유도 가열 (Induction Heating; IH) 기기는 빠른 가열 속도, 안전성, 청결성 등의 장점으로 산업계와 가정에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존 IH 기기는 낮은 저항을 갖는 비자성체 용기를 가열할 때 1차측 스위치에 높은 전류가 유도됨으로써 스위칭 손실과 전도 손실이 증가하고 스위치 정격 전류량을 초과하는 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 용기 재질에 따른 임피던스 특성을 분석하여 비자성체 용기를 가열하기 위한 적절한 유도 가열용 직렬 공진형 컨버터의 새로운 스위칭 변조방식을 제안한다. 2 kW의 정격 전력을 가지는 유도 가열용 컨버터의 시작품을 사용하여 설계 방법론과 스위칭 변조 방식의 타당성과 성능을 검증하고자 한다.

긴 수명과 높은 효율로 차세대 조명기구로 사용되는 LED를 구동하기 위하여, 일반적으로 역률 보정을 위한 PFC 단과 출력 조절을 위한 DC/DC 단이 직렬로 연결된 구조를 사용하게 된다. 이때 PFC 과정에서 DC 링크 전압이 120Hz 전압 맥동을 갖게 되는데, 이는 DC/DC 단에도 영향을 주며 최종 출력전류 역시 120Hz 저주파 맥동을 갖게 된다. 본 논문은 LED 조명용 LLC 공진 컨버터의 120Hz 저주파 맥동 전류 리플을 저감 방법에 관한 연구이다. 기존 제어기에 전류 리플을 보상하여 제어하는 방법에 대하여 설명하고 시뮬레이션을 통해 이를 확인한다.

본 논문은 넓은 영전압 스위칭 범위와 고효율을 가지는 Split-Capacitor Dual-Active-Bridge 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 기존의 Dual-Active-Bridge의 풀-브릿지 구조를 Split-Capacitor 구조로 변경하여 회로를 개선하였다. 비록 제안한 컨버터는 변압기 전류가 기존의 회로보다 2배만큼 높아지지만 6개 스위치의 정격 전압이 절반으로 줄어들며, 넓은 영전압 스위칭 범위를 가진다. 또한 변압기 전류의 증가로 인해, 기존의 컨버터에 비해 1/4만큼 작은 누설 인덕턴스로 같은 전력을 넘길 수 있다. 추가된 커패시터는 변압기 DC 성분에 의한 포화 문제를 막아주며 두 개의 출력을 가질 수 있도록 한다. 제안한 컨버터의 성능을 검증하기 위해 3-kW의 시제품을 제작하여 실험을 통해 증명하였다.

본 논문에서는, 넓은 입력전압 범위에서 높은 효율을 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 적은 소자수를 가지고, 영전압 스위칭이 가능한 특징으로 인해 작은 용량의 전원장치에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 변압기에 큰 DC-오프셋 전류를 가지기 때문에, 변압기의 크기를 증가시키고 영전압 스위칭 에너지를 감소시키는 문제점을 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 결합 인덕터를 사용한 새로운 구조의 정류기를 사용하여 변압기의 오프셋 전류를 제거한다. 이로 인해 제안하는 회로는 오프셋 전류로 인해 발생하는 문제점을 해결하여 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 가진다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해 250-400V 입력전압과 100V/200W의 출력에서 실험이 진행되었다.

엑티브 클램프 포워드 컨버터는 고효율, 간단한 구조의 특징으로 PC 파워 시스템, 서버 파워 시스템과 같은 어플리케이션에 많이 사용 되고 있다. 특히 더블 앤디드 엑티브 클램프 포워드 컨버터는 작은 출력 필터와 고효율의 장점이 있으나, 변압기 오프셋 전류로 인해 변압기의 크기와 코어 손실이 증가하게 된다. 본 논문에서는 새로운 게이트 신호 조정을 통해 낮은 변압기 오프셋 전류를 갖는 새로운 더블 앤디드 엑티브 클램프 포워드 컨버터를 제안한다. 따라서 변압기의 크기와 코어 손실, 1차측과 출력 인덕터의 전력손실이 감소함으로써 높은 전력밀도와 고효율을 달성하게 된다.

This paper proposes a new pair of Active Snubber Cells (ASCs) which can fully provide soft switching for a Floating-output Double Boost Converter (FDBC). Besides that, the introduced ASCs are applicable for all basic DC-DC converters. Main switches of the FDBC turn on and off with ZVS. However, the main diodes are ZCS turned off. Furthermore Snubber switches are turned on and off with ZCS and ZVS respectively. It worthy to mention also that the soft switching for snubber diodes of the presented cells is achieved. A 1.5kW, 100kHz prototype of the FDBC with the proposed ASCs was built and evaluated; and the maximum attained efficiency is 97.3%.

본 논문에서는 능동형 스너버를 사용한 비대칭 하프-브리지 컨버터를 제안한다. 비대칭 하프-브리지 컨버터는 홀드-업 시간을 고려하여 넓은 입력전압 범위에서 설계되면, 노미널 동작 시 작은 시비율로 동작하여 변압기에 큰 오프셋 전류가 발생한다. 또한 변압기가 작은 턴 비로 설계되어 1차측 전류 스트레스와 2차측 정류기의 전압 스트레스가 커지는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 제안하는 컨버터에서는 추가 스위치를 사용해 추가적인 전압이득을 얻음으로써, 홀드-업동작 시 낮아지는 입력 전압을 보상한다. 때문에 제안하는 컨버터는 홀드-업 상태를 고려하지 않고 설계될 수 있어, 노미널 시에 큰 시비율로 동작한다. 게다가 추가 스위치는 능동형 스너버로 사용되어 2차측 정류기 다이오드의 전압 링잉을 제거하여 전압 스트레스를 저감시킨다. 이와 같은 특징으로 인하여 제안하는 컨버터는 전 부하 영역에서 높은 효율을 갖는다. 제안하는 컨버터의 효용성을 검증하기 위해 320-410V 입력전압과 19.5V/200W 출력에서 실험이 진행되었다.

본 논문은 Solid-state Marx modulator(SSMM)용 10kV, 1kW급 고전압 커패시터 충전기의 설계에 대해 기술한다. 직렬 공진형 인버터를 기반으로 Marx modulator용 충전기 구현을 위해 다수의 커패시터를 동시에 충전할 수 있도록 다단 변압기와 정류기를 사용하는 구조를 제안한다. 변압기 1차 권선으로 단일 턴의 고전압 케이블을 사용하여 설계하고, 작은 누설 인덕턴스만으로 공진 인덕터를 구현하기 위해 DCM(Discontinuous Conduction Mode)를 기반으로 공진 파라메터를 설계한다. 6개의 환형 코어에 각각 2개의 2차 권선을 권취하고 각 2차 권선은 배전압 정류회로와 연결되어 총 24개의 커패시터를 각각 417V로 동시에 충전할 수 있도록 설계한다. 본 논문에서는 DCM영역에서 동작하는 직렬공진형 컨버터의 공진 파라메터 상세 설계에 대하여 기술하고, 24개의 커패시터 직렬 결선을 통한 10kV, 1kW 정격운전 시뮬레이션 및 실험결과를 통해 제안된 회로를 검증한다.

본 논문은 상 전류의 위치(전기각)를 기반으로 보상전압을 결정하는 새로운 데드타임 보상알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 보상전압을 결정하는데 있어, 전류의 극성대신 제어하는 상 전류의 위치(전기각)를 이용하기 때문에 추가적인 알고리즘 없이 간단하게 보상전압을 정의할 수 있다. 또한 제안하는 데드타임 보상알고리즘은 동기좌표계에 바로 적용가능하기 때문에 3상 전압형 인버터(VSIs; Voltage Source Inverters)에 일반적으로 사용되는 동기좌표기반 제어기에 적용이 용이하고 추가적인 변환과정 없이 동기좌표에서의 인버터 출력전압을 추정할 수 있다. 제안하는 데드타임 보상알고리즘의 효과와 성능을 검증하기 위하여 전압형 3상 인버터를 이용한 L-R부하 실험이 진행되었으며, 상 전류파형의 FFT(Fast Fourier Transfrom)와 THD(Total Harmonic Distortion)를 산정하여 정량적 분석을 병행하였다.

본 논문은 Modular Scalable Inverter System(MSIS)에서 두 인버터 간에 캐리어 위상차로 인해 순환전류가 발생할 시 고주파 전압 보상을 이용한 순환전류 저감기법을 제안한다. MSIS는 인버터를 병렬로 구성하여 전력용량을 증가시키고 필요에 따라 선택적으로 사용하여 효율을 높인다. 하지만 병렬 인버터 구조에서는 필연적으로 순환전류가 발생하여 고주파 전압 보상을 이용하여 두 인버터가 동일한 스위칭 패턴을 출력하게 하여 주파수 성분의 순환전류를 저감한다. 제안한 방법의 유효성은 600W IPMSM를 부하로 한 MSIS 축소 모델에서 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 Quasi-Watkins-Johnson(qWJ) 인버터를 제안한다. 단상 qWJ 인버터는 기존의 Watkins-Johnson(WJ) 인버터에서 간단한 회로 수정을 통해 제안되며, 기존의 WJ 인버터의 모든 장점을 유지한다. 제안한 인버터는 모든 능동 스위치가 비절연형 게이트 구동을 하므로 게이트 구동회로의 부담을 덜어주고 기존 방식에 비해 적은 비용과 작은 크기로 구현할 수 있다. 또한, 제안한 인버터는 기존의 하프-브릿지 인버터의 출력전압보다 더 큰 출력전압을 가진다. 3상 qWJ 인버터는 출력전압이 입력전압의 2배까지 승압이 가능하다. 계통연계형 태양광 시스템에 적용 시, 기존의 3상 전압형 인버터는 누설전류로 인해 안정성에 문제가 생길 수 있지만, 제안한 인버터는 누설전류에 의한 문제가 생기지 않는다. 그러므로 제안한 인버터는 누설전류를 줄이기 위한 추가적인 회로가 필요하지 않고 적은 비용과 작은 사이즈로 계통연계형 태양광 인버터 시스템을 구현할 수 있다. 이러한 장점들은 3상 qWJ 인버터에서 더욱 현저하게 드러난다. 1kW의 시제품을 제작하여 제안한 인버터의 성능을 검증하였다.

중요부하를 가지고 있는 계통연계 인버터는 계통과의 연결이 끊길 경우 중요부하에 안정적인 전압공급을 위하여 끊김 없는 모드전환 동작이 요구된다. 기존 인버터는 계통연계 시 전류제어모드, 독립운전 시에는 전압제어모드로 운전을 한다. 그래서 모드전환 시 제어기절체로 인한 출력전압에 심각한 과도상태가 발생할 수 있으며 단독운전 검출 전에도 불안정한 전압을 부하에 공급하게 되어 중요부하에 큰 손상을 입힐 수 있다. 본 논문에서는 LCL필터 뿐만 아니라 LC필터 구조에서도 적용이 가능하며, 양방향 운전 시 자율적인 모드전환이 가능한 계통연계 인버터의 모드전환 기법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 5kW 시작품을 제작하여 타당성을 검증하였다.

독립형 인버터의 경우 상용 AC 계통(Utility Grid)이 없는 지역에서, 출력으로 단상 AC 전압(220Vrms / 60Hz)을 발생하는 전력 시스템이며 휘발유 연소 에너지, 풍력 에너지, 태양광 에너지 등 다양한 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 시스템의 입력으로 사용한다. 계통 연계 형 인버터의 경우 상용 AC 계통에 직접 연결하여, 발전된 전력을 계통에 주입(Inject)하는 전력 시스템을 말하며 출력으로 계통 전압과 동기화(Synchronization)된 단상 AC 전류를 발생시킨다. 기존 독립형 인버터의 출력에 계통 전원을 연결하면 작동이 불가능하고, 반대로 기존 연계형 인버터의 출력을 계통 전원 없이 동작하려고 하는 경우 또한 작동이 불가능하다. 본 논문에서는 상기 기존 기술의 한계를 극복할 수 있는 독립형 / 계통연계 호환형 단상 인버터를 제안하고 실제 구현을 통해 작동을 검증하였다.

본 논문에서는 Bridgeless 정류기가 적용된 무선전력전송(Inductive Power System, IPT) 시스템의 성능 향상을 위한 스위칭 주파수의 변조 기법에 대해 제안한다. Bridgeless 정류기의 기존 제어 방식과 제안하는 제어 방식의 동작을 비교하고 3.3kW급 무선전력전송 시스템에 대한 시뮬레이션을 통해 제안하는 제어 방식에 대한 동작을 검증한다. 제안하는 제어 방식의 성능을 검증하기 위해 기존 제어 방식과의 손실을 비교 분석한다.

This paper describes the 40kV solid state pulsed power supply for environmental applications. The output specifications of the pulsed power supply are 40kV, 300A, 3kHz, and average output power of 13kW. In order to generate a high voltage, a series stacking cell structure is used which is charged in parallel and discharged in series. Due to this structure, there is no dynamic voltage balancing problem as well as static voltage balancing problem for switches used in high voltage pulse power supplies. To verify this pulse power supply design, PSpice modeling was performed. Finally, experimental results with non-inductive resistive load and gas treatment reactor proved the reliability of the solid state pulsed power supply.

본 논문은 광물 탐사용 25kW 양극성 펄스전원장치에 대해 기술한다. 고효율 LCC 공진형 컨버터와 풀 브리지 기반 바이폴라 펄스 스위칭부로 구성된 500V, 12.5A 단위 모듈을 설계한다. LCC 공진형 컨버터는 도전 손실을 줄이기 위해 사다리꼴 모양의 공진 전류를 갖도록 하고, 높은 전력 밀도를 달성하기 위해 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 인덕턴스로 활용한다. 또한, 반복적인 짧은 펄스 기반으로 설계된 게이트 구동 회로는 DC에서 8kHz의 주파수 범위를 동작시키고 게이트 변압기의 사이즈를 줄이기 위해 제안된다. 개발된 양극성 펄스전원장치는 4개의 모듈이 직병렬로 결선되어 부하 조건에 따라 Grounded dipole mode (2kV, 12.5A) 또는 Loop mode (500V, 50A)로 동작한다. 네 모듈의 출력 전압 밸런싱을 충족시키기 위해 LCC 공진형 컨버터의 변압기에 보상권선이 감긴다. 본 논문에서는 양극성 펄스전원 장치의 상세설계에 대해 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 이를 검증한다.

This paper describes the design and implementation of a circuit consisting of a simmer power supply unit and a series trigger unit that can be applicable to xenon lamp driving. An LCC resonant converter based on the continuous conduction mode (CCM) is applied to the simmer circuit and by using the current output control it is possible to maintain the ionization of the lamp which has the negative resistance load characteristic. At the same time, in order to generate a high voltage, a series trigger circuit which has a number of capacitors and diodes is designed. The generated high trigger output voltage could ionize the xenon gas. This paper explains the configuration and features of the integrated circuit system, and verifies the proposed design and stable operation of the xenon lamp. The experimental and simulation results show the not only rationality but also stability of the proposed circuit.

본 논문은 평균 전류 분담 기법을 적용한 UPS(Uninterruptible Power Supply) 시스템의 병렬 운전 기법을 제안한다. 각각의 UPS는 전류 정보를 공유하기 위하여 CAN 통신을 사용하며, 이중 루프 방식의 전압, 전류제어기로 구성되어 있다. UPS의 전류 분담 성능을 내부 전류 제어기의 피드백 전류인 인덕터 전류, 커패시터 전류 그리고 통신 시지연에 따라 영향을 분석하고 3상 30kVA급 UPS에 적용하여 그 유효성을 검증하였다.

This paper presents a novel reference variable speed control scheme of a BLDC motor for the high-speed blender machine according to the current limit. Because of a pulsating load variation of a high-speed blender machine, the actual speed is pulsated by the current limit in the high-speed region. The proposed control scheme uses a variable reference speed to reduce the speed variation from the current limit in the constant power region. The pulsated load is occurred at the material crushing, then the pulsated load is reduced after grinding. The reference speed is smoothly reduced at the pulsated load variation, then the enough torque can make a constant speed during crushing. When the pulsating load is reduced, the reference speed is automatically increased to the original speed value. The proposed control scheme is verified by experimental result by practical blender machine.

본 논문에서는 유도전동기의 회전자 시정수 오차에 강인한 센서리스 전차원(Full-Order) 자속(Flux) 관측기(Observer)를 제안하였다. 이 관측기는 고정자 자속과 회전자 자속을 동기좌표계상에서 추정한다. 고정자 자속에서 누설 자속을 뺀 공극 자속을 기준으로 제어를 수행하며, 동기좌표계가 공극 자속을 빠르게 따라갈 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용할 때, 기존의 회전자 자속을 직접 이용하는 방법보다 중-고속 영역에서 회전자 시정수 오차의 영향이 감소함을 확인하였다. 또한 기존 관측기와 달리 제안된 관측기에서 적응제어기(Adaptive Controller)는 전동기의 회전 주파수가 아닌, 전동기의 슬립 주파수 만을 추정하므로, 회전자 자속 오차에 민감한 적응제어기의 역할을 축소하였다. 시뮬레이션 및 실험으로 이론의 타당성 및 효과를 검증하였다.

This paper presents a DTC-PWM(Direct Torque Control-Pluse Width Modulation) method of PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) using the flux-torque hysteresis band. In order to keep the flux and torque error of the PMSM within the hysteresis band, the optimal PWM duty ratio is calculated by the error of the flux and torque with the flux and torque vector of the selected voltage vector. According to the flux duty ratios and the torque duty ratios, the optimized duty ratio to reduce the errors is selected by the calculated duty ratios. In the proposed method, the selected voltage vector is divided into d-q axis components with a simple method. And the flux duty ratios and torque duty ratios are estimated by the applied voltage vector. The proposed DTC-PWM for PMSM was verified by computer simulation.

