• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.179-181
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• 2005

PWM(Pulse Width Modulation) 컨버터에서 공급 전압의 품질은 교류 입력전류 및 직류 출력전압의 품질에 큰 영향을 미친다. 공급전압이 불평형 또는 고조파가 포함된 경우에는 평형 전원전압의 경우보다 입력 전류의고조파 및 역률 특성이 저하된다. 또한 컨버터 입력 측의 사용된 인덕턴스의 용량에 따라 입력전류의 고조파 및 역률 특성이 달라진다. 본 논문에서는 입력측 인덕턴스 값의 변화에 따른 단상 및 삼상 PWM 컨버터의 입력전류 고조파와 역률 관계를 해석하였는데, 특히 입력전압에 고조파를 포함한 경우와 불평형인 상태까지 확장하여 성능을 평가하였다. 이러한 결과를 통해 입력 인덕턴스 설계 값을 선정하는데 기준을 제시하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.52-53
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• 2017

이상적인 차단기는 도통시 손실없이 부하에 전력을 공급하며 차단시 절연내력을 확보하여 전원과 부하사이를 완벽히 분리하여야 한다. 교류차단기의 경우 매 반 사이클 마다 전류가 스스로 제로가 되는 점이 발생하므로 사고전류의 차단이 비교적 용이하지만, 직류차단기의 경우 차단기 접점에서 높은 아크전압을 발생시켜서 사고전류를 감소시켜야 한다. 직류차단기가 충분한 아크전압을 확보하지 못하고 사고전류의 지속적 흐름을 허용하게 되면 고온의 아크전류로 인하여 대형화재로 이어질 수 있다. 전력전자소자를 사용한 반도체 차단기의 경우 기계적 차단기와 비교하여 차단시간이 빠르고 아크가 발생하지 않으며 소음이 적다는 장점이 있으나, 도통손실이 커서 대용량의 적용이 불가능하다는 문제가 있다. 본 논문에서는 기계적 차단기의 낮은 도통손실과 반도체 소자의 arc-less 차단특성의 장점을 살리는 차단기술로써 PPTC 소자를 사용한 직류차단기의 아크소호기술을 제시하고 실험을 통하여 성능을 증명한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.13-15
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• 2020

극성이 일정한 주기로 교번되는 교류 접지 환경과 달리, 직류 접지 환경에서 접지극은 지속적으로 (+) 또는 (-) 극성을 유지하게 된다. 이때 (+) 극성을 가지는 접지극은 산화반응에 의해 전식이 진행된다. 이러한 (+) 접지극의 전식을 막기 위해, 보호전극을 사용하여 (+) 접지극에 흐르는 누설전류의 극성과 반대로 직류전류를 흘려줌으로써 (+) 접지극에 흐르는 전류가 0A가 되도록 할 수 있다. 하지만 (+) 접지극을 보호하는 과정에서 보호전극은 산화반응으로 인한 전식 현상이 발생하여 손상이 진행된다. (+) 접지극을 전식으로부터 보호하면서도 보호전극의 사용 수명을 연장시키기 위해, 보호전극에 흐르는 전류의 평균값이 (+) 접지극에 흐르는 누설전류의 크기와 같으면서 PWM 펄스파형의 형태가 나타나도록 하였다. 본 연구에서는 일정 시간 동안 보호극 전원의 주파수에 따른 보호극의 전식정도를 실험을 통해 분석하였다. 실험에서 PWM 펄스파형의 주파수는 0.1Hz, 1Hz, 8Hz, 10Hz, 20Hz, 50Hz, 100Hz, 1kHz를 고려하였다. 실험 및 분석을 통해 저압직류(LVDC) 접지 환경에서 (+) 전극 및 보호전극의 전식손상을 낮출 수 있는 최적의 주파수 조건을 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.64-65
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• 2014

