최근 신재생 에너지와 ESS와 같은 분산 전원의 사용이 점차 늘어나면서, 이들을 제어하는 전력 변환 장치에 대한 기대치는 점점 상승하고 있다. 특히 DC 1500V에 대한 요구 및 고 효율, 고 전력밀도에 대한 요구는 최근 Wide band gap 소자의 발전과 함께 산업계 전반에 주요한 이슈이다. 본 논문은 이러한 요구를 만족하기 위한 Hybrid ANPC의 설계를 논하도록 한다. 구성의 정합성을 확인하기 위해, 손실 분석이 진행될 것이며, 최근 SiC 모듈의 발전 방향인 Press-fit type의 설계에 맞춰 Power PCB 설계를 위한 모의 실험을 진행한다.
고온/고압/산화제 과잉 환경에 노출되는 금속들은 급격한 산화(발화 및 연소)가 일어날 수 있다. 본 연구에서는 시편에 전력을 공급하여 시편 온도를 직접 제어하는 방식의 직류전원장치 시험설비를 구축하고 고온/정체/산화제 과잉 환경을 모사하여 STS 계열 금속 재질에 대한 금속 산화 및 발화에 대한 평가를 진행하였다. 그 결과, 선정된 재질의 변형(변색), 표면 거칠기에 변화와 금속 표면의 박리 현상이 관찰되었으며 무게 및 시편 두께에 변화가 있음을 확인하였다. 시편 중 가장 산화가 심한 시편은 STS 304이며 산화가 덜한 시편은 XM-19로 나타났다.
전자산업 부문의 친환경 대응이 이슈화 되면서 전자기기의 대기전력 소비감소를 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 전자기기의 대표적인 전원공급장치인 Switched Mode Power Supply(SMPS)의 경우 부하기기의 대기모드 시 극도로 낮은 출력전력에서 고효율을 달성해야 하는 요구가 높다. 특히 많은 SMPS들이 부하기기의 요구에 의하여 다출력 컨버터로 설계되어 있는데, 이러한 다출력 구조에서 대기모드 시 불필요한 출력을 절체함과 동시에 저전력에서 고효율을 내기가 쉽지 않다. 또한 다출력 구조로 인한 Cross Regulation 문제를 극복해야 하는 과제가 있다. 따라서 본 논문에서는 단일 컨버터 혹은 복수의 컨버터로 구성되어 있는 다출력 컨버터에서 대기전력 개선을 위한 Secondary Side Post Regulator(SSPR), 전류모드, Power Sequence 제어기술을 제안하고, 대기전력과 더불어 SSPR의 Cross Regulation 특성 개선을 검토하였다. 그리고 제안한 기술이 구현된 다출력 구조의 110W와 270W급 SMPS를 제작하여 회로의 타당성 및 우수성을 검증하였다.
본 논문은 에너지 저장시스템(ESS)과 무정전 전원장치(UPS)를 하나로 통합한 새로운 하이브리드 ESS-UPS 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 ESS와 UPS를 하나로 통합함으로써 전력변환 시스템(PCS)의 가격을 줄이고 배터리의 이용률을 높일 수 있다. 또한 기존의 on-line UPS와는 달리 두 종류의 중요부하를 구성할 수 있어 PCS의 용량대비 비상발전 용량을 증대시키는 것이 가능하다. 본 논문에서는 제안하는 하이브리드 ESS-UPS 시스템의 운영 전략 및 급속 모드전환 알고리즘을 제안하며, 5kW급 축소 시작품을 통한 실험 결과로 타당성을 입증하였다.
The author Present a modified multiloop algorithm including feedforward for controlling a 45kW step down chopper in the power supply of Maglev. The control law for the duty cycle consists of three terms. The first is the feedforward term which compensates for variations in the input voltage. The second term consists of the difference between the slowly moving inductor current and output current. The third term consists of proportional and integral terms involving the perturbation in the output voltage. This perturvation is derived by subtracting the desired output voltage from the actual output voltage. The proportional and integral action stabilizes the system and minimizes output voltage error. To verify the validity of the proposed multiloop controller, simulation study was tried using Matlab/sirnulink.
Capacitor Charging Power Supply(CCPS) is one of the most important components of a pulsed power system. The CCPS is widely used in source of lasers, accelerators and plasma generators. This paper presents design of a dead time control circuit and operation characteristics for stable high repetition rate of high voltage CCPS. The CCPS consists of battery, high voltage transformer and controller with a dead time control circuit. A dead time control circuit was simulated by PSpice. The performance test of the CCPS was carried out with a 7[nF] load capacitor at output voltage of 50[kV] and a pulse repetition frequency of 100[Hz]. As a result, we can verify that charging and discharging waveform is stable at 100[Hz]. The experiment results indicate that 3[ms] dead time made it possible for stable high repetition rate of 100[Hz]. This paper paves the way for designing an advanced CCPS which is more applicable outside experiments.