6상 전동기는 높은 신뢰성과 토크 리플의 저감 등의 성능 이점으로 인해 다양한 산업 분야에서 고려되고 있다. 6상 전동기는 일반적으로 두 3상 권선의 형태로 모델링할 수 있으며, 독립된 두 개의 전류 제어기를 사용하는 경우, 두 3상 권선 간의 상호 간섭 인덕턴스의 영향으로 인하여 불안정해지는 특성이 있다. 안정적인 전동기 구동을 위하여, 비대칭 6상 전동기의 상호 간섭 영향을 최소화하는 전류 제어기가 필요하다. 이를 위해, 본 연구에서는 이산 영역에서의 6상 전동기의 전류 제어 폐루프 응답 특성을 분석하고 비간섭 (Decoupling) 전류 제어기 구조를 제시한다.

기존 전기자전거의 경우에 사용되는 일반 배터리팩 방식에 비해 이중 배터리 팩 (Li-ion Batterty + Super Capacitor)의 방식이 동등 주행 성능 및 지속 시간 조건에서 무게 및 원가 저감이 가능하다. 또한 기존 승압형 Converter인 Boost Converter는 이중 배터리를 이용시 큰 inrush 전류를 발생시키고 이 전류로 인해 소자 파손에 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 입력 전압을 Li-ion Battery로, 출력 전압에 Super Capacitor를 연결하는 이중 배터리로 구성되고 기존 Boost converter 입력단에 Mosfet과 Diode를 추가하여 inrush 전류가 발생하지 않게 한다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

기존 자동차 및 트럭용 Jump Starter의 경우, 일반적인 자동차용 납축전지를 이용하여 사용하기 때문에 부피와 무게가 매우 커 휴대성이 어렵고, 고가의 제품군으로 형성되어 있어 일반 운전자들은 구입 및 사용하기 어려운 문제가 있다. 또한 리튬배터리를 이용한 Jump Starter의 경우, 부피는 줄었지만 원가가 매우 비싸고 주기적으로 충전을 하여 휴대해야하기 때문에 이용성에 불편함이 있고 실제 트럭이나 버스 같은 대용량 배터리는 Jump Starter가 구동을 하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문은 자동차 및 트럭용 Jump Starter의 부피 및 원가를 최소화하면서 일반 운전자들도 휴대 가능한 편리성을 높이며, 대형트럭도 적용 가능한 건전지와 Super Capacitor를 이용한 초소형 저가형 Jump Starter 회로를 제안한다. 기존의 Jump Starter는 납축전지나 리튬전지를 사용하기 때문에, 전체적인 회로의 부피가 크고 무거우며 전체 제품의 원가가 증가하여 제품성이 떨어지는 단점이 있다. 또한 리튬전지를 사용하게 되면 주기적으로 충전을 해야 하기 때문에 소비자가 휴대 및 이용하기에 불편한 문제점도 있다. 반면 제안된 회로는 일반 소모용 건전지로도 Jump Starter 회로 구동이 가능하기 때문에, 운전자의 휴대성이 간편하고 언제 어디서든 소모용 건전지를 구매할 수 있기 때문에 운전자의 휴대성과 이용성이 매우 우수하다. 또한 순간적인 방전이 가능한 Super Capacitor를 이용하여 전체적인 회로의 부피 및 제품의 원가를 최소화 할수 있는 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로이 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 실제 방전된 배터리 및 대형버스에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

최근 다양한 산업응용분야에서 가변커패시터의 필요성은 점점 증가하고 있다. 특히 고전력 RF플라즈마 시스템에서 임피던스 정합 회로에 사용되는 가변커패시터는 빠른 고전압 차단능력이 요구된다. 본 논문에서는 RF플라즈마 시스템의 임피던스 정합 회로에 활용되는 단방향 스위치를 사용한 전기적 가변 캐패시터 (Electrical Variable Capacitor, 이하 EVC) 회로의 전압 스트레스를 저감하는 방법에 대해서 제안한다. 제안된 방법은 13.56Mhz의 주파수와 1kW이상의 고전력 RF플라즈마 시스템에서 단방향 스위치의 전압 스트레스를 양방향스위치를 사용한 EVC 회로를 활용하여 저감한다. 본 논문에서 제안된 방법으로 전압 스트레스가 감소하여 EVC 회로를 고전력 초고속 RF플라즈마 시스템의 임피던스 정합 회로에 좀 더 효과적 으로 적용할 수 있게 된다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 EVC 회로의 스위치에 걸리는 전압 스트레스가 40%이상 저감되는 것을 검증하였다.

본 논문은 용량성 결합 플라즈마 응용 시스템을 위한 전류형 토폴로지 기반의 전력 변환장치 구조를 제안한다. 제안된 시스템은 독립적으로 제어된 두 개의 고 정밀 펄스 전류를 부하로 출력하는 병렬 연결된 전류형 전력 변환장치로 구성된다. 전체 회로 토폴로지는 네 가지 세부 부분; 바이어스 전류 발생기, 바이어스 전류 모듈레이터, 슬롭 전류 발생기, 슬롭 전류 모듈레이터로 구성되어 있다. 제안된 시스템은 빠른 과도 특성을 위해 1200V/90A급 SiC MOSFET 스위치를 사용하였다. 제안된 전력 변환장치는 4.5kV의 출력전압, 40A급 출력전류와 100ns급 전류 상승/하강 특성을 충족시키도록 설계되었다. 본 연구는 펄스 전류형 전력 변환회로를 제안함으로써 전압형 전력 변환장치에 비해 전압 스파이크 및 전압 파형 왜곡을 줄여 보다 정확한 출력 전압을 발생시킴으로써 용량성 결합 플라즈마 시스템의 안정도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 논문에서는 inductive power transfer (IPT) 시스템 2차측 semi-bridgeless 정류기에 pulse density modulation (PDM) 제어를 적용하기 위한 시스템 설계 방안을 제안한다. LCCL-S 토폴로지를 사용한 IPT 시스템에 PDM 제어를 적용하였을 때 나타나는 출력특성을 기존의 SS 토폴로지를 사용한 시스템의 출력특성과 비교 분석한다. 분석 결과를 바탕으로, 실제 전기자동차 배터리 충전사양을 고려하여 3.3 kW 급 IPT 시스템을 설계하고 설계 결과를 시뮬레이션을 통해 검증한다.

Active hybrid solid state transformer(AHSST) is newly emerging as a device to maintan the power quality of power distribution. AHSST has a simple structure in which a power electronics device is connected in series to a conventional distribution transformer. The connected power electronics device maintains the constant voltage regardless of the primary grid voltage fluctuation through the secondary voltage control to improve the power quality. It also has a simple structure compare to conventional solid state transformer system and can achieve the same performance with fractionally-rated converter. This paper proposes an multi-level converter based on AHSST system that has a simpler control method and wider voltage control range than the conventional AHSST. The proposed system is verified by simulations.

본 논문에서는 양극성 직류 배전 시스템에 사용할 수 있는 절연형 3-레벨 전압 평형기를 제안한다. 전압 평형기는 양극성 부하에서 발생하는 불균등한 전압을 보상해주는 필수적인 전력변환장치이다. 제안하는 1단 구성의 절연형 전압 평형기는 오직 3-레벨 Dual Active Bridge DC-DC 컨버터로만 구성되고, 기존에 전압 벨런싱을 위해 사용되던 추가적인 비절연형 전압 평형기를 필요로 하지 않는다. 따라서 기존 비절연형 전압 평형기에 사용되는 수동 및 능동 소자를 제거함으로써 전력변환 장치의 전체적인 전력 밀도 및 전력 변환 효율을 향상시키는 장점을 가진다. 새롭게 제안하는 스위칭 방식을 통해 3-레벨 전압 평형기가 절연과 전압 벨런싱 기능을 동시에 수행한다. 3 kW급 전압 평형기의 시작품을 이용하여 제안하는 토폴로지와 제어 알고리즘의 성능과 타당성을 실험적으로 검증하였다.

본 논문은 FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles)용 고전압 직류변환 장치 (High Voltage DC/DC Converter; HDC)의 고전력밀도 달성을 위한 공진 네트워크 최적 설계 방안을 제시한다. 기 선정된 부분 공진형 회로의 스위칭 주파수에 따른 소자별 손실 분포를 고려하여 최적의 공진 네트워크 설계를 제안한다. 제안하는 설계 방안의 타당성은 이론적 분석 및 실험을 통해 검증한다.

본 논문은 전기버스에 사용되는 HDC(High voltage DC-DC Converter)를 위한 제어 전략에 대하여 설명한다. 기존 IGBT를 사용한 HDC는 낮은 동작 주파수로 인하여 전류 리플 만족을 위해 인덕터 용량이 증대되며, 대 전류 구동 시 자기 포화방지를 위해 코어의 크기가 커지는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 고속 스위칭 특성이 우수한 SiC-FET의 적용을 통해 인덕터 용량을 저감하였다. 또한 일반 산업에서 많이 사용되고 있는 Phase-Shift PWM 방식의 아날로그 IC를 사용하여 비절연 강압형 DC-DC 컨버터의 동작 및 성능을 구현시킬 수 있는 방법에 대하여 설명한다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적 분석 및 시작품을 제작하여 실험을 수행하였으며, 본 연구의 제어 전략과 제품의 성능은 실차 시험을 통하여 그 타당성을 검증하였고 보완설계를 통하여 신뢰성을 확보하였다.

본 논문에서는 800V 배터리 전기자동차 LDC용 낮은 스위치 전압정격을 갖는 새로운 소프트 스위칭 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 600V의 Si-MOSFET를 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있으며 부분공진 동작으로 스위칭 손실 저감 효과를 갖고, 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있으며 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화 전류의 오프셋이 없다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

This paper present an input-series output-parallel active-clamp-forward converter for low voltage dc/dc xEV application. The converter can achieve ZVS turn-on for all switches. An accurate small signal model of the converter which includes the effect of leakage inductance is given and controller design based on modeling is described. Experimental and simulation results from a 3.2kW, 100kHz prototype are presented in order to verify the validity of the converter operation and the designed control parameters.

기존 위상 변조 PWM 풀 브릿지 컨버터들의 단점인 큰 순환전류, 심각한 이차측 전압 스트레스 및 스위칭 손실, 그리고 큰 출력 필터 문제를 개선할 수 있는 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 변압기의 2차측 센터탭에 축전기와 정류기로 구성된 클램핑 회로를 연결한 구조이다. 매우 간단한 구조를 통해 순환전류를 제거하고 이차측 전압 스트레스를 낮출 수 있으며, 정류단의 스위칭 손실을 줄인다. 더불어 출력 필터의 크기 또한 작아진다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증하였다.

This paper presents a new hybrid multilevel converter topology, which consists of a combination of the series connected switched capacitor units with boost ability, and an H-bridge with T-type bidirectional switches. The proposed converter boosts the input voltage without any bulky inductors, and has the small number of components, which can make the size and cost of a power converter greatly reduced. The output filter size and harmonics are also reduced by the high quality multilevel output. In addition, there is no need for complicated methods to balance the capacitor voltage. Simulation and experimental results with a nine-level converter system are presented to validate the proposed topology and modulation method.

This paper proposes shortcircuit fault protection method in a synchronous buck converter using the PCB pattern Rogowski coil. The PCB pattern Rogowski coils are embedded in the gate driver to measure the device currents of the top and bottom side. When shortcircuit occurs in the system, the gate signal is blocked by the proposed fault protection method using the device current. The simulation and experimental results show that the proposed fault protection method is verified in the shortcircuit system.

본 논문에서는 3상 듀얼 액티브 브리지 (3P-DAB) 컨버터의 경부하 조건에서 전력 변환 효율을 향상시키기 위한 효과적인 스위칭 알고리즘을 제안한다. 3P-DAB 컨버터는 교차배치 (Interleave) 구조로 인한 작은 필터 크기와 낮은 전도 손실을 얻을 수 있고, 추가적인 회로없이 소프트 스위칭이 가능하며 양방향 전력 흐름에서의 무절체 제어로 인해 고전력 애플리케이션에서 널리 사용되는 토폴로지 중 하나이다. 그러나 3P-DAB의 위상천이 방법(SPS)을 이용한 제어 방식의 경우 경부하 조건에서 영전압 스위칭(ZVS)의 실패 가능성이 높기때문에 효과적이지 않다. 본 논문에서는 SPS 제어 알고리즘과 비대칭 시비율 변조법 (Asymmetrical Pulse Width Modulation; APWM)을 연쇄적으로 사용하여, 경부하에서 스위치의 ZVS 영역을 넓히고자 한다. 3-kW의 3상 DAB 컨버터의 시작품을 구현하고 실험을 통해 제안된 방법의 효율성을 검증 하였다.

This paper presents a control strategy to achieve the balanced sinusoidal output currents, as well as sinusoidal input currents for the matrix converter (MC) under unbalanced input voltages. By regulating the modulation index of the converter according to the instantaneous input voltages, the output currents are kept balanced and sinusoidal. In order to obtain sinusoidal input currents, the input power factor angle should be dynamically calculated based on the positive and negative sequence components of the input voltages. This paper proposes a simple method to construct the expected input power factor angle without the complicated sequence component extraction of input voltages. Simulation results are given to validate the effectiveness of the proposed control strategy.

현대 사회의 시스템들은 점점 소형화 경량화 되어 가며, 공간적 제약을 받게 되었다. 최근 차량, 선박, 철도 등 제약적 공간이내에 많은 공간 확보를 통해 승차자의 쾌적한 환경 조성 및 다량의 물자를 운송하는 것을 목표로 각 시스템에 대한 소형화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존 Si 소자를 SiC 소자로 변경함으로써 얻을 수 있는 체적 및 손실 측면에서의 특성을 분석 및 장단점을 비교하였다.

본 논문은 최대 전력점을 추종하는 기존 P&O 방식의 동적 응답 특성을 향상시키기 위해 가변 스텝 사이즈를 적용한 P&O 방식 기반의 MPPT 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. 제안된 알고리즘은 듀티 제어를 통해 최대 전력점을 추종하며, 2가지 동작모드로써 가변 스텝 모드와 고속모드로 구성된다. 일사량이 일정한 경우, 가변 스텝 모드에서 듀티의 스텝 사이즈 감소를 통해 최대 전력점에서 동작점의 전압변동이 작아짐에 따라 진동이 감소하여 발전 효율이 증가한다. 일사량이 변동하는 경우, MPPT 오류를 피하기 위해 듀티와 PV 전압은 일정하게 유지하며, 일사량 변화가 끝난 시점에서 고속모드 동작을 통해 빠르게 최대 전력점으로 추종한다. 최대 전력점에 도달하면 가변 스텝 모드로 변경하여 듀티 스텝 사이즈를 감소시켜 최대 전력점을 추종한다. PV 패널, 부스트 컨버터로 구성된 PV 시스템의 시뮬레이션 및 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

태양광발전시스템은 낮은 효율의 PV 패널을 사용하여 최대의 전력을 생산하기 위해 PV 패널의 최대전력점에서 운전하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어가 반드시 필요하다. 기존의 MPPT 알고리즘은 대부분 경사법에 기초하고 있으며 그 중 대표적인 방법이 P&O(Perturb and Observe) 알고리즘이다. P&O 알고리즘의 MPPT 성능을 좌우하는 두 가지 인수는 MPPT 제어주기와 변량전압의 크기이다. MPPT 제어기의 빠른 동특성과 극대화된 효율을 위한 최적의 MPPT 제어주기와 변량전압의 크기를 결정하기 위해서는 실제 날씨 환경에서 다양한 일사량 프로파일 패턴에 대한 MPPT 제어기의 성능분석이 필수적이다. 본 논문에서는 대한민국 중부지역의 전형적인 맑은 날씨와 흐린 날씨에서 실제 일사량을 측정하고, 취득한 일사량데이터를 기초로 저자가 개발한 다이오드 등가모델을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 기반으로 MPPT 제어주기의 설정값에 따른 PV 패널의 전력생산량을 예측하여 MPPT 목표 효율을 극대화할 수 있는 최적의 MPPT 제어주기를 제시한다.

Solar array simulator (SAS) is a special DC power supply that regulates the output voltage or current to emulate characteristics of photovoltaic (PV) panels. Especially, the control of SAS is a challenging task due to the nonlinearity in the output curve, which is dependent on irradiance as well as temperature and is determined by panel materials. Conventionally, both current-mode control and voltage-mode control should be alternated by partitioning the operating curve into multiple sections, which is not only for the measurement noise problem with the feedback sensing but also for the control stability issue near the maximum power point. However, the occurrence of transition among different controllers may deteriorate the overall performance. To eliminate the mode transitions, a novel single controller scheme has been introduced in this paper, where the reference operating projection technique enables simple, smooth and numerically stable control. Theoretical consideration on the loop stability issue is discussed and the performance is verified experimentally for the emulation of a PV panel data in view of stability and response speed.

본 논문은 3레벨 태양광 PCS에서 누설전류의 분석 및 저감기법을 제안하였으며 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. 태양전지 어레이의 기계적인 구조와 설치로 인해 태양광 모듈과 접지 간에 존재하는 기생 커패시터 성분을 고려하여 공통모드 전압관점의 등가모델을 통해 누설전류 발생 원인을 분석하였다. 100nF/kW 기준으로 1uF 기생 커패시터를 고려한 10kW급 3레벨 태양광 PCS 시뮬레이션 및 실험을 수행하였으며, 누설전류의 크기가 이상적인 SVPWM에서의 누설전류기준 27%로 감소하는 모습을 검증하였다.

본 논문은 태양광발전 시스템에서 P&O 방식 기반의 제어 기법인 duty 제어와 전류 제어 방식의 최대전력점 추종특성을 동일모드 조건에서 비교하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. Duty 제어 방식은 P-V 특성곡선을 이용하여 전력과 전압의 변화량을 통해 duty 증감을 결정함으로써 동작점을 결정한다. 이와 달리, 전류 제어 방식은 P-I 특성곡선을 이용하여 전력과 전류의 변화량을 통해 전류 지령치를 생성하고 비례-적분제어기를 통해 전류제어를 수행하여 동작점을 결정한다. 두 가지 제어 방식의 정확한 비교를 위해 등가의 ${\Delta}duty$ 및 ${\Delta}I_{ref}$의 값을 선정하여 모드 변화에 따른 ${\Delta}V$의 변화를 동일하게 맞추었다. DC - DC 부스트 컨버터를 이용하여 시뮬레이션과 실험에 두 제어 방식의 태양광발전 시스템을 구성하여 태양광 전압과 전류, 에너지 측면에서 특성을 비교하였다. 최대 전력점이 1.7kW인 특성곡선 조건 하에서, 시뮬레이션과 실험의 결과로 두 방식은 동일 MPPT 모드 시 동일한 동작점에 존재하며, 같은 값의 전력을 출력하여 동일한 성능의 효율을 보임을 검증하였다.

