• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1153-1154
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• 2007

본 논문에서는 DC/DC 컨버터의 병렬운전에 사용되는 전류분할(current sharing)기법과 시분할(time sharing)기법을 비교.분석하였다. 고전력 전력변환기(컨버터 or 인버터)에 사용되는 전력용 반도체 소자(스위칭 소자)를 낮은 용량의 스위칭 소자 여러 개로 구성하면 전체 시스템의 원가절감, 용량증대, 스위칭 손실 및 스트레스 감소 등의 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 효율, 스위칭 손실 및 스트레스의 관점에서 병렬운전에 사용되는 2가지 스위칭 기법을 비교 분석하기 위해 1[kW]급의 벅-타입의 DC/DC 컨버터를 제작하여 실험하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.635-636
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• 2005

최근에 미국이나 러시아를 중심으로 가공승전선의 승전효율을 증대시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있으며 어느 정도 성과를 거두고 있다. ACSR가공송전선에서 교류전류의 흐름에 의하여 코어 (Core)에 자기장이 발생되어 투자율이 증가되고 이로 인하여 알루미늄층에서 전류밀도의 재 분포, skin effect 등으로 인하여 전력손실이 발생된다. 본 연구에서는 기존의 ACSR가공송전선의 코어 (Core)인 고탄소강선 대신에 비자성이면서 고강도인 새로운 강선을 코어재료로 채택한 ACNR(Aluminum Conductor Nonmagnetic Steel Reinforced)가공송전선을 개발하여 전력손실을 감소시켰다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.1-2
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• 2010

본 논문에서는 친환경 차량의 On-board charger를 위한 ZVZCS 하프브리지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 다이오드에 병렬 연결된 작은 커패시터로 인하여 Asymmetrical PWM 스위칭시의 단점인 상 하측 스위치의 전류 비대칭성을 완화시키며 스위치 최대 전류를 감소시켜 턴오프 손실을 줄일수 있다. 또한 다이오드 턴오프시 dv/dt가 매우 작아 스위칭 손실 및 노이즈를 최소화 할 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.14-16
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• 2019

본 논문에서는, 위상-천이 제어 기반의 액티브 정류기 구조를 갖는 새로운 고효율 풀-브릿지 컨버터를 제안한다. 기존의 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 풀-브릿지 구조로 인한 스위치의 작은 도통손실과, 영전압 스위칭 등의 특징으로 인해 높은 용량에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 1차측에 큰 환류 전류가 생겨 도통손실이 증가하는 문제점을 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 액티브 정류기를 사용하여 1차측 스위치들이 항상 최대 시비율로 동작할 수 있게 한다. 이로 인하여 순환 전류가 사라져 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 달성 할 수 있다. 뿐만 아니라, 제안하는 정류기의 구조 상 특징으로 인해 액티브 정류기의 스위치는 전압 링잉을 갖지 않고 출력 전압으로 고정되어 낮은 전압 스트레스를 갖는다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해, 250-400V 입력, 56V/12.8A 출력에서 실험이 진행되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.201-203
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• 2007

본 논문에서는, 연료전지 시스템의 기계적 주변장치 (MBOP)와 전기적 주변장치 (EBOP)의 최적 설계를 위해서 PEMFC 스택을 전기화학반응을 기초로 모델링한다. 모델링을 위해 기본적인 PEMFC의 구조와 동작 원리를 설명한다. 연료전지의 이론적 최고 전압인 평형전위를 깁스 자유에너지와 네른스트 방정식으로 유도한다. 전류밀도에 따른 전압 손실인 활성화, 저항, 농도 분극현상을 표현하기 위해서 수식을 유도한다. 수소가 이온화되지 못하고 산소극으로 넘어가서 발생되는 연료손실 및 내부전류와 지속적인 정역반응인 교환전류도 모델링된다. 평형전압에서 각 분극을 뺀 실제 운전 전압을 시뮬레이션하고, 유량과 압력에 따른 출력 특성을 시뮬레이션 한다. 부하변동 시 출력특성을 시뮬레이터와 실험결과로 비교한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.341-341
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• 2009

초전도 케이블의 대용량 전력수송능력을 실계통에 적용하기 위해서는 정상상태 뿐 아니라 계통운용상 발생하는 비정상 상태에 대해서도 안정된 성능을 나타내야 한다. 계통운영시 가장 일반적으로 발생하는 비정상 상태의 하나인 계통불평형부하 상태에서의 초전도 케이블의 특성을 실증적으로 확인하기 위해 한전 고창전력시험센터에서 신뢰성시험을 실시하였다. 삼상 송전계통에서 각 상 도체전류는 각 상의 부하량에 의해 결정이 되므로 과도상태라 해도 상당한 시간동안 도체전류가 불평형일 경우 자기적으로 결합된 차폐층전류의 불평형상태가 발생한다. 차폐층전류는 삼상 순환회로의 중성도체가 존재하지 않는 경우 도체전류와의 차이가 발생하게 되어 자기차폐 실패의 원인이 됨으로서 AC손실 증가요인으로서 영향이 커진다. 본 논문에서는 도체전류의 불평형 상태를 실증적으로 모의 발생시켜 연관된 차폐층 순환전류의 형태 및 특성을 검토함으로서 삼상 초전도 케이블의 불평형 부하특성에 대한 연구 진행경과를 요약한다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.1
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• pp.150-155
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• 2009

