• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.910-911
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• 2008

본 논문에서는 새로운 형태의 삼상 절연형 부스트 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 삼상구조의 특성에 의하여 큰 전력을 취급할 수 있고 전류 연속모드 작동에 의한 실효 전류 값이 작아져 전체적인 도통손실이 줄어든다. 또한, 각 입력 부스트 인덕터의 인터리브 동작으로 입력전류 리플이 작아짐과 더불어 실효 동작주파수가 증가함에 따라 필터부품의 크기도 줄어든다. 이러한 장점들은 연료전지의 전력변환기로서의 적용에 적합하다. 각 부스트 컨버터의 출력은 삼상 변압기를 통하여 합쳐지고 이 변압기를 통하여 입출력간 절연과 승압이 이루어진다. 전체 효율은 평균 96 %이며, 이는 도통손실의 감소와 능동클램프의 적용에 의한 스위칭 손실 감소의 결과로 판단된다. 제안된 컨버터와 삼상 PWM 스위칭 방식을 구간별로 해석하였고 시뮬레이션 하였다. 또한, 500 W 급 하드웨어로 구현 및 실험을 통하여 설계를 검증하고 그 결과를 분석을 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.237-238
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• 2012

본 연구는 태양전지용 실리콘 결정 성장용으로 개발된 150[KW] 3,000[A]의 PWM 컨버터 시스템을 개발한 결과이다. 시스템의 구성은 3상 AC-DC 정류변환기, DC-AC 고주파 변환 단상 전파 브리지 PWM 인버터, AC-DC 변압기 중성점을 이용한 단상 전파정류기로 구성되어 있다. 입력 전압은 3상 460[V]이며, 출력은 직류 60[V], 3000[A]로 카본 저항 $2[m{\Omega}]$의 부하에 인버터의 고주파 변압기를 사용하여 스위칭 주파수가 15[KHz]로 PWM제어 방식에 의하여 전력을 제어한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.6-14
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• 2000

고효율 다중공진형 컨버터는 스위칭 손질을 다중공진 회로를 이용하여 감소시킬 수 있기 때운에 고주파에서 동작이 가능하다. 이려한 고주파 스위칭 동작은 컨버터에 높은 전력 밀도를 제공한다. 그러나 공진 스위치애 걸리는 전압 스트레스는 입력전압의 4~5배 정도여서, 높은 정격의 소자를 필요로 하기 때문에 소자의 온-저항으로 인한 전도 손실을 증가시킨다. 본 문에서는 이러한 문제점 해결하기 위해 제안했던 전압 스트레스를 줄일 수 있는 AT 포워드 MRC는 모델링 해석파 이를 이용한 등가 모드 해석을 하였다. AT 포워드 MRC는 2개의 다중 공전 스위치의 동작 순서에 따라 8개의 등가 모델링이 가능하다. 이 컨버터의 동작 원리는 입력 48[V], 출력 5[V]/50[W]의 실험세트와 PSpice 시뮬레이션을 통해 확인되었으며, 측정된 최대 전압 스트레스는 입력전압의 2.9 배인 170[V]였고 최대 효율은 81.66i%로 측정되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.195-196
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• 2016

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

• 전력전자학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.347-355
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• 2005

본 논문에서는 평균전류모드제어를 이용하는 컨버터의 연속시간 소신호 모델을 구한다. 평균전류모드제어에 일반적으로 사용되는 보상기를 적용한 컨버터의 해석을 위해 샘플러를 전류루프에 포함시켜 해석한다. 기존 모델에서는 정확히 해석하기 어려웠던 전류루프 이득의 고주파 영역 해석이 제안한 모델을 이용함으로 쉽게 해결할 수 있으며, 시스템의 안정성을 결정하는 고주파 영역에서의 주파수 응답 특성을 제안한 모델이 우수한 성능으로 예측 가능함을 보인다. 이를 위해 평균전류모드제어에서 전류루프에 샘플러가 포함된 모델을 제시하고 이 샘플러에 대한 연속시간 모델을 구하여 평균전류모드제어의 연속시간 모델을 구한다. 제안한 새로운 연속시간 소신호 모델을 이용한 예측 결과를 스위칭 모델 시뮬레이션 프로그램인 PSIM을 이용한 시뮬레이션 결과 및 실험결과와 비교하여 제안한 새로운 연속시간 소신호 모델의 우수성을 확인한다

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.261-263
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• 2018

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.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.456-464
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• 2007

본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 단순화된 전력회로에 따른 전체 크기 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입의 제작 및 실험을 통하여 그 성능을 평가 및 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.244-252
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• 2002

본 논문에서는 가변속 교류 전동기 구동에 많이 사용되는 3상 ac/dc/ac PWM 컨버터 시스템에서의 직류링크 리플전류를 주파수 영역에서 해석하고자 한다. 고조파 전류는 컨버터의 스위칭함수와 지수함수 형태의 퓨리에 급수 전개를 이용하여 분석된다. 전원측 컨버터와 부하측 인버터의 스위칭 주기간의 변위각과 비동기 PW이 리플전류에 미치는 영향도 고찰된다. 해석 결과가 PSIM을 이용한 시뮬레이션으로부터 나온 고조파 스펙트럼과 잘 일치함을 확인한다 제시된 해석기법은 PWM의 원리에 대한 이해를 돕고, 해석 결과는 직류링크 커패시터의 고주파 등가 모델링에 이용된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1161-1162
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• 2006

본 논문은 3[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압$[40{\sim}60[Vdc]$)을 승압(380vdc)하기 위한 풀-브리지 DC-DC 컨버터, 그리고 승압된 링크전압을 교류 상용전압(220[Vac], 60[Hz)으로 변환하기위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 연료전지 시스템용 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 제안한 연료전지 시스템용 DC-DC 컨버터는 변압기 2차측에 배전류 정류회로를 삽입하여 기존의 고주파 변압기 보다 간단하면서 무게 및 부피를 줄였다. 그리고 위상 천이 PWM 제어로 출력 전압을 가변시켜 영전압 스위칭을 달성 함으로써 스위칭 손실을 줄였으며. 효율을 95%이상 달성 하였다.