신재생에너지원의 급속한 보급, 고신뢰 및 고효율 전원망에 대한 고객의 요구, 디지털부하의 급증 등 기술적 사회적 환경의 변화에 따라 직류배전망에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 직류배전망의 안전성에 대한 문제도 지속적으로 제기되고 있다. 특히 지락, 단락사고, 절연고장, 낙뢰, 아크, 전식 등으로부터 인체 감전과 기기의 소손, 정지 또는 오동작이 발생될 수 있으며 이로 인해 심각한 문제를 야기될 수 있다. 국제표준 IEC 60364에서는 전기설비에 따른 접지시스템을 TT, TN 및 IT접지의 3가지로 분류하고 있다. TN접지방식은 전원선과 설비외함의 노출 도전부를 보호도체를 사용하여 공통으로 접지하는 계통을 말한다. 따라서, 전원선이 외함에 접촉되거나 인체의 감전에 의한 누전사고가 발생하였을 때 전원선 전체를 통하여 흐르는 전류의 차이를 검출함으로서 사고전류의 검출이 즉각 이루어 질 수 있다. 교류계통에서는 영상전류검출기에 의하여 누설전류의 검출이 가능하지만 직류계통에서는 영상전류검출기를 사용할 수 없으므로 새로운 방식의 누전검출장치의 개발이 요구된다. 또한 감전 사고는 인체의 사고와 설비의 사고 두 가지로 구별되며, 효율적인 전력운영과 안전을 위하여 두가지 사고에 대해 통합적으로 구분 동작이 가능한 누설전류 검출기 개발이 요구된다. 본 연구에서는 TN접지계통에서 직류누설전류 검출이 가능한 홀 센서(HCT)를 사용하여 인체 및 설비의 누설전류 패턴에 따라 구분 동작이 가능한 직류용 누설전류 검출기 개발에 관한 연구를 수행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1420-1421
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• 2011

비정질 IGZO 박막 트랜지스터에 포지티브 직류/교류 게이트 바이어스를 인가하여 신뢰성을 분석하고 비정질 IGZO 박막 트랜지스터의 신뢰성을 고려한 시프트 레지스터 회로를 설계하였다. 비정질 IGZO 박막 트랜지스터의 문턱전압은 바이어스 스트레스가 인가되었을 때 양의 방향으로 이동하였고, 전류가 감소하였다. 또한 문턱전압은 직류 바이어스 스트레스가 인가되었을 때 교류 바이어스 스트레스가 인가 되었을 때 보다 더 양의 방향으로 이동하였다. 총 8개의 박막 트랜지스터로 구성된 일반적인 시프트 레지스터 회로에서는 특정 박막 트랜지스터에 직류 바이어스 스트레스가 걸리기 때문에 비정질 IGZO 박막 트랜지스터를 이용하여 구동할 때 회로 오동작을 유발할 수 있다. 비정질 IGZO 박막 트랜지스터의 신뢰성 결과를 고려하여 총 9개의 박막 트랜지스터로 구성된 교류 동작하는 시프트 레지스터 회로를 설계하였다. 모든 소자에 직류 바이어스 스트레스가 걸리지 않도록 회로를 설계하였으며, 추가된 트랜지스터의 채널 너비가 매우 작기 때문에 트랜지스터가 하나 추가되어도 회로가 차지하는 면적에는 거의 변화가 없다. 바이어스 스트레스에 따른 소자 열화를 고려하여 시뮬레이션을 해 본 결과 일반적인 회로에서는 회로 오동작이 관측된 반면, 제안한 회로에서는 문제없이 동작하는 것을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1288-1289
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• 2011

세계가 점차적으로 "전화(電化)"됨에 따라 전기 에너지의 효과적인 분배와 사용이 급격히 중요하게 되었다. 일반 도체를 통한 전류의 흐름은 도체의 저항에 의해 줄열을 발생시켜 전기 에너지의 손실을 일으키고 결국은 에너지와 경제적 자원의 낭비를 초래하게 된다. 초전도체의 저항은 직류 전류에서는 0, 교류 전류에서는 거의 0이기 때문에 초전도체를 이용하면 전력 소자 및 기기의 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있는 반면에 모든 전기 시스템의 효율을 향상시킬 수 있고, 에너지 사용의 절감에 따라 환경 문제에 도움을 줄 수 있다. 사고 전류 제한기의 설계에 있어서, 권선형태에 따른 솔레노이드 마그네트와 팬케이크 마그네트를 설계, 제작하여 자장 특성 및 한류 특성을 비교 하였다. 2세대 고온 초전도 선재로 불리는 YBCO 박막형 초전도 선재를 이용하여 동작 전류 증대를 위한 다병렬 솔레노이드 마그네트와 다병렬 팬케이크 마그네트를 제작하였다. 이를 이용하여 440 V/ 630 A급 초전도 사고 전류 제한기와 2 kA 급 대전류 통전 사고 전류 제한 모듈을 설계, 제작하여 단락 특성 시험을 수행하였다. 한편, 자장 응용 기기에 적용 가능한 더블 팬케이크 마그네트를 제 2 세대 초전도선재를 이용하여 설계, 시작하였다. 2세대 선재는 1세대 선재에 비하여 20 T 이상의 외부 자장에 대한 특성이 우수하여 고자장 마그네트 시스템에 더욱 적합하다. 이에 초전도 마그네트 보호를 위한 상전도 영역 전파 실험을 수행하여 CC 선재의 안정도를 측정하였다. 또한 영구전류모드 운전과 플럭스 펌프를 통한 전류 충전에 대한 연구도 병행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.766-767
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• 2008

