• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.178-180
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• 2020

기존의 철도차량용 무선전력전송 시스템은 Medium-voltage (MV) 60 Hz 중전압 AC 계통 전압을 Low-voltage (LV) DC로 변환하기 위해 저주파 변압기와 정류기를 사용한다. 하지만 수 MW급의 대전력을 낮은 DC 전압으로 전송하려면 인버터는 수백 A - 수 천 A 이상의 전류용량을 가져야하므로 정류기의 출력 단에 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 개의 고주파 변압기를 필요하게 된다 (그림 1참조). 이러한 저주파 변압기, 정류기 및 고주파 변압기는 크고 무거우므로 낮은 전력밀도 및 높은 시스템 가격의 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 저주파변압기, 정류기, 고주파 변압기를 사용하지 않는, 여자 코일을 이용한 새로운 멀티레벨 무선전력전송 시스템의 토폴로지를 제안한다. 제안된 멀티레벨 무선전력전송 시스템은 멀티레벨 인버터의 각 출력 단에 여자코일 (excitation coil) 이 연결되어 있다. 이 여자코일들은 급전코일 (transmitter coil) 에 전기적으로는 절연되었지만 자기적으로 강하게 결합된다. 여자코일들이 발생시킨 자기장은 급전코일에 유도전압을 발생시키고, 급전코일에서 수백 A 이상의 큰 전류를 흐르게 하여 급전코일에서 강한 자기장을 발생하도록 한다. 이 자기장은 급전코일과 수 cm 이상 떨어져 자기적으로 약하게 결합된 집전코일 (receiver coil) 에 다시 유도전압을 발생시켜 전력을 전달하게 된다. 제안한 새로운 멀티레벨 무선 전력 전송 시스템은 시뮬레이션을 통해 검증했다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.21-23
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• 2018

본 논문에서는 능동형 스너버를 사용한 비대칭 하프-브리지 컨버터를 제안한다. 비대칭 하프-브리지 컨버터는 홀드-업 시간을 고려하여 넓은 입력전압 범위에서 설계되면, 노미널 동작 시 작은 시비율로 동작하여 변압기에 큰 오프셋 전류가 발생한다. 또한 변압기가 작은 턴 비로 설계되어 1차측 전류 스트레스와 2차측 정류기의 전압 스트레스가 커지는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 제안하는 컨버터에서는 추가 스위치를 사용해 추가적인 전압이득을 얻음으로써, 홀드-업동작 시 낮아지는 입력 전압을 보상한다. 때문에 제안하는 컨버터는 홀드-업 상태를 고려하지 않고 설계될 수 있어, 노미널 시에 큰 시비율로 동작한다. 게다가 추가 스위치는 능동형 스너버로 사용되어 2차측 정류기 다이오드의 전압 링잉을 제거하여 전압 스트레스를 저감시킨다. 이와 같은 특징으로 인하여 제안하는 컨버터는 전 부하 영역에서 높은 효율을 갖는다. 제안하는 컨버터의 효용성을 검증하기 위해 320-410V 입력전압과 19.5V/200W 출력에서 실험이 진행되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07a
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• pp.40-42
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• 2000

동일한 변압기에서 인출된 서로 다른 선로 중 한 곳에서 지락이나 단락등의 사고가 발생하면, 고장선로 뿐 아니라 주변선로에도 사고가 제거되기 전까지 전압강하 현상이 발생하게 된다. 근래에 들어서 이러한 현상에 의한 피해사례가 많이 보고되고 있으며, 전력공급자나 수용가에서도 이 문제에 대해 높은 관심을 보이고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 대책으로 직렬변압기를 통하여 전압을 주입함으로서 부하에 항상 안정적인 전압을 공급할 수 있는 순간전압 보상장치에 대하여 연구하였다. 본 논문에서는 입력 전압의 peak값을 검출하여 직렬 주입될 전압의 크기와 위상을 구하는 방식을 사용하였고, 20kW급 prototype을 제작하여 실험을 수행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.09a
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• pp.253-254
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• 2008

