• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.13-20
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• 2008

본 논문에서는 1.8YV 12-bit 10MSPS CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC 는 12-bit의 고해상도를 구현하기 위해 even folding 기법을 이용한 Folding/Interpolation 구조로 설계하였다. ADC의 전체 구조는 2단으로 구성된 Folding/Interpolation 구조로써, 각각의 folding rate (FR)은 8을 적용하였고, interpolation rate (IR)은 $1^{st}$ stage 에서 8, $2^{nd}$ stage 에서 16을 적용하여 설계함으로써 고해상도를 만족시키기 위한 최적의 구조를 제안하였다. 또한 SNR 을 향상시키기 위하여 Folding/Interpolation 구조 자체를 cascaded 형태로 설계하였으며, distributed track and hold를 사용하였다. 제안하는 ADC는 $0.18{\mu}m$ 1-poly 4-metal n-well CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 시제품 ADC 는 측정결과 10MSPS 의 변환속도에서 약 46dB의 SNDR 성능특성을 보이며, 유효 칩 면적은 $2000{\mu}m{\times}1100{\mu}m$의 면적을 갖는다.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.26-32
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• 2022

This paper proposes a power system that includes a 120k W fuel cell DC-DC converter (FDC) and 30 kW bidirectional DC-DC converter (BHDC) for a 150 kW fuel-cell vehicle. With a high DC link voltage of 800 V, the efficiency and power density of the power electronic components are improved. Through the modular design of FDC and BHDC, electric components are shared, resulting in reduced mass production costs. The switching frequency of 30 kHz of full SiC devices and optimal design of coupled inductor reduce the volume, achieving a power density of 8.3 kW/L. Furthermore, a synergetic operation strategy using variable limiter control of FDC and BHDC was proposed to efficiently operate the fuel cell vehicle considering the fuel cell stack efficiency according to the load. Finally, the performance of the prototype was verified by Highway Fuel Economy Driving Schedule testing, EMI test, and the linked operation between FDC and BHDC. The full load efficiencies of the FDC and BHDC prototypes are 98.47% and 98.74%, respectively.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.97-102
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• 2007

[ $CO_2$ ] 레이저는 최소한 조직손상으로 이러한 효과를 얻는데 최적이라고 보며 0.1mm의 최소한의 세포조직 깊이에서 일어나는 효과의 근본적인 장점은 생체조직이나 내장기관에 안정적이다. 열에 의한 조직손상은 조직의 종류나 에너지밀도, 증발시간의 장단에 관계될 수가 있다 증발시간을 짧게 하면 주위세포의 열적손상은 $200\sim400um$이내에 일어나므로 레이저 빔은 비초점 영역에서 주위세포조직을 손상함이 없이 증발에 의한 제거나, 아주 얇은 층의 포를 깨끗하게 증발시킬 수 가 있다. $CO_2$레이저는 산부인과 응용에 표준이 되는 레이저시스템으로 외음부 상피내종양, 자궁암, 상피 종양에도 적용이 가능하다. 슈퍼펄스 출력은 거의 동일하나 펄스지속시간이 짧으면 레이저의 열적인 효과가 감소가 되므로 무엇보다도 산부인과용 펄스형 $CO_2$ 레이저의 펄스모듈 특성은 모드안정화가 매우 중요함으로, 본 연구에서는 짧은 펄스지속시간과 고출력밀도 되도록, DC-DC Converter에서 고주파로 스위칭 할수록 출력 DC의 ripple은 고주파화 되는데, 고주파화된 전류 리플은 출력 필터용 콘덴서의 량을 크게 줄일 수 있다. 출력의 ripple을 근사적으로 Zero까지 실현이 가능한 인덕터를 적용하여 특성실험을 통하여 실현하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.429-430
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• 2017

본 논문은 Integrated Magnetics(IM)을 적용한 3-레벨 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 3-레벨 LLC 공진형 컨버터는 스위치 내압이 입력전압의 절반으로 보장되므로 스위칭 손실을 대폭 저감할 수 있어 고주파수 구동에 유리하다. 이에 따라 제안 회로는 리액티브 소자 저감에 유리하나, 회로 동작 상 2개의 공진 인덕터와 1개의 트랜스포머가 요구되는 단점이 있다. 이를 위해 본 논문에서는 자화 인덕터로 공진 인덕터를 대체하는 동시에 모든 자기 소자를 하나로 통합할 수 있는 새로운 IM을 제안하고 그 타당성 검증을 위해 인덕턴스 모델을 통한 이론적 분석과 350W-800kHz급 시작품 제작을 통한 실험결과를 제시한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권6호
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• pp.1496-1504
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• 2019

This paper proposes a new THD reduction algorithm for modular multilevel converters (MMCs) with offset voltage injection operated in nearest level modulation (NLM). High voltage direct current (HVDC) is actively introduced to the grid connection of offshore wind powers, and this paper deals with a voltage generation technique with an MMC for wind power generation. In the proposed method, third harmonic voltage is added for reducing the THD. The third harmonic voltage is adjusted so that each of the pole voltage magnitudes maintains a constant value with a maximum number of (N+1) levels, where N is the number of sub-modules per arm. By using the proposed method, the THD of the output voltage is mitigated without increasing the switching frequency. In addition, the proposed method has advantageous characteristics such as simple implementation. As a part of this study, this paper compares the THD results of the conventional method and the proposed method with offset voltage injection to reduce the THD. In this paper, simulations have been carried out to verify the effectiveness of the proposed scheme, and the proposed method is implemented by a HILS (Hardware in the Loop Simulation) system. The obtained results show agreement with the simulation results. It is confirmed that the new scheme achieved the maximum level output voltage and improved the THD quality.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.151-155
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• 2016

