• 전력전자학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.48-58
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• 2023

This paper presents the digital control techniques of a bidirectional CRM(critical-conduction mode) buck(boost) converter, a dead-time design method that optimizes ZVS(zero-voltage switching) and valley-switching operation, and a switching-frequency limitation that ensures stable converter operation. To verify the feasibility of the design, a Si-MOSFET-based bidirectional CRM buck(boost) converter is built with 260-430 V input, 160-240 V output, and 1.0 kW rated capacity. The bidirectional CRM converter achieves an efficiency of up to 99.6% at buck mode and 98.7% at boost mode under rated load conditions.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.123-124
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• 2016

본 논문에서는 단상 BESS(Battery Energy Storage System)용 컨버터/인버터 일체형 전력변환시스템을 제안한다. 양방향전력흐름 제어와 경량화를 위한 일체형 전력변환시스템으로 직류 출력 및 교류 출력이 가능한 일체형 토폴로지를 제안한다. 또한 제안 토폴로지에 대해, 배터리 충전 및 배터리에서 부하로 전력 공급을 위한 제안 토폴로지의 제어 알고리즘을 설계하고 이에 대한 유효성을 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.56-69
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• 2021

상용계통과 연계한 PV 시스템은 인버터의 특성과 더불어 소형, 고 역률, 낮은 고조파 출력, 고 신뢰성, 최대출력 운전, 저비용 등의 장점이 요구된다. 태양광발전시스템의 PV 에너지를 계통과 부하로 전달하기 위해 양방향의 PCS가 요구되어 진다. 본 논문에서는 태양광 발전의 ESS를 고려한 PCS를 제안하여 부하평준화를 통한 전력의 안정적인 공급을 확인하고자 한다. 이를 위해 일사량과 부하량에 따른 5단계의 동작 모드 알고리즘을 제안하고, 충/방전 제어를 위한 제어기를 설계 하였다. 양방향의 효율적인 에너지 전달을 위해 DC-link단에 양방향 컨버터 및 배터리를 연결하고, 연계형 인버터를 통해 DC-link 전압 및 인버터 출력전압을 제어하였다. 제안된 시스템의 타당성을 입증하기 위해 PSIM을 사용한 시뮬레이션을 수행하여 타당성과 안정성을 검토하였으며, 이를 확인하기 위해 3[kW] PCS를 제작하여 실험하였다. 실험결과를 통해 제안된 시스템에 요구되어지는 특성을 검증하였으며 기존 시스템에 비해 강인한 시스템을 구성하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권11호
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• pp.215-222
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• 2018

본 논문에서는 슈퍼커패시터를 적용한 에너지 저장장치에 대해서 연구하였다. 납축전지등을 사용하였던 기존방식과는 다르게 슈퍼커패시터를 사용하여 고출력을 달성할 수 있으며, 이러한 특징으로 인하여 연구된 저장장치는 비상전원용 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 전력품질 개선이나 짧은 순간에 큰 출력을 요구하는 고속 기동용 모터등의 전원시스템으로도 사용이 가능한 장점이 있다. 에너지변환 시스템은 양방향 인버터와 컨버터로 구성되어 고속, 고출력의 충전, 방전을 수행할 수 있는 장점도 있다. 양방향 인버터를 이용한 two loop 제어기 설계 방법이 제시되었고, 실험과 제작을 통해 설계 방법의 정합성을 입증하였다. 설계 순서는 먼저 상태공간 평균화 기법과 Decoupling 기법을 이용하여 선형화된 전달함수를 계산하였다. 다음 20% 오버슈트와 안정시간을 만족시키는 전류 제어기 설계를 한 후에 오버슈트 없는 전압과 10배 이상 느린 안정시간을 가지는 전압제어기를 설계한 후 단위계단응답 커브를 통해 원하는 설계특성이 나오는 지를 확인하는 과정으로 이루어진다. 설계된 제어기들은 계통과 단위 역률을 이루며 제어되기 때문에 전력품질 향상을 이룰 수 있으며, 빠른 응답특성과 정상상태 오차를 0으로 만들 수 있는 우수한 제어특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.2979-2984
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• 2013