In this paper a prototype of high frequency heating power supply system based on the high frequency heating principle is designed to take the place of acupuncture, moxibustion, warm dressing treatment and some other traditional physical therapy methods. Which possess the advantages of low cost, convenient, easy operation and good effect. The high frequency heating power supply can generate a pulse voltage of more than 1KV with 300KHz switching frequency to heat the patient's skin. The skin temperature can reach to $41{\sim}42^{\circ}C$. The peak current control method is used to maintain the skin temperature in the designed range. The design of the main circuit is based on the flyback converter topology. An easier and practical design method is proposed in this paper. The power supply system prototype is verified to be stable and reliable by both the simulation and experimental results.
본 논문에서는 출력 인덕터 전류의 리플을 저감할 수 있는 새로운 방식의 위상천이 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 2개의 풀 브리지 인버터가 연결된 구조로 되어 있으며 하나의 풀 브리지 인버터가 고정 위상($0^{\circ}$)으로 동작할 때, 다른 풀 브리지 인버터의 위상을 조절하여 출력 전압을 제어하는 방식이다. 정상 동작 시, 제안회로는 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터에 비해 출력 인덕터 전류 리플이 매우 작고, 2차 측 정류기의 공진 전압도 작아져 출력 LC 필터의 소형화 및 고효율화가 가능하여 대전류 사양에 매우 적합한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고, 450W 전원장치를 시작품으로 제작하여 그 우수성을 확인하였다.
전파통신의 급격한 발전에 따라 우리의 생활은 보다 편리하고 풍요로워졌다. 그러나 정밀 전기 전자 장치 및 제어 시스템 등이 경량화, 고속화, 소형화됨에 따라 외부의 EMI(전원장해)와 EFT(과도전압)에 의한 오동작, 인체에 미치는 영향 등의 많은 문제점을 야기 시키고 있다. 따라서 본 논문에서는 이에 대한 대책방법으로 10 MHz ~ 1.5 GHz에서 30 ~ 75 dB 이상의 노이즈 감쇠 특성과 IEC 61000-4-4의 level 4에서 4 kV의 과도전압을 인가시 600 V로 억제시키는 우수한 특성을 가진 대전력용 차단기 내의 EMC 필터를 설계 제작하였다.
양방향 스위치를 가지는 Bridgeless PFC 컨버터(BBPFC)는 구조상 복잡한 플로팅 게이트 드라이버를 활용함에도 불구하고 좋은 공통모드 잡음 즉, Common-Mode (CM) 노이즈 특성과 간단한 제어 방법으로 인해 많은 브리지리스 PFC 컨버터 중에서도 고전력 응용분야에서 매우 매력적인 토폴로지이다. 이러한 BBPFC는 도통 경로 상에 위치한 정류 다이오드의 역회복 특성의 상대적인 편차를 활용하여 전력 밀도를 감소시키지 않고도 좋은 공통모드 (CM) 노이즈 특성의 확보가 가능하다. 하지만 이러한 장점을 가지는 BBPFC 구조를 고전력 서버용 전원장치분야에서 활용할 경우, 이미 등록된 특허로 인해 매우 높은 개런티를 지불해야 하므로 그 활용이 매우 제한적이다. 따라서, 본 논문에서는 이미 등록된 특허를 회피하고, 동시에 기존 BBPFC 회로가 가지는 단점인 플로팅 게이트 드라이버를 활용하는 단점을 개선하는 새로운 형태의 브리지리스 PFC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 기존 BBPFC가 가지는 장점인 좋은 (CM) 노이즈 특성을 가지며, 동시에 높은 효율을 달성 할 수 있다. 또한 제안된 컨버터의 경우, 복잡한 플로팅 형태의 게이트 드라이버 회로가 아닌 간단한 부트스트랩 회로를 활용하여 회로를 운용할 수 있다. 더불어 제안된 컨버터는 입력의 양과 음의 주기에서 단 하나의 스위치를 사용하여 회로를 구동할 수 있기 때문에 기존회로 대비 적은 손실을 가져 높은 효율의 획득이 가능하다. 본 논문에서는 제안된 구조에 대해 하이라인 $230V_{RMS}$ 입력과 800W / 400V 출력의 조건을 적용하여 제안하는 구조의 효용성을 검증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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