우리는 이 논문에서 ADPCM (adaptive differential pulse code modulation)을 적용함으로써 디밍 콘트롤러를 갖는 LED 드라이버의 설계를 제시한다. ADPCM 장비는 고해상도를 가지고 LED 전류를 정확하게 제어하며, 고조파 전류 펄스의 퍼짐으로 인하여 초래되는 RFI 를 감소시켜 준다. 또한 제어 동작의 정밀도를 높여준다. 이 연구에서 LED에 펄스 전류를 인가함으로써 고효율 에너지의 LED를 제어하는 디지털 제어회로의 설계를 제시한다. 우리가 설계한 LED 전류구동시스템은 디지털 제어 부와 아날로그 SMPS (스위치 모드 파워 서플라이)를 별도로 구현한 두개의 시스템이다. 입력레벨이 0.7 인 경우의 시뮬레이션 결과는 시그마 델타 변조를 하여 얻은 D/A 컨버터의 출력을 나타내었다. 개수가 510 개인 펄스신호의 경우 0.15 % 의 정밀도를 얻을 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.117-125
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• 2007

연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 380[VDC]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[VAC]로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 연료전지 시스템용 고효율 DC-DC 컨버터는 위상천이 PWM 제어법을 이용하여 부분 공진에 의한 ZVS를 실현하였으며, 일정 스위칭 주파수화 및 스위치의 스위칭 손실, 피크 전압과 전류를 저감시켰다. 그리고, 정류회로에 2개의 인덕터를 첨가하여 리플성분이 저감된 직류전압과 전류를 부하측에 안정하게 공급할 수 있었다. 또한, 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 92[%]정도 얻을 수 있다. 이상과 같이 결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권2호
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• pp.344-356
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• 2012

In recent years, multilevel technology has become an effective and practical solution in the field of moderate and high voltage applications. This paper discusses an APF with a three-level NPC inverter. Obviously, the application of such converter to APFs is hindered by the problem of the voltage unbalance of DC capacitors, which leads to system instability. This paper comprehensively analyzes the theoretical limitations of the neutral-point voltage balancing problem for tracking different harmonic currents utilizing current switching functions from the space vector PWM (SVPWM) point of view. The fluctuation of the neutral point caused by the load currents of certain order harmonic frequency is reported and quantified. Furthermore, this paper presents a close-loop digital control algorithm of the DC voltage for this APF. A PI controller regulates the DC voltage in the outer-loop controller. In the current-loop controller, this paper proposes a simple neutral-point voltage control method. The neutral-point voltage imbalance is restrained by selecting small vectors that will move the neutral-point voltage in the direction opposite the direction of the unbalance. The experiment results illustrate that the performance of the proposed approach is satisfactory.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.179-189
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• 2019

Four-quadrant converters (4QCs) are widely used as AC-DC power conversion interfaces in many areas. A control delay commonly exists in the digital implementation process of 4QCs, especially for high power 4QCs with a low switching frequency. This usually results in alternating current distortion, increased current harmonic content and system instability. In this paper, the control delay is divided into a computation delay and a PWM delay. The impact of the control delay on the performance of a 4QC is briefly analyzed. To obtain a fundamental value of AC current that is as accurately as possible, a specific sampling method considering the PWM pattern is introduced. Then a current predictive control based on a modified z-transform is proposed, which is effective in reducing the control delay and easy in terms of digital implementation. In addition, it does not depend on object models and parameters. The feasibility and effectiveness of the proposed predictive current control method is verified by simulation and experimental results.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권5호
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• pp.62-70
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• 2007

본 논문에서는 일정 토크영역에서 승압형 PFC 컨버터와 직접토크제어(DTC) 방법을 사용하여 BLDC 모터의 구동 시스템을 DSP(TMS320F2812)로 구현하였다. 기존의 6단계 PWM 전류제어와 달리 미리 정한 샘플시간 마다 간단한 look-up 표로부터 2상 도통 모드에 대한 인버터의 전압 상태 벡터를 설정함으로써 원하는 전류파형을 만들었으며 이로부터 기존의 전류제어기보다 훨씬 빠른 토크 응답특성을 얻을 수 있었다. 또한 BLDC 모터의 비 이상적인 사다리형 역기전력에 의해 발생되는 저주파 토크변동을 저감하기 위하여 위치 loop-up 표를 사용하였다. 아울러 역률을 보정하기 위해 승압형 PFC 컨버터를 구성하였고 이 때 전파 정류된 입력전압과 출력전압, 인덕터의 전류에 의해 평균전류모드 제어 방식으로 80 kHz마다 PWM 듀티(duty)가 조절 되도록 하였다. 이와 같이 복잡한 제어 알고리즘은 초고속 DSP의 출현으로 PFC와 DTC 알고리즘이 동시에 제어가 가능하며, 본 논문에서는 DTC 알고리즘을 구현할 때 DSP의 일반 범용의 출력포트를 사용하여 구현하였고 단지 PFC에서만 1개의 PWM을 사용하여 디지털 제어기를 구현하였다. 실험을 통해 DTC 알고리즘과 PFC 컨버터를 이용한 BLDC 모터 구동 시스템의 타당성과 효용성을 보였고, 실험결과로부터 PFC 컨버터를 사용하지 않았을 때는 역률이 약 0.77이었으나 PFC 컨버터를 사용하였을 때는 부하변동에 관계없이 약 0.9997로 크게 향상됨을 확인하였다.