최근 국내 IT 산업의 발달에 따른 디지털화에 따라서 대기전력에 의해서 소비되는 전력소모량은 일반 가정용 전원을 기준으로 할 때 전체 사용량의 11%에 육박하는 수준까지 나타나고 있으며, 이는 다른 선진국에 비해서도 상당히 높은 수준으로 미국의 5% 수준의 2배가 넘는 수치이다. 전기, 전자제품의 디지털화의 추세는 일반가구 및 산업시설에 공급되는 공급전압에 비해서 상당히 낮은 전압으로 제품이 동작하게 되며, 이러한 전압변환은 제품에 내장된 변압기에 의해서 수행되는데, 변압기는 전기 전자제품이 구동하지 않는 경우에도 일차측에 인가된 전압에 의해서 발생되는 대기전력 소비량에 의해서 일정 크기의 전력소모가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 인구에서는 대기진력에 대해서 가전제품의 대기상태를 유지하기 위한 상태에선 소모되는 전력량 및 변압기의 1차측에서 유도되나 2차측에서 전력에너지로 변환되지 못하고 소실되는 손실을 모두 포함하는 것으로 정의를 내리고, 해당 적용 제품의 비구동상태에서 독립된 전원으로 구동되어 변압기의 1차 측을 완전히 개방하여 1차 측 전압인가에서 발생되는 손실까지 모두 줄일 수 있는 회로에 대한 기술적인 구성과 적용가능성에 대해서 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.434-435
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• 2008

최근 국내 IT 산업의 발달에 따른 디지털화에 따라서 대기전력에 의해서 소비되는 전력소모량은 일반 가정용 전원을 기준으로 할 때 전체 사용량의 11%에 육박하는 수준까지 나타나고 있으며, 이는 다른 선진국에 비해서도 상당히 높은 수준으로 미국의 5% 수준의 2배가 넘는 수치이다. 전기, 전자제품의 디지털화 의 추세는 일반가구 및 산업시설에 공급되는 공급전압에 비해서 상당히 낮은 전압으로 제품이 동작하게 되며, 이러한 전압변환은 제품에 내장된 변압기에 의해서 수행되는데, 변압기는 전기, 전자제품이 구동하지 않는 경우에도 일차측에 인가된 전압에 의해서 발생되는 대기전력 소비량에 의해서 일정 크기의 전력소모가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 대기전력에 대해서 가전제품의 대기상태를 유지하기 위한 상태에서 소모되는 전력량 및 변압기의 1차측에서 유도되나 2차측에서 전력에너지로 변화되지 못하고 소실되는 손실을 모두 포함하는 것으로 정의를 내리고, 해당 적용 제품의 비구동상태에서 독립된 전원으로 구동되어 변압기의 1차 측을 완전히 개방하여 1차 측 전압인가에서 발생되는 손실까지 모두 줄일 수 있는 회로에 대한 기술적인 구성과 적용가능성에 대하여 연구하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.484-485
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• 2018

증가하는 부하 수요와 신재생 에너지의 보급 때문에 고품질의 전압을 공급하는데 어려움을 겪고 있다. 전통적인 배전용 변압기는 수동적으로 운전상태가 결정되기 때문에 전력 품질에 문제가 발생 시 대처가 불가능하다. 이러한 단점을 보완하기 위해 국내 / 국외에서 반도체 변압기에 대한 많은 연구들이 진행되었다. 하지만 이러한 반도체 변압기는 상용화에 있어 배전단 1차 측의 높은 전압에 대응하기 위한 절연 구조가 필요한 단점이 있다. 본 논문은 기존의 주상변압기에 전력변환장치를 추가하여 반도체 변압기의 핵심 기능 중 순간 전압 상승/강하 보상하는 새로운 개념의 반도체 변압기의 회로 구조를 제시한다. 그리고 1차측 전압 상승/강하에 따른 2차측 전압의 변동을 PSIM 시뮬레이션으로 통해 검증한다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.5 no.5
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• pp.419-426
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• 2000

