지는 5상 1.5Kw 220V, 농형 유도전동기를 개발한 연구결과의 내용이다. 전동기 설계 방법에는 Maxwell 2D와 전동기 해석 및 설계 프로그램을 활용 하였다. 설계된 5상 농형 유도전동기의 고정자와 회전자 및 외형의 결과와 제작된 전동기의 형태가 제시 되었다. 5상 고정자 권선은 집중권을 채택하였으며, 이에 따른 제3 고조파 성분의 영향을 이론적으로 해석 하였으며, 시뮬레이션 결과와 실제 시스템의 운전특성을 보여준다.

본 논문에서는 영구자석 동기전동기 구동 시 제정수 변동에 의한 전압변동 분을 옵저버를 이용하여 추정하고, 이를 이용하여 변동된 제정수를 추정하여 실시간 제어 알고리즘에 적용할 수 있는 기법을 제안한다.

본 논문에서는 1개의 홀 전류센서를 사용하여 3상 유도전동기의 벡터제어 인버터를 구현한다. 기존 방식에서는 3상의 전류를 검출하기 위하여 2개의 홀 전류센서를 사용하므로 전체 시스템의 가격이 상승하는 요인이 되었다. 본 논문에서는 시스템의 저가격화를 위해 한 상의 전류는 홀 전류센서를 사용하여 검출하고, 다른 한 상의 전류는 Low-side switch와 DC 링크의 음극 사이에 삽입한 션트 저항을 사용하여 검출하는 방법을 제안하고 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 성능을 검증한다.

본 논문은 인버터와 모터 사이의 선로가 긴 경우 장거리 전송 선로의 부유 임피던스로 인하여 발생하는 출력전압의 오버슈트 및 링잉현상을 저감하기 위하여 장거리 전송선로를 모델링하고 인버터의 출력 필터를 설계한다. 이때, 전송선로의 임피던스 모델링을 위하여 다양한 방식으로 접근하고 효율적인 전송선로 모델링 방식을 결정한다. 전체과정은 이론적인 분석과 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

본 논문에서는 태양광 모듈 집적형 전력변환장치 (Photovoltaic Module Integrated Converter, PV MIC)를 구동하기 위한 제어 시퀀스를 분석하고 이를 구현한다. 이를 위해 Cascade Buck-Boost Converter Topology를 채택하였고, 이를 기반으로 일사조건에 따른 최대 전력점 추종을 위해 PV MIC의 동작 모드를 결정하는 제어 시퀀스를 제안한다. 실제 PV Module을 연결한 PV MIC의 구동 실험을 통하여 제안한 제어 시퀀스를 검증한다.

현재 산업계에서 다양한 용도로 많이 적용되고 있는 PWM 방식의 전력변환장치에 있어서 인덕터는 매우 중요한 수동수자이다. 계통연계형 인버터의 경우 인버터에서 발생한 계통 주입 전류의 품질에 많은 영향을 미치고 있으며 DC/DC 컨버터의 경우 필터로서 DC전류의 품질을 결정하는데 결정적인 역할을 하고 있다. 이러한 인덕터의 특성을 파악하는데 DC중첩특성이 이용되고 있다. 그러나 인덕터 제작 업체에서 이에 대한 특성 분석은 동작환경을 고려하지 않고 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 논문에서는 실제 동작하는 스위칭 주파수와 DC전류상에서 리플전류를 측정하여 실시간으로 DC 중첩특성 곡선을 추출 할 수 있는 방법과 이를 구현한 장치를 제안한다. 주어진 스위칭 주파수와 정격전류환경에서 DC중첩특성곡선을 실시간으로 추출 할 수 시제품을 제작하여 본 논문에서 제안한 방식의 우수성을 검증한다.

본 논문은 코어의 다양한 재질, 단면적으로 인한 인덕터의 특성변화를 시뮬레이션 하기 위해 PSIM의 Saturable Core를 이용하여 인덕터 구성을 한다. 특히 전기자동차의 LDC (Low-voltage DC-DC Converter)용 인덕터의 Test-Bed를 구성하고, 인덕터 설계 시 코어의 변화에 따른 인덕터 특성의 변화를 시뮬레이션을 통해 구현한다. 또한 설계된 인덕터를 시뮬레이션에 구현하여 비 이상적인 특성을 가지는 인덕터를 구현하고, 이를 통해 시뮬레이션을 통한 인덕터 검증의 필요성을 제시한다.

본 논문에서는 차량용 저전압 DC-DC 컨버터 (Low voltage DC-DC Converter, LDC)에 최적화된 자성소자를 개발하기 위한 Test Platform 구축 과정을 제시한다. 현재 연구, 개발된 LDC를 토대로 자성소자 개발에 범용성을 가지는 정격사양을 결정하고 그에 따른 시스템을 구성한다. 또한 시스템에 적용된 위상천이 풀-브리지 (Phase-Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터에서 자성소자가 미치는 영향을 분석한다. 분석 결과를 기반으로 구성한 시스템에서 안정적인 성능 검증을 위한 자성소자의 적정 설계범위를 제시하고, 범용성을 위해 입출력 변화에 따른 자성소자 설계 요소들의 변화 추이를 제시한다.

수중에서는 대기와 달리 매질의 차이로 인하여 통신의 제약이 따르므로 초음파를 이용하여 정보를 송 수신한다. 수중통신을 하기 위해서는 신호를 증폭시키는 전력증폭기와 증폭된 전기 신호를 초음파로 변환시키는 트랜스듀서가 필요하다. 전력증폭기는 선형적인 출력이 보장되어야 하며, 수중에서의 발열과 연료문제로 인하여 높은 효율로 동작하여야 한다. 하지만 기존의 전력증폭기는 인가되는 고정전압과 출력전압의 차이로 인해 손실이 발생하여 효율이 저하된다. 본 논문에서는 수중 통신에 적합한 특성을 가진 APEX사의 Class B push-pull 타입의 MP108A증폭기를 사용하여 선형적인 출력 특성을 보장하며 넓은 대역폭을 갖는 전력증폭기를 구현하고, 실험을 통해 특성을 확인하였다.

기존의 저항 전류측정 방법의 경우 샘플링이 되지 않는 시간에도 전류가 센서 저항에 흐르게 되어 전력낭비가 있었다. 본 논문에서는 센서저항에 병렬로 바이패스 MOSFET를 달아줌으로써 샘플링이 되는 시간에서는 MOSFET off동작을 통해 저항에 전류를 흐르게 하여 전류를 측정하고 샘플링이 되지 않는 시간에서는 MOSFET on동작을 통해 전류가 센서저항에 흐르지 않게 하여 전력낭비를 막고, 센서저항이 감당하는 정격전력도 낮추는 이점이 있는 저항 전류 측정방법을 제안하고자 한다.

In this paper, discrete wavelet transform using a PV system covers how the detection of a islanding. Connection point occur exclusively in Grid when the grid voltage and current operation of the wavelet coefficients by changing features will determine if islanding operation. The proposed method has simple computation and fast decision time has the advantage. DSP-based controller through the experiment proved the validity of the proposed method.

본 논문은 당사에서 개발한 800kW Energy Storage System(ESS)의 실증 운전에 관한 내용이다. Battery, PCS(Power Conditioning System), EMS(Energy Management System)로 구성되는 ESS는 평활화, 정출력 제어와 같은 다양한 운전모드의 실현으로 풍력, 태양광과 같은 신재생 에너지가 연계된 계통의 출력 안정화에 크게 기여한다. 본 논문은 Smart Renewable 국책과제로 진행된 800kW 에너지 저장 시스템의 실증운전 결과에 대해 중점적으로 기술하였다.

본 논문에서는 계통연계형 단상 충전기 전류제어기법 및 충전과 방전을 수행하는 제어기법을 서술하였다. 정전류-정전압 모드를 통해 충전을 하며, 유효-무효전력 제어를 통해 방전을 수행하게 되고, 동기좌표 PI 제어기를 적용하여 전류제어를 수행한다. 5kW급 계통연계형 단상 충전기 프로토타입을 제작하여, 제안한 동작모드를 실험하여 그 성능을 확인하였다.

전력효율을 높일 수 있는 DC 전송이 주요 관심사가 됨에 따라 전력품질에 대한 기술이 요구된다. DC 그리드의 전력품질을 위해서는 반도체 차단기(Solid-State Circuit Breaker : SSCB)는 필수요소이다. 하지만 기존의 반도체 차단기는 AC 그리드에 기반을 두고 제안되었기 때문에 DC 그리드에 적용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 DC 그리드에 적용 가능한 SSCB (Solid-State Circuit Breaker : SSCB)을 제안한다. 제안하는 DC SSCB는 사고 전류를 제한하며 사고 지점의 신속한 차단이 가능하다. 제안한 회로는 시뮬레이션을 통해 단락 사고를 모의하여 시스템의 동작 특성을 검증하였다.

최근 전력용반도체 모듈 시장이 발전함에 따라 고전압 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만 1700V급 이상의 고전압용 IGBT 모듈을 구동하기 위한 게이트 드라이버의 경우 해외의 제품은 단가가 매우 높은 것이 현실이다. 이에 따라 1700V급 이상의 전력반도체 모듈용 게이트 드라이버를 손쉽게 구현할 수 있도록 단가 경쟁력과 향상된 성능을 갖춘 게이트 드라이버를 연구하게 되었다. 본 논문에서는 1700V급 이상의 전력용반도체 모듈용 게이트 드라이버를 제작하고 각 부분의 파형을 설명하였다.

본 논문은 벅 컨버터를 이용하여 배터리를 충전할 때의 특성을 이용하여 과도상태의 응답속도의 개선을 하지 않고 수식을 간소화 시키면서 배터리 충전시에 전달함수를 보다 쉽게 적용할 수 있도록 등가화시켜 배터리 충전을 수행하였다.

Plasma Water Treatment, a Unique System(PLATUS) of algae(Chl-a) removal efficiency is average 90.6 up to 99.6%, It is cost effective facility because it doesn't need any other chemicals and consumables. Also, It is Eco-friendly installation with no sludge. It is easy to transform its treatment capacity by the number of Plasma installation. As it requires small space for installing, It can be installed in Land nearby water, vehicle mounted, and set on the ship.

화석연료의 고갈로 인하여 신재생에너지의 중요성이 부각되고 있는 현재, 신재생에너지가 부각되고 있다. 본 논문에서는 신재생에너지원중 큰부분을 차지하는 태양광에서 발전되는 에너지를 효율적으로 사용하기 위함을 목적으로 한다. 기존의 태양광 시스템에 배터리를 이용하여 에너지를 저장하여 부하의 수요가 클 경우 배터리의 에너지를 방전하여 전체수요의 최대 전력을 삭감하고자 한다. 이를 위한 알고리즘, 실험, 모니터링을 통하여 이를 입증하고자 한다.

본 논문에서는 300kW급 EBOP(Electrical Balance of Plant)의 개발에 관한 내용을 설명하고 있다. EBOP는 연료전지 출력인 DC 전원을 전력변환기술을 이용하여 AC전원으로 변환하는 인버터 시스템이다. 포스코에너지에서는 300kW급 EBOP 시스템을 국제 규격에 준하는 시험을 통해 개발 완료하였고 실증단지에 적용하여 성능 검증을 하였다.

본 논문은 변압기나 리액터의 코어에서 국부적 자속포화 현상을 이용하여 코어에 공극(Air Gap)을 추가하는 효과와 동일한 효과를 거두는 것은 물론 자속포화를 일으키는 전류를 제어함으로써 주코일의 자속이 자속 포화 곡선상에서 선형영역과 비선형영역을 모두 포괄하여 제어할 수 있도록 함을 목적으로 한다. 제안하는 기술적 사상의 효과 및 타당성은 간단한 실험을 통해 증명하였다.

본 논문에서는 2세대 Toyota Prius의 파워트레인 구성요소의 모델링과 THS-II의 추진 시스템 해석에 대하여 기술한다. 내연기관, 전동기, Energy Storage System(ESS)과 같은 구성요소들의 정격은 에너지 개념과 Electrical Peaking Hybrid(ELPH)를 이용하여 설계 하였다. PSIM을 사용하여 모델링 하였으며 시뮬레이션 결과를 통하여 설계된 시뮬레이터의 타당성을 입증하였다.

This paper proposed the wind turbine simulator for comparative study of the MPPT controls. The development of this wind turbine simulator is based on the torque controlled induction motor. The torque reference is obtained from a mathematical model of wind turbine whereas the inputs are rotor speed, wind speed and fixed-value of pitch angle. By using this wind turbine simulator, the real wind is not needed. Wind speed information can be stored and regenerated anytime. Hence it is possible to apply the same wind speed condition to different MPPT controls. With the same wind speed condition, it can fairly compare the advantages and disadvantages of the MPPT controls. The proposed wind turbine simulator is verified through PSIM simulation.

본 논문은 확장 칼만 필터(EKF)를 이용하여 배터리의 SOC(State-of-Charge) 추정 방법을 제안하였다. EKF는 정확한 모델에서만 제대로 동작 할 수 있다. 따라서, 본 논문은 EKF의 적용을 위해 높은 정확도를 가진 전기적 배터리 모델에 대해 설명한다. 배터리 모델은 4.2V, 40Ah의 리튬폴리머 전지에서 추출되었다. 배터리는 Bulk 커패시터, 두 개의 R-C회로, 직렬 저항을 사용하여 모델링하였다. EKF를 모델에 적용하기 위해 캐패시터 전압은 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는데 사용된다. EKF는 충/방전 기기인 Maccor 8500에 의해 얻을 실험 데이터로 테스트하였다. 테스트 결과에서 추정의 오차가 최대 5% 정도로 줄일 수 있다는 것을 보여준다.

마이크로그리드에서 계통 연계 운전시 분산발전시스템은 계통과 함께 부하의 수요를 담당하게 된다. 그러나 계통사고로 인해 시스템이 단독 운전모드로 동작시에는 계통과의 연결 없이 분산 발전만으로 부하의 수요를 담당해야한다. 이때 드룹제어방식은 적절한 부하 sharing을 가능케하고 전압과 주파수를 안정적으로 유지할 수 있게해준다. 따라서 본 논문에서는 드룹제어방식의 단독운전모드시의 인버터 병렬 운전 제어를 통한 13kW급 풍력발전 시스템을 제안하였고 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 이를 검증하였다.

This paper analyzes the characteristics of the power system of Jeju island in 2014, which has wind farms with the support of BESSs (Battery Energy Storage Systems). In the simulation, the electrical loads are predicted based on Korea Power Exchange's data and the wind turbines are considered with new installed plans within 2014. The situation that some wind farms are forced to disconnect from the grid instantaneously is considered. The BESSs are controlled by using SOC (State of Charge) and power smoothing control algorithm. The simulation results show the effectiveness of the proposed method.

본 논문에서는 하이브리드 전기자동차의 전장시스템 에너지 공급을 위한 보조배터리 충전용 저전압 직류 변환장치(Low voltage DC-to-DC Converter, LDC)를 제안한다. 차량 탑재용의 특성상 소형 경량화 설계 기술을 통한 연비증가, 동력성능의 향상이 매우 중요하다. 본 논문에서 제안하는 LDC는 부스트와 포워드 컨버터 구조를 혼합한 형태로 부스트 컨버터의 입력 인덕터를 변압기로 대체하여 포워드 컨버터와 결합시킴으로서 출력전압의 승 강압 동작을 구현한다. 따라서 차량 시동 시 내연기관을 구동하기 위한 승압모드로 동작하고, 그 외 일반적인 경우는 차량 내 각종 전장부하에 전력을 공급하기 위한 강압모드로 동작된다. 제안된 컨버터의 동작 모드에 따른 이론적 분석을 시행하고 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 고주파 공진형 인버터 접속의 가열 코일로부터 비접촉 상태로 전자유도 와전류를 구조물에 가하여 발열하는 공진형 인버터를 이용한 유도가열 방식의 최적설계를 제안하였다. 설계한 시스템 인버터는 스위칭주파수 20[kHz] 대역에서 동작하는 하프-브리지 고주파 직렬 부하 공진형이며 LC공진 설계 시 부하 자체를 L로 설정하여 효율을 최대화 하였다. 또한 유도가열용 인버터에 적용 가능한 스너버회로의 특성분석을 통해 본 시스템의 최적화에 관한 연구를 하였다.

본 논문은 새로운 역률보상회로를 적용한 플러그인 하이브리드 전기 자동차 탑재형 완속 충전기(On-Board Charger, OBC)를 제안한다. 제안하는 완속 충전기용 역률보상회로 (Power Factor Correction, PFC)는 기존의 부스트 컨버터를 기본으로 하는 역률보상회로와 동일한 개수의 회로 부품과 입 출력전압 관계를 가진다. 회로 구조상 전파 정류된 DC 전압을 저장하는 입력 커패시터와 입력 인덕터의 에너지가 저장되는 출력 커패시터가 직렬 결합되어 DC-link 전압을 형성하므로 출력 커패시터의 동작전압(Working voltage)을 낮출 수 있어 단가절감이 가능하다. 제안된 역률보상 회로를 적용한 플러그인 하이브리드 전기 자동차 탑재형 완속 충전기에 대한 동작 특성을 해석하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

EBOP(Electrical Balance of Plant)는 연료전지 출력인 DC 전원을 전력변환기술을 이용하여 계통 전원에 연계하는 계통 연계형 PCU 시스템이다. EBOP는 연료전지의 DC 전압 특성을 고려하여 인버터를 설계하여야 안정적인 전력 제어가 가능하다.

최근 주목을 받고 있는 온라인 전기자동차의 픽업회로에서 외부온도 변화에 따라 주파수가 변동한다. 이러한 변동에 따라서 전달효율이 저하되는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 온라인 전기자동차의 픽업회로에서의 주파수 변동을 분석하고 이에 적합한 보상회로를 제안한다.

가전제품에서 EMI 대책은 매우 중요한 부분 중의 하나이다. EMI 대책 중 적절한 EMI 필터를 설계하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 히터를 포함하는 세탁기에 있어서 히터의 위치에 따른 EMI 특성을 분석하고 이에 적합한 EMI 필터를 제안한다.

본 논문은 HEV용 고출력 리튬 폴리머 배터리(LI-PB)의 수학적 모델링 기법을 제안한다. 비선형 시스템인 리튬 폴리머 배터리의 전기화학적 특성을 수학적인 상태 방정식으로 표현하고, 배터리 셀의 직접적인 충/방전, 온도 실험을 통하여 셀 모델의 파라미터를 추출하고 표현된 상태 방정식으로 최소의 오차를 가지는 파라미터를 구한다. 대용량 충방전기를 사용한 실험으로 본 연구의 적합성을 입증하였다.

The utility grid has a supply of electric energy which is larger than the usually required power consumption under peak load condition. So, power distribution is required to have a heavy capacity because of peak-load period. To solve the problem, this paper proposes a 10kW rapid charger system which has a function of load compensation at the peak-load condition. The proposed system supplies power demanded by peak-load through transferring energy in the battery of electric vehicle to the grid. V2G operation is verified through simulation performed by 10kW rapid-charger.

본 논문에서는 리튬이온 배터리 셀을 이용한 4kWh급 배터리팩의 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System) 개발을 연구하였다. 리튬이온 배터리는 셀의 특성 때문에 반드시 배터리 관리 시스템이 필요하며, 배터리 팩으로 제작시 각 셀의 상태 모니터링 및 보호를 위하여 필수적인 장치이다. 제작된 배터리 관리 시스템은 충방전 시험과정을 거쳐 순수 전기자동차에 사용될 배터리 관리 시스템으로 사용가능함을 실험하였다.

The dynamic voltage restorer (DVR) is an effective protection device for wind turbine generator based on doubly-fed induction generator (DFIG) operated under the unbalanced voltage dip conditions. The compensating voltages of DVR depend on the voltage dips and on the influence of the zero sequence components. If the $Y_0/{\Delta}$ step-up transformers are used, there are no zero sequence components on the DFIG side. However, if the $Y_0/Y_0$ step-up transformers are used, the zero sequence components will appear during faults. The zero sequence components result in the high insulation costs and the asymmetric of the terminal voltages. This paper proposes a method for controlling zero sequence components in DVR to protect DFIG under unbalanced voltage dips. Simulation results are presented to verify the effectiveness of the proposed control method.