양방향 플라이백 컨버터는 1, 2차 간 절연이 가능하고, 양방향 전력전달을 할 수 있으며, 전력밀도가 높기 때문에 PV 용 차동 전력 조절기 (DPP) 모듈의 응용분야에 적합하다. 차동 전력 조절기 모듈 용 플라이백 컨버터는 양방향 동작을 위해 1, 2차 측 모두 능동 소자 및 스너버 회로로 구성 되어있다. 그러나 양방향 동작을 위해 추가된 회로는 플라이백 컨버터의 효율을 감소시키기 때문에 고효율의 양방향 플라이백 컨버터를 설계하기 위해서는 기존의 플라이백 컨버터와는 다른 설계 고려 사항들이 존재한다. 본 논문에서는 양방향 플라이백 컨버터의 각 소자별 손실을 고려하여 정격 부하 시 정방향 동작과 역방향 동작의 최대 효율을 얻을 수 있는 변압기의 자화 인덕턴스의 값을 제시한다. 본 설계 방법은 25 W 급 양방향 플라이백 컨버터 시작품을 이용하여 정격부하에서 전력변환 효율과 설계의 타당성을 실험적으로 검증하였다.

Parallel distributed generators (DGs) in the islanded microgrid are generally operated autonomously by means of the droop control scheme. However, the traditional droop control methods which use the P-${\omega}$ and Q-E curve to share power between DGs are still concerned to improve the accuracy of reactive power sharing. Moreover, the uncontrolled harmonic power reduces the point of common coupling (PCC) voltage quality and microgrid stability. In order to solve these problems, this paper proposes an enhanced PCC harmonic control strategy and an improved reactive power sharing control scheme. Based on the low bandwidth communications, a secondary control is implemented with both central controller and local controller. The effectiveness of the proposed control scheme is analyzed through the simulation.

본 논문은 계통연계형 인버터의 단독운전 방지를 위해 정궤환을 이용한 무효전력 변동기법을 제안하였으며, 구현 및 실험을 통해 단독운전 방지 성능을 검증하였다. PCC 지점에는 양호도($Q_f$) 2.5의 특성을 갖는 3상 RLC 부하가 연결되며, 부하 공진주파수는 60Hz로 설정하였다. 무효전력 변동기법은 일정 크기로 주입되는 무효분과 주파수 편차를 이용한 정궤환으로부터 공급되는 무효분으로 구성된다. 계통연계 운전 시에는 일정한 무효전력 성분만이 공급되며 역률은 0.9975이다. 단독운전 발생 시, 일정 무효전력 때문에 변화된 PCC 주파수와 계통 정격주파수 간의 편차는 정궤환 성분을 활성화하고, 증가된 무효전력에 의한 PCC 주파수 변화를 검출하여 단독운전을 판단한다. 1.7kW 3레벨 T-타입 인버터를 통해 단독운전 방지 성능을 실험하였으며, 검출시간은 각각 53ms, 150ms로써 우수한 성능을 검증하였다.

In order to meet the harmonics standards such as IEEE 519 and P1547 the output quality of a grid connected inverter should satisfy a certain level of Total Harmonic Distortion (THD) value. However, the output quality of an inverter gets degraded due to the grid voltage harmonics, the dead time effects and the nonlinearity of the switches, which all contributes to a higher THD value of the output. In order to meet the required THD value for the inverter output under the distorted grid condition the use of harmonic controller is essential. In this paper a novel feedforward harmonic compensation method is proposed in order to effectively eliminate the low order harmonics in the inverter current to the grid. In the proposed method, unlike the conventional harmonic control methods, the hamonic components are directly compensated by the feedforward terms generated by the PR controller with the grid current in the stationary frame. The proposed method is simple in implementation but powerful in eliminating the harmonics from the output. The effectiveness of proposed method is verified through the PSIM simulation and the experiments with a 5kW single phase grid connected inverter.

비대칭 부하 전류를 평형 상태로 만들기 위한 보상장치는 3상변수를 대칭좌표로 분리해야한다. 통상 전대역필터를 이용한 정상분, 역상분 분리 방식이 사용되는데 제어기 최하위단에서 동작하는 전대역필터의 대역폭이 전체 제어시스템의 대역폭을 제한한다. 따라서 보상장치의 제어성능을 향상시키기 위해서는 정역분리에 사용하는 필터의 대역폭을 넓혀야 한다. 본 논문에서는 대역폭이 조절가능한 고속화된 대칭좌표 분리 알고리즘을 제안한다. 이를 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, TMS320F28335를 이용하여 실험을 진행하였다.

계통 사고 시 계통연계형 인버터에 대한 각국의 계통 규정(Grid Code)이 더욱 엄격해 지고 있다. 계통 규정은 특히, 계통 내 저전압 사고로 인한 인버터 운전계속성(Low Voltage Ride Through, LVRT)뿐만 아니라 0 전압 사고 시 운전계속성(Zero Voltage Ride Through, ZVRT)을 통해 인버터가 계통 안정화에 기여할 것을 요구하고 있다. 계통연계형 인버터는 계통전압과 인버터 출력 위상을 일치시키는 PLL제어가 적용되며 본 논문에서는 위상 추종이 어려운 0 전압 상황에서도 안정적인 위상 추종 및 인버터 출력이 가능한 PLL 방법을 제안한다. 단상 인버터에 Notch filter-PLL, APF를 이용한 dq-PLL, 및 SOGI-PLL(Second-order Generalized Intergrator)을 적용하고 독일, 미국, 및 일본의 0 전압 상황에 대해 시뮬레이션과 실험을 진행하여 제안한 PLL 기법의 ZVRT 유효성을 확인하였다.

본 논문에서는 여러개의 셀들로 구성된 대용량 배터리팩을 충/방전시 나타나는 저 SOC영역에서의 셀간 편차 발생을 줄이기 위해 저 SOC영역에서 사용 가능한 전류값을 제한하여 셀간 편차발생을 방지하는 방법을 제안하고자 한다.

The inconsistencies between paralleled battery cells are becoming more considerable issue in high capacity battery applications like electric vehicles. Due to differences in state-of-charge (SOC) and internal resistance within individual cells in parallel, charging or discharging current is not appropriately balanced to each cell in terms of SOC, which may shorten the lifetime or sometimes cause safety issues. In this paper, an intelligent cell-balancing algorithm is proposed to overcome the inconsistency issue especially for paralleled battery cells. In this scheme, SOC information collected in the sub-BMS module is sent to the main-BMS module, where the number of parallel cells to be connected to DC bus is continuously updated based on the suggested SOC comparison rule. To verify the method, operation of the algorithm on 4 paralleled battery cells are simulated on Matlab/Simulink. The simulation result shows that the SOCs of paralleled cells are evenly redistributed. It is expected that the proposed algorithm provides high reliable and prolong the life cycle and working capacity of the battery pack.

지난 수년 간 다량으로 배출되고 있는 폐 배터리를 에너지 저장장치(ESS)로서 재활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 ESS 시스템에는 사용하는 배터리마다의 규격이나 이전 사용 시 수명, 배출 시 상태의 차이가 존재하기 때문에 각 배터리 간 셀밸런싱 시스템이 필수로 요구된다. 현재까지 직렬형, 병렬형 등이 연구되고 있지만 모듈화나 신뢰성 등을 만족 시키기 위해서는 병렬형이 유리하다. 본 논문에서는 양방향 리니어 레귤레이터를 사용하며 셀 벨런싱 회로가 없는 병렬형 충방전 시스템을 제안하고자 한다.

스위칭 주파수의 대역 확산 (Spread Spectrum) 기법은 전력 변환 장치의 전자 방해 잡음 (Electromagnetic Interference; EMI)를 줄일 수 있다. 하지만 공진형 컨버터는 스위칭 주파수 가변을 통해 출력 전압을 제어하기 때문에 스위칭 주파수의 대역 확산 기법을 적용하게 되면 출력 전압이 크게 흔들리게 된다. 본 논문은 LLC 공진형 컨버터에 대역 확산 기법을 사용함과 동시에 확산된 스위칭 주파수 대역의 위상 제어를 통해 출력 전압을 제어하는 방법을 제시하고자 한다. 제안하는 출력 전압 제어 성능 향상 및 전자방해잡음 감소 성능은 500 W 프로토타입 컨버터를 사용하여 검증하고자 한다.

본 논문은 다권선 변압기를 이용한 능동 셀 밸런싱 회로의 에너지 전달 효율을 향상시킬 수 있는 스위칭 방식을 제안한다. 다권선 변압기를 이용한 밸런싱 회로는 셀 당 하나의 스위치가 사용되며, 하나의 변압기 권선을 두 개의 셀이 공유하는 구조를 가져 다른 능동 셀 밸런싱 회로보다 소량의 능동 소자 및 수동 소자가 사용되는 장점을 갖는다. 이 밸런싱 회로는 직렬 셀 전압의 분포에 따라 에너지를 공급하는 소스 셀과 에너지를 받는 목표 셀을 선택하여 벅-부스트 및 플라이백 방식으로 동작한다. 하지만, 플라이백 동작에서 기존의 스위칭 방식을 사용할 경우, 변압기의 커플링 계수의 영향으로 인해 밸런싱 과정 중 비-목표 셀로 전달되는 에너지가 발생하게 된다. 이는 에너지 전달 효율을 감소시켜 셀 밸런싱 과정 중 새로운 셀 불균형 현상을 초래한다. 본 논문에서는 플라이백 동작에서 변압기의 커플링 영향을 최소화하여 셀 밸런싱을 효과적으로 수행할 수 있는 스위칭 방식을 제안하였다. 제안한 스위칭 방식의 성능은 1 W급 시작품을 이용한 실험을 통하여 검증되었다.

소규모 신재생에너지 시스템의 보급 확산과 자가발전 시스템 시장이 확대됨에 따라 친환경 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)에 대한 기술 요구가 증대되고 있다. 특히 전력변환장치인 컨버터와 인버터에서 발생하는 손실은 무시할 수 없다. 본 논문에서는 태양광-ESS 하이브리드시스템 토폴로지와 제어방법의 특징 및 차이점에 대하여 시뮬레이션을 통한 분석을 진행 하였다.

섬이나 고립된 지역들은 디젤 발전기를 이용하여 전력 공급을 해왔다. 발전소와 송배전설비 증설에 대한 경제적 문제와 사회적 갈등이 심하기 때문이다. 최근 이러한 비용, 사회 그리고 환경 문제로 인해 에너지 자립섬에 대한 관심이 증가하고 있다. 에너지 자립섬이란, 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 배터리를 이용해 필요한 에너지를 스스로 생산하고 사용하는 섬을 말한다. 따라서 디젤 발전기 화석연료 사용량과 유지보수 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 상위제어기에 해당하는 EMS(Energy Management System)를 이용해 디젤 발전기, 태양광 PCS(Power Conversion System)와 에너지저장장치(Energy Storage System: ESS)의 유기적인 운영으로 높은 에너지 자립률을 달성한 사례를 소개하고자 한다.

도서 및 산간지역에 필요한 독립형 마이크로그리드는 디젤발전, 태양광발전 및 에너지저장장치 등으로 구성된다. 독립형 마이크로그리드내의 급격한 부하 변동, 분산형전원의 발전량 변동과 같은 문제로 인해 교류계통의 전압과 주파수가 변동한다. 특히, 독립형 마이크로그리드간에 전력을 주고받는 상황에서는 상호간의 교류전압과 주파수를 적절히 조절해야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 독립형 마이크로그리드 간에 전력을 주고받을 시, 에너지 라우터(Energy Router)라는 기기를 이용하여 통신을 사용하지 않고 자율 분산 제어방법을 통해 계통 전압과 주파수를 제어하는 방법을 제안한다. 에너지 라우터는 AC/AC 컨버터를 사용하여 전력을 상호 간에 전달한다. 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 부하 변동 및 분산형전원의 발전량 변동 등을 모의하고 에너지 라우터의 유효성을 검증한다.

After Fukushima nuclear accident at 2011, nuclear industrial has been focused on operation and maintenance phase, not design and construction phase. Continued good operating performance of nuclear power plants has been the best critical issue to nuclear utilities. Replacement for complete components as well as parts of components is being procured because nuclear utilities must maintain safety and reliability of operating nuclear power plants. However, many suppliers and manufacturers are giving up a nuclear quality assurance program under reduction in new construction of nuclear power plants. It is able to be increased difficulty in procuring spare parts to support operations and maintenance of nuclear power plants. Over 20% of nuclear power plant equipment in some countries is obsolete. Owing to obsolescence of nuclear safety-related items and/or withdrawing a nuclear quality assurance program of suppliers and manufactures, some replacement item and part might be procured to the item not covered by appendix B to USNRC 10 CFR Part 50. Under various methods of the nuclear repair and replacement methodology, utilities are supposed to establish a typical program for a repair and replacement of an electrical equipment and its parts in conjunction with a nuclear quality assurance. Concerning this typical program, this study suggests the repair and replacement methodology of electrical equipments used in nuclear power plants by procurement of a power supply, based on nuclear regulations, codes, standards, guidelines, specific and general technical information, etc..

직류배전 시스템은 신재생에너지 및 ESS(Energy Storage System)와의 결합으로 높은 에너지 이용효율을 가질 수 있다. 이러한 직류배전 시스템은 기존 교류계통을 통해 구성되며, 다양한 디지털 부하가 연계되므로 교류계통 및 메인 PCS(Power Conversion System)에 문제가 발생했을 때를 대비하여 비상 전력 공급 시스템이 필수적으로 고려되어야 한다. 최근 직류배전에서 비상 전력 공급 시스템으로 큰 관심을 받고 있는 ESS는 초기 설치비용, 용량, 수명 등의 문제로 인해 단일로 비상 전력 공급 시스템을 구성하기에 어려움이 있다. 때문에 기존에 이미 많이 설치되어 있는 비상발전기의 적용이 검토되어야 한다. 본 논문에서는 비상발전기와 ESS를 활용하여 양극성 저압직류배전에서 정전과 같은 사고 상황 발생 시 직류배전망의 전압을 빠르게 안정시킬 수 있는 시스템과 그 운영기법을 제안하였고, PSIM 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

최근 석유나 석탄 에너지 사용으로 인한 대기오염 및 미세먼지와 원자력 발전으로 인한 핵 폐기 물질 처리의 어려움, 방사능 오염이 발생하는 문제가 심각해짐에 따라 신재생에너지의 중요성이 대두되고 있다. 이로 인해 정부에서도 신재생에너지의 비중을 확대하기 위한 정책들이 시행되고 있는데 그 중 태양광 발전 시스템이 가장 크게 주목받고 있다. 태양광 발전이 성장함에 따라 다양한 연구가 진행되어왔으며 이 중 DC-DC 컨버터로 구성된 태양광 발전 energy storage system (ESS) 시스템이 효율이 높고 시장성이 좋아 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 5kW 태양광 발전 배터리 충전 시스템을 구성하여 컨버터의 동작 및 특성에 대하여 분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 내용을 검증하였다.

In this paper, a single-phase multifunctional onboard battery charger with small DC-link capacitors is proposed, where the low-voltage battery charger is utilized as an active power filter to mitigate the inherent second-order ripple power when the high-voltage (HV) battery is charged from the grid. In this scheme, the large DC-link electrolytic capacitors of the HV battery charger can be eliminated without additional switches, leading to the reduction of cost and volume of the onboard battery charger. The validity of the proposed topology has been verified by the simulation results.

This paper introduces a novel ZVS interleaved totem-pole PFC with the reduced circulating current and the reverse recovery current of the diodes. With the help of a simple auxiliary inductor, both ZVS turn-on of the main switches and soft turn-off of the body diodes can be achieved. In the proposed totem-pole PFC topology since the switching losses and the reverse recovery losses can be significantly reduced, the typical Si MOSFETs can be employed. In addition the circulating current is reduced by adjusting the switching frequency. The proposed PFC topology can be a low cost solution to achieve high efficiency in high power PFC applications. The validity and the feasibility of the proposed topology is verified by the experimental results with a 3.3kW interleaved totem-pole PFC converter.

In this paper a new single-stage ac-dc converter with high frequency isolation and low components count is introduced. The proposed converter is constructed using two interleaved boost circuits in the grid side and non-regulating full bridge in the DC side. An optimized switching is implemented on the two interleaved boost circuits resulting in a ripple-free grid current without a ripple cancellation network; hence very small filter inductors are used. A simple and reliable closed-loop control system is easily implemented, since the phase-shift angle is the only independent variable. Moreover, current imbalance is avoided in the presented topology without current control loop in each phase. The proposed charger charges the battery with a sinusoidal-like current instead of a constant direct current. ZVS turn on of all switches is achieved throughout the operation in both directions of power flow without any additional components.

3레벨 컨버터는 높은 입력을 갖는 어플리케이션에서 널리 사용되고 있다. 3레벨 컨버터는 스위치의 전압 스트레스를 입력전압의 절반으로 줄일 수 있다는 장점을 가지지만 경부하에서 영전압 스위칭을 할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 이 논문에서는 경부하 조건에서도 영전압 스위칭을 할 수 있는 새로운 3레벨 컨버터를 제안한다. 또한 제안하는 컨버터는 1차측의 환류전류를 없애고, 정류단 다이오드의 전압 스트레스를 낮추어 도통손실을 저감할 수 있다. 따라서 1차측 스위치의 영전압 스위칭을 통해 경부하의 높은 효율을 달성하고, 1차측 회로와 2차측 정류단의 도통손실을 감소시켜 중부하의 높은 효율을 달성할 수 있다. 제안하는 컨버터는 입력전압 540-600V, 출력파워 750W(48V/15.625A) 조건에서 실험을 진행하였다.

