• 제목/요약/키워드: 스위칭전도

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RPWM 제어를 통한 전도성 EMI 잡음의 억제와 고조파 스펙트럼의 향성 (Reduction Effect of EMI Conducted Noises and Improvement of Harmonic Spectrum through RPWM Control)

  • 박석하;김양모
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권3호
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    • pp.116-123
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    • 1999
  • SMPS는 수위칭 소자를 이용하여 효과적으로 전력을 변환시킨다. 여기에서 가장 중요한 파라미터가 스위칭 주파수이다. 스위칭 주파수를 증가시킴에 따라 전원장치의 소형경량화가 가능하다. 그러나 기존 PWM 컨버터에서는 치명적인 단점으로 스위칭 주파수를 증가시킴에 따라 스위칭 손실 및 EMI 문제를 야기한다. 특히 SMPS의 동작은 상당히 큰 di/dt와 dv/dt에 기인한 EMI 전도성 잡음을 발생시킨다. EMI를 감소시키는 방법들로는 고전적이고 고가인 입력필터 혹은 주 전력단에 능동필터를 첨가하는 방법 등이 있어 왔다. 본 논문에서는 DC/DC 포워드 컨버터에 대해 EMI 잡음 발생원 및 잡음 경로를 분석하였다. SMPS에서 방출되는 전도성 잡음은 스위칭 주파수와 그 고주파 주파수에 집중되어 있다. 따라서 본 연구에서는 일정 출력전압에는 큰 영향 없이 스위칭 주파수를 약간씩 변조하게 되는 RPWM 제어를 통하여 전도성 잡음의 주파수 대역을 측면대역으로 분사시키어 전체 첨두치를 저감시키고, 고조파 스펙트럼을 개선할 수 있다.

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보조 스위치의 전도손실을 줄인 영전압 스위칭 방식의 컨버터 (Zero Voltage Switched Converter with Reduced Conduction Loss of Auxiliary Switch)

  • 정규범
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권2호
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    • pp.131-137
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    • 1999
  • 본 논문에서는 주 스위치가 항상 영전압에서 스위칭하는 새로운 영전압 스위칭 방식의 컨버터를 제안하였다. 기존의 영전압 PWM 컨버터의 공진 인덕터와 포화인덕터은 보조 스위치의 전도손실을 줄이기 위하여 두 개의 포화 인덕터로 대체되었다. 따라서, 제안된 컨버터는 주 스위치가 영전압 스위칭되어 스위칭 손실이 적으며, 주 스위치와 보조 스위치의 전도손실을 줄인 특징이 있다. 주 스위치의 영전압 스위칭 특징을 포함한 특징은 200 kHz에서 실행하여 그 결과를 입증하였다.

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스위칭주파수 변조제어의 주파수 스펙트럼 특성 고찰 (Investigation on Frequency Spectral Characteristics in Switching Frequency Modulation Control)

  • 박석하;김양모
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.221-228
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    • 2000
  • 본 논문에서는 전기·전자 장비의 활용이 확대되면서 더욱 더 관심이 고조되고 있는 전자파장해에 대하여 논하고자 한다. 기존 PWM 직류전원장치에서는 회로 소자 및 배치에 따른 기생소자와 갑작스런 전압/전류의 변화에 의해 전자파장해를 발생시킨다. 본 논문에서는 PWM 직류전원장치에서 발생하는 전자파장해의 특성을 고찰하고, 출력전압 조절에 큰 영향을 주지 않는 범위내에서 PWM 제어가 가능하면서 두 개의 고정된 스위칭주파수로 연속적으로 변조하는 Bi-FM 변조제어방식과 랜덤하게 변화하는 스위칭주파수 변조제어방식을 이용하여 전도잡음을 저감시킬 수 있는 변조방식을 논할 것이다. 또한 이들 변조 방식의 주파수 스펙트럼 특성을 비교·분석하여 설명하고, 제어기를 분석·설계하여 실험을 통하여 스위칭주파수와 그 고조파 주파수들의 측대역으로 전도잡음이 분산되고 전도잡음의 피크치가 감소됨을 확인하고자 한다.

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공통모드 노이즈 저감을 위한 전력전자모듈

  • 신종원
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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    • pp.336-337
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    • 2018
  • 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.

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두 개의 가포화 인덕터를 갖는 새로운 영전압 스위칭 방식의 PWM 컨버터 (New Zero Voltage Switched PWM Converter with Two Saturable Inductors)

  • 정규범;노의철
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권1호
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    • pp.65-71
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    • 1997
  • 주 스위치가 항상 영전압에서 스위칭을 하는 새로운 영전압 스위칭 방식 (ZVS)의 PWM 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터에서 두 개의 가포화(saturable)인덕터를 보조 스위치의 전도 손실을 줄이기 위하여 기존의 ZVS PWM 컨버터에서 사용한 한 개의 인덕테를 대체하였다. 컨버터의 주 스위치는 영전압 스위칭으로 인하여 스위칭의 전류를 줄이므로써 최소화하였다. 따라서, 제안된 컨버터는 고 전력밀도의 시스템 구현에 사용이 가능하다. 영전압 스위칭을 포함한 위의 특징을 실험을 통하여 증명되었다.