본 논문은 도서지역에서 운용되고 있는 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템의 풍속변화 등으로 인한 주파수변동 문제를 해결할 수 있는 플라이휘일 저장장치의 모델링 및 제어기 설계 방법을 제안하였다. 플라이휘일 저장장치는 효율측면에서 유리한 영구자석 동기기형 플라이휘일로 선정하여 모델링하였고, 주파수보상 제어기는 AC/DC/AC 양방향컨버터로 구성하되 동기기측 컨버터는 연계계통의 주파수변동에 대하여 충방전운전을 하도록 하고, 계통측 컨버터는 직류버스전압 일정제어를 통하여 출력을 하도록 설계하였다. 제안된 모델링 및 제어기 설계방법을 풍력-디젤 하이브리드 독립운전계통에 적용한 결과 풍속변화에 따른 주파수변동을 적정범위내로 유지할 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.456-465
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• 2019

PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.182-193
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• 1997

본 논문에서는 케이블 TV망을 이용한 VOD, 화상회의, 원격수업, 대화형 오락, 인터넷 서비스 등의 부가서비스를 위한 상향 디지털 신호전송 성능 측정을 통하여 케이블 TV망에서의 양방향 디지털 통신서비스를 위한 기술적, 구조적 문제점 분석 및 대책을 제시한다. ITU-T 권고안 G821의 측정항목을 이용하여 가입자수, 컨버터의 설치여부 등에 따른 신호성능 변화를 3개소의 표본지역을 선정하여 T-1급의(1.544Mbps) 상향 디지털 전송 실측을 하고, 비트오율을 기본으로 한 케이블 TV망에서의 디지털 신호전송 성능을 평가하고 부가서비스 제공을 위한 대책을 제시한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.403-411
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• 2013

This paper proposes an isolated bidirectional three-phase push-pull dc-dc converter for high power application such as eco-friendly vehicles, renewable energy systems, energy storage systems, and solid-state transformers. The proposed converter achieves ZVS turn-on of all switches and volume of passive components is small by an effect of three-phase interleaving. The proposed converter has identical switching pattern for both boost and buck mode, and therefore can provide seamless characteristic at the mode transition. A 3kW prototype of the proposed converter has been built and tested to verify the validity of the proposed operation.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.438-444
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• 2019

In this paper, bidirectional LLC resonant DC/DC converters with the primary auxiliary windings in transformers of resonant circuits are proposed. Although the resonant capacitors are used on both the primary and secondary sides, regardless of the direction of power flow, the main feature of the proposed converters exhibits high gain characteristics without any mutual coupling between the resonant capacitors. For one of the proposed converters, an investigation of the operating characteristics in each mode has been carried out. A prototype of a 3.3 kW bidirectional LLC resonant converter for interfacing 750 V DC buses has been built and tested to verify the validity and applicability of the proposed converter.

• 전기학회논문지
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• 제67권4호
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• pp.531-537
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• 2018

This paper propose a bidirectional dc-to-dc converter employing dual inductor for current ripple reduction. Conventional bidirectional dc-to-dc converter uses a single inductor for two different modes; boost and buck; therefore it is difficult to satisfy the optimized inductance value for each mode. To improve this problem, the proposed converter adds two switches, a diode, and one inductor. By proper switching of the additional switch, the proposed converter operates with a inductor in boost mode, but it works with dual inductor in buck mode. Hence in both modes the proposed bidirectional converter can be operated with optimized inductance values. Most of all the optimized inductance in buck mode can reduce the current ripple and its effective value(rms), which are directly related to the temperature increase resulted in short lifetime of battery. To verify the validity of the proposed approach, we first analyzes the operation of the proposed converter theoretically, and implement computer-aided simulations and experiments using a prototype.