• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.15 no.3
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• pp.188-198
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• 2010

Recently, as the demand of the environmental-friendly energy storage system such as an electric double-layer condenser increases, that of the bidirectional charger/discharger for the systems also increases. However, when charging/discharging mode-change occurs, the charger/discharger employing a bi-directional DC-DC converter with a commercialized analog controller has a complex circuit scheme, and a poor transient response. On the other hand, if a single digital controller is used for the bi-directional mode, the system performances can be improved by application of an advanced power-processing algorithm. In the paper, an environmental-friendly power storage systems including an Electric Double Layer Capacitor(EDLC) banks were developed with a bi-directional buck-boost converter and a digital signal processor (TMS320F28335). A simulation test-bed was realized and tested by MATLAB Simulink, and the hardware experiment was performed which shows that the dynamic response was improved such as the simulation results.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.13 no.1
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• pp.226-239
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• 2018

In this paper, design and control method ZVT Interleaved Bidirectional LDC(IB-LDC) for mild-hybrid electric vehicle is proposed. The IB-LDC is composed of interleaved buck and boost converters employing an auxiliary inductor and auxiliary capacitors to achieve zero-voltage-transition. Operating principle of IB-LDC according to operation mode is introduced and mathematically analyzed in buck and boost mode. Moreover, PFM and phase control are proposed to reduce circulating current for low power range. Passive components design such as main inductor, auxiliary inductor and capacitors is suggested, considering ZVT condition and maximizing efficiency. Furthermore, a 600W prototype of ZVT IB-LDC for MHEVs is built and tested to verify validity.

• Journal of Power Electronics
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• v.19 no.4
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• pp.858-868
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• 2019

With the widespread use of modern clean energy, lithium-ion batteries have become essential as a more reliable energy storage component in the energy Internet. However, due to the difference in monomers, some of the battery over-charge or over-discharge in battery packs restrict their use. Therefore, a novel multiphase interleaved converter for reducing the inconsistencies of the individual cells in a battery pack is proposed in this paper. Based on the multiphase converter branches connected to each lithium battery, this circuit realizes energy transferred from any cell(s) to any other cell(s) complementarily. This flexible interlaced converter is composed of an improved bi-directional Buck-Boost circuit that is presented with its own available control method. A simulation model based on the PNGV model of fundamental equalization is built with four cells in PSIM. Simulation and experimental results demonstrate that converter and its control achieve simple and fast equalization. Furthermore, a comparison of traditional methods and the HNFABC equalization is provided to show the performance of the converter and the control of lithium-based battery stacks.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.18 no.4
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• pp.403-411
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• 2013

This paper proposes an isolated bidirectional three-phase push-pull dc-dc converter for high power application such as eco-friendly vehicles, renewable energy systems, energy storage systems, and solid-state transformers. The proposed converter achieves ZVS turn-on of all switches and volume of passive components is small by an effect of three-phase interleaving. The proposed converter has identical switching pattern for both boost and buck mode, and therefore can provide seamless characteristic at the mode transition. A 3kW prototype of the proposed converter has been built and tested to verify the validity of the proposed operation.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.13 no.2
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• pp.103-111
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• 2021

Among transport vehicles, Special Vehicles (SVs) are seriously exposed to energy and environmental problems. In particular, elevator cars used when moving objects in high-rise buildings increase the engine's rotational speed (radian per second: RPM). At this time, when the vehicle accelerates rapidly while idling, energy consumption increases explosively along with the engine speed, and a lot of soot is generated. The purpose of this paper is to develop a bi-directional DC-DC converter for control of vehicle power and secondary battery used in an elevated ladder vehicle (EC) used in the moving industry. As a result of this paper, the performance test of the converter was conducted. The charging/discharging state of the converter was simulated using DC power supply and DC electronic load, and a performance experiment was conducted to measure the input/output power of the converter through a power meter. Through this experimental result, it was confirmed that the efficiency was more than 92% in Buck mode and Boost mode at maximum 1.2kW output.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.50-51
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• 2015

