• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.385-386
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• 2017

본 논문에서는 직렬로 결합된 세 개의 커패시터를 입력 전압원으로 하는 7-레벨 인버터의 입력 커패시터 전압이 불균형을 이루는 원인을 분석하고 전압 균형 제어를 적용하여 7-레벨의 출력 전압을 생성하는 방법에 대하여 제안한다. 직렬로 결합된 커패시터에서 전압 불균형이 발생되는 기본적인 원인은 커패시터의 충 방전 시간에 대한 불평형이며 이는 양방향 제어가 가능한 스위치의 ON/OFF 듀티폭 제어를 통해 해결이 가능하다. 제안하는 제어법의 타당성 검증을 위해서 제안하는 전압 균형제어 적용 전후에 대한 시뮬레이션 및 실험 결과를 제시한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.954-955
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• 2015

본 논문에서는 기존 직렬결합 커패시터 입력단을 갖는 7-레벨 인버터에 커패시터 전압균형 제어법을 적용하여 출력 전압의 중간레벨 구간이 제대로 형성되지 않는 문제점을 해결하고자 한다. 기존에 제시된 직렬결합 커패시터 입력단 구성을 갖는 7-레벨 인버터는 2개의 양방향 스위치모듈과 3개의 직렬 연결된 커패시터를 이용한 변형된 Cascaded H-bridge 인버터이다. 기존 논문에서는 입력 전압원으로부터 3개의 직렬 연결된 커패시터의 충전을 통해 레벨을 형성하는 과정에서 커패시터 전압불균형 문제를 해결하지 못하여 결국 출력전압레벨이 7-레벨에서 5-레벨로 감소하는 것을 볼 수 있다. 본 논문에서는 세 개의 직렬결합된 커패시터중 중앙에 위치한 커패시터의 충 방전량을 조절하여 커패시터 전압불균형 문제를 해결한다. 제어법의 타당성은 PSIM 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 기존 스위칭 제어법과 비교하여 검증한다.

• Journal of IKEEE
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• v.23 no.2
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• pp.652-658
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• 2019

This paper proposes the selective voltage balancing scheme of a modular multilevel DC-DC converter for solid-state transformers. In general, the sub-module capacitor voltage can be controlled uniformly by individual feedback controllers, however computation time increases according to the number of modules. The voltage balance control scheme in this paper can reduce the computation time by selecting and controlling sub-module of maximum/minimum voltage momentarily. The performance of the proposed selective voltage balancing scheme is verified by simulation.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.221-222
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• 2014

본 논문에서는 3레벨 NPC 인버터의 전원전압변조 방식을 이용하여 넓은 변조 지수에서 제어 가능한 간단한 중성점 제어 방법을 제안하였다. 제안한 제어 방법은 전원 전압 변조방법을 이용한 중성점 균형 계수와 정확한 옵셋 전압의 제한치를 이용하여 계산된다. 중성점 균형 계수는 전류의 극성과 상하 커패시터의 전압에 의해서 정의되어 진다. 제안된 제어 방법은 중성점 제어를 위해 공간전압 PWM과 불연속 PWM까지 동작범위를 확장하여 동작되어 진다. 제안된 방법은 넓은 변조지수에서 전원전압변조를 이용하여 공간전압 PWM방법을 쉽게 구현할 수 있다. 제안된 중성점 제어 방법의 타당성은 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07b
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• pp.597-599
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• 1997

무인 헬리콥터의 자세 정보를 계측할 수 있는 액체형 균형센서의 특성에 대해 연구하였다. 액체형 균형센서는 시간경과에 따른 누적오차가 없으므로 헬리콥터에 장착하면 장시간동안 균형을 유지시킬 수 있다. 제작된 균형센서의 각 전극에서 측정된 전압으로부터 기울어진 각도를 추정하기 위해 균형센서를 전기적으로 해석하고 측정된 전압과 각도사이의 환산모델을 유도하였다. 구해진 환산모델의 정확성을 실험을 통하여 입증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.258-260
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• 2018