최근 국내에서도 다양한 형태의 전력반도체 모듈이 개발되고 있으며 대용량화에 따라 전력반도체 패키지 내부에 소자의 병렬연결이 흔히 사용되고 있다. 이에 따라 회로의 구조에 따른 기생 임피던스, 즉, 인덕턴스와 저항 성분은 개별 소자의 안전영역(SOA)을 넘는 스트레스를 발생시키고 고장을 일으킬 수 있다. 이러한 기생 임피던스를 모듈 설계 단계에서 시뮬레이션을 통해 분석하여 이에 의한 영향을 예측하고 설계에 반영하여 고 신뢰성 차량용 전력반도체 모듈을 개발하고자 한다.

본 논문에서는 3상 AC/DC 컨버터의 병렬 운전 시 발생하는 순환전류를 효과적으로 저감시키기 위한 제어 기법을 제안하였다. 병렬 운전 시스템에서 발생하는 순환전류는 제안 된 제어 기법에 따라 저감되고 또한 각 컨버터가 분담하는 임의의 전력량을 제어 할 수 있다. 제안 된 시스템이 갖는 응답 특성 및 정상상태 동작은 시뮬레이션을 토대로 그 타당성을 검증하였다.

(주)효성에서 자체 설계 및 개발한 FACTS(Flexible ACTransmission System) 기기중 하나인 1 MVA STATCOM(Static synchronous Compensator)은 전압 안정도 개선 및 역률제어를 통해 계통전력품질을 향상시킨다. 현재 개발된 1 MVA STATCOM은 제주 행원 풍력단지 내 풍력 발전기 14호기가 연계된 22.9 kV 계통에 병렬접속 되어있으며 현재 실증 운전 중에 있다. 본 논문에서는 1 MVA STATCOM의 설치 및 실증 운전사례를 소개한다.

계통연계 인버터에서 계통전압과 위상을 일치시키기 위한 PLL은 필수이다. 기존의 PLL의 경우 계통전압에 불평형이 발생하면 계통의 위상을 정확하게 추종할 수 없기 때문에 제어를 할 수 없게 되고 이는 시스템에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 불평형 전압이 발생하여도 정확하게 위상을 추종할 수 있는 기법의 필요하다. 본 논문에서는 SOGI(Second - Order Generalized Intergrator)를 소개하고 시뮬레이션과 실험을 통해 그 타당성을 검증한다.

This paper proposes an AC Chopper based DC power supply for specific DC voltage ranges. AC chopper is attached to the input side of PFC to generate specific ranges of DC voltage which are not available with PFC itself alone. The input power factor of the proposed DC power supply is proportional to that of PFC. Performance of the proposed power supply was verified by carrying out simulations.

본 논문은 전기자동차 (Electric Vehicles, EVs)용 리튬 이온 (Li-Ion) 배터리의 충전 및 충전 속도 향상을 위하여 6.6kW급 고전력 탑재형 충전기 (On-Board Charger, OBC)를 설계한다. 높은 부하 가변범위와 차량 실장 특성을 고려하여 가용 가능한 토폴로지들 중 최적의 토폴로지로 위상천이 풀-브릿지 컨버터 (Phase-Shift Full-Bridge, PSFB)를 제안하고 타당성을 밝힌다. 또한 토폴로지를 구동하는 스위칭 주파수와 주요 수동소자의 변화에 따른 부피와 효율 등의 Trade-Off 관계를 이론적으로 전개하여 최적화한다.

본 논문에서는 Cascade Buck-Boost 컨버터를 사용한 모듈 직접형 컨버터 (Module Integrated Converter, MIC)를 이용하여 독립형으로 저전압 배터리를 충전할 수 있는 알고리즘을 제안하고 이를 검증한다. 제안한 알고리즘은 입력 조건의 변화를 고려하여 MPPT 충전 동작 및 Constant Current (CC) - Constant Voltage (CV) 제어를 수행할 수 있어 배터리를 항상 최대의 전력으로 충전할 수 있게 한다. 제안한 충전 장치는 150W급 PV Module을 사용하여, 98.4%의 고효율 획득 및 알고리즘 성능을 검증한다.

본 논문은 일부 내부 가습형 연료전지 스택에서 가습시 발생되는 출력전압의 단락현상을 해결하기 위한 다양한 방법들을 제시한다. 가습구간동안 배터리로부터의 전력을 활용하는 제어알고리즘 적용 방법, 출력전압의 허용 범위를 만족시키기 위해 하드웨어적으로 보상하는 방법들을 제안하고 실험을 통해 그 효과를 검증한다.

포항가속기 연구소에서는 4세대 가속기의 전자를 가속시키기 위해서 100ppm(0.01%) 이하의 고전압 안정도를 가진 200MW 펄스 모듈레이터가 요구된다. 그러므로 본 연구소에서는 고전압 안정도를 가진 고정밀 고전압 CCPS를 일반 CCPS와 병행하여 산업체와 함께 공동 개발을 진행하였다. 개발된 일반 CCPS의 사양은 50 kV, 30 kJ/sec, 600mA, 1000ppm이하이고, 고정밀 CCPS의 사양은 50 kV, 5 kJ/sec, 100mA, 100ppm이하이다. 본 논문에서는 CCPS의 개발 및 실제 모듈레이터에 설치하여 시험한 결과를 발표하고자 한다.

철도 분야에서도 환경 보호 및 에너지 절감을 위한 경량화 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 논문에서는 철도차량의 보조전원장치 경량화에 대해 설명 한다. 기존의 철도차량의 보조전원 장치는 내부 필터 리액터, 변압기 등이 중량의 상당한 부분을 차지 하고 있고, 이는 시스템 중량 저감을 위한 고민에서 가장 큰 위치를 차지 한다. 본 논문에서는 공진형 컨버터를 사용하고 스위칭 주파수를 높여 필터 리액터, 변압기 등을 경량화 하였다. 150kW급 시제품에 대한 모의해석과 실험을 통해 입증 하였다.

In spite of its compactness and lightness, conventioan boost converter is not preferred for the charge applications. In this paper, a non-isolated boost converter topology for the Li-Ion battery suitable for fuel cell powered laptop computer is proposed and analyzed. The proposed converter has an additional inductor at the output to reduce the output ripple current and voltage. This feature makes it suitable for the charger application by eliminating the disadvantages of the conventional non-isolated boost converter mentioned above.

본 논문에서는 3상 양방향 푸시풀 컨버터의 최적 PWM 기법을 제안한다. 제안하는 DAPWM 기법은 모든 스위치 ZVS 턴온을 성취하며 낮은 턴 오프 전류를 갖는 특징이 있다. 또한 동일한 승 강압 게이트 신호 발생 패턴으로 모드전환에 따른 과도상태를 최소로 할 수 있다. 기존 스위칭 방식들과의 성능을 비교하고 5kW급 시작품을 통해 제안한 방식의 타당성 및 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 연료전지 및 태양광과 같이 저전압 특성을 갖는 에너지원에 적합한 고승압컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 단일스위치를 사용하여 구조가 간단하고 별도의 클램프 회로 없이 전 부하영역에서 스위치 온 오프시 영전류 스위칭(ZCS)을 성취한다. 또한 낮은 변압기 턴 비(1:2)로도 고승압(22배)이 가능한 장점을 가진다. 500W급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 출력 인덕터 리플과 2차 측 정류기의 공진 전압을 저감할 수 있는 다중 위상천이 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 총 8개의 스위치가 사용되며, 각 4개의 스위치가 하나의 위상천이 풀 브리지 인버터 부를 구성하는 구조이다. 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터의 경우, 진상레그와 지상레그의 위상차이를 조절하여 출력전압을 제어하는데 반해, 제안된 회로는 진상레그와 지상레그의 위상차이 뿐만 아니라 각 풀 브리지 인버터 부의 위상차이를 동시에 조절하여 출력전압을 제어하는 것이 특징이다. 이를 통하여 제안회로는 출력 인덕터 전류 리플 및 2차 측정류기의 공진 전압을 크게 저감시킬 수 있어 고 효율화에 유리하다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 해석 및 PSIM 모의실험을 수행하며, 450W급 시작품을 제작하여 제안회로의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 고승압 소프트스위칭 양방향 컨버터의 스위칭 모드절환 시점을 제안하여 전류의 불연속 구간이 발생되지 않는 방법을 소개하여 일반적인 부스트 컨버터와 같이 일반적인 제어 알고리즘을 적용 가능함을 검증하였고 시뮬레이션 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 영전압 스위칭을 하고 브리지가 없는 부스트 역률 보상 회로를 제안한다. 제안하는 회로에서는 브리지 다이오드를 제거하여 도통 손실을 줄일 수 있다. 게다가, 스위치 내부 다이오드의 역회복 전류 문제를 줄여주고 스위치가 영전압 스위칭을 하므로 스위칭 손실을 크게 줄일 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 이론적 해석 및 설계방법을 설명하고 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.

최근 전기 자동차가 현실화 되면서 자동차 내부의 Li-Ion 배터리와 전장 부품들 및 납축전지 간의 에너지를 변환하는 회로에 대한 요구가 커지고 있다. 이 회로는 높은 전압을 갖는 Li-Ion 배터리와 낮은 구동 전압을 갖는 다른 전장 부품들로 인해 출력 단이 대 전류를 취한다는 특징을 갖고 있는데 이로 인하여 출력 단의 도통 손실을 줄이기 위한 연구들이 계속되고 있다. 본 논문은 기존의 2 Transformer 형식의 브릿지 컨버터를 Parallel-Series로 연결시킨 회로를 제안하고 이 회로의 동작을 분석하였다. 제안한 회로는 2차 측에 인덕터가 존재하지 않는 Current-Fed방식으로 구동 되며, 이를 통해 도통 손실을 감소 시켰으며, 2차 측을 Series 형태로 쌓아 배터리 연계 시스템에서 문제가 되었던 Wide Range 입. 출력 시스템에서의 동작 문제를 해결하였다.

옥외 LED 조명은 수 많은 응용 분야가 있고, 출력 전력 크기에 따라 전력단이 single-stage 와 two-stage 구조로 나뉜다. Single-stage 구조는 낮은 전력 LED 조명에 적합하지만, 60~70W 이상에서는 효율이 떨어지고 변압기의 크기가 커져서 적용하기가 힘들다. 반면에 two-stage 구조는 보통 큰 전력이 필요한 응용분야에 사용되지만, 낮은 부하에서 낮은 역율을 나타내므로 넓은 출력전력 범위를 갖는 분야에 사용되기 어렵다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 논문은 pulse duty cycle, pulse frequency modulation 제어 방법을 갖는 interleaved single-stage flyback AC-DC converter 를 제안한다. 제안된 컨버터는 입력 전압이 낮고 부하가 큰 경우 높은 효율을 보이고, 입력 전압이 높고 부하가 아주 작은 경우에도 높은 역율과 낮은 전류 왜곡을 보인다. 그 결과 하나의 AC-DC 컨버터를 넓은 출력전력 범위를 갖는 LED 조명분야 적용시킬 수 있다. 제안된 컨버터의 타당성을 검증하기 위하여 81W prototype을 가지고 실험하였다.

동일한 패시브 소자를 사용한 조건에서 부하 변동에 대한 출력 전압 레귤레이션을 향상시키기 위해서 출력 전류의 피드포워드 기법이 많이 이용되고 있다. 그러나 이러한 방법은 출력 전류를 센싱하기 위해 직렬 저항 사용이나 홀센서와 같은 전류 센서를 사용하게 되는데 이는 각각 저항 손실 증가와 가격 증가로 이어지게 되는 단점이 있다. 이에 이러한 출력 전류 센서 없이 출력 캐패시터의 전압을 이용하여 출력 전류를 간접적으로 센싱하여 출력 전류 피드포워드를 하는 기법을 제안하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증한다.

In recent years, in an effort to improve the efficiency and the power density of the front-end power factor correction(PFC), the interleaving of multiple converter is employed. The conventional interleaved continuous conduction mode(CCM) boost PFC converter requires input and output voltage sensing and three current sensing to obtain current balancing between modules. In this paper, the interleaved CCM PFC converter based on modulated carrier control is proposed. With the proposed method, two phase interleaved PFC can be realized simply without line voltage sensing resistor and can achieve current balancing without additional current sensing resistor on common return path. The simulation studies are carried out to verify the effectiveness of the proposed control scheme.

본 논문에서는 배전압셀을 이용한 비절연 고승압 컨버터의 최적설계기법을 제안한다. 제안한 컨버터는 배전압셀 수를 적절히 선정하여 소자의 전압정격을 줄일 수 있으며 작은 듀티로도 높은 승압비를 얻을 수 있다. 제안한 컨버터의 ZVS 영역 분석, 주요 수동소자 설계를 통하여 모든 스위치의 ZVS 턴온을 달성시킬 수 있는 설계기법을 제시한다. 1kW급 시작품으로 제안한 설계기법의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 저전압 대전류 출력 구조에 적합한 병렬 운전형 풀브리지 컨버터의 구조 및 운전기법에 대하여 제안하였다. 제안된 회로에서는 6개의 스위치 및 위상각을 이용하여 풀브리지 컨버터 두 모듈의 병렬 운전이 가능하다. 2kW급 하드웨어를 통하여 제안된 회로의 기본 동작원리 및 실험결과를 기술하였다.

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

This paper presents the method to design the inductor and capacitor value considering the ripple component that may be generated by three operating states of the Quasi Z-source inverter at the impedance network. Based on the analysis of each operation mode, the equations of the capacitor voltage and inductor current are derived. In order to simplify the design processing, design equations of the impedance network are derived where the capacitor voltage and inductor current are lineared. The validity of the design method is verified with the simulation result using PSIM and experimental result using 32-bit DSP.

백업전원 기능을 갖는 BESS 시스템은 계통이상 시 계통연계모드에서 독립운전모드로 전환해야 하며 이때 중요부하에 과도상태 없는 안정적인 전압을 공급해야 한다. 기존의 전류제어 방법은 모드전환 시 과도상태가 발생하여 중요부하에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 백업전원 기능을 갖는 BESS를 위한 양방향인버터에서 간접전류제어기법을 기반으로 양방향제어 및 끊김없는 모드전환 기법을 제안한다.

최근 분산발전시스템에서 계통의 보호를 위해 계통전압 이상이 발생하더라도 일정시간 계통과의 연결을 강제하는 FRT기능이 요구되고 있으며 계통전압 불평형 시에도 계통과의 연결을 유지하도록 요구하고 있다. 이때 독립부하가 존재하는 경우 계통의 이상전압이 독립부하에 그대로 걸리게 되어 독립부하의 전압품질이 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 계통전압 불평형시 FRT를 수행함과 동시에 독립부하에도 일정한 품질의 전압을 공급할 수 있는 전압보상 기법을 제안한다.

NPC 인버터는 높은 효율과 우수한 출력 THD로 계통연계 시스템에 많이 채용되고 있다. 이때 LCL필터는 계통연계 기준을 만족하면서 가격과 부피측면을 고려하여 인덕턴스와 캐패시턴스는 가능한 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 계통연계형 NPC 인버터에서 PWM기법을 고려하여 계통전류의 고조파 기준을 만족하면서 설계자가 독립부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 대역폭에 가중치를 적용할 수 있는 LCL필터 최적설계 방법을 제안한다.

본 논문은 Two-String 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 MPPT 범위 확장과 성능 향상을 위한 직류단 지령전압을 가변하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 각각의 부스트컨버터에서 MPPT 제어가 수행되고 인버터에서 직류단제어와 계통연계를 수행하는 구조에서 히스테리시스를 가지는 지령전압 범위를 설정함으로 운전 시작과 운전 중에 입력전압에 따라서 지령전압을 변경한다. 제안하는 알고리즘의 검증을 위하여 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증한다.

이 논문은 새로운 형태의 EV, PHEV용 탑재형 충전기를 제안한다. 입출력단의 절연을 위한 공진 컨버터와 역률 개선과 충전 전력을 제어하기 위한 벅부스트 컨버터의 2단 구조로 구성하였다. 벅부스트는 전압 스트레스 감소를 위한 2단 병렬 구조로 되어있으며, 낮은 입력전압에서의 효율개선과 벅부스트의 전류스트레스 저감을 위하여 LLC 2차 정류기 단의 모드변경으로 새로운 voltage doubler형식을 구현하였다. 제어기의 단순화와 사이즈 축소를 위한 DCM제어로 구현하였으며 파워부에서는 충전기의 수명을 고려하여 필름 커패시터만으로 구성하였다. 제안한 컨버터의 성능은 실험을 통하여 검증한다.

This paper proposes a modified converter topology from the existing loaded resonant converter and describe the development of 10kW(50~500V, 0~ 50A) DC/DC Converter using the proposed topology. The suggested converter, which revised the topology of the converter operating on the CCM(Continuous Conduction Mode) (above resonance), has the advantage of enhancing the efficiency of rated load operation by rapidly increasing the primary side resonant current and by improving the resonance current in a trapezoid shape. The proposed topology is described with analysis of operating mode and designed using PSpice simulation and the points on design to consider when implementing the topology are described. It is verified that the advantages of the proposed topology centered on rated load are effectively highlighted. Experimental results carried out at different condition and its results shows 98.5% efficiency at full load condition.

본 논문은 인덕터의 파형을 이용하여 소신호 모델링을 한다. 인덕터 파형에 작은 변화에 해당되는 파라미터를 추가하여 그린다. 그 후, 추가된 파라미터에 의한 출력변화량을 등가회로를 이용하여 계산한다. 그 결과, 손쉽게 컨버터의 소신호 특성을 쉽게 알 수 있다. 제안된 방법은 기존에 방법에 비하여 우반면영점(Right-Half-Plane-Zero, RHPZ)를 이해하기 쉬우며, CCM과 DCM 동작모드 모두에서 소신호 모델링이 가능하다.

최근 하이브리드 및 전기자동차에 대한 관심이 높이지는 가운데 전기자동차용 배터리 충전기술 또한 대두 되고 있다. 본 논문은 충전 기능 만을 고려한 단방향 충전시스템에서 방전 기능을 추가한 양방향 충전시스템에 대하여 서술한다. 양방향 시스템은 차량의 배터리를 저장매체로 활용하여 계통과 배터리간의 전력을 양방향으로 전달할 수 있기 때문에 주차된 차량등의 배터리의 잉여전력을 계통으로 전송 할 수 있다. 용량은 가정용으로써 3.3kW 탑재형 단상 양방향 충/방전기에 대한 시뮬레이션과 실험을 통해 결과를 도출했다.

본 논문에서는 태양광 인버터용 최대전력점 추종기의 고 효율화를 위한 새로운 구조의 무손실 스너버를 제안한다. 제안된 무손실 스너버는 보조 인덕터 1개, 스너버 캐패시터 2개, 다이오드 2개만으로 구성되어 시스템 부피가 크게 증가하지 않는다. 또한 제안된 무손실 스너버는 보조 인덕터 및 스너버 캐패시터로 인하여 스위치의 턴 온 및 턴 오프 시 소프트 스위칭이 가능하며, 출력 다이오드의 역회복 특성에 의한 역전류 현상 또한 크게 개선할 수 있다. 또한 스너버 캐패시터에 저장된 에너지는 공진을 통하여 모두 출력측으로 회생되므로 효율이 우수한 장점을 갖는다. 제안된 무손실 스너버의 타당성 검증을 위하여 1.5kW급 부스트 컨버터의 시작품 제작을 통한 실험결과를 제시한다.

When Power Factor Correction(PFC) boost converter is designed for the universal input range, unwanted burst operation can be found at high line and light load. This operation may cause an audible noise from the boost inductor or sensitive flicker for human eye can be found in case of the display application. In order to solve this difficulty, this paper proposes the new control range compensation method and shows the effectiveness than the conventional method thru the experimental result.

