• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권4호
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• pp.1528-1538
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• 2018

In this paper, configuration of $1-{\phi}$ seven-level boost DC-link cascade based reversing voltage multilevel inverter (BDCLCRV MLI) is proposed for uninterrupted power supply (UPS) applications. It consists of three level boost converter, level generation unit and full bridge circuit for polarity generation. When compared with conventional boost cascaded H-bridge MLI configurations, the proposed system results in reduction of DC sources, reduced power switches and gate drive requirements. Inverter switching is accomplished by providing appropriate switching angles that is generated by any optimization switching angle techniques. Here, round modulation control (RMC) method is taken as the optimization method and switching angles are derived and the same is compared with various switching angles methods i.e., equal-phase (EP) method, and half-equal-phase (HEP) method which results in improved quality of obtained AC power with lowest total harmonic distortion (THD). Reduction in DC sources and switch count makes the system more cost effective. A simulation and prototype model of $1-{\phi}$ seven-level BDCLCRV MLI system is developed and its performance is analyzed for various operating conditions.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.44-53
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• 2020

A bridgeless single-stage AC-DC converter for wireless power charging systems is proposed. This converter is composed of a PFC stage and a three-level hybrid DC-DC stage. The proposed converter can control the wide output voltage (200-450 V_DC) by the variable link voltage and the pulse-width voltage applied to the primary resonant circuit due to the phase-shifted modulation at a fixed switching frequency. Moreover, the input power factor and the total harmonic distortion can be improved by using the proposed converter. A 1 kW prototype was fabricated and validated through experimental results and analysis.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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• pp.38-40
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• 2009

In order to achieve a gearless construction of the wind energy conversion system(WECS), a low-speed generator should be used. Of the various candidate machine types, radial-field, multi-pole, permanent magnet, synchronous machines may be used for low-speed applications. So, this paper deals with the design of direct-coupled, multi-pole radial field machines with permanent magnet(PM) excitation for wind power applications for cogging torque reduction through the determination of optimum pole arc/pitch ratio. On the basis of an equivalent magnetic circuit method(EMCM) and a space harmonic method(SHM), an initial design is performed considering restricted conditions. And then, a detailed design is made using a non-linear finite element analyses(FEA). Finally, test results concerning generating characteristics are given to confirm the validation of the design.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.158-167
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• 2019

This research comparatively studies three kinds of flux regulation methods, namely, stored capacitor discharge pulse (SCDP), constant current source pulse (CCSP), and quantitative flux regulation pulse (QFRP), which are used for hybrid permanent magnet (PM) axial field flux-switching memory machines (HPM-AFFSMMs). Through an analysis of the operation principle and the series hybrid PM flux regulation mechanism of the objective machine, the circuit topologies and flux regulation process of these flux regulation methods are addressed in detail. On the basis of a simulation, the flux regulation characteristics of the researched machine during the magnetization and demagnetization processes are comparatively evaluated. Then, machine performance, including back EMF, direct and quadrature axis inductances, and magnetization and demagnetization characteristics, is quantitatively investigated. Results show that the QFRP enables the HPM-AFFSMM to achieve a less harmonic component of back EMF by approximately 7.28% and 7.97% at the magnetization and demagnetization states, respectively, and a more complete magnetization process than the SCDP and CCSP.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권4호
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• pp.881-893
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• 2019

This paper proposes a practical sliding-mode controller design for shaping the impedances of cascaded boost-converter power decoupling circuits for reducing the second order harmonic ripple in photovoltaic (PV) current. The cascaded double-boost converter, when used as power decoupling circuit, has some advantages in terms of a high step-up voltage-ratio, a small number of switches and a better efficiency when compared to conventional topologies. From these features, it can be seen that this topology is suitable for residential (PV) rooftop systems. However, a robust controller design capable of rejecting double frequency inverter ripple from passing to the (PV) source is a challenge. The design constraints are related to the principle of the impedance-shaping technique to maximize the output impedance of the input-side boost converter, to block the double frequency PV current ripple component, and to prevent it from passing to the source without degrading the system dynamic responses. The design has a small recovery time in the presence of transients with a low overshoot or undershoot. Moreover, the proposed controller ensures that the ripple component swings freely within a voltage-gap between the (PV) and the DC-link voltages by the small capacitance of the auxiliary DC-link for electrolytic-capacitor elimination. The second boost controls the main DC-link voltage tightly within a satisfactory ripple range. The inverter controller performs maximum power point tracking (MPPT) for the input voltage source using ripple correlation control (RCC). The robustness of the proposed control was verified by varying system parameters under different load conditions. Finally, the proposed controller was verified by simulation and experimental results.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.759-769
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• 2015

본 논문에서는 12펄스 정류기의 커패시터 중앙 DC버스에 개선된 보조전원장치를 설치하는 방법을 제안하였다. 11차 및 13차 고조파가 감소하는 이론적인 배경을 다루었으며 부하전류의 크기, 전원전압의 위상 및 크기, 커패시터 전압에 따라 개선된 보조전원의 파형 및 크기가 어떻게 제어되어야 하는지를 제시하였다. 기존의 구형파 보조전원장치를 적용한 경우는 전 영역에서 고조파 왜형률이 6~60[%]로 큰 편차를 보이지만 본 눈문에서 제안하는 개선된 보조전원장치를 적용한 경우 저 부하에서 고 부하에 이르는 전 영역에서 57~71[%] 라는 안정되고 뛰어난 고조파 왜형율 저감 효과를 보인다. 특히 10[%] 부하상태에서 기존방식은 고조파 왜형율 저감 효과가 6[%]로 효과가 거의 없지만 제안된 방식은 71[%]라는 놀라운 저감성능을 보여주고 있다. 소프트웨어 PSIM을 활용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 유효성을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.53-59
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• 2008

