• Journal of Power Electronics
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• 제16권5호
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• pp.1706-1715
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• 2016

In this paper, a single phase modified switched-diode topology for both symmetrical and asymmetrical cascaded multilevel inverters is presented. It consists of a Modified Switched-Diode Unit (MSDU) and a Twin Source Two Switch Unit (TSTSU) to produce distinct positive voltage levels according to the operating modes. An additional H-bridge synthesizes a voltage waveform, where the voltage levels of either polarity have less Total Harmonic Distortion (THD). Higher-level inverters can be built by cascading MSDUs. A comparative analysis is done with other topologies. The proposed topology results in reductions in the number of power switches, losses, installation area, voltage stress and converter cost. The Nearest Level Control (NLC) technique is employed to generate the gating signals for the power switches. To verify the performance of the proposed structure, simulation results are carried out by a PSIM under both steady state and dynamic conditions. Experimental results are presented to validate the simulation results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.95-96
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• 2015

In this paper, a single-sourced PV PCS using the trinary asymmetric MLI with a single-ended pre-regulator is proposed. Trinary based asymmetric CHB inverters provide higher output levels for the same number of cells compared to other CHB inverters. However, there is an issue of regeneration with trinary asymmetric inverters and this complicates the system with requirement of bi-directional converters at the input. Modified commutation strategies have been used to remove the regeneration issue with compromise in THD. The single-ended pre-regulator provides the isolated dc-link voltage for the individual H-bridge cells with the advantage of having a single switch and magnetic component. This implementation increases the magnetic utilization of the inductor core and reduces the switching loss in the pre-regulator and also the reduced parts count contributes to the cost competiveness of the proposed PCS. The proposed PV PCS has been verified using simulation results in this paper.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.374-379
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• 2004

H-브릿지 멀티레벨 인버터는 여러 개의 단상 Power Cell을 직렬로 연결함으로써 저전압 전력용 반도체를 사용하여 고전압을 얻을 수 있고, 정현파에 가까운 출력전압 파형을 얻을 수 있는 멀티레벨 인버터 토폴로지이다. 본 토폴로지는 출력전압 레벨에 비례하여 Power Cell의 수가 증가하므로, 주제어기의 연산능력에 대한 부담증가와 신호선의 많아지는 단점이 있다. 따라서 Power Cell제어를 직접적인 PWM 신호가 아닌 통신을 사용함으로써 이러한 단점을 극복할수 있으며, 신뢰성 측면이나 보수/유지 측면에서도 유리하다. 본 논문은 산업현장에서 신뢰성을 인정받아 많이 사용되고 있는 직렬통신 방식의 일종인 CAN통신 인터럽터를 이용한 H-브릿지 멀티레벨 인버터 Power Cell의 PWM 동기화 및 위상 전이 방법에 관한 것이다. 제안된 방법의 주요 장점은 주제어기와 셀 제어기 사이에 직렬통신(CAN)을 사용함으로써 주제어기와 셀 제어기의 신호선의 단순화, 주제어기의 부담 감소, Power Cell의 모듈화, 셀 단위의 보호동작 용이, 확장성 향상 그리고 제어 신호 및 Power Cell의 신뢰성을 향상에 있다. 13레벨로 구성된 H-브릿지 멀티레벨 인버터 시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 신뢰성을 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.72-81
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• 2009

본 논문에서는 대기압 플라즈마 발생용 정현파펄스형 교류 전원 장치에 대한 연구를 진행하였다. 정현파펄스형 전원장치는 기존의 LC공진을 이용한 교류 전원장치보다 높은 dv/dt를 갖게 되므로 안정적인 플라즈마 공급이 가능하며 펄스형에 비해 고조파 노이즈가 적고, 정전류 턴온-영전압 턴오프 형태로 동작하므로 매우 높은 효율을 갖는다. 또한 플라즈마 점화 기능을 강화하고 안정적인 전압제어를 위해 3상 부스트형 컨버터를 입력단에 사용하여 입력 역률이 매우 높은 시스템을 구성할 수 있다. 실험실 수준의 10kW부하시설을 사용하여 본 연구의 결과를 입증하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.953-965
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• 2023

The stratospheric drones are developed to perform missions such as weather observation, communication relay, surveillance, and reconnaissance at 18km to 20km, where climate change is minimal and there is no worry about a collision with aircraft. It uses solar panels for daytime flights and energy stored in batteries for night flights, providing many advantages over existing satellites. The electrical and power systems essential for stratospheric drone flight must ensure reliability, efficiency, and lightness by selecting the optimal circuit topology. Therefore, it is necessary to analyze the circuit topology of various types of multi-level inverters with high redundancy that can ensure the reliability and efficiency of the motor driving power required for stable long-term flight of stratospheric drones. By quantifying the switch element voltage drop and the number and weight of inverter components for each topology, we evaluate efficiency and lightness and propose the most suitable circuit topology for stratospheric drones.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권2호
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• pp.464-472
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• 2016