기존의 전압형 인버터는 입력전압보다 출력전압이 낮은 반면에 전류형 인버터는 입력전압보다 출력전압이 높은데 양방향 전력전달이 불가능 하다. 본 논문에서는 양방향 전력전달이 가능하면서 넓은 입력전압 범위에 대해서도 출력전압 제어가 가능한 전류형 QZSI를 제안하여 모의실험과 실험으로 검증한다.

3상 전압형 인버터는 직류전압을 전원으로 하여 3상 교류로 내보내는 대표적인 전력변환시스템이다. 3상 전압형 인버터의 효율을 극대화 시키는 연구가 활발히 진행되고 있는 현재 시점에 스위칭횟수는 전체 시스템 효율향상에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 3상 전압형 인버터의 기존 스위칭시퀀스를 탈피하여 간략화 스위칭시퀀스 전략을 도입하여 스위칭손실을 저감시킬 수 있는 3상 전압형 인버터의 SVPWM 제어기법을 제안하고, 유효성을 시뮬레이션 및 실험을 통해서 검증한다.

This paper describes a gate driver that operates numerous semiconductor switch in the solide-state pulsed power modulator. the proposed gate driver is designed to receive both the isolated drive-power and the on/off pulse signals through the transformer. Moreover, the IGBT-switch can be quickly turned off by adding protection circuit. Therefore it protects the IGBT-switch from the arc condition that frequently occurs in high-voltage pulse application. To comprehend operating characteristic of each IGBT-switch in pulse output condition, the device consisting of a high efficiency soft-switching capacitor charger and two series stacking IGBT-switch is developed. Finally, the relability of the proposed gate driver and the device for its test are proved through PSpice simulation and experiments.

This paper presents an effective control scheme for an electric vehicle battery charger where a symmetrical bridgeless power factor-corrected converter and a buck converter are cascaded. Both converters have been popular in industries because of their high efficiency, low cost, and compact size, hence combining these converters makes the overall battery charging system strongly efficient. Moreover, this charger topology can operate at universal input voltage and attain a desired battery current and voltage without ripple. In order to achieve a unity input power factor and zero input current harmonic distortion, the proposed control scheme adopts duty ratio feed-forward control technique in both current and voltage control loop. Additionally, in the current loop, its reference is created by a phase-locked loop (PLL) block, leading to a pure sinusoidal input current although the input voltage waveform is being distorted. The feasibility and practical value of the proposed approach are verified by simulation and experiment with an 110V/60Hz ac line input and 1.5kW-72V dc output of the battery charging system.

본 연구는 가정에서 사용하는 부하는 IT 직류 부하가 증가함에 따라서 기존의 배전망이 내재하고 있는 변환 손실을 줄이고자 직류와 교류를 동시에 사용하는 Hybrid 배전을 적용하여 실제 데이터 분석을 통하여 Hybrid 배전시스템에 대한 연구하였다.

본 연구에서는 Thyristor로 구성되는 HVDC System의 Thyristor밸브를 시험하기위한 새로운 합성시험회로를 제안하고 그 성능과 동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 이를 기반으로 하드웨어 시스템을 제작하여 제안하는 시스템의 동작특성을 분석하였다.

본 논문에서는 ESS를 위한 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 단일 전류센서 기반 상전류 검출 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 직류 링크 단에 하나의 전류 센서를 이용하여 전류를 측정하고 스위칭 상태에 따라 각 상의 전류를 복원한다. 따라서 기존의 각 상 전류 센서 이용 시 잠재적으로 내포하고 있는 센서 간 출력특성 불균일 문제에서 자유롭고, 보다 경제적인 시스템 구성이 가능하다. 제안한 방법을 3kW ESS용 컨버터에 적용하여 실험적으로 그 유용성을 검증하였다.

본 연구에서는 분산전원과 에너지저장으로 구성된 독립형 DC 마이크로그리드의 신뢰도를 향상시키기 위한 협조적 Droop 제어기법을 제안하고 그 성능과 동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 이를 기반으로 하드웨어 시스템을 제작하여 제안하는 시스템의 동작특성을 분석하였다.

In this paper, 200 W power supply for LED driver has been designed, analyzed, simulated and tested. Input AC voltage of 100VAC-240VAC was converted to DC voltage by high power factor converter. Output voltage was controlled, and output current was controlled by constant current when output current was reached to LED maximum rated current. By simulation and experimental test, voltage and current control and high power factor characteristics are verified.

본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)의 다해상도 분석(MRA;multi-resolution analysis)을 통해 분해된 배터리의 저주파 전압 성분(approximation;$A_n$) 기반 SOC(State-of-charge) 추정방법을 소개한다. 급격한 전압 변화의 특성을 나타내는 고주파 전압 성분(detail;$D_n$)이 제거되고 저주파 전압 성분만이 SOC 추정을 위해 사용된다. 이 경우 기존 확장 칼만필터(EKF;extended Kalman filter)에서 SOC 추정에러를 개선하기 위해 사용되었던 노이즈 모델의 생략이 가능하여 알고리즘의 복잡성이 개선된다. 개선된 확장 칼만필터 기반 SOC 추정 결과를 통해 제안된 방법을 검증하였다.

역률개선용 AC/DC Flyback 컨버터의 경우 우수한 역률을 획득할 수 있으나 코어손실이 크고 효율이 낮으며 반면 Forward 컨버터의 경우 코어손실이 작아 높은 효율을 획득할 수 있으나 Dead zone이 존재하여 고역률 획득이 어려운 단점을 갖는다. 따라서 본 논문에서는 Forward 컨버터와 Flyback 컨버터의 장점을 동시에 구현할 수 있는 고효율 및 고역률 Balanced forward-flyback 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 스위치 온 시 Forward 컨버터로 동작하며 스위치 오프 시 트랜스포머 자화인덕터 리셋을 위해 Flyback 컨버터로 동작하므로 고역률 및 고효율 획득이 가능하며 Forward 및 Flyback 컨버터가 다루는 에너지량이 전류평형 캐패시터에 의해 항상 절반씩 배분되므로 AC입력전압의 크기에 관계없이 항상 고효율 획득이 가능하다. 제안된 회로의 타당성 검증을 위해 이론적 분석결과와 24W급 LED 조명 회로에 적용한 실험결과를 제시한다.

PV 어레이에 부분적으로 음영이 발생하면 그 P-V 특성은 여러 개의 MPP를 보인다. 이런 상황에서는 global MPP를 찾아내기 위한 특수한 기법이 요구된다. 본 논문에서는 기존에 제안된, 부분 음영 조건 발생 시 global MPP를 찾아내는 MPPT 기법을 개선하고 실험을 통하여 유효성을 검증한다.

This paper proposes a new secondary battery charger/discharger available for zero voltage discharge which is used for test equipments and formation. The proposed system is able to discharge the battery to zero voltage which does not matter to voltage drop of circuit. The validity of proposed system is verified by experiment.

본 연구에서는 단상 1.9 kV/220 V, 2 kVA 용량의 양방향 지능형 반도체 변압기의 새로운 회로구성을 제안하고 그 동작과 성능을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 반도체 변압기는 고압 고주파 AC-DC 정류기와 저압 양방향 DC-AC 컨버터로 구성되어 있으며, 회로적인 특성을 다양하게 분석하기 위하여 먼저 PSIM 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 이를 기반으로 반도체변압기를 제작하여 실험을 통해 그 동작과 성능을 검증하였다. 제안하는 반도체변압기는 최근 많은 관심이 고조되고 있는 Smart-Grid에 효율적으로 적용 가능할 것으로 보인다.

본 논문은 부스트 컨버터가 통합된 형태의 Single-Stage AC-DC 컨버터에서 스위치를 통과하는 전류의 정보를 이용하여 일차측 전류 제어 루프를 구성하기 위한 전류 복원 기법을 제안한다. 밸리-필 회로가 추가된 Single-Stage AC-DC 부스트 컨버터 통합형 플라이백 컨버터로 구성된 6W/250mA 출력의 프로토타입을 제작하여 일차측 전류 제어와 전류 복원 기법을 이용하여 일정 전류 제어가 이루어짐을 확인하였다.

This paper presents a new control strategy to improve voltage performance of distributed generation (DG) under nonlinear loads. The proposed voltage controller consists of a proportional-integral and a repetitive controller where the repetitive controller behaves as a bank of resonant controllers to compensate harmonic voltage drop on system impedance due to nonlinear load current. As a result, the voltage at the point of common coupling (PCC) of the DG is regulated to be sinusoidal waveform regardless of the presence of nonlinear loads. In order to validate the effectiveness of the proposed voltage controller, simulations are carried out using PSIM software and results are compared with those with the conventional PI controller.

This paper proposes a new control strategy to eliminate the harmonic components of stator current for stand-alone DFIG system feeding non-linear loads. In this method, the LSC operates as an active filter which is controlled by employing a proportional-integral and a resonant controller. And also, the stator current is used as the feedback signal for the compensator instead of the load current, so that the additional current sensor at the load side can be removed. The experiment is verified to validate the effectiveness of the proposed compensating method.

이 논문은 새그 전압 발생 시 피크 전압을 빠르게 검출하여 Mode Conversion을 빠르게 하기 위한 방법을 제시한다. 기존의 새그전압 검출기법은 DPLL의 D-Q 동기좌표변환을 이용한 방법을 사용한다. 그러나 이 방법을 사용하게 되면 지연시간이 길기 때문에 전압강하가 발생하였을 때 순간적으로 전압강하인지하지 못해 순간정전이나 고조파 등을 생성할 수 있다. 이러한 전압 강하 검출의 지연시간을 짧게 줄인 전압강하 검출기법을 연구하였다.

3상 새그 보상기는 계통 새그나 사고 발생 시 빠르게 이상상태를 검출하여 계통을 분리하고 수퍼커패시터에 충전된 에너지를 부하에 안정하고 연속적인 정격 전압을 공급하는 장치이다. 그러나 비선형 부하일 때, 3상 새그 보상기의 출력전압에 저차 고조파가 포함된 왜곡이 발생한다. 본 논문에서는 비선형 부하에서도 안정적인 정현파 전압을 공급하기 위해 선택적 고조파 제거 방식을 도입한 전압제어기를 제안 하였다. 새그 보상기 시작품을 제작하였으며, 제안한 선택적 고조파 제거 전압제어기의 타당성을 실험을 통하여 THD가 12.7%에서 4.3%로 개선되는 것을 확인하였다.

엘리베이터 제동 시 발생하는 인버터 회생 전류는 많은 고조파를 포함하고 있다. 기존의 회생용 인버터는 계통 측 필터로 L필터가 많이 사용되어 왔으나, 고조파를 저감하기 위해서 매우 큰 L값을 요구한다. 하지만 엘리베이터 회생용 인버터는 기설치된 DC Link 과전압 방지 방전회로가 동작되기 전에 회생을 실시하여야 하므로, 상대적으로 낮은 전압에서 회생되어야 하므로 큰 임피던스를 갖는 L필터를 사용하기 어렵다. 본 논문에서는 엘리베이터 회생용 인버터의 리플저감용 LCL 필터와 최근 제안된 LLCL 필터의 성능을 비교 분석하고 모의해석과 실험을 통해 그 타당성을 입증 하였다.

본 논문에서는 3상 계통연계형 배터리 충전기의 전류리플 발생 원인을 분석하고 보상하는 기법을 제안한다. 배터리 전류리플의 요소로는 전류 측정 시 발생하는 오차에와 데드타임에 의해 각각 기본파, 2고조파, 6고조파 성분이 발생한다. 배터리 전류의 리플 성분은 배터리 수명을 저하시키는 요소 중 하나로 리플 성분을 보상하여 그 크기를 줄이는 알고리즘이 필요하다. 배터리 전류 리플 성분의 발생은 시뮬레이션과 실험을 통해 확인하였고, 공진형 전류제어기를 사용하여 특정 고조파에 해당하는 리플 성분을 보상하여 배터리 전류의 리플을 보상하는 알고리즘을 적용하여 배터리의 리플 성분이 감소함을 확인하였다.

이 논문에서는 Fly-Back-Converter로 Interleaving 동작하는 계통연계형 마이크로 인버터를 연구하고 200W급 태양전지 모듈에서 발생되는 전기에너지를 효율적으로 이용하여 계통에 연계하기 위한 전력변환시스템 개발을 목표로 하고 있다. 저렴하면서 효율이 높은 계통연계 인버터를 실현하기 위해서는 기존의 중앙집중식 인버터 구조와 다른 접근이 필요하다. 따라서 영전위 소프트 스위칭이 가능한 2병렬 인터리빙 구동의 Fly-Back DC/DC 컨버터 토폴로지로 입력 단 회로를 구성하여 모든 전력변환 동작이 일어나도록 한다. 출력전류를 사인파 open loop로 제어를 하고 CRM(Critical Conduction Mode) 스위칭 동작으로 높은 효율로 작동을 실현시켰다. 이 논문에서는 인터리빙으로 동작하였을 시 200W급 출력으로 나올 수 있는 전류 최대치를 계산 하였고 출력 전류가 사인파로 동작하게 제어방법을 기재하였다.

전류 적산법(Coulomb counting, ampere counting)을 이용한 배터리 SOC(State-of-Charge) 추정 방법은 상용화된 IC를 사용할 수 있기에 구현이 간단하고 SOC 정의를 통해 배터리 사용 가능한 시간을 쉽게 예측할 수도 있다. 하지만 초기 SOC 오류와 누적되는 전류 정보의 오차로 인해 추정이 실패하는 단점이 존재하기 때문에 이를 해결해주는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 전류 적산법 기반의 배터리 SOC 추정 회로에 확장 칼만 필터(EKF, Extended Kalman Filter)를 접목하여 전류 적산법을 이용하였을 때 나타날 수 있는 오차 누적을 줄이는 알고리즘을 제안한다. 또한 실험을 통해 제안된 배터리 SOC 추정 회로의 성능을 확인해본다.

This paper investigates control algorithms for a doubly fed induction generator(DFIG) with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in medium voltage wind power system under unbalanced grid conditions. Two different control algorithms to compensate for unbalanced conditions are proposed. Evaluation factors of control algorithm are fault ride-through(FRT) capability, efficiency, harmonic distortions and torque pulsation. Zero regulated negative sequence stator current control algorithm has the most effective performance concerning FRT capability and efficiency. Ripple-free control algorithm nullifies oscillation component of active power and reactive power. Ripple-free control algorithm shows the least harmonic distortions and torque pulsation. Combination of zero regulated negative sequence stator current and ripple-free control algorithm control algorithm depending on the operating requirements and depth of grid unbalance presents the most optimized performance factors under the generalized unbalanced operating conditions leading to high performance DFIG wind turbine system.

최근 노트북 및 UPS, 그리고 전기자동차에 이르기까지 배터리를 사용하는 분야에서 에너지 밀도가 높은 리튬이온 배터리가 주로 사용된다. 이러한 리튬 이온 배터리의 안전성을 보장하고 배터리 수명을 늘리기 위해서는 각 셀 간의 전하 균일이 필요하며 여러 전하 균일 회로가 연구되었다. 이중 자기소자가 없이 능동 전하 균일을 이룰 수 있는 스위치드 커패시터 방식은 가장 간단하고 작은 부피로 제작이 가능하며, 셀 전압 센싱 없이 자동적으로 전하 균일을 이룰 수 있는 장점이 있으나, 전하 균일 속도가 셀 수가 증가 할수록 현저하게 느려지는 단점을 보인다. 제안하는 셀 전하 균일회로는 체인구조의 스위치드 커패시터 회로를 통하여 셀 간의 전하 균일 속도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 실험을 통해 제안된 회로의 뛰어난 전하 균일 성능을 검증한다.

본 논문은 고조파(Harmonics) 규제 만족을 위해 사용되는 리액터와 EMI(Electro-Magnetic Interference) 필터 회로에 관한 것으로서, 기존의 고조파 규제와 150kHz ~ 30MHz 대역의 EMI CE(Conducted Emission) 규제를 만족하기 위하여 각각 사용했던 리액터와 EMI 필터의 CM Choke 코일을 CM Choke의 누설 인덕턴스를 이용하여 CM Choke 코일 하나로 대체한다. 결과적으로 기존의 리액터 소자를 제거함으로써 사용 소자 개수 저감에 따른 부피 및 가격 저감을 실현할 수 있다는 장점을 가진다. 또한 실제 제품에 적용해 고조파, EMI 측정결과 문제가 없음을 검증하였으며, 온도 특성도 문제가 없음을 확인했다.

In this paper, as a part of studying the fast battery charger, designed the charging system by applying dual converter. This dual converter was applied to the charging system for reducing time by dividing high current which prevents the damage of parts from heating of components. In this paper continued the task by switching the topology of the dual converter for fast charging battery into SISO, PISO, and PIPO. The study to derive the optimized system topology by analyzing the efficiency of charging system.

본 논문에서는 DC배전에 앞서 AC배전에서 사용하고 있는 부하를 AC에 비교하여 DC전원이 공급될 때 기존의 가전제품들의 전기적 특성을 분석하고, AC를 DC로 전환하기 위한 변환장치를 제거하고 DC를 공급할 때의 전기적 특성에 대하여 살펴 DC배전의 효율성에 대하여 실험을 통하여 검토하였다.

2012년 태양광 인버터 시장은 유럽경제위기 등의 영향으로 성장률이 정체되고 가격, 효율 및 전력밀도에 대한 경쟁이 심화되면서 고효율 MIC와 개별 MPPT가 가능한 3상 스트링 인버터 차별화 기술 확보가 필수적이다. MIC의 경우 Interleaved Flyback Topology를 적용하고 최적 변압기 설계를 통해 연계 성능과 외함규격을 만족하고, 경부하시 Single Mode 운전 시퀀스를 제안하여 고효율 운전이 가능하도록 하였다. 또한, 유럽을 중심으로 수요가 증가하고 있는 소용량 3상 인버터의 경우 새로운 NPC2 Type 4Level Topology를 제안하여 넓은 사용자 입력 범위를 만족하고 무효전력 제어기준, 고효율 운전 및 Fault Redundancy 안전기준을 만족시키는 시스템을 구성하였다.

실제 대부분의 가정용 전자제품은 동작하는 시간보다는 상용전원에 연결된 채 사용하지 않는 대기시간이 더 많다. 그 결과, 기존에 연구가 집중된 최대부하 상태에서의 효율에서 무부하 상태에서의 대기전력으로 관심이 집중되고 있다. 본 논문에서는 현재 노트북 AC/DC 어댑터에 적용되고 있는 무부하 효율 향상 방법에 대해 간략히 살펴보고 현재 개발동향을 기술하였다.

본 논문은 새로운 스탠바이 컨버터를 제안한다. 제안하는 스탠바이 컨버터는 영전압 스위칭 다중출력 풀브리지 컨버터에 통합된 구조로서, 스탠바이 시에는 스탠바이 파워를 기존의 플라이백 컨버터로 공급하고, 노멀 모드시에는 다중 출력 풀브리지의 보조 출력이 스탠바이 출력으로 사용된다. 이로써 노멀 모드시에 스탠바이 출력에서 발생되는 손실을 줄임으로써 전체적인 효율, 특히 낮은 부하에서의 효율 개선을 할 수 있게 된다. 제안하는 회로는 12V/58A의 DC/DC 출력과 5V/3.2A의 스탠바이 출력 스펙을 통해 검증한다.

This paper proposes a new active snubber boost PFC converter to provide a zero-voltage-switching (ZVS) turn-on condition and reduce electromagnetic interference (EMI) noise in home appliances and renewable energy applications, including solar or fuel cell electric systems. The proposed active snubber circuit enables a main boost switch of the boost-type PFC or grid converter to turn on under a ZVS condition and reduce the switching losses of the main boost switch. Moreover, for the purpose of a specialized intelligent power module (IPM) fabrication, the proposed boost circuit is designed to satisfy some design aspects such as space saving, low cost, and easy fabrication. Simulation and experimental results of a 2kW IPM boost-type PFC converter are provided to verify the effectiveness of the proposed active snubber boost circuit.

