In this paper, we inject input currents having $3^{rd}$ harmonic to reduce the capacitance of DC link capacitors in single-phase converters. If the input current with third harmonic is injected, the required capacitance can be reduced by minimizing the difference between the input and output power. To control the input current, instead of PI control done in rotating frame, PR controller is used with the proposed separate current control method for fundamental and $3^{rd}$ harmonic components. The validity of the proposed method has been demonstrated by simulation results.

본 논문은 슈퍼커패시터용 양방향 DC-DC 컨버터의 충 방전 시의 스위치 손실 분석을 통한 변압기 권선비 설계에 관한 내용이다. Dual Full-Bridge 방식의 양방향 DC-DC 컨버터의 충 방전 동작분석을 통하여 스위치에서 발생하는 손실을 분석하고 변압기 권선비를 달리하여 각 손실을 비교했을 때 가장 작은 손실을 갖는 변압기 권선비를 파악하여 설계에 반영하였다.

This paper proposes the PFC converter design for Uninterruptible Power Supply(UPS), including Battery discharger. Battery discharger supplies power to the inverter, when accidents occur, such as power failure, blackout, overload. To verify the validity of proposed the PFC converter design including battery discharger, simulations are carried out.

현재 국내/외에 걸쳐 전력의 사용량이 증가되는 가운데 집중적으로 부하전력이 사용되는 최대전력사용에 따른 문제가 대두되고 있다. 실제 이러한 최대전력에 의한 사고로 정전사태가 이러나는 사례가 속출하고 있으며, 이에 따라 정부에서는 최대전력을 저감하기 위한 노력이 다각적으로 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 최대수요 전력을 억제하기 위한 최대수요전력저감 장치의 여러 운용모드를 제안하고, 이를 실증하여 시험함으로서 본 논문에서 제안 하고자 하는 운용모드와 제어 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 컨버터의 병렬운전을 하는데 있어 제안한 드룹제어를 사용하여 전력을 분담한다. 제안한 방법을 이용하면 직류배전에서 병렬시스템의 용량증설을 용이하게 할 수 있다. 기존의 교류전원에서 사용하는 드룹 제어 방법을 새롭게 개선하여 직류전원에서 드룹 제어가 적용되도록 드룹 제어기를 설계한다. 그리고 제안한 드룹 제어기의 제어방법을 상세히 설명한다. 본 논문에서는 제안한 제어방법을 50[kW] 직류배전 시스템에 적용하여 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증한다.

본 논문은 3상 단방향 전력 변환기인 비엔나 정류기의 입력 전압 센서가 없는 제어 알고리듬 적용 연구에 대하여 기술 한다. 3상 시스템을 제어하기 위해서는 입력 전압과 입력 전류 DC Link 전압을 계측을 하여야 한다. 특히 입력 전압을 계측 시 시스템의 체적이 증가하고 가격이 올라 갈 수 있다는 단점이 있다. 본 논문에서는 입력 전압 센서가 없는 비엔나 정류기 제어 알고리듬을 이용하여 입력 전압 추종 및 역률 보정을 구현 하였다. 모의 해석은 MATLAB/SIMULINK를 사용하여 검증 하였다.

본 논문에서는 Energy storage system을 위한 양방향 DC-to-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 양방향 DC-to-DC 컨버터는 플라이백 컨버터와 벅 컨버터를 결합한 구조로, 벅 컨버터의 인덕터는 플라이백 컨버터의 변압기 1차측으로 대체된다. 벅 컨버터의 인덕터를 변압기 1차측으로 대체함으로써 소자의 수를 줄이고, 변압기를 이용함으로써 턴수비에 따른 높은 출력값을 얻을 수 있다. 전력 수요가 적을 시 강압 모드로 동작하여 전력을 저장해 두었다가 전력이 필요한 시점에 승압모드로 동작하여 필요 에너지를 제공한다. 제안된 컨버터의 동작 모드에 따른 이론적 분석을 시행하고 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 양방향 충전기용 DC/DC 컨버터와 같이 입력전압과 출력전압이 가변하는 제어시스템에서 비시변 시비율 전달함수를 구현하여 제어특성을 개선하고자 한다. 기존제어기 설계에 의해 설계된 이득을 사용하여 제어를 행할 경우 입력전압의 변동에 따라 제어특성이 가변한다. 전압제어기의 각 이득을 시비율의 역수를 취하여 변화함으로서 전체 제어블록에서 시비율 항을 등가적으로 제거할 수 있는 방법이다. 따라서 본 논문에서 제안된 비시변 시비율 전담함수를 양방향 충전기용 DC/DC컨버터에 적용하여 PSIM을 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성과 우수성을 검증하였다.

본 논문에서는 기존 3상 PWM 정류기의 문제점을 극복하기 위하여, 3상 Z-소스 PWM정류기와 시스템의 간소화, 안정화, 비용 상승을 고려한 센서리스 제어 기법을 제안하였다. 또한 DC-link단 전압제어기는 시스템에 대한 경험과 정성적인 정보에 기초하고 제어 대상에 대한 정확한 수식이 없어도 제어기 설계가 가능한 퍼지 PI제어기를 이용하였다. 제안한 정류기는 교류측 전압과 전류 센서 없이 DC-link단 전압과 전류 센서만을 이용하여 교류측 전압과 전류를 추정하고 단위역률을 구현하였으며, 이를 PSIM시뮬레이션을 통하여 검증 하였다.

본 논문은 단일 전류 센서를 이용한 배터리 충방전용 양방향 3상 인터리브드 컨버터의 전류 제어 방법을 제안한다. 기존의 3상 인터리브드 컨버터 전류 제어는 각 상의 인덕터 전류를 센싱해야만 하는 방식이다. 본 논문에서 제안한 전류 제어 방법은 각 상의 인덕터 전류 센싱없이 단일 전류 센싱만으로 인덕터 전류를 제어 할 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문이 제안한 제어 방법의 타당성과 실효성을 증명한다.

본 논문에서는 3상 Z-소스 PWM 정류기의 DC-link단 과도응답 특성을 개선하기 위해 PI제어기를 사용한 대신에 제어 대상에 대한 정확한 수식이 없이도 제어기 설계가 가능한 퍼지 PI제어기를 이용하였다. 제안한 퍼지 PI-제어기 기반의 PWM 정류기는 교류측 전압과 전류 센서 없이 DC-link단 전압과 전류 센서만을 이용하여 교류측 전압과 전류를 추정하였으며, 이를 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증 하였다.

DC-DC Buck Converter는 입력 전압보다 출력전압이 낮은 컨버터이며 강압형 컨버터라고도 한다. 입력과 출력이 같은 접지를 공유하는 회로에 쓰이며, 스위칭 소자를 이용하여 듀티비에 따라 출력전압을 제어할 수 있고, 출력단의 LC 필터를 통해 평활(평균)하여 직류전압을 얻을 수 있다. DC-DC Buck Converter는 제어가 간단하고 설계가 쉬워 주로 회로의 파워부에 많이 쓰이고 있으며, 본 논문에서는 DC-DC Buck Converter의 기본형과 2Stage DC-DC Buck Converter 그리고 기본형의 GND단에 L을 추가한 DC-DC Buck Converter의 응답특성을 비교 및 분석을 함으로써 이론적 해석과 시뮬레이션을 통한 특성을 비교 하고자 한다.

본 논문에서는 다중의 LED조명용 부하를 동시에 구동하기 위하여 필요한 강압 또는 승압용 컨버터를 대신하여, 장 수명에 유리하며 다채널 정전류 제어가 가능한 커패시터 전류평형 컨버터를 설계하고 실험 검증하였다.

최근 많은 연구자들이 전력변환회로의 효율을 개선하기 위한 관심을 기울이고 있다. 플라이백 컨버터의 트랜스포머는 누설 인덕턴스에 저장된 에너지를 RCD 회로에서 소모한다. 이는 시스템 효율을 감소시키는 역할을 한다. 따라서 본 논문에서는 저항에 소모되는 에너지를 출력으로 회생시키는 기법에 대해서 제안한다. 제안된 회로의 성능은 모의 실험을 통해 검토한다.

최근 신재생 에너지원의 증가와 더불어 전력 산업 전반의 요구에 대해 에너지 저장시스템(ESS, Energy Storage System)에 대한 필요성이 높아지고 있다. 전력 수요의 급격한 증가는 전력계통의 교란이 증가하게 되어 전력품질의 문제를 야기 시키고, 이에 따라 송배전 설비의 증설에 교구 커지고 있는 상황이다. 이에 대한 적절한 대안으로 배터리를 이용한 에너지 저장 시스템(BESS, Battery Energy Storage System)이 대두되고 있는 상황이며, 특히 계통연계형 PCS에 BESS를 적용시킬시에 능동적인 부하 평준화 기능을 통해 송배전 설비투자 지연의 목적을 달성할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 BESS기능을 겸비한 PCS 시스템 구성을 제안하고, 이에 대하여 기술한다.

This paper presents high voltage operation sensing boost converter with high side current. Proposed topology has three functions which are high voltage driving, high side current sensing and low voltage boost controller. High voltage gate driving block provides LED dimming function and switch function such as a load switch of LED driver. To protect abnormal fault and burn out of LED bar, it is applied high side current sensing method with high voltage driver. This proposed configuration of boost converter shows the effectiveness capability to LED driver through measurement results.

본 논문은 고효율의 부스트 컨버터 소프트 스위칭 기법을 제안한다. 제안된 컨버터의 소프트 스위칭 셀은 두 개의 공진 인덕터와 하나의 공진 커패시터, 두 개의 다이오드를 가진다. 소프트 스위칭 셀은 스위치가 항상 영전압 턴 온, 영전류 턴 오프 동작을 하여 스위칭으로 인한 손실이 최소화 되도록 동작한다. 본문에서는 제안된 회로의 동작 특성을 각 모드별로 설명하고, PSIM을 이용하여 검증하였다.

고압인버터가 적용된 설비의 연속운전을 보장하기 위해 사용하는 절체 기능은 고압모터가 정지한 후 상용전원으로 모터를 기동하는 방법으로 기동 시 과전류와 고압모터 정지 시간 등이 문제점으로 나타난다. 이럴 경우, 고압인버터 출력전압을 상용전원과 동기화 한 뒤 절체하는 동기절체 기능을 사용하면 고압모터가 회전 중일 때에 절체할 수 있으므로, 절체 시 과전류를 줄일 수 있으며, 설비의 연속운전을 보장할 수 있다.

정상분과 역상분의 전압이 존재하는 삼상 계통의 전압 불평형은 dq 변환에서 맥동전압 성분을 발생시킨다. 인버터의 동작을 위한 PLL의 위상 추적 능력은 맥동 전압에 의해 감소하게 된다. 정상분과 역상분의 분리를 통해 맥동 성분의 제거가 가능하지만 복잡한 PLL 구성을 갖는다. 본 연구는 불평형 상태에서 발생하는 dq 성분의 주파수가 기본파의 짝수 배만 존재하는 성질을 이용하여 comb 필터를 PLL 제어기에 적용하였다. 전압 불평형 및 고조파 성분에 대해서도 맥동 없는 dq 전압 획득이 가능하다. 기본 PLL 제어기에 단순 시간지연의 comb 필터로 견실한 PLL 제어기가 얻어진다. 제안된 PLL 제어기는 시뮬레이션으로 성능을 확인하였다.

멀티레벨 고압인버터 토폴로지 중 저압 Power Cell를 이용하여 고압을 출력하는 Cascaded 방식이 산업계에서는 널리 사용되고 이다. 최근 제품화된 Cascaded 방식은 크게 두 가지 형태로 구분할 수 있다. 저압 Power Cell에 단상 H-Bridge를 이용한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터와 단상 NPC(Neutral Point Clamped) 토폴로지를 적용한 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터이다. 이 중 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터의 경우 적은 수의 셀을 사용하여 CHB와 동일한 출력 레벨을 생성할 수 있으며, NPC 방식의 고압 인버터 고유의 장점을 모두 구현할 수 있다. 반대로 CHB Type과 NPC type의 단점인 복잡한 구조의 Phase Shift Transformer와 DC_Link 중성점 전압이 변동하는 단점 또한 나타나게 된다. 본 논문에서는 Cascaded NPC 멀티레벨 인버터의 이러한 단점을 극복하기 위한 새로운 방식의 Phase Shift Transformer와 NPC Power Cell의 중성점 전압 변동을 줄일 수 있는 기법에 대해 설명하고 이 기법에 대한 타당성을 모의시험을 통해 검증하였다.

In order to evaluate the response of the grid-connected systems, Phase lock technology is widely used in power electronic devices to obtain the phase angle, amplitude, and frequency of the grid voltage because phase locked loop (PLL) algorithms are very important for grid synchronization and monitoring in the grid connected power electronic devices. This paper presents a performance evaluation in tracking grid angular frequency through single phase synchronization techniques which are an enhanced PLL (EPLL), second-order generalized integrator-PLL (SOGI-PLL), and second-order generalized integrator-frequency locked loop (SOGI-FLL). These techniques are properly analyzed through several steps to get the best technique which can track the frequency accurately and smoothly.

여러 대의 인버터를 비례 동기 위치제어를 하기 위하여 PLC(Program Logic Contoller)가 사용되는데, 대부분의 기능이 PLC에서 구현이 되기 때문에 프로그램이 복잡하고 많은 통신 데이터가 필요하다. 본 논문에서는 PLC의 연산부하를 줄이기 위하여 비례 동기 위치 제어 연산 과정을 인버터로 구현하는 방법 대하여 연구하였고, 두 대의 인버터로 시스템을 구현하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다. 이를 통하여 PLC 사용자가 프로그램을 구현하는 데 들어가는 시간을 줄이고, 직접 프로그램을 작성하는 데에 발생할 수 있는 오류를 저감시킬 수 있다.

본 논문에서는 박막형 태양전지 및 LCD 제조공정에서 증착 공정 후 챔버 내부에 쌓이는 Si(실리콘)을 화학적으로 세정하기 위한 F(불소) RADICAL을 공급하는 원격 고밀도 플라즈마를 발생시키기 위한 고출력 Generator에 대해 소개하고자 한다. 개발되어진 Generator는 입력 직류전원을 공유하여 7kW급 단일 Power Amp Module의 상호결합 및 전력분담에 대한 편차 극복을 위한 기술과 고조파 저감비가 우수한 대전력 필터를 구현하였고, 크기 및 부피의 축소를 위하여 필터의 Q Factor의 극대화 기술이 적용되어졌다. 개발된 400kHz 30kW Generator는 NF3 60리터의 대용량 Remote Plasma Source의 리액터를 구동시킬 수 있으며, 38kW급 DC Link, 7kW급 Power Amp module, LC 필터, Controller로 구성되어 진다. 개발된 장치는 실제 플라즈마 공정에서 시험 평가한 결과를 통해 검증할 수 있었다.

디지털 제품의 사용 증가로 직류를 사용하는 부하가 급증하고, 태양광발전 등 직류발전의 보급이 확대 되며 직류배전에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존 영상변류기(ZCT; Zero phase sequence Current Transformer)를 사용하여 누설전류를 감지하는 교류배전용 차단기는 영상변류기의 특성상 직류에서 적용이 불가능하다. 이에 따라 직류배전에서 누설전류에 의한 사고를 방지하기 위해서 누설전류를 검출하고 차단할 수 있는 장치 개발이 필요하다. 본 논문에서는 직류에서 검출에 문제가 없는 Fluxgate current transducer를 이용하여 직류배전에서 사용 가능한 검출기를 개발하였다.

본 논문에서는 DC 배전과 같이 출력을 증대시키기 위하여 전압원 컨버터 모듈을 병렬로 연결할 때 요구되는 전력 제어 기법을 제안한다. 전력 제어 기법을 통하여 각 모듈의 전력을 자유롭게 제어할 수 있으며, 병렬 시스템이 가지는 문제점인 순환전류 또한 저감시킬 수 있다. 제안 된 전력 제어 기법은 DC 배전 시스템을 위한 전력 변환 모듈에 적용하였으며, 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 빌딩과 같은 건축물에 적용될 DC 배전 시스템의 통합 운전에 대하여 제안 및 분석을 하였다. 제안하는 DC 배전 시스템은 AC/DC 전력 변환 모듈 2개와 하나의 ESS (Energy Storage System) 모듈이 병렬로 연결 되어있으며, ESS와 부하의 상태에 따라 적합한 운전 모드로 동작 하게 된다. ESS와 부하의 상태는 시뮬레이션을 통해 모의하였으며, 제안된 시스템은 각 상황에 대응하는 제어가 원활히 이루어지는 것을 검증하였다.

슈퍼캐패시터(Super Capacitor) 또는 울트라 캐패시터(Ultra Capacitor) 등으로 불리우는 전기 이중층 캐패시터(EDLC, Electric Double Layer Capacitor)는 기존 콘덴서보다 월등한 용량 특성을 가지며, 전극과 전해질의 화학반응을 이용하던 이차전지들과 달리 주로 계면반응을 사용한 축전원리를 이용하여 높은 출력밀도와 충방전 효율, 무제한에 가까운 사이클 특성을 가지고 있다. 또한 전류변화에 안정적이어서 기존의 이차전지와는 달리 보호회로를 생략할 수 있기 때문에 단순한 회로 구성이 가능하고 전극활물질로서 탄소재를 사용하여 환경 친화적인 특성을 가진 차세대 에너지저장장치라고 할 수 있다. 특히 50만 사이클이라는 우수한 수명특성으로 인해 기존의 이차전지가 사용되기 어려운 다양한 분야에 적용이 늘어가고 있는 추세에 있다.

최근 EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), HEV(Hybrid Electric Vehicle) 등 친환경 차량의 개발 및 출시가 진행되고 있고 이들 친환경 차량의 궁극적 목적은 엔진과 배터리 혹은 배터리 단독 사용에 의한 고연비, 배기가스 배출 저감 등을 목적으로 하고 있다. 하지만 기존 내연기관 차량과 비교시 차량가격이 높게 형성되어 시장 활성화는 다소 시간이 소요될 것으로 판단된다. 이러한 친환경 차량 기술은 신차에만 국한되어 적용되고 있고 현재 도로상에서 운행중인 대부분의 차량은 기존의 저연비, 다량의 배기가스 배출문제를 여전히 내포하고 있는 실정이다. 이에 대한 대안으로 기존의 차량 보조배터리에 지능형 배터리 센서(IBS, Intelligent Battery Sensor)를 장착하고 이를 통해 ISG(Idle Stop&Go)을 수행하는 Mild HEV 형태의 차량이 개발되고 있다.

본 논문은 한국전력공사의 상용 계통 전원을 공급 받기 어려운 도서지역에 신재생 에너지를 활용한 전력 공급 발전 설비 구축을 위한 운전제어 알고리즘 제안하였다. 구성된 독립형 발전 시스템 설비는 풍력 발전설비, 태양광 발전설비, 비상용 디젤 발전설비, 전력저장용 배터리, 배터리 충전장치와 이러한 구성 요소들을 통합 제어 감시를 하기 위한 EMS(Energy Management System)로 구성되었다. 본 논문에서는 이러한 각각의 발전 설비에 대한 제어 운용 알고리즘을 제안하고, 이를 실증단지에서 적용함으로서 제안된 운용알고리즘의 적합성을 검증하였다.

태양광전지는 태양광 에너지를 전기에너지의 형태로 변환한다. 태양광전지는 부하조건에 따라 전류원 및 전압원의 특성을 모두 갖는 I-V 특성곡선을 나타낸다. 같은 회사에서 제조한 동일한 모델의 태양광전지라 하더라도 특성에 조금씩 편차가 발생한다. 태양광전지를 직렬접속하여 대규모의 태양광어레이를 구성하는 경우, 각 태양광전지의 특성편차는 전체 태양광어레이의 전력생산능력을 감소시키게 되므로 같은 특성을 갖는 태양광전지를 구별하여 어레이를 제작할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 태양광전지의 특성을 자동적으로 측정 분석하여 LabVIEW GUI화면을 통하여 결과를 출력하는 태양광전지 성능 분석기를 개발한다.

태양광 효율 기준 규정인 IEC의 EN50530에서는 태양광발전용 PCS(Power Conditioning System)의 성능평가를 위하여 PV Simulator를 사용하도록 규정하고 있다. PV Simulator는 전압원과 전류원의 복합적인 특성을 갖는 PV array의 전원특성을 구현하여야 한다. 즉, $I_{SC}$ 동작점 부근에서는 전류원의 형태로 동작하고, $V_{OC}$의 동작점 부근에서는 전압원의 형태로 동작하여야 한다. 또한 MPP 운전점에서는 전류원도 아니고 전압원도 아닌 중간적인 동작 특성을 갖는다. 본 논문에서는 PV Simulator의 출력방식을 전압원형과 전류원형으로 구현하는 제어시스템의 동작 특성을 실험을 통하여 비교 연구한다.