In this paper a single-stage single-phase differential type isolated AC-DC converter is proposed. This converter eliminates the requirement to use bulky electrolytic capacitor from the system and at the same time provides DC charging by employing the AC Power Decoupling waveform control method. All the switches of the converter achieve ZVS turn on during half line cycle and all diodes achieve ZCS turn off during entire line cycle. A conventional controller is implemented for PFC control and output regulation, whereas a power decoupling controller is added to compensate $2^{nd}$ harmonic ripple power. In addition, an interleaving technique is applied to increase the power range of the converter and reduce the input inductor size. In the end simulation verification is performed and results are obtained for 6.6KW.

최근 휴대용 어댑터의 동향은 고주파수 전력 컨버터 설계를 통한 어댑터의 고효율화 및 소형화의 중요성을 강조하고 있다. 그러나 기존 준공진형(Quasi Resonant, QR) 플라이백 컨버터는 하드 스위칭 동작으로 고주파수 구동에 한계가 있으며, 누설 인덕턴스 에너지에 의한 손실로 인해 고효율을 달성하기가 어렵다. 반면, 능동 클램프 플라이백(Active Clamp Flyback, ACF) 컨버터는 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하여 고주파수 구동에 유리하고, 누설 인덕턴스 에너지를 입력으로 회기 시킴으로써 손실을 저감할 수 있다. 또한, 경계전류모드(Boundary Conduction Mode, BCM) 동작에서의 손실분석을 기반으로, 반도체 특성이 우수하여 고주파수 동작에 유리한 GaN-FET를 적용하고 최적 설계를 진행함으로써 고효율 및 고전력밀도를 달성하였다. 따라서 본 논문에서는 GaN-FET를 기반으로 하는 고효율 및 고전력밀도 BCM ACF 컨버터의 최적 설계 방안을 제시하고 65W급 시작품의 실험결과를 통해 이를 검증한다.

본 논문에서는 대용량 전력 어플리케이션에 적합한 인터리브드 토템폴 브리지리스 부스트 PFC 컨버터의 전입력전압 범위, 전부하에서 소프트 스위칭을 달성하여 높은 효율을 얻는 새로운 PFC 컨버터를 제안한다. 기존의 회로는 하드 스위칭에 의해 큰 스위칭 손실을 가져 효율이 낮을 뿐만 아니라 소자에 부담을 주어 높은 성능의 방열 시스템을 필요로 한다. 제안하는 컨버터는 하나의 인덕터가 추가되었으며, 위상 천이 기법을 통해 적절한 크기의 전류를 생성하여 소프트 스위칭을 달성하면서도 추가적인 손실을 최소화 한다. 따라서 전 부하에 걸쳐 높은 효율을 얻을 수 있다.

본 논문은 고효율 및 고전력밀도 3-레벨 PFC(Power Factor Correction) 컨버터를 제안한다. 기존 PFC의 고 전력밀도를 위한 스위칭 주파수 상승은 스위칭 특성이 우수한 소자를 적용하거나, 별도의 스너버 회로가 요구되므로 설계가 복잡하며 고전력밀도 달성에 한계가 있다. 제안 PFC 컨버터는 3-레벨 방식을 적용하여 각 스위칭 소자의 전압 스트레스를 절반으로 감소시켰으며, 스위치 손실 저감을 통한 고속 스위칭 동작으로 리액티브 소자의 고밀도화를 달성하였다. 또한, 기존의 3-레벨방식은 디지털 제어를 통해 스위칭 소자의 전압 평형이 이루어졌지만, 본 논문에서는 아날로그 IC에 전압 평형을 위한 RC Delay 회로와 소수의 SMD(Surface-mount devices) 소자만을 이용하여 별도의 제어회로 없이 전압 평형이 가능하므로 고 전력밀도 달성에 유리하다. 제안회로의 타당성을 검증하기 위해 CRM(Critical conduction mode) PFC 컨버터를 기반으로 250W급 시작품 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

A new switching mode has been proposed to obtain high power factor and low THD in single stage AC-DC converter. The conventional voltage mode control in critical conduction mode distorts input current shape with poor THD in flyback topology. Once TRIAC dimmer is connected, visible flicker in the LED lamp is easily detected due to a lack of TRAIC holding current near the input voltage zero cross. The newly proposed method can shape the input current by providing a desired reference voltage so that low THD is obtained by ideal sinusoidal input current in case of no dimmer connection and flat input current performs good TRIAC dimmer compatibility in phase-cut dimming condition. To confirm the validity of the proposed method, theoretical analysis and experimental result from 8W dimmable LED lighting system are presented.

본 논문에서는, 경부하 조건에서 저감된 스위칭 손실과 중부하 이상 조건에서 영전압 스위칭을 통해 높은 효율을 가지는 토템폴 브리지리스 역률보상회로를 제안한다. 토템폴 브리지리스 역률보상회로는 기존 브리지 다이오드를 포함한 역률보상회로의 단점인 도통패스 구간의 비교적 많은 소자 수를 통한 도통손실이 다소 큰 단점을 보완한 회로이다. 하지만, 토템폴 브리지리스 역률보상회로는 여전히 하드 스위칭을 통한 손실과 주 파워링 다이오드의 역회복 손실로 인한 단점을 지니고 있게 되며, 그로 인해 현재로써는 높은 효율과 안정적인 동작을 위해서는 부득이 GaN FET를 적용한 개발이 대부분이다. Full 부하 조건의 전류 용량을 고려하여 높은 전류 정격을 가지는 GaN FET를 주 스위치로 활용할 경우, 전류용량과 비례하여 기생 커패시턴스에 의한 손실이 커지기 때문에 경부하 조건에서 높은 효율을 확보하기가 다소 어렵다. 또한 구조상 물리적으로 여전히 하드 스위칭 동작을 할 수 밖에 없기 때문에 서버용 전원장치에서 요구하는 높은 효율을 달성하는데 한계를 지니며 높은 비용이 요구되는 단점을 지니게 된다. 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 간단한 회로를 통해 경부하 조건에서 저감된 스위칭 손실과 중부하 이상 조건에서 소프트 스위칭을 만족하여 전체 부하 조건에서 기존의 GaN FET을 활용한 토템폴 구조 대비 높은 효율을 가지게 된다. 또한, 토템폴 구조임에도 불구하고 중부하 이상 영역에서 소프트 스위칭 동작을 통해 주 스위치를 비교적 저렴하고 신뢰성이 검증된 Si-MOSFET을 적용할 수 있다는 장점을 지닌다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해, 하이라인 입력 전압과 750W 출력 조건에서 실험을 진행하였다.

Weinberg 컨버터는 입출력 전류 리플이 작아 필터 사이즈가 작고, 스위치 및 다이오드가 소프트 스위칭을 하여 높은 효율을 갖는 장점으로 인해 정지궤도 위성용 배터리 방전 조절기와(Battery Discharge Regulator, BDR) 같이 높은 전력밀도 및 높은 효율을 요구하는 제품에 유용한 승압형 컨버터이다. 최근 정지궤도 위성의 큰 전력 요구사양에 맞춰 버스 전압 사양이 커지면서 Weinberg 컨버터는 몇 가지 문제점을 갖게 되었다. 첫째 다이오드의 큰 순 방향 전압 강하로 인해 도통 손실이 증가한다. 둘째 다이오드의 기생 커패시터와 누설 인덕턴스간의 공진으로 인한 전압 맥동이 심화되면서 EMI 특성이 악화된다. 셋째 스위치 턴-오프 시 발생하는 큰 출력 전류 스파이크로 인해 출력 필터 크기가 커진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 추가 스위치 및 커패시터를 이용해 다이오드 차단시 그 전압을 기존보다 크게 낮춤으로 써 도통 손실 개선 및 EMI 특성 개선을 하는 방법을 제안한다. 또한, 출력 필터 사이즈 저감을 위해 출력 전류 리플을 줄일 수 있는 추가 스위치의 적절한 구동 방법에 대해 제안한다. 제안하는 컨버터는 더욱 높은 전력 밀도 및 효율을 얻을 수 있어 차세대 정지궤도 위성용 BDR에 적합하다. 본 컨버터는 100V/750W의 출력전압/전력을 갖는 시작품을 통해 그 유효성을 검증하였다.

ESS용 NCM계 $LIB(Li[Ni_xCo_yMn_z]O_2)$의 양극 전이금속 설계인자 조성비(x:y:z)를 5:2:3, 6:2:2로 달리하여 제작한 전지를 사용하여 C-rate별 방전시험을 통한 기본성능평가를 진행하였고, 가속열화 시험을 통한 수명특성을 분석하였다. EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy) 실험을 통하여 전지의 임피던스를 확인하였고, 열화되지 않은(Fresh) 전지와 열화된(Aging) 전지의 SOC(State-of-Charge)별 임피던스 특성을 비교 분석하였다.

본 논문은 고효율 및 소형 스위치모드 라인 트랜스포머를 제안한다. 종래의 절연을 위한 라인 트랜스포머와 역률개선 회로를 이용한 전원회로는 60Hz 저주파 트랜스포머의 사용으로 전원회로의 크기와 중량이 큰 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 스위치모드 라인 트랜스포머(SMLT)는 고주파수 구동이 가능한 LLC 공진형 컨버터의 트랜스포머로 절연 규격 및 부피저감을 동시에 달성하였다. 또한 2차 측의 풀브리지 정류기를 이용하여 출력전압을 120Hz 사인파로 복원하여, 기존의 역률개선 회로 앞단에 제안 회로를 적용하여 역률개선이 가능하다. 제안방식의 타당성을 검증하기 위해 350W급 시작품에 대한 실험결과를 제시한다.

일반적으로 리튬이온은 배터리들은 각 배터리마다 고유의 전기화학적 특성을 갖고 있으며 이러한 특성들로 인해서 직렬 또는 병렬로 패키징 되어서 팩으로 사용 될 때 각 셀 간의 전압 불균형이 발생하게 된다. 셀 벨런싱 회로 같은 셀 간 불균형을 회복시켜주는 기능이 없다면 배터리 팩 내의 셀 간 전압 불균형은 시간이 지남에 따라 더 커지게 되고 이는 배터리 팩의 노화를 가속 시키거나 배터리 팩의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이는 폐 리튬이온 배터리 팩을 재활용하는데 있어서도 반드시 고려해야하는 사항으로서 재활용 팩의 사용시간에 영향을 끼칠 수 있다. 위의 문제를 극복하기 위해서는 배터리 팩을 만들기 전에 스크리닝을 통해서 전기화학적 성분이 유사한 배터리들을 팩으로 만드는 것이 필요하다. 일반적으로 프레시 배터리의 용량은 거의 비슷하기 때문에 프레시 배터리 용량은 프레시 배터리를 스크리닝 하기 위한 많은 기준들 중에서 가중치가 크지 않지만 폐 리튬이온 배터리들은 각 배터리마다 고유의 전기화학적 특성을 갖을 뿐만 아니라 각 배터리마다 상이한 배터리 용량을 갖고 있기 때문에 각 배터리의 용량에 프레시 배터리를 스크리닝 할 때보다 큰 가중치를 두어 스크리닝 할 필요가 있다. 본 논문에서는 같은 전류 프로파일로 노화된 배터리 팩 내의 셀들의 전기화학적 특성을 분석하여 폐배터리 셀들을 재활용하기 위한 스크리닝 방법에 대해서 고찰한다.

DC 마이크로 그리드를 위한 Three-Ports Half Bridge (THB) 제안하고 THB 컨버터의 효과적인 제어를 위한 동작 원리 및 수학적 모델링 그리고 각 포트 간의 전력을 독립적으로 제어하는 디커플링(Decoupling) 방법을 제안하고자 한다. DC 마이크로 그리드에서는 수용자의 부하 상황에 따라 계통뿐만 아니라 분산 전원 및 에너지 저장장치(ESS) 등에서도 전력을 공급받을 수 있다. 이로 인해 기존 전력제어 시스템의 경우 2-포트 컨버터 2개가 필요하고, 이는 부피뿐만 아니라 소자의 개수도 증가시키기 때문에 제작 및 설치 단가가 상승한다는 단점이 있다. 3-포트 컨버터의 경우, 하나의 변압기를 이용하고 전력스위치와 수동소자의 개수를 줄일 수 있으므로 기존의 전력변환장치 대비 전력 밀도를 높일 수 있다. 하지만 하나의 변압기를 이용하여 3개의 포트가 연결되어 있어 서로 간의 전력간섭이 일어나고. 과도기 때 의도 하지 않은 전력의 흐름이 발생할 수 있게 된다. 본 논문에서는 수학적 모델링과 분석을 통해 3-포트 컨버터의 동작원리를 알아보고, 각 포트 간 전력 제어의 상호 간섭을 제거할 수 있는 디커플링 방법을 제안하고자 한다. 또한, 모의시험과 1 kW급 시작품을 이용하여 제안한 디커플링 전력제어 방법의 타당성을 검증하였다.

바나듐 산화 환원 유동 배터리는 긴 수명주기와 높은 에너지효율로 리튬 이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 주목받고 있다. 에너지가 저장되는 전해질을 순환시키면서 충전 과방전이 이루어진다는 이차전지 인 만큼 유지 보수 비용을 획기적으로 절감할 수 있고 사용자의 요구조건에 따라 출력과 에너지 용량을 매우 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 바나듐 산화 환원 유동 배터리를 다양한 어플리케이션에 적용하기 위하여 바나듐 배터리 운용에서 여러 가지 요소들을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 충전 및 방전을 지속했을 때의 용량 감소하는 바나듐 산화 환원 유동 배터리의 특성을 고려하여 가장 까다로운 문제 중 하나인 휴지 기간에서의 자가 방전에 대해 온도와 SOC에 따라 특성 분석을 실시하였다.

본 논문은 배터리의 에너지 사용량을 증대시키기 위하여 출력 가능한 최대 전류를 실시간으로 추정하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 측정된 단자전압을 이용한 전압 모사 방식과 피드백 구조를 이용한 최대 출력 전류 추정 알고리즘으로 구성된다. 제안한 알고리즘을 Simulink 기반의 시뮬레이션과 Li-ion 배터리를 이용한 실험을 통해 검증한다.

This paper proposes an on-line estimation algorithm of internal resistance of Li-ion battery based on the recursive least squares method to prevent the overvoltage and undervoltage casing degradation of life cycle of battery. An equivalent circuit model with single time constant is adopted, and under assumptions that the terminal voltage, current and SOC are measured accurately, the discrete time based nonlinear equation of the model can be converted to the linear equation which can be applied to recursive least squares method. Since the coefficients of the discrete time linear equation can be expressed by the parameters of the equivalent circuit model, it is shown that an internal resistance (Ri) can be estimated in real time using the least square method.

본 논문은 배터리 등가 회로 모델의 파라미터를 실시간으로 추정 가능한 온라인 업데이트 알고리즘을 비교 분석한다. 온라인 업데이트 알고리즘은 EKF (Extended Kalman Filter)와 RLS (Recursive Least Square)를 기반으로 구성되며 Li-ion 배터리를 이용한 실험 결과를 통하여 각 알고리즘의 연산량, 정확도 등을 분석한다. 분석된 결과를 바탕으로 적용 시스템의 환경과 특성에 따라 적합한 온라인 업데이트 알고리즘을 제안한다.

발사체 및 인공위성에서 발사시부터 우주까지 도달하는데 다양한 환경이 주어진다. 본 논문에서는 발사체의 단분리 및 페어링 분리시 생기는 충격 환경과 대기가 발사체 표면에 충돌하여 생기는 진동 환경에 대한 배터리 내부 변화를 분석한다. 환경시험을 반영한 전기적 모델링을 설계하고 전기적 파라미터를 기반으로 배터리 열해석과 실제 배터리팩 내부 열을 측정하여 비교 및 분석한다.

본 논문에서는 배터리 수명의 지표인 SOH(state of health) 추정 시 배터리 노화에 따라 방전 용량의 급격한 변화가 발생하면 SOH도 변화하게 된다. 이로 인해 잘못된 SOH의 정보를 가지고 오게 되며 배터리의 안정성 및 신뢰성에 문제가 된다. 본 논문에서는 방전 용량과 내부 저항의 선형적 관계를 확인하고, 방전 용량과 내부저항을 고려한 단순선형회귀모형(simple linear regression model)을 모델링하였다. 방전 용량의 급격한 변화나 오프라인 기반 방전 용량을 측정함에 어려움이 있는 경우 단순선형회귀모형에 따라 방전 용량을 추정하여 SOH를 보정하는 기법을 제안하고 이에 대한 검증을 수행하였다.

본 논문에서는 모델 기반 적응제어 방식중 하나인 확장 칼만 필터(EKF: Extended Kalman Filter)를 사용하여 전기자전거용 배터리팩의 충전량(SOC: State of Charge)을 상온과 저온에서 추정하였다. 온도에 따라 배터리의 특성은 매우 가변적이며, 모델의 특성이 달라짐에 따라 적응제어를 위한 내부 파라미터 또한 상이하게 나타난다. 본 논문에서는 Matlab/Simulink를 이용하여 배터리와 확장 칼만 필터를 설계하고 시뮬레이션하였다. 온도에 따른 최적의 SOC 추정 성능을 얻기 위해, 오차 원인을 분석하고 이에 따른 개선된 SOC 추정 결과를 나타냈다.

본 논문에서는 최근에 관심이 집중되고 있는 LED 조명 플리커의 건강에 대한 잠재적인 영향을 설명하고 IEEE PAR1789 committee에서 권장하는 실무 지침에 대하여 설명한다.

