본 논문에서는 73kW IPMSM으로 구동되는 직렬 하이브리드 전기자동차 구동시스템에서 직류 전압의 운영 수준에 따른 전력변환시스템의 효율을 분석하였다. 여러 직류 전압 수준에 대한 배터리, 커패시터 및 3상 인버터의 손실을 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 분석하여 효율을 알아보았다. 직류 동작 전압을 증가시키면 배터리와 커패시터에서의 손실은 감소하지만, 인버터의 손실은 도통 손실과 스위칭 손실의 변동정도에 따라 달라진다. 분석 결과로 $300V_{dc}$에서 $600V_{dc}$로 직류 전압 운영 수준을 증가시키는 경우에 전력변환시스템의 효율은 증가하는 것을 확인하였다.
본 논문은 저 도전 손실을 갖는 새로운 단단, 단일 스위치 역률보상 부스트형 교류/직류 변환기를 소개한다. 제안한 변환기는 약간의 구조적 차이점을 제외하고 기존의 변환기와 동일하게 해석될 수 있다. 먼저, 제안한 변환기와 기존의 변환기의 동작원리를 파악하여 두 변환기의 차이점을 이해하고 1단 역률 보상 교류/직류 변환기의 구조적 문제점인 에너지 저장 커패시터에서의 직류 전압 상승을 방지하기 위한 직류 부스 전압 궤환 방식을 도입하여 제안한 변환기에 적용하였다. 100W급 변환기를 제작/실험하여 본 변환기의 타당성을 검증하였다.
전력변환장치의 효율을 개선하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있는 가운데, 본 논문에서는 3-레벨 인버터 중에서도 NPC 인버터와 T-타입 인버터를 사용한다. 각 인버터는 서로 다른 스위치 정격에 의해 손실 차이가 생기며, 또한 손실에 영향을 미치는 MI(Modulation Index), PF(Power Factor), 그리고 스위칭 주파수에 따라 손실의 크기가 좌우 되었다. 하지만 두 인버터는 각 구조의 특성상 NPC 의 경우 도통손실이 매우 크며, T-타입의 경우 스위칭 손실이 크게 나타난다는 모듈상의 한계가 있다. 본 논문에서는 인버터 구조에 따라 손실에 지배적으로 영향을 미치는 각 Device의 특성을 고려하여, 전력변환장치에서 발생되어지는 도통손실과 스위칭손실을 분석 하였다.
본 논문에서는 무손실 영상 압축에서 쓰이는 변형된 정수 변환들을 설명하고 이를 2차원으로 확장한 것에 대한 성능 분석을 제시한다. 변형된 정수 변환들은 2차원으로 확장하는 방법에 따라서 그 성능 및 복잡도가 다른 면이 있다. 따라서 본 논문에서는 분리 가능한 형태로 확장한 변형 H.264 정수 변환 및 리프팅 구조를 이용한 가역 정수 변환과 분리 가능하지 않은 형태로 확장한 JPEG XR의 PCT변환에 대한 성능 및 복잡도를 비교 분석하여 제시하고, 이에 관련된 실험 결과를 제공한다. 실험 결과는 리프팅 구조를 이용하여 변형된 가역 정수 변환을 분리 가능한 형태로 확장하는 방법이 압축 효율면에서 가장 우수함을 보여준다.
본 논문에서는 짧은 천이길이를 갖는 감소단축도파관(redured-height waveguide) 대 마이크로스트립 모드 변환기(mode converter)를 설계하였다. 모드 변환기는 E-평면 프로브를 이용한 모드 변환기와 변형된 임피던스 변환기로 구성되어진다. E-평면 프로브를 이용한 모드 변환기는 50 ohm 릿지(ridge) 도파관의 릿지 상단에 단락된 프로브를 이용하여 설계하였다. 이 모드 변환기에 이용된 50 ohm 릿지 도파관과 감소단축도파관을 연결하기 위해 변형된 임피던스 변환기를 설계하였다. 이와 같이 구성된 전체 모드 변환기의 대역을 넓히기 위해, 두 구조의 결합도를 조정하였다. 저손실 및 Ku-대역 전체에서 동작하도록 구조를 최적화한 후 모드 변환기를 제작하였다 제작된 2개의 모드 변환기를 직접 연결(thru)한 S-파라미터와 모드 변환기 사이에 라인(line) 도파관을 삽입한 후 S-파라미터를 측정하였다. 측정된 2개의 S-파라미터를 이용하여 단일 모드 변환기의 성능을 추출하였다. 이렇게 추출된 모드 변환기의 성능은 커텍터 손실을 포함하고 있어, 커백터 손실을 측정하여 보상하였다. 모드변환기는 직각구조로 7.2 mm의 천이길이를 가지며, 중심 주파수에서 0.12 dB 삽입 손실과 Ku 전대역에서 10dB 이상의 반사 손실을 갖는 우수한 특성을 보였다.