PV Simulator는 태양광발전용 Power Conditioning System (PCS)을 개발하거나 제품 출하 시 성능을 시험하기 위하여 필요한 장비이다. 본 논문에서는 3상 PWM 컨버터로 안정된 직류전압원을 확보하고, 3대의 DC-DC 컨버터에 의하여 각각의 PV array에 대한 I-V 특성을 독립적으로 모사할 수 있는 구조의 PV Simulator를 제안한다. 제안된 PV Simulator의 동적 성능을 확보하기 위하여는 DC-DC 컨버터에서 요구하는 순간적인 전류 외란에 대하여 강인하고 안정적인 DC전압을 공급해주는 3상 PWM 컨버터의 성능이 요구된다. 본 논문에서는 부하전류의 외란에 대한 3상 PWM 컨버터의 전압응답 특성을 분석하고, 외란에 강인한 제어기를 설계하고 제어게인을 선정한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 제어기의 성능이 우수함을 검증한다.

본 논문은 계통 연계형 인버터에서 LPN 필터를 이용한 계통 위상 추종 방법을 제안한다. 기존의 FFT를 이용한 계통 위상 추종 알고리즘의 한주기 평균 계산부를 LPN 필터로 대체하여 위상 추종 성능을 개선하였다. 기존의 FFT-PLL의 경우 SRF-PLL과 달리 별도의 PI 게인 튜닝이 필요 없으며, 고조파와 같은 노이즈에 강인한 특징을 가진다. 하지만 위상 이동시에 새로운 위상을 추종하기 위해서 한주기 소요된다. 따라서 본 논문에서는 LPN 필터를 사용하여 반주기 이내에 추종할 수 있도록 성능을 개선하였다. 제안된 위상 추종 전략의 타당성을 실험을 통하여 검증하였다.

본 연구는 Back-to-back 구조의 삼상인버터와 양방향 DC/DC 컨버터로 구성된 전력변환기를 이용하여 신재생에너지 발생원을 효과적으로 계통에 연계하여 스마트 그리드의 강인성을 제고하기 위한 슈퍼캐패시터와 배터리로 구성된 하이브리드 에너지 저장장치의 SOC를 고려한 DC Link 전압 제어를 수행하여 스마트그리드의 최적운영 개념을 제안하고, 타당성 검증을 위해 소프트웨어 시뮬레이션 모델을 개발하여 특성을 연구하였다.

최근 풍력발전등의 분산전원 설치가 많아짐에 따라 계통연계 인터페이스 필터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인터페이스 필터는 LCL 필터인 경우가 대다수인데 그 제작과 설치 비용이 만만치않음이 현실이다. 그 중 코어와 코일의 복합체인 인덕터의 설치에 노력과 비용이 가장 크게 들어간다고 볼 수 있다. 본 논문은 최근의 하이브리드 타입의 코어에 착안하여 인덕터 설계에 있어서 페라이트/더스트코어 혹은 하이브리드타입 코어를 인입쪽의 인덕터(L1)요소로 하고 계통 인출쪽 인덕터(L2)를 규소강판으로 하는 혼합형 LCL 필터를 제안한다. 인입쪽의 L1C필터는 LPF로 작동하므로 L2를 저주파수용 규소강판으로 설계하여 결과적으로 비용을 저감함이 본 논문의 초점이다. 그 효과는 선형 재질을 사용한 PSIM 시스템 시뮬레이터를 활용하여 검증한다.

본 논문에서는 태양광 및 리튬 이온 배터리를 에너지원으로 하는 계통 연계 시스템을 효과적으로 구성하기 위해 스위치 손실을 그 기준으로 삼았다. 따라서, 두 가지 종류의 회로구성에 대해 손실 예측 비교를 사용하였다. 전력 반도체의 스위칭 손실 및 도통시 전류, 전압 관계를 모델링 하였고 시물레이션을 이용해 손실 예측을 하였다.

유도전동기의 전류 제어 시 PWM(Pulse Width Modulation)이 만들어 낼 수 있는 전압 크기의 제한으로 인해 전류 제어기의 출력과 유도전동기에 입력되는 값이 다를 수 있다. 이로 인해 windup현상이 발생하게 되고, 이는 느린 정착 시간 및 큰 오버슈트와 같은 제어기 성능 저하를 야기 시킬 뿐만 아니라 심각할 경우 시스템의 불안정을 초래한다. 따라서 본 논문에서는 유도전동기의 전류 제어 성능을 개선하기 위해 새로운 anti-windup PI 전류 제어 방법을 제안하고, 실험을 통해 증명한다.

친환경 차량에 대한 관심이 급증함에 따라 고효율 운전이 가능한 하이브리드 전기자동차(이하 HEV)에 대한 관심이 급증하고 있다. HEV에는 효율이 높고 단위 체적당 토크가 큰 고성능 전동기가 적용되고 있으며 자동차에 적용되는 특수성으로 인해 고속영역에서의 안정된 출력 특성이 요구되고 있다. 회전계자부에 권선을 적용한 계자권선형 동기전동기는 영구자석형 전동기에 비해 효율이 다소 감소하는 단점이 있으나, 공극 자속을 임의로 제어할 수 있기 때문에 저속영역부터 10,000rpm 이상의 고속영역까지 탁월한 가변속 능력을 발휘하는 장점이 있으며, 저용량 HEV에 매우 적합한 특성을 지니고 있다. 그러나, 일반적인 영구자석형 동기전동기와는 다르게 d,q축 전류 뿐만 아니라 자속성분 전류까지 제어 대상에 포함되므로 제어계가 복잡해지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 HEV용 계자 권선형 동기전동기의 단위 전류당 최대토크 제어(MTPA)에 대하여 연구를 진행하였으며, 전압-전압제한 하에서 이론적으로 발생 가능한 최대토크 능력 커브를 기반으로 실제 시스템에서 쉽게 구현할 수 있는 약계자 제어 알고리즘을 제안한다.

본 논문은 스파스 매트릭스 컨버터로 구동되는 유도전동기에 과도응답특성 개선을 위한 모델예측제어 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 유도전동기의 파라미터를 이용하여 구한 예측 토크와 자속을 통하여 비용함수를 최소화하는 최적의 스위칭 상태를 결정한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 제어 기법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 직접 토크 제어(Direct Torque Control, DTC) 방식을 이용한 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)의 운전 영역을 자속 평면에서 분석하고, 약자속 제어를 포함한 전 운전 영역에서의 최대 토크 운전 기법을 제안하였다.

본 논문은 영구자석 동기전동기의 동적 특성 개선과 토크 리플 저감 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 영구자석 동기전동기의 인가전압과 토크의 관계를 수학적인 분석을 통해 유효 벡터 인가 시간을 결정하는 기법이다. 결정된 유효벡터 인가 시간과 동기전동기의 토크 오차와의 관계를 이용하여 최종적인 지령전압벡터를 계산한다. 계산된 지령전압벡터는 영구자석 동기전동기의 빠른 응답성과 우수한 정상상태 특성을 보인다. 시뮬레이션을 이용하여 제안하는 영구자석 동기기 토크 제어 알고리즘의 타당성을 확인한다.

본 논문에서는 모델예측제어를 기반으로 스위치드 릴럭턴스 전동기의 전류제어기 속응성 개선을 위한 방법을 제안한다. 스위치드 릴럭턴스 전동기는 광범위한 속도 영역에서 운전이 가능하고 돌극형 구조로써 견고하고 강인한 구조를 갖는다. 그러나 회전자 위치에 따라 인덕턴스가 변하기 때문에 고정 이득을 가지는 비례적분 전류제어기는 과도상태 응답특성이 저하되는 단점이 있다. 모델예측제어 기법을 통해 과도상태 응답특성을 개선한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 제어기법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 토크 예측제어 기반의 영구자석 동기전동기의 센서리스 속도 제어기법을 제안한다. 제안한 기법은 Reduced-Order Observer를 이용한 센서리스 방식으로 저속영역에서 불안정해지는 일반적인 센서리스의 단점을 보완하여 저속영역에서도 안정된 속도추정이 가능하다. 또한 토크 예측제어 방식을 사용하여 영구자석 동기전동기의 빠른 응답성과 토크리플 저감 효과를 얻을 수 있다. 제안된 제어기법은 시뮬레이션을 통하여 타당성을 확인한다.

본 논문은 전류 패턴을 이용한 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 소자 고장진단 방법을 제안한다. 측정된 4상 전류($i_a$, $i_b$, $i_c$, $i_d$)는 정지 좌표계 전류로 변환되고 이를 정지 좌표계에 나타내면 스위칭 소자의 고장에 따른 특정한 형태를 갖는 전류 벡터의 패턴을 얻을 수 있다. 제안한 기법을 통해 스위칭 소자의 개방 및 단락 고장을 진단 가능하다. 제안된 기법은 기존의 기법들과는 달리 추가적인 전류센서나 전압센서가 필요하지 않고, 시스템 모델링이 필요하지 않아 비용적인 측면과 복잡한 계산이 필요하지 않은 장점이 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 기법의 타당성 및 성능을 검증한다.

전력 사용량이 증가하면서 고효율의 기기 드라이버가 요구되고 있다. 산업 부하의 경우 대부분 유도성 부하에 의한 전력 소모가 가장 크다. 따라서 유도성 부하 드라이버의 효율이 중요시 되고 있다. 이에 고효율의 전동기 드라이버가 요구되고 있다. 모터를 효율적으로 제어하기 위해서는 제어하는 모터의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 산업용 모터의 경우 다양한 용량의 모터가 존재하기 때문에 하나의 제어기로 다양한 모터를 제어하기는 어렵다. 본 논문에서는 DFT를 이용 모터 특성을 파악하여 상이한 용량의 모터를 효율적으로 제어하는 방식을 제안하려 한다.

최근 빠른 산업발달에 따른 전력전자기술발전과 더불어 고효율 발전기 시스템에 대한 관심과 요구가 급증하고 있다. 이에 따라 영구자석 발전기 시스템에 대한 연구가 활발히 진행됨과 동시에 무효전력에 따른 전압강하를 방지하기 위한 보상장치에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. PMSG(영구자석 동기발전기, Permanent Magnetic Synchronous Generator)는 출력전압을 직접적으로 제어할 수 없기 때문에 출력전압을 제어하는 보조적인 장치가 필요하다. 본 논문은 PMSG에 부하가 걸렸을 때 무효전력으로 인한 전압강하를 보상하기 위한 전력회로와 제어기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 회전자 위치 추정을 위한 아날로그 가변 필터 회로를 설계하고, 파라미터에 영향을 받지 않으며 고속영역에서도 부하가변에 안정적인 센서리스 제어방식을 제안한다. 이를 적용한 센서리스 구동을 PSIM을 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

화석 연료의 고갈과 유가 급등으로 인해 자동차 업체에서는 친환경 차량 개발에 힘쓰고 있다. FCEV는 차량 구동용 전동기에 필요한 에너지를 연료전지를 통해 공급받게 된다. 하지만 연료전지의 특성상 연료전지와 배터리를 같이 사용하게 된다. 본 논문에서는 일반적인 Half-bridge 타입의 양방향 컨버터에 스위치를 추가하여 양방향 buck, boost가 가능한 컨버터를 설계하였다. 전동기 구동용 인버터는 전압형 인버터가 사용되는데 전압형 인버터에서 발생하는 출력은 데드타임과 스위칭 소자의 전압 강하에 의해 왜곡된 전압과 전류를 출력하게 되고 이러한 출력은 토크와 속도에 나쁜 영향을 끼치게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전동기의 속도에 따라 DC-link 전압을 가변하여 공급한다.

When actual IPMSM is driving, it is difficult to figure out the correct current during the current control period due to the operation speed limit of digital signal processing. Therefore, in order to control IPMSM for electric vehicle efficiently, we should design 2D Look-up Table to find out optimal current reference corresponding to speed and torque of IPMSM. This paper explains the design method of 2D Look-up Table for optimal current control of constant torque area and constant output area of IPMSM for electric vehicle. Finally, experimental results are presented to verify the reliability of 2D Look-up Table.

고속 자기부상열차의 추진전동기로 사용되는 선형동기전동기의 구동 알고리즘으로는 추력의 제어를 위해 벡터제어를 사용한다. 벡터제어를 위해서는 위치 정보가 필요하기 때문에 바코드 등의 센서를 이용한다. 바코드에 의한 위치정보시스템은 정보가 이산형이고 통신을 이용하기 때문에 실제 위치 정보를 취득하는데 지연이 발생하여 벡터제어에 영향을 주게 된다. 본 논문에서는 바코드 정보취득시스템의 ldus에 의한 영향을 분석하고 이에 대한 보상알고리즘을 제안하였다. 시물레이션을 통해 문제점을 분석하고 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 PMSM 제어를 위한 Look-up Table 사용시 적용되는 인터폴레이션 개선기법에 대하여 설명한다. PMSM은 약계자 영역에서 속도 증가에 따라 전류제한원의 영향에 의해 q축 전류가 감소하는 운전을 하게 된다. 기존의 PMSM 약계자 영역에서는 Look-up Table을 이용한 제어시 d,q축 전류 데이터 부족에 의해 선형 인터폴레이션 구간이 늘어나기 때문에 지령과 실제 전류에 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 약계자 영역에서 q축 전류 보상기를 통해 선형 인터폴레이션에 의해 발생하는 오차를 보상하는 전류제어 방법에 대하여 제안한다.

전원의 변동이 심한 전압원을 사용하는 선박, 전기자동차 등에서는 DC-Link전압이 가변하기 때문에 낮은 영역의 전압에서는 최대출력 운전을 할 수가 없다. 낮은 영역의 전압에서 최대 출력을 하기 위하여 유도전동기 ${\Delta}$결선 운전을 해야 하지만 ${\Delta}$결선 운전시 높은 입력 전류로 인하여 인버터 전력소자의 온도가 상승하게 된다. 따라서 유도전동기 Y결선 운전을 하고 부족한 출력은 유도전동기 약계자 제어를 하여야 한다. 본 논문은 가변 DC-Link 전압에서 최소의 상전류로 전력소자와 유도 전동기의 상태에 따라 최대출력 운전을 하는 약계자 제어 알고리즘을 제안하였다.

본 논문에서는 부트스트랩 게이트 드라이브 회로가 적용된 3-레벨 NPC 인버터의 전동기 저속 운전에 적용하기 위한 PWM 스위칭 전략을 제안한다. 3-레벨 NPC 인버터를 이용하여 전동기를 제어할 경우, 일반적으로 구현의 편리성 때문에 CBPWM이 주로 사용된다. CBPWM 중 Unipolar 방법이 주로 사용되지만 부트스트랩 회로를 적용한 3-레벨 NPC 인버터의 전동기 저속 운전 시 부트스트랩 캐패시터 방전에 의한 전압 감소 크기가 증가한다. 캐패시터 전압이 정상적인 인버터 동작을 위한 한계 전압 이하로 감소하면 정상적인 제어는 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 부트스트랩 회로가 적용된 3-레벨 NPC 인버터의 전동기 저속 운전에 적용하기 위한 PWM 스위칭 전략에 대해 제안 하였으며 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 증명하였다.

This paper proposes an estimation method of back emf for the sensorless controlled high speed PMSM drive in turbo compressors with air bearings. The back emf of PMSM motor varies due to the temperature variation, which deteriorates the control performance of sensorless controlled PMSM drives. The proposed method is based on the current model of the PMSM motor. The simulation results show that the proposed method estimates the back emf of sensorless controlled PMSM drives with reasonable accuracy for parameter adaptation.

The real time simulator for testing the high power inverter unit of a PM synchronous motor is proposed. The power converter of the real time simulator can replaces the dynamo test equipment that consists of a PMSM(PM synchronous motor) and load unit. It is verified by the simulation that the real time simulator has a similar electrical and mechanical characteristics of the PM synchronous motor.

마이크로그리드 독립 운전 모드시 분산전원 기반의 인버터 병렬 운전은 인버터가 전압원과 같이 정의됨에 따라 계통과의 연결없이 병렬 연결된 인버터가 전체 부하를 담당해야 하는 의무를 가진다. 이때 드룹 방식은 병렬형 인버터 각각에 적용됨으로써 전체 부하 분담성능을 향상시킨다. 하지만 각 분산전원과 PCC단을 연결하는 선로 임피던스가 불평형 이거나 서로 다른 R/X 비를 가지고 있을때 유도성 선로에 적용을 목적으로 하는 기존의 드룹 방식을 사용하면 유효전력 분담은 어느 정도의 효력을 보이지만 무효 전력 분담에 있어서 오차가 발생하게 된다. 이와 반대로 저항성 선로에 적용을 목적으로 하는 드룹 방식을 적용하면 무효 전력 분담은 잘 이루어지지만 유효 전력 분담은 서로 다른 선로 임피던스 전압 강하로 인해 오차가 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 PSIM을 활용하여 고, 중, 저전압 마이크로그리드 뿐만 아니라 R성분이 매우 지배적인 초저전압 마이크로그리드에 각기 다른 드룹 방식을 적용할때의 영향을 분석하고 이에 제안된 선로 임피던스를 고려한 기준 전압 조정텀을 추가하여 유효, 무효 전력 분담 오차를 개선하였다.

무공해이고 무한정한 에너지원이며 설치가 용이한 태양광 발전 시스템의 보급이 확산함에 따라 계통 연계형 발전 시스템을 설계하였다. 본 시스템은 인터리브 방식의 부스트 컨버터를 이용하여 MPPT를 수행하였고 계통연계를 위해 NPC 3-레벨 인버터를 사용하였다. NPC 3-레벨 인버터는 2-레벨 인버터와 비교했을 때 같은 스위칭 주파수에서 출력전압 및 전류의 고조파 성분을 반 이상 줄일 수 있는 장점이 있다. NPC 3-레벨 인버터는 DC 링크단의 전압을 일정하게 가져가는 역할을 하는 동시에 상, 하단의 커패시터의 전압을 균등하게 분배하는 제어를 하고, 출력전류를 정현적으로 가져가기 위한 제어를 하였다. 본 시스템의 시뮬레이션 및 실험을 수행하였고 THD 및 역률을 확인하였다.

본 논문에서는 배터리를 포함한 태양광 발전 시스템에 직류배전 기능을 추가하여 효율적인 전력운용이 가능한 UPCS (Universal Power Conditioning System)의 구성 및 운용 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘과 토폴로지는 시뮬레이션을 통하여 기능을 검증하고 실제 가정용을 대상으로 3kW의 시제품을 제작하여 성능을 검증한다.

본 논문에서는 배터리 충/방전을 위한 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 디지털 전류제어기를 설계 및 구현한다. 기존의 아날로그 제어기와 달리 디지털 PWM 지연과 제어기 연산시간 지연에 대한 현상을 고려한 디지털 전류제어기를 설계하고 배터리 충방전 시스템에 적용하여 타당성을 검증한다.

In industry, Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) system plays critical role to ensure production is monitored and controlled rigorously and in timely manner. Having a cost saving yet still effective SCADA system would be much desired by Industry. SCADA itself is a field with constant development and research like how this paper investigates on creating an extremely low cost device, which can be adapted to many different SCADA applications through some very basic programming when combined with relevant peripherals. Much of the process in some expensive SCADA application based on smartphone application is due to specialized communication infrastructure. This paper addresses the needs by developing low cost and integrated wireless SCADA system. The system features capability on accessing the performance of remotely situated device parameter, such as temperature, control analog or digital input output on real time basis. We use existing mobile network capability through Bluetooth communication channel.

본 논문에서는 전기로 부하에서 발생하는 무효전력 성분과 역상분 전류를 보상하기 위한 STATCOM(STATic synchronous COMpensator)을 Cascaded Multilevel Converter(CMC)로 구성하는 경우 역상분 전류 보상시에 발생하는 직류전압의 불평형을 보상하기 위한 방법을 제안하고, 이를 시뮬레이터를 통해 검증하였다.

In this paper, it suggests offset compensation method of output current in single phase PV-BES system which is connected with grid. The algorithm applied removes grid's frequency ingredient using a notch filter and it extracts only DC offset current. It can reduce problems as saturation of power transformer cause by DC current when it is indoctrinated to grid.

포항가속기 연구소에서 4세대 전자를 가속시키기 위하여 RF 공급원으로 사용하는 펄스 모듈레이터의 고전압 안정도는 100ppm 이하의 고전압이 요구된다. 따라서 본 연구소에서 산업체와 연계하여 인버터를 적용한 고정밀 고전압 CCPS를 개발하였다. 개발된 고정밀 고전압 CCPS의 사양은 50 kV, 5 kJ/sec, 100 ppm 이하 1set와 50 kV, 30 kJ/sec, 1000 ppm 4set이다. 고정밀 고전압 CCPS를 시험하기 위하여 4세대용 200 MW 모듈레이터를 설치하여 시험하였다. 본 논문에서는 고정밀 고전압 CCPS의 개발하고 제작하여 모듈레이터에 적용하여 시험한 내용을 보이고자 한다.

본 논문에서는 조명용 LED 구동을 위한 최소원가형 전력변환장치를 제안하였다. 부하측의 전압과 전류 피크값을 낮춤으로써 스위칭 손실을 줄이면서 플리커 현상도 최소화하고, 입력전압과 전류를 동상에 가깝게 제어를 하여 역률을 최적화 하였다. 전해커패시터를 없앰으로써 장수명화에 기여를 하였고, 필터에 사용되는 소량의 용량은 필름커패시터를 대체하여 부하측 전류의 안정화에 기여하였다. 본 연구의 결과는 LED 구동용 전원장치의 최적화에 기여하여 장수명화 및 비용을 최소화할 것으로 기대된다.

