• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.255-256
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• 2020

본 논문은 0V에서 100V까지 매우 높은 승·강압비를 갖는 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 시스템은 2-Stage 구조로 SRC(Series Resonant Converter)와 DBC(Differential Buck Converter)로 구성된다. 제안하는 컨버터의 출력 전압은 두 개의 각 벅 컨버터 출력 전압의 전위차로 결정되기 때문에 0V에서도 높은 전압으로 승압이 가능하다. 본 논문에서는 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하기 위하여 15kW급 시작품을 제작하였고 96.27%의 최고효율을 달성하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.342-343
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• 2011

본 논문에서는 친환경 자동차, UPS 시스템 등 배터리와 같은 에너지 저장장치의 충 방전을 위한 3상 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 PWM+위상제어방식으로 동작하고 모든 스위치 ZVS 턴온을 성취하며 기존 위상제어 컨버터와 PWM 푸시풀 컨버터보다 낮은 전류정격을 갖는 특징이 있다. 기존 컨버터와 비교하여 이론적 분석을 제시하였고 시작품을 통해 타당성 및 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.221-222
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• 2015

본 논문은 하이브리드 자동차 HDC(High voltage DC-DC Converter)를 위한 고전력밀도 양방향 컨버터를 제안한다. 기존 HDC는 낮은 동작주파수로 인하여 인덕터 전류 리플 만족을 위해 큰 인덕터 용량이 요구될 뿐만 아니라 대전류 구동시 인덕터의 자기포화를 방지하기 위해 코어의 크기가 커지는 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 양방향 컨버터는 고속 스위칭 특성이 우수한 SiC-FET의 적용을 통해 인덕터의 용량을 저감할 수 있다. 뿐만 아니라 2상 인터리브드 방식의 적용을 통해 입출력 커패시터의 고밀도화를 획득할 수 있으며, 각 상의 인덕터를 하나의 DM(Differential Mode) 커플드 인덕터로 구현함으로써 인덕터 자화전류 offset을 제거할 수 있으므로 인덕터의 고밀도화에 매우 유리하다. 제안된 HDC 양방향 컨버터의 타당성 검증을 위하여 50kW급 시작품 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.78-80
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• 2009

최근 화석에너지원의 고갈과 고유가 및 지구 온난화 방지를 위해 국가별로 이산화탄소 배출량을 규제하기 시작하면서 신재생 에너지의 사용에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중 연료전지가 한 부분을 차지하고 있으며, 연료전지는 친환경적이고 효율적인 에너지원으로서 근 미래의 새로운 대체 에너지로서 각광 받으며 여러 분야의 전기장치로 사용될 수 있다. 연료전지는 낮은 출력전압과 높은 출력전류를 갖는 특징이 있으며, 부하에 따라 출력전압이 변화하는 특성이 있기 때문에 연료전지의 사용을 위해서는 다양한 부하조건에서 연료전지와 연동된 승압 또는 강압형 컨버터의 제작이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 DSP를 이용하여 컨버터의 디지털 제어가 가능하며, 고정 시비율로 동작하는 LLC 공진형 컨버터를 이용한 2kW급 연료전지용 양방향 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 양방향으로 동작하며, 에너지 저장 및 재사용을 목적으로 하고, 출력은 24V 배터리가 된다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권spc3호
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• pp.235-244
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• 2012

This paper presents a design and simulation of bi-directional DC/DC boost converter for a fuel cell system. In this paper, we analyze the equivalent model of both a boost converter and a buck converter. Also we propose the controller of bi-directional DC-DC converter, which has buck mode of charging a capacitor and boost mode of discharging a capacitor. In order to design a controller, we draw bode plots of the control-to-output transfer function using specific parameters and incorporate proper compensator in a closed loop. As a result, it has increased PM(Phase Margin) for better dynamic performance. The proposed bi-directional DC-DC converter's 3pole-2zero compensation method has been verified with computer simulation and simulation results obtained demonstrates the validity of the proposed control scheme.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.528-529
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• 2012

연료전지는 매우 늦은 응답속도를 가지므로 부하 증가시 Li-Ion 배터리나 슈퍼 커패시터 같은 별도의 에너지 저장장치로부터 필요한 전류를 공급받도록 구성되는데 이들 사이에서 전력전달을 위해 DC-DC 컨버터가 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 상태평균화 기법과 PWM 스위치 모델을 사용하여 DC-DC 컨버터를 해석하고 시뮬레이션 하였다. 또한 배터리 등가회로를 구성해서 배터리 등가 임피던스를 고려한 이중루프 제어기를 설계하고 정전류/정전압 충전모드 시뮬레이션을 통해 효과를 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제61권7호
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• pp.982-987
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• 2012

The power supply devices applied to the electric vehicle are required for high efficiency and high power density. This paper presents a bidirectional ZVS DC-DC converter. A bidirectional DC-DC converter using the planar transformer has advantages of high efficiency, simple circuit, and lightweight. The operating principle, theoretical analysis, and design guidelines are provided in this paper. The simulation waveforms of the proposed converter are shown to verify its feasibility.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.4-5
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• 2019

본 논문은 DC마이크로그리드에서 저전압 배터리 에너지 저장 시스템과 DC 버스 연결을 위한 Dual Active Bridge(DAB) 컨버터의 제어 방법에 대한 연구이다. DC 마이크로그리드에서 전력을 효율적으로 사용하기 위해 양방향 전력전달이 쉬운 DAB 컨버터는 많이 사용되고 있다. 다만, 낮은 배터리 저장 시스템을 사용하는 경우 과도상태에서 DC 버스 측 커패시터를 충전하기 위해 높은 돌입전류가 발생하게 된다. 이러한, 높은 돌입전류는 시스템의 전력반도체 소자를 파손시키는 문제를 가져온다. 따라서, 초기 돌입전류를 저감시킬 수 있는 소프트 스타트 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 돌입전류 저감을 위한 소프트 스타트 알고리즘을 제안하고, 3kW급 DAB 컨버터의 실험 결과를 바탕으로 제안 된 알고리즘을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-36
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• 2013

본 논문은 EV(Electric Vehicle)에 사용되는 배터리의 충/방전 전류에 따른 SOC(State of Charge) 및 전압특성을 Matlab Simulink로 구현하였으며, 검증을 위해 양방향 DC-DC 컨버터를 설계하여 실험을 하였다. 배터리 모델에 사용된 파라미터는 Randles등가회로를 기반으로 펄스방전을 통해 추출하였고, 단자전압 계산부에 3D Look-up 테이블을 이용해 적용하였다. SOC계산부는 전류에 따른 용량변화를 보상하기 위해 Peukert Effect를 적용하였으며, FTP-75 전류패턴으로 온도($0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$)에 따라 실험한 결과 시뮬레이션의 오차율은 5%로 높은 정확도를 갖는 것을 확인을 통해 검증 하였다.