This study applies the selective harmonic elimination (SHE) technique to design and operate a regulated AC/DC/AC power supply suitable for maritime military applications and underground trains. The input is a single 50/60 Hz AC voltage, and the output is a 400 Hz regulated voltage. The switching angles for a multi-level inverter and transformer turns ratio are determined to operate with special connected transformers with equal power ratings and produce an almost sinusoidal current. As a result of its capability of directly controlling harmonics, the SHE technique is applicable to apparatus with congenital immunity to specific harmonics, such as series-connected transformers, which are specially designed to equally share the total load power. In the present work, a single-phase 50/60 Hz input source is rectified via a semi-controlled bridge rectifier to control DC voltage levels and thereby regulate the output load voltage at a constant level. The DC-rectified voltage then supplies six single-phase quazi-square H-bridge inverters, each of which supplies the primary of a single-phase transformer. The secondaries of the six transformers are connected in series. Through off-line calculation, the switching angles of the six inverters and the turns ratios of the six transformers are designed to ensure equal power distribution for the transformers. The SHE technique is also employed to eliminate the higher-order harmonics of the output voltage. A digital implementation is carried out to determine the switching angles. Theoretical results are demonstrated, and a scaled-down experimental 600 VA prototype is built to verify the validity of the proposed system.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권6호
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• pp.1645-1655
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• 2016

A Dynamic Voltage Restorer (DVR) model is proposed to eliminate the short-term voltage disturbances that occur in the grid-connected mode, the switching between grid-connected mode and the stand-alone mode of a Microgrid. The proposed DVR structure is based on a conventional cascaded H-bridge multilevel inverter (MLI) topology; a novel composite control strategy is presented, which could ensure the compensation ability of voltage sag by the DVR. Moreover, the compensation to specified order of harmonic is added to implement effects that zero-steady error compensation to harmonic voltage in specified order of the presented control strategy; utilizing wind turbines-batteries units as DC energy storage components in the Microgrid, the operation cost of the DVR is reduced. When the Microgrid operates under stand-alone mode, the DVR can operate on microsource mode, which could ease the power supply from the main grid (distribution network) and consequently be favorable for energy saving and emission reduction. Simulation results validate the robustness and effective of the proposed DVR system.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.430-433
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• 2003

IGBTS are widely used for the industrial inverters in the mid power range at low voltage (440V$\~$660V) application. Advantageous features of the device are simple gate drive and high speed switching capability. Due to these advantages the application of IGBTS is enlarging into the high power application. However, to increase the power handling capacity at lower input voltage level, the current rating in each bridge arm must be enlarged. Therefore the parallel operation of IGBT devices is essentially needed. This paper describes the feasible parallel structures of the power circuit for the mid & the high power inverters and introduces the important design condition for the parallel operation of IGBT devices. To verify feasibility of the IGBT parallel operation, the feature of several IGBT devices (EUPEC, SEMIKRON's IGBT) are investigated and the power stacks are implemented and tested with these devices. The experimental results show the good characteristics for the parallel operation of IGBTS.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.277-284
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• 2007

본 논문은 전기추진시스템에 사용되는 BLDC 전동기 중에서 최대 토크 특성을 갖는 독립상 BLDC 전동기의 제어 특성에 대하여 기술하고자 한다. 독립 상 전동기는 각 상이 전기적으로 분리된 형태로 구성된 것이 특징이다. 이러한 특징을 분석하기 위하여 Y결선 3상 BLDC 전동기와 독립 3상 BLDC 전동기를 모델링하고, 시뮬레이션을 통하여 비교하였다. 시뮬레이션 결과 Y결선 3상 BLDC 전동기에 비하여 독립 3상 BLDC 전동기가 상전압이 높았다. 고정자 저항 및 인덕턴스가 일정할 때, 높은 상전압은 최대 상전류의 증가를 가져왔고, 이러한 전류 증가는 최대 토크를 증가시킨다. 그러므로 독립상 BLDC 전동기의 상전류를 제어함으로써 독립상 BLDC 전동기의 전류 맥동이 저감됨을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.70-79
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• 2003

본 연구에서는 압전 변압기를 이용한 T5 28급 전자식 안정기를 제작하여 그에 관한 특성을 조사하였다. 제작된 전자식 안정기는 크게 정류부와 능동형 역률 개선 회로부, 마이크로 컨트롤러를 이용한 주파수 발진부와 피드백 제어 회로부, 그리고 하프-브리지 인버터 회로 및 압전 변압기포 구성하였다. 사용된 원칩 마이크로 컨트롤러(AT90S4433)는 주파수를 발진하는 발진 회로부와 형광램프에 인가된 전류값을 측정하여 램프의 구동여부를 판단하는 피드백 제어 회로부로 구성하였으며, 내부 프로그램에 의해 일정 주파수에서 주파수를 감소시킴으로서 램프 방전을 유도하고 방전을 확인 후 정상상태 구동을 하는 주파수 대포의 이동을 통해 형광램프에 일정한 출력을 유지하였다. 결과적으로 개발된 전자식 안정기는 기존의 자기식 안정기가 무겁고 부피가 크며 많은 손실과 깜박거림(Flicker)현상을 지니는 반면에, 75[kHz]대의 고주파수로 동작하면서 99.5[%]이상의 높은 역률과 12[%]이하의 낮은 총 고조파 왜곡률(THD), 그리고 1.5이하의 CF(Crest Factor)를 나타낸다. 따라서 본 연구에서 제작된 압전형 안정기근 기존의 안정기를 대체할 수 있으며, 소형 경량화 되고 높은 효율을 지니게 되므로 경제적 측면에서의 장점도 기대된다.