• 전기학회논문지P
• /
• 제51권3호
• /
• pp.120-125
• /
• 2002

The switching-mode power converter has been widely used because of its features of high efficiency and small weight and size. These features are brought by the ON-OFF operation of semiconductor switching devices. However, this switching operation causes the surge and EMI(Electromagnetic Interference) which deteriorate the reliability of the converter themselves and entire electronic systems. This problem on the surge and noise is one of the most serious difficulties in AC-to-DC converter. In the switching-mode power converter, the output voltage is generally controlled by varying the duty ratio of main switch. When a converter operates in steady state, duty ratio of the converter is kept constant. So the power of switching noise is concentrated in specific frequencies. Generally, to reduce the EMI and improve the immunity of converter system, the switching frequency of converter needs to be properly modulated during a rectified line period instead of being kept constant. Random Pulse Width Modulation (RPWM) is performed by adding a random perturbation to switching instant while output-voltage regulation of converter is performed. RPWM method for reducing conducted EMI in single switch three phase discontinuous conduction mode boost converter is presented. The more white noise is injected, the more conducted EMI is reduced. But output-voltage is not sufficiently regulated. This is the reason why carrier frequency selection topology is proposed. In the case of carrier frequency selection, output-voltage of steady state and transient state is fully regulated. A RPWM control method was proposed in order to smooth the switching noise spectrum and reduce it's level. Experimental results are verified by converter operating at 300V/1kW with 5%~30% white noise input. Spectrum analysis is performed on the Phase current and the CM noise voltage. The former is measured with Current Probe and the latter is achieved with LISN, which are connected to the spectrum analyzer respectively.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.448-456
• /
• 2011

최근 디지털 광원으로서 각광받고 있는 고출력 LED(Light Emitting Diode)는 저소비전력과 장수명 그리고 점 소등 속도도 빨라서 고출력 LED의 효율을 향상시켜 일반 조명용으로 사용하려는 노력이 두드러지고 있다. 본 논문에서는 온도변화에 따른 전압 변동분만을 출력 콘덴서에 저장함으로서 출력 측에 사용하던 전해 콘덴서를 전압용량이 작고 수명이 긴 MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor) 사용이 가능한 LED 구동 드라이브를 제안하고자 한다. 제안된 LED 구동 드라이브는 기존의 부스트 DC/DC 컨버터의 기본 토폴로지에서 출력 콘덴서를 입력 전원과 직렬로 연결하여 LED 광원의 온도변화에 따른 전압 변동분만을 출력 콘덴서에 저장함으로서 출력 콘덴서로 기존수명이 낮은 전해 콘덴서 대신 전력 손실이 적고 수명이 긴 MLCC 사용이 가능하게 된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
• /
• pp.520-523
• /
• 2016

본 논문에서는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 갖는 열에너지 하베스팅을 위한 DC-DC컨버터를 설계하였다. 설계된 회로는 열전소자로부터 수확된 낮은 전압을 변환하여 부하에 승압된 전압을 공급한다. 시동회로는 제어기가 동작할 수 있는 VDD를 공급하고 결과적으로 Main 부스트 변환기의 파워스위치를 ON/OFF하게 되며, 스위칭 동작을 통해 부하에 승압된 전압을 공급한다. Bulk-driven 비교기를 이용하여 낮은 전압에서도 비교동작을 가능하게 하였고, 이를 이용하여 시스템 효율을 높이고, 전압안정화 동작을 하게 된다. 최대 효율은 76%이다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 모의실험을 통하여 동작을 검증하였다. 설계된 회로의 칩 면적은 $933um{\times}769um$이다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.35-45
• /
• 2022

본 논문에서는 PV 시스템에서 태양광 발전 시스템의 완전한 동작을 위해 DC-DC 벅-부스트 컨버터와 MPPT (Maximum Power Point Tracking)제어 시스템에 대한 완전한 동작 시스템에 대해 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 양호한 동작을 확인하고자 한다. 이를 위해 이중층 커패시터(EDLC:Electric double-layer capacitors )를 사용한 순간전압강하 보상장치가 개발되어 적용되고 있다. 따라서 태양광 발전의 ESS(Energy Storage System)를 고려한 PCS(Power Conditioning System)를 제안하여 부하평준화를 통한 전력의 안정적인 공급을 확인한다. 본 논문에서는 순간전압강하 보상장치(DVR :Dynamic Voltage Restorer)에 사용되는 전기 이중층 커패시터에 비해 동일 사이즈 대비 에너지 밀도가 높은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)를 적용하는 연구를 하였고, 단상 3[kW] 계통 연계형 태양광 전력변환기를 제안하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.404-410
• /
• 2021

This paper proposes a high step-up converter with zero-voltage transition (ZVT) cell for fuel cell electric vehicle. The proposed converter applies a ZVT cell to a dual floating output boost converter (DFOBC) so that not only the main switch but also the ZVT switch can achieve full-range soft switching. The current rating of the ZVT switch is 17% of the main switch. The proposed converter has high reliability in that no timing issue occurs. Therefore, online calculation is not required. The minimum turn-on time of the ZVT switch that guarantees soft switching at all loads and input/output voltage is obtained by analysis. In addition, the proposed DFOBC allows the use of a 650 V device even at 800 V output and has the advantage of being able to boost the voltage by 3.5 times with 0.56 duty. Planar coupled inductor with PCB winding was successfully implemented with the converter operated at 300 kHz. The 25 kW prototype achieves peak efficiency of 99% and power density of 63 kW/L.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.82-91
• /
• 2017

