• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.317-320
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• 2005

본 논문은 멀티-레벨 H-bridge 인버터에서 입력전압 변동에 따른 AVR(Auto Voltage Regulation)기능을 적용 그 타당성을 제안하였다. 기존의 범용 인버터에서 (V/F)로 구동되는 전동기 시스템에 있어서 인버터에 공급되는 입력 전압은 출력 주파수에 따라 출력 전압 비율을 일정하게 하고 기동에 필요한 전압을 더하여 출력하는 방식이다. 집중 제어 방식의 멀티-레벨 H-bridge 인버터에서는 Cell의 DC-Link 전압을 Master에서 받아들여서 각각의 Cell에 기준 전압값을 지령하게 된다. 그러므로 입력 전압 변동에 따른 DC-Link 전압의 변동이 발생하게 되면 상전압 Unbalance 가 발생하게 되어 부하가 원하는 출력 전압을 낼 수가 없게 된다. 또한 각각의 Cell을 제어하는 Master 제어기가 가지고 있는 문제점을 보완하여 각각의 Cell 제어기 스스로가 AVR을 수행하는 좀더 나은 방법을 제안하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.309-313
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• 2001

본 논문에서는 Custom Power 응용을 위한 전압 안정화 특성을 갖는 다기능 3상 전자식 강압형 변압기가 제안된다. 제안된 전자식 변압기는 다음과 같은 특징을 갖는다. 1) 무게가 1㎾ 기준 일반 변압기의 40% 수준이다. 2) PWM 제어에 의하여 입력전압의 변동에 무관한 출력전압을 유지하는 전압 안정화 기능을 갖는다 3) 전원 또는 부하단의 Emergency에 대하여 회로 차단기의 기능도 갖는다. 4) 부하에 최초 전원 공급시, 낮은 전압으로부터 점진적으로 증가시켜가면서 전원을 인가하여, 전원 투입시 발생할 수 있는 돌입전류나 과도 충격을 제거할 수 있다. 그 밖에 무부하시 전원차단 기능과, 왜곡된 입력전압에 대한 보상기능을 추가 할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 강압형 전자식 변압기의 회로 구성과 특징을 설명하고, 이를 PSPICE 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권1호
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• pp.15-24
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• 2012

본 논문에서는 Switched-Capacitor 지연 기법의 새로운 고해상도 DPWM 발생기를 사용한 Dynamic-Response-Free SMPS를 제안한다. 제안된 회로는 Switched-Capacitor 지연 기법을 이용한 DPWM 발생기의 내부 커패시터 전압 기울기를 제어하는 방식으로 DPWM의 duty ratio를 결정한다. 제안된 회로는 컨버터의 피드백 전압과 기준전압을 비교하여 DPWM 발생기의 내부 캐패시터에 충방전되는 전류량을 제어하는 방식으로 출력전압 tracking이 가능하다. 따라서 제안된 회로는 기존 closed loop 제어 방식의 SMPS들에서 문제점이 되고 있는 동적 응답특성을 고려할 필요가 없으며, 출력 전압에 overshoot/undershoot로 인한 ringing 현상이 발생하지 않는다는 큰 장점을 가진다. 제안된 회로는 1MHz~10MHz까지 스위칭주파수를 사용자가 선택할 수 있으며, 100MHz의 내부 제어 동작 주파수로 10MHz 최대 스위칭 주파수(DPWM) 발생이 가능하다. 100MHz의 내부 제어 동작 주파수를 사용하여 10MHz 스위칭 주파수 발생시 소모되는 내부 회로의 최대 전류는 2.7mA이며, 출력 버퍼를 포함한 전체 시스템의 전류 소모는 15mA이다. 제안된 회로는 0.125%의 DPWM duty ratio 해상도를 가지고 부하에 최대 1A까지 전류공급이 가능하며, 최대 리플 전압은 8mV이다. 동부하이텍 BCD $0.35{\mu}m$ 공정 파라미터를 이용해 시뮬레이션을 수행하여 제안된 회로의 동작을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.152-155
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• 2017

본 논문에서는 에너지 회수를 최대화하기 위하여 전기자동차의 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Machine)으로부터 발생된 전압을 제어하는 방법을 다룰 것이다. 이 방법은 PMSM의 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로를 구성하고 배터리에 많이 충전할 수 있도록 전압을 제어한다. 일반적인 전기자동차의 경우 회생된 큰 전압이 배터리에 들어가 망가지는 현상을 방지하기 위해 스위칭 소자를 사용하여 회로를 끊어주어서 그 큰 전압을 사용하지 못한다. 이러한 회생된 큰 전압으로 제어하여 사용함으로써, 에너지 회수율이 증가하고 전기자동차의 주행거리가 증가할 수 있다. L-C 공진회로에서 FET 게이트에 전압을 인가하는 제어기의 구동 펄스에 따른 전압 변화를 분석하였다. 전압은 듀티에 따라 변해 PI 제어기를 통한 듀티 제어를 하는 전압제어 알고리즘을 연구하였다. 그리고 이를 Matlab Simulink를 이용하여 모의실험을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.12-14
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• 2018