This paper proposes the single-phase double-conversion UPS(Uninterruptible Power Supply) with ESS(Energy Storage System). The Proposed system is operating in three modes, which are normal mode, battery mode, and bypass mode. Not only in black-out but also in peak load times, the system is operating in battery mode which is using the stored energy of the battery to manage the power effectively. The validity of proposed system could be verified by simulations and experiments.

본 논문에서는 철도차량용 25kW급 배터리 충전기 개발에 대해 설명한다. 열차 판넬 및 제어용 전원으로 사용되는 배터리 전원을 사용한다. 이를 상시 충전하기 위한 충전기는 기존에 보조전원장치의 3상 380V를 받아 강압 변압기를 사용하여 다이오드 정류 혹은 싸이리스터를 사용하였다. 하지만, 기존방식은 강압 변압기가 60Hz의 낮은 주파수로 인하여 사이즈 및 중량 증대를 유발 한다. 이에 본 논문에서는 가선의 높은 전압을 받아 공진형 컨버터를 사용하여 주파수를 높여 변압기의 사이즈 및 중량을 감소 하였으며, 안정적인 전원을 공급 하는 배터리 충전기를 개발 하였다. 이를 25kW급 시제품에 대한 시뮬레이션을 통해 입증 하였다.

화석 에너지의 고갈과 환경문제의 대두로 인하여 에너지 효율이 중요시 되고 있다. 이로 인하여 효율적인 비상발전 운용 시스템이 요구되고 있다. 하나의 발전기로 구동할 경우 용량에 비해 적은 부하가 발생할 경우 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 때문에 산업용 비상발전기의 경우 발전기의 효율성 문제로 하나의 발전기로 구동하는 방식이 아닌 다중 발전기를 병렬로 구동하는 방식을 선택한다. 본 논문에서는 55kAV급 동기발전기(synchronous generator) 2기를 이용하여, 발전기의 병렬운전 특성을 파악하려 한다.

당사가 개발한 무변압기형 UPS는 정상 운전동작시에는 인버터 출력전압 고조파 함유율을 최소화하고 순환부하시험 동작시에는 인버터 출력전류 고조파 함유율을 최소화시킬 수 있는 출력필터가 필요하다. 그래서 본 연구에서는 이러한 두 설계조건을 만족하도록 하는 출력필터 설계절차를 설명하였고 그 설계절차의 타당성을 확인하기 위해서 설계된 인버터 출력필터를 적용한 3상 10kVA UPS 시제품을 제작하여 순환부하시험을 통하여 그 성능을 확인하였다.

응급상태가 발생하면 여러 가지 응급구조장비를 탑재한 차량이 출동하여 현장에서 각종 구조 활동을 진행한다. 긴급 구난차량에는 각종 구조장비를 보유하고 있으며, 구조대원의 숙련도에 따라 구조결과는 약간씩 다르게 나타날 수 있지만 구조장비의 성능과 사용상의 편리성에 많은 영향을 받을 수 있다. 본 논문에서는 응급구조 차량의 엔진출력의 잉여분을 충분히 활용하여 엔진실 내에 장착이 가능한 고효율 발전을 설비하여 엔진의 시동만으로 전력을 생산하고 발생된 전압을 전력변환기를 통해 안정적인 전력을 확보하여 사용의 편의성을 도모할 수 있는 전원장치를 개발하였다.

최근 각 종 산업 분야에서 박막증착 공정의 다양화, 고품질화, 고속화 추세에 대응하기 위하여 고밀도의 대용량 DC 플라즈마 전원장치에 대한 관심이 커지고 있으며, 아울러 DC 플라즈마 전원장치의 고질적인 문제인 아크 방지회로의 중요성이 부각되고 있다. 효율적인 아크 방지 기법의 하나인 비대칭 펄스형 DC플라즈마 전원장치에서는 짧은 기간 동안 (-)전압을 부하에 인가하여 아크에너지를 감소시키는 방법을 사용하고 있으며 이를 위해 매우 부피가 큰 트랜스포머가 사용되고 있다. 본 연구는 펄스형 DC플라즈마 전원장치에서 나타나는 승압효과를 억제하고 전체 효율을 향상시킴과 동시에 상호 인덕턴스가 작은 트랜스포머를 사용하여 부피를 크게 감소시킨 진보된 형태의 비대칭 펄스형 DC 플라즈마 전원장치를 제안한다.

본 논문에서는 계통 이상 시 요구되는 대용량 분산발전용 계통연계형 PCS의 LVRT(Low Voltage Ride Through) 알고리즘을 시험하기 위한 저전압발생장치를 제안한다. 제안한 저전압 발생장치는 변압기 tap 변경 방식을 적용하여 원하는 시점과 전압레벨에 저전압 조건을 만들 수 있는 시스템을 구성하고 대용량 확장성을 고려하여 모든 나라의 LVRT 계통 코드를 만족 할 수 있다. 제안한 저전압 발생 시스템의 나라별 LVRT 코드 발생 특성을 살펴보고 10kVA급 저전압발생 시스템을 통해 유용성을 확인한다.

Multilevel Voltage Source Converter HVDC presents a new method for the energy transmission, The multilevel requires the converter bridge includes more than 100 converter modules, for the EMT simulation file, the simulation time increases to several hours; it can depress the research process. In the paper, author describes a method to simulate the multilevel arm based on time-varying equivalent. The result shows the extremely calculation time reduced with almost the same accuracy.

고전압, 대전류를 갖는 뇌서지는 전원회로에 유입되었을 때 소자 파손 및 회로 오동작 등의 문제를 일으킨다. 이에 대한 보호대책으로 SPD(Surge Protection Device)소자와 스파크-갭(Spark-gap)을 주로 사용한다. 이 때, 기존의 스파크-갭은 뇌서지 유입 시 방전현상 이후에 발생된 스파크-갭의 패턴 마모로 패턴의 복구가 불가능하고, 불규칙하고 변칙적인 방전으로 인하여 발생되는 서지주요 예측경로의 소자 및 패턴 파괴와 같이 2차적인 문제를 발생시킨다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 초기 유입 시부터 스파크-갭의 방전을 통해 에너지를 우회시킴으로서 전원회로의 뇌서지 부담을 줄여 전원회로의 안전성 및 안정적인 정상동작을 확보하는 대책을 제안하고, 스파크-갭의 구조에 따른 효과를 실험을 통해 검증한다.

본 논문에서는 고전압 대용량 유도전동기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터의 신뢰성 향상을 위한 전력 회로 모듈화, 제어 장치 분산화, 제어기와 통신 이중화, 그리고 Power Cell 고장 발생시 인버터 연속 운전 방법을 소개하였다. 신뢰성 향상을 위해 적용된 방법은 다양한 전압과 용량의 H-브릿지 멀티레벨 인버터를 설계 및 제작하여 각종 부하 실험, 산업 현장 적용을 통해 타당성과 실용성을 입증하였다. 또한 실제 제품 설계, 생산, 판매, 유지 보수 과정을 통해 설계의 유연성, 유지보수의 편리성, 잉여성 확보, 그리고 사용자 요구에 대한 대응성이 우수함을 확인하였다.

본 논문은 넓은 범위에서 변화하는 입력 전압과 출력 전류 조건에서 동작하는 디지털 제어 방식 공진형 DC-DC 컨버터의 동특성 개선에 대해 기술한다. LLC 직렬 공진형 컨버터의 아날로그 전력 변환단 동특성을 기반으로 150W 디지털 공진형 컨버터 실험보드에 적용하여 아날로그 제어 방식과 디지털 제어방식의 폐루프 성능을 비교한다. 디지털 제어기는 Emulation 방식을 이용하여 설계한다. 제어기 설계의 이론 검증 및 분석은 PSIM Simulation과 실험 측정으로 비교 검증한다.

본 논문에서는 백열등 조도 조절용 조광기에 호환 가능한 LED 구동회로를 제안한다. 조광기와 일반적인 LED 구동회로를 연결할 경우 트라이악(Triac)의 오동작에 의해 플리커(Flicker) 현상이 발생하는 문제점을 지니고 있다. 트라이악의 오동작을 방지하기 위해서는 트라이악에 일정 크기 이상의 전류가 인가되어야 하며 이를 만족하기 위한 조광기 호환회로가 필수적이다. 이러한 호환회로로써 수동 블리더(Passive Bleeder)는 전 동작 구간에서 전력소모가 발생하는 단점을 지니고 있다. 본 논문의 제안회로는 역률 만족을 위 해 Valley-fill 회로를 적용하였으며 트라이악의 오동작 시점을 정확히 검출하여 새로운 방식의 능동 블리더(Active Bleeder)를 적용함으로써 조광기의 오동작을 방지하면서 수동 블리더에 비해 효율이 개선되는 장점을 지닌다. 또한, Valley-fill과 인덕터를 적용한 1단 구성으로 효율개선 및 역률 개선의 장점과 입력 전류 리플의 감소로 인한 EMI 노이즈 저감 효과를 나타낸다. 본 논문에서는 제안된 회로의 타당성을 검증하기 위하여 13W급 조명용 LED 구동회로의 시작품 제작을 통해 그 우수성을 확인한다.

LED(Light Emitting Diode)는 친환경적 특성, 긴 수명, 우수한 효율, 빠른 응답 속도 등의 장점이 있어 최근 기존의 백열 전등 및 형광등을 대체하는 조명 수단으로 각광받고 있다. 기존의 LED구동회로를 조광기용 MR16안정기에 연결할 경우 안정기와 조광기의 오동작으로 인해 Flicker 현상이 발생되고 선형적인 Dimming이 불가능하다. 그러므로 본 논문에서는 MR16 안정기와 조광기용 MR16안정기를 호환하는 Flicker Free LED 구동회로를 제안한다. 또한 LED구동회로의 원리와 Dimming에 따른 LED전류제어기법 원리를 설명하고 모의실험 및 시작품 제작을 통해 제안 회로의 타당성을 검증한다.

최근에 독립적인 하프-브리지 구조를 가진 DC-DC컨버터가 제안되었다. 제안된 컨버터는 두 개의 트랜스포머를 가지고 독립적인 하프-브리지 구조의 형태로 구성되었고, 4개의 스위치는 기존의 위상천이 풀-브리지 컨버터의 스위칭 시퀀스와 동일하게 동작한다. 또한, 지상 레그 스위치에 관계하는 트랜스포머의 자화인덕턴스를 작게 하여 지상 레그 스위치의 영전압 스위칭(ZVS)을 용이하게 하는 것이 특징이다. 그러나, 영전압 스위칭을 위한 자화인덕턴스 설계에 대한 해석이 제시되지 않고 있다. 따라서, 본 논문에서는 제안된 컨버터의 정확한 모드해석과 지상 레그 스위치의 영전압 스위칭을 위한 설계 가이드를 제시한다.

기존의 위상천이 풀 브리지 DC/DC 컨버터의 경우 변압기의 누설 인덕턴스와 정류 스위치의 기생 출력 캐패시턴스 사이의 공진으로 인하여 정류 스위치에 스파이크 전압이 발생하며, 이는 시스템의 전력 변환 효율을 감소시킨다. 최근에 보조 DC/DC 컨버터를 사용하여 클램핑 캐패시터에서 흡수된 에너지를 부하로 회기시키는 방법이 연구되고 있으나, 보조 DC/DC 컨버터를 설계하기 위한 정확한 분석은 제시되지 않았다. 따라서, 본 논문에서는 2차 측 정류기의 공진 전압을 저감할 수 있는 비동기식 능동형 스너버 회로의 설계방법을 제안한다. 또한, 초기 기동 시에 발생되는 큰 공진에너지를 히스테리시스 회로를 이용하여 저항을 통해 소모시킴으로써 보조 DC/DC 컨버터의 자성소자를 최소화할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적으로 분석하며, 450W급 시작품을 제작하여 제안방식의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 직류 링크 무전해커패시터와 고역률을 갖는 단일 전력변환 ac-dc 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 변압기 일차측에 전파정류기와 능동 클램프회로로 구성되며, 이 차측은 배전압 회로로 구성되어 별도의 역률 개선 회로와 직류 링크 전해커패시터가 없는 간단한 구조를 가진다. 또한, 역률 개선을 위해 제안된 스위치 제어 알고리즘을 사용하여 고역률을 가지며, 변압기의 누설 인덕턴스와 공진 커패시터에 의해 형성된 공진회로와 능동 클램프 회로에 의해 모든 스위치와 출력 다이오드가 소프트 스위칭을 함으로서 스위칭 손실을 최소화 한다. 본 논문에서는 제안된 회로와 제어 알고리즘의 이론적 해석을 실험을 통해 검증한다.

One important test for formation and grading of the lithium-ion battery is to confirm the performance of the battery while discharging battery down to zero volts. In this paper, a novel charge/discharge converter with zero-voltage discharge function is proposed. The proposed converter is able to discharge the battery until the voltage reaches to zero volts. The phase-shifted full bridge method is used to charge the battery and the current-fed push-pull method with bidirectional switches is used for the discharge. The ZVS turn-on is achieved in the charge operation and the ZVS turn-off in the discharge operation. The performance of the system is verified by the experiments using lithium-ion batteries.

본 논문에서는 저 전압원과 고 전압원간의 양방향 전력 변환에 적합한 절연형 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 저압 측에 전류형 능동 클램프 푸쉬풀 컨버터 구조와 고압 측에 배전압 회로를 가지는 하프 브릿지 구조를 가진다. 저압 측의 전류형 컨버터의 적용은 별도의 필터 없이도 저압 측의 전류 리플의 저감 효과 시킬 수 있으며, 고 주파수 변압기의 턴 비를 낮출 수 있다. 또한 배전압 회로를 통해 전류 대비 고압 측 소자의 전압 스트레스의 저감 효과를 기대할 수 있다. 최종적으로 제안하는 컨버터의 모의 실험결과를 통해 타당성을 검증한다.

전기장만으로 에너지를 전송하는 전계결합형 비접촉 충전기술은 송수신부를 매개하는 AC링크를 구성하는 전극쌍의 정전용량확보에 한계가 있으므로, 이를 잘 활용하기 위한 송수신회로가 요구된다. 따라서 본 논문에서는 이를 감안하여 전계결합형 에너지전송에 적합한 매칭변압기를 사용한 E급 송수신회로 구조를 제안한다. 제안된 구조에서 AC-링크 캐패시터의 낮은 정전용량을 감안한 최적 설계방식을 제안하고 회로설계에 따른 성능을 모의실험을 통해 예측한다.

This paper presents an LED driver which requires a high voltage gain (5-6 times). To achieve a high voltage gain, the tapped-inductor boost converter topology was used and through the analysis of converter's steady-state and its dynamic characteristics, the product design's reliability and validity were verified.

This paper represents an analysis of a leakage inductance for a toroidal type flyback transformer. The equation to calculate the leakage inductance is derived using its MMF diagram. The analysis for the different types of the cores and winding structures is also provided using the Maxwell 3D simulation. The winding structures minimizing the leakage inductance are finally discussed, from the simulation results.

In the design of the fuel cell charger, it is important to find out the suitable topology and to design the converter to guarantee the performance of the fuel cell as well as the battery. Most of the chargers developed so far have used step-down converters. However, since the small fuel cell stack can only generate a low voltage, it is required to use the step-up converter to charge the battery. In this paper, a modified non-isolated boost charger topology for the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is proposed to meet the strict ripple requirements for the battery charge and its control method by using PI controller is detailed. The feasibility of the proposed topology and its control method is then verified by the experiments.

In this paper, design of a variable inductor using MR Fluid Gap is proposed for wide load range efficiency improvement of a bidirectional DC-DC converter. As compared to conventional constant value inductor designed to have negative current for ZVS at heavy load but suffers high losses at light load due to its small inductance, the proposed variable inductor not only have small inductance at high current for ZVS but also it has large inductance at low current to decrease light load losses.

역률 보상(Power Factor Correction) 회로의 입력 전압은 정현파이다. 부스트 역률 보상 회로의 경우, 정현파인 입력 전압의 크기가 충분히 작을 때 다이오드가 도통하지 않는 구간이 생긴다. 이 구간에서는 입력 전류 파형의 왜곡이 일어나고, 입력 전류의 전고조파왜율(Total Harmonic Distortion)이 증가하게 된다. 본 논문에서는 임계 도통 모드(Critical Conduction Mode) 역률 보상 부스트 컨버터에 한하여 두 가지 영전류 검출 방법을 사용하여 전고조파왜율을 개선하는 방법을 제안하고, 모의실험으로써 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 부하인식이 가능한 가변 출력 스마트 아답타를 제안한다. 제안 회로는 다양한 정격 사양의 디바이스를 하나의 아답타로 사용할 수 있는 새로운 회로이다. 제안 방식은 부하 시스템이 연결되면, 그에 상응하는 출력 사양을 인식 후 부하가 요구하는 출력을 공급하는 방식이다. 또한 별도의 추가 라인 개설 없이 기존 전력 라인만을 이용하여 시스템 인식을 할 수 있다. 본 논문에서는 3가지 경우의 정격 사양에 대한 실험을 통해 제안 방식의 동작 및 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 고역률 및 고효율 동작이 가능한 단일 전력단 forward-flyback 컨버터를 제안한다. 기존 단일전력단 forward 컨버터의 경우, 입력 전압이 출력 전압보다 낮은 경우 Dead zone 구간이 발생하여 고역률 획득이 어려우며, 자화 인덕터 offset 전류가 크기 때문에 자기소자의 손실로 인한 고효율 동작이 어렵다. 본 논문에서 제안하는 forward-flyback 컨버터는 2차 측에 삽입된 DC 블러킹 캐패시터에 의해 자화 인덕터의 offset 전류를 감소 할 수 있고, 입력 전압에 관계 없이 항상 출력 측으로 에너지를 전달 할 수 있으므로 고효율 및 고역률 획득에 유리하다. 또한 coupled inductor를 사용한 출력 인덕터에 의해 출력 다이오드에는 각 각 동일한 전류가 흐르며, 전압 스트레스를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 제안된 단일 전력단 forward-flyback 컨버터의 타당성을 검증을 위하여 45W급 LED 전원 공급장치의 시작품 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

본 논문에서는 단일 전력변환 준-공진 플라이백 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 기존의 플라이백 컨버터로 구성되며 별도의 역률 개선 회로를 사용하지 않고 새로운 제어 알고리즘을 이용하여 고역률을 구현한다. 또한 준-공진을 이용하여 소프트 스위칭을 함으로써 스위칭 손실을 최소화한다. 제안된 회로의 동작원리와 제어 알고리즘을 설명하고, 최종적으로 90W급 전원회로의 시작품을 제작하여 실험을 통해 제안하는 회로의 이론적 해석을 검증한다.

This paper presents novel single-phase PWM AC-AC converters that can solve commutation problem in single-phase direct AC-AC converter without sensing input voltage polarity. By using the basic switching cell concept and coupled inductor, the proposed converter can be short and open-circuit without damping switching devices. A 120 W prototype is built and tested to verify performance of the proposed converter.

본 논문에서는 전기자동차용 저전압 직류 변환장치에 적합한 인터리빙 전류원 공진형 컨버터를 제안한다. 제안한 전류원 공진형 컨버터를 인터리빙하여 출력전류 리플을 완전히 제거함으로써 부피 및 효율에 큰 영향을 미치는 출력필터를 이론적으로 제거할 수 있다. 또한 $f_s=1/2*f_r$ 로 동작시키면 스위치와 다이오드가 전 부하영역에서 ZCS 턴온 및 턴오프가 가능하며, 스위칭 주파수가 변동해도 전류의 di/dt가 낮아 스위칭손실이 작은 장점이 있다. 입/출력 전압변동이 큰 응용에서는 스위치와 다이오드를 추가하여 2단 방식 컨버터로도 응용이 가능하다. 2kW급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 군용 UPS 시스템에서 Dual Active Bridge(DAB) 컨버터를 이용한 절연형 양방향 배터리 충전기를 제안한다. 일반적인 군용 UPS 시스템은 AC-DC 정류기, DC-AC 인버터, 양방향 DC-DC 컨버터, 배터리 충전기, 배터리로 구성되며, 여러 부하상태들에 대한 지속적인 전력공급을 위하여 안정적인 에너지 저장 시스템이 요구된다. 다양한 양방향 DC-DC 컨버터들 중, DAB 컨버터는 buck, boost 동작이 가능한 고효율 절연형 양방향 컨버터이다. 본 논문에서는 6kW(입력 380Vdc, 출력 32/21Vdc) DAB 컨버터에 대한 토폴로지 분석하고, 파라미터 및 제어 알고리즘 설계를 제안하고 시제품을 통해 이를 검증하였다.

본 논문에서는 넓은 입력 전압 범위를 갖는 비엔나 Z-소스 정류기에 관해 제안한다. 종전의 3상 Z-소스 PWM 컨버터의 경우 THD가 높아 상대적으로 큰 용량의 입력 인덕터가 요구되고, 내앞이 높은 IGBT가 일반적으로 사용된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 3레벨 컨버터인 비엔나 정류기와 Z-network를 결합한 비엔나 Z-소스 정류기에 대해 제안하고, 그 타당성을 시뮬레이션을 통해 입증하였다.

