• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.7
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• pp.118-126
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• 2003

In this study, a battery charge and discharge regulator of modular type is designed as paralleled bi-directional converter that is possible to provide the power without failure not only in the steady state but also in the transient period by the step load variation or the unexpected faults among the converter modules. Each converter module is designed to get stability, performance, reliability, and maintainability and the average current mode method used for controller has the advantages such as noise immunity, fast response, and the real average current signal acquisition. The equivalent model and small signal model for the paralleled battery chargerIdischarger are presented, and also the transfer functions are analyzed for the CCM(Continuous Charge Mode), CDM(Continuous Discharge Mode) and DDM(Discontinuous Discharge Mode). The experiments of the paralleled bi-directional converter are carried out in the step load variation, and in faults of one converter module respectively. And the performance of paralleled bi-directional converter is verified via the experimental results.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.279-280
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• 2013

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

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.11-12
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• 2014

차량용 양방향 DC/DC 컨버터에 적합한 새로운 토포로지 및 그 구성방법을 제안한다. 제안된 구성방식은 공통접지를 사용하는 새로운 양방향 공진형 충전펌프 토포로지와 기존 양방향 컨버터와 결합한 2단방식의 양방향 DC/DC 컨버터이다. 제안된 2배 승압 공진형 충전펌프는 전력변환 효율 증대와 병렬 구동 시 공진회로가 영향이 받지 않게 하기위해 출력 측으로 전력 전달시 인덕터가 입력전원과 직렬로 구성하게 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.85-86
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• 2016

본 논문은 스위칭 주파수 스펙트럼 분석에 기반한 모듈형 병렬 양방향 DC-DC 컨버터의 전류분배 제어방법을 제안한다. 병렬 DC-DC 컨버터 각 모듈의 전류분배 균일도 향상은 동작안정성 확보, 효율 및 신뢰성 향상을 위해 매우 중요한 요소이다. 드룹 제어의 적용을 통해 별도의 통신연결 없이 각 병렬모듈간 전류 분배량 제어가 가능하지만, 선로 저항의 차이나 측정 소자의 편차가 발생할 경우 각 모듈간 균일한 전류분배가 어려운 문제가 존재한다. 각 모듈간 전류분배를 위해 각 개별모듈의 입력 전류에 존재하는 스위칭 주파수 성분만을 분석하여 병렬 모듈 사이의 전류분배 차이를 검출하고, 그 차이를 최소화 하도록 드룹 이득을 단계적으로 조절하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 제어 알고리즘은 에너지 저장장치와 연계된 380V급 DC 배전 시스템 모델을 대상으로 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.161-162
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• 2015

본 논문에서는 새로운 양방향 대칭 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 병렬 및 노치 공진탱크를 조합하여 승압 및 강압이 가능하며 다른 공진형 컨버터에 비해 작은 동작주파수 변동으로 넓은 전압범위를 만족할 수 있다. 또한 입력과 출력에서 보이는 공진탱크가 대칭적이기 때문에 전압이득곡선이 동일하며 모드 전환 시 과도상태가 거의 없고, 3차 권선을 통하여 공진 커패시터의 전류정격을 줄일 수 있는 장점이 있다. 3kW급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.17-18
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• 2016

본 논문에서는 DC droop control을 적용한 80kW급 SiC 양방향 컨버터를 제안한다. 시스템은 20kW 모듈 4개를 이용하는 모듈형 컨버터이며, 토폴로지는 넓은 입력전압 범위를 만족하기 위하여 Cascade 부스트-벅 컨버터 구조이다. 모듈 컨버터의 제어는 모듈 간 통신이 필요 없는 DC droop control에 부하분담과 전압 regulation 성능을 모두 향상시키기 위하여 Secondary control을 적용했다. 제안하는 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 20kW급 시작품 2대 실험을 통해 병렬 운전을 검증하였으며, 14kW에서 최고 효율 98.9%를 달성하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.345-346
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• 2013

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

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.67-68
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• 2016

본 논문에서는 높은 승 강압비를 갖는 비절연형 양방향 컨버터를 제안한다. 제안하는 양방향 컨버터는 입력-병렬/출력-직렬(Parallel-Input/Series-Output, PISO) 구조로 인터리빙효과와 높은 전압이득을 얻을 수 있고 소자들의 전압정격이 고전압측 전압의 1/4배 수준으로 소자 선정이 용이하다. 또한, PWM plus Phase-Shift(PPS) 제어기법을 적용하여 전력의 흐름을 제어하면서 소프트스위칭을 최적화할 수 있다. 2kW급 시작품을 통해 듀티(D) 0.51 ~ 0.64를 사용하여 7 ~ 10배의 승 강압비를 달성하였으며 최고효율 96.1% 96.1%, 정격부하에서 95.9%, 96.0%를 달성하였다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.19 no.6
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• pp.727-735
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• 2016

Smart transformers are effective at reducing the weight and increasing the efficiency of traction systems for railroad applications. A smart transformer generally consists of rectifier modules and the Dual-Active-Bridge (DAB) converter modules. The efficiency of the smart transformer depends on not only the electrical characteristics, but also on the control method of the converter modules. Especially, a DAB converter has a high order degree of freedom of voltage modulation to control the power transferred through the high frequency transformer, and a voltage modulation method, are very critical for the efficiency of the DAB converter. This paper proposes a new voltage modulation method for the DAB converter to increase the efficiency in the low/medium power transfer condition. The proposed modulation method controls the reactive power in the high frequency transformer, making it zero. And, the switching loss is dramatically reduced by using the received converter module as a diode rectifier. The feasibility of the proposed modulation method is verified by computer simulation of the 900Vdc DAB converter power control.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.90-91
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• 2017

본 논문은 전략광물 탐사를 위한 25kW급 양극성 펄스전원장치에 대하여 기술한다. 고효율 LCC 공진형 컨버터를 적용한 DC/DC 전력변환 회로부와 펄스를 발생시키기 위한 풀 브릿지 기반의 양방향 펄스 스위칭부로 구성된 500V, 12.5A 단위모듈을 설계하고, 4개의 모듈을 직병렬 구성하여 탐사 방식에 따라 요구되는 고전압 저전류(2kV, 12.5A) 혹은 저전압 대전류(500V, 50A) 동작이 가능한 전략광물 탐사용 펄스전원장치를 개발한다. 본 논문에서는 공진회로, 변압기 등 단위모듈의 상세설계에 대하여 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 이를 검증한다.