본 논문에서는 고속회전 모터응용을 위한 새로운 2상 SRM용 ZVS 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 모든 스위치에서 Zero-Voltage Switching이 가능하고, 기존 토폴로지에 비해 소자수가 작으며, 각 상간의 자연스러운 에너지 전달에 의해 토크 리플을 줄일 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 설명하였고 기존 컨버터와의 비교 분석을 수행하였으며 시뮬레이션을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 H-브릿지 멀티레벨 인버터를 이용한 고전압 대용량 유도 전동기 구동을 위한 단순하고 강인한 속도 센서리스 제어를 소개하였다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 고전압 대용량화, 우수한 입출력 전력품질, 모듈화, 그리고 설치 조건 편의성으로 인해 고전압 대용량 유도 전동기 가변속 용도로 적용이 확대되고 있지만, V/F 운전시의 대표적인 단점인 저속 영역에서의 낮은 토오크, 무부하 혹은 경부하 조건의 전류 및 전동기 진동, 그리고 전동기 슬립에 의한 속도 변동은 대용량 유도 전동기의 인버터 적용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위해 속도 센서가 필요 없으며 전동기 상수에 강인한 속도 센서리스 제어를 전류 및 슬립 보상을 적용하여 유도 전동기의 기동 토오크 증대, 경부하 진동 억제, 그리고 속도 제어 특성을 향상 시켰다.

세계적으로 화석연료에 의한 환경 문제로 인하여 연비가 개선된 전기자동차에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 본 논문에서는 친환경이면서 대용량 수송이 가능한 직렬형 CNG-하이브리드 바이모달 굴절차량에 적용되는 추진용 전장품을 개발하였다. 또한 전장품을 차량에 장착하여 운전 모드에 따른 차량의 주행시험을 통해 차량의 구동 성능 및 전장품의 제어성능을 확인하였다.

본 논문에서는 장주기(Long-Term, LT) 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System, BESS)용 1MW급 PCS의 계통연계형 멀티레벨 컨버터 및 제어 시스템을 소개하고, 현장 시험을 통한 타당성 검증 결과를 제시한다. 또한 1.5 MW 풍력발전기 출력과 연계한 잉여 전력 충전 및 전력 피크 시간대 방전(Energy Shift) 기능을 통해 피크 부하 시간대 전력 문제에 효과적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

본 논문에서는 납 축전지를 사용하는 산업용 전기차량의 SOC(State Of Charge)를 별도의 BMS(Battery Management System)장치 없이 추정하는 방법에 대해 기술한다. SOC를 추정하기 위한 기존의 전통적인 방법들 중 전력을 적산하는 방법(Ampere hour counting)이 널리 사용되는데 이는 장치의 내, 외적인 요인에 의해 발생한 오차가 누적될 수 있다. 배터리의 전압을 측정하여 SOC를 추정하는 OCV(Open Circuit Voltage) 방법은 배터리가 안정 상태에 도달하기까지 충분한 휴지 시간이 필요해 실시간으로 적용하기 힘들다. 이 외에 칼만 필터를 이용하는 방법은 시스템을 정확히 모델링해야 하고 계산이 복잡하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 전력을 적산하는 방법을 기본으로 하고 배터리의 전압을 적절히 이용하여 누적되는 오차를 보정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법에 대해 시뮬레이션 하고 실제로 산업용 차량인 AC 전동 지게차로 실험하여 그 타당성을 검증 하였다.

국내에서 HVDC (High Voltage DC transmission System) 관련 기술은 한국전력공사 및 전력연구원 중심으로 제주와 해남간 설치된 HVDC시스템의 설치 및 운영 기술에 많이 국한되어 왔었다. 그러나 기술을 바탕으로 2010년부터 민간기업인 LS산전과 한국전력공사의 공동 개발을 통하여 60MW ${\pm}80kV$급 전류형 HVDC시스템 설계 및 제작을 추진하여 시스템 설계, 기기 설계 사양, 제작사양서 등의 설계 핵심 기술을 상당부분 확보하는 계기가 되었다. 현재 설계된 Pilot HVDC 시스템은 제작 완료되었고, 제주 실증단지에 설치 및 시험 중에 있으며 2012년 내에 실증운전을 통해서 최종적으로 시스템 설계 기술을 검증할 계획이다. 이 같은 연구를 통하여 상당부분 HVDC 시스템에 대한 독자적인 설계 능력을 갖추게 될 것이다.

HVDC는 고압직류송전 방식으로서 기존의 AC 송전 시스템과 비교하여 송전 손실을 줄이고, 장거리 대용량의 전력 전송, 주파수가 다른 지역이나 국가 간 전력망 연계, 각 나라별 지역별 계통 분리, 신재생에너지의 계통 연계 등 기존 AC 송전 방식으로는 해결하기 어려웠던 문제점들이 HVDC를 통해 해결되고 있으며 세계 각국에서 HVDC 시스템을 활발하게 적용하고 있는 상황이다. LS산전은 2009년 HVDC 사업을 착수한 이래 변환소 기자재 비용의 20% 이상을 차지하는 변환용 싸이리스터 밸브 국산화를 위해 노력해 왔고 그 결과 단위 모듈 DC 50kV급 밸브 모듈을 개발하였다. 본 논문은 LS산전이 자체 개발한 HVDC 싸이리스터 밸브에 대해서 소개하고자 한다.

일반적으로 전력변환 장치의 용량증대 및 신뢰성 향상 위한 방안으로 병렬운전을 실시한다. 하지만, 전력변환장치 간의 전력 불평형과 순환전류의 문제점을 해결해야만 한다. 본 논문에서는 전력변환 장치 간의 전력 불평형을 억제하기 위한 커플링 된 멀티인덕터를 적용한 전력변환장치의 병렬운전을 제안 한다.

근래 사용되는 공진형 컨버터는 넓은 주파수대역에서의 ZVS 특성의 우수함으로 인해 많은 연구가 진행 중이다. LLC 공진형 컨버터 경우는 부하에 따른 전압전달비가 크게 변화하기 때문에 부하의 변화가 적은 분야에서 주로 사용되어왔다. 그 때문에 최근에는 LLC 공진형 컨버터를 넓은 부하범위에서도 이용할 수 있는 연구가 개발되고 있다. 하지만 LLC 공진 컨버터의 동작 조건에 따라 가변하는 방법이 넓은 부하 조건에 완벽하게 대응하기에는 어려운 면이 있다. 이 때문에 경부하 조건에서의 전압 변환율에 만족하기 위한 제어 방법을 제안한다.

본 논문은 풍력발전시스템의 발전기 측 컨버터로 3상 단방향 전력변환기인 비엔나 정류기를 적용하는 연구에 대하여 기술한다. 본 논문에서는 기존의 발전기 측 컨버터로서, 3레벨의 3상 단방향 정류기인 비엔나 정류기를 적용 하여, 그 효과를 모의해석을 통하여 확인한다. 모의해석은 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 풍력발전시스템의 발전기 측을 구현하여 풍력 발전에 적용된 비엔나 정류기 성능을 분석하였다.

Blade pitch control system monitors and adjusts angle of the blades and controls rotation speed of blades. This paper shows 2MW pitch system hardware and electric part. Blade pitch system consists of pitch drive, gear box, motor and energy storage. Fieldbus is base on CANopen protocol. Fail-Safe system moves the blades to a safety position in case of any fault condition. The super capacitor energy storage provides emergency back up to the Pitch servo driver during feathering the blades. This paper studied Blade pitch servo driver and a bi-directional DC-DC converter for fail-safe system.

In this paper presents study of T-Type multi level inverter for utility interactive photo voltaic inverter. In order to increase efficiency and performance of utility interactive photo voltaic (UIPV) system, we propose multi level PCS topology, such as T-type inverter. The control algorithm for utility interactive inverter is implemented by simulation and experimentation, which includes dc-bus and midpoint voltage controller, ac-grid current controller and PLL algorithm.

Three-level neutral point clamping (NPC) converter has been widely applied in high power drive system. And in this paper, a novel method is proposed to realize this algorithm based on FPGA, And the system is consist of two parts, the DSP part and FPGA part, the DSP part includes the control algorithms and the FPGA part works to generate and putout 12 PWM pulses. And the system is tested and verified using both simulation and experimentation.

최근 전력변환장치에서 널리 사용되고 있는 반도체 소자인 IGBT는 소형 최적화 및 다기능을 갖도록 고집적화설계가 요구되고 있다. 또한, 대용량 소자로 조립공정을 간단히 할 수 있는 제품을 필요로 하고 있다. 본 논문은 고객이 전력변환장치를 설계하는 경우에 개발기간 단축과 최적화된 설계를 할 수 있는 전력용반도체 SKiiP 4에 대해서 소개하고자 한다.

극한 조건을 요구하는 오토모티브 어플리케이션은 일반 산업용 제품으로 접근 어려운 분야 이다. 세미크론은 오랜 경험을 통하여 고객의 요구에 맞는 솔루션을 가지고 있다. 전력모듈만을 필요로 하는 고객에게는 SKiM을 추천하며, 제어기와 DC 링크를 포함 전력변환 장치를 원한다면 SKAI를 추천한다.

This paper presents the study of standard family of power inverters, SEMIKUBE. One of key points of SEMIKUBE is that it's a combination of cubes, each of which achieves a given function, as specified. To drive this inverters, SEMIKRON's advanced technologies was applied. We proved the performance by various experiments.

최근 전력의 공급신뢰도의 하락으로 인하여 기존 송배전 설비의 신규건설 및 유지보수를 위한 투자의 필요성이 더욱 증대되고 있다. 이에 적절한 대안으로서 배터리를 이용한 에너지 저장 시스템(BESS, Battery Energy Storage System)이 대두되고 있다. 본 논문에서는 송배전 설비 투자 지연을 위한 BESS의 필요성에 대해 살펴보고 그 핵심 구성 요소인 PCS의 기능과 최신 동향에 대해 기술한다.

전 세계적으로 분산발전 시스템의 중요성이 증대되면서 신재생 에너지가 각 국가에서 차지하는 비중 또한 상이하지만 급격히 증가하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 계통 연계형 태양광 인버터에 기반하여 주요 국가들의 규정에 대해 비교 분석하여 기술하기로 한다. 또한 국가별 계통 운영자의 요구사항을 분석함으로서 계통 규정에서 공통적으로 요구하고 있는 동향을 분석하기로 한다.

대용량 계통 연계형 태양광 인버터는 그 중요성이 부각되면서 현재는 수MW~수백MW에 이르는 발전소 개념으로 시장이 더욱 확대되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 대용량 태양광 발전소에 적합한 멀티 센트럴 구성 방식과 기존 토폴로지의 접근을 통한 시장의 최신 동향에 대해 기술하고자 한다.

The rising popularity of renewable energy sources resulted in development of the units of higher rated powers, where the large-scale plants and grid-connected type solar power systems are increased. Therefore, the importance of grid stabilization, which depends on each country or system-type, has been strengthened by different grid-codes or certifications. In this paper, the control scheme of three-phase photovoltaic system is enhanced, where both injected active and reactive powers are simultaneously controlled with the consideration of the certification of the Germany Association of Energy and Water Industries (BDEW). Experimental results are shown to verify the theoretical analysis.

풀 브리지 dc-dc 컨버터는 일차측의 모든 스위치가 ZVS 턴온을 하여 높은 효율을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나 풀 브리지 dc-dc 컨버터의 입력전압의 값이 낮아지면 전압 이득이 낮아서 출력측의 전압도 낮아진다는 단점이 있다. 이러한 점을 개선하기 위하여 풀 브리지 능동 클램프 회로를 함께 사용하여 입력전압이 낮아지더라도 출력전압을 원하는 값을 유지하도록 한다. 일반적인 전압의 입력에서는 위상변이 방식의 풀브릿지 dc-dc 컨버터로 동작하며, 입력전압이 낮아질 경우 능동 클램프로 제어하게 된다. 일반적인 전압의 입력에서는 위상변이 방식의 풀브릿지 dc-dc 컨버터로 동작하며, 입력전압이 낮아질 경우 능동 클램프로 제어하게 된다. 본 논문에서는 넓은 입력 범위를 갖는 풀 브리지 dc-dc 컨버터를 제안한다. 제안하는 dc-dc 컨버터의 구조와 제어 방식을 소개하며 시뮬레이션을 통하여 회로의 타당성을 확인한다.

본 논문은 LED 구동회로에서 DC/DC 컨버터회로를 분산하여 저발열, 부피저감이 가능한 새로운 구조의 LED 구동회로를 제안한다. 제안된 회로의 특징은 기존 벅컨버터에서 발열이 높고 부피가 큰 부품들을 제거하여 발열을 낮추고 부피를 줄이는 효과가 있다. 또한 전력을 분산시킴으로써 기존회로보다 소자의 전압, 전류스트레스가 감소한다. 제안한 회로를 검증하기 위해 이론적 분석결과를 통해 타당성을 검토하였고 전장용 LED 구동회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

본 논문에서는 출력 인덕터 전류의 리플을 저감할 수 있는 새로운 방식의 위상천이 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 2개의 풀 브리지 인버터가 연결된 구조로 되어 있으며 하나의 풀 브리지 인버터가 고정 위상($0^{\circ}$)으로 동작할 때, 다른 풀 브리지 인버터의 위상을 조절하여 출력 전압을 제어하는 방식이다. 정상 동작 시, 제안회로는 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터에 비해 출력 인덕터 전류 리플이 매우 작고, 2차 측 정류기의 공진 전압도 작아져 출력 LC 필터의 소형화 및 고효율화가 가능하여 대전류 사양에 매우 적합한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고, 450W 전원장치를 시작품으로 제작하여 그 우수성을 확인하였다.

본 논문에서는 전 영역 ZVS가 가능한 양방향 3상 절연형 인터리브드 DC-DC 컨버터의 제어방법에 대해 서술한다. 3상 절연형 인터리브드 DC-DC 컨버터는 모든 스위치가 ZVS동작을 하여 높은 효율을 갖고 3상 구조를 채택하여 전류경로의 분산을 통한 전력전달 능력의 증대 효과 및 입력전류 리플 크기를 줄여주는 인터리브드 효과를 갖는다. 승압/강압 능력이 있는 부스트/벅 컨버터의 구조는 낮은 권선비의 변압기로 높은 승압/강압 전력변환, 에너지원과 부하 사이에 절연이 가능한 구조이며, 인터리브 동작이 이루어짐에도 불구하고 3상을 각각 제어하지 않고 배터리의 전압전류와 출력전압만을 입력받아 벅모드와 부스트 모드 모두 전압, 전류제어를 수행함으로서 시스템의 간략화가 가능하였다. 따라서 본 논문에서는 제안된 DC-DC컨버터의 제어기를 구성하고 실험을 통해 확인하였다.

화석연료의 고갈과 환경문제 때문에 신재생에너지원의 이용은 중요한 문제로 대두되고 있다. 또한 신재생에너지원의 안정적인 공급을 위해서는 에너지 저장장치를 사용해야만 한다. 이러한 이유 때문에 에너지 저장장치를 이용하기 위한 회로에 승압을 위한 컨버터를 병렬로 연결하였을 때 충방전기의 제어기 설계시 승압을 위한 컨버터의 영향을 고려해야만 한다. 본 논문은 에너지 저장장치를 포함한 전력조절장치에서 충방전기에서 나타나는 부스트 컨버터의 입력임피던스를 계산하여 충방전기 설계시 어떠한 영향을 미치는지 소신호 모델링을 통하여 알아보고자 하였다. 충방전기와 부스트 컨버터가 연결이 되어 있을 경우 충방전기 설계시 부스트 컨버터의 소자나 제어에 따라 충방전기의 전달함수에 영향을 주는데 이를 부스트 컨버터의 입력임피던스의 계산을 통하여 어떠한 영향을 주는지 수식적으로 분석하고 이를 MATLAB과 PSIM을 통하여 증명하였다.

이 논문에서는 모듈 통합형 태양광 전력조절기 시스템을 간소화하기 위해서 인버터 스테이지 DSP에서 도통률을 결정하여 지그비를 이용한 무선방식으로 전송하고 이를 모듈에서 직접 PWM으로 변환하여 전력조절기를 제어하는 직접 PWM 제어방식을 제안하였다. 각 모듈의 전압, 전류를 지그비 모듈을 통하여 일정 간격으로 샘플링하여 그 값을 인버터 스테이지 DSP에 보내주고 MPPT 동작을 통하여 최대전력점에 해당하는 시비율을 컨버터에 다시 지그비 모듈을 통하여 무선으로 보내주는, 전압제어루프를 사용하지 않는 직접 PWM을 이용하여 부스트 컨버터를 제어하는 방법을 사용하였다. 제안하는 방식을 증명하기 위하여 50W 태양광 전력조절기, 듀얼 솔라 PV시뮬레이터 그리고 지그비 모듈을 사용하여 그 타당성을 입증하였다.

In high power PV generation system, the solar cell normally generates wide output voltage depending on the insolation, cell's temperature and shade effect. This paper will propose a high efficiency converter allowing the wide input voltage to supply stable voltage with the controller and operation for the PV generation system. The proposed converter consists of two stages comprising SEPIC with a coupled inductor and LLC, which generates 24 V of output at the final output terminal. In this paper, a design method and experimental results with a test-bed of 50 W will be presented to validate the proposed converter.

본 논문에서는 공진탱크만으로 고승압(>10)을 성취할 수 있는 새로운 비절연 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 스위치의 ZVS 턴온 및 다이오드의 ZCS 턴오프가 가능하여 스위칭 손실을 최소화 할 수 있으며 스위치의 전압정격이 출력전압보다 작아 작은 도통손실을 갖는 소자 선정이 가능하다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

An approach to design and analyze an RCD snubber for flyback converters will be introduced. The resonance coordinate provides an easy way to understand the transient period of the switch turn-off and helps to design and analyze the RCD snubber easily. An example of analyzing RCD snubber losses for 40W prototype will be given and experimented to show the effectiveness of the suggested method.

본 논문에서는 직렬공진 컨버터를 이용한 3kW급 차량탑재형 배터리 충전기의 최적설계 방법을 제안한다. 제안한 충전기의 부스트컨버터는 역률보상과 동시에 배터리의 전압 또는 전류제어를 수행하여 절연부 직렬공진컨버터(SRC)를 고정주파수에서 동작시킴으로서 전부하 영역에서 스위치와 다이오드의 ZCS 턴온과 턴오프가 성취되고 모든 소자 정격을 최소화 할 수 있다. 또한 공진소자 공차에 따라 공진주파수가 변동되도 기존 방식과 달리 출력전압 변동이 거의 없고 하드스위칭 전류를 작게 할 수 있는 최적설계방법을 제시한다. 3kW 시작품을 통해 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 최근 직류송전용 컨버터로 많은 관심이 집중되고 있는 MMC(Modular Multi-level Converter)에 대해서 소개하고 있다. 대용량 전압원 컨버터로 MMC가 적합한 이유에 대해서 설명하고, MMC의 동작원리, SM(Sub-Module) dc capacitor voltage balancing 기술, 전체 제어 시스템에 대해 자세하게 설명하고 있다. 제안하는 MMC는 Staircase Modulation 방식으로 사인파형에 가까운 출력전압을 형성하고, Sorting 알고리즘을 구현하여 개별 SM의 커패시터 전압이 균등하게 일정 값을 유지하도록 하였다. 제안하는 MMC의 성능평가를 위하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 3상 11-level MMC를 모의하였다.