임계온도가 높아 시스템응용에서 매우 안정한 장점을 지닌 고온초전도(HTS)도체를 이용한 HTS-SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)장치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다[1]-[2]. 이런 HTS-SMES 장치의 고가성, 복잡성 등 원인에 기인하여 운전에 앞서 장치의 임계전류, 자속유동손실 및 충.방전시 불가피하게 발생되는 교류손실 등과 같은 기본적인 특성들이 선행하여 연구되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 600 kJ급 HTS-SMES코일에 대한 자장분석을 기반으로 코일의 임계전류밀도 분포를 계산하였고 최소 임계전류밀도에 근거하여 코일의 임계전류를 결정하였다. 그 주요 결과를 요약하면 코일에서 자장과 임계전류밀도 분포는 코일의 형상에 무관하게 같은 분포 경향을 보여주며 최소 임계전류밀도는 코일의 top과 bottom의 중심에 위치하며, model코일에서 임계전류의 계산값과 측정값이 비교적 잘 일치하였기 때문에 600 kJ급 HTS-SMES코일도 잘 일치할 것으로 사료된다. 또한 SMES코일을 20 K에서 운전한다고 가정하면 코일 임계전류의 ${\sim}60%$, 4.2 K에서는 ${\sim}40%$에서 각각 운전하게 될 것으로 예측된다.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.61-69
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• 1998

본 논문은 예측전류제어기의 연산시간에 의한 전압형 PWM 인버터의 과도상태 특성 저하를 개선하기 위한 부분보상 예측전류 제어기에 관한 연구로서, 먼저 부분보상 예측전류제어 시스템에 대한 해석을 통해 과도상태시 정정시간을 최소화할 수 있는 가중치를 구하였다. 또한 부분보상 예측전류제어에 의한 PWM 인버터의 출력전압 포화 경계조건을 유도하여 포화현상이 예측전류제어기의 과도응답 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 끝으로 부분보상 예측전류제어기를 능동전력필터에 적용하여 가중치에 따른 과도응답 특성을 실제전류와 샘플링전류를 중심으로 고찰하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.350-351
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• 2011

본 논문에서는 대형 LED lamp용 직렬 공진형 direct ac-dc 컨버터를 제안하였다. 교류상용전원을 통한 LED lamp에 전원 공급 시, 입력전류의 왜곡을 방지하기 위해, PFC ac-dc 컨버터가 적용된다. 하지만 PFC 컨버터의 특성에 따라 회로의 복잡도 및 수용 전력의 한계가 존재한다. 제안된 컨버터는 기존의 전력변환 방식과 다른 형태로서, 교류 쵸퍼(AC chopper)와 직렬공진회로가 혼합된 구성을 가지며, 교류 쵸퍼의 직접 전력 변환을 통해 PFC 회로 구성없이도 고 역률을 획득할 수 있으며, 직렬공진회로를 통하여 제안된 컨버터의 모든 스위치의 영전압 스위칭(ZVS) 턴-온동작을 통해 손실저감을 도모한다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리를 간단히 설명하고, 250W의 프로토 타입을 통하여 제안된 컨버터의 우수성을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.9-11
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• 2001

현 단계에서도 임계전류밀도가 약 $100A/mm^2$로 충분히 높아 전력분야 응용이 기대되는 Bi-2223테이프에 대한 교류손실을 초전도 전력기기의 실제 상황을 고려하여 측정하였다. 중요한 평가 결과로서는 먼저 통전손실 특성은 외부 교류자장의 세기뿐만 아니라 방향에 따라서도 매우 상이하였으며, 비교적 외부자장이 큰 경우는 동저항손실 메카니즘이, 작은 경우는 그 외의 또 다른 손실 메카니즘이 지배적이었다. 또한 수평자장에 대한 자화손실 특성은 코아 모델로부터 계산된 손실과 비교적 잘 일치하였다. 따라서 자화손실은 히스테리시스 손실 메카니즘이 지배적이라 할 수 있으며, 측정된 자화손실은 저온 초전도체에서는 볼 수 없었던 약한 주파수 의존성을 보였을 뿐만 아니라 외부자장의 세기에 따라서도 주파수 의존 특성이 상이하였다.