본 논문은 리튬폴리머 배터리를 입력 전압원으로 High-Altitude Electomagnetic Pulse (HEMP) 구동용 고밀도 고전압 충전기의 설계를 다루며, 제안하는 충전기는 독특한 3상 델타-와이 변압기 구조를 갖는 5.4kW 용량의 LCC 공진 컨버터로 제작 되었다. 풀브릿지 형태로 4개의 스위치를 사용하는 단상 충전기는 동일 용량을 설계하는 경우, 입력 전류량이 높아 소자의 발열로 충전기의 동작 시간이 제한되고 누설 인덕턴스에 의한 스파이크성 전압이 크게 발생하여 충전기의 안정적인 구동이 어려운 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 6개의 스위치를 사용하는 삼상 충전기를 HEMP 구동용 고밀도 고전압 충전기에 적용하였다. 동일 용량의 단상과 삼상 충전기 설계과정과 시뮬레이션 결과를 분석해 각 충전기의 차이점을 비교하고, 저항 및 커패시터 부하 실험으로 제안하는 삼상 충전기의 동작과 성능을 검증하였다.

본 논문은 Cascaded Flying Capacitor Bridge 멀티-레벨 컨버터를 위한 모델 예측 제어 알고리즘을 제안한다. 모델 예측 제어 방법은 스위치 수가 늘어날수록 예측 값을 도출하기 위한 연산이 많아지기 때문에 전압 레벨이 높은 멀티-레벨 토폴로지에 적용하는데 한계가 있다. 제안된 제어 알고리즘은 전류, 출력 전압 균형, 플라잉 커패시터 전압 균형에 대한 비용 함수를 구분하여 단계별로 제어하는 방법으로 제어에 필요한 연산을 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 제어 성능을 검증한다.

본 논문에서는 다수의 고주파 단상 변압기를 사용하여 다수의 독립된 직류 전압원을 만들 수 있는, 여러 다이오드 정류기와 연결된 풀 브릿지 DC-DC 컨버터에 대한 분석 및 제어 기법을 제안한다. 본 토폴로지의 경우 제어 대상인 2차단 직류단이 다수이지만 1차단 스위칭 회로가 하나의 풀 브릿지 회로이기 때문에 2차단 전압의 개별 제어를 위한 자유도가 부족하다. 이에 따라 다수 직류단 전압의 평균 값을 제어하는 방식이 사용된다. 이때, 각 직류단에 다른 용량의 부하가 연결되어 있는 상황에 대하여 상세한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 제시된 토폴로지(Topology)를 하드 스위칭 기반의 DCM(Discontinuous Conduction Mode) 및 CCM(Continuous Conduction Mode) 동작의 경우에 대해 분석한다. 이를 바탕으로, 직류단 전압 제어를 위한 전향 보상 및 안티 와인드업을 포함하는 Integral and Proportional (IP) 제어기를 구성하고, 제어기 이득 및 전향 보상을 수식화 한다. 최종적으로 구해지는 제어기의 전달 함수를 통해, 제어기가 정확하게 설계되었는지 컴퓨터 시뮬레이션으로 검증한다.

최근 환경문제로 인해 고효율의 전력 시스템의 중요성이 커지고 있다. 이에 따라 기존 2 레벨 컨버터에 비해 높은 효율을 갖는 3 레벨 컨버터의 사용이 증가하고 있다. 본 논문에서는 계통연계 형 3상 3 레벨 T-type 컨버터의 고 효율화를 위해 기존의 2 레벨, 3 레벨 동작을 비교 분석하고 효율을 개선할 수 있는 변조 기법을 제시한다.

This paper is a study to solve the malfunction of Fire Detection System and to react swiftly in case of fire. if a fire occurs because of malfunction of the fire receiver, it may not be possible to respond appropriately. in order to solve this problem, Fire Detection System using IoT, the manager studied the method of confirming the fire occurrence with mobile phone Application. We propose a wireless Fire Detection System by building a server and a client using a micom and a mobile phone application. This is to reduce the damage caused by the fire.

This paper proposes an open-phase fault control system using 3-phase neutral voltage. The proposed control system is designed as a new topology which uses the potential difference between neutral point and ground(G) of three phase. And the open-phase detection system is configured to three resistance devices(Y-wiring) of the same capacity to each line of three phase power source R,S,T. This paper also designs a mobile phone application for remote alarm of open-phase fault.

Recently, many countries around the world are investing heavily in green industries based on green IT technology. The key industry in the green industry is LED. If we replace traditional lighting, we can save a lot of socioeconomic costs. Because it is energy efficient. However, the research and development on maintenance and management are still insignificant about LED lighting. Therefore, after the failure, the post-treatment is delayed and often occurs. In order to solve these problems, it is planned to detect the failure of the LED lighting and to establish a monitoring system that can monitor the situation in real time on the computer or mobile phone of the remote manager using the latest IoT network technology.

Recently, the importance of an early response has been emphasized due to the large fire. The most efficient method of extinguishing a large fire is early response to a small flame. To implement this solution, we propose a fire detection mechanism based on a deep learning artificial intelligence. In this study, a small amount of data sets is manipulated by an image augmentation technique using rotating, tilting, blurring, and distorting effects in order to increase the number of the data sets by 5 times, and we study the flame detection algorithm using faster R-CNN.

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

The methods for adjusting the output voltage as well as the heater temperature of a single-phase inverter for the heat treatment are proposed. The output voltage of the single-phase inverter is limited to 60 V for safety. The time constant of heater temperature is much higher than that of the output voltage. The stability may be deteriorated due to such large time constant difference. In order to ensure the stability, a hysteresis on/off control method for the heater temperature control is used. The performances for the proposed methods are verified with the experiments.

본 연구에서는 양방향 인버터의 해석과 설계 방법을 Matlab SISO TOOL과 PSIM을 이용한 Two Loop Control방법으로 제안하였다. 일반적인 회로 및 제어기 설계 방법으로는 회로와 제어기를 각각 설계하여 시제품으로 측정하는 방법과 이상적인 모델을 이용하여 시뮬레이션 하는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 상용소자모델로 구성된 인버터를 PSIM으로 설계하였고, Matlab을 이용하여 시뮬레이션 함으로써 일반적인 방법보다 높은 신뢰성을 가지는 시뮬레이션 방법을 제안한다.

최근 전력품질 향상을 위해 계통전류에 대한 THD 규제가 강화되고 있음에 따라 THD와 누설전류의 개선 문제가 대두되고 있다. 단상 계통연계형 ESS에서는 흔히 인버터와 DC-DC컨버터를 사용하여 배터리를 충 방전 하는데, 이때 단상 인버터의 대지누설전류 또한 개선이 필요하다. 단상 인버터의 누설전류는 모듈레이션 방식을 변경함에 따라 차이가 나타난다. 따라서 본 논문에서는 단상 풀-브릿지 인버터의 유니폴라(Unipolar) 모듈레이션과 바이폴라(Bipolar) 모듈레이션 방버에 따른 누설전류의 크기를 PSIM을 통한 시뮬레이션과 실험을 통하여 비교 분석하였다.

Recently, the development of renewable energy using solar energy is drawing attention. One of these PV systems, the Dual buck Inverter, is one of the topologies used in conjunction with the system, characterized by high efficiency and shoot-through reduction. However, current distortion appears severely in grid connection. So, in this paper, the method of compensation through PR controller was verified through simulation as an analysis of current distortion components and a control method to improve them.

In this paper, the coupled inductor scheme instead of noncoupled inductors is suggested to reduce the dimension, weight and cost of the magnetic core. The simulation results have verified the effectiveness of the flying-capacitor MMC with coupled inductors and its control method for medium-voltage induction motor drives at low-speed operation.

This paper proposed design method of DC link capasitor and leakage inductance of transformer with high voltage cascaded NPC H-bridge inverter. DC link capacitor is designed based on the ripple power between input AC power and output AC power, and leakage inductance of transformer is designed based on FFT table of unipola PWM with NPC H-bridge inverter. The proposed design method is verified by simulation results of 6.6[kV], 1.2[MW] Cascaded NPC H-bridge inverter.

이 논문은 자동차 어플리케이션 용 고출력 인버터 시스템의 개발에 대한 연구내용을 제시한다. 차량을 포함한 고출력 시스템의 젼력변환시스템의 큰 이슈중 하나가 고효율 및 고밀도화에 대한 연구이다. 특히 자동차의 경우 내부 공간이 제한적이고 전장품들의 수량이 늘어나는 추세이므로 전력변환시스템의 부피 및 고출력화에 대한 이슈와 이와 연관된 냉각 문제에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 차량용 고출력밀도의 트랙션 인버터 개발에 대해 언급하고 있으며 실험을 통해서 그 결과를 확인하였다.

유도가열은 전자기 유도 현상을 이용하여 금속체를 직접 가열하는 방식이며 높은 변환 효율로 전기에너지를 열에너지로 변환할 있다. 이로 인해 금속의 단조, 용해, 표면경화, 풀림 등 여러 응용분야를 통해 철강 및 기계 산업에 기여하고 있다. 단조용 유도가열기 전원장치는 높은 전력용량을 사용하여 주로 SCR을 이용한 위상제어 정류기를 적용한다. 하지만 입력단의 저 역률 및 전류의 THD가 높은 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위해 단조용 유도가열 작업에 맞는 인터리브드 방식의 벅 컨버터와 전류원 인버터를 사용한 고효율 유도가열 전원장치를 제안한다.

본 논문은 3상 T-type 3-레벨 인버터의 모델예측제어에 관한 연구이다. 모델예측제어는 시스템의 모델링을 통한 최적의 성능을 제공하는 제어기법으로 PI 제어보다 빠른 동특성을 갖지만, 정확한 파라미터 값이 요구된다. 본 논문에서는 시스템 파라미터 오차가 3상 T-type 3-레벨 인버터의 예측제어에서 어떤 영향을 주는지 알아보고 출력 파형을 분석한다.

본 논문에서는 자기유도방식 무선전력전송(Inductive Power Transfer, IPT) 시스템에 적용되는 송수신 코일의 Multi-layer 구조의 자기결합 특성에 대하여 분석한다. 기존에 제안된 Single-layer 구조의 코일과 Multi-layer 구조의 코일이 가지는 차이점을 자기결합도 측면에서 비교 분석하고 이를 Simulation 및 실험을 통해 검증한다.

본 논문에서는 인덕션 쿠커의 스위칭 전력반도체에서 발생되는 스위치 손실을 비교 분석한다. Si-기반 전력반도체의 효율 상승이 한계점에 도달함에 따라 고속 스위칭 및 저손실 특성을 지닌 SiC, GaN와 같은 와이드밴드갭 소자를 활용한 고전력밀도 컨버터의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 소비자 가전분야의 인덕션쿠커 공진형 하프-브릿지 전력회로의 기존 Si-IGBT를 GaN-FET과 SiC-FET으로 구성하여 스위치 손실모델을 유도하고 이를 통해 세 가지의 전력반도체가 적용된 인덕션 쿠커의 스위치 손실을 비교분석한다. 분석된 손실모델은 PSIM Thermal Module을 통하여 검증한다.

고압입력을 이용한 저출력용 SMPS에서 특히 경부하 시 스위칭 과도손실분으로 인하여 고효율화가 어려운 실정이다. 본 논문에서는 저출력용 고압 SMPS 제어를 위해 일반적인 전류제어 관점에서 탈피하여 전력제어 관점에서 스위칭을 행하는 새로운 개념의 스위칭 기법을 제안한다.

현재 공장 단지 내에 구비된 조명 시설은 SMPS, DC/DC컨버터 및 LED 램프 등이 하나의 모듈로써 구성되어 있다. 이처럼 일체형으로써 사고 및 고장 발생 시, 모듈 전체를 수리 또는 교체되어야 하므로 시간과 경제적으로 많은 불편이 따른다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 각각을 분리한 집중형 LED 드라이버로써 정류기와 DC/DC 컨버터를 분리하여 구성하였다. 각각의 LED의 Dimming 제어를 위해서, 전력선에 주파수 성분을 첨가하여 주파수 정보에 따른 Dimming 제어를 실시함으로써, 따로 통신선 구비가 필요 없는 집중형 LED 구동 드라이버를 제안하였다. 제안하는 방식의 타당성을 검증하기 위해 PSIM 시뮬레이션을 통하여 그 과정을 증명하였다.

본 논문은 지능형 반도체 변압기 (Solid-state transformer, SST)용 다권선 고주파 변압기의 최적 설계 방안을 제안한다. 설계된 변압기는 10 kHz의 스위칭 주파수를 운전 조건으로 하며, 60 kVA의 정격 용량을 가진다. 특히 13.2 kV의 중전압 계통에 적용하기 위해 30 kV 이상의 절연 내력으로 설계하였으며, SST 시스템의 부피가 커지는 것을 억제하기 위해 3 입력-1 출력으로 구성된 4-권선 방식으로 구성하였다. 절연 내력을 만족시키기 위해 teflon PTFE를 이용한 내부 보빈과 외부 보빈 및 가드를 제작하였으며, 누설 인덕턴스 최소화 및 근접 효과와 표피 효과로 인한 AC 손실을 최소화하기 위해 쉘-타입으로 설계하였다. 시제품 제작 후 60 kVA의 정격 하에 동작 검증을 완료하였으며, 내전압 시험을 이용하여 30 kV급의 절연 내력을 검증하였다.

This paper proposes new D/A(Digital to Analog) Design method for improving accuracy in high-performance test equipment. The proposed new D/A design can improve accuracy of the equipment even with low-resolution D/A converters. The validity of proposed D/A design is verified by analysis and experiment.

본 논문은 배터리팩 테스터에 적용되는 3상 전류원 기반의 Dual Active Converter(DAB)의 효율 향상 기법에 대해 제안한다. 기존의 1, 2차 측 스위치의 위상차를 통해 컨버터의 출력을 제어하는 경우, 변압기 1, 2차 측 전압 차이에 의해 스위치에 순환 전류가 커지고 도통 손실이 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 3상 전류원 기반의 DAB 컨버터의 1, 2차 측 스위치의 위상과 시비율을 동시에 제어함으로써 스위치 도통 손실을 저감할 수 있는 방식을 제안한다. 제안하는 제어방법은 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

본 논문은 멀티레벨 컨버터 및 인버터 파워스택의 변압기 설계법에 대해 다룬다. 멀티레벨 파워스택 토폴로지는 기존의 위상천이 변압기를 이용하는 대신 다권선 변압기를 이용하여 단순한 구조의 변압기 설계가 가능하다. 본 논문에서는 다권선 변압기를 사용하는 멀티레벨 파워스택에 대해 이론적 분석을 서술하고, 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 벅형 AC/DC LED 구동기의 이산 시간 영역 해석을 이용하여 역률 계산 방법을 제안한다.

This paper propse the DC link capacitor voltage balancing control for three level neutral point clamped converter with harmonic component injection method. The injcetion voltage consists of harmonic component and DC link capacitor voltage difference. Theoretical analysis is provided to balance the DC link voltage, and it shows that harmonic component compensates the unbalanced condition between the capacitors. Both simulations and experiments are carried out to show that the voltage unbalance have been decreased by the proposed method.

A non-isolated high voltage gain bidirectional DC-DC converter for battery storage system has been presented in this paper. The topology is composed of boost converter and traditional SEPIC converter. The proposed converter can achieve higher voltage conversion ratio with reduced voltage and current stresses in the switches. In additional, a reduced number of components are included in this topology. The PSIM simulation is carried to validate the analysis and operation of the converter.

차량용 LED 백라이트 구동회로는 시스템의 성능 향상을 위해 고밀도/고효율의 DC-DC컨버터가 요구되며 이를 위해 WBG(Wide Band Gap) 소자인 GaN HEMT가 기반의 동기 정류 부스트 컨버터의 설계 가이드를 제시하고 500kHz 스위칭 주파수의 30W급 동기 정류 부스트 컨버터를 구현한다.

본 논문에서는 GaN(Gallium Nitride) HEMT를 적용한 300W급 자기유도 방식 무선전력전송 시스템을 설계 및 구현한다. GaN HEMT의 물성적 특성을 고려하여 무선전력전송 시스템을 설계하며 이를 검증하기 위해 300W급 Prototype 무선전력전송 시스템을 구현하고 Simulation과 실험을 통해 논문에서 제시한 설계과정의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 단상전력변환시스템에서 발생하는 고유의 2차 리플 전력 문제를 해결하고 dc 캐패시터의 저감을 위한 능동 전력 디커플링 회로의 설계방법을 제시한다. 일반적인 수동 전력 디커플링 방법, 벅-타입 방법 및 커패시터 분할 타입 방법의 능동 전력 디커플링 회로들에서 필요한 최소의 커패시턴스를 계산하는 방법을 제시하고, 같은 조건에서 리플 전력 디커플링 성능을 분석한다. 도출된 최소한의 커패시턴스를 적용한 디커플링 회로의 성능은 MATLAB 시뮬레이션 결과를 통해 비교 분석하였다.

본 논문에서는 전기자동차용 단상 온-보드 충전기를 위한 Cycloconverter-type High Frequency Link 회로구조와 능동 전력 디커플링 회로를 이용한 전기자동차용 고전력밀도 양방향 온-보드 충전기를 제안한다. 제안된 시스템은 전력변환부 단계를 줄이기 위한 AC-AC 변환회로와 DC링크 캐패시터를 최대한 줄이기 위해서 벅-타입 능동 전력 필터를 사용한다. 이를 통해 전력변환시스템 전체의 부피를 줄일 수 있으며, 전해 커패시터를 필름 커패시터로 대체하여 수명 문제를 해결할 수 있다. 제안된 시스템의 성능은 MATLAB/Simulink 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 양극성 저압 직류배전망에서 전압강하 발생 시 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 2상 인터리브드 IPOS(Input Parallel Output Series) DC-DC 컨버터 기반의 전압 밸런서를 제안한다. ESS와 직렬로 연결된 전압 밸런서는 입력은 병렬로, 출력은 직렬 구성되어 있으며, 이러한 구성은 한 개의 ESS를 통해 두 개의 배전망을 제어할 수 있다. 제안하는 전압 밸런서는 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

This paper presents an advanced abnormal over-current protection with $SuperFET^{(R)}$ 800V MOSFET in Flyback converter. In advanced abnormal over-current protection, digital pattern generator is proposed to detect a steep di/dt current condition when secondary rectifier diode or the transformer is shorted. If current sensing signal is larger than current limit during consecutive switching cycle, Gate signal will be stopped for 7 internal switching periods. If the abnormal over-current maintains pattern, the controller goes into protection mode. The Advanced over-current protection has been implemented in a 0.35um BCDMOS process (ON Semiconductor process).