본 논문은 동축권선 변압기를 이용한 승압형 플라이백 컨버터에 절연형 스위치드 커패시터 셀을 추가한 새로운 토폴로지를 제안한다. 제안하는 회로는 절연형 스위치드 커패시터 셀의 출력과 플라이백의 출력을 직렬 연결하여 고승압에 유리하고 스위치 온타임과 스위치 오프타임 모두 전력을 전달하여 기존의 플라이백 컨버터보다 향상된 변압기의 이용률을 가진다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 60W급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

본 논문은 배터리 셀 전압의 균등화에 대한 새로운 회로를 제안한다. 제안한 회로는 확장된 다권선 변압기를 이용한 회로로 변압기 사이에 있는 권선을 연결하여 모듈 간의 밸런싱 동작이 이루어지게 하는 회로이다. 밸런싱 성능을 분석하기 위하여 Cantilever 변압기 모델을 사용하였는데 이 모델을 통하여 모듈 간의 밸런싱 편차를 도출하였다. 기존의 회로와는 대조적으로 이 제안된 회로는 모듈화 및 제어가 쉽고 무엇보다도 배터리 수에 제한이 없다는 점이 장점이다. 이것은 고전압을 요구하는 하이브리드 전기 자동차(HEV)와 같은 어플리케이션에서의 밸런싱된 많은 직렬 연결된 배터리 셀 전압에 중요한 이점들이 될 수 있다. 본 논문에서는 이 회로의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하고 6개의 배터리 셀들을 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다.

본 논문에서는 3-레벨 모듈을 이용하여 커뮤테이션 문제를 해결한 교류 쵸퍼를 제안한다. 제안된 컨버터는 두 개의 스위치 및 두 개의 다이오드를 내장한 3-레벨 전력 스위치 모듈과 직류 스너버 회로로 구성됨으로써 커뮤테이션 문제를 해결한다. 또한, 3-레벨 모듈을 이용함으로써 스위치의 전압 스트레스를 감소 시킨다. 제안된 컨버터는 회로 구현이 용이하며, 입력 전압의 극성에 따라 스위치를 제어함으로써 간단한 스위칭 제어 알고리즘을 가진다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 해석을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

This paper proposes a scheme of auto-tuning fuzzy PI controller and input voltage feed forward to control the output voltage of a three-phase Z-source inverter (ZSI). The proposed scheme adjusts the ts (Kp and Ki) in real time in order to find the most suitable Kp and Ki for PI controller and to simplify the controller design. The proposed scheme is verified the validity by experiment and co-simulation in PSIM and MATLAB/SIMULINK both load step change and input DC voltage variation in Z-source inverter, and has compared with the conventional PID control scheme. The experiment results involve of three-phase output voltage, Z-network capacitor voltage and dc-link peak voltage value. By those analysis and comparison, the availability of the proposed method in output voltage transient response quality improving has been verified. Compared with conventional PID method, the proposed method showed a more effective and robust control performance for coping with the severe disturbance conditions.

Z-소스 인버터는 종전의 브리지 인버터와 달리 입력전압에 대하여 높은 전압을 출력할 수 있다. 그러나, 부스트 성능이 높아질수록 전압 및 전류 스트레스가 심해지는 문제가 발생한다. 따라서 최근에 높은 부스트 성능과 낮은 스트레스가 가능한 토폴로지가 연구되고 있다. 본 논문에서는 Switched-Trans Quasi Z-소스 인버터를 제안하였다. 제안된 인버터는 인덕터와 변압기를 이용해 임피던스 망을 구성하는 형태로 높은 부스트 성능을 가지면서 스트레스는 낮다. 제안된 토폴로지는 실험으로 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 3대의 임베디드 Z-소스 컨버터를 이용해 3상 교류전압을 출력하는 3상 임베디드 Z-소스 인버터를 제안하였다. 제안된 3상 인버터는 동일한 교류전압을 사용하는 3대의 임베디드 Z-소스 컨버터를 이용한다. 제안된 3상 인버터는 시뮬레이션과 실험을 통해 그 타당성을 입증하였다.

본 논문은 LED 조명용 구동회로에 적합한 새로운 단일전력단 역률개선 Forward-Flyback 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 기본적으로 Forward 컨버터로서 동작하므로 트랜스포머 자화인덕터 전류의 오프셋을 최소화 할 수 있으며 스위치 오프 시 트랜스포머 자화 인덕터 전류를 Flyback 동작에 의해 출력 측으로 회생시킴으로서 순환전류를 최소화 할 수 있다. 뿐만 아니라 기존 Forward 컨버터의 경우 입력전압이 낮은 영역에서 큰 Dead zone이 존재하므로 고역률의 획득이 어려우나 제안된 회로의 경우 매 스위칭 시 Flyback컨버터 동작을 동시에 수행하므로 높은 역률을 획득할 수 있다. 최종적으로 제안된 회로의 우수성 검증을 위해 24W급 조명용 LED 구동회로의 시작품을 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

AC전원으로부터 DC전압을 얻기 위한 제어정류회로는 신재생에너지의 전력변환장치, UPS, 배터리 충전 장치등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 본 논문은 제어정류회로에서 전원측과 부하측에 직렬아크가 발생했을 때 입출력에 미치는 영향을 분석하였다.

본 논문은 380V DC 배전 시스템의 양방향 전력 흐름 제어와 전력 변환 효율 개선을 위한 고효율 절연형 양방향 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 회로는 비절연형 양방향 AC-DC 정류기와 절연형 양방향 CLLC 공진형 컨버터로 구성된다. AC-DC 정류기의 전력 변환 효율 높이기 위해서 단극성 SPWM 방식을 이용하여 SiC 다이오드와 Anti-parallel 다이오드가 없는 IGBT와 MOSFET를 이용하여 전력 변환 효율을 증가 시켰다. 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 효율을 높이기 위해서 전 범위 ZVS 동작이 가능한 양방향 CLLC 공진형 컨버터를 이용하였다. 5kW 시제품을 통하여 제안하는 절연형 양방향 AC-DC 컨버터의 성능을 검증하였다.

In this paper fundamental features of the arc stability in DC arc furnace of 720V/100kA/72MW have been investigated. Cassie-Mayr arc model has been employed for the target dc arc furnace. In order to characterize the parameters of Cassie-Mayr arc model and the behavior of unstable arc dynamics, the advanced arc simulations of magneto-hydrodynamics (MHD) has been performed. Based on the results of MHD simulation, dc arc dynamic resistance is proposed to be an effective arc stability function reflecting the instability of dynamic arc behavior. The experimental result confirms the usefulness of proposed dynamic arc resistance as arc stability function. The proposed arc stability function can be regarded as an effective criterion for the overall power conversion system to maintain highly stable arcing operation leading to better productivity and reliability.

본 논문에서는 전력변환장치의 고효율화 시대에 맞추어 AC-DC단에는 브릿지리스 PFC, DC-DC단에는 Full-Bridge LLC 공진형 컨버터를 적용하여 전부하 ZVS 동작영역 확보를 통한 고효율의 저전압, 대전류 AC-DC 정류기를 제안하였다. 제안된 AC-DC 정류기는 그린 PC용 전력변환 장치로써 단말형 중앙 집중식 PC rack 시스템에 사용된다. 따라서 19 [V], 105 [A] (2KW) Full-bridge LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하여 실험을 통해 제안된 토폴로지의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 소규모 수용가의 직류 배전 시스템의 타당성을 검증하기 위하여, 가정 및 빌딩용 직류 배전 시스템을 구축하여, 교류 및 직류 전원 공급에 따른 효용성을 비교/검증하였다. 직류 전원을 인가하기 위하여 5대 가전기기(냉장고, TV, 세탁기, 에어컨, 노트북, 컴퓨터)를 직류 전원 인가가 가능하도록 전원 시스템을 변경하였으며, 직류 전원 공급을 위한 양방향 교류/직류 컨버터를 제작하였으며, 직류 전원 인가에 따른 아크 발생을 저감하기 위한 직류 콘센트를 설계/제작하여 직류 배전 시스템을 구축하였다. 또한 LED, 데이터 센터 등 직류 전원이 요구되어지는 분야에 적용하기 위한 고효율 직류-직류 컨버터를 개발하여 적용하고자 하였으며, 에너지 저장장치, 신재생 에너지원과 결합된 직류 배전 시스템을 구성하고자 한다.

DC-DC 컨버터를 인터리브 방식으로 제어하면 출력 전류 리플이 저감되고, 출력 필터 커패시터의 용량을 줄일 수 있다. 하지만 공진(Resonance)을 통해 전력을 전달하는 LLC 공진형 컨버터의 경우 회로를 구성하는 공진 인덕터 및 공진 커패시터의 오차(Tolerance)로 인해 출력 전류 리플의 언밸런스가 심화될 수 있다. 따라서 이를 개선할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 Y결선 정류기를 이용한 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터의 출력 전류 리플 밸런싱 방법을 제안한다. 제안된 방법은 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터와 각 LLC 공진형 컨버터 앞단의 Bridgeless PFC가 독립적으로 추가되어 회로가 구성된다. 3상 인터리브드 LLC 공진형 컨버터는 분할된 위상으로 비독립적으로 제어하며 출력 전류 리플의 언밸런스를 Bridgeless PFC의 출력 전압을 가변함으로써 개선할 수 있는 방법을 제안하고 이를 시뮬레이션(PSIM)을 통해 제안된 밸런싱 방법을 검증하였다.

A bidirectional full-bridge CLLC resonant converter using a digital control method is proposed for a LVDC power distribution system. This converter can operate under high power conversion efficiency since the CLLC resonant network has soft switching capability for primary switches and output rectifiers. In addition, the power conversion efficiency of any directions is exactly the same as each other because of the symmetric structure of the converter. Intelligent digital control methods are proposed to regulate output voltage under any power flow directions. A 5kW prototype converter was designed for a high-frequency galvanic isolation of 380V dc buses using a digital signal processor to verify the performance of the proposed topology and algorithms.

Wireless power transfer (WPT) system studied recently is very attractive because it removes power cables from home appliances, office equipment and battery chargers for electric vehicle. In this paper a pickup design method based on a conventional design method is proposed. A prototype pickup system designed according to the proposed method is constructed and tested, and its validness is verified.

하나의 보빈에 모든 권선을 하는 기존의 방법과 달리, 제안하는 LED TV용 변압기 구조는 여러 보빈에 권선을 나눠서 하는 방식이다. 이로 인하여 일, 이차 사이에 절연 목적으로 사용하던 절연 테이프를 모두 제거함으로써 권선 자동화를 이룰 수 있도록 한다. 제안하는 변압기 구조를 바탕으로 LLC 공진형 변압기를 설계 및 제작하여, 실험을 진행하고 변압기 설계 기술에 대하여 검증한다.

기존 뇌서지에 관한 논문은 정보통신 설비 및 전력계통의 대책에 관한 연구가 진행되어 왔으나, SMPS에 관한 연구는 부진하였다. 따라서, 본 논문에서는 조합파 신호발생기를 통하여 서지전압 인가에 따른 플라이백 컨버터에서의 서지전류 경로를 분석한다. 또한, 새로이 발견한 서지전류로 인하여 발생되는 주요 소자파손 원리를 제시한다. 최종적으로 서지경로 상의 실제 측정 결과를 제시하여 제안 방식의 타당성 및 유효성을 검증하였다.

본 논문은 7kW급의 DCM PFC 회로를 제안한다. DCM 제어방식은 제어기의 복잡성이 단순하여 디지털 제어기 적용이 용이하며 인덕터 사이즈가 다른 방식에 비해 작게 설계됨으로 전력밀도를 높일 수 있지만 입력전압이 높아짐에 따라 역률은 상대적으로 낮아지는 단점이 있다. 본 논문에서는 7kW급 DCM 방식의 Boost PFC 컨버터를 구현하고 전류조형기법을 적용하여 넓은 입력 전압 범위에도 역률이 0.99이상이 되는 것을 실험을 통해 확인한다.

본 논문은 입력전류 리플이 없는 브릿지리스 세픽 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 브릿지 다이오드를 제거하여 도통손실을 줄이고 결합 인덕터와 보조 캐패시터를 사용하여 입력 전류 리플을 제거하였다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 시뮬레이션으로 확인한 후 130[W]급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

본 논문에서는 페이저 변환을 통한 주파수-시비율-가변형 이중 출력 LLC 공진형 컨버터의 포락선 모델을 제시한다. 이를 이용하면 제안 회로의 대신호 및 소신호 특성을 쉽게 파악할 수 있을 뿐 아니라, 전달 함수의 정확한 수학적 해석을 통해 보상기의 설계가 용이해지는 장점이 있다.

기존 위상 변조 PWM 풀 브릿지 컨버터들의 그 단점인 좁은 영전압 스위칭 범위, 큰 순환 전류, 큰 듀티 사이클 손실, 그리고 심각한 이차측 전압 스트레스를 개선 할 수 있는 컨버터를 본 논문에서 발표한다. 제안하고자 하는 컨버터는 일차측에 두 개의 하프 브릿지 인버터들로 구성되어 있으며, 변압기를 통해 이차측에서 직렬로 연결된다. 출력 전압은 두 하프 브릿지의 스위칭 레그들의 위상 변조로 제어 된다. 이차측에는 두 개의 저전류 정격의 다이오드를 추가적으로 갖는다. 이러한 구성으로 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖고, 순환 전류 또한 제거된다. 더불어 이차측 전압 스트레스가 낮아지고, 출력 필터 인덕터의 크기 또한 50%이상 작아진다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증한 결과 또한 발표한다.

본 논문에서는 에너지 저장 장치를 포함한 태양광 발전 시스템에 적합한 고 효율, 저 잡음 특성을 가진 양방향 태양광 인버터를 제안한다. 제안하는 인버터는 태양광 발전 시스템에서의 보다 안정적인 전력운용 위해 계통과 직류 전원간의 전력제어를 수행하며, 무 변압기형으로써 고효율 특성을 가진다. 또한 태양전지와 대지사이에 존재하는 기생 커패시터를 통해 흐르는 누설전류를 제한하여 시스템의 신뢰도를 향상시키고, 저 잡음 특성을 가진다. 최종적으로 제안하는 인버터의 3kW급 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안하는 양방향 인버터에 우수성 및 타당성을 검증한다.

현재 단상 태양광 인버터 분야에서는 고효율을 달성하는 것과 태양전지의 기생 커패시터에 의해 발생하는 지전류를 저감하는 기술이 큰 이슈가 되고 있다. 대중에게 알려진 단상 태양광 인버터 토폴로지로는 풀브릿지, H5, H6, HERIC (high efficiency and reliable inverter concept)등이 있다. 본 논문에서는 풀 브릿지 회로의 바이폴라, 유니폴라 및 하이브리드 변조방식과 H5, H6, HERIC 회로에 대해서 시뮬레이션과 시제품 제작을 통하여 작동원리를 파악하고, 효율과 지전류를 비교하도록 하겠다.

The proposed battery charger presented in this paper is suitable for Lead-Acid Battery and the dc/dc buck converter topology is applied as a charger circuit. The technique adopted in this charger is constant current & constant voltage dual mode, which is decided by the value of voltage of proposed battery. Automatic mode change function is detected by the percentage value of level of battery charging. CC Mode (Constant Current Mode) is operated when charging level is below 80% of the total charging of Battery voltage and above 80% of battery voltage charging, CV Mode (Constant Voltage Mode) is automatically operated. As the charging level exceeds 120%, it automatically terminates charging. The feedback signal to the PWM generator for charging the battery is controlled by using the current and voltage measurement circuits simultaneously. This technique will degrade the damage of proposed type of battery and improve the power efficiency of charger. Finally, a prototype charger circuit designed for a 12-V 7-Ah lead acid battery is constructed and tested to confirm the theoretical predictions. Satisfactory performance is obtained from simulation and the experimental results.

본 논문에서는 전해 캐패시터가 없는 단상 입력 인버터 시스템의 출력 전류 파형 생성 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 모터 제정수에 의한 전압 변화를 고려하여 계통 전류 형태를 정현파에 가깝게 만드는 출력 전류 지령을 구할 수 있다. 운전 조건에 맞는 최적 출력 전류를 수치 해석을 통해 구하고, 이를 참조표로 만들어 사용한다. 제안된 구동 전류 파형 생성 알고리즘에 대해 설명하고, 모의 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 검증했다.

본 논문에서는 영구자석 동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)의 약자속 운전 영역에서 인버터의 비이상적인 특성에 의한 왜곡 전압의 영향을 분석하였고, 이를 고려한 약자속 제어 기법을 제안하였다. 제안된 기법을 적용한 경우 약자속 영역에서 출력 토크가 향상됨을 실험을 통해 입증하였다.

본 논문은 확장형 회전자 자속 모델 기반의 칼만 필터를 이용한 매입형 영구자석 동기 전동기 센서리스 제어에 관한 연구이다. 또한 센서리스 구동의 성능을 향상시키기 위하여 간단한 제정수 추정 방법을 제안하였다. 매입형 영구자석 동기전동기 구동 시스템은 비선형성과 제정수 변동 이라는 문제점을 가지고 있다. 이러한 주요 문제점을 극복하기 위하여, 우선 칼만 필터를 이용한 확정형 회전자 자속 추정을 통해 다양한 노이즈를 포함한 비선형 시스템에서의 높은 성능적 안정성을 가질 수 있다. 제정수 추정 기법 또한 제정수의 변동을 감소시키기 위하여 제안하였다. 본 논문에서 제안한 센서리스 제어방법과 제정수 추정 방법의 타당성을 확인하기 위하여 모의실험과 실제실험 세트를 구성하여 실제값과 실험값을 비교하였다.

본 논문은 매입형 영구자석 동기 전동기의 감자 상황에서의 초기 위치 추정 방법을 제시한다. 신호 주입 센서리스 제어시, 영구자석의 극성을 추정하기 위해 영구자석의 자속에 의한 자기 포화 현상을 이용한다. 그러나 영구자석에 감자가 발생하였을 때는 극성에 따른 포화의 특성이 정상적인 경우와 달라져 전압을 주입했을 때 영구자석의 극성을 잘못 판단하게 될 수 있다. 본 논문에서는 감자 상황에서도 바른 극성 검출을 위해 d축 전류를 변경시켜가면서 전압을 주입하여 영구자석의 극성을 추정한다. 이를 통해 영구자석의 감자 상태를 파악하고, 감자 상황에서도 초기 위치 추정이 가능하게 된다. 정상적인 매입형 영구자석 동기전동기와 동일한 사양의 감자된 회전자를 가진 전동기에 제안된 초기 위치 추정 방법을 적용되어 그 타당성을 실험적으로 입증하였다.

Speed output has ripple such as periodic torque ripple if load torque with periodic ripple was injected in AC motor. In this paper, it is proposed method to reduce speed ripple through novel speed control method. It replaces algorithm to compensate torque ripple. Proposed method demonstrated through simulation using MATLAB SIMULINK.

본 논문은 유도 전동기 센서리스 제어를 위해 자속 추정기로 사용되는 Programmable low-pass filter (PLPF)의 문제점 분석과 그 해결방안에 관한 연구이다. 기존의 PLPF는 추정된 동기 각속도를 극점으로 사용하고 실제 동기 각속도가 추정 값과 동일하다는 가정하에 순수 적분기와의 위상과 크기 오차를 보상한다. 하지만 추정 동기 각속도가 실제 값과 같지 않다면 이때 얻어진 크기와 위상 보상은 적절하지 않게 되고, 결과적으로 PLPF는 순수적분 기능을 제대로 수행할 수 없게 된다. 본 논문은 PLPF의 문제점을 극복하고자 동기 각속도 오차가 고정자 자속의 위상 지연 오차와 비례함을 분석하고, 이를 통하여 동기 각속도 오차를 보상하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 타당성은 실험을 통하여 증명되었다.