본 논문은 고압 직류전송 시스템(HVDC)의 자가 전원 공급 장치(Self Power Supply) 시험을 목적으로 제작한 고압 DC발생 전원장치에 관한 것이다. 이 전원장치는 회로구조를 플라이백 컨버터를 기본으로 하여, 출력이 100W급으로 $1200V_{DC}$에서 $2400V_{DC}$로 가변이 가능하다. 상용 소자들의 내압과 경제성을 고려하여 컨버터의 2차측 회로는 직렬의 형태로 구성하였다. DSP를 통해 출력 가변을 위한 듀티 변환과 전압 제어를 하였고, 실험을 통해 출력 특성을 확인하였다.

본 논문에서는 태양광 배터리 충전 시스템에서 충전 모드가 변환될 때 과도상태를 보상하기 위한 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 기존의 정전류-정전압 충전 알고리즘을 기반으로 정전류 모드에서 정전압 모드로 변경될 때 과도상태를 보상하기 위한 최적의 제어기법을 추가함으로 기존 알고리즘보다 우수한 과도 특성을 갖는다. 본 논문은 3kW급 PSIM 시뮬레이션을 통해서 제안하는 충전제어 알고리즘의 우수한 제어특성을 검증하였다.

본 논문은 다양하게 요구되는 정격사양을 하나의 충전기로 호환 할 수 있는 스마트 충전기를 제안한다. 제안 충전기는 부하시스템에 별도의 장치 없이 정격사양 인식 및 출력사양 가변이 가능하므로 부하시스템의 부담이 줄어든다. 제안 방식은 부하 시스템이 연결되면 부하의 출력사양을 인식하고 부하시스템이 요구하는 출력을 공급한다. 제안 회로의 타당성 검증을 위해 이론적 해석과 하나의 충전기에 3가지 출력사양을 인식시켜 호환되는 것을 확인하였다.

본 논문에서는 전 부하영역에 대해 정확한 출력전압 제어가 가능한 PSR(Primary Side Regulator) 구동 기법을 제안한다. 기존 PSR 방식의 경우, 무 부하 및 급격한 부하 변동 시에 정확한 출력전압 제어가 어렵다. 하지만 제안 구동기법은 보조권선의 출력 다이오드 양단 노드 전압을 각각 검출하여 두 지점 전압을 부하변동 알고리즘에 적용하여 정확한 출력전압을 검출하므로 정밀하게 제어할 수 있다. 제안 출력전압 검출 알고리즘의 타당성 검증을 위해 12W 급 플라이백 컨버터 실험결과를 바탕으로 제안방식의 타당성을 검증한다.

This paper proposes the algorithm of torque distribution in the electric wheel-chair using 2D joystick for drive safety. For the accurate driving performance, the specific and precise torque distribution is required in both wheels depending on signals of X-Y axis that is generated from 2D joystick. The signals of X-Y axis from joystick are transformed into the propulsion force and the torque reference. And the torque reference can be generated through the dynamic model of wheel-chair. The optimal dynamic characteristics of the electric powered wheelchair can be obtained, by adjusting the sensitivity coefficients of propulsion force and torque reference, In addition, the system takes smooth and stable control characteristics due to continuous torque output at all directions of joystick. The several simulations verify the usefulness of the proposed algorithm about torque distribution.

본 논문은 계통 연계형 인버터 제어에 있어서 계통 임피던스에 의한 계통전압 왜곡을 분석하고 있다. 특히 계통 연계형 인버터의 설계단계에서는 고려되지 않지만, 실제 시스템 구현 시에는 일반적으로 널리 사용되는 저주파트랜스의 누설 인덕턴스에 의한 영향을 살펴보았다. 계통 임피던스에 의해 계통 전압의 왜곡이 발생하고 이로 인해 저차 고조파 성분의 전류가 계통으로 유입되게 되는데, 본 논문에서는 이 저차 고조파에 대해 분석하고, 이를 감쇄시키는 기법을 소개한다. 제안하는 방법은 1.5kW 전압형 인버터의 시물레이션을 통해 검증하였다.

This paper presents an algorithm for a phase-segregated active power filter for three-phase electric system. Due to the symmetrical characteristic of three-phase system and the specialty of distribution system, the proposed algorithm focuses on the extraction of harmonic component of load current in each phase and simulations have been done by PLECS software to verify the validity of the proposed algorithm while loads are nonlinear.

In this paper, an improved modulated carrier control for a single-phase shunt active power filter(SAPF), which eliminates harmonic currents at the ac main drawn by nonlinear loads, is introduced. In contrast to conventional methods, since this control method does not need to generate a current reference for SAPF, only the ac main current is sensed instead of the load current and SAPF current. With the proposed control method, the ac main current is directly controlled to be sinusoidal and in phase with the supplied ac voltage by simply comparing the modulated carrier signal with the ac main current. The operation of the proposed SAPF is analyzed and simulation results verify its performance.

UPS 부하시험시 또는 DC 전압원 방전 시험시에 사용되는 일반 저항 또는 역률 부하 시험기를 사용하지 않고 UPS 내부 역변환부 출력전원을 출력 스위치와 바이패스 스위치를 통해서 순변환부 입력전원에 재공급함으로써 시험용 저항부하기 또는 역률 부하 시험기와 같이 모든 에너지를 열로 소비하지 않고 순변환부 측으로 재 순환시켜서 UPS 부하시험 시 입력 전원용량이 UPS 최소 내부 손실분만으로도 이미 현장 설치 및 운영 중인 UPS에서도 별도의 부하 시험기 및 시험용 케이블을 이동, 설치하지 않고 주기적인 UPS 점검 시, 적용 가능한 에너지 절감형 부하시험기법에 관해 연구하였다.

본 논문은 Z-소스 능동전력필터를 이용하여 계통의 고조파를 보상하고 동시에 DC전원 공급이 가능한 능동전력필터를 제안하였다. 제안된 시스템은 Z-소스 네트워크 망에 의해 출력 전압의 여유가 있어 정상적인 보상이 힘든 출력 구간에서도 정상적으로 보상이 가능한 시스템이다. 제안된 방식은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

This paper describes the four switch three-phase Z-source active power filter. This novel configuration has many advantages like reduction of cost, switching loss and smaller drive circuit. The paper presents an application of direct current control(DCC) method in a three-phase parallel Z-source active power filter to reduce the harmonics generated by the nonlinear load. The compensation principles and dynamics of the system are discussed in detail. The results show that the proposed control strategy is feasible and efficient.

본 논문에서는 기존의 하이브리드 PLL(Phase Locked Loop) 방법에서 개선된 PLL 방법을 제시한다. 기존의 하이브리드 PLL 방법은 정상분을 동기 좌표계에서 추출하여 다시 정지 좌표계로 변환 후 제어루프를 거쳐 위상을 검출 하는 방법이다. 이를 개선하여 정지 좌표계에서 정상분을 추출하여 제어루프를 거쳐 위상을 검출 하여 기존의 하이브리드 PLL 방법에서 보다 연산 및 제어가 간소해지는 장점이 있다. 제안된 방법을 시물레이션(MATLAB Simulink)을 통해 검증하였다.

원자력발전소, 병원 및 철도와 같이 지속적인 전력공급이 필요한 시설에서는 IT접지시스템의 적용이 활발해지고 있다. 또한 자가발전을 통한 DC배전계통에서 IT접지시스템이 사용될 것으로 예측되고 있다. 이러한 IT접지시스템은 전력선의 어느 쪽도 접지하지 않으며, 장비의 외함 만을 접지함으로써 전력선의 어느 한쪽이 접지되는 사고를 당하더라도 계통의 운전을 정지시키지 않고 고장부위를 찾을 수 있는 시간적 여유가 있으므로, 계통의 연속적인 운전을 확보할 수 있다. 그러나 이러한 접지의 장점을 얻기 위해서는 계통의 운전 중에 전력선의 상태를 지속적으로 감시할 필요가 있다. 본 연구에서는 사용자의 활용도가 높은 LabVIEW 소프트웨어를 이용하여 절연저항을 모니터링 함으로써 전력선의 절연상태를 지속적으로 감시하는 활선절연저항측정기를 개발한다.

본 논문은 형광등 안정기를 LED 조명으로 호환하기 위한 전자식 안정기 호환형 LED 구동회로를 제안한다. 제안 방식은 기존의 전자식 안정기인 LCC 공진형 인버터에 트랜스포머와 정류단의 추가해 LLCC의 공진형 컨터버로 동작시키고 해석을 한다. 회로의 특성을 분석하면 트랜스포머의 턴비와 자화 인덕턴스의 설계로 최대 전력점의 가변 및 최대전력, 링크전압의 최적 설계가 가능하다. 이론적 해석의 검증을 위하여 27W급 시작품을 제작하고 전자식 안정기와 동작하여 안정기와의 호환성 검증 및 설계와 동일한 특성을 가지고 있음을 증명하였다.

본 논문에서는 태양광 인버터에서 전력 품질 개선을 위해서 사용되는 LCL 필터의 설계 방법을 제시한다. 제안된 방법은 생산 품질의 질을 향상시키기 위해 산업체에서 사용되고 있는 다구치 방법론을 이용한다. 기존 설계에서 고려되던 출력 전력 품질(THD), 인덕터의 크기뿐만 아니라 태양광 인버터의 손실, 광량 변화로 인한 입력 조건의 변화, 출력 전압의 변화를 고려하여 설계한다. 설계 결과는 설계 목표 기능 변수를 향상시키고 동시에 그 변동량을 최소화할 수 있다.

PV cell model은 PV simulator를 제작하거나 시뮬레이션 Software를 통하여 PV 발전시스템을 분석하기 위하여 필요하다. PV cell의 I-V 특성곡선은 PV cell의 특성을 결정짓는 중요한 요소이며, 전기적으로 다이오드정수($I_o$, $v_t$)와 광전류원($I_{ph}$) 그리고 직렬저항($R_s$) 및 션트저항($R_{sh}$)으로 모델링 가능하다. 광 전류원은 일사량에 비례하여 그 값을 추정할 수 있으나 나머지 변수인 다이오드정수($I_o$, $v_t$)와 직렬저항($R_s$) 및 션트저항($R_{sh}$)은 제조사 데이터시트에서 제공하는 3개의 대표적인 운전점인 개방회로 전압($V_{oc}$), 단락회로 전류($I_{sc}$), 그리고 최대출력에서의 전압/전류($V_{MPP}/I_{MPP}$)를 기초로 수학적으로 해를 구하여야만 한다. 본 논문에서는 저자가 제안하는 K-알고리즘의 수학적 도출 과정과 수치해석적 특성을 고찰한다.

최근 박막 태양전지에 대한 관심이 증대되면서 이를 이용한 태양광 PCS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 박막 태양전지는 모듈의 특성상, 기존의 비절연형 PCS를 사용하여 시스템을 구성하기에 적합하지 않다. 본 논문에서는 승압형 컨버터, 계통 연계형 단상 인버터 2단으로 구성된 비절연형 PCS에 고주파 절연형 컨버터가 추가되어 3단으로 구성된 박막모듈용 3kW급 고주파 절연 PCS를 소개한다. 또한 각종 시험 결과를 통해 적합성 및 성능을 검증하였다.

It is a crucial requirement to utilize an economical battery capacity for the wind energy conversion system. In this paper, the optimal BESS capacity is determined for the wind farm whose dispatched power is assigned by the min-max dispatching method. Based on a lifetime cost function that indicates the BESS cost spent to dispatch 1kWh wind energy into grid, the battery capacity can be optimized so as to obtain the minimum system operation cost. Moreover, the battery state of charge (SOC) is also managed to be in a safe operating range to ensure the system undamaged. In order to clarify the proposed optimizing method, a 3MW permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind turbine model and real wind speed data measured each minute are investigated.

태양광발전 시스템에서 PV 모듈 스트링에서 발생되는 손실을 저감할 수 있어 태양광 발전시스템의 발전효율을 향상시킬 수 있는 태양광발전용 마이크로인버터 (MIC: Module Integrated Converter)들의 출력특성을 시험하고 그 결과를 비교분석하여 마이크로인버터 설계에 있어 필요 요소들을 도출한다.

This paper presents a voltage and frequency regulation of a Micro-grid using a Battery energy storage system (BESS) and super-capacitor (SPC). The control methods for the both BESS and SPC are proposed to improve the regulation performance and battery life span. The simulation results using the PSCAD/EMTDC are provided to show the effectiveness of the proposed control.

This paper proposes a control algorithm for permanent magnet synchronous generator with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in a medium-voltage offshore wind power system under unbalanced grid conditions. The proposed control algorithm particularly compensates for the unbalanced grid voltage at the point of common coupling in a collector bus of offshore wind power system. This control algorithm has been formulated based on the symmetrical components in positive and negative rotating synchronous reference frames under generalized unbalanced operating conditions. Instantaneous active and reactive power are described in terms of symmetrical components of measured grid input voltages and currents. Negative sequential component of ac input current is injected to the point of common coupling in the proposed control strategy. The amplitude of negative sequential component is calculated to minimize the negative sequential component of grid voltage under the limitation of current capability in a voltage source converter. The proposed control algorithm makes it possible to provide a balanced voltage at the point of common coupling resulting in the generated power of high quality from offshore wind power system under unbalanced network conditions.

This paper investigates control algorithms for a doubly fed induction generator with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in medium voltage wind power system under unbalanced grid conditions. Control algorithms to compensate for unbalanced conditions have been investigated with respect to four performance factors; fault ride-through capability, instantaneous active power pulsation, harmonic distortions, and torque pulsation. The control algorithm having zero amplitude of torque ripple shows the most cost-effective performance concerning torque pulsation. The least active power pulsation is produced by control algorithm that nullifies the oscillating component of the instantaneous stator active and reactive power. Combination of these two control algorithms depending on the operating requirements and depth of grid unbalance presents most optimized performance factors under the generalized unbalanced operating conditions leading to high performance DFIG wind turbine system. The proposed control algorithms are verified through transient response in the simulation.

본 논문에서는 개별적인 MPPT 제어가 가능한 단상 DC-버스 분산형 인버터의 구조 및 제어 방식에 대해 소개한다. 본 인버터는 H-브릿지 인버터에서 직류단이 분리된 형태이며, 다수의 태양광 패널의 MPPT 제어가 가능하다. 본 논문에서는 제안된 인버터의 계통 발전 방식과 함께 각 태양광 패널의 전력 분배 제어에 대해 논의하며, 모의실험을 통해 제안된 방식의 성능을 확인한다.

본 논문은 계통연계형 단상 배터리 충전기에서 필연적으로 발생하는 2고조파 리플 전류에 대해서 분석하였으며, 이 리플 전류를 저감하기 위한 방법들을 제시하였다. 또한, 제시한 기법 중에 L-C 공진을 이용한 기법에 대한 실험을 진행하여 성능을 확인하였으며, 해석을 통해 비교하였다.

다중 태양광 모듈 발전 시스템에서 부분 음영은 낮은 전력 회수율을 야기한다. 이러한 단점을 보완하는 방법으로 shuffling 컨버터가 각광을 받고 있다. 이 shuffling 컨버터 뿐만 아니라 모든 dc-dc 컨버터는 제어를 하기 위해 각 태양광 모듈마다 capacitor가 필수적이다. 하지만 shuffling 컨버터는 다른 shuffling 컨버터 동작에 영향을 주게 되므로 이를 고려한 capacitor 설계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 shuffling 컨버터에서 기생저항을 포함하는 capacitor에 흐르는 전류를 분석하여 전압 리플 및 capacitance값을 설계하였다.

본 논문에서는 저항센서와 바이패스 스위치를 이용한 평균 전류 모드 제어의 부스트 컨버터 저손실을 측정하는 방법을 제안한다. 일반적으로 저항을 이용한 전류센싱 방법은 손실을 가지며 이는 전체 시스템의 효율을 감소시키게 된다. 제안된 전류 측정 기법은 저항센서에 병렬로 바이패스 스위치를 적용하여 전류센서에서 발생되는 손실을 바이패스 스위치를 통해 손실을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 50W급 평균 전류 모드 부스트 컨버터를 제작하여 바이패스 스위치를 통한 효율 개선을 아날로그 회로로 구현하여 검증하였다.

이 논문에서는 셔플링 컨버터를 이용해 다중 태양광 모듈의 최대 전력점 추종시 각 태양광 모듈간의 전류 편차에 의해 셔플링 컨버터에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 태양광 모듈에서의 전류 편차를 이용해 셔플링 컨버터에서의 전류를 계산하는 법을 고안하고, 이를 이용해 전류를 제한하는 기법을 제안하였다. 제안하는 방식을 증명하기 위해 PSIM 소프트웨어를 이용하여 그 타당성을 입증하였다.

본 논문에서는 저가형의 고효율 이단형 탭인덕터 벅-부스트 컨버터를 적용한 마이크로 인버터를 제안한다. 제안하는 인버터는 정상상태 연속모드(CCM)에서 단상전력계통에 고역률의 정현파전류를 공급할 수 있는 새로운 구조이다. 강압시에는 벅 모드로 동작하며, 승압시에는 탭인덕터 부스트 모드로 동작한다. 정류형태의 전류를 인버터에 공급하며, 낮은 주파수를 사용하는 전파정류 인버터가 고역률의 교류 파형으로 변환한다. 벅-부스트에 탭인덕터를 적용함으로써 권선비에 따른 시비율을 조절할 수 있어 극단적인 승압시에도 벅-부스트의 도통을 적절히 유지할 수 있다. 제안하는 인버터는 정상상태 연속모드(CCM), 200W급 하드웨어 프로토타입을 통해 동작특성 및 효율 분석을 하였다.

본 논문에서는 2상 유도전동기의 가변속장치인 3-레그 2상 인버터의 PWM 방식을 공간벡터제어 방식으로 제안하였다. 기존의 3-레그 인버터의 PWM방식은 전형적인 SVPWM 방식을 적용하여 PWM 방식이 복잡하다. 본 논문에서는 3상 PWM 옵셋전압방식을 응용하여 2상 인버터에 적용하여 기존의 공간 벡터(space vector) PWM(SVPWM) 방식방식을 단순화 시킨 것이다. 제안된 3-레그 인버터의 PWM방식에 대한 타당성을 확인하기 위해 모의 실험과 실험이 실행되었다.

본 논문에는 전동기 구동 가전제품에서 전해 커패시터 없이 높은 역률을 얻기 위한 제어 방법을 제안한다. 제안한 시스템은 단상 다이오드 정류기, 필름 커패시터, 3상 인버터, AC 전동기로 구성되어 있다. 높은 역률을 얻기 위해서, 이 논문은 계통 전압의 위상에 대해서 q축 전류를 지연하는 방법을 제안한다. 이 논문은 벡터제어와 Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM)방법을 사용하였다. 시뮬레이션 결과는 PSIM을 통하여 확인하였고, 제안한 방법의 효율을 보여주고 있다.

본 논문에서는 직접 토크 제어 방식(Direct Torque Control, DTC)을 이용하는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)의 전압과 전류 제한에 따른 운전 영역을 자속 평면에서 분석하고, 운전 영역에 따른 최대 토크 운전을 위한 최적의 자속 벡터 선정기법을 제안하였다.

본 논문에서는 아날로그 필터회로의 신호 증폭비에 따른 센서리스 각추정 성능에 대해 분석 하였다. 신호 주입 센서리스에서 높은 주파수 신호 주입 방법이 선호되는데, 주입 주파수가 커질수록 시스템 임피던스가 증가한다. 따라서 낮은 주파수 주입방법과 동일한 각추정 성능을 얻기 위해서는 상대적으로 큰 주입전압이 필요하다. 특히 전동기의 돌극성이 작거나 ADC의 정밀도가 낮으면 각추정이 불가능한 경우도 존재 한다. 하지만 아날로그 필터회로를 이용하여 주입 주파수 신호를 증폭할 경우 작은 크기의 전압주입으로 각추정이 가능하다. 아날로그 대역통과필터의 신호 증폭비에 따른 최대 각에러 값을 모의 실험을 통해 비교하고, 실제 회로를 설계하여 센서리스 각추정 성능을 시험평가 하였다.

This paper proposes the estimation algorithm to find the rotor time constant of induction motors, which is very important for induction motor drive system. This strategy is based on flux estimator theory. Proposed method has been demonstrated through simulation using MATLAB SIMULINK.

본 논문에서는 표면부착형 영구자석 전동기의 역기전력을 이용한 센서리스 운전에서 제정수 오차 및 데드타임 등에 의한 입력 전압 오차에 따른 역기전력 관측오차를 분석 하였고 그 결과를 토대로 전동기의 센서리스 기동을 위한 전략을 제시 하였다. 고의적으로 저항을 작게 추정하면 기동 특성이 개선됨을 확인하였다.

본 논문에서는 저전압 스마트 배전시스템을 위한 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터를 제안하였다. 제안된 시스템은 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 교류 입력 전압에 대하여, 동상의 출력 전압을 부스트 하고, 역상의 출력 전압을 벅-부스트하는 고정 주파수 가변 전압 VVCF(Variable Voltage Constant Frequency)의 출력특성을 가지고 있다. 또한 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 shoot-through 스위치 단에 벅-컨버터를 연결하여 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 동작과 함께 저압의 직류 전압을 출력 할 수 있다. PSIM 시뮬레이션과 실험에 의하여, 제안된 시스템이 동상 부스트 모드로 동작하는 경우, PI 제어된 벅 컨버터에 의하여 직류 전압을 출력할 수 있음을 확인하였다.