본 논문에서는 스위칭 소자의 저항을 고려한 벅 컨버터의 소신호 모델링을 통해 회로를 등가화하고, 등가 모델의 동특성을 분석하였다. 또한 분석한 결과를 토대로 3P2Z(3Pole 2Zero) 제어기를 기반으로 한 전압 보상 제어기를 구현하였다. MATLAB을 이용하여 등가 모델을 바탕으로 설계한 제어기의 안정도를 판별 및 분석하였고, 최종적으로 PSIM을 사용한 시뮬레이션을 통해 분석한 결과가 타당함을 검증하였다.

전력 전자 시스템 내의 전도성 노이즈는 반도체 스위칭 소자의 고속 동작에 큰 영향을 받는다. 특히 실리콘 카바이드 (SiC) 등의 신소재 반도체 소자 (wide band-gap device, WBG device) 특유의 고속 dv/dt 특성이 전력전자모듈 (power electronics module, PEM) 내의 기생 용량 (parasitic capacitance)에 인가될 경우 상당한 전도성 노이즈의 원인이 되므로 이를 해결할 필요가 있다. 본 논문에서는 유전율이 낮은 재료를 PEM 내부에 사용함으로써 기생 용량을 줄이고, 따라서 공통 모드 전류의 발생 또한 최소화할 수 있는 설계를 제안한다. 제안된 PEM 설계 기법은 외부 필터를 필요로 하지 않으며, PEM 내의 스위칭 소자-방열 소자간 열저항 (thermal resistance)를 증가시키지 않으면서도 기생 용량을 최소화하여 노이즈를 억제한다. 제안된 방법으로 제작된 PEM을 1 kW 출력 100 kHz 스위칭 주파수의 강압형 dc-dc 컨버터에 적용하여 공통모드 전도성 전류가 줄어듬을 증명하였다.

최근 분산전원 시스템 개발로 인해 계통연계 인버터의 사용이 증가해 왔다. 계통연계 인버터의 주요한 역할은 계통연계 환경에서의 안정적인 운전과 계통 사고 시 중요 부하에 대한 연속적인 전력을 공급하기 위한 독립운전에 있다. 각 모드 전환시의 출력전압의 변동성과 과도응답 특성을 개선하기 위해 최근 다중 루프 및 간접 전류 제어 방식이 계통연계 인버터에 적용되었다. 하지만 이러한 제어 방식은 캐패시터 전압 및 인버터 전류의 측정이 요구되어 시스템의 비용 및 복잡성을 증가시키게 된다. 본 논문에서는 이산시간 상태공간에서의 전상태 관측기를 설계하여 무순단 절체 동작 시 제어기가 요구하는 변수를 추정하고 이를 궤환신호로 사용하여 시스템의 설계 비용 및 복잡성을 줄인다. 또한 계통연계 시 계통유입 고조파 전류를 억제하기 위해 일반적으로 사용되는 기존 공진형 제어기의 과도 응답을 개선하기 위해 이산시간에서 슬라이딩 모드와 공진제어기가 결합된 새로운 제어기 구조를 제안한다. 제안된 기법의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.

분산발전에 있어 인버터는 병렬운전을 하게 되며 계통연계시 전류제어로, 단독운전 시에는 전압제어를 통해 제어가 이뤄진다. 단독운전 시 각 인버터들 간 동일한 부하 분담이 필요하고 계통연계에서 단독운전 또는 그 반대로 모드 변환이 있을때 과도한 상태변화가 없어야 한다. 계통연계와 단독운전에서 지역부하에 위치에 따른 고려와 모드 변환 시 과도현상을 줄이기 위해 간접전류제어방식을 사용하였고 단독운전 시 동일 부하 분담을 위해 드룹제어를 사용하였다. 각 모드 변환에 있어 매끄러운 절환을 유지하기 위해 Seamless Transfer를 기반으로 제어전략을 수립하였다.

듀얼벅 인버터는 효율이 높고 누설전류가 작다는 장점을 가지지만, 단방향 전력 전달 특성으로 인해 적용범위에 한계가 존재한다. 이에 본 논문에서는 듀얼벅 인버터의 무효전력 보상을 위한 새로운 모듈레이션 기법을 제안한다. 제안하는 모듈레이션 기법을 적용할 경우 회로를 수정하지 않고 듀얼벅 인버터의 장점을 유지한 채 무효전력 출력이 가능하다. 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

In order to alleviate the negative impacts of harmonically distorted grid condition on grid-connect inverters, an optimal control design-based gain selection scheme of an LCL-filtered grid-connected inverter and its ability to compensate selective harmonics are presented in this paper. By incorporating resonant terms into the control structure in the state-space to provide infinity gain at selected frequencies, the proposed control offers an excellent steady-state response even under distorted grid voltage. The proposed control scheme is achieved by using a state feedback controller for stabilization purpose and by augmenting the resonant terms as well as intergral term into a control structure for reference tracking and harmonic compensation. Furthermore, the optimal linear quadratic control approach is adopted for choosing an optimal feedback gain to ensure an asymptotic stability of the whole system. A discrete-time full state observer is also introduced into the proposed control scheme for the purpose of reducing a total number of sensors used in the inverter system. The simulation results are given to prove the effectiveness and validity of the proposed control scheme.

본 논문은 Grid, PV(Photovoltaic), BESS(Battery Energy Stroage System), DC Load로 구성된 DC 마이크로그리드를 국내 사이트에 적용한 사례 및 실증 결과에 대해 기술하고 있다. 또한 DC 마이크로그리드 시스템의 구성과 함께 Destin Power사가 개발하여 적용한 125kW급 PCS(Power Conditioning System)의 기술을 소개하였다. 마지막으로 시스템의 운영 타당성을 체계적으로 검증하기 위해 진행했던 시험 항목과 결과를 서술하였으며 그 결과를 바탕으로 DC 마이크로 그리드 시스템 실증을 검증하였다.

본 논문은 DC Common 방식의 Hybrid PCS (Power Conditioning System)의 해외 실증사례에 대해 서술하고 있다. 본 시스템은 계통, PV(Photovoltaic), BESS (Battery Energy Storage System)로 구성되어 있으며 UAE의 Dubai에 60kW급 2기, 200kW급 1기를 실증한 사례를 설명한다. 각 구성품 들의 사양과 Destin Power사 Hybrid PCS를 소개하고 사양을 서술하였으며 실제 운영을 통하여 제품의 신뢰성을 검증하였다.

본 논문은 가변속 양수발전 시스템의 모델링 및 양수발전용 전력변환장치 제어 구조를 분석하고 모델링하였다. 기존 양수발전 시스템은 동기 발전기를 사용하였지만 신재생 에너지원의 출력 변동 및 부하 변동에 따른 주파수의 변화에 빠른 대응을 위한 가변속 양수발전 시스템을 채용하여 계통 전력과 전압, 주파수 등을 보상한다. 양수 발전소의 터빈, 게이트, 조속기 등을 분석하여 모델링하였으며, Doubly fed induction generator를 위한 back-to-back 전력 변환 장치를 발전 및 양수 모드에 사용하기 위해 벡터제어, 속도제어, 유효-무효 전력 제어기 등을 모델링 하였다.

본 논문은 250kW급 에너지저장장치(ESS)를 이용한 배전계통 일체형 전력변환 장치의 병렬운전 및 부분운전 방식을 제안한다. 제안하는 ESS의 기능은 배전선로에 4식 PCS로 1MW급 계통 연계형 병렬운전, 4식의 ESS 중 1식 이상의 고장에 대해서 모든 ESS가 정지하는 것이 아닌 고장 시료만 정지하는 부분 운전 방식의 운영 사례에 대한 고찰이다. 나아가 병렬운전과 부분운전으로 수용가 부문에서 상업 가정 전력 최적소비 방안을 도출한다. 제안하는 구조는 DC Link를 공유하지 않는 일체형 모형으로 내부 순환전류 회피 가능하다. 본 구조는 시뮬레이션, Prototype, 현장 시험으로 기 성능을 검증하였다.

Flywheel energy storage system (FESS) operates motor or generator by utilizing the stored kinetic energy in the rotating mass. Thus, the FESS can support the frequency control of the power system. However, the FESS is disabled when the rotor speed reaches to its minium value. Thus, the second frequency dip occurs in the power system. This paper proposes the frequency control scheme of FESS based on a variable gain depending on the rotor speed and frequency deviation. The proposed scheme prevents the second frequency dip because the variable gain decreases depending on the stored in the FESS. The performance of the proposed scheme is investigated for the IEEE 14-bus system.

Fuel-cell powered Railway Vehicle Propulsion Systems (RVPSs) are highly desirable due to environment friendly characteristics, and high efficiency of fuel cell (FC). Among various types, the faster start-up and optimality to frequent starts and stops of Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) makes it well suited for propulsion systems. A comprehensive model of PEMFC with reflection of multi-physics behavior required to identify and validate its performance in real RVPSs. Thus this paper will model and simulate the PEMFC unit cell model: a detailed reflection of governing laws and account of dynamic conditions.

본 논문에서는 태양광 시스템에서 전 범위 전력점을 추종하기 위한 Constant Power Generation (CPG) 알고리즘을 구현하였다. 기존의 최대 전력점 추종 (MPPT) 알고리즘은 고출력의 태양광 시스템을 위해 광범위하게 사용되고 있지만, 변화하는 계통상황에 대한 유연한 제어가 불가능하다. 구현한 알고리즘은 MPPT 제어를 수행하면서도 상황에 따라 원하는 전력을 출력할 수 있다. 전 범위의 전력점 추종이 가능한 계통 연계 태양광 컨버터를 구성하였으며 CPG 알고리즘의 두 가지 기법을 소개하였다. 시뮬레이션을 통해 두 CPG 알고리즘을 구현하고 그 성능을 비교 및 분석하였다.

현재 건설 중장비에는 암전류에 의한 배터리 방전 문제가 발생하고 있고 이에 태양광 충전 시스템을 필요로 한다. 본 논문에서는 6톤급 중장비에 적용 가능한 태양광 컨버터 개발에 대한 내용을 다루며 태양전지의 용량 선정, MPPT 적합성 검토, 독립형 충전 시스템 구현, 배터리 방전 방지 기능의 실효성을 확인한다. PSIM 시뮬레이션을 통해 MPPT 및 충전 로직을 검증하고 실험을 통해 40W급 충전 시스템의 P&O 알고리즘 성능을 확인한다.

태양광 발전시스템에서 태양광 모듈은 고압의 발전전압 형성을 위해 직렬로 구성한 스트링을 사용하고 있다. 그러나 직렬로 연결된 태양광 모듈 중 한 개의 모듈이라도 노후화가 발생하면 노후화가 발생한 스트링의 발전 효율이 감소하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 태양광 스트링에서 노후화 모듈을 판정을 위해 순시 PV 특성곡선을 계측할 수 있는 토포로지를 제안하고 계측된 PV 특성곡선을 이용한 노후화 판정 알고리즘을 제안한다.

본 논문에서는 LCL 필터를 가지는 계통연계형 태양광 인버터의 필터에 의한 공진을 억제하는 기법을 제시하였다. 기존의 L 필터보다 LCL 필터가 높은 고조파 저감 효과를 가지지만 LC 필터가 추가됨으로써 발생하는 공진으로 인해 시스템은 불안정해진다. 공진을 억제하기 위해 댐핑 기법이 함께 사용된다. 능동 댐핑은 수동 댐핑에 비해 실제 저항이 추가되지 않음으로써 회로의 손실을 저감하는 장점이 있다. 적절한 설계 기법을 통해 공진을 억제하고 시스템의 안정성을 높였으며 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 태양광발전 시스템에서 태양광 모듈의 출력 저하 특성을 야기하는 PID (Potential Induced Degradation) 현상의 발생원인 및 출력회복을 위한 PID 저감 기법을 연구하였다. 태양광 모듈의 프레임과 셀 간에 발생하는 전위차로 인한 PID 현상의 직접적인 원인인 분극현상에 대해 분석하였으며, PID 현상이 태양광 모듈의 출력특성에 미치는 영향을 I-V 특성곡선 변화를 통해 해석하였다. PID 현상의 발생 원인을 기반으로 태양광 모듈의 전극 출력단인 양극과 음극을 단락시키고 접지된 프레임을 기준으로 양의 전압을 인가함으로써 태양광모듈의 출력특성을 회복하는 PID 저감 기법을 제안하였다.

In this paper, a wireless charging system for drones is developed. The system is consists of PFC(Power Factor Correction), Full-Bridge inverter, S-S(Series-Series) resonant circuit and Full-Bridge rectifier. The parameters of the S-S resonant circuit is designed and calculated. According to these parameters and the switching devices, the system model without PFC is setted up with thermal module devices in PSIM. When output voltage is setted to 50[V] and input voltage is changed from 100[V] to 380[V], The efficiency of the system model is measured by simulation.

Recently, interest in renewable energy is increasing due to energy depletion and environmental problems. Among them, solar energy is the most popular feature for its infinite, eco-friendly, easy to maintain and high utilization. In these solar power systems, solar cells have either a current-voltage characteristic curve or a power-voltage characteristic curve with non-linear properties. Therefore, the Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique is important to control this. In this thesis, we will discuss MPPT techniques using a boost converter and demonstrate their behavior using the PSIM program. Also, the MPPT control algorithm for solar energy generation will be proposed.

HVDC(High Voltage Direct Current)전력망은 발전소에서 생산한 교류를 직류로 변환한 이후 송전하여 부하에 가까운 전력변환기를 이용하여 교류로 변환한 후에 사용하는 방식이며, 전압형 HVDC에 MMC(Modular Multilevel Converter)가 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 MMC가 적용된 HVDC를 이용한 해상 풍력 계통 제어 성능을 테스트하기 위해 실시간 시뮬레이션 툴인 RT-Lab에 적용한 모델에 대해 설명하고자 한다.

신재생에너지의 보급 확산과 전력수요의 증가에 따라 전력계통이 분산화되는 추세이며 이에 따라 배전계통의 안정화를 위한 전력계통 안정화 장치(Power System Stabilizer)로 그 사용이 확대되고 있는 추세이다. 따라서 대표적인 전력계통 안정화 장치인 정지형 무효전력보상장치(SVC: Staic Var Compensator)에 대한 다양한 토폴로지로 개발되고 있다. 또한 기술의 트랜드는 SVC에서 Statcom 기술 개발로 이어지고 있다. 최근 Statcom의 변환손실 및 경제적 단점을 극복하기 위해 Statcom과 SVC를 병렬로 사용하는 Hybrid 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 SVC 기능에서 TCC(Thyristor Controlled Capacitor)방식에서 문제가 되는 돌입전류 제한을 위한 새로운 Soft-Step Switching 방식을 제안한다. 또한 Statcom의 용량을 줄이기 위해 SVC용 무효전력 보상 리액터 및 콘덴서 군을 설계하였다.

A hardware-in-the-loop (HIL) platform for a power management control of islanded DC microgrids is established. In order to avoid the complexity and high costs, a decentralized control based on the DC Bus Signaling (DBS) method is applied to the HIL system. The simulation results for the HIL microgrid platform have verified the effectiveness of power management strategy.

본 연구는 속응형 단상 UPS(Uninterruptible Power Supply)를 위한 이상전원 검출 알고리즘에 관한 연구이다. 한국전력공사 등의 특수한 UPS 응용분야에서는 전원의 1/4주기 이내에 전원의 이상을 검출하고 UPS가 정상 기동할 필요가 있다. 본 연구에서는 가상DQ기반의 고성능 PLL(Phase Locked Loop)을 응용하여 별도의 전원검출 알고리즘 없이도 임의의 위상각에서 1/4주기이내에 전원의 크기 및 위상에 관한 오류를 검출할 수 있음을 보인다. 제시된 방법은 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

Under-voltage and over-voltage are the big problems in submarine distribution system. To solve that problems, integrated PV with voltage compensation method is proposed in this paper. This paper describes a simple method for controlling the series connection converter while the shunt connection operates as a back-up for sensitive load and verified by the PSIM software.

To increase the efficiency of a wind energy conversion system (WECS), the maximum power point tracking (MPPT) algorithm is usually employed. This paper proposes an optimal MPPT algorithm which tracks a sudden wind speed change condition fast. The proposed method can be implemented without the prior information on the wind turbine parameters, generator parameters, air density or wind speed. By investigating the directions of changes of the mechanical output power in wind turbine and rotor speed of the generator, the proposed MPPT algorithm is able to determine an optimal speed to achieve the maximum power point. Then, this optimal speed is set to the reference of the speed control loop. As a result, the proposed MPPT algorithm forces the system to operate at the maximum power point by using a three-phase converter. The simulation results based on the PSIM are given to prove the effectiveness of the proposed method.

최근 환경과 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서 ESS 시스템의 연구와 시장이 늘어가고 있는 추세이다. ESS의 경우 인버터와 컨버터를 사용하여 배터리를 충 방전을 한다. 컨버터의 제어는 주로 PI제어기를 사용 하는데 이는 전류 왜곡을 포함하는 단점이 있다. 본 논문에서는 반복제어기를 적용하여 PFC(Power Factor Correction) 컨버터의 전류 왜곡을 최소화 하였으며, 기존의 알고리즘을 사용했을 때보다 오차가 감소되는 결과를 확인할 수 있었다.

최근 배터리를 사용하는 비상 전력공급시스템에서 무정전전원장치(UPS)의 중요성이 강조되고 있다. UPS는 정전시 부하에 전력을 안정적으로 공급하는 알고리즘이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 UPS의 알고리즘 동작을 검증하기 위하여 하이브리드 ESS의 계통 차단 검출 및 독립 운전 제어를 진행하였다. 이를 위해 단상 풀브릿지 인버터와 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하여 제어하였다. 계통연계운전과 독립운전 전환 알고리즘의 동작 확인을 위해 시뮬레이션으로 UPS 독립 운전 제어를 검증하였다.