본 논문에서는 C-rate, 온도, SOC (State-of-Charge, 잔존용량)를 고려하여 NiMH 배터리를 모델링하였고, 시뮬레이션 결과를 배터리 실험 결과와 비교하였다. 제안한 배터리 모델은 1차 테브난 등가회로를 기반으로 구성하였으며 Matlab/Simulink 환경에서 구현하였다. 모델을 구현하기 위한 실험으로는 정전류, 펄스전류 실험을 하여 가변온도와 다양한 C-rate에서 변하는 파라미터를 도출하였고, 도출한 파라미터는 룩업 테이블을 이용하여 배터리 모델에 적용하였다. 제안된 배터리 모델을 짧은 시간동안 불규칙하게 변하는 전류 패턴에 대한 시뮬레이션과 실험 파형을 통하여 배터리 모델의 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 저가격형 PoE(Power over Ethernet)를 위한 새로운 부하분담기법을 적용한 스위칭 전원 회로를 제안한다. 기존의 PoE 전원회로는 Ethernet 채널 당 제한된 전력용량으로 인해 보다 큰 전력이 요구될 경우 채널별 DC/DC컨버터의 출력을 서로 병렬 접속하여 사용하고 있으며 각 채널별 부하를 동일하게 분담하기 위해 부하분담 IC 및 부가회로가 추가됨에 따라 회로 구조가 복잡하고 부피가 증대되는 단점이 있다. 제안된 PoE 전원회로는 이러한 문제를 해결하기 위해 병렬 연결된 채널 간 부하분담을 별도의 부가회로 없이 일정하게 제어할 수 있다. 제안 회로의 타당성 검증을 위해 이론적 분석 및 50W 급 시작품 제작을 통한 실험결과를 제시한다.

최근 들어 디지털 제품의 급증으로 인해 직류를 사용하는 부하가 증가하고, 태양광, 풍력발전 등의 직류를 생산하는 신재생에너지원의 발달로 인하여 부하에 직류를 직접 공급 할 수 있게 되었다. 직류배전은 가전기기 내부의 전력 변환단계를 줄임으로써 교류배전에 비해 에너지 변환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 직류는 교류와 다르게 고장 전류의 차단이 어렵다. 본 논문은 유도성 부하에서 효과적인 직류차단을 위한 자기소호회로와 아크전압 억제회로를 제안하고 실험을 통하여 그 효과를 검증하였다.

동기 정류 컨버터는 다이오드에서 발생하는 도통손실을 줄이기 위해 정류 다이오드 대신 모스펫으로 대체한 것으로 고전류 응용에서 효율을 높이기 위해 주로 사용된다. 하지만 낮은 부하에서 동기 모드 보다는 DCM 으로 동작하는 것이 효율 향상에 유리하다. 일반적으로 이와 같은 모드 변환 시점을 알기 위해서는 전류의 센싱이 요구된다. 본 논문에서는 전류의 센싱없이 P&O 방식을 통해 모드 변환 시점을 확인하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 자세한 분석과 함께 TI사의 TMS320F28335를 통해 구현하였으며 실험을 통해 타당성 및 효용성을 검증하였다.

본 논문은 넓은 범위에서 변화하는 입력 전압과 출력 전류 조건에서 동작하는 공진형 직류-직류 컨버터의 디지털 제어기 해석 및 설계에 대해 기술한다. LLC 직렬 공진형 컨버터의 전력 변환단 동 특성을 기반으로 디지털 제어기를 해석 및 설계하고, DSP 기능을 내장한 16 비트 마이크로 컨트롤러를 이용하여 제어기를 구현한다. 개발된 디지털 제어기를 150W 공진형 컨버터 보드에 적용하여 설계 이론을 실험적으로 검증하고, 종래의 아날로그 제어기를 적용한 컨버터와의 장단점과 동 특성을 비교 검증한다.

본 논문에서는 피크 전류 모드 제어를 적용한 플라이백 컨버터의 정확한 Control-to-Output Transfer Function을 제시한다. 기존 저주파 극점만으로 간략화 된 모델은 실제 디스크리트 모델(Discrete Model)과 소신호 해석에서 많은 차이를 보인다. 본 논문에서는 정확한 저주파 극점을 유도하고, PSIM을 통한 모의실험을 통해 제안된 모델에 대한 정확성을 검증한다.

기존 1차 측 제어(Primary Side Regulation: PSR) 방식 중 최고의 성능을 보이는 i사의 방식은 DCM에서 동작하는 전류가 0A에 도달했을 때 3차 권선을 통해 1차 측에서 출력전압을 검출하는 방식이다. 기존 방식은 전류가 0A가 되는 시점을 예측하여 검출하는 방법을 사용하기 때문에 트랜스포머의 자화인덕턴스 값의 허용오차에 따라 변동 폭이 커질 수 있다. 본 논문에서는 자화인덕턴스의 크기에 관계없이 기존 방식보다 더 정확하게 검출하는 방법을 제시하고, PSIM을 사용한 모의실험을 통하여 검증한다.

LED 무빙라이트는 기존 할로겐 램프를 사용하는 무빙라이트에 비해 에너지 소모율이 낮고 효율성이 높아 무대용 및 방송용으로 각광을 받기 시작했다. DMX512 프로토콜은 LED를 제어하는 표준 프로토콜 중의 하나이며 무대조명용, 방송조명용, 경관조명용 등의 분야에서 이용되고 있다. 그러나 DMX512 프로토콜은 유선 환경에서 제어되기 때문에 넓은 지역의 조명은 제어하는데 어려움이 존재하며 제어선들의 복잡성, 유지/보수의 어려움 등의 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 유선 환경에서의 문제점을 해결하기 위해 무선통신을 이용하여 DMX512 프로토콜을 무선으로 제어할 수 있는 조명제어시스템을 설계한다.

본 논문에서는 LED 구동용 전원장치의 필터커패시터와 변압기 권선비에 따른 MOSFET의 전압 정격 및 스위칭 손실 특성 등을 다루었다. 스위칭 손실을 최소화 하려면 변압기 권선비를 최적화할 필요가 있다. 또한 필터커패시터 값이 MOSFET의 전압정격에 영향을 미치므로 이를 고려한 설계가 필요함을 확인하였다.

The proposed dc-dc convertor for a battery energy storage system(BESS) can reduce the power rating and bidirectional power flow. This system consist soft-switching bidirectional dc-dc converter so it can reduce the energy loss when charging and discharging mode. Thus it can achieve high efficiency. Also, overall system utilizes the voltage compensation circuit. It is composed of small size and low cost due to reducing the power rating. In this paper, we proposed system about verified by simulation.

본 논문에서는 과변조 영역에서의 전압변조방식에 따른 리플 분석에 대하여 설명한다. 일반적으로 과변조 영역에서의 제어는 제어가능한 속도영역의 확장과 동특성 향상을 위해 이용된다. 전압 지령이 출력 가능한 전압 변조 영역 이상으로 상승되는 경우, 이를 출력 가능한 전압 범위내로 지령을 수정하게 되는 데, 이 때 출력해야할 전압 지령과 출력 가능한 전압 사이의 오차는 전류제어 수행에 리플로 발생한다. 본 논문은 이러한 과변조 영역에 대한 분석에 있어 데드타임이나 최소 PWM 출력이 고려된 전압 변조 방식에 대해 고찰한다. 이에 대한 전압 및 전류 리플 분석을 통해 과변조 영역에서의 적절한 전압 변조 방식에 대해 알아본다.

본 논문은 가변 조정계수를 이용한 적응형 MPPT 제어 기법을 제안한다. MPPT 제어 루프가 소신호 모델링을 통해 구성되며, PV array 의 동작점에 상관없이 MPPT 제어의 성능을 일정하게 유지하기 위한 가변 조정계수가 결정된다. 가변 조정계수는 오차에 대한 근사화된 곡선맞춤 다항식을 통해 결정되며, 이를 통해 사용자가 원하는 MPPT 의 동특성과 안정성을 전 MPPT 영역에 걸쳐 확보할 수 있다. 제안된 MPPT 기법의 타당성은 3KW 급 시스템에 대한 실험을 통해 검증한다.

대부분 소형풍력발전은 운전 범위 이상이 될 경우 시스템 보호를 위해 Dump Load 방식 또는 전기자 반작용을 사용하며 순간 단락 시 돌발 단락 전류에 의해 풍력 발전기의 기계적 손상이 발생 된다. 본 논문에서는 ATmega 128을 이용한 PWM의 제어 방식 적용하여 돌발 단락 전류 억제하는 시스템을 구성 하고자 한다.

최근 LED의 빠른 성장과 새로운 개발이 이루어지면서 이를 이용한 응용제품의 개발과 기존 조명을 대체하려는 연구가 활발히 진행 되고 있다. 기존의 LED PCB Ass'y와 구동드라이브는 분리형으로 Size및 소자의 개수가 많아 cost및 신뢰성 부분에 제약이 따른다. 이에 대한 보완점을 찾기 위하여 본 연구에서는 새로운 LED 구동 드라이브를 제안하였다. 회로의 부하를 LED Module로 구성하여 피크 전류를 완화하여 LED 동작 및 전류제어가 가능 하고, 부하에 저항만 있을 때의 전압, 전류의 출력파형이 플리커 현상을 보이는 부분이 사인파로 조정된 모습을 확인 할 수 있다. 본 연구 에서는 기존 LED 드라이브의 많은 제약적인 부분을 보완하기 위해 출력되는 전압, 전류의 파형이 부하에 따라 변화하는 모습을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

LabVIEW is faster than text language based program regarding development time and can monitor the output of data fast without the separate compiling work as the graphic-based graphical programming language. And, its coding is fast because it is designed by connecting the function with the wire and its has the merit of relatively intuitive UI. In this paper, data transmission and receiving between the program that is implemented in C language as CAN communication method that is strong against noise and used in power electronics application field variously and LabVIEW based program are explained. And, the design of LabVIEW based CAN communication program, data analysis and GUI screen composition that is convenient for monitoring are shown.

최근 각광받고 있는 반도체 발광 소자를 이용한 고체 상태 광원(Solid State Lighting)은 기존 광원에 비해 고효율이어서 에너지 절약적 측면에서 대두되고 있다. 점광원인 LED에 비해 면광원인 OLED는 두께를 얇게 구현할 수 있고, 다양한 모양으로 광원의 구현이 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 효율적인 OLED 조명 구동을 위해 넓은 입력전압 범위를 지니는 Buck-Boost 컨버터를 제안한다.

Recently the interest in wireless power transfer have been studied. ECR (Electromagnetic Coupled Resonance) device, depending on the size of the frequency characteristics of the structure, increasing in volume and larger volume of wireless power transmission device to make use of ECR is a big barrier. So to solve this problem for ECR device miniaturization and high efficiency has been actively studied. In this paper, the size of the device for ECR IM (Impedance Matching) by applying a one-turn coil circuit, remove the device in the form of ECR Network Analyzer measured by removing the one-turn coil has demonstrated the possibility of the device in the form of ECR.

With wireless power transfer the of ECR device the designed with a high-frequency and high frequency AC power to the device that may enter the high-frequency switching inverter to be possible. In this paper, is designed to 2MHz switching frequency by using ECR device capable of 2MHz Class ${\Phi}_2$ inverter was designed as a wireless power transmission.

본 논문에서는 MOSFET의 전계효과를 이용하여 LED 조명용 전력변환기 출력의 전류 리플을 최소화 하는 방법과 이로 인하여 발생하는 스위칭 손실을 최소화하는 기법을 제안한다. 제안하는 방식은 MOSFET의 선형영역을 사용하여 출력 전류를 제어함으로써, 전력변환기의 출력 전류에 리플이 발생하지 않는다. 이러한 방식은 스위칭 방식의 전력변환 회로에 비하여 출력전류리플이 상대적으로 매우 작기 때문에, 수동필터를 최소한으로 설계할 수 있는 장점을 갖는다. 제안된 방법을 전통적인 Buck 컨버터에 적용하고 시뮬레이션을 통하여 제안된 회로와 알고리즘의 이론적 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 산업장비 및 전자기기의 전원회로에 폭넓게 사용되는 플라이백 컨버터의 변압기를 기존 샌드위치 권선방식의 변압기가 아닌 동축 변압기를 사용하여 다출력 플라이백의 출력전압 변동을 최소화 하는 방법을 제안한다. 제안된 방법의 동축 변압기는 1,2차 측 커플링이 기존의 샌드위치권선 변압기 보다 우수하여 누설 인덕턴스를 최소화 할 수 있으며 이에 따라 부하 변동에 따른 출력전압의 변동을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 45W급 플라이백 컨버터를 제작하여 동축변압기를 통한 개선된 다출력 플라이백 컨버터의 출력전압 변동특성을 검증하였다.

플라이백 컨버터는 SMPS의 전원회로 중 가장 많이 쓰이고 있는 컨버터이다. 최근 들어 원가 절감을 위한 Primary Side Regulation(이하 PSR)기술이 활발히 진행 중이다. 이 기술의 단점 중 하나는 직접적으로 제어하는 전압이 출력전압이 아니라 보조권선 전압이므로 변압기 커플링에 따라 실제출력전압에 약간의 오차가 생길 수도 있다는 것이다. 본 논문은 이를 감안하여 플라이백 컨버터의 트랜스포머를 기존의 방식들이 아닌 동축권선 방식을 적용하여 만듦으로써 보다 우수한 커플링으로 인해 출력전압의 오차가 거의 없음을 보여준다. 간단한 PSR의 원리에 대해 설명하고 커플링 계수를 비교한 후 UC3844를 이용한 Flyback converter를 이용하여 검증하였다.

본 논문에서는 Push-Pull 방식의 DC/DC 컨버터를 기초한 새로운 MIC 토폴로지를 제안한다. Push-Pull 컨버터의 변압기의 중간탭에 스위치를 추가하여 입력전류량을 제어하고 인버터는 Unfolder 형태로 스위칭하여 계통과 연계한다. 제안된 토폴로지는 PSIM 시뮬레이션을 통하여 MIC에 적합한 회로임을 검증하였다.

본 논문에서는 탭 인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 탭인덕터를 적용함으로써 권선비에 따른 시비율을 조절 할 수 있어 극단적인 승압시에도 부스트 컨버터의 도통율을 적절히 유지할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 탭인덕터 부스트 컨버터 사용에 따른 효율 향상도를 예측할 수 있도록 손실을 분석 하였다. 제안하는 컨버터는 정상상태 연속모드(CCM)에서의 동작특성을 분석하였으며, 60W급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 효율을 분석하였다.

이 논문에서는 모듈통합형 태양광 전력조절기 시스템을 간소화하기 위해서 원격 DSP에서 전압 제어와 MPPT 제어를 통해 최대 전력 점에서의 제어 전압을 결정하여 이를 무선 방식으로 전송함으로써 전력조절기의 동작을 제어하는 원격 전압제어 방식을 제안하였다. 각 모듈의 전압, 전류 값을 원격 DSP에 무선으로 전송하고 DSP 내의 전압 제어기와 MPPT 제어기 연산을 통해 최대 전력점의 제어 전압을 구하고 모듈에서 이를 이용해 전력조절기의 동작을 제어하게 된다. 제안하는 방식을 증명하기 위하여 지그비 모듈을 사용한 50W 태양광 전력 조절기 하드웨어를 제작하여 그 타당성을 입증하였다.

현재 철도차량 전력변환 장치의 소형, 경량화 필요성이 제기되고 있으며 이에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그 중 공진형 컨버터를 적용한 전력변환 장치가 하나의 대안으로 되고 있다. 본 논문에서는 철도차량용 공진형 컨버터 구현을 위한 변압기 설계에 관해 기술하였다. 실제와 유사한 공진 특성 및 성능을 구현하기 위해 설계 사양에 따른 변압기 모델링을 하여 시뮬레이션에 적용하였으며, 설계한 변압기를 적용한 시작품 공진형 컨버터를 제작하여 동작을 확인 하였다.

본 논문은 루엔버거 관측기를 이용하여 직류링크 전압을 추정하고 추정치와 측정치를 비교하여 전압센서의 고장을 진단하는 방법을 제안한다. 또한 전압센서 고장 시에 추정치를 이용하여 제어함으로써 전압센서 고장 허용제어가 가능함을 보인다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 그 타당성이 검증된다.

그린 에너지에 대한 연구가 활성화 되면서 태양광전지의 효율에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 그중 제일 중요한 주제는 태양광 전지 관련 MPPT 제어이다. 태양전지에서 MPPT 제어는 효율을 높이기 위해 꼭 필요하지만, MPPT 제어는 대부분 대형 태양전지에서 적용되고 구현비용이 높아 소형 태양전지에 적용하기 어렵다. 그러므로 소형 태양전지를 대상으로 간략화된 MPPT 제어를 적용하고 시뮬레이션과 실제 배터리 충전 시스템을 구성하여 그 타당성을 알아보았다.

본 논문에서는 저전압 대전류응용의 양방향 절연형 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 직렬 공진형 컨버터를 이용한 2단 방식으로 비절연 컨버터가 전압 및 양방향 제어를 하며 절연부는 고정듀티와 고정주파수로 동작시켜 전 부하영역에서 ZCS 턴온 턴오프가 가능한 장점을 갖는다. 12V, 1000A 시작품으로 제안한 방식의 타당성을 검증하였으며 강압시 최대효율 98.5%, 승압시 최대효율 98.6%를 달성하였다.

단상 풀브릿지 인버터는 직류전원에서 가변 주파수 전압을 발생시키는 전력변환기다. 또한 이를 근본으로 많은 곳의 산업현장에 응용되며 실제 가정생활이나 신재생 에너지의 변환 장치로 많이 사용된다. 또한 많은 MCU의 발달로 인해 PWM변조 방식의 인버터가 개발되는 상황이다. 이러한 경우 기존의 단상 풀 브릿지 인버터의 THD는 3-LEVEL로 THD의 특성 개선의 한계가 있는 것이 현재의 상황이다. 본 논문에서는 단상 풀브릿지의 인버터를 기본으로 개선된 토폴로지를 구현하여 THD의 특성을 한 단계 높인 방법을 제안하고자 한다.

This paper deals with 22kW IPMSM drive inverter for E-Tractor. First it introduces about hardware structure of inverter using developed MOSFET Module. Then it explains motor control algorithm. Also performance of IPMSM drive system is confirmed through experiments.

본 논문에서는 태양광 발전 시스템에서 발생하는 저차 고조파를 저감하는 기법을 제안한다. 태양광 발전 시스템에 포함된 단상 인버터는 기본파의 2배 주파수를 가지는 2차 고조파를 만들어낸다. 이 저차 고조파는 컨버터 전류의 리플로 작용하여 태양전지의 출력을 최대로 높이는 최대전력점 추종기법의 효율을 저감시킨다. 본 논문에서는 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 발생하는 저차 고조파를 분석한다. 그리고 추가적인 하드웨어 소자 없이 비례공진 제어기를 사용한 새로운 전향보상 성분을 통해 효과적으로 제거한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 바탕으로 타당성을 검증한다.

In this paper, the operation of current-fed quasi-Z-source inverter (QZSI) with buck-boost function, improved reliability, and regeneration capability is analyzed. The modified space modulation technique for controlling effectively both shoot-through time and zero voltage time is suggested. The simulation result is carried out in order to verify the performance of proposed technique.

Z-소스 인버터는 스위치의 암 단락과 개방을 이용한 인버터로써 기존의 전압형과 전류형 인버터의 단점을 개선하면서 승압 및 강압 기능을 동시에 가질 수 있다. 하지만 주전원과 스위치 회로 사이에 위치한 임피던스 네트워크 때문에 스위칭 소자에 과도한 전압 오버슈트가 발생하며, 암 단락으로 인한 스위칭 손실이 기존의 전압형 인버터보다 증가하게 되는 단점이 있다.. 본 논문에서는 소프트 스위칭구현이 가능한 무손실 스너버를 적용한 소프트 스위칭 trans-Z-소스 인버터를 제안한다.

In this paper, novel three-port active power decoupling (APD) method for applying 250[W] micro-inverter. This type using third port for active power decoupling stores the surplus energy and supplies sufficient energy to grid. Conventional decoupling circuit is applied in single phase grid connected micro-inverter especially single-stage configuration like flyback-type DC-AC inverter. In this passive power decoupling method, electrolytic capacitor with large capacitance is needed for decoupling from constant DC power and instantaneous AC power. However the decoupling capacitor is replaced with film capacitor by using APD, thus the overall system can achieve smaller size and long lifespan. Proposed three-port flyback inverter is verified by design and simulation.