본 논문은 Cascaded Flying Capacitor Bridge 멀티-레벨 컨버터를 위한 모델 예측 제어 알고리즘을 제안한다. 모델 예측 제어 방법은 스위치 수가 늘어날수록 예측 값을 도출하기 위한 연산이 많아지기 때문에 전압 레벨이 높은 멀티-레벨 토폴로지에 적용하는데 한계가 있다. 제안된 제어 알고리즘은 전류, 출력 전압 균형, 플라잉 커패시터 전압 균형에 대한 비용 함수를 구분하여 단계별로 제어하는 방법으로 제어에 필요한 연산을 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 제어 성능을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.215-216
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• 2018

본 논문에서는 Carrier-Based Pulse Width Modulation(CBPWM)을 사용한 Active Neutral Point Clamped (ANPC) 인버터의 안정적인 고장 허용 운전을 위한 중성점 전압 균형 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법은 ANPC 인버터를 구성하고 있는 전력 반도체 스위치의 고장으로 인한 고장 허용 운전 시, 출력 특성이 저하되는 문제점을 해결하기 위해 스위칭 조합의 재구성과 기준 출력전압의 변조를 통한 중성점 전압 균형을 유지한다. 제안된 기법의 타당성은 RT-BOX를 통한 HIL 시뮬레이터를 이용하여 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.45-46
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• 2012

본 논문에서는 멀티레벨 인버터에서 발생하는 DC Link 단의 커패시터 불 평형 문제를 해결하고자 새로운 DC 전압 균형을 위한 스위칭 방식에 대해 제안한다. 제안한 방식은 DC-Link 단에 위치한 각각의 커패시터들의 전압을 센싱하고 이를 PI제어를 통해 스위칭 신호를 제어함으로써 각각의 커패시터에 걸리는 전압을 균일하게 만듦으로써, 커패시터단의 전압 불 평형을 개선하였으며, 이를 3상 2레벨 멀티-레벨 인버터를 이용한 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.385-386
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• 2016

직접 변조 방식(direct modulation)을 사용한 Modular Multilevel Converter(MMC)의 6개의 암 캐패시터 전압의 자연균형화(Natural Balancing) 현상은 여러 연구 및 실험에서 관측되고 있다. 또한, 이러한 현상의 원리뿐만 아니라, 시스템 파라미터와 밸런싱 동특성사이의 관계가 수학적인 분석을 통하여 검증되었다. 직접 변조 방식은 간접 변조 방식(indirect modulation)과 달리, 입/출력 AC 및 DC 측 제어기 외에 암 캐패시터 전압 밸런싱을 위한 순환전류 제어기가 존재하지 않지만, 캐패시터 맥동 저감을 위해 일반적으로 캐패시터 2 고조파 맥동 제어기를 필요로 한다. 본 논문에서는 이러한 직접 변조방식을 사용한 MMC의 2고조파 전압 맥동 제어기가 암 캐패시터 전압 자연 밸런싱에 미치는 영향을 고찰하고 분석한다. 또한, 2 고조파 전압 맥동 제어기의 유무에 따른 전압 자연 밸런싱의 동특성에 대한 비교를 400MW MMC full-scale 시뮬레이션을 통해 살펴보도록 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.138-139
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• 2014

3레벨 NPC 인버터는 구조상 DC Link가 두 개의 커패시터로 직렬 구성되어 있어 두 커패시터 간의 전압 불균형의 문제가 발생한다. 중성점의 변동으로 인하여 스위치 소자의 소손과 제어기의 오작동 등 시스템의 안정도가 떨어지게 된다. 기존의 중성점 전압을 제어하는 오프셋 전압 인가 방식은 zero point 지점에서 불연속 스위칭 구간이 존재하기 때문에 중성점 제어가 불가능하다. 본 논문에서는 중성점 전압을 제어하기 위하여 DPWM 기법에서 중성점 전압을 제어하는 방식을 제안하였다. DC Link의 두 커패시터 전압 불균형이 발생하면 $60^{\circ}(+30^{\circ})$ DPWM 기법으로 Positive 벡터와 Negative 벡터의 스위칭 인가 시간을 조절하여 두 커패시터의 전압 균형을 이루게 한다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안한 방식에 대한 타당성을 검증하였다.