최근 차량용 인버터의 소형화 문제가 대두되고 있는 가운데, 3상 인버터의 구성품인 DC 링크 커패시터와 방열 시스템은 인버터에서 큰 부피를 차지하고 있다. DC 링크 커패시터의 부피는 커패시터에 흐르는 전류에 의해 결정되므로, 커패시터의 RMS 전류를 저감하는 것이 중요하다. 또한, 인버터의 스위칭 손실을 저감하면 방열 시스템의 크기를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 추가적인 하드웨어 없이 PWM 방식 변경만으로 DC 링크 커패시터 RMS 전류와 스위칭 손실을 저감할 수 있는 Extended Double Carrier PWM을 소개한다. 또한, PSIM 시뮬레이션으로 이를 영구자석 동기 전동기의 구동에 적용하고, 기존에 널리 쓰이는 방식인 Space Vector PWM 및 Discontinuous PWM과 비교하여 그 특성을 살펴본다.

본 논문은 직류단 전원을 공유하는 복수의 인버터로 구성된 시스템에서 EMI 저감을 위한 연동제어 PWM 생성 기법을 제안한다. PWM 제어에 의한 스위칭시 전력단 중성점에서 커먼모드 전압이 생성되고, 기생 캐패시터를 통해 전원라인으로 유입되어 EMI 노이즈가 발생된다. 복수의 인버터 시스템에서도 동일한 현상이 나타나고, 이로인한 불특정한 커먼모드 전류가 발생한다. 본 논문에서는 2개의 인버터를 PWM 시점의 동기제어를 통해 커먼모드 노이즈를 상쇄하고자한다. 제안한 제어 기법을 검증하기 위하여 시뮬레이션으로 분석하며, 간이 실험 통해 검증한다.

BLDC 전동기는 역기전력이 사다리꼴이며 운전은 전기각 $60^{\circ}$로 구분되어 상전환이 이루어진다. 이와 같은 $60^{\circ}$ 구간에서 전압은 균일하게 인가되어야 하며, 이를 위하여 시비율을 조절하고 각 구간마다 균일한 전압이 출력될 수 있도록 한다. 그러나 $60^{\circ}$의 상전환 시점과 PWM의 인가시점이 일치하지 않으며, 이에 따라 시비율을 일정하게 제어하더라도 각 $60^{\circ}$구간의 전압이 균일하지 않게 될 수 있다. 이와 같은 현상은 $60^{\circ}$ 구간의 시간이 짧아져서 PWM 펄스개수가 줄어드는 고속 구간에서 오차가 더 크게 반영될 수 있다. 이를 보완하기 위하여 본 논문에서는 PWM의 주기 시점과 상전환 시점을 동기화하여 제어하는 방안을 제안하고, 시험을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는, 직류단 1-션트 전류 측정을 이용하는 고속 BLDC 전동기 운전 시스템의 제어 성능 향상 및 전류 측정 영역 확장을 위한 제어 방법을 제안한다. 고속 BLDC 전동기의 PWM 기법과 그에 따른 직류단 1-션트 전류 측정 방법 및 측정 영역을 분석하고, 측정 가능 범위를 수식적으로 정리한다. 제안된 제어 방법은 전류 맥동 감소 및 고속 운전 정밀도 향상에 적합한 PWM 기법과 직류단 1-션트 전류 측정 범위가 넓은 PWM 기법을, 정리된 수식을 바탕으로 운전 영역에 따라 사용하여 제어 성능을 향상 시킨다. 계산 데이터 및 실험 결과를 통해 제안된 방법의 효용성을 확인한다.

벡터제어는 V/F운전에 비해서 높은 기동 토크와 과부하시 효율적인 전류 제한이 가능한 장점으로 인하여 고성능이 요구되는 부하에 적용이 확대되고 있다. 하지만 출력전압이 V/F운전과 같이 주파수에 따라서 결정되지 않고, 모터파라미터와 D축전류에 의해 결정되므로 정격부하에서 출력전압이 작아지는 경우 출력전류가 정격전류 보다 지나치게 커지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 기존 약자속 운전에 적용되었던 전압제어기를 사용하여 출력전압을 제어하는 용도로 사용하고자 한다.

홀센서를 이용하여 동기전동기를 구동하는 경우 홀센서 설치 위치에 따라 $60^{\circ}$ 구간의 시간이 일정하지 않아 토크리플 및 전류 리플을 더욱 크게 만들 수 있다. 본 논문은 홀센서를 이용한 동기전동기의 가감속 구간의 위치오차를 줄이기 위한 회전자 위치 보상기법을 제안하고, 실험을 통하여 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 PMSM의 약자속 제어 시에 적용된 과변조 기법에 따른 출력 토크 성능을 비교 및 분석하였다. 기존의 약자속 제어 시 사용되는 동적 과변조 기법 대신 정적 과변조 기법을 적용하는 경우 6-스텝 모드까지 출력 전압의 선형성이 원활하게 유지되어 전동기의 최대 출력 토크 성능을 충분히 활용할 수 있음을 확인하였다.

본 논문에서는 5-레그 인버터(Five-leg Inverter)를 이용하여 2대의 유도전동기를 구동하는 시스템의 모델 예측 제어 기법을 제안한다. 기존 모델 예측 제어 기법인 FS-MPC(Full-Set MPC)는 5-레그 인버터에서 가능한 32가지의 모든 스위칭 상태를 고려하기 때문에 제어 성능은 뛰어나지만 계산량이 많아지는 단점이 있다. 본 논문에서는 FS-MPC보다 제어 성능의 저하를 최소화하고 계산량은 현저히 감소시킨 모델 예측 제어 기법을 제안하며 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 성능 및 타당성 검증을 검증한다.

본 논문에서는 유도전동기의 지속적 구동에 의한 파라미터값의 변화에 따른 간접벡터제어의 성능비교에 대한 연구를 하였다. 파라미터 값의 변화에 따라 제어성능이 어떻게 변화하는지를 모의실험을 통해 확인하고자 하였다. 변화는 2.2kW의 정격 출력을 갖는 유도전동기 구동시스템을 통해 확인하였다.

본 논문에서는 SPMSM의 속도 및 전류제어기를 PI 혹은 I-P제어기를 조합한 네 가지 형태의 제어시스템으로 구성하여 서보시스템에 가장 적합한 형태의 제어시스템 구성과 설계기법을 도출하고, 시뮬레이션 해석을 통해 유효성을 검증한다.

본 논문에서는 BLDC와 PI 제어기를 사용하여 전동기의 속도를 제어할 때 전차원 관측기를 적용하여 부하 토크를 추정 및 보상함으로써 속도 리플을 줄일 수 있는지를 검증하고자 하였다. 모터 구동 시에는 필연적으로 부하 토크가 외란으로 포함되며 그로 인해 제어대상인 속도에 리플을 야기하게 된다. 따라서 보다 안정적인 제어를 위해서는 이 외란을 보상해주는 것이 필요한데, 관측기를 이용하면 별도의 장비나 센서 없이 이 부하 토크를 효과적으로 보상해 줄 수 있다.

매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)는 효율이 높고 출력밀도가 크며 고속에서의 동특성이 뛰어나 순시 토크 제어가 요구되는 고성능 제어분야에 유리하다. 최근 IPMSM은 전기자동차 등의 다양한 산업분야에 응용되어 많은 연구와 관심이 집중되고 있다. 하지만 IPMSM은 구조적인 특징 때문에 리액션 토크(Reaction Torque)와 별도로 릴럭턴스 토크(Reluctance Torque)가 추가적으로 형성되어 제어 시 별도의 계산이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 IPMSM 순시 토크 제어를 위해 릴럭턴스 토크와 리액션 토크를 제어하였고, 그 결과를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

고성능 트레드밀 시스템은 운동부하에 따른 큰 맥동부하 특성을 가지며 저속에서도 안정적인 제어 성능이 요구된다. 본 논문에서는 기존에 연구된 유도전동기 센서리스 제어 알고리즘을 검토하여 저속에서 부하의 변화에 강인한 특성을 갖는 알고리즘에 대하여 논하고 이를 트레드밀 시스템에 적용한 결과에 대하여 기술한다. 슬립제어기반의 속도제어기를 구성하였으며 벡터제어기반의 슬립연산 알고리즘을 도입하여 90rpm의 저속에서도 부하변동에 강인하고 안정적인 속도제어가 가능한 트레드밀 제어시스템을 구축하였다. 연구결과는 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 유도 전동기의 V/f 운전 시 동손을 최소로 하는 제어 방법을 제안한다. 제안된 방법은 V/f 운전 시 부하에 따라 최소 동손 제어가 가능하도록 고정자 전압 크기를 가변하여 부하 변동에 따른 동특성 향상과 효율적인 구동이 가능하게 하였다. 5HP 유도 전동기 구동시스템에 대한 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 효용성을 검증하였다.

Brushless DC(BLDC) 모터는 브러시가 없어 고속 회전에 유리하기 때문에 핸드피스 모터에 많이 적용하는 추세이다. 핸드피스 모터는 부피가 작을수록 유리하여 홀 센서를 장착하지 않은 경우가 많기 때문에 센서리스 제어를 하여야 한다. BLDC 모터의 상 역 기전력 zero crossing 감지 방법을 이용한 센서리스 제어를 할 시 40,000rpm에 달하는 고속 회전에서 상 전압 floating 구간이 $250{\mu}s$밖에 안되기 때문에 샘플링이 부족하고 스위칭 노이즈도 강해 zero crossing에 대한 감지가 어려울 수 있다. 이 논문에서는 역 기전력에 대한 비선형 필터인 majority function을 응용함으로써 모터 상 역기전력의 zero crossing을 감지해내고 고속 BLDC 모터 센서리스 제어를 하는 방법을 소개한다.

컴프레서의 고효율 및 비용절감을 위한 인버터기반 유도전동기의 속도센서리스 제어기법을 제안하고, 컴프레서 부하특성을 고려한 유동전동기 구동시스템의 제안 제어알고리즘에 대한 유효성을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)를 위한 센서리스 제어방법을 실험을 통해 검증하고자 한다. 동기전동기의 벡터제어를 위하여 엔코더나 레졸버를 이용하면 비용이 증가할 뿐만 아니라 유지 보수가 필요하기 때문에 동기전동기의 센서리스 모터제어 기법이 요구되고 있다. 또한, 동기전동기의 센서리스 모터 제어를 위해서는 정확한 회전자의 위치와 속도가 필요하므로 본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 수학적 모델을 통하여 위치와 속도를 추정한다. 회전 중 발생하는 역기전력을 통해 추정 위치 오차를 얻으며, 추정 오차가 0이 되도록 추정기를 구성하여 이를 실험을 통해 검증하였다.

쇄교자속 기반 센서리스 제어는 저속에서 위치 추정 특성이 우수해 낮은 속도의 운전 영역을 가지는 애플리케이션에 많이 쓰인다. 그러나 계측 정보 오차와 모터 파라미터 변동으로 DC-offset이 발생하는 문제가 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 운전 주파수를 고려한 낮은 차단주파수를 갖는 HPF를 사용했으나, 낮은 DC 저감률로 인해 추정 자속에 DC 성분이 남는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 HPF의 차단주파수를 모터 운전주파수에 동기화하여 DC-offset 저감률을 높이고 DC-offset이 시스템에 미치는 정도에 따라 선택적으로 차단주파수를 가변함으로써 위상 앞섬도 감소시키는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 Matlab/Simulink에 의해 검증된다.

In the introduction, this paper introduces LS Industrial Systems' medium-voltage drive installed at Hyundai Green Power, an 800MW gas power plant. In the body, it explains the synchronous transfer technology and new speed search technology applied to Forced Draft(FD) Fan and Boiler Feed-water(BF) Pump, which are power generation facilities. Lastly, it shows the annual energy saving amount and operation status which are applied to each facility and proves that it is a successful application case.

본 논문에서는 철손을 고려한 SPMSM(Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Motor)의 모델로부터 출력 토크를 향상시킬 수 있도록 하는 개선된 MTPA(Maximum Torque Per Ampere) 제어 기법을 제안하였다. d축 전류를 0으로 사용하는 SPMSM의 기존 MTPA 제어 방식보다 철손을 고려한 MTPA 전류로 운전하는 제안된 방식이 더 큰 출력 토크를 얻을 수 있음을 800W PMSM에 대한 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

본 논문은 결합 인덕터를 이용한 입력 전류 리플이 없는 고승압 캐스케이드 부스트 DC-DC 컨버터를 제안한다. 기존 캐스케이드 부스트 컨버터의 단점을 보완하기 위해 제안되었다. 제안된 컨버터는 1차 부스트 단의 보조회로에 의해 입력 전류 리플이 상당히 제거되었으며 2차 부스트 단에 결합 인덕터를 적용하여 높은 전압 이득을 달성하였다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 200[V]-200[W]하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

DC-DC 위상천이 풀브릿지 컨버터는 경부하 운용시에 영전압 스위칭이 발생하지 않아 큰 스위칭손실이 발생한다. 경부하에서 위상천이 풀브릿지 컨버터의 낮은 효율을 개선하기 위해 DCM (Discontinuous Conduction Mode) 동작을 이용한다. 본 논문은 경부하에서 위상천이 컨버터의 DCM과 CCM (Continuous Conduction Mode) 동작의 특성 및 도통 손실 절감을 위한 동기 정류기의 제어 방법을 이론적으로 분석하고, 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

A new DC-DC converter circuit for LVDC(Low Voltage Direct-Current) distribution is proposed. DC-DC converter consists of two stage which are voltage balancer and converter stage. The balancing circuit adjust balance input voltage of converter circuit and compensate for unbalanced loads and short circuits. The converter circuit control the bipolar output voltage ${\pm}750V$. Simulation is carried out for this DC-DC converter system.

In this paper, a single-phase single-stage three-level AC/DC converter with a wide controllable output voltage is presented. It integrates a PFC converter and a three level DC/DC converter into one. The proposed converter operates at a fixed frequency and provides a wide controllable output voltage ($200V_{dc}-430V_{dc}$) with high efficiencies over a wide load range. In addition, the input boost inductors operate in a discontinuous mode to improve the input power factor. Moreover, all the switching devices operate with ZVS, and the converter's THD is small especially at full load. The feasibility of the proposed converter is verified with experimental results of a 1.5kW prototype.

This paper describes the structure and design of a modular DC/DC converter for connecting DC sources such as battery, solar cell, etc. to DC distribution network. The modular converter structure of IPOS type and the optimal design and implementation of the unit converter cell are discussed.

본 논문은 (주)효성 중공업연구소에서 국책과제를 통해 자체 개발한 MMC(Modular Multi-level Converter) type ${\pm}12kV$ 25MVA HVDC 시스템의 시험결과에 대해 소개한다. 제주에 구축된 HVDC 실증단지는 국내 유일의 MMC type 전압형 HVDC 시스템이며 11-레벨의 AC 출력 전압을 형성하는 2개의 컨버터가 Back-to-Back 형태로 구성되어 있다. 각 컨버터의 AC 출력단은 각각 계통과 풍력발전단지에 연계되어 풍력발전단지에서 생산된 전력을 계통으로 전송하는 역할을 한다. 본 논문에서는 국책과제의 정량적 목표항목을 달성하기 위한 시험을 수행한 결과에 대해서 소개한다.

본 연구에서는 핫플레이트를 균일한 표면 온도로 가열시키기 위한 카트리지 히터의 설계를 시도하였다. 이를 위하여 1. 표면 전력밀도 및 전열선 전력밀도에 따른 발열온도 측정 실험 2. 카트리지 히터의 분할 영역과 전열선 권선 비율에 따른 온도 측정 실험을 실시하여 온도분포형 카트리지 히터의 설계 사양을 선정하였다. 또한 이렇게 설계한 카트리지 히터를 직접 제작하여 기존의 표준형 카트리지 히터와의 성능 비교 측정 실험을 실시하여, 본 연구에서 제시한 방법으로 제작한 카트리지 히터의 표면 온도 균일도가 우수함(표면 온도차 ${\leq}1.25[^{\circ}C]$)을 증명하였다.

본 논문에서는 스위칭 기법에 따른 MMC HVDC 시스템의 고조파 특성을 분석하여, 그 결과를 소개하였다. MMC 토폴로지 기반의 VSC HVDC는 SM(Sub-Module)을 다수를 직렬 연결하여, 이를 개별 제어함으로 써 스위칭 기법에 따라 동일한 수의 SM을 가지고 출력전압의 레벨수를 조정하여 고조파 특성을 개선할 수 있다. (주) 효성에서는 행원 풍력단지에 구축한 20MW HVDC 시스템의 고조파 특성을 분석하기 위하여, 각각 11-level과 21-level의 출력전압을 형성하여 성능 시험을 진행하였다. 본 논문에서는 PSC PWM 방식을 이용하여 출력전압 Level 형성에 따른 고조파 특성 시험에 대한 결과를 소개하였다.

신 재생에너지원을 바탕으로 하는 분산 발전이 증가함에 따라 이에 사용되는 PCS 또한 계통연계 및 독립 모드 운전을 해야 한다. PCS는 두 운전 모드 전환 시 발생하는 과도 상태를 최소화하기 위해 무순단 절체 기능이 필요하다. 이 기능은 평형 부하 뿐만 아니라 불평형 부하 상황에서도 이루어 져야 한다. 따라서, 본 논문에서는 불평형 부하 조건에서 무순단 절체 기능이 동작하는 것을 보이며, 시뮬레이션을 통해 제어 알고리즘의 타당성을 검증한다.

본 연구에서는 조선소 대형 블록 도장시설에서 배출되는 VOCs 가스처리를 위하여, 조선소 도장공정 및 배출가스 특성에 대한 분석 결과를 바탕으로, 이에 적합한 배출가스 저감장치를 구성하여 제안하였다. 본 연구에 제안된 저감장치는 펄스전원장치를 이용한 MSC(Multi Stage Corona)시스템 및 활성탄 흡착 시스템으로, 가스 처리능력이 우수하고, 종전 기술 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer)에 비해 더 안전하고, 운전비용 면에서도 우수한 것으로 나타났다.