In this paper, we proposed the Z-source four-switch three-phase rectifier. As we know, the conventional Four-Switch Three-Phase Rectifier(FSTPR) has advantages of the lower cost and less complex switching control. However, The conventional FSTPR can only either perform buck or boost operation, it can only attain the buck-boost operation by adding another DC-DC converter. In addition, besides its narrow output voltage region, distortion of the input current is serious either. Thus, we proposed the Z-source FSTPR which has buck-boost function and better input current waveform by applying the Z-impedance network to the conventional FSTPR. The validity of the proposed system was confirmed by experiments.

본 논문은 인터리브드 기법을 적용한 양방향 DC-DC 컨버터의 구현 및 실험에 대해 서술하였으며 구현한 컨버터의 특성을 분석하였다. 구현한 컨버터는 변압기를 사용하여 절연효과를 가지고 있으며 벅/부스트 구조가 적용되어 비교적 낮은 권선비로도 높은 승압과 강압이 가능하다. 또한 인터리브드 기법을 적용하여 리플전류의 감소효과를 가지고 있다. 각 모드별로 컨버터의 특성을 분석하였으며 벅모드와 부스트모드에 대한 동작은 실험을 통하여 확인하였다.

본 논문에서는 3상 양방향 절연형 인터리브드 DC-DC 컨버터의 병렬 제어기법에 대해 기술한다. 대전력 적용 시, DC-DC 컨버터를 단독으로 운전하는 것이 아닌 병렬로 연결하여 운전을 하게 되는데 이때 발생하는 전류의 불평형을 해결하기 위하여 부스트 모드와 벅 모드에서 저전압측의 전압을 제어하는 전압제어기에 각 컨버터의 전류차를 보상하는 전류제어기를 제안하였며 각 모드에서 전류의 불평형이 보상되는 것을 실험을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 강압응용에 적합한 단일단 단일스위치 PFC를 제안한다. 제안하는 PFC는 스위치가 ZCS턴온하고 작은 전류로 턴오프하며, 다이오드는 ZCS턴오프한다. 또한 CCM에서 동작하므로 스위치 전류스트레스와 EMI가 작을 뿐 아니라 비교적 큰 용량(>500W)에도 적용이 가능하다. 제안하는 PFC의 동작원리를 제시하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

This paper proposes a fault-tolerant strategy for indirect matrix converter (IMC) based on the concept of four-leg matrix converter in case of an open-circuit fault in the inverter stage. The proposed strategy can maintain the same output performance as the healthy condition during the faulty condition. Some simulated results are provided to verify the effectiveness of the proposed strategy.

본 논문에서는 2개의 스위치를 갖는 고승압 준공진형 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 $L_r$과 $C_r$의 직렬 공진과 무손실 스너버를 이용하여 모든 다이오드의 ZCS 턴 오프 및 스위치의 ZCS 턴온 & ZVS 턴오프를 성취한다. 또한 매우 작은 정격의 무손실 스너버를 가지며 이 스너버는 메인회로와 무관하게 동작하는 장점이 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 1kW급 시작품의 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

전기자동차용 급속 충전기에서 전력변환 효율은 절연형 DC-DC 컨버터에 의해 좌우된다. 이때 DC-DC 컨버터의 출력전압 범위가 넓기 때문에 기존의 LLC 공진 컨버터를 Region2에서 설계하는 경우 스위칭 주파수 범위가 매우 넓어지는 문제가 있다. 본 논문에서는 전기자동차용 급속충전기를 위한 넓은 충전전압 범위를 갖는 공진 컨버터 비교 및 최적 설계기법을 제안한다. 제안한 SRC below영역 설계는 모든 스위치와 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취하므로 IGBT 사용 시 유리하다. 또한, 주파수 변동범위가 작으므로 주로 낮은 배터리 전압에서 동작하는 CC충전 모드 시 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 설계 영역에 따른 LLC, SRC를 비교하여 손실을 분석하고 제안한 설계기법의 타당성을 검증하였다.

소규모 전력망에서 계통에 이상이 발생하면 ESS의 양방향 컨버터는 배터리 충 방전 동작을 멈추고 DC-Bus 전압을 제어하는 기능이 요구된다. 이 경우 양방향컨버터는 배터리측 제어에서 DC-Bus측 고전압제어로의 신속한 전환이 요구된다. 본 논문에서는 양방향컨버터의 끊김없는 입 출력 절환을 위한 새로운 제어기법을 제안한다. 제안하는 기법은 가변리미터를 이용하여 저전압 및 고전압제어기를 하나로 통합하였고 상위제어기의 지령없이 자율적인 판단으로 절환이 가능하다. 제안한 알고리즘은 2kW급 시작품을 제작하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 전기자동차 급속충전시스템용 3상 전압형컨버터의 스위칭손실저감 변조기법을 제안한다. 제안된 변조기법은 SVPWM 기법의 기존 5단계 스위칭시퀀스를 간략화시킴으로 스위칭절환이 감소하고 스위칭손실이 저감됨을 제시하며 이에 대한 유효성을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문에서는 절연형 단일스위치 ZCS-ZVS 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 모든 동작영역에서 다이오드의 ZCS 턴 오프 및 스위치의 ZCS 턴온 & ZVS 턴오프를 성취한다. 매우 작은 정격의 무손실 스너버는 메인회로와 무관하게 동작하는 장점이 있다. 또한 변압기의 1상한과 3상한을 모두 사용하기 때문에 코어의 부피가 작다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 200W급 시작품의 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 새로운 전류원 공진형 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 입력전류 리플이 작으며 모든 스위치와 다이오드의 ZCS 턴온/턴오프를 성취하며 턴온/턴오프 전류의 di/dt가 0이다. 또한, 인터리빙 시 출력전류 리플을 이론적으로 완전히 제거할 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터의 트랜스포머를 Cantilever 모델로 등가화하여 공진 네트워크를 설계하기 위한 과정을 제시한다. 트랜스포머의 결합계수를 고려하여 누설 인덕턴스와 자화인덕턴스의 크기를 계산한다. 그 결과로 얻어진 파라미터를 이용하여 기본파 분석 (First Harmonic Approximation, FHA)을 통해 LLC 공진형 컨버터의 전압 이득관계를 분석한다. 제시한 설계방법을 적용하여 500W급 LLC 공진형 컨버터를 제작 구현함으로써 설계과정의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 넓은 입력 및 출력전압 범위를 갖는 LLC DC-DC 컨버터 구성에 있어서 1 2 차 측 토폴로지별 입력 전압 및 부하 변동에 따른 주요 소자에 대한 이론적 해석 및 PSIM 시뮬레이션을 통해 손실을 예측 비교함으로써 500 [W]용 LLC 공진컨버터에 적합한 토폴로지 구성을 제안한다.

본 논문은 고효율 LLC 컨버터 구동을 위해 단일 트랜스포머를 이용한 풀 브릿지 및 하프 브릿지 DC-DC 컨버터 하이브리드 제어 방법을 제안한다. 제안한 방법은 입력 전압 및 부하 변동에 대해서도 스위칭 주파수 변동폭을 최소화하여 스위치 손실을 저감하여 효율을 극대화한다. 출력 13 [V]/500 [W] LLC 컨버터의 이론적 분석을 바탕으로 최적 운전점을 도출하고 시뮬레이션을 통해 검증하고자 한다.

기술이 발전함에 따라 전력변환기의 소형화 고효율화가 요구되어지고, 이를 위해 고주파 스위칭 전력변환기가 필요로 하게 된다. 하지만 스위칭 주파수와 비례적으로 스위칭 손실이 증가하기 때문에 시스템의 효율이 감소한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 DCM방식이나 공진을 이용한 ZVZCS(Zero-Voltage Zero-Currrent) 컨버터가 제안되고 있으나 소자의 정격용량이 커지는 단점을 갖는다. 또한 ZVT(Zero-Voltage Transition)를 포함한 소프트 스위칭 기법을 적용하는 다양한 컨버터가 제안되고 있으나 공진전류의 첨두에서 보조스위치가 스위칭을 하게 되어 보조스위치 스위칭 손실이 큰 단점이 있다. 본 논문에서는 변압기로 공진인덕터의 전압을 제한시켜 보조 스위치가 영전압/영전류 스위칭을 하게 함으로서 스위칭 손실을 발생시키지 않는 소프트 스위칭 구조를 제안한다.

이 논문은 Single-stage로 구현한 전기 오토바이용 배터리 완속 충전기를 제안한다. 전기 오토바이용 배터리 완속 충전기는 상용전원을 입력으로 사용하므로 $110V_{ac}$ 및 $220V_{ac}$에서 사용이 가능하며 역률 보정이 고려되어야 한다. 일반적으로 역률 개선(Power Factor Correction : PFC)를 담당하는 AC/DC 컨버터와 DC/DC단의 2단 구성의 충전기 구조가 일반적이나, 이를 기존 이단구조의 복잡한 시스템을 단일 전력단으로 설계하였다. 본 논문에서는 전기 오토바이용 2KW급 SRC single-stage 공진형 컨버터를 설계하고 실험 검증하였다.

기존 LED(Light Emitting Diode) 백라이트 LCD(Liquid Crystal Display) TV 용 전원 장치는 다중출력 플라이백 컨버터를 사용하여 로직 보드, 영상 보드, LED 백라이트 등의 구동에 필요한 다양한 전원들을 생성, 공급한다. 특히, 기존에는 LED 백라이트의 구동을 위한 출력단에는 부스트 컨버터를 추가하여 LED 전류를 제어하였다. 따라서, 부스트 컨버터에 의한 부피 및 원가가 증가하는 단점이 있었다. 본 논문에서는 부스트 컨버터 없이 보조 스위치 하나만을 사용한 LED 구동회로를 이용하여 LED의 정전류 제어가 가능한 저 가격형 LED 구동회로의 비동기식 제어방법을 제안한다. 최종적으로 제안 회로를 32인치 LCD TV 용 LED 백라이트에 적용하여 그 실험 결과를 바탕으로 제안 회로의 타당성을 검증하였다.

기존의 풀 브릿지 DC-DC 컨버터는 대용량으로 갈수록 변압기와 필터의 크기가 커지게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 스위칭 셀(switching cell)을 이용해서 변압기 크기를 줄일 수 있는 새로운 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 변압기에 스위칭 주파수의 2배 주파수가 인가되고, 또한 입력 전압의 절반이 인가된다. 따라서 기존 컨버터 변압기의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 이를 실험을 통해 검증한다.

본 논문에서는 자성체의 직류중첩 (DC-Bias)특성이 영향을 미치는 공진형 컨버터의 효율을 계산하기 위한 시뮬레이션을 구성한다. 이를 위해 PSIM의 saturable core를 이용하여 core coefficient를 실제 설계 사양과 동일하게 적용 및 모델링한다. 시뮬레이션 결과를 통해, 자성체에 흐르는 전류의 크기에 따라 변화하는 투자율이 공진형 컨버터의 동작 및 효율에 미치는 영향을 분석한다.

전기자동차용 급속충전기는 배터리의 SOC(State of Charge)가 낮은 경우 전류제어를 통해 배터리를 충전해 준다. 하지만 배터리가 충전되어 SOC가 최대치인 100%에 가까워졌을 경우 과충전을 방지하기 위해 전압제어로 배터리를 충전해 주는데 충전기가 전류제어에서 전압제어로 바뀌면서 과도상태가 발생하게 된다. 본 논문에서는 배터리 충전을 위한 전류제어에서 과충전 방지를 위한 전압제어로 과도상태 없이 변환될 수 있도록 제한적 2중루프 제어를 통한 급속충전기의 과충전 방지 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 검증하였고 차량용 50kW 급속충전기에 적용되어 제주도 스마트 그리드 실증센터에 설치되었다.

This paper presents a parameter tuning method of a LLC resonant converter for a wireless charging circuit. A switched-capacitor is used to change the resonant frequency of the resonant circuit. The simulation results verify that the efficiency of the power transfer can be improved by a duty control of the switched-capacitor for various values of the coupling coefficient.

State-of-Charge (SOC) is one of the most important indicators for the battery management system. Thus its precise estimation is crucial not only for effectively utilizing the energy but also preventing critical situations from happening to the powertrain of the vehicle. However, lead-acid battery is time-variant and highly nonlinear, and the hysteresis phenomenon causes large errors in estimating SOC. This paper proposes a novel SOC estimation technique for the lead-acid battery by using Extended Kalman Filter (EKF) considering hysteresis effect. The validity of the proposed technique is verified through the experiments.

본 논문에서는 PSR(Primary Side Regulator)에 적용 가능한 새로운 방식의 부하 전류 예측 알고리즘을 제안한다. 기존의 부하 전류 예측 방식은 DCM(Discontinuous Conduction Mode) 및 BCM(Boundary Conduction Mode) 동작만이 가능하다. 하지만 제안된 방식은 Power Balance Rule을 적용한 간단한 알고리즘을 통해 CCM(Continuous Conduction Mode) 동작에서도 정확한 부하 전류 예측이 가능하다. 따라서 높은 출력을 요구하는 어플리케이션에서 고효율 달성에 유리하고, CC(Constant Current) 제어가 우수하다. 제안 알고리즘의 우수성과 신뢰성 검증을 위하여 12W급 플라이백 컨버터의 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험 결과를 바탕으로 타당성을 확인한다.

최근 모바일 디바이스의 다양화에 따라 여러 가지 출력사양과 호환 가능한 Charger가 요구되는 추세이다. 따라서 본 논문에서는 다양한 출력시스템을 구별하여 인지할 수 있는 Smart Charger에 필요한 부하시스템 인식 알고리즘을 제안한다. 제안한 부하시스템 인식 기술은 Linear Regulator를 이용하여 출력 전압을 가변시켜 부하시스템이 요구하는 출력사양을 찾는 방식으로 하나의 Charger로 다양한 출력사양을 가진 디바이스와 호환이 가능하다. 제안방식의 우수성과 신뢰성 검증을 위하여 2가지 출력 사항에 대한 인식 및 출력이 가능한 시작품을 제작하여 제안 알고리즘의 타당성을 검증한다.

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-charge mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charge mode employs the stair-case shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is specified to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 78A. 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.

전력 시스템과 관련된 연구에서 시뮬레이터는 과도 상태 해석을 위해 필수적이다. 보편적인 디지털 시뮬레이터는 오랜 수행 시간과 저장 메모리의 한계 때문에 대규모 시스템 해석에 부적합하다. 따라서 최근 출시되고 있는 고성능 멀티코어 DSP를 이용하여 실시간 디지털 시뮬레이터를 구현하였다. 구현된 시뮬레이터를 사용하여 선박 통합 전력 시스템을 모의하여 과도 및 정상 상태 해석을 수행하였다.

대용량 전력변환기에서 필터로 사용되는 인덕터의 특성은 전력변환 효율 및 전력 품질에 결정적인 역할을 하는 매우 중요한 수동소자이다. 따라서 PWM 방식의 대용량 전력변환장치에서 특성이 좋은 인덕터를 사용하는 것은 매우 중요하다. 이러한 인덕터의 특성을 분석하기 위해서는 인덕터의 자기적 포화를 관찰하기 위한 펄스전압에 의한 전류특성을 분석하는 방식과 DC 중첩 특성을 사용하여 전류리플에 따른 인덕터의 특성 분석 방식을 사용한다. 따라서 본 연구에서는 이러한 특성을 분석하기 위해서 펄스전압 및 DC 중첩을 발생할 수 있는 장비를 제작하고 이를 분석할 수 있는 장치를 개발하였다.

In this research, a novel battery charge system with embedded diagnosis function is proposed by using online impedance spectroscopy. The impedance spectroscopy technique is employed to investigate the impedance variation of the battery thereby estimating the state of health of the battery. A small voltage perturbation is applied to the battery by the voltage controller of the bidirectional converter with no additional hardware and the impedance of the battery is then calculated by the digital lock-in amplifier embedded in the DSP of the charger. The design procedure of the proposed charger is detailed and the feasibility of the system is verified by the experiments.

본 논문은 기존의 수동소자만을 가지는 LED 구동회로 동작 시 상용전원인 입력전압 변동에도 정적으로 LED 전력을 제어하는 LED 구동회로를 제안한다. 패시브 구동회로에서 입력전압이 변동할 경우 LED에서 소모되는 전력이 변동하는 문제를 해결하고자, 제안된 다단 스위칭 회로를 이용하여 LED의 개수를 조절함으로써 LED 전력을 일정한 범위 내에 동작하도록 제어하였다. 실험결과 입력전압대비 LED 전력변동률 $dP_o/dv_s$는 0.26임을 확인하였다.

본 논문은 비자성체 유도가열을 위한 Half-Bridge 공진형 컨버터의 고조파 운전방법을 분석한다. 비자성체 용기를 유도가열하기 위해서는 자성체 용기보다 높은 주파수의 공진전류를 필요로 하며, 반도체 소자의 선정 및 손실에 어려움을 야기한다. 이 문제를 극복하기 위하여 스위칭 주파수보다 높은 공진 전류를 운용하는 고조파 운전방법을 적용하고, 분석한다.

본 논문에서 금속 차폐 공간 내 원거리 무선 전력전송 기술의 적용방법을 제시한다. 논문에서 고려된 금속 차폐 공간은 무선 전력전송 송수신코일의 후면 및 천장, 바닥에 위치하는 철, 알루미늄, 페라이트 3종류의 금속판들로 구성된다. 본 논문에서는 유한요소해석 시뮬레이션(Ansoft Maxwell)을 통해 송수신코일 간 자기결합 측면에서 철, 페라이트 금속판 보다 우수한 알루미늄 금속판의 특성을 검토하였다.

Combination the several type of single phase power conversion utilized simply topology are proposed in this paper. Totally four kind of converter are investigated, they are Boost AC/AC Converter, Buck AC/AC Converter, Boost AC/DC Converter, and Buck DC/AC Converter. Two types action mode are presented to determine the functional of circuit. First is AC chopper action mode, representation of the AC/AC converter. AC chopper action mode offered the sinusoidal current waveform, better power factor, faster dynamics, and smaller input/output filter. They present high robustness, offer safe commutation and have high efficiency. The second is full bridge action mode, determined the transformation AC to DC power and otherwise. Four switching devices and one magnetic contactor will establish the mode operation of circuit and manage the flow of power proceed in proper. The correction and advance of the kind of converter are verified by simulation.

본 논문은 지능형 실외기인 CAC, PAC 에어컨 실외기의 Interleaved PFC단에 사용하는 리액터에 관한 것으로써, 리액터의 부피 및 가격 저감을 목표로 하고 있다. 기존 6KW급 CAC, PAC 에어컨 실외기의 Interleaved PFC단에 사용하는 두 개의 개별 리액터를 한 개의 코어를 이용한 커플 인덕터 방식의 리액터로 대체한다. 이를 통해, 리액터의 부피 및 가격 저감이 가능하다. 실제 제품에 적용하여 실험한 결과, 기존과 동등한 수준의 입력 전류와 인덕터 전류 리플을 갖고, 역률 또한 개선됨을 검증하였다.

TNY280PN IC의 모델링은 Flyback 컨버터 제어의 실제적인 시뮬레이션을 위해 필요하다. 본 논문은 PSPICE를 사용한 TNY280PN IC의 모델링 기법을 제안한다. TNY280PN IC의 스위칭 동작 온, 오프 제어와 Line Under-Voltage 감지 기능을 하는 EN/UV (Enable/Under-Voltage) 및 회로의 비정상적인 동작을 감지해 회로를 보호하기 위한 Auto-restart 블록의 모델링 기법을 제안한다.

본 논문에서는 바이폴라 타입 DC 마이크로그리드의 전압 불균형을 보상하기 위한 전압 밸런싱 기법과 안정도 향상을 위한 제어기법을 제안하였다. 선로 임피던스와 부하 불균형에 의한 전압 불평형 문제를 해석하고 제안하는 기법을 통해 이를 해결하였으며 과도 상태에 대한 DC 배전계통의 안정도 향상기법을 개발하였다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하고 그 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 단상 1.9kV/127V, 2kVA 용량의 양방향 지능형 반도체 변압기의 시작품을 제작하고 그 동작특성을 실험적으로 분석한 내용을 기술하고 있다. 제작한 반도체 변압기는 3대의 LLC 컨버터를 입력 측은 직렬로 결합하고 출력 측은 병렬로 결합한 AC-DC 컨버터와 1대의 하드스위칭 양방향 2-Stage DC-AC 컨버터가 직렬로 결합되어 있다. 제안하는 반도체변압기의 회로적인 특성을 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 분석을 통해 얻은 결과를 바탕으로 하드웨어 시작품을 제작하고 다양한 실험을 통해 그 동작과 성능을 검증하였다. 먼저 1차적으로는 정상동작에 대해 실험을 실시하고 얻은 결과를 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 2차적으로는 전력의 흐름에 따른 동작을 실험적으로 분석하였다. 그 후에는 입력전압에 외란이 발생하였을 때 보상성능을 순방향 조류와 역방향 조류 2가지 경우로 나누어 실험을 실시하고 그 결과를 실험결과와 비교 분석하였다. 분석한 결과 제안하는 반도체변압기는 양방향 전력흐름이 가능하고 입력전압에 Sag가 발생한 경우에도 이를 보상하여 수전단이나 부하에 전력공급이 가능함을 알 수 있었다. 향후 단상 반도체 변압기 2대를 더 제작하여 3상 3.3kV/380V, 6kVA 용량으로 확대하여 실험을 실시할 예정이다.