본 논문에서는 다수의 PV-부스트 컨버터를 입력으로 하는 계통연계형 풀브리지 인버터의 DC링크 커패시터간 전압 균등화 방법을 제안한다. 다수의 PV가 입력으로 연결된 인버터의 경우 각 PV의 부분 그늘짐 현상과 같은 조건에 따라서 최대 전력점이 달라질 수 있다. 각각의 PV와 연결된 부스트 컨버터의 출력 은 인버터의 DC링크 커패시터로서 각각이 직렬로 연결되는데 각 전압 분배는 PV의 입력에 따라 결정되게 된다. PV의 발전조건이 바뀌어 부스트 출력전압 편차가 극심해져서 더 이상 부스트 컨버터로서의 역할을 할 수 없는 조건이 갖춰진다면 PV에서의 안정적인 발전을 기대할 수 없을 것이다. 또한 DC링크 커패시터 간 전압의 불균형은 시스템을 설계함에 있어서 소자의 더 넓은 범위에서의 동작조건을 만족시켜야 하기 때문에 효율 면에서 나쁜 영향을 미치게 된다. 시뮬레이션을 통해서 DC링크 커패시터 간 전압 균등화 방법을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.125-126
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• 2015

본 논문에서는 ESS (Energy Storage System)용 양방향 벅-부스트 컨버터가 부하 변화에 상관없이 안정적인 전압제어를 하기 위한 아날로그 제어기를 설계한다. 양방향 벅-부스트 컨버터의 소신호 모델을 이용하여 일반화된 전달 함수를 구하고 이를 기반으로 입 출력 부하 변화와 충 방전 모드 변화에 상관없이 안정적인 전압제어를 위한 제어기를 설계한다. 그리고 시뮬레이션을 이용하여 제어기 설계 과정의 타당성을 밝히고 설계한 제어기의 성능을 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.351-352
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• 2020

본 논문은 연료전지를 이용한 양방향 벅-부스트 시스템의 제어기 설계와 해석을 하고자 한다. 제어기 설계는 주파수응답을 해석하여 제어 루프의 안정성과 성능을 고려하여 설계하였다. 제어기의 게인 값은 시스템의 대역폭과 위상여유를 고려하여 선정하였고, 설계된 제어기는 Matlab과 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.158-160
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• 2009

HEV(Hybrid Electrical Vehicle)의 배터리와 전동기/발전기용 인버터 사이에 장착되는 양방향 컨버터는 boost/buck 동작을 수행함으로써 차량이 효율적으로 동작되도록 한다. 대표적인 단상(single-phase)의 Half bridge topology를 기준으로 효율을 분석 하였으며 효율 개선을 위하여 다상(multi-phase) 인터리빙, 소프트 스위칭 기술 등이 사용되고 있으나 여기서는 하드 스위칭 상태만 다룬다. Ideal한 컨버터의 경우 단순히 Duty비와 동작 영역에 따라서 출력 상태가 결정 되며 입력전력과 출력전력은 동일하다. 그러나 손실이 있는 경우 입/출력 전력은 동일하지 않게 되고, Duty 역시 변화 한다. 따라서 각 손실 파라미터를 Ideal한 Duty로 가정하고 구할 경우 오차가 발생한다. 또한, 스위칭 소자의 on/off시 발생하는 스위칭 손실은 실험 측정값과 계산값의 차이가 크기 때문에 이 역시 오차의 원인이 된다. 본 논문에서는 각 손실 파라미터와 입/출력 전력을 Duty에 대한 다항식으로 표현 하였다. 고차 다항식의 근을 수치 해석적으로 구하여 손실을 고려한 Duty비를 찾아 낼 수 있다. 스위칭 손실의 경우 데이터 시트에 주어진 손실 그래프를 테스트 영역까지 1차 근사하여 사용함으로써 정확한 효율 측정이 가능하도록 하였다.