Generally diode rectifier has been used as Preregulator of arc- welding machine. Its defect is the generation of high current harmonics which result In utility pollution. In this parer, using the three-phase PWM converter, the input performance of arc-welding machine is improved by increasing the input power factor. When the diode rectifier in the arc-welding machine is replaced with three-phase PWM converter, PWM converter should control DC voltage of the output side. If PI controller is used for the output DC voltage regulator, the output DC voltage has high ripple voltage due to the instantaneous load variation in the arc-welding machine. In this paper, the feedforward compensator has been introduced to reduce the DC voltage ripple. It lessens the influence of load current which is the disturbance of the output DC voltage regulator. Theoretical prediction of this analysis has been verified by comparing with experimental data

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.334-335
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• 2020

본 논문에서는 레이저 광원을 적용한 무선전력전송 시스템에 적용되는 PV 모듈의 출력 특성을 분석하고, PV 모듈로부터 최대 전력을 발생시키면서 배터리를 충전시킬 수 있는 컨버터 개발 결과를 제시한다. 먼저, 특정 파장에서 최대전력이 발생되도록 개발된 PV 수신모듈에 레이저 빔을 조사하였고, 레이저에 공급되는 전력 크기에 따른 PV 모듈의 전압-전류의 특성 데이터를 확보하였다. 전압/전류 특성 데이터로부터 PV 수신모듈의 소신호 저항을 분석하였고, 이를 컨버터 회로모델에 적용함으로써 제어기 설계를 위한 시스템의 전달함수를 유도하였다. 이로부터 레이저 일사량에 따른 전류원/전압원 전영역에서 PV 모듈의 입력전압을 안정적으로 제어할 수 있는 제어기를 설계함으로써 레이저 수신용 PV 모듈이 최대 전력을 발생시킬 수 있도록 하였다. 본 논문에서 제안된 방법은 MCU 제어기반 25W급 배터리 충전용 부스트 컨버터의 프로토타입 제품을 통해 실험 검증되었다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.1765-1768
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• 2005

Binary-search 알고리즘을 이용한 새로운 6-bit 300MS/s ADC 를 제안 하였다. 본 연구에서 제안된 ADC 는 저전력, 고속동작, 저해상도의 응용분야에 적합하도록 설계 되었다. 11 개의 rail-to-rail 비교기와 기준전압 발생기, 그리고 기준전압 제어회로로 구성 되었으며, 이는 기존의 구조와는 다른 전혀 새로운 형태로 제안된 것이다. 전력소모를 줄이기 위해 비교기 공유기술을 사용하였다. 또한 ADC 의 sub-block 인 rail-to-rail 비교기는 인버터 logic threshold 전압 값을 이용한 새로운 형태의 비교기를 제안하였다. 비교기는 인버터와 n-type preamp, p-type preamp 그리고 각각에 연결되는 latch 로 구성되었다. 기존의 rail-to-rail comparator 에 비해 입력 범위 전체 영역에서 일정한 gm 값을 얻을 수 있다. 실험결과 2.5V 공급전압에서, 17mW 의 전력 소모를 보이며, 최대 304MS/s 의 데이터 변환율을 가진다. INL 과 DNL 은 입력신호가 2.38Mhz 의 주파수를 가지는 삼각파일 때, 각각 ${\pm}0.54LSB$, ${\pm}1LSB$ 보다 작다. TSMC 0.25u 공정을 이용하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.10
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• pp.66-72
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• 2007

This paper describes the characteristics of power loss and leakage currents flowing through new and used 18[kV] zinc oxide(ZnO) surge arrester under the mixed DC and AC voltages. The mixed DC and AC voltage generator of 50[kV] peak was designed and fabricated. The I-V curves of ZnO surge arrester were measured as a function of the voltage ratio K. The I-V curves under the mixed DC and AC voltages lay between the pure DC and AC characteristics, and the cross-over phenomenon in both I-V curves and R-V curves was observed at the low current region. As a result, the increase of DC component in the mixed voltages causes the increase of resistive component of total leakage current of ZnO surge arrester. Also, in the case of same applied voltage, the leakage current flowing through the used ZnO surge arrester was higher than that of the new ZnO surge arrester.