This paper describes analysis and calculation of line frequency ripple current according to output capacitor value and effects of LED connection in the single stage flyback converter with high power factor. The low frequency output ripple current delivered from single stage converter has been analyzed in detail and the method evaluating parasitic resistance included in LED has been provided. In order to verify the equation derived in this paper, the single stage flyback converter has been designed with constant output current regulation with DCM operation. Experiments were conducted with different LED load structures to analyze the effect of LED parasitic resistance on output ripple current. As test results, the calculation can provide guide line to select capacitor values depending on output ripple current and LED characteristics.

본 논문은 가정용 DC 배전 시스템을 위한 DAB 컨버터 구조의 양방향 절연형 밧데리 충전기를 제안한다. 가정용 DC 배전 시스템은 양방향 AC-DC 정류기, 신재생 에너지원, 에너지 저장 시스템, 가정용 가전기기, 조명 등으로 구성되어진다. 가정용 DC 배전 시스템의 안정적인 동작을 보장하고 부하에 안정적인 전력을 공급하기 위하여 에너지 저장 시스템은 가정용 DC 배전 시스템에 필수적으로 요구되어진다. 다양한 양방향 DC-DC 컨버터 중에서, DAB 컨버터는 고주파 변압기로 절연된 고효율의 승압/강압이 가능한 양방향 DC-DC 컨버터이다. 본 논문에서는 DAB 컨버터의 기본적인 동작 특성과 설계 원리를 설명하고 가정용 DC 배전 시스템을 위한 밧데리의 충/방전 알고리즘을 제안한다. 제안한 밧데리 충전기의 성능을 검증하기 위하여 3kW(380Vdc 입력, 150-200Vdc 출력) DAB 컨버터를 제작/테스트하였다.

본 논문에서는 형광등 용 전자식 안정기 호환을 위한 LED 구동회로를 제안한다. 일반적인 전자식 안정기는 기본적으로 부하 전류제어를 하지 않으므로 형광등보다 소모전력이 낮은 LED 구동 시 과도한 전압상승이 발생된다. 따라서 기존의 전자식 안정기 호환용 LED 구동회로의 경우 소자내압을 낮추기 위해 과도한 Damping에 의존하므로 효율이 저조하고 안정기 호환성이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 반면 제안된 회로는 별도의 Damping 회로없이 LED 구동회로의 등가 임피던스를 시비율에 따라 가변 함으로써 기존 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다. 최종적으로 호환성 및 동작성능에 대한 타당성 검증을 위해 20W급 전자식 안정기에 적용하여 고찰된 실험결과를 제시한다.

Fundamental features of the arc stability in DC arc furnace of 720V/100kA/72MW have been investigated. Cassie-Mayr arc model has been employed and applied 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. The MHD based arc simulation has been validated in the subcomponent level, for the free burning arc set up in the laboratory. From 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.

ITER(국제 열핵융합 실험로) 핵융합 토카막 장치의 초전도 코일 부하에는 대용량 AC-DC 4상한 컨버터가 필요하다. 4상한 컨버터는 대용량 부하에 전력을 공급하기 위해서 12펄스 위상 제어 정류기의 양방향성 병렬 구조로 이루어져 있다. 컨버터의 안정된 정역 변환 동작을 위한 방법으로 순환 전류를 이용한 알고리즘이 필요하며, 본 논문에서는 4상한 컨버터의 안정된 동작을 위한 순환전류의 알고리즘을 해석 및 연구하였다. 또한 RTDS(Real Time Digital Simulator)의 RSCAD 시뮬레이션을 통해 동작 모드에 따른 컨버터의 스위칭 동작을 확인하였으며, 실제 4상한 컨버터를 RTDS와 연계하여 순환전류를 이용한 정역 운전 변환에 대한 실험 결과를 입증하였다.

LED는 우수한 특성으로 인하여 차세대 조명으로 각광받고 있지만, 높은 비용에 따른 시장 활성화가 더딘 상태로서 저가격화 노력이 꾸준히 이루어지고 있다. 현재는 LED조명을 구동하기 위한 정전류 Driver, AC-DC컨버터를 배제시킬 수 있도록 AC 입력으로 LED를 구동하는 기술이 선보이고 있지만, AC성분 특성상 낮은 효율과 역률, 높은 THD의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 직렬 콘덴서를 통해 AC 입력전압으로 LED를 구동하는 방식에서 입출력변동에 따른 정전류 제어와 높은 THD를 개선하기 위한 스위칭 기법을 제안하였고, 이러한 회로의 용량성 역률을 보상하기 위하여 유도성 부하인 방전램프(고압나트륨램프)와 결합을 통한 역률을 보상하는 하이브리드 조명회로를 제안하였다.

본 논문에서는 Power Integration사의 플라이백 컨버터 제어 IC인 TOP258YN의 주요 기능을 PSPICE로 구현 및 검증하였다. PSPICE를 이용한 IC 모델링을 통하여 제한적으로 제공되던 IC의 모델링을 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 모델링를 이용하여 실시한 시뮬레이션과 회로 실험 비교를 통하여 본 논문을 검증한다.

기존 Fan Motor용 인버터의 경우, 높은 전압으로 인버터를 구동하기 때문에 높은 내압의 IPM을 사용해야 하는 문제점이 있다. 본 논문은 Fan Motor 구동용 인버터의 내압을 줄일 수 있는 Dual 공진 강압형 DC/DC 컨버터를 제안한다. 기존의 강압형 DC/DC 컨버터를 사용할 경우에는 큰 인덕터를 사용하기 때문에 회로의 전체적인 부피가 커지고 제작단가가 증가하는 단점이 있다. 반면 제안된 회로는 작은 크기의 인덕터를 사용한 Dual 공진 강압형 DC/DC 컨버터로써, 낮은 출력전압으로 인버터 구동이 가능하고, 영전압 스위칭을 하기 때문에 소형화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 1.8kW급 Fan Motor 구동용 인버터 회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

본 논문에서는 기존의 트랜스 지 소스 인버터에 다이오드 3개와 커패시터 하나를 추가한 새로운 트렌스 지 소스 인버터를 제안한다. 제안한 인버터는 추가한 다이오드와 커패시터로 인해 기존의 인버터 보다 전압이득을 높일 수 있으며 이로 인해 결합 인덕터의 권선비를 줄여 사이즈를 줄일 수 있는 장점이 있다. 제안한 인버터는 모의실험과 실험으로 검증한다.

러시아를 포함한 동유럽 국가에서는 아직까지 상용전원으로 권선형 동기전동기를 구동시키는 산업현장이 많이 있으며, 최근 에너지 절감을 위해 대용량 고전압 권선형 동기전동기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 대한 수요가 증가하고 있다. 권선형 동기전동기의 일반 V/F 운전 시에 전동기 회전자의 속도가 완벽히 동기화되지 않아 저속영역에서 난조가 발생하여 출력토크가 진동하는 현상으로 운전에 어려움이 있으며, 저속 영역에서의 낮은 토크 출력으로 인하여 다양한 부하에 적용이 힘든 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 H-브릿지 멀티레벨 인버터의 권선형 동기전동기 구동 시 헌팅 억제 알고리즘을 추가하고 속도 지령에 보상함으로써 저속 영역의 속도/토크 헌팅 현상을 저감하는 센서리스 제어 방법을 제안하였다.

본 논문에서는 배터리 저장 시스템을 위한 2단 인버터의 동작 특성 해석과 정확한 제어기 설계를 위한 모델링 방법을 제안한다. 한 번에 2단 인버터의 회로 해석 및 동특성 방정식을 유도하는 것은 매우 복잡하고 어렵다. 따라서 2단 인버터를 등가 전류원을 포함하는 양방향 컨버터, 단상 풀 브릿지 인버터로 각각 나누어 회로방정식을 유도한 후, 상태 공간 평균화 방법을 이용하여 소신호 모델을 얻을 수 있다. 제안된 방법의 장점은 2단 인버터의 복잡한 수학과정을 간소화하여 모델링한 점이다. 이를 바탕으로 양방향 컨버터에서는 배터리 입력 전류제어기를 설계하고, 단상 풀 브릿지 인버터에서는 DC-Link 전압 및 계통전류 제어기를 설계하였다. 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

최근 계속되는 유가 상승과 화석에너지의 고갈 문제, 그리고 환경에 대한 관심 증가로 인해 자동차의 연비 개선 및 배기가스 저감을 위한 친환경 자동차 기술로 전기자동차에 대한 연구 활동이 활발하게 진행 중이다. 전기자동차에서 동력을 발생시키는 대용량 전동기는 큰 토크 발생에 필요한 전류를 받아들이기 위하여 내부적으로 이중 권선을 갖도록 구성되어 있고, 인버터 전력소자는 대용량 소자를 사용하거나 병렬로 구성하여 전동기 1상의 전류를 감당하도록 되어 있다. 본 논문에서는 전동기의 이중 권선에 인버터의 전력회로를 병렬로 구성하여 6선 3상으로 연결함으로써 전동기에 인가되는 인버터의 PWM 스위칭 주파수를 기존보다 낮게 사용하더라도 스위칭 소음, 전류의 맥동 및 손실을 줄일 수 있는 방법을 제안하였다.

본 논문에서는 전기자동차의 효율적인 구동을 위해 3상 전압 형인버터를 기존 삼각파비교방식의 PWAM 기법을 탈피하고 공간벡터 비교방식의 새로운 PWAM 기법을 제안한다. 공간벡터 변조방식의 장점인 자유도가 높은 특징을 살려 3상 전압형 인버터의 스위칭절환이 최소로 이루어지도록 벡터인가시간과 스위칭 룩업테이블을 설계하고, 시뮬레이션 및 실험 해석을 통해 유효성을 검증한다.

본 연구에서는 종전의 Quasi Z-source inverter의 장점을 그대로 가지고 있으면서 동일한 동작 조건에서 낮은 스트레스를 보이는 Switched Trans-inductor Z-source inverter를 제안하였다. 제안된 방식은 동일한 조건에서 낮은 전압 스트레스와 전류 스트레스를 가지고 동작 가능하였으며, 따라서 낮은 용량의 수동소자와 능동소자로도 Z-source inverter 구현이 가능하였다.

본 연구에서는 양방향 인덕터 대신 단방향 변압기 셀을 이용한 Switched Trans Z-source inverter, Switched Trans Quasi Z-source inverter, Switched Trans-inductor Quasi Z-source inverter의 전압 이득 및 스트레스를 비교하였다.

마이크로그리드 내의 ESS는 독립운전 및 계통연계 두 가지 운전모드가 가능해야 하며 인버터는 용량의 확장성, 시스템의 보수 편리, 신뢰성 향상 등의 장점 때문에 주로 모듈화 한다. 이때 모듈간의 오차, 비동기 된 PWM의 문제로 순환전류가 발생하기 때문에 병렬운전 제어기법이 필요하다. 본 논문에서는 3-레벨 NPC인버터 병렬연결 시 순환전류 제거에 적합하고 독립운전에서 계통연계로 모드전환이 가능하며 PWM동기화 기능을 갖는 마스터-슬레이브 방식의 병렬운전 시스템을 제안하였고 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

중요부하가 존재하는 계통연계 단상 인버터에서 LCL필터 설계시 계통으로 주입하는 전류뿐만 아니라 중요부하 전압품질도 고려되어야 한다. 또한, LCL필터의 가격과 부피측면을 고려하여 고조파 감쇠율 기준을 만족하면서 인덕턴스와 캐패시턴스는 가능한 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 계통 전류의 고조파 기준을 만족하고, LCL필터 모델로부터 구해지는 전달함수를 이용하여 계통연계시와 독립운전시 모두 중요부하의 전압품질이 만족하도록 단상 인버터의 필터설계를 한다. 또한, 중요부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 대역폭에 가중치를 적용한 LCL필터 최적설계 방법을 제안한다.

본 논문에서는 대용량 3상 전류형인버터의 효율향상을 위해 스위칭손실을 저감시킬 수 있는 3단계 스위칭시퀀스 기반 SVPWM 제어기법을 제안하고, 기존 SPWM 혹은 SVPWM 제어기법과 비교/검토하여 시뮬레이션 해석을 통해 유효성을 검증한다.

본 논문에서 제안된 스위칭변조기법은 전기 자동차의 제한된 배터리 출력 전력으로 보다 향상된 주행거리 확보를 위해 기존 3상 SVPWM 제어기반 인버터의 스위칭 패턴을 분석한 후 이를 개선하기 위해 2개 스위칭시퀀스를 도입하여 조건에 따라 스위칭패턴을 선택하여 제어함으로써 스위칭손실을 저감시킬 수 있음을 시뮬레이션 및 실험해석을 통해 그 유효성을 검증한다.

This paper provides a comparison of high power semiconductor devices in 5MW-class Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) Medium Voltage (MV) wind turbines. High power semiconductor devices of IGBT module type, IGBT press-pack type, and IGCT of both 4.5kV and 6.5kV are considered in this paper. Benchmarking is performed based on neutral-point clamed 3-level back-to-back type voltage source converter supplied from grid voltage of 4160V. The feasible number of semiconductor devices in parallel is designed through the loss analysis considering both conduction and switching losses under the given operating conditions of 5MW-class PMSG wind turbines, particularly for the application in offshore wind farms. The loss analysis is confirmed through PLECS simulations. The comparison result shows that IGBT press-pack type semiconductor device has the highest efficiency and IGCT has the lowest cost factor considering the necessary auxiliary components.

This paper presents the method for the fluctuation smoothing control by using relaxation time variable control of battery. When the output power of wind farm is changed suddenly, it is necessary to control the output power of wind farm. The smoothing relaxation time is changed within limits of battery output power. Using the hybrid energy storage system (HESS) combined with battery energy storage system and electric double layer capacitor, it is possible to control the output power of wind farm. The capacity of battery is determined by considering the case of the disconnecting wind farm from the grid. To verify the proposed method, simulations are carried out by using PSCAD/EMTDC with actual data of wind farm in the Jeju Island.

This paper proposes advanced RFB PCS for islanded environment. To accommodate islanded system, power conditioning needs voltage control authority changing. RFB initial power generating method is proposed for the Islanded PCS. DC-link voltage control authority is changed to PV converter to bidirectional converter by proposed control logic. The control performance has been verified with hardware experiments.

스위칭 방식의 DC/DC 컨버터에서 컨버터의 전류 및 전압은 스위칭 리플을 포함한 DC 맥류형태를 취하고 있다. 따라서 이러한 리플 및 노이즈를 저감하기 위해서 LPF(low-pass filter)를 사용하여 전압 및 전류를 검출하는 것이 일반적이다. 이러한 LPF의 차단주파수를 낮추면 정상상태에서 리플 및 노이즈 저감에는 그 성능이 우수하나 필터의 시 지연으로 인하여 제어기의 동특성은 현저히 저감된다. 따라서 본 논문에서는 낮은 차단주파수를 갖는 LPF를 기반으로 하여 과도상태 동특성을 개선할 수 있는 하이브리드 소프트웨어 필터를 제안한다. 제안된 하이브리드 필터는 필터의 입력 분을 관측하여 그 변동에 대한 평가함수를 정의하고 그 결과에 따라 스위칭 하는 방식을 취함으로 과도상태에서는 높은 차단주파수를 갖고 정상상태에서는 낮은 차단주파수를 갖는 필터회로 구성이 가능하였다. 또한 제안된 하이브리드 방식의 타당성을 검증하기 위하여 psim을 통하여 시뮬레이션을 행하였다.

고주파 유도가열 시스템은 고효율 및 생산의 편의성으로 산업 전반에 걸쳐 다양하게 적용되고 있다. 이러한 고주파 유도 가열 시스템은 크게 정류부, 전압조절부, 공진형 인버터로 구분된다. 공진형 인버터는 공진 주파수로 스위칭 시, 순수 실수 어드미턴스만 남게 되어 최대 효율을 얻는다. 공진 주파수는 공진회로의 입력 어드미턴스에 의해 결정되는데, 용융과정에서 피가열체의 저항 값은 시간에 따라 변화한다. 이는 전체 입력 어드미턴스의 변화와 공진 주파수의 변화로 나타나고, 효율이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 공진 인버터의 공진 주파수를 스스로 추종하는 자기공진 추종 토폴로지를 제안한다. 제안된 토폴로지는 고주파 유도가열 시스템의 용융과정에서 피가열체의 저항 값이 시변하여 공진 주파수가 이동하더라도 반주기 내에 정확하게 추종 동작을 한다. 본 논문에서는 제안된 자동 공진 추종회로를 기존의 병렬 공진 유도가열 시스템에 적용하여 타당성을 검증하였다.

Fairchild Green Mode off line buck switch for low standby power consumption and high reliability is presented. By reducing operating current and optimizing switching frequency, 20mW power consumption is achieved. High performance trans-conductance amplifier and green mode function improve the ripple and regulation in the output voltage. The conventional $FPS^{TM}$ buck and novel Fairchild buck switch are compared to show the improvement of performance. Experimental results are showed using 2W evaluation board.

본 논문에서는 수중음향 센서를 위한 전력증폭기용 전원회로로 멀티레벨 가변전압출력 AC-DC 컨버터의 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 제어 알고리즘은 최종 출력으로 5-레벨 가변전압을 얻기 위한 2대의 Flying capacitor 3-level converter의 전력 균등분담 제어를 위해 사용되며, 플라잉 커패시터의 전압 밸런싱 제어를 위해 사용된다. 본 논문에서 제안하는 제어 알고리즘은 수중음향 센서를 위한 전력증폭기용 전원회로에서 유용하게 사용될 것으로 예상한다.

최근 화석에너지의 고갈과 환경문제, 그리고 원유가 폭등 등의 이유로 신재생에너지의 혁신적인 기술과 보급이 시급하다. 태양광 및 풍력에너지는 무한정 청정에너지로서 세계적으로 많은 연구개발이 진행되고 있다. 풍력 및 태양광을 같이 병행해 사용하면 기상조건에 대한 상호보완적인 효과를 볼 수 있지만 인덕터가 차지하는 공간이 늘어나 컨버터의 부피가 커지고 비용이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 인덕터 두 개를 하나의 결합 인덕터로 사용한 풍력/태양광 하이브리드 일체형 컨버터를 제안하고, 최적의 결합계수를 선정하여 입력 전류리플의 저감을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

In this paper, a PCS which consists of high boost interleaved full-bridge converter and single phase half-bridge inverter is proposed. Proposed PCS is using two full bridge converter modules. PCS consists of parallel input / serial output. It can reduce turn ratio of high frequency transformer. In this paper, PCS which is using 1.5[kW] interleaved full-bridge converter and single phase half bridge inverter is designed and verified stability of system through experiment.

본 논문에서는 MOSFET 바디 다이오드 특성에 의해 양방향 절연형 컨버터의 2차 측 브리지 구조에서 나타나는 Leg Fault 현상을 분석한다. 중/고용량 양방향 절연형 컨버터의 동작에 있어 MOSFET 바디 다이오드로 구성된 정류기가 가지는 특성이 미치는 영향을 분석하고, 특성의 변화를 제시한다. 또한 분석 및 비교 시험의 결과를 통하여 바디 다이오드로 인한 Leg Fault 발생 조건을 보이고, 이를 토대로 양방향 절연형 컨버터의 안정적인 동작을 위해 바디 다이오드 특성을 고려한 MOSFET 선정 방향을 제시한다.

본 논문은 주파수 제어를 통한 인터리브드 DC-DC 컨버터의 입력 전류 리플 최소화 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 시스템을 전류 불연속 모드에서 0.33 또는 0.67의 고정 듀티로 제어하여 입력전류 리플을 저감한다. 제안한 알고리즘을 3상 부스트 컨버터에 적용하고 그 타당성을 실험 및 시뮬레이션을 통해 검증한다.

최근 연비 개선 문제에서 전 세계적으로 화두가 되고 있는 ISG라 함은 IDLE STOP & GO의 약자로 공회전시 낭비되는 연료를 저감하고 배출가스를 최소화 하는 친 환경 저연비 시스템이다. 차량의 성능 향상 및 안락함과 안전도의 개선을 위하여 차량에 사용되는 전기 시스템은 점차 증가하고 있으며, 전기시스템의 증가에 따라 차량에 작용하는 전기 부하량은 매년 늘어나고 있다. 이와 같은 ISG 구동을 위해서는 대전력 응용에 적합한 컨버터 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 10kW급 고전압 직류 변환장치(High voltage DC-DC Converter ; HDC)와 1.5kW급 저전압 직류 변환장치(Low voltage DC -DC Converter : LDC) 설계하여 검증하였다.

This paper proposes the reverse current control method of synchronous boost converter for fuel cell. In order to implement a high efficiency charger with the synchronous boost converter, using MOSFETs instead of diodes is essential. Using the conventional boosting method, the reverse current is generated during transient state due to the nature of fuel-cell which needs soft starting depending on the amount of hydrogen. By using PWM control method, fuel-cell can be protected from being damaged by reverse current, so synchronous boosting method can be applied to charger applications. The experimental results are shown to verify that the implementation of high-efficiency converter is possible.