This paper is a study on the bi-directional DC-DC converter, one of the key elements of 48V-12V dual systems in mild hybrid electric vehicles. Mild hybrid electric vehicles require a bi-directional DC-DC converter that can efficiently transmit power in two directions between a 48V battery and a 12V battery. To develop a bi-directional DC-DC converter with better price competitiveness, upgraded fuel economy, excellent performance and smaller size, this study designed, produced and presented a circuit that improved on the existing one. In the proposed 8-phase bi-directional DC-DC converter, the size of the passive element was reduced through the 8-phase interleaved topology, whereas downscaling had previously posed a difficulty. This study also designed and produced a 2.5kW class prototype. Based on the proposed 8-phase interleaved topology, a size of 227.5 (W) * 172 (L) * 64.35 (H) was achieved. In the boost mode operation and buck operation modes, the maximum efficiency was recorded at 94.04 % and 95.78 %, respectively.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.652-658
• /
• 2006

본 논문은 승압형 컨버터, 강압형 컨버터 및 저주파 인버터를 이용한 고휘도 Short-Arc 램프용 전자식 안정기의 설계 및 제작에 관하여 기술하였다. 제안한 안정기는 130 [Hz]의 구형 저주파를 램프에 인가함으로써 고압 방전 램프에서 발생할 수 있는 음향공명현상을 제거하였으며, 25 [kHz]의 고주파 전압을 중첩시켜 아크튜브의 전극에서 발생할 수 있는 열적 불균형을 해소하였다. 또한 전압 전류의 합을 이용한 정전력 제어를 수행하여, 주위 환경 및 램프의 노화에 따른 램프 전압의 변화에 대하여 안정한 점등상태를 유지하였다. 실험 결과로부터, 제작한 전자식 안정기의 램프 전압, 전류 및 전력은 각각 123.8 [V], 8.1 [A] 1,002 [W]로 측정되었다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.188-198
• /
• 2010

최근들어, 전기이중층 커패시터 등의 친환경 전력저장장치의 수요가 증가하면서, 이를 위한 양방향 충/방전기의 수요 또한 증가하고 있다. 그러나, 기존의 상용화된 아날로그 제어기를 사용하는 DC-DC 컨버터를 충 방전기로 사용하게 되면, 충/방전 레퍼런스를 제공하는 상위 디지털 제어기와 별도로 아날로그 제어기를 제작해야 하는 문제가 있고, 회로가 복잡해지며, 모드전환 시 과도응답이 좋지 않다. 이에 대한 대안으로 단일 디지털 제어기를 사용하게 되면 쉽게 구현 가능한 설계방식을 이용하여 양방향 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 단일 회로 단 양방향 벅-부스트 컨버터에 전기이중층 콘덴서를 이용한 친환경 전력저장장치의 양방향 충/방전 시스템을 구현하고, DSP(TI사 TMS320F28335)를 이용한 디지털 제어기를 적용하였다. MATLAB simulink를 이용하여 모의실험을 수행하였고, 하드웨어를 구성하여 실험한 결과, 모의실험과 마찬가지로 양방향 시스템의 응답특성이 개선되었음을 보여주었다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.332-345
• /
• 2013

본 논문에서는 최근, 압전 변압기 기술의 급속한 발전을 이용하므로 자계의 잡음이 없고, 크기가 소형화되며 고효율과 고 전력 밀도, 누설자속이 없어 노이즈 발생이 없고, 공진주파수만을 이용하므로 출력파형이 정현파에 가까워 고조파 잡음이 없는 점을 이용하여 전기적인 등가회로를 적용하여 DC-DC 컨버터를 구현 하였다. 유도전동기 회전자 속도 개념에 자속 기준 모델 적용 시스템(FMRAS)을 적용하였다. 유도전동기의 벡터제어는 회전자 속도 정의의 추정값을 이용하여 실행 할 수 있고, 부가된 변화되는 모델로 회전자 목표값 계산을 수행 할 수 있다. 이 시스템은 PWM 공간 전압기법과 DC-DC 컨버터를 이용하여 벡터전류제어와 속도제어를 위한 PI제어기로 구성되어 있다. 제어를 위한 실행과 높은 속도계산을 디지털 신호 원칩 마이크로프로세서에 의해 수행 되었고, 시뮬레이션과 실험을 통해서 다양한 제어 방법의 타당성을 제시 하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.785-792
• /
• 2019

다중 컨버터 모듈을 병렬 운전 시, 시스템의 신뢰성 향상을 위해 모듈 간 균등한 전력 분배가 이루어져야 한다. 본 논문에서는 기존의 드룹 제어 방법을 개선하여 전류 분배 특성이 향상된 개선된 드룹 제어 방법을 제시한다. 제안하는 방법에서는 각 모듈의 전류가 설정값보다 커질 경우, 출력 전압 설정값을 상향 조정하여 모듈 간 전류 분배 특성이 개선되도록 한다. 한편, 출력 전압을 공차 범위 안에서 관리하고자 할 때, 출력 전압 설정값이 항상 상향 조정된다면 이용 가능한 제어 IC 기준값($v_{ref}$)의 범위가 줄어들게 된다. 따라서 상향 조정으로 인해 모듈 간 출력 전압 설정값이 역전될 경우 하향 조정을 통해 이를 해결하고자 하였다. 제안하는 방법은 2개의 부스트 컨버터 모듈로 구성된 17.5V/500mA급 프로토타입을 통해 실험으로 검증하였다.