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노드확장에 따른 SMPS의 전도성 이미션 감소 (Conducted Emission Reduction of SMPS by Expanded Node)

  • 이희훈;배병현;김영삼;권영안
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.273-275
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    • 2003
  • SMPS는 신속한 스위칭에 의하여 높은 $d{\upsilon}$/dt 및 di/dt 특성을 가지며, 이러한 스위칭 특성으로 SMPS에서 발생하는 EMI 노이즈는 기기 내부 및 외부에 간섭을 일으킨다. 일반적으로 전자파 이미션은 전도성 이미션 및 방사성 이 미션으로 분류되며. 전도성 이미션은 공통모드와 차동모드로 구분한다. 최근 노이즈전류를 평형시킴으로써 공통모드 노이즈를 감소시키는 방법이 연구되었다. 이 방법은 공통모드 노이즈가 시스템 불평형의 결과라는 측면을 고려한 것이며. 노이즈 전류의 평형상태에서 컨버터를 동작시키면 공통모드 노이즈가 크게 줄어들 수 있음을 보여준다. 본 논문에서는 절연형 SMPS에서 노이즈 전류의 평형기법을 이용하여 SMPS의 1차 및 2차 측의 노드 확장에 따른 노이즈 감소를 분석한다.

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SMPS에서 전도성 노이즈에 관한 연구 (Conducted Noise in Switched Mode Power Supply)

  • 이희훈;이인환;이헌홍;오동길;권영안
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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    • pp.106-108
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    • 2002
  • SMPS는 스위칭을 통해 전력을 변환하므로 높은 dv/dt 및 di/dt 특성을 갖게 된다. 이러한 스위칭특성으로 인해 발생하는 EMI (Electromagnetic Interference) 노이즈는 기기 내부 또는 외부에 간섭을 일으킨다. 미국의 FCC (Federal Communications Commission) 및 유럽 의 CISPR(International Special Committee on Radio Interference) 등의 규정을 만족시키기 위해서 전도성 노이즈에 대한 충분한 이해와 해석이 필요하다. 본 연구는 SMPS에서의 EMI/EMC 대책 구현에 앞서, 전도성노이즈의 기본개념 및 발생/결합 경로를 분석하고 실제로 노이즈를 측정한다. 측정을 위해 Boost 컨버터가 제작/사용된다.

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TMS320F240을 이용한 PWM 인버터 유도전동기 구동 시스템의 전도노이즈 저감을 위한 스위칭 기법 (A Switching Technique for Common Mode Voltage Reduction of PWM-Inverter Induction Motor Drive System Using TMS320F240)

  • 박규현;김이훈;원충연;김규식;최세완;함년근
    • 전력전자학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.89-97
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    • 2003
  • PWM 인버터에 의해 구동리근 유도전동기에 발생되는 고주파 커먼 모드 전압은 전도성 EMI, 전통기 접지전류, 베어링 전류 및 다른 원치 않는 결과의 주원인이 된다. 인버터 제어의 무효벡터 스위칭 상태는 나머지 유효벡터 스위칭 상태에 비교하여 큰 커먼 모드 전압을 일으킨다. 그러므로 이 논문은 커먼 모드 전압을 완화하는 스위칭기법을 다룬다. 즉 정현파 PWM 기법을 기본으로 한 커먼 모드 전압 제거방법을 제안하였다. PWM 신호는 각자의 정현과 기준신호와 120$^{\circ}$위상차가 나는 3개의 캐리어 파형과 비교하여 발생된다. 시뮬레이션과 실험적 결과는 제안된 PWM 기법에서 커먼 모드 전압이 종래의 PWM 기법보다 약 66% 더 저감됨을 보였다.

스위칭 모드 직류 전원공급기(SMPS)의 전도성 잡음해석 (Conducted Noise Analysis of SMPS(Switching Mode Power Supply))

  • 성주영;김윤명
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.286-291
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    • 2000
  • 본 논문에서는 일반적인 EMI 노이즈 개요 및 SMPS(Switching Mode Power Supply)에서의 Noise 발생 메카니즘을 분석하고, 전도성 Noise를 측정하였으며, SMPS에서 발생되는 잡음행태를 분석하여 대책방법을 연구하였다.

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Polyimide(PI)LB막의 MIM구조 소자내에서의 switching전도특성 (Switching conduction characteristics of PI LB Film in MIM junctions)

  • 김태성;김현종
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권2호
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    • pp.176-183
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    • 1995
  • The present work is concerned with the switching conduction characteristics of PI LB films in metal insulator metal sandwiches. By applying various DC voltage bias to MIM junctions, conduction characteristics of junctions can be changed between the high-voltage low-current(off) condition, the low-voltage high-current (on) condition and the medium(mid) condition. Switching conduction characteristics can be also observed in MIM junctions employing some aromatic compounds as insulators. Switching conduction characteristics is assumed to be owing to the existence of aromatic rings, space charge in films, impurities on metal-insulator interface, and difference in work functions of base and top electrodes metal. To study the conduction process of on, off, and mid conductions, we measured I-V, d$^{2}$V/d I$^{2}$-V characteristics of junctions with several different top electrodes under various temperatures. Small conductance changes of junctions can be measured by observing the second derivative, d$^{2}$V/dI$^{2}$, of I-V curve. A dynamical technique is used to get the second derivatives. That is, a finite modulation of the current is applied to the junctions and the second harmonic of the voltage is detected.

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