본 논문은 계통연계형 인버터의 병렬 운전 시 생기는 문제점을 해결하기 위한 방안으로 커플링된 필터 인덕터를 제안한다. 이 방식은 필터 인덕터의 전류 리플의 감소효과와 함께 인터리빙 기법을 적용하여 커플링된 필터 인덕터의 출력 전류 리플 또한 감소시킨다. 인덕터 전류의 리플 감소를 통해서 인덕터의 코어손실 감소 효과는 물론이고, 필터 인덕터의 커플링을 통해서 두 개의 인덕터가 하나로 합쳐짐에 따라 그 부피 또한 감소시킬 수 있으며, 병렬 운전하는 인버터간 순환전류 또한 저감되는 효과가 있다. 10kW 시제품을 통해 제안된 방식 우수성을 검증하였다.

본 논문에서는 가변속 풍력발전시스템을 위한 최적속도의 PSF(Power Signal Feedback) MPPT 제어를 제안한다. 풍속센서를 이용한 데이터 수집이 요구되지 않으며 공기밀도, 출력되는 전력 피드백 값을 이용하여 시스템 속도 제어를 위한 지령속도를 출력하여 최대 전력점을 찾도록 하는 제어 방법으로, PSIM 프로그램 결과를 통해 본 논문의 타당성을 입증한다.

본 논문은 계통 연계형 인버터에서 FFT를 이용한 선택적 고조파 제거 알고리즘을 제안한다. 제안하는 FFT 기법은 별도의 게인 튜닝 없이 직접제어가 가능하며, 노이즈에 강인한 특징을 가진다. 기본적으로 신재생 에너지원을 통해 계통 연계 인버터는 계통에 전력 공급할 뿐만 아니라 계통 전원 전류에 나타나는 저차 고조파를 선택적으로 제거할 수 있다. 제안된 제어 전략의 타당성을 실험을 통하여 검증하였다.

본 논문은 LVRT 제어를 위한 계통 사고 상황에서도 정확한 위상각을 검출하기 위하여 일반화된 2차 적분기(Second Order Generalized Integrator)를 이용한 정상분 전압 검출을 기반으로 하며, 주파수 변동에도 강인성 제어가 가능한 DSOGI (Double Second Order Generalized Integrator) FLL(Frequency locked loop)을 제안한다. 실험을 통해 종래의 SRF(Synchronous reference frame) PLL, DSOGI PLL 제어와 비교, 분석을 통해 본 논문의 타당성을 입증한다.

전해 커패시터는 인버터 등을 포함하는 전력 변환 장치에 직류 전압 평활용으로 사용되며, 다른 구성 요소와 비교하여 고장 발생률이 가장 높다. 본 논문은 이러한 전해 커패시터의 상태를 진단하는 방법에 대한 것으로 커패시터 전압의 충, 방전을 이용한다. 전해 커패시터가 충전된 상태에서 전동기에 전류를 인가함으로써 커패시터에 충전된 에너지를 방전 시키고, 방전된 에너지로부터 커패시턴스를 추정한다. 정상 상태의 커패시터와 열화된 상태의 커패시터의 용량 변화로부터 커패시터의 상태를 판별한다. 본 논문에서 제안된 기법은 상용 인버터에 적용하는 데 추가의 하드웨어가 필요하지 않아 저가로 구현할 수 있으며, 커패시터 용량의 변화를 신뢰성 있게 추정할 수 있기 때문에 커패시터 고장진단에 효과적이다.

According to the climatic characteristics of the wind power output is difficult to predict and a severe strain due to a change in output has been very influential in the grid. Jeju Hangwon wind farm, many of the wind generator is installed in a wide area because it is not have this device that artificially Smoothing is needed. In addition, By the requirements of the power company active power supply / control and improve power system reliability and energy storage during the peak demand for electricity using the energy stored in the power supply is needed. In this paper, Unit 12 in Jeju Hangwon demonstrated 0.5MW PCS and energy storage system associated with the wind through the stabilization of output and the leveling of output and test results will be introduced.

본 논문에서는 입력 단 센서를 제거한 태양광 AC 모듈 인터리브드 플라이백 인버터의 최대 전력점 추종 및 전류 평형 제어 기법을 제안한다. 기존 제어 방식들의 수행을 위해서는 입력 전압 $V_{pv}$, 입력 전류 $I_{pv}$ 센서와 각 상 스위치 단의 전류 센서들이 필요하나 4개의 센서와 주변 회로는 AC 모듈의 사이즈, 부피 및 가격을 증가시킨다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 제안하는 방식은 각 상의 전류 센서만을 사용하여 최대 전력점 추종 및 전류 평형 제어를 동시에 수행한다. 제안한 시스템의 타당성을 이론적 분석과 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 연구에서는 실증기능 구현을 위해 75KW로 설계된 리튬-폴리머배터리(Lithium Polymer Battery 이하 배터리)와 ESS(Energy Storage System) 내장형 Hybrid-PCS(이하 PCS)을 이용하여 불균일한 풍력 발전원에 대한 Smoothing 제어 및 정출력 제어 대한 연구를 진행 하였다. 잦은 전류 변동으로 인해 발생되는 출력 변동의 안정화를 위해 인버터 전류제어, 벅/부스트 전압제어 기법을 사용하였다. 최적의 Smoothing 제어를 위한 필터 계수 값을 찾기 위한 시험을 진행 하였으며 Energy shift을 위한 정출력 시험도 진행 하였다. 또한 각 제어 모드에서 ESS 중요 파라미터인 SOC(State Of Charge 이하 SOC)변화를 배터리 특성과 관련하여 분석해 보았다.

In this paper, the mode control method for improving efficiency in photovoltaic AC module type interleaved flyback inverter. The proposed mode control method to increase the efficiency at the low power.

그리드 연계 인버터의 주파수 위상 동기를 위해 사용하는 SRF PLL의 입력함수를 Vq및 Vd 전압을 복합적으로 사용하여 응답특성을 개선시켰다. 기존의 SRF PLL에서 Vq만을 이용한 구조는 위상범위 [$-{\pi}/2$, ${\pi}/2$]에서만 선형 동작이 가능하지만, 제안된 구조는 $2{\pi}$ 영역 모두에서 선형 동작이 가능토록 하였다. 시뮬레이션으로 위상차 ${\pi}$에서 기존 SRF PLL의 부동작을 확인하고 제안된 방법의 속응성을 보였다.

최근 전력변환 분야에서 고압 인버터의 요구가 증가함에 따라 국내외 Drive 업체에서 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 현재 LS산전에서 양산되고 있는 Cascaded H-Bridge(이하 CHB) Type의 멀티레벨 인버터와 더불어 1981년 Nabae 교수에 의해 처음 제안된 3-Level Neutral Point Clamped(이하 NPC) Type의 멀티레벨 인버터는 최근 그 성능 및 신뢰성에 대한 검증이 많이 이루어 졌으며 경쟁사인 ABB/YASKAWA/TMEIC사(社) 등에서 실제 제품화가 되고 있다. 본 논문에서는 현재 LS산전에서 개발중인 3-Level NPC 인버터 기반의 5-Level NPC 인버터의 System 최적화를 위해 양산중인 CHB Type의 멀티레벨 인버터와 그 특성을 비교하여 해당 인버터 개발에 대한 타당성을 검증하였다.

The electric motor is essential to drive turbo machinery. In order to overcome the speed limitations of general motors, the inverter is used to perform high speed to tens of rpm. The high speed drives are widely used in many applications such as turbo blower, turbo centrifugal compressors, and pump using air bearing technique. Starting of high speed motor can cause step out, stall, oscillation of motor because the phase inductance is much smaller than that of ordinary motor. This paper studied on the starting characteristic of variable speed centrifugal chiller considering high speed motor characteristics. Finally, the superiority of the inverter is verified by experimental results.

본 논문에서는 인버터 모드 기능을 가지는 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터를 제안하였다. 제안된 시스템은 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 암단락 스위치 단에 PI제어가 된 양 방향 벅-부스트 컨버터를 연결하였다. 양방향 벅-부스트 컨버터에서 직류를 입력하는 모드를 인버터 모드라고 하고, 양방향 벅-부스트 컨버터에서 직류를 출력하는 모드는 컨버터 모드라고 한다. PSIM시뮬레이션에 의하여 인버터 모드 동작 시에는 직류 12V를 암단락 스위치단에 입력하여 AC_Load에 교류 전압를 출력하고, 컨버터 모드 동작 시에는 AC_Load에 교류 전압를 출력함과 동시에 암단락 스위치단에 연결된 DC_Load에 직류 전압을 일정하게 출력할 수 있음을 확인하였다.

최근 신재생 에너지 발전과 더불어 고효율, 고품질의 대용량 계통 연계형 발전에 대한 수요는 증가하고 있는 추세이다. 또한 스위치 소자값이 저렴해짐에 따라 새로운 멀티레벨 인버터에 대한 토폴로지 연구가 활발히 진행되고 있다. 멀티레벨 인버터는 레벨을 증가시킴으로서 THD 감소와 고효율을 이룰 수 있는 반면, 다수의 DC 전원이 필요한 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 하나의 DC 전원을 입력하면 독립적인 3개의 DC 전원을 출력하는 멀티레벨용 DC/DC 컨버터를 제안한다.

This paper suggested a fuel cell generation system which combined interleaved full-bridge converter with half-bridge inverter. High ratio step-up converter is essential to use the power as general voltage source. Full-bridge converter has high efficiency and can boost the input voltage to high output with transformer. With series connected capacitors, interleaved full-bridge converter and half-bridge inverter are combined. Half-bridge inverter has two fewer switches compared to full-bridge type. Also, switching loss can be reduced. The performance is verified through simulation with 1.5[kW] fuel cell generation system.

플라이백 컨버터는 다른 컨버터에 비해 간단한 구조를 갖고 있기 때문에 가장 많이 쓰이는 저전력용 컨버터 중 하나이다. 일반적으로 플라이백 컨버터에 있는 변압기를 전기적 등가회로를 이용하여 해석 해 왔다. 하지만 컨버터의 정밀한 특성을 필요로 하는 최근 추세로 변압기를 근사적으로 표현하는 전기회로의 사용에는 한계가 있다. 이에 플라이백 컨버터 변압기를 Gyrator Capacitor 모델링을 하여 이해하기 쉽고 정확한 분석과 설계를 가능하게 하고자 한다.

In this paper, we present an experimental results of 15kV class high-volatge power supply using the LLC resonant half-bridge converter for CNT lamp. The resonant current of the LLC resonant half-bridge converter prototype in the steady state was stable. The output voltage of prototype converter was maintained at about 15kV in the steady state.

본 논문은 단상 양방향 PWM 컨버터와 공진형 컨버터를 이용한 AC-DC 전력변환 장치를 제안한다. 공진형 컨버터는 변압기의 누설인덕턴스와 정류부의 커패시터를 이용하여 ZCS, ZVS를 얻는다. 제안된 컨버터 설계를 설명하며 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 제시한다.

본 논문은 상용계통의 전압에 불평형 및 왜곡이 있을 경우, 양방향 인버터의 동작에 영향을 주어 발생하는 계통전류의 불평형 및 왜곡을 보상해 주는 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 3상 계통시스템은 공통 입력단자에 단상 부하 및 비선형 부하가 3상 부하와 같이 연결될 수 있으므로 종종 불평형과 왜곡이 발생한다. 이러한 불평형 및 왜곡상황에서 3상 양방향 인버터를 일반적인 방법으로 제어할 경우, 계통의 입 출력 전류의 불평형 및 왜곡 문제가 발생한다. 본 논문에서는 제어기 상에서 왜곡성분을 추출하고 이를 제어기의 출력에 보상하여 줌으로써 간단한 보상기법을 제시하며, 모의실험을 통하여 그 효과를 검증한다.

연료전지는 매우 늦은 응답속도를 가지므로 부하 증가시 Li-Ion 배터리나 슈퍼 커패시터 같은 별도의 에너지 저장장치로부터 필요한 전류를 공급받도록 구성되는데 이들 사이에서 전력전달을 위해 DC-DC 컨버터가 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 상태평균화 기법과 PWM 스위치 모델을 사용하여 DC-DC 컨버터를 해석하고 시뮬레이션 하였다. 또한 배터리 등가회로를 구성해서 배터리 등가 임피던스를 고려한 이중루프 제어기를 설계하고 정전류/정전압 충전모드 시뮬레이션을 통해 효과를 확인하였다.

본 논문에서는 태양광 발전시스템에서 사용되는 벅 컨버터의 새로운 모델을 제시하고, 선형화하여 모델링하였다. 이 모델을 통하여 전류와 전압 제어기를 설계하고, 그 특성을 MATLAB과 PSIM으로 모의실험하여 검증하였다.

3상 전류형 인버터는 3상의 전류원을 정류하여 직류로 내보내는 대표적인 전력변환시스템이다. 3상 전류형 컨버터의 효율을 극대화 시키는 연구가 활발히 진행되고 있는 현재 시점에 스위칭시퀀스를 간략화 하여 스위칭횟수를 감소함으로써 스위칭 손실 저감시킴은 전체 시스템 효율에 긍정적인 영향을 미친다. 본 논문에서는 3상 전류형 컨버터의 기존 스위칭시퀀스를 간략화 함을 통해 스위칭 절환을 최소로 하는 3상 전류형 컨버터의 제어기법에 대해 제안을 하며, 그 유효성을 PSIM 시뮬레이터와 실험을 통해서 검증한다.

The characteristics of wireless power transfer is achieved at high frequencies in short range magnetic resonant wireless power transfer system. Use PFC pre-regulator for power supply of high frequency inverter. Supplied power to high power factor and high efficiency. Accordingly, the input voltage is 110V-220V. The designed of 175W Class with the output voltage of 385V. As a experiment result, maximum power factor and maximum efficiency measured 99% and 97% respectively. Therefore, in this paper, the design of a inductor which is the most important element in PFC converter for short range magnetic resonance wireless power transfer system was studied. Used an CS330125 core through the designed of 175W class. Examination results power loss was 0.2%.

In this paper, current-fed soft switching push-pull converter for Photovoltaic AC module was proposed. The theoretical analysis of the proposed converter is verified by simulation and experiment.

수냉형 인버터는 냉각 시 칠러를 사용하게 되는데 칠러는 입력 냉각수의 온도가 높을수록 열교환 효율이 높아져 소비전력이 감소한다. 하지만 인버터는 입력 냉각수의 온도가 높을수록 손실이 증가하게 되므로 수냉형 인버터는 각각의 출력 부하에 따라 최대 효율 점이 존재한다. 본 논문에서는 각각의 출력 부하에서 냉각수 온도 제어를 통해 수냉형 인버터의 최대 효율점을 추적하는 방법을 제안한다.

본 논문에서는 신재생에너지원인 1.5MW 풍력발전기가 연계된 계통에 2MVA/500kWh BESS(Battery Energy Storage System)를 적용하여 실증시험을 수행한 결과를 기술하였다. 풍력발전기의 출력 전력을 측정하여 제어 알고리즘에 따라 충, 방전 지령값을 계산하는 상위제어기 EMS와 BESS를 연동하여 운전하였다. 이를 통해 BESS를 이용하여 풍력발전기의 출력이 심하게 변동하여도 계통으로 송전되는 전력을 안정적으로 제어할 수 있음을 검증하였다.

본 논문에서는 저항성 수하제어 방식과 단일루프 강인 전압 제어기를 적용하여 단상 UPS 인버터의 비통신선 방식 5-병렬 운전 결과를 기술한다. 단일 루프 강인 전압 제어기를 이용해 단상 3kVA UPS 인버터 5대로 병렬운전 환경을 구축하였고, 저항성 주파수-전압 강하 방식의 수하 제어를 이용하여 저항 부하와 선형 부하에 대한 전력분담 특성을 PSIM 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

본 논문에서는 3상 4선식 UPS 인버터에 대한 저항성 수하 제어 방식 병렬운전 알고리즘을 제안하고, PSIM 시뮬레이션을 통해서 제안된 병렬운전 알고리즘과 강인 전압제어기를 적용한 2병렬 UPS 인버터의 운전 결과를 제시한다. 3상 UPS 인버터 2대로 병렬운전 환경을 구축하였고, 주파수-전압 강하 방식의 저항성 수하 제어를 이용하여 저항 부하, 유도성 부하, 비선형 부하에 대한 전력분담을 확인하였다.

In the three-phase power system using the three-phase load, when any one-phase is open-phase, the unbalanced current flows and the single-phase power supplied by power supply produces over-current. As a result, the enormous damage and electrical fire can be given to the power system. In order to improve these problems, this paper is proposed a new control circuit topology for open-phase protection using semiconductor devices. Therefore, the proposed open-phase protection device (OPPD) enhances the sensing speed and precision, and has the advantage of simple fitting in the three-phase distribution panel in the field, as it manufactures into small size and light weight. As a result, the proposed OPPD minimizes the electrical fire from open-phase, and contributes for the stable driving of the power system.

본 논문은 가정용 8kWh 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)을 제안한다. 제안하는 시스템은 신재생 에너지원으로 태양광, 에너지저장 장치로는 리튬 배터리가 적용되는 시스템으로, 단상 계통과 병렬로 연결되어 태양광 및 배터리의 직류전력을 상용 주파수 및 전압의 교류전력으로 변환하는 제어가 가능하며 또한, 계통의 교류전력을 배터리에 필요한 직류전력으로 변환하는 양방향 시스템이다. 제안하는 ESS의 제어 및 모니터링을 위하여 추가로 HMI(Human Machine Interface) 및 HMI 제어기를 사용하였다. HMI는 ESS를 원하는 형태로 동작시킬 수 있으며, 현재 시스템의 동작모드, 전력량, 배터리 정보 등의 표시 및 장애 이력을 관리한다. 그리고 HMI, PCS, 및 BMS는 서로 CAN통신으로 정보를 교환하도록 설계하였다.

정밀한 작업 공정을 요구하는 산업 현장의 전압 새그 보상이나 각종 장비의 전력 품질 시험을 하기 위해서는 전압 새그 발생의 환경 요건이 필요하다. 그러나 3상 계통 전압은 사용자가 임의로 전압 새그를 발생시킬 수 없기 때문에 장비의 성능 검사 및 각종 시험을 하기가 어렵다. 현재, 여러 가지 전압 새그 보상장치가 개발되고 있으며 이러한 장비의 성능을 검증하기 위해서는 가격이나 품질 면에서 우수한 전압 새그 발생기가 필요하다. 전압 새그 발생기를 통한 시험으로 전압 새그 보상장치의 신뢰도 향상과 예기치 못한 상황에 대한 대책을 강구할 수 있다. 본 논문에서는 전압 새그의 크기와 위상, 그리고 발생하는 구간을 조절할 수 있는 3상 전압 새그 발생장치를 설계하고 그 동작을 3kVA 프로토타입을 제작하여 확인하였다.

본 논문에서는 리튬 이온(Li-ion) 배터리의 열화과정 및 SOH(State-of-Health, 잔존수명) 판별방법에 대해 분석하였다. 리튬 이온 배터리의 SOH는 충/방전 주기의 횟수와 방법 및 전류에 따라 달라지며, 특히 온도에 따라 임피던스가 민감하게 변화하며, 그 과정에서 OCV(Open Circuit Voltage, 개방전압)가 변하게 된다. 따라서 온도변화와 배터리의 충/방전 과정에서 변화하는 임피던스의 특성과 그에 따른 OCV 변화를 고려하여 SOH 판별하는 방법과 리튬 이온 배터리의 열화 과정을 분석하여 소개한다.

The failures in the power plant can lead to a dangerous situation according to the demand and supply of the electric power. The failure times of the domestic plant happens very often, and it has been reported as a significant loss by the power sales. Therefore, the power plant is demanded to maintain very well in order to produce a high quality of power. The rate of failures by the electricity facility is filled with 40[%] among the trouble in the failures of the power plant. The failures of power plant can cause serious accidents, magnificent losses, and chaos in our society. So, we require a significant plan to reduce such a serious problem. In this paper, I analysis the failure case of power converter in power plant, and I offer the better solution to be able to prevent the failures from power plant.