본 논문은 타이어에 적용되는 전자기 에너지 하베스팅 시스템에서 손실 요소를 포함하여 전력변환장치 모델링 하였고, 시뮬레이션과 실험 결과를 비교 분석하여 모델을 검증하였다. 전자기 발전기의 AC 출력은 풀브리지 정류기를 이용해 DC로 변환하였으며, DC-DC 부스트 컨버터를 이용해 전압을 승압하여 배터리를 충전하였다. 전력변환에서 미소 전력을 배터리로 전달하기 위해 에너지 관점에서 해석하였고, 간헐적인 에너지 전달을 이용해 에너지 하베스팅을 구현하였다. 설계된 모델은 전류 제어를 통해 실험과 유사한 입력 및 출력 조건에서 시뮬레이션하였고, 컨버터의 데이터 시트 정보와 비교하여 3% 이내의 오차를 확인하여 제안된 손실 모델을 검증하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권1호
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pp.149-156
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2012
본 논문에서는 기존의 PACD (Periodically Arrayed Capacitive Devices) 선로구조가 가지는 고 손실 특성의 문제점을 개선하기 위하여, 단파장 특성이 있는 Inverted PACD 구조를 제안하였다. Inverted PACD 선로구조의 손실특성은 종래의 PACD 구조와 비교하여 훨씬 개선되었으며, 구체적으로 ${\lambda}$/4의 길이를 가지는 Inverted PACD 선로구조의 손실특성은 4GHz에서 0.41dB이다. 그리고 상기 Inverted PACD 선로구조는 종래의 마이크로스트립 선로보다 단파장 특성을 보여주었으며, 구체적으로 종래의 전송선로 파장의 11.85%로 파장이 대폭 축소되었다. MMIC용 초소형 수동소자로서의 응용가능성을 제시하기 위하여, Inverted PACD 선로구조를 이용하여 GaAs MMIC상에 임피던스 변환기를 제작 및 측정하였다. 그 결과 Inverted PACD 선로구조를 이용하여 제작한 임피던스 변환기의 크기는 0.012 $mm^2$이며, 종래의 임피던스 변환기 크기의 1.7%의 면적을 차지하였다. 상기 임피던스 변환기는 2.25~6.5GHz 대역에서 -10dB 이하 반사손실과 -1dB이하의 삽입손실 등 양호한 RF 특성을 보여주었다.
최근 다양한 형태의 비선형 부하가 계통에 연계됨에 따라 이러한 부하에 적절한 전원을 공급하는 전력변환장치의 보급이 활발히 진행되고 있다. 이러한 전력변환장치들은 전력용반도체소자의 스위칭에 의해 동작하기 때문에 전류의 고조파를 발생시키고, 이때 발생하는 고조파는 변압기의 손실을 증대시키고 역률을 저하시키며 온도의 과도한 상승을 유발하여 결국 변압기의 수명을 단축시킨다. 따라서 본 논문에서는 과열을 방지하면서 비선형 부하에 적절하게 연계하기 위하여 전류 고조파에 의한 변압기에서의 손실을 해석한다.
본 논문에서는 5세대 이동통신 시스템에 적용하기 위한 V-밴드 내 57-65GHz 대역에서의 앤티포달 핀라인(antipodal finline) 도파관 변환기의 특성을 분석하고, 변환기를 설계하였다. 특히, 핀라인 테이퍼 형태를 설계하기 위해 선형 테이퍼에 곡률변수를 통해 곡률을 추가시켜 스플라인(spline) 테이퍼를 구하는 방식을 제안하였다. 이 방식을 통해 최적화에 부적절한 영역을 최적화 영역에서 제외함으로써 보다 효율적으로 최적화를 할 수 있었다. 앤티포달 핀라인 변환기의 반사손실과 삽입손실은 핀라인 테이퍼 형태에 가장 크게 좌우되었다. 핀라인 변환기 구조에서 발생되는 공진은 변환기의 성능을 저해하는 가장 큰 적이었으며 반원 모양의 패치(patch)를 사용하여 완화시켰다. 설계한 앤티포달 핀라인 변환기는 사용하고자 하는 대역(57-65GHz)에서 반사손실은 -24.2dB이하이고 삽입손실은 -0.24dB 이하로서 매우 양호한 특성을 나타냈다.
본 논문에서는 최근 표준화 활동이 진행 중인 HEVC(high efficiency video coding) 표준의 무손실 부호화 모드를 위한 효율적인 계수 주사 방법을 제안한다. 일반적으로 무손실 비디오 부호기에서는 부호화 손실을 없애기 위해 변환 및 양자화 모듈이 제거된다. 이 경우 부호화해야 할 잔여데이터는 양자화된 변환 계수가 아닌 예측 후의 차분 화소이므로 잔여데이터의 확률 분포가 변화된다. 제안한 방법에서는 무손실 부호화에서 화면내 예측 모드 별 잔여데이터의 발생 확률을 분석하고, 이를 고려해 역방향 모드 기반 차분 화소 주사 방법을 사용한다. 일반적으로 참조 화소와의 거리가 멀어질수록 예측 정확도가 떨어져 잔여데이터의 발생 확률이 높아지기 때문에 제안한 역방향 주사 방법을 사용하면 잔여데이터 부호화에서 이득을 얻을 수 있다. 실험을 통해, 제안한 방법이 HEVC 무손실 부호화에 비해 약 1.7%의 부호화 성능을 향상시키는 것을 확인했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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