An LLC resonant converter is widely used due to many advantages over others. However, it is still not used in high current applications because it is difficult to drive the synchronous rectifiers. In this paper, a novel gate driving sheme for secondary-side synchronous rectifiers is introduced and its simulation results are also presented

본 논문은 LED구동회로 동작 시 전류와 광 출력의 변동폭을 최소화를 요구하는 LED 조명광원의 특성을 고려하여 소프트 스위칭을 할 수 있는 2차 공진 제안 회로로서 일반 인덕터의 정현적 전류와 콘덴서의 정현적 전압에 의해 이루어지는 특성을 반영하여 1차 공진회로에서 전압을 잡고 부하에 직렬로 인덕터를 삽입하는 회로를 구성함으로써 2차 공진회로를 구성할 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안된 공진회로는 PISM을 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성과 우수성을 검증하였다.

태양광 발전설비에서 태양광 셀의 출력전력을 최대로 부하에 전달하기 위해 태양광 최대전력추종제어를 한다. 일반적인 태양광 최대전력 추종제어는 태양광 셀의 전압과 전류의 곱인 전력값을 비교하여 최대전력추종제어를 한다. 본 논문에서는 MPPT 컨버터의 출력 파라미터 중 전류만을 센싱하여 태양광 최대전력추종제어를 한다. 또한 태양광 최대 전력추종제어를 통해 최대 출력으로 배터리를 충전하고 허용전류를 초과했을 때에는 전류제어로 충전하도록 설계한다. 이를 통해 Solar Car등과 같은 모터 부하에 적용해 보고자 한다.

본 논문에서는 3-레벨의 NPC(Neutral Point Clamped) VSC와 T-type VSC를 시뮬레이션용 열 모델링 기법을 이용하여 스위칭과 도통 손실을 비교 분석하였다. 두 가지 토폴로지의 인버터동작과 회생동작에서의 주파수에 따른 효율을 시뮬레이션을 통하여 고찰 하였다.

수 MW이상의 인버터 시스템을 구성하기 위해서는 계통연계형 인버터 다수가 PCC에 연결되어 계통과 연결된다. 이러한 경우 단일 인버터의 공진주파수가 LCL필터 값에 의해 결정되는 반면 각각의 인버터들이 서로 영향을 주고받아 공진주파수가 변화한다. 또한 공진주파수가 상용주파수에 가까워짐에 따라 시스템이 불안정해지고 기존의 액티브 댐핑기법으로 공진성분을 억제할 수 없다. 본 논문에서는 다수의 인버터가 계통연계 시 발생하는 공진 현상을 인버터 모델링을 통해 분석하고, 이러한 시스템에 적합한 액티브 댐핑기법을 제안한다.

본 논문에서는 에너지저장시스템에서 계통연계모드와 독립운전 모드사이를 절환하는 부분에 있어 매끄러운 모드 절환을 위한 동작알고리즘에 대하여 연구하였다. 이는 Psim 9.0을 사용한 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증되었다.

풍력발전과 같은 분산전원이 계통에 연계되어 운전될 경우, 계통연계 규정에 따라 운전해야 한다. 특히 계통사고에 의해 계통과 분리되었음에도 불구하고, 지속적으로 운전하는 것을 단독운전 이라 한다. 이러한 단독운전은 전기설비의 손상을 일으킬 수 있으므로 계통연계 규정에 따라 이를 빠르고 정확하게 검출하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 단독운전을 검출하기 위해서 NDZ(Non-Detecton Zone)를 갖지 않는 고조파 주입 기법의 새로운 고조파 계산 및 검출 알고리즘 제안한다.

대용량 계통연계형 인버터에서 필터의 사이즈와 가격을 줄이고, 빠른 동적 특성을 얻기 위해서 LCL필터가 많이 사용된다. LCL필터 설계 시에 계통으로 유입되는 고조파 전류를 제한하는 것이 주된 목적이지만, LCL필터가 가지는 공진 특성 또한 고려되어야 한다. 그리고 인버터 전류 피드백으로 전류 제어 루프를 구성하는 경우와는 달리 계통 전류 피드백으로 인버터의 전류 제어 루프를 구성하게 되면 전자보다 더 안정적인 운전영역을 확보하게 된다. 하지만 이러한 운전영역 또한 LCL필터를 어떻게 설계하느냐에 따라 달라진다. 본 논문에서는 계통전류의 고조파 제한과 함께 전류제어기의 안정성을 고려한 LCL필터 설계 기법을 제안하고자 한다. 제안된 설계 기법을 통해서 얻어진 결과를 7.5kW급 계통연계형 인버터 시작품을 통해서 검증하였다.

PCS 안전과 관련하여 유럽은 IEC 62109를, 미국은 UL 1741을 요구한다. 두 표준간의 비교를 통하여 양자의 차이와 공통점을 파악하고 PCS에 요구되는 안전 사항들을 분석한다.

본 논문에서는 절연타입의 Half-bridge 구조를 이용하여 입력단을 구성하고 출력단에 5레벨의 출력전압을 생성할 수 있는 새로운 구조의 멀티레벨 PWM 인버터를 제안한다. 기존의 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터는 두 대의 H-Bridge 인버터 모듈을 직렬 결합하여 5레벨의 출력전압을 생성하는 방식이며, 제안하는 방식은 기존 멀티레벨 인버터의 기본 모듈인 H-bridge의 전원을 절연타입의 Half-bridge 구조를 이용하여 구성하고 스위칭 소자 1개와 다이오드 1개를 추가한 구조이다. 동일한 5레벨의 출력전압 생성 시 기존 방식은 2차 측에 8개의 스위칭 소자가 사용되는 반면 제안된 방식은 5개의 스위칭 소자와 1개의 다이오드가 사용되기 때문에 스위칭 손실 및 부피를 줄일 수 있으며 입력단과 출력단 사이의 절연으로 인한 시스템의 안정성을 확보할 수 있다. PSIM 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 멀티레벨 인버터의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 효율 개선을 위하여 변압기를 구비하지 않은 계통 연계형 전력변환장치에서의 직류분(DC offset) 검출에 대하여 알아본다. 변압기를 사용하지 않음으로써, 교류 출력에 직류 성분이 혼입하여 계통에 유입되는 경우 직류 성분이 주상변압기 등에 편자 현상 등으로 계통이나 다른 수용가 설비에 고장을 일으킨다. 스위칭 등의 이상에 따른 직류가 계통에 유출되는 것을 시뮬레이션을 통하여 확인해 보고 직류 검출하는 방법을 확인하도록 한다.

냉장고용 선형압축기가 기존의 왕복동식 압축기보다 높은 효율과 저 소음 때문에 많이 주목받고 있다. 그런데 선형압축기의 피스톤 스트로크는 선형 영구자석형 동기전동기의 입력 전압 및 전류값을 적분하여 구하며, 이 입력 신호에 직류성분이 포함될 경우 스트로크가 발산된다. 본 논문은 적분기대신 전역 통과 필터 및 고대역 통과 필터 등을 사용하여 스트로크의 발산 및 직류 옵셋이 없는 스트로크 예측기법을 제시한다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제시한 기법의 타당성을 확인한다.

유도가열은 고주파 공진형 인버터를 사용하여 가열코일에 고주파 전류를 흘려주게 되면 유도작용에 의하여 와전류가 형성된다. 이 와전류에 의하여 금속을 가열하는 방식이 유도가열이다. 상용전압의 정류 작용과 IGBT를 이용한 인버터의 스위칭, 가열 코일에 의하여 형성된 전계및 자계로 인하여 유도가열기에서는 전자파가 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 유도가열기의 공급전압 변화에 따른 전자파 발생량과 그 특성을 측정하고 해결 방안을 제시한다.

This paper deals with 100kW IPMSM drive inverter for Midium Duty Electric Car. First, it introduces about hardware structure of inverter. Then performance of IPMSM drive system is confirmed through experiments.

This paper deals with development of 35hp Electric Tractor. First, Motor and inverter are designed and manufactured suitable for the 35hp diesel tractor. Then these are apply to electric tractor. Also, We confirm performance of electric tractor as driving and field operating test.

최근 대규모 해상풍력단지 조성을 위한 프로젝트 등이 진행되고 있다. 매우 튼 전력을 생산하는 풍력발전기를 계통에 연계시키기 위해서는 du/dt 필터, LCL 필터 등의 요소가 반드시 필요하다. 이러한 필터 설계를 위해서는 선제작한 후 실제 실험을 통해 그적합성을 시험 받는 수밖에 없다. 작은 규모는 상관없지만 이렇게 큰 용량의 필터를 설계하기 위해서는 적지 않은 노력과 비용이 필요하다. 따라서 이러한 설계를 위해서는 많은 시뮬레이션 수단이 강구될 수 있는바 본 논문은 FEM 프로그램을 이용하여 LCL 필터용의 3상 리액터를 설계하고 그 효과를 검증하고자 한다.

This paper investigates a new approach based on the fuzzy-logic controlled methodology that is suitable for analyzing and evaluating large format $LiMn_2O_4$ cell performance via online state-of-health (SOH) estimation for energy storage system (ESS) applications. First of all, the values of the cell resistance R and maximum cell capacity $Q_{max}$ are calculated from three factors such as voltage, current, and time that were measured by discharging/charging sequence. Then, using two values R and $Q_{max}$ previously calculated, present SOH of an arbitrary $LiMn_2O_4$ cell can be estimated using the defined fuzzy-logic inference system. The main advantage of this approach is wide parameters tuning possibility for good correspondence of SOH decay with other accurate estimation method and the possibility to perform suitable online SOH estimation.

본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)을 이용한 에너지 저장시스템(ESS;energy storage system)의 고장 검출 방법을 제안한다. ESS에 순간적인 고장 발생시 전압의 급격한 변화가 발생할 수 있으며 이는 다해상도 분석(MRA;multi-resolution analysis)을 이용한 시간-주파수 분석을 통해 분해된 저주파 전압 성분(approximation;$A_n$)과 고주파 전압 성분(detail;$D_n$)중 현저한 성분의 변화가 관찰되는 고주파 전압 성분을 선택한다. 이를 검증하기 위하여 모든 고주파 전압 성분의 절대값을 적용한 뒤 최대값 정보를 추출한다. 이 때, 추출된 각 성분의 최대값과 최대값의 평균을 비교하되 여러 사전실험을 통해 정해진 특정 임계값 대비 큰 값을 나타낼 때 고장이 발생하였음을 판단한다.

제안된 토폴로지의 특징은 각 모듈에 연결된 모든 DC/DC컨버터 출력이 변압기 1개에 연결하는 구조를 취하고 있다. 이러한 구조는 배터리의 전압 밸런싱용 모든 컨버터가 하나의 고조파 변압기를 통하여 자속을 공유하는 형태를 취함으로 모든 컨버터의 입력 전압이 자동으로 같아지는 전압으로 수렴하게 된다. 특히 본 구조는 직렬로 연결된 여러 개의 배터리 전압을 한 개의 전압검출만으로 추적이 가능하여 BMS 관리를 위한 다수의 전압센서를 제거할 수 있는 특징을 갖고 있다.

본 논문은 EV(Electric Vehicle) 자동차에 사용되는 배터리의 충/방전 전류에 따른 SOC (State of Charge) 및 전압특성을 시뮬레이션으로 구현 및 검증하기 위하여, 양방향 DC-DC 컨버터를 설계 및 구현을 하였다. 실험을 통해 EV 자동차의 도심 주행 모드(FTP-75) 충/방전 전류 패턴을 재현 하였다. 제어기법으로는 PI전류 제어를 사용 하였으며, 배터리 전류 리플을 최소화하기 위하여 L-C-L필터를 사용 하였다.

모터 가변속 구동장치나 계통연계 전력변환 장치, 무정전 전원장치(UPS)등 스위칭 주파수가 수 ~ 20kHz 정도의 중용량 장치에 IGBT가 주로 사용된다. 최근에는 소용량 가전제품부터 대용량의 전철의 모터 구동장치 등 다양한 전기기기에 IGBT가 사용되고 있다. IGBT의 성능은 게이트 드라이브 회로에 의해 결정되며, 스위칭 특성, 파형 컨트롤과도 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 IGBT의 안정적인 스위칭 동작에 영향을 끼치는 요인과 Turn-on 시퀀스를 분석하였고 IGBT의 물리적 특성을 고려하여 불안정한 게이트-에미터 전압을 안정화시킬 수 있는 게이트 드라이버의 설계 요소에 대하여 고찰하였다.

본 논문은 Simulink 모델을 기반으로 하여 FPGA 알고리즘을 설계하는 과정을 구현하였다. Simulink 모델은 SRF-PLL 제어기법을 적용하였으며, Simulink 모델은 기본적으로 부동소수점으로 구성된다. 그러나 FPGA 구현에 필요한 VHDL 코드는 고정 소수점 변환이 필요하므로, 부동 소수점 모델을 고정 소수점으로 변환하고 두 연산 기법의 시뮬레이션 결과를 비교분석하였다.

본 논문에서는 전기 자동차와 계통의 양방향 충-방전 동작이 가능한 완속 충-방전 시스템과 차량 전장용 에너지 공급을 위한 LDC용 보조 배터리를 충전시키는 시스템을 Select Switch의 설정에 따라 선택적으로 운용 할 수 있는 두 가지 기능을 갖는 하이브리드 충-방전 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 계통과 메인 배터리의 양방향 충-방전 동작과 메인 배터리에서 보조 배터리로 에너지 전달을 하는 동작을 수행하며, DC-link와 메인 배터리와의 에너지 전달을 모두 Interleaved 방식으로 동작시킴으로써 전기 에너지의 활용도를 높일 수 있다. PSIM 컴퓨터 시뮬레이션으로 본 논문의 타당성을 검증하고자 한다.

In this paper, a studied the SAW system being developed shipbuilding and plant industry with changing welding method to progress productivity. It studies a SAW system using one sensor instead previous one which is using two sensors. It suggests SAW system which has AC output with high current makes high speed welding and DC output with accurate arcing makes detailed control.

본 논문은 전기자동차용 탑재형 배터리 충전기의 효율 개선점 도출을 위해 요구되는 손실 분석 과정을 다룬다. 평균전류모드 부스트 PFC 컨버터와 직렬공진형 DC-DC 컨버터로 구성된 3.3kW급 탑재형 배터리 충전기의 각 부 손실들을 이론적으로 분석하고, 이를 PSIM Simulator의 Thermal Module을 이용한 손실 측정 결과와 비교하여 타당성을 검증한다.

In this paper, we propose a dynamic battery equivalent modeling of lithium-ion batteries that can be applied to the battery simulator. In order to apply battery model to battery simulator, the profile of battery model should be equal to that of actual battery. Therefore, the equivalent model was selected by considering the transient and steady-state characteristics of lithium-ion batteries. Also, to obtain transient-state behavior of the battery, the RC values of the battery are selected through the lithium-ion battery charge/discharge experiments. The validity of proposed battery model is verified from the experimental results.

In this paper, a switching control strategy of bidirectional converter for energy storage system in photovoltaic hybrid modules is proposed. The bidirectional converter for energy storage system (ESS) with battery is connected with DC link in parallel which is located between current source flyback converters(CSFC) and unfolding bridge. Because CSFC generates rectified sinusoidal current, the bidirectional converter requires suitable control strategy. Therefore, a theoretical analysis of the proposed switching control strategy is presented. And, validity is confirmed through simulation results.

최근 환경오염과 화석연료 고갈 때문에 신재생에너지원의 효율적인 활용은 중요한 화두가 되고있다. 신재생에너지를 효율적으로 사용하기 위한 PCS(Power Conditioning System)에서 인버터 동작에 의한 120Hz 리플은 신재생 에너지원을 효율적으로 사용하기위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking)에 영향을 준다. 본 논문은 태양광 PCS 설계할 때 인버터 출력전류에 의하여 발생되는 태양광패널 전압리플을 저감하기 위하여 부스트 컨버터의 제어기 설계방법을 제안하고자 한다. 제안된 방법을 통하여 태양광 전압의 전압리플을 제거하여 원활한 MPPT 동작을 할 수 있게 만든다. 제안된 방법을 설명하고 이의 타당성을 증명하기 위하여 PSIM과 MATLAB simulation을 검증하였다.

When ESS(Energy Storage System) is under normal operation, island situation can be occur because of grid accidents. When island operation occur, the system mode switches in to UPS(Uninterruptible Power Supply) mode to supply stabled load power. To decide island operation, checking grid magnitude or frequency is general. But regulation for sag and swell is required. In this paper, it proposes grid connection error detection algorithm for UPS operation when sag and swell occurs in grid, and analyzed by simulation.

In this paper, a power flow control of PV hybrid module system with ESS is proposed. Photovoltaic(PV) hybrid module system is consist of individual converter, central inverter, and energy storage system(ESS). Because PV power can be changed in particular hours and environment condition, the power management control for ESS is required. In this paper, the power flow control method for PV hybrid module system with ESS is proposed. The validity of proposed control method is verified by simulations and theoretical analysis.

In single-phase flyback inverter for grid-connected PV-AC module, power ripple is occurred as two times grid frequency on input capacitor. So, decoupling method has attracted interest recently. Also, power generation of PV depending on irradiation is limited at particular time, so use of energy storage system can increase energy efficiency. In this paper, flyback inverter for grid-connected PV-AC module which can operate decoupling and energy storage functions is proposed and verified by PSIM simulation.

This paper presents the control mehtod of a photovoltaic(PV) hybrid generation with energy storage system(ESS). To stabilize power control between PV generation system with ESS and local load, the proposed control method performs grid-connected and islanding operations. Through the simulation results the theoretical analysis of proposed method is verified.

기존의 태양광 시스템은 일사량이 존재할 경우 즉 태양이 있을경우에만 동작하는 낮은 활용도를 가진다. 본 논문에서는 태양광에서 발전되는 불규칙적인 에너지를 효과적으로 사용하기 위해 BESS 시스템을 결합하여 태양광 시스템의 활용도를 높이며, 계통의 전원의 안정화를 위하여 Active Power Filter기능을 수행한다. 논문에서는 이를 구현하고 타당성을 검증하였다.

This paper presents the method to determine the battery capacity for controlling the wind power with BESS for stabilizing the output of HanGeong wind farm in accordance with grid codes for distributed generators in Jeju Island. To find appropriate capacity of BESS, three kinds of simulations are carried out : There are focused on smoothing control, the frequency fluctuation and the renewable energy resources standards, respectively. As the simulation result, maximum C-rates of BESS for the wind farm are calculated as 2C, 5C and 2C that are for each method and battery capacities have 25%, 20% and 10% of total capacity of HanGeong wind farm. Finally, simulations for this paper are carried out by using PSCAD/EMTDC.

본 논문에서는 플라이백 컨버터 전력조절기의 스위치전류 센싱을 통한 최대전력 추종 제어 구현을 제안한다. 여분의 전류 센서를 사용하지 않고 연속도통모드(CCM)에서 PV전류를 추정 하기 위하여 전류 센싱이 가능한 SenseFET 스위치를 사용한다. 최대전력추종제어를 하기 위해 태양광 패널의 전류 정보가 필요하며 이 값은 플라이백 전력조절기에서 스위치 전류의 평균값과 같다. 따라서 본 논문에서는, SenseFET을 이용한 전류 측정방법을 이용하여 하드웨어를 구현하고 제안한 방식을 검증하였다.

본 논문에서는 저가형 플라이백 컨버터를 이용한 태양광 전력조절기의 연속도통모드(CCM) 제어기 설계를 제안한다. PV 전압 제어기 설계를 위하여 소신호 분석을 통해 전달함수를 유도하고 보상기를 설계하여 전압루프를 안정하게 설계하였다. 설계 결과는 MATLAB과 PSIM 시뮬레이션 비교로 검증하였다. 최종적으로 최대전력 조절제어를 위한 최대전력추종제어기를 구현하여 하드웨어로 검증하였다.

분산 전원의 계통 연계를 위한 그리드 코드에서 요구하는 LVRT 제어 시 과도 상태 계통 전류를 분석하고 최대값을 최소화하는 것은 매우 중요하다. 계통 사고 발생으로 전압이 급격히 변화하는 동안에 과도 전류의 크기가 상승하여 전력용 반도체 소자의 한계를 넘게 되면 시스템이 정지하기 때문이다. 본 논문에서는 LVRT 제어 시 과도상태 전류의 급변 원인과 최대값에 영향을 미치는 요인들을 분석한다. 분석의 신뢰성을 높이기 위해 GFS(Grid Fault Simulator)를 적용하여 전압사고를 모의하고 PSIM 시뮬레이션 프로그램을 통해 검증하였다.

계통 연계형 발전시스템은 스위칭 주파수를 기본으로 하는 배수 고조파들이 발생한다. 이 때 인버터의 출력 전류 고조파는 계통의 전력품질에 영향을 주므로 저역통과 필터를 이용하여 제거해 주어야 한다. 일반적으로 사용하는 L, LC필터는 구성이 간단하고 제어가 용이한 장점이 있지만 동적특성이 좋지 않고 필터의 성능향상을 위해서는 인덕턴스를 증가시켜야 하기 때문에 필터의 부피가 커지는 단점을 가지고 있다. 이에 반해 LCL필터는 LC필터에 비해 더 낮은 용량으로 높은 고조파 감쇄 효과를 구현 할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 2레벨 인버터에 비해 3레벨 인버터는 높은 효율과 낮은 THD발생으로 계통 연계 시스템에 많이 적용되고 있다. 본 눈문에서는 계통연계형 3레벨 인버터의 LCL필터 설계를 하여 이를 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 검증한다.