본 논문에서는, 넓은 입력전압 범위에서 높은 효율을 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 적은 소자수를 가지고, 영전압 스위칭이 가능한 특징으로 인해 작은 용량의 전원장치에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 변압기에 큰 DC-오프셋 전류를 가지기 때문에, 변압기의 크기를 증가시키고 영전압 스위칭 에너지를 감소시키는 문제점을 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 결합 인덕터를 사용한 새로운 구조의 정류기를 사용하여 변압기의 오프셋 전류를 제거한다. 이로 인해 제안하는 회로는 오프셋 전류로 인해 발생하는 문제점을 해결하여 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 가진다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해 250-400V 입력전압과 100V/200W의 출력에서 실험이 진행되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.175-176
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• 2015

봄철 황사나 대기오염으로 인하여 실내에 오염된 공기가 유입되고 있다. 이를 정화하기위해 현재 실내에서는 공기청정기를 사용한다. 그러나 기존의 공기청정기는 이미 실내공기가 오염되었을 때 작동한다. 이를 보완하고자 본 논문에서는 방충망형 오염공기 차단기를 제안하였다. 방충망형 오염공기 차단기는 방충망에 고압의 DC 전압을 인가하여 코로나현상을 일어나게 하도록 만든 장치이다. 코로나 현상이 일어나면 주변 공기가 이온화 되는 원리를 이용하였다. 고압의 DC 전압을 발생시키기 위해 Full-Bridge 인버터를 이용하여 LC공진으로 변압기의 1차측 전압을 상승시켰고, 권선비를 이용하여 변압기 2차측 전압을 승압하였다. 마지막으로 배전압 정류회로를 설계하여 최종 DC전압을 생성하였다. 실험을 통해 제안한 방식의 유용성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.829-831
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압 및 전도중심의 변화를 분석하고자한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상하단 게이트 전압에 의하여 전류흐름을 제어할 수 있어 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 채널길이가 감소하면 필연적으로 발생하는 문턱전압의 급격한 변화는 소자 특성에 커다란 영향을 미치고 있다. 특히 상하단의 게이트 전압, 상하단의 게이트 산화막 두께 그리고 도핑분포변화에 따라 발생하는 전도중심의 변화는 문턱전압을 결정하는 중요 요소가 된다. 해석학적으로 문턱전압 및 전도중심을 분석하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식을 통하여 유도하였다. 다양한 채널길이 및 채널두께에 대하여 전도중심과 문턱전압을 계산한 결과, 채널길이와 채널두께의 비 등 구조적 파라미터뿐만이 아니라 도핑분포 및 게이트 전압 등에 따라 전도중심과 문턱전압은 크게 변화한다는 것을 알 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.437-438
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• 2017

본 연구는 독립 운전 모드의 P+MR 기반의 전압제어기의 계통 동기화 방식을 조사한다. 계통 복전 후 계통과의 재연결을 위한 계통 동기화가 고정자 좌표계하에서 제어가 수행되는 경우, 독립운전하에서 정전압, 정주파수를 가지는 교류 지령 전압은 계통 전압으로 대체되는데 이 부분에서 고정자 좌표계 제어하의 현재 출력 전압과 계통 전압의 위상 차이에 기인하여 상당한 전압 오차가 발생할 여지가 있고 이러한 전압 오차 발생은 심각한 전압 과도 상태를 야기할 수 있게 된다. 추가적으로, 인버터의 출력 단에 연결된 부하가 비선형 부하라면 부하에서 생성되는 고조파에 기인하여 위에 언급된 전압 과도 상태가 더욱 심각해질 수 있다. 본 논문에서는 위에 언급된 문제를 해결하기 위한 대책으로 독립 운전 모드하에서의 전압 제어를 위해 사용되는 P+MR 제어 기반의 비선형 부하를 고려한 매끄러운 계통 동기화 방식이 제안되었다. 제안된 매끄러운 계통 동기화 방식은 실험 결과를 통해 검증된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.40-42
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• 2019

절연형 전력변환기에서 사용되는 고주파 변압기는 반도체 소자의 스위칭 시간, 전압 강하, 게이트 신호의 불균형 등으로 인해 변압기의 양과 음의 전압-시간(volt-second)에 차이가 발생할 수 있다. 본 논문은 절연형 풀브리지 타입 전력변환기에서 DC 성분에 의한 변압기 코어의 포화문제를 방지하기 위해 사용되는 DC 블로킹 캐패시터(DC blocking capacitor)의 설계 방법에 대해 분석하고 실험을 통해 증명한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.35-37
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• 2019

본 논문은 배전선로 안정화 구현을 위한 무효전력 보상기의 새로운 무효전력 제어기법을 제안하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 무효전력제어 알고리즘의 성능을 검증하였다. 무효전력 제어는 동기좌표계 d축 전류성분 제어를 통해 수행되고, DC 링크 전압을 일정하게 유지하기 위한 전압 제어와 이에 필요한 유효전력은 q축 전류성분 제어를 통해 구현된다. 제안된 무효전력 제어기법에 포함된 DC 리플 보상방식은 추출된 DC 전압의 오프셋 성분을 제거하는 HPF(high pass filter)부와 HPF 위상 특성으로 인해 발생한 위상변화 특성을 보상하기 위한 지연함수부로 구성되며, 리플성분이 보상된 전압을 전압제어기 피드백 성분으로 적용하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 DC 전압 리플 보상방식이 적용된 무효전력 제어 기법이 적용된 경우 전류 THD가 크게 향상된 결과로부터 제안된 알고리즘의 성능을 검증하였다.