최근, WBG 반도체 소자에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 고속 스위칭으로부터 발생되는 문제점들을 해결하기 위한 여러 방안들이 제시되고 있다. WBG 반도체 소자의 안정적인 고속 스위칭을 실현하기 위해서는 게이트 드라이버 내에 존재하는 기생 인덕턴스를 최소화하는 것이 가장 중요하다. 본 논문에서는 layout의 최적화 설계를 통해 GaN FET 구동용 게이트 드라이버 내의 기생 인덕턴스를 최소화할 수 있는 방안을 제시하고 설계를 통해 만들어진 게이트 드라이버를 실험을 통해 스위칭 특성을 분석하였다.

본 논문에서는 전기자동차의 1회 충전 주행거리 연장 및 연비 향상을 위하여 주요 운전 영역에서의 평균효율을 극대화 시킬 수 있는 다단 변속 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 Thyristor를 이용한 직 병렬 변속회로로 구성되어 있다. Thyristor의 특성으로 인해 과도상태가 없고 끊김없는 변속이 가능하여 추가적인 스너버 회로가 필요 없으며, 낮은 스위치 손실로 인해 전기자동차 구동 시스템의 고효율 및 저가격을 기대할 수 있다. 제안한 다단 변속 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 80kW급 변속회로 AC 전동기와 연계하여 변속 동작을 검증하였다.

이 논문은 Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC) 필름 구동방식을 제안한다. 현재 시스템은 변압기를 사용하여 PDLC를 구동시켜 전압가변이 힘들어 ON/OFF 기능으로만 사용된다. 하지만 변압기를 사용하지 않고 인버터를 사용하면 전압가변이 용이하여 PDLC 필름의 투과도 조절이 용이하다. 인버터를 사용한 토플로지에서 출력전압을 정현파로 출력하게 되면 필터가 추가되어 하드웨어 제작 시 추가적인 비용이 발생하고 하드웨어의 부피가 증가하게 된다. 그래서 필터가 사용되지 않는 구형파 구동방식을 선정하였다. 이를 실험을 통해 보여준다.

The impedance of an underwater acoustic transducers constituting a multi-channel array structure could be changed in real time by various transmission modes. A power amplifier for driving the transducers usually use a voltage control method, so the transducer and power amplifier may be damaged by over-power due to changeable load conditions. Therefore, the drive controller of the power amplifier should have the function of limiting the power. This paper propose the new voltage control method for limiting the driving power of transducers with variable impedance characteristics.

본 논문에서는 MMC(Modular Multilevel Converter)용 Valve 시험회로의 설계를 위한 커패시터 값 선정에 대한 분석을 하고자 한다. 기존의 HVDC MMC용 Valve 시험회로는 전류를 선형적으로 증가시키고 감소시키기 때문에 적절한 전압과 전류를 공급할 커패시터와 인덕터의 설계가 중요하다. Valve 시험회로의 동작을 분석하고, 최적의 커패시터와 인덕터를 선정하여 각 서브모듈의 전압과 입력 전류의 오차를 낮추었으며 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

배터리팩에 사용되는 리튬이온 배터리는 제조공정 과정에 따라 각각의 배터리 마다 부피에 의한 물리적 특성, 내부 저항, 자가 방전률, 셀 용량, 배터리 노화 속도 등 여러 가지 특성이 다르다. 배터리 팩의 효율적 운용을 위해 이러한 단위 셀 간편차를 최소화 하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 두 종류의 고용량 리튬이온 배터리를 선정하여 진동 충격 실험 전 후 개방 회로 전압(open circuit voltage, OCV)를 측정하고 Matlab을 사용하여 비교 분석 하였다. OCV 비교 분석 데이터를 이용하여 통계적 분석 기반 셀 스크리닝을 진행하였고 이에 대한 결과를 비교 분석하였다.

배터리팩의 과방전은 용량감소와 내부저항의 증가를 일으킨다. 본 논문에서는 고출력 배터리팩의 안정적 운용을 위한 전기적 특성 실험 및 이의 체계적 분석을 실시하였다. 4S4P의 고출력 배터리팩을 직육면체, 정육면체의 두 가지 형태로 구성하여 실험을 진행하였다. 과방전(Over-discharge)이 배터리팩에 악영향을 미치기 때문에 배터리팩을 충 방전함에 있어서 안정성 측면에서 이를 중점적으로 고려해야 한다.

본 논문에서는 환경조건에 따른 18650 고용량 원통형 배터리의 안정성과 신뢰성을 확보하기 위해, 상온 및 저온에서 전기적 특성 실험을 실시하였다. 배터리 등가회로 모델을 기반으로 온도조건에 따라 내부 파라미터를 비교 및 분석하였으며, 이를 통해 배터리의 특성 변화를 나타내었다.

트램 및 전기자동차와 같은 운송 시스템에 들어가는 배터리팩은 지속적인 진동을 받게 되고 이러한 진동은 SOH(State of Health)를 감소시킨다. 뿐만 아니라 진동으로 인해 배터리팩 내부 셀들 간의 SOH가 불균일해지는 문제점이 있다. SOH의 불균형은 배터리의 수명을 단축시킨다. 본 논문에서는 각 셀 간의 SOH 균형을 위한 Thermal Balancing 기법을 제시한다.

본 논문은 시동 발전기(Hybrid Starter Generator, HSG) 시스템을 이용한 탑재형 충전기(On Board Charger, OBC)의 설계 및 제어 방법을 제안한다. 일반적으로 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 인버터 및 발전기로 구성된 HSG 시스템과 전력변환장치를 이용한 배터리 충전 시스템을 포함한다. 본 논문에서는 HSG 시스템에 추가적인 회로를 이용하여 배터리 충전 기능을 수행할 수 있는 OBC의 설계 및 제어 방법을 제안한다. 결과적으로 전력변환장치의 수를 줄여 차량의 내부 공간을 확보하며, 제조 가격을 감소시킬 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 배터리 충전 시스템의 설계 및 제어 방법의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 MMC(Modular Multi-level Converter)타입 전압형 HVDC 서브모듈의 커패시터 용량을 추정하는 방법을 기술하였다. 서브모듈 내 별도의 전류센서 및 계측 시스템을 추가하지 않고 커패시터 용량을 추정하여 안정적인 HVDC 시스템의 동작이 가능하도록 하였으며 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 소형 큐브위성의 전력시스템 구성품의 용량 및 위성의 운용로직을 설계할 수 있는 소프트웨어 테스트베드 설계 방법을 제시한다. 기존 초소형 인공위성 시스템 설계를 위한 소프트웨어가 개발되어 상용품으로 판매되고 있으나, 주로 자세제어 시스템의 제어기 설계를 위해 소프트웨어가 사용되고있고, 텍스트기반 복잡한 구조로 되어있어 본 논문의 목적인 전력계 구성품 용량 및 운용로직을 설계하는데 이를 활용하기 어려운 측면이 있었다. 따라서 본 논문에서는 전력시스템의 구성품들을 전력 및 에너지 방정식으로 모델링하여 Matlab/Simulink에서 이를 구현함으로써 가독성을 높여 시스템 설계 및 분석 시간을 줄일 수 있는 소프트웨어 테스트베드 설계방법을 제시한다. 제안된 소프트웨어 테스트베드를 이용한 3리터 사이즈의 소형 큐브위성 시스템의 구성품 용량 및 운용로직 설계 결과를 본 논문에서 제시한다.

최근 무분별한 화석 연료 사용으로 인한 환경 문제가 대두되면서, 대체 에너지에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 고효율, 저소음, 연료의 유연성 및 친환경 등 높은 장래성을 함축하고 있는 연료 전지를 채택하였다. 하지만 일반적인 연료 전지는 24~48[V]의 낮은 출력 전압 특성을 가지고 있어, 수용가 측에서 요구하는 전압 레벨로 승압하기 위해 Boost Converter를 필요로 한다. 하지만 기존 Boost Converter 방식의 경우 고 승압에 있어 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 문제의 해결 방안으로 두 대의 Boost Converter를 직렬 연결한 2-Stage 방식을 채택하여 고 승압을 이루었다. 또한 최적 효율이 되기 위한 전압 값을 도출하여, 효율적인 시스템 운영이 가능하였으며, PSIM Simulation을 통하여 검증하였다.

본 논문은 충 방전 실험을 통해 온도와 C-rate에 따른 24S1P 배터리팩 내부 저항 변화와 용량을 비교분석하였다. 충전 및 방전 전류의 크기와 온도의 변화에 따라 변하는 내부 저항과 용량의 변화를 비교분석하기 위해 다양한 온도 조건($-5^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $55^{\circ}C$)에서 SOC별(0.04C, 1/3C) HPPC 테스트를 진행하였다. 실험을 통해 얻은 데이터로 1차 RC 등가모델을 통하여 온도와 C-rate에 따른 저항, 용량 변화를 분석하였다.

최근 휴대폰 등 DC 가전기기의 증대와 에너지 시간 이동이 가능한 저장장치를 겸비한 스마트그리드 출현으로 에너지를 저장하는 장치의 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 충전시간이 많이 소요되는 정전압 충전 방식을 제거하고 정전류 충전방식으로만 배터리 충전을 완료할 수 있는 충전기법을 제안한다. 이를 위해 정전류 충전에 필요한 배터리 파라미터를 실시간으로 추정하여 배터리 전압을 추정할 수 있는 간략화된 알고리즘을 제안한다.

본 논문에서는 무정전 CTTS 시스템에 적합한 영전력 투입과 영전류 차단이 가능한 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 이종전원에 크기와 위상차를 고정도로 검출하기 위해 이종전원의 차를 검출하였고 이를 통해 CTTS 투입 시 돌입전류를 감소시킬 수 있었다. 또한 순시 유무효전력 제어로 CTTS 차단 시 UPS 출력전류를 영전류로 제어하여 무아크 및 계통 안정화를 이룰 수 있었다. 또한 본 시스템은 UPS 동작뿐만 아니라 무효전력 보상기인 조상기로 사용 가능하며 특히 계통 전압안정화용으로 사용가능함을 확인하였다.

본 논문에서는 대용량 에너지저장 시스템을 효율적으로 구성 및 운용하기 위해 배터리 군을 여러 군으로 분리하고, 각 군을 Half-bridge 전력변환기와 결합한 새로운 토폴로지를 제안한다. 또한 제안된 스위칭방식에 의해 넓은 입력 범위에서 충 방전할 수 있으며, 배터리의 SOC 추정이 용이하게 할 수 있어 직렬로 연결된 배터리 군의 SOC 밸런싱 제어가 가능하게 하였다. 또한 시뮬레이션을 통하여 제안된 방식의 타당성을 검증 하였다.

본 논문에서는 Hot-Swap 가능한 모듈라 ESS용 DC-DC 컨버터에서 ESS 모듈의 Hot-Swap 과정에서 발생하는 과도상태에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석을 하고, 과도상태에서 과전류를 저감할 수 있는 방법에 대해 제시하고자 한다.

증가하는 부하 수요와 신재생 에너지의 보급 때문에 고품질의 전압을 공급하는데 어려움을 겪고 있다. 전통적인 배전용 변압기는 수동적으로 운전상태가 결정되기 때문에 전력 품질에 문제가 발생 시 대처가 불가능하다. 이러한 단점을 보완하기 위해 국내 / 국외에서 반도체 변압기에 대한 많은 연구들이 진행되었다. 하지만 이러한 반도체 변압기는 상용화에 있어 배전단 1차 측의 높은 전압에 대응하기 위한 절연 구조가 필요한 단점이 있다. 본 논문은 기존의 주상변압기에 전력변환장치를 추가하여 반도체 변압기의 핵심 기능 중 순간 전압 상승/강하 보상하는 새로운 개념의 반도체 변압기의 회로 구조를 제시한다. 그리고 1차측 전압 상승/강하에 따른 2차측 전압의 변동을 PSIM 시뮬레이션으로 통해 검증한다.

본 연구에서는 3상 EES(전기에너지저장시스템: Electrical Energy Storage) 시스템의 성능시험에 관한 내용을 소개 및 분석하고, 시험데이터를 통한 시험방법의 적절성에 관한 의견을 제시한다. EES 시스템의 단체표준 규격을 검토하기 전에, 전력변환장치의 단체표준규격 (SPS-SGSF-025-4-1972 : 2016)과 EES 시스템의 일반사항 및 시험방법을 제시하는 단체표준 규격 (SGSF-025-5-1, SGSF-025-5-2)에 각각 명시된 형식시험 항목을 상호 비교 및 분석하고, EES 시스템의 형식시험 항목 중 특정 항목은 시험을 수행하여 결과 데이터를 분석하고 규격내의 평가기준 및 시험방법의 적절성 여부를 고찰하였다.

As the number of electric vehicles (EV) increases, there is an increasing interest in the post-vehicle application of the EV batteries. For the second use application of EV batteries, the state of health (SOH) at the end of automotive service has to be evaluated differently from the automotive perspective. It will be helpful to consider the driving conditions of EVs in understanding the performance deterioration trend of the battery. In this paper, we acquired the battery status information in real time during driving and compared the characteristics by the driving routes. The SOH from the BMS can be rescaled to percentage ratio to give a more general idea about the performance degradation.

본 논문은 단방향 AC/DC 비엔나 정류기를 사용한 급속충전기 개발 내용에 대해 기술한다. 3레벨 정류기중 대전류에서 고효율 특성을 가지는 3상 비엔나 정류기의 구성에 대해 서술하고, 급속충전기에 적용이 가능한 입력 3상 220V, 출력 700V의 5kW급 비엔나 정류기 파워스택 시작품을 제작하여 실험을 통해 검증하였다.

전동기 제어에 있어서, 전동기의 상수 추정이 필요한 경우가 있다. 예를 들면 고정자 자속기준 벡터제어시에는 고정자 저항의 정보가 필요하다. 본 논문에서는 전동기의 고정자 저항값을 검출 기법을 제안한다. 데드타임의 영향을 제거하기 위하여, 차동 성분의 전압, 전류값을 사용하며, 측정 노이즈 둥에 따른 오차를 저감시키기 위해 Kalman Filter 알고리즘을 적용한다. 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 타당성을 보인다.

본 논문은 최근 전기자동차용 충전시스템에 대한 연구개발 동향과 전망을 제시한다. 해당 기술분야의 논문 및 최근 특허출원 자료 등을 기초로 최근 국외 선진업체 및 국내 산업체 대학 연구소들의 기술개발 동향 및 기술권리화 전략을 비교 분석하였고, 이를 기초로 향후 전망 및 대책을 제시한다.

For most of application, total system cost is first priority to Engineer. Approach for making system cost down can be to reduce cooling cost by selecting low loss item or reducing filter cost by increasing frequency. SiC Mosfet ($CoolSiC^{TM}$) can approach both of case. This paper shows market-needs and reviews each application with SiC.

A New Direct AC LED Driver has been proposed for wide output power range and precise constant current regulation using an advanced auto commutation topology. The conventional shunt regulation method provides a stepped input current shape by fixed regulation references in the linear regulator of the each channel, which results in poor current regulation and high THD. The conventional method needs to assign a linear regulator in each LED channel so that the number of linear regulator increases when extending the number of channels especially at high power application. The proposed regulation method can drive multiple switches to regulate each LED channel current by a single amplifier with sinusoidal reference so that large number of LED channel can be simply extended with less BOM cost and low THD is obtained with the accurate current regulation thanks to the sinusoidal input current control in the closed loop control. To confirm the validity of the proposed circuit, theoretical analysis and experimental results from a 20-W LED driver prototype are presented.

This paper introduces an enhanced interleaved (IL) PFC (Power Factor Correction) boost converter typed 650V Intelligent Power Module (IPM), which is fully optimized hybrid IGBT converter modules; Silicon (Si) IGBT and Silicon Carbide (SiC) diode, for up to 10kW HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) systems. It utilizes newly developed $4^{th}$ Generation Field Stop (FS) trench IGBTs, $EXTREMEFAST^{TM}$ anti-paralleled diodes, SiC Junction Barrier Schottky (JBS) diodes, Bridge rectifiers, Multi-function LVIC, and Built-in thermistor provide good reliable characteristics for the entire system. This module also takes technical advantage of DBC (Direct Bonded Copper) substrate for the better thermal performance. It is shown that the Si IGBT/SiC diode hybrid IL PFC module can achieve excellent EMI performance and greatly enhance the power handling capability or switching frequency of various applications compared to the Si IGBT/Diode. This paper provides an overall description of the newly developed 650V/50A Hybrid SiC IL PFC IPM product.

AC 및 DC 전력공급구간에서 모두 주행이 가능한 AC/DC 철도차량은 추진제어장치 내부에 컨버터 및 인버터가 모두 구성되어 있다. 따라서 DC 철도차량에 비해서 구성이 복잡하며 각 전력공급 환경에 적합한 인버터 제어 방법이 요구된다. 본 논문에서는 각 전력공급구간에서 고려되어야 할 사항과 이에 대한 인버터 제어 방법에 대하여 기술하고 서울 1호선 및 4호선 철도차량에 적용한 결과를 분석하였다.

현재 선진국에서는 고출력 양성자 선형 가속기를 기반으로 한 의료용 암치료기인 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy)에 대해 활발히 연구 중이며 다원시스도 2016년부터 A-BNCT 사업을 진행 중이다. A-BNCT에 적용된 양성자 선형 가속기의 RF(Radio Frequency)전원을 공급하기 위해 352 MHz, 1.5 MW의 고출력을 가지는 클라이스트론을 사용하였다. 클라이스트론의 출력인 RF의 크기와 위상을 안정적으로 제어하기 위해 90 kV, 30 A, 120 Hz, 1.7 ms의 구형파 출력을 가지는 고전압 전원장치를 적용하였다. 또한 고전압 전원장치의 출력전압 변동률을 0.5% 이내로 유지시키기 위해 전압보상회로를 적용하여 회로 시뮬레이션과 실부하 실험을 통해 펄스전원장치의 성능을 검증하였다.