본 논문에서는 composite right/left-handed (CRLH) 전송 선로를 이용하여 하나의 RF Si LDMOSFET으로 새로운 이중 대역 고효율 class-F 전력증폭기를 구현하였다. CRLH 전송 선로는 이중 대역 조절 특성을 갖는 메타물질 전송 선로를 만들 수 있다. CRLH 전송 선로의 이중 대역 동작은 전력증폭기의 정합 회로 구현을 위하여 주파수 오프셋과 CRLH 전송 선로의 비선형 위상 기울기에 의해서 얻을 수 있다. 이중 대역에서 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 매우 어렵기 때문에, CRLH 전송 선로를 이용하여 이중 대역에서 고효율 특성을 얻도록 오직 2차, 3차 고조파 성분만을 조절하였다. 또한, 제안된 전력증폭기의 효율을 더욱 더 향상시키기 위하여 출력 정합 회로뿐만 아니라, 입력 정합 회로도 고조파 조절 회로를 이용하여 구현하였다. 두 동작 주파수는 880 MHz와 1920 MHz로 정하였다. 전력증폭기의 측정된 출력 전력은 각각 880 MHz에서 39.83 dBm, 1920 MHz에서 35.17 dBm이다. 이 지점에서 얻은 전력 효율, PAE는 880 MHz에서 79.536 %, 1920 MHz에서 44.04 %이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권5호
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• pp.69-76
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• 2004

본 논문에서는 낮은 위상잡음을 갖는 X-band용 전압 제어 유전체 공진형 발진기를 설계ㆍ제작하였다. 위상잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성과 프리커 잡음이 낮은 MESFET과 높은 선택도와 Q값이 큰 유전체 공진기를 사용하였다. 또한 바렉터 다이오드는 부하의 영향을 줄이기 위해서 Q-factor가 매우 큰 것을 사용하여야 하며, 전압에 대한 주파수 변동이 선형이 되도록 하기 위해 다이오드의 Gamma가 큰 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 회로 시뮬레이터인 ABS를 사용하였다. 제작된 전압제어 유전체 공진형 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05 ㎓에서 5.8㏈m의 출력 파워와 -30 ㏈c의 고조파 억압과 100㎑ offest 주파수에서 -114 ㏈c의 위상잡음 특성을 얻을 수 있었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 동조 범위는 15.2 ㎒를 얻었고 이때의 전력 평탄도는 -0.2㏈ 의 우수한 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 발진기는 X-band에서 국부 박진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.942-952
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• 2017

Modular multilevel converters (MMCs) have been receiving extensive research interest in high/medium-voltage applications due to its modularity, scalability, reliability, high-voltage capability, and excellent harmonic performance. Submodule capacitors are usually rather bulky because they have to withstand fundamental frequency voltage fluctuations. To reduce the capacitance of these capacitors, this study proposes a modified MMC with an active power decoupling circuit within each submodule. The modified submodule contains an auxiliary half bridge, with its capacitor split in two. Also, the midpoints of the half bridge and the split capacitors are connected by an inductor. With this modified submodule, the fundamental frequency voltage fluctuation can be suppressed to a great extent. The second-order voltage fluctuation, which is the second most significant component in submodule voltage fluctuations, is removed by the proper control of the second-order circulating current. Consequently, the submodule capacitance is significantly reduced. The viability and effectiveness of the proposed new MMC are confirmed by the simulation and experimental results. The proposed MMC is best suited for medium-voltage applications where power density is given a high priority.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제7권6호
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• pp.27-33
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• 1993

본 논문에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 복잡한 다면 실내공간에서 조도분포를 예측하는 방법을 제안하였다. 광원으로부터 방사하는 빛을 배광분포에 따른 가중치를 가지고 진행하는 입자로 가정하였으며 광원에서 방출된 빛의 경로를 추적하여 반사면과의 교점을 구한다. 그리고 반사면의 반사율을 고려하여 이자가 반사 또는 흡수될 것인가를 판단하고 그 입자가 흡수될 때까지 입자의 진행을 반복한다. 무수히 많은 입자에 대해 위와 같은 과정을 반복하면 실내면의 조도분포를 얻을 수 있다. 보다 세밀한 측정을 위하여 각 실내면은 매우 작은 미소면적으로 분할하였다. 그리고, 실제공간에서도 응용될 수 있도록 실제의 공간과 유사한 다면 실내공간에 대해서 시뮬레이션을 하였으며, 조도분포에 따라 이차원의 등조도 곡선과 삼차원의 조도분포곡선을 그렸다. 실제로 모델공간을 제작하여 조도를 측정해 본 결과, 실험치와 계산치의 오차가 평균 2.3% 이내로 되었다.