국내에서 활발히 진행중인 스마트 그리드(Smart Grid) 사업분야에 속해 있는 스마트 트랜스포테이션(Smart Transportation) 사업에서는 전기차를 이용한 운영에 중점을 두고 진행이 되고 있다. 그러나 실제적으로 전기차를 운영하기 위해서는 운영에 충분한 충전 인프라가 구축되어야 하며 충전 인프라를 구축하기 위해서는 그에 맞는 충전 시스템을 갖추어야 한다. 충전 시스템에는 현재, 완속 충전기와 급속 충전기가 주를 이루고 있으며 본 논문에서는 완속 충전기의 표준화의 일환으로 미국자동차기술학회에서 제시하는 SAE-J1772 규격에 맞추어 개발한 자사의 완속 충전기에 관하여 소개하고자 한다.

선박과 건축용 창유리에 발생하는 결로 결빙 현상을 방지하기 위해 발열유리를 사용 한다. 발열유리를 ON/OFF방식으로 제어하게 되면 발열유리의 종류에 따라 유리코팅이 훼손 될 우려가 있다. 발열체의 등가저항 및 열시정수가 적은 경우에는 TRAIC의 위상제어 방식을 사용해야 한다. 또한 다수의 발열유리를 제어하기 위해서는 제어기 각각의 통신선이 필요하지만 전력선통신을 이용하면 별도의 통신선이 필요가 없어진다. 그러므로 설치비용이 감소하고 외관이 좋아지며, 발열유리의 추가적 설치와 장치의 위치 변경이 용이해진다. 본 연구에서는 전력선통신과 TRIAC 위상제어 방법을 이용하여 전체 발열유리 온도제어 시스템을 구성하고, 실험을 통해 검증하였다.

LED는 전기적 규격 측면에서 특정 전압을 넘기지 않게 하기 위해서는 다채널로 분할해야 하는데, SMPS가 어떠한 채널에 맞춰 정전압 정전류 제어를 할 지 알 수 없다. 이를 해결하기위해 LED 구동 회로에 적용되는 LED String 최대전압을 검출하고 검출된 전압에 의해서 컨트롤 하게 되면, LED String의 전압이 각 채널별로 차이가 발생할 때 전압 강하를 최소화 할 수 있다. 또한 최대 전압을 감지하여 LED 전압을 변화하면 효율을 극대화 할 수 있다. 회로 구현을 통해서 이상이 구현 가능한지 타당성을 검증하였다.

본 연구에서는 quasi Z-소스 DC-DC 컨버터와 LCCT Z-소스 DC-DC컨버터 특성을 가지고 있으면서 커패시터에 걸리는 전압과 전압 스트레스가 개선되는 improved LCCT Z-소스 컨버터(ZSDC)를 제안하였다. 제안한 improved LCCT ZSDC의 동작원리를 설명하고, 실험을 통하여 타당성을 고찰하였다.

본 논문에서는 이미 설치되어 있는 TRIAC 위상제어 조광기에 LED조명장치를 적용할 경우 발생되는 낮은 위상 각에서의 LED플리커 현상, 입력 필터단 캐패시터의 피크 전압 상승으로 인한 부품 손상 및 소음 발생, TRIAC 유지전류 부족으로 인한 오동작 그리고 LC공진에 의한 비정상 오실레이션 등의 원인을 해결하기 위한 방안을 제시하였다. 그리고 이를 개선할 수 있는 Single Stage PSR PWM 컨버터를 설계하였으며 구현에 의하여 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 산성수를 전기분해하여 알칼리 이온수를 생성하는 정수 시스템을 제안하였다. 시스템은 크게 전해조, 냉각 유닛, 콤프레서, 정수?터 등으로 구성되어 있다. 특히 알칼리이온수를 생성하기 위해서는 전기분해를 위한 전력변환 회로가 필요하다. 본 논문에서는 알칼리이온수기를 위한 전해조 구동회로를 PSIM을 통한 검증 하였다.

최근 태양광, 연료전지등과 같은 DC 에너지원의 증가와 컴퓨터 및 각종 DC 부하의 증가로 인하여, 보다 효과적인 DC 에너지 공급 시스템을 연구하고 있다. 본 연구에서는 DC 플러그를 전원에서 분리할 때 반도체 소자를 사용하여 전원과 부하가 끊어지므로 아크는 전혀 발생되지 않는 전자식 플러그를 제안하였다. 400V, 10A/port의 차단능력을 가지는 시작품을 제작하고, 이 플러그의 차단능력이 기존방식에 비하여 약 50us이상(약1/10배) 빨리 소호됨을 확인하였다.

본 논문에서는 PV Simulator의 운전시 기존 방식에 비해 성능이 우수한 PV Cell Modeling 알고리즘을 제안한다. PV Simulator가 PV Cell의 비선형적인 I-V 특성을 구현하기 위해서는 제조사가 제공하는 3가지 운전점(단락회로운전, 개방회로운전 및 최대전력운전)에서의 전압, 전류 데이터를 이용하여 빠르고 정확하게 PV Cell 등가회로의 파라메터 값을 추출하여야 한다. 본 논문에서는 방정식 근을 비교하는 방식을 이용하여 기존 방식에 비해 실리콘-결정형 및 박막형 셀을 포괄하는 빠르고 정확한 등가회로 파라메터 추출방법을 제시하고, 제안한 모델링 방법에 대한 유효성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

전력 수요 급증과 전력 기술 발전으로 인해, 오늘날 HVDC 기술이 널리 사용되고 있다. 또한 지구 온난화, 녹색 에너지 개발, 스마트 그리드 사업 등으로 인해 세계적으로 HVDC 수요가 급증하고 있는 추세이다. 국내에서도 제주-해남간 HVDC 1호기가 이미 운영 중에 있으며, 제주-진도간 HVDC 2호기가 2012년 완공을 목표로 현재 설치 중에 있다. 2009년 HVDC 사업에 진출한 LS산전은 지난해 변환용 변압기를 국내 최초로 생산한데 이어, HVDC 핵심 요소인 싸이리스터 밸브(thyristor valve)도 개발 완료 하였다. 싸이리스터 밸브는 HVDC 시스템의 변환설비 중 심장 역할을 하는 핵심적인 설비로 교류를 직류로, 또는 직류를 교류로 변환시켜 교류 계통에 전력을 공급하는 장치로, 사용하기 전에 성능을 충분히 검증해야 한다. LS산전은 독자적으로 개발한 싸이리스터 밸브를 IEC 규격에 따라 엄격히 시험하여 성능을 입증하였다. 본 논문에서는 개발 시험의 일부로 수행한 싸이리스터 밸브에 대한 절연 시험(dielectric test)를 소개하고자 한다.

LP 레코더로 부터 음향신호를 검출하는 MM 카트리지와 포노 앰프의 연결 케이블의 기능을 분석하고 평탄 주파수 특성을 위한 최적 길이를 결정하였다. RG-58 동축 케이블이 MM카트리지 연결에 적합함을 보이고 OP-amp로 RIAA 필터를 구성하고 케이블 길이에 따른 음색변화를 확인하였다.

본 연구에서는 자동차 납축전지를 위한 지능형 배터리 센서(Intelligent Battery Sensor; IBS) 모듈 기능검사장비를 개발한다. 이를 위해 IBS 모듈에 대한 기능 및 특성평가를 위한 기능 검사 시스템을 구축하고 LABVIEW를 이용한 기능검사 프로그램을 개발한다. IBS를 이용한 감시 제어 시스템은 배터리의 상태를 모니터링하여 최적의 조건을 유지하고 문제 발생 시에 미리 조치할 수 있다. 배터리의 상태 파라미터로는 전압, 전류, 온도를 사용한다. 감시 제어 시스템은 PC를 이용하여 환경을 구축하였으며 LabView를 이용한 GUI(Graphic User Interface)를 구축하여 배터리 데이터를 모니터링하고 저장, 관리가 편리한 장점을 가진다.

본 논문에서는 전력변환 장치에서 발생하는 아크의 위험성을 인식하고 전력변환 장치 중에서 가전제품에 많이 쓰이는 교류-직류 변환기에서 발생하는 아크에 의한 출력 특성을 커패시터와 아크발생 위치에 따라 미치는 영향을 실험을 통하여 분석해 보았다.

아크는 전기화재의 주요 원인 중 하나이며 전기 배선이나 설비 등에서 두 전극 사이의 기체를 통하여 방전되면서 빛과 열을 발산하는 현상이다. 본 논문에서는 UL-1699에서 규정하고 있는 직렬아크의 발생 조건에 따라 모의 아크 발생장치를 통하여 여러 가정용 부하에서 아크를 발생시키고 주파수 영역에서의 아크전류파형을 분석해 보고 신속한 아크 검출 방법을 연구하고자 한다.

가변자속 영구자석 동기전동기는 자속의 변화에 따라 전동기의 제정수도 변화하므로, 수학적 모델 기반의 역기전력 추정 센서리스 제어를 적용하는 경우 제정수 오차로 인해 센서리스 제어 성능이 저하된다. 본 논문에서는 3kW급 가변자속 영구자석 동기전동기에 대해서 자속 가변에 따른 전동기 제정수 변화를 살펴보고, 이를 기반으로 가변자속 영구자석 동기전동기에 적합한 센서리스 제어 알고리즘에 대해 살펴보고자 한다.

본 논문에서는 DSP 및 FPU(Floating Point Unit) 기능을 갖는 ARM계열의 Cortex-M4 마이크로컨트롤러를 이용하여 저가형 벡터제어 시스템을 구현하였다. 이것은 최대 168MHz의 높은 클록으로 동작하면서도 소비전력이 낮고 가격이 저렴하다.

자동차 산업에 있어서 반도체 기술발전과 더불어 차량 내 기능들이 효율성, 경제성 및 친환경적인 관심을 고려하여 기계식 방식에서 전력전자식 방식으로 대체되고 있는 실정이다. 엔진의 연비를 향상시키기 위해서는 엔진의 연소효율을 개선하거나, 엔진에서 발생되는 손실을 줄이는 것이 필요한데, VVA(Variable Valve Actuation, 가변 밸브 작동) 기술은 엔진 흡기 유동 강화, 펌핑 손실 저감, 기계적 마찰 손실 저감등을 통해 엔진의 연비를 향상시킬 수 있다. 또한 VVA 엔진을 장착한 차량은 차량의 발진 응답성이 향상되고, 배기가스 배출량을 줄일 수 있어 친환경 저연비 차량을 실현하는데 핵심 차량부품기술이다. 최근까지 차량의 전동기 구동의 경우 DC모터 방식이 많이 적용되어 왔으나 DC모터의 내구성 및 효율 등의 이유로 BLDC모터로 바뀌고 있는 추세이다. 본 논문에서는 이와 같은 VVA 기구의 적용을 위하여 BLDC모터 제어기를 개발하였다.

최근 LED 드라이버의 효율 향상에 집중될수록 LED의 특성을 고려한 정전류 제어가 더욱 중요해지고 있다. 본 논문에서는 LED 모듈과 같은 정전류 제어가 필요한 부하에 플라이백 컨버터의 병렬구조 연결에 의한 정전류 공급법에 대해 제안한다. 플라이백 컨버터를 병렬구조로 연결하고 전류 불연속 모드 상태에서 스위칭 소자에 PWM 신호를 교차 인가하고, 또한 싱글 스테이지의 전력변환을 함으로써 시스템 효율을 개선하였다. 더불어 병렬구조로 연결된 플라이백 컨버터의 변압기를 통합하여 설계함으로써 코어의 부피, 비용 및 출력 리플 저감의 효과를 가능하게 하였다. 제안된 알고리즘 및 시스템에 대해서 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 150W급 휴대용 연료전지 Power pack의 사양을 고려한 최적 설계과정을 제시하고, 제작된 시작품을 이용하여 제안된 모드전환 제어 알고리즘을 검증한다. 연료전지, 배터리 및 부하의 상태를 가정하여, 다양한 시나리오에 따른 운전모드 변경 시, 출력전압 제어 성능을 확인한다. 또한, 전부하 영역에서 시스템 효율을 측정하여 효율 성능을 확인한다.

Buck converter must operate at fairly high switching frequency for miniaturizing a whole circuit and achieving a fast response. However, at the conditions of low output voltage, high output current, and high switching frequency, the influence of parasitic elements to circuit operation will become extremely obvious. In this paper, it has been shown that these parasitic elements of output capacitor link the ripple of the output voltage. The MCP capacitors and aluminum electrolytic capacitors are applied to the buck converter and observed characteristics and the experimental results were reported.

산업용 발전기의 경우 시판되고 있는 발전기의 용량이 다양하다. 각 용량에 따라 내부 임피던스가 틀려, 하나의 제어기로 각기 다른 용량을 제어를 하는데 어려움이 있었다. 본 논문에서는 여자기의 내부 임피던스를 자동으로 계산하여 하나의 제어기로 각기 다양한 용량을 가진 발전기의 여자기의 전류를 제어하는 방법을 제안한다.

본 논문은 EVs/PHEVs에 사용되는 Bidirectional-LDC 일체형 OBC의 회로구조 및 동작특성 분석결과를 보고한다. 설계된 OBC는 한 개의 트랜스포머와 히트싱크를 LDC 회로와 공유하며, OBC의 출력 측 브릿지 방식의 정류회로는 LDC 동작 시 양방향 운용이 가능하다. 논문에서는 배터리 충전 조건에 따른 적합한 동작모드 제어 알고리즘을 분석하고 검증을 위한 프로토타입의 시험결과를 보고한다.

본 논문은 전압제한 고효율 AC입력 LED 드라이버에 연구에 관한 것이다. 최근 이산화탄소 배출 저감과 고효율 LED 조명이 일반화 되면서 고효율, 장수명, 소형화에 대한 요구가 커지고 있다. LED를 구동하기 위해 SMPS (Switching Mode Power Supply)를 사용하는 경우 역률을 높이기 위해서 별도의 역률 개선부를 포함하고 있어야 하며 전해커패시터 역시 사용되어야 한다. 이 방식은 가격의 상승과 전해커패시터 사용에 의해 수명 저하라는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하여 수명 저하를 일으키는 전해커패시터와 별도의 역률 개선부 없이 LED에 정전류를 공급하고 역률을 향상시킬 수 있는 LED 드라이버 회로를 제안하고 이를 실험으로 검증한다.

본 논문은 최근 친환경 차량인 EV & HEV의 전장품에 운전 효율 및 연비를 극대화하기 위해 브러시리스 직류 (Brushless DC) 전동기 및 Sensorless Drive를 적용시키는 사례가 증가하고 있다. 특히 전 세계적으로 환경오염의 주범이 되고 있는 차량의 이산화 탄소 배출량 규제, 계속된 유가상승 등에 따라 가장 밀접하게 연관되어 있는 자동차 전장품에 전동화를 통한 연비향상을 적극적으로 추진하고 있다. 본 논문에서는 차량의 전장 제품으로 다양하게 적용되고 있는 에어컨 압축기로 냉방용 컴프레서에 브러시리스 직류전동기 및 Sensorless 제어기를 적용 에어컨 컴프레서를 개발 하여 20CC 전동식 스크롤 컴프레서에 적용하여 실험하였다. 이러한 실험으로 제품의 운전 효율 증대시킴은 물론 우월한 압축 성능을 가져 옴으로써 차량용 에어컨 컴프레서의 고효율 전동화를 유도 시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다.

The cost of a PV(Photovoltaic) installation are driving the market and the need for subsidized schemes, such as feed-in tariffs. Concentrated photovoltaic(CPV) is leading the development of future low cost renewable energy sources. CPV is offering high efficiency systems. This paper proposes technology and market for CPV.

지중화 전선의 증가에 따라 유지 보수의 필요성이 증대되는 지중전선의 누전점 탐지장치의 편의성을 증대하기 위한 기술 구현가능성을 검토하였다.

서지로부터 전기기기, 전자통신기기 등을 보호하기 위하여 설치하고 있는 SPD가 본연의 목적을 달성하지 못하고 소손되는 경우가 있다. 이와 관련 하여 SPD 특성을 이해하고, 서지보호에 효율적으로 대처하기 위한 SPD 선정방안을 제시하고자 한다.

친환경자동차의 고전압시스템에 대한 인체 감전 사고 예방을 위한 전기안전 평가요소는 절연성능 평가이다. 고전압시스템을 사용하는 자동차의 절연성능은 $100{\Omega}/Vdc$, $500{\Omega}/Vac$ 이상으로 규정하고 있으며, 평가방법은 UNECE WP.29의 GTR 등에서 여러 가지 방법을 제시하고 있지만, 실차에 대한 측정을 통하여 몇 가지 문제점이 도출되었다. 본 연구에서는 실차상태의 절연성능 평가의 문제점 분석을 통하여 In Use 상태와 Post Crash 상태의 실차에 대한 절연성능 평가 방법을 제시하였다.

산업의 발전으로 고조파발생설비는 주택용, 상업용, 공장의 생산설비 등 다양화 되고, 대용량화로 고조파문제가 날로 심각하게 대두되고 있다. 이에 따른 대책도 진보되고 있지만, 고전적인 방법에 새로운 제어시스템을 탑재하여 우수한 성능과 경제적인 대책수립을 검토하였다.

본 논문에서는 지역 특성을 고려한 방재마을 조성에 대하여 현재 조성 중에 있는 방재시범마을에 대한 현황을 검토하고, 일본의 방재마을 조성 및 활성화 방안을 검토하여 향후 우리나라 지역 특성에 맞춘 방재마을의 조성 및 운영방안에 대하여 검토하였다.

Recently as the inactive response characteristics of the existing RCD(Residual Current protective Device) used on low voltage power distribution system, so control of overload and electric short circuit faults, major causes of electrical fires, are not enough. Therefore, this paper is proposed a prevention apparatus using neutral line voltage and semiconductor switching devices for the prevention of electrical disasters in low voltage power distribution system caused by overload or electric short circuit faults. The proposed prevention apparatus confirms the excellent characteristics in response velocity and accuracy in comparison with the conventional circuit breaker(RCD) through various operation performance analysis.

This paper proposes a model of the real time monitoring system based on Ubiquitous Sensor Network (USN) for the detection and prediction of landslides. For this purpose, the real time monitoring system with tilting sensor and USN was set up and the performance was conducted. The performance was accomplished by conducting both field examinations and the experimental evaluation of the monitoring system. The results of this study show that the movements detected by the sensor module coincide with the actual displacement of field and the data measured from the sensor modules through USN transfer to the monitoring system without errors.

The thermal over-current relay or electronic motor protection relay is mostly used as the open-phase detection device of the three-phase motor or load. When the over-current or overheat of electric line is generated, it detects and operates circuit breaker, but there is the defect that the sensing speed is slow, the operation can be sometimes failed, and the precision is decreased. In order to improve these problems, this paper is proposed a new control circuit topology for open-phase protection using semiconductor devices. Therefore, the proposed open-phase protection device enhances the sensing speed and precision, and has the advantage of simple fitting in the three-phase motor control panel in the field, as it manufactures into small size and light weight.

공진기 공진주파수와 인버터 스위칭 주파수를 최적화하는 이론에 대해 설명한다. 제안된 방법론을 이용하여 1차측 끼리 혹은 2차측 끼리 자기적으로 결합된 경우의 주파수 조절에 대해 설명한다.

A coupled magnetic resonance system (CMRS) using compact coil sets with core driven by a class-E inverter was proposed. The source and load coils of conventional CMRS were replaced with two coils containing core so that the system can be quite compact in size and easy to design due to a resonance frequency for all resonant tanks regardless of coupling factor. Experiments for 500 kHz switching frequency show 40% system efficiency.

기존 자기공진형태에서 사용되는 루프 형태의 코일 대신에 코어를 사용한 다이폴 형태의 코일을 1차 측과 2차 측에 사용해 코일의 부피를 줄이 면서도 먼 거리까지 자기장을 보낼 수 있는 자기유도방식의 무선 전력 시스템을 구성 하였다. 각 코일에 사용된 코어의 형상은 코어 내부에서 자기장이 균일하게 분포 될 수 있도록 최적화 되었으며 5m 거리에서 209W의 전력을 전달하고, 최대 16%의 효율을 달성 하였다.