본 연구는 STATCOM을 이용하여 고속철도 급전 계통의 전압 변화를 보상하는 기법에 관한 것이다. 기존의 PI 제어기를 이용한 제어기법를 대신하여 본 연구에서는 퍼지제어기(FLC) 적용을 제안하며, 퍼지제어기와 PI제어기의 제어결과를 비교한다. 퍼지제어기를 통해 내부 파라미터 변동이나 외부의 환경 변화 등 계통의 변화시에 정상상태 편차, 정상상태 도달 시간 등을 최소화 시킬 수 있음을 보인다.

본 논문은 그리드 전원에 이상 발생 시 새그 / 피크를 빠르게 검출하는 시스템을 제안한다. 기존의 새그전압 검출기법은 DPLL의 동기좌표변환을 이용한 방법을 사용한다. 동기좌표변환은 일반적으로 3상 좌표계에서 사용되는 방법인데 현 시스템은 단상을 이용하는 시스템으로서 고정좌표계 변환을 하는데 q축이 존재하지 않아서 이를 실현시키기 위해 그리드 전압을 이용하여 $90^{\circ}$ 지연이 되는 q축을 만들어 주는 All-Pass Filter의 방법을 이용한다. 그러나 이 방법은 그리드 전압 상에 Power-Quality를 떨어뜨리는 변수인 새그나 정전 등의 문제가 발생하게 되면 일정의 특정 구간에서 새그 변동을 즉시 인지하지 못하는 현상이 발생하게 된다. 이러한 지연현상으로 인해 시스템에 새그가 발생한 시그널이 늦게 전달하는 현상이 발생하게 된다. 그래서 그리드 전압을 고정좌표계의 성분을 이용하여 현재 / 이전 값 연산을 한 2차 성분을 통한 새그 / 피크 검출방법을 제안한다. 기존의 방법과 제안하는 방법의 시뮬레이션과 실험결과를 비교하여 타당성을 입증하였다.

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. 따라서 본 연구에서는 DC 그리드에 적용 가능한 SSCB (Solid-State Circuit Breaker : SSCB)을 제안한다. 제안한 회로는 단락 사고를 모의하고 시뮬레이션과 실험을 통해 시스템의 동작 특성을 검증하였다.

본 논문에서는 풍력발전의 불규칙한 출력을 안정화하기 위해 수퍼커패시터의 에너지 저장장치를 통해 계통으로 유입되는 전력을 완화시키는 제어에 대하여 서술한다. 풍력발전은 친환경 에너지원이지만, 바람에 의해 출력이 불규칙하게 변하는 단점이 있다. 5kW 소규모 풍력발전 시뮬레이터와 3kW 수퍼커패시터 에너지 저장장치를 이용하여 단주기의 불규칙한 출력을 완화시켜 계통으로 안정적인 전력을 공급한다. 풍력발전 시뮬레이터의 불규칙한 출력을 100%에서 30%로 감소시켰으며, 제안한 불규칙한 출력 완화 방법의 타당성을 실험을 통해 검증하였다.

본 논문은 계통전압의 순간전압 강하시 궤환선형화 기법을 이용한 3상 4선식 동적전압보상기의 제어 알고리즘을 제안한다. 궤환선형화 기법은 시스템의 비선형성을 제거하여 우수한 동특성을 얻을 수 있다. 제안된 제어기법은 시뮬레이션을 통하여 그 타당성이 입증된다.

계통 연계형 인버터에는 고조파 전류 저감을 위한 필터를 필요로 한다. 고조파 저감을 위한 필터로는 LCL 필터가 주로 사용되고 있다. 하지만 최근에 연구되고 있는 LLCL 필터의 경우 LCL 필터의 캐패시터 단에 직렬로 L을 추가한 형태로 LC 직렬공진을 통하여 LCL 필터에 비해 PWM 주파수 대역의 고조파를 좀 더 효과적으로 저감 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 기존연구에서는 LLCL 필터의 공진을 억제하기 위한 댐핑 방법 및 효과가 고려되어 있지 않다. 본 논문에서는 PWM 주파수 고조파 저감효과는 댐핑저항이 없는 경우와 동일한 효과를 얻으면서, LLCL 필터의 공진을 효과적으로 억제하는 LLCL 필터를 제안하고, 그 타당성을 시뮬레이션을 통해 입증하였다.

본 논문은 전류의 왜곡을 발생시키는 고조파 성분을 제거하고, 계통 전압 불평형시 PWM 컨버터 출력 전류의 품질을 개선하는 기법을 제시한다. 출력 전류에 고조파가 포함된 경우, 이러한 왜곡을 보상하기 위해서 각각의 고조파에 대한 공진제어기를 주 전류제어기와 병렬로 추가하면 디지털 제어 시스템에서 연산시간이 증가한다. 반복제어기를 병렬로 추가하면 DSP의 연산시간이 줄어들고, 높은 차수의 고조파 제거가 용이해져 총고조파 왜율이 줄어드는 이점이 있다.

본 논문은 단상 전원 시스템에서 입력전원의 위상각 추정에 2차 일반화 적분기(Second-Order Generalized Integrator - SOGI)를 기반으로 하는 적응 필터구조를 적용한다. SOGI 출력은 전원 위상각과 관련되고, 올바른 출력을 위해서는 중심 주파수 ${\omega}^{\prime}$이 전원 주파수를 빠르게 추정할 수 있도록 FLL(Frequency Locked Loop)제어가 필요하다. SOGI-FLL의 기존의 방법과는 다르게 비선형 특성이 강한 주파수 동기화 동특성 모델에 퍼지제어를 적용함으로써 복잡한 선형화 과정이 필요하지 않으며, 실시간 이득 조절로 빠르게 전원 주파수 추정을 할 수 있는데 이는 최종적으로 빠른 전원 위상각 추정을 의미한다. 제안된 방법에 대해서 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 400kHz 10kW RF Source와 최대전력전달을 하기 위해 가변임피던스 정합기를 이용하여 파워 소스를 준비하였고, 송수신코일은 EE71형태의 페라이트코어에 테프론 와이어를 결선하여 구성하였다. 본 연구에서는 MF대역의 주파수를 이용하므로 자기유도방식을 채택하였다. 무선전력전송에서는 최대로 전력이 전달하기 위하여 송수신 코일과 부하간에 임피던스 매칭이 필수적으로 필요하다. 매칭이 원할하지 않을 경우 RF Source에 반사전력이 반사되어 심각한 손상을 발생할 수 있으며, 수신부 코일의 부하단에 최대로 전력이 전달되지 않을 뿐만 아니라 전체 시스템 효율이 나빠지게 된다 본 연구에서는 임피던스 정합기를 이용하여 자기유도방식에서 최적의 송수신 전송 조건을 도출하였다.

3상 인버터 출력단 센싱에 옵셋이 발생할 경우 DC 전류에 출력 주파수에 해당하는 리플 성분이 발생하게 된다. 리플의 크기는 옵셋의 크기에 비례하여 커지게 된다. 센싱 단자 등의 H/W적인 문제로 옵셋이 발생할 경우 DQ축 전류 및 DC 전류에 리플이 발생하게 되고 이는 필터 리액터, 변압기 등의 온도 상승 및 IGBT Stack의 온도 상승 등 인버터 시스템에 악영향을 유발시킬 뿐만 아니라 DC 소스원에도 악영향을 발생시킬 가능성이 존재한다. 따라서, 본 논문에서는 옵셋의 영향을 줄여 시스템을 안정적으로 동작시키기 위해 옵셋 보상 방법을 제안하였다.

LP레코더의 음향 특성은 기록과 재생 방법에 따라 달라지며 공학적 기준 설정이 어렵다. 본 연구는 LP 레코더와 카트리지의 관계로부터 주파수 특성을 분석하고 LP 레코더 특성의 모의 장치를 구현하였다. 카트리지에 의해 나타나는 주파수 특성은 차단 주파수 12[kHz] 부근에서 부족 댐핑을 보이며 이후 약 - 80[dB/dec]로 감소하게 된다. 4차 체비세프 필터를 이용하여 모의 장치를 구성하고 CD 음원의 소리를 모의장치에 통과시켜 LP 레코더와 유사한 음향을 재현하였다. 12[kHz]로 대역 제한된 사운드가 20[kHz] 대역 보다 우수한 음장감을 나타내었다.

본 논문은 해상풍력단지와 같은 대용량 신재생에너지를 송전하는데 적합한 전압형 HVDC(High Voltage DC) 중에서, 최근 실용화되어 많은 연구가 이루어지고 있는 Modular Multi-level Converter HVDC(MMC HVDC)에 대한 새로운 토폴로지를 제안한 내용이다. 대표적인 MMC HVDC는 독일의 R. Marquardt 교수가 제안한 Half-Bridge 모듈을 적용하여 MMC를 구현하는 방식으로 이는 계통에 DC 지락 사고가 발생할 경우 컨버터를 구성하는 모듈에 큰 고장 전류가 흐르게 되고 결국 모듈의 주요 구성품인 IGBT가 소손 될 수 있는 약점을 지니고 있다. 이를 보완하기 위해 각 모듈에 Thyristor를 삽입하거나 새로운 모듈을 적용하는 방식이 제안되었다. 본 논문에서는 DC 지락 고장시 큰 고장 전류를 차단할 수 있는 새로운 모듈 구성을 제안하였다. 또한 제안된 토폴로지에 대한 기본 동작을 설명하고 시뮬레이션을 통해 제안한 방식과 기존의 방식을 비교 분석 하였다.

신재생 에너지의 비중 확대와 보급이 늘어남에 따라, 국가 간, 도시 간의 송전이 중요한 이슈로 대두 되고 있다. 위와 같은 요구 조건을 만족시키기 위해서 초고압 직류 송전의 개발이 필요하다. 초고압 직류송전(HVDC)에는 전류형과 전압형으로 나뉘는데. 각 HVDC에서 사용되는 Valve는 실제 운전 전에 여러 가지 방법으로 검증이 필요하다. 합성 시험회로 설비(Synthetic Test Circuit = 이하 STC)는 전류형 HVDC에서 사용되는 주요 전력변환 장치로, Thyristor Valve의 동작을 실제 동작 조건에 맞추어 동작을 시켜, 동작의 신뢰성을 검증하는 시험 설비이다. 본 논문에서는 전류형 HVDC Valve의 Operational Test를 위한 STC의 보호기능에 대해 기술하고 있다. 합성시험회로는 2상 초퍼와 6 펄스 사이리스터 컨버터를 사용하였고 설계된 보호기능은 PSCAD를 사용하여 검증하였다. HVDC Valve Operational Test시 합성시험회로 내에서 발생할 수 있는 사고 상황을 상정하고 그에 따른 보호 기능을 모의하였다.

신재생 에너지의 용량이 증대하고, 수요가 늘어 남에 따라, 국가 간, 도시 간의 송전이 중요한 이슈로 대두 되고 있으며, 해당 요구 조건을 만족시키기 위해서 초고압 직류 송전 개발이 요구 되고 있다. 이 초고압 직류송전(HVDC)에는 전류형과 전압형으로 나뉘게 되는데, 각 HVDC 에서 사용되는 Valve는 실제 운전 전에 여러 가지 방법으로 검증이 되어야 한다. 합성 시험회로(Synthetic Test Circuit = 이하 STC) 는 전류형 HVDC에서 사용되는 주요 전력변환 장치 인, Thyristor Valve의 동작을 실제 동작 조건에 맞추어 동작을 시켜, 동작의 신뢰성을 검증하는 시험 설비 이다. 기존 STC는 고전압 대전류 회로와 고전압 저전류 회로의 합성 동작으로 Thyristor Valve의 동작을 검증한다. 하지만 제안된 Topology를 이용하면, 고전압 대전류 회로를 저전압 대전류 회로로 사용할 수 있으며, 제작 비용 및 설치 면적 등을 감소 시킬 수 있어 경제적이다.

본 논문은 전류형 HVDC Valve Operational Test를 위하여 대전류원과 고전압 공진회로로 구성된 합성시험설비의 제어기와 운전 시퀀스를 제안하고 PSCAD 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 1인승 전기차량 구동을 위한 병렬형 3상 인버터를 제안 하였다. 제안된 인버터는 전기차량의 부하 상태에 따라 하나 또는 두개의 인버터를 병렬로 사용하여 부하가 분담된 패턴으로 제어한다. 인버터의 전체적인 제어 방식으로는 유도 전동기를 위한 벡터제어와 공간벡터 변조방식을 적용 하였다. 본 연구의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증을 하고자 한다.

(주)효성에서는 FACTS(Flexible AC Transmission System) 기기 중 하나인 1 MVA STATCOM(Static synchronous Compensator)을 개발하여 제주 행원의 풍력단지에 설치하였으며, 이에 대한 실증운전 및 시험을 완료하였다. STATCOM은 연계된 전력계통의 상황에 맞게 일정전압 제어 및 무효전력 제어모드로 운전되며, 이를 이용하여 계통전압의 안정화에 기여함으로써 전력품질을 향상시키는 역할을 한다. 본 논문에서는 1 MVA STATCOM의 실증운전을 통해 전력품 질향상 사례를 분석하였다.

기존의 발열유리 온도 제어 방법은 PTC Type 또는 NTC Type 의 온도센서를 발열유리에 부착하여 발열유리온도를 검지하여 제어를 한다. 온도센서가 발열유리 표면에 부착됨으로써 온도센서박스 및 온도센서용 통신선로가 추가적으로 필요하다. 또한 외관과 시야가 나빠진다. 이런 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 실내의 온도와 실외의 온도를 검지하여 유리 표면에 온도센서가 부착하지 않은 발열유리 온도제어시스템에 관한 연구를 하였다. 그리고 실내에서 전열기로 사용하는 경우에 한하여 온도센서리스 방식의 발열유리 온도제어시스템에 관한 연구 및 실험을 하였다.

본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multilevel Converter ; MMC) HVDC의 각 모듈 평균 스위칭 절환 회수를 고려한 커패시터 전압 평형 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 MMC HVDC 시스템에서 각 모듈을 선택적으로 운전하는 것은 모듈간 커패시터 전압 평형 유지가 가능하나, 모듈간 스위칭 절환 수의 불평형이 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 각 모듈이 스위칭 절환 수의 평형을 유지하면서 직류 전압 평형을 유지하는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션으로 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 비상전원 기능을 갖는 고효율, 고신뢰성의 3kW급 스마트 홈에너지 서버 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 Li-Ion 배터리 충 방전용 양방향 컨버터, 태양광 발전용 단방향 컨버터, 양방향 계통 연계형 인버터로 구성되어 있다. 제안하는 시스템의 운전모드를 제시하고 3kW급 시작품의 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 다단 멀티레벨 컨버터(Cascaded Multilevel Converter) 방식으로 개발된 STATCOM에서 Phase-Shifted PWM 시 발생할 수 있는 개별 Cell 인버터의 출력 전압 위상 지연을 보상하여 시스템의 성능을 개선하였다.

본 논문은 당사에서 개발한 5Mvar급 STATCOM(static synchronous compensator)의 제어 시스템에 대해 기술한다. 제작된 5Mvar급 STATCOM은 한 상당 12대의 HBI(H-Bridge Inverter)로 구성이 가능하도록 25-Level로 제작되었다. 제안된 제어시스템은 DSP(digital signal processor)를 이용하였으며, 하나의 Main Controller와 다수의 Cell Controller, FPGA 보드 등으로 구성되어 있다. Controller 간의 상호 정보를 교환하기 위해 eCAN 통신을 이용하였고, HBI의 스위칭을 위한 보드는 각각에 연결되어 있으며, Cell Controller보드와는 절연을 위해 광신호로 연결하였다. 본 논문에서는 개발한 제어시스템의 신뢰성을 검증하기 위한 실험을 진행하였다.

전기로와 같은 고압, 대용량의 산업응용분야에서 전원 안정화를 목적으로 하는 변동부하에 의해 발생되는 정상분 및 역상분의 무효전력을 보상하기 위한 고성능의 STATCOM의 개발이 요구되었다. 본 논문에서는 POSCO ICT에서 개발한 22.9kV 5MVA STATCOM(static synchronous compensator)에 대해 기술하였다. 개발된 STATCOM은 다단 멀티레벨 컨버터(Cascaded Multilevel Converter) 방식으로 Delta 구성하였으며, 각상당 12개의 H-Bridge Inverter가 직렬로 구성되어 25 레벨의 전압을 출력한다.

LIN(Local Interconnect Network) 통신은 CAN(Controller Area Network) 통신과 더불어 차량용 통신으로 많이 사용되고 있다. LIN 통신은 필요 성능의 수준이 높지 않은 장치 및 시스템이나 비용의 경제적인 측면에서 CAN 통신의 하부버스로 많이 사용되며 LIN 노드에 개수도 점차 늘어나고 있다. 그렇기 때문에 LIN통신으로 시스템 제어 및 모니터링 프로그램을 GUI(Graphic User Interface)로 제작한다면 시스템 상태의 디스플레이 및 모니터링이 수월해진다. 함수와 GUI로 제작되는 LabVIEW는 다른 텍스트 언어기반 개발 프로그램에 비해 설계 시간 단축 및 사후 관리도 쉽다는 장점이 있다. 본 논문에서는 LabVIEW로 제작한 IBS 모듈 기능 검사 장비개발을 통해 LIN 통신으로 송수신되는 데이터를 확인하고 모니터링, 그리고 설계가 용이하다는 것을 소개하고자 한다.

본 논문에서는 PSCAD/EMTDC를 이용하여 MMC(Modular Multi-level Converter)를 기반으로 한 HVDC 시스템 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 스위칭 레벨의 동작을 분석하기 위해 각 ARM당 10개의 SM(Sub-Module)과 2개의 RM(Redundancy-Module)을 구성하여 11-level의 MMC 출력 전압을 형성하였다. SM 동작시 발생하는 전압 불균등 문제를 해결하기 위하여 밸런싱 알고리즘을 적용하였으며, SM의 출력 전압에 발생하는 Ripple을 고려하여 Capacitor의 용량을 설계하고 이를 검증하였다. 또한 시뮬레이션을 이용하여 HVDC 성능 분석과 MMC의 성능개선을 위한 순환전류 알고리즘 및 Redundancy 투입 알고리즘을 구현하고 그 결과를 확인하였다.

This paper proposes an arc fault circuit interrupter (AFCI) using the distorted voltage wave in electric arc faults. It perceives a voltage instantaneously at the time of voltage drop. and occurrence. It is an AFCI of the new concept which operates with high reliability. The primary reason of electric fire is arc and spark. It prevents an electric fire or an electric leakage accident with quick responsiveness. Earth Leakage Circuit Breaker(ELB), Molded_case Circuit Breaker (MCCB) or Residual Current Protective Device(RCD) can not cut off electric arc or spark to be a major factor of electrical fire. This theory will be able to intercept an arc or a spark. which occurrence with periodic. Consequently It raises a reliability and validates a practicality of RCD.

본 논문은 국가지정 중요목조문화재 안전관리 실태조사를 통해 각각의 요소별로 문제점을 도출하고 그에 다른 중요목조문화재 안전관리 발전방안을 제시하고자 한다.

본 논문은 초기화재 발생에 대한 대응력을 높일 수 있는 소화기디자인 방안에 대해서 연구해 보았다. 연구를 진행하는데 있어서 일반 사용자를 대상으로 설문을 실시하였으며 도출된 설문을 토대로 디자인 안을 제시해 보았다.

본 논문은 공공설비(보안등) 전기안전을 향상시키기 위해 원격 점검체계의 제안, 시범사업을 실시하였으며, 그 효과를 분석하였다.

본 연구는 스마트 e버스 시스템 중 배터리 교환로봇을 이용한 배터리 교체시설과 배터리 급속충전 시설인 자동 배터리 교환시설의 전기안전성 안전진단을 통하여 현 시설물의 문제점 분석과 개선사항 도출을 통하여 안전한 사용을 위한 스마트 e 버스 시스템의 전기 시설 기준(안)을 개발하는데 도움이 되고자 한다

2013년까지 KAIST 원자력 전력전자 및 로봇 연구실에서 연구한 무선전력전송 관련 연구결과를 소개한다. 본 논문에서는 전력전자를 바탕으로 원자력 발전소의 중대사고 발생 시 원전 내부 상황을 모니터링 하기 위한 로봇 및 계측장비의 전원공급을 위한 무선전력전송 시스템과 사무실이나 작업장과 같은 장소에서 항상 무선전력으로 모바일기기를 충전할 수 있는 시스템을 소개하였다.

본 논문에서는 나선형 코일이 장착된 평판코어를 이용한 유비쿼터스 모바일 무선전력전송 (Wireless Power Transfer, WPT) 기술을 제안하였다. 집전장치에 나선형 코일이 부착된 평판코어를 사용함으로써 어떠한 도체가 접근하더라도 코일의 인덕턴스가 거의 변하지 않아 최대전력전달이 가능한 공진 조건을 보장하고, 사용자는 자기장이 일정 유해 수준을 넘지 않는 환경에서 안전하게 모바일기기를 사용할 수 있다. 실험 결과, 평판 코어 앞면에서는 상대적으로 매우 작은 자기장이 발생하였으며, 도체를 집전장치에 접근시킬 경우의 인덕턴스 변화 측정결과 평판 코어를 사용하지 않은 것에 비해 10배 이상 적은 것을 확인하였다.