Hysteresis current regulator has been used widely because of its simple principle and structure. However, when the current band width is too narrow or the applied voltage is relatively too high, the switching frequency increases abruptly and it makes large amount of heat. In this study, for single phase current control, the hysteresis current control is executed by adding 0 mode state and comparing the slope of the current reference, which decreases the switching frequency so much and make the current control much stable. These were proved with computer simulations.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.179-181
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• 2009

고압 방전 램프는 점등 후부터 정상상태에 이르기까지 방전관 내부의 온도 및 압력이 광범위하게 변화하는 복잡한 동작 특성으로 모델링이 어렵다. 이러한 특성은 램프를 구동하는 안정기의 설계에 어려움이 따른다. 램프의 구동에는 초기 점화 시 높은 점화용 전압 펄스를 필요로 한다. 점화 후에 정상상태에 다다르면 램프 전극의 소모를 줄이기 위해 교류로 구동되어야 한다. 하지만 램프를 교류로 구동하게 되면 음향 공진 현상이 발생할 수 있다. 음향 공진 현상은 램프 구동 전류의 맥동성분이 큰 경우에도 발생을 할 수 있으므로 구동 전류의 맥동 성분의 크기는 최소화 돼야 한다. 램프의 수명시간을 길게 하려면, 안정기는 램프를 정격전력으로 구동하여야 한다. 따라서 안정기에서는 정전력 제어가 필요하게 된다. 램프 전류의 극성이 변화할 때, 램프 전류는 spike전류와 중첩이 된다. 본 논문에서는 spike 전류를 저주파구형파 램프 전류의 포락범위 안에 유지하고, 고주파 스위칭시손실을 줄이기 위해 소프트 스위칭 기법을 이용한 회로 설계를 제안했다. 제안된 방법은 시뮬레이션 및 이론적 수식적 방법으로 검증 했다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.109-111
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• 2020

본 논문에서는 ESS용 전류원 Dual-Active-Bridge 컨버터의 저 부하 및 고 부하에서의 효율 향상을 위한 하이브리드 스위칭 알고리즘을 제안하고자 한다. 전류원 DAB 컨버터는 인터리브 구조를 이용하여 배터리 단의 입력 전류 리플을 저감할 수 있고, 전력 변환 효율 개선을 위한 다양한 제어 변수를 도입할 수 있는 등의 장점으로 인해 DC 마이크로그리드에서 ESS용 절연형 양방향 DC/DC 컨버터로 주목받고 있다. 그러나 전류원 DAB에서 종래의 전력 제어 방법인 펄스폭 변조 방식과 위상천이가 결합된 방법 (PWM plus Phase Shift, PPS)의 경우 저 부하 조건에서 높은 피크 전류로 인해 도통 손실이 크며, 펄스폭 변조 방식과 이중 위상천이가 결합된 방법(PWM plus Dual Phase Shift, PPDPS)의 경우 고 부하 조건에서 영전압 스위치 영역이 좁아져 효과적이지 않다. 따라서 본 논문에서는 2차 측의 펄스폭과 위상천이를 독립적으로 제어하는 하이브리드 스위칭 알고리즘을 통해 순환전류를 감소시키고 영전압 스위치 영역을 확장시켜 저 부하 및 고 부하 모두에서 효율을 향상시키고자 한다. 1-kW급 전류원 DAB 컨버터 시작품을 통해 제안된 하이브리드 스위칭 알고리즘의 효율성과 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.201-203
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• 2018

최근 휴대용 어댑터의 동향은 고주파수 전력 컨버터 설계를 통한 어댑터의 고효율화 및 소형화의 중요성을 강조하고 있다. 그러나 기존 준공진형(Quasi Resonant, QR) 플라이백 컨버터는 하드 스위칭 동작으로 고주파수 구동에 한계가 있으며, 누설 인덕턴스 에너지에 의한 손실로 인해 고효율을 달성하기가 어렵다. 반면, 능동 클램프 플라이백(Active Clamp Flyback, ACF) 컨버터는 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하여 고주파수 구동에 유리하고, 누설 인덕턴스 에너지를 입력으로 회기 시킴으로써 손실을 저감할 수 있다. 또한, 경계전류모드(Boundary Conduction Mode, BCM) 동작에서의 손실분석을 기반으로, 반도체 특성이 우수하여 고주파수 동작에 유리한 GaN-FET를 적용하고 최적 설계를 진행함으로써 고효율 및 고전력밀도를 달성하였다. 따라서 본 논문에서는 GaN-FET를 기반으로 하는 고효율 및 고전력밀도 BCM ACF 컨버터의 최적 설계 방안을 제시하고 65W급 시작품의 실험결과를 통해 이를 검증한다.