• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.57-58
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• 2015

대용량 분산 발전원이 증가하면서 이러한 대용량 분산 발전을 효율적으로 운전하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 NPC와 T-type 인버터의 중성점 전압제어와, DSVPWMx(Discontinuous Space Vector Pulse Width Modulation) 방식을 적용하여 두 개의 멀티레벨 인버터에서 발생하는 효율과 제어방식의 차이를 시뮬레이션 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.307-308
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• 2015

본 논문은 3-레벨 T-type 인버터의 새로운 중성점 전압 제어 기법을 제안한다. 3-레벨 T-type 인버터는 dc-link 전압을 커패시터 2개로 나누어 사용하며 두 커패시터간의 전압 차이로 인해 출력 전압의 왜곡을 야기한다. 공간 벡터 변조 기법으로 P-type과 N-type 전압 벡터의 스위칭 시간을 조절함으로써 복잡한 수학적 모델링 없이 중성점 전압을 제어하는 간단한 방식을 제안하였다. 제안된 중성점 제어 알고리즘을 설명하고, 10kW급 3-레벨 T-type 인버터 시제품을 제작하여 본 논문에서 제안하는 방식에 대한 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.31-32
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• 2016

본 논문에서는 3레벨 무정전전원장치의 직류링크 전압 불균형을 제거할 수 있는 3레벨 인터리브드 충방전기의 장치 및 제어 기법을 제안하였다. 기존 2레벨에 비해서 3레벨 인터리브드 충방전기는 배터리 전류의 리플감소와 전력변환손실을 절감할 수 있으며, 중성점 전압 제어로 직류링크의 전압편차를 균등화 할 수 있다. 제안된 기법은 방전 시 독립방전모드와 중복방전모드가 자동 전환되며, 간단하고도 효과적으로 중성점 전압제어가 가능하다. 제안된 방식의 유효성은 PSIM 시뮬레이션과 300kVA 무정전전원장치 시제품의 동작파형으로 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-132
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• 2016

3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 high-power medium voltage(MV)에서 많이 응용된다. 하지만 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 각 스위치 소자에서 손실이 불균형하게 발생하게 되어 스위치 소자 간 성능이 불균형하게 된다. 따라서 본 논문에서는 단상 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터의 기존 모델 예측 제어의 스위칭 패턴을 분석 및 스위칭 순환방식을 이용한 효율적인 스위칭 상태를 갖는 모델 예측 제어를 제안한다. 이를 통해 PI 제어기 기반의 펄스 폭 변조 방법과 기존 모델 예측 제어 방법의 손실 비교를 통하여 제안하는 모델 예측 제어 성능을 검증한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.274-284
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• 2003

대용량 전력변환기기인 멀티-레벨 컨버터는 전동기구동시스템 및 유연송전시스템 등에 널리 사용되고 있다. 이중 H-Bridge 컨버터는 캐스캐이드 형태를 사용하여 멀티-레벨로의 확장이 용이한 장점으로 인해 shunt형 기기로 점차 응용이 확대되고 있다. 정상 상태에서 대략 0.7∼0.8의 변조지수 범위에서 작동한다. 고변조지수에서는 부스트 벡터인 zero vector가 인가되지 않아도 DC-link 전압은 일정하게 유지된다. 이것은 3-레벨 컨버터의 여러 벡터 중 zero vector 이외에도 또 다른 boost vector가 존재한다는 것을 의미한다. 본 논문은 boost vector의 원리를 살펴보고 3레벨 컨버터에서 zero vector와 또 다른 boost vector와의 차이점을 고찰하였다. 또한 본 논문은 두 토폴로지의 충전 전류와 커패시터 전압을 해석하고 비교한다 이 전압과 전류는 스위칭 상태와 기준전압과 관련되어 있고 이것을 이용하여 각 커패시터의 충전전류와 전압리플에 대한 계산 방법을 제안하였고 다양한 DC-Link 전압제어 방법을 시뮬레이션을 통해 비교하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.376-382
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• 2014

This paper proposes the pulse width modulation (PWM) control strategy for low-speed operation in the three-level neutral-point-clamped (NPC) inverters based on the bootstrap gate drive circuit. As a purpose of the cost reduction, several papers have paid attention to the bootstrap circuit applied to the three-level NPC inverter. However, the bootstrap gate driver IC cannot generate the gate signal to the IGBT for low-speed operation, because the bootstrap capacitor voltage decreases under the threshold level. For low-speed operation, the dipolar and partial-dipolar modulations can be the effective solution. However, these modulations have drawbacks in terms of the switching loss and THD. Therefore, this paper proposes the PWM control strategy to operate the inverter at low-speed and to minimize the switching loss and harmonics. The experimental results are presented to verify the validity on the proposed method.

• 전기학회논문지
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• 제64권1호
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• pp.182-187
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• 2015

In the three-phase power system, when any one-phase or two-phases is open-phase, the unbalanced current flows and the single-phase power supplies to three-phase loads. Specially, motor coil and transformer coil receive over-current. As a result, great damage as well as electrical fire can occur to the power system. In order to improve these problems, this paper proposes that an open-phase detection device is designed by a new algorithm using electric potential difference between the resultant voltage of neutral point and ground, and a control circuit topology of open-phase protector is composed of highly efficient semiconductor devices. It improves response speed and reliability. The control algorithm circuit also operates the cut-off of a conventional residual current protective device (RCD) which flows an enforced leakage current to ground wire at open-phase accident. Furthermore, time delay circuit is added to prevent the incapable operation of open-phase protector about instantaneous open-phase not open-phase fault. The time delay circuit improves more reliability.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.451-459
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• 2010

본 논문은 대규모 풍력단지를 교류 전력망에 연계하기 위한 3-레벨 PWM 컨버터와 3-레벨 24-펄스 컨버터로 구성된 하이브리드 Back-to-Back 컨버터의 성능을 비교한 결과에 대해 기술하고 있다. 또한 3-레벨 24-펄스 컨버터를 점호각만 제어하는 경우와 영 전압제어를 같이 수행하는 경우 각각이 제어와 고조파레벨에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 구체적인 성능비교를 위해 먼저 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션을 실시하고 이를 바탕으로 2 kVA 용량의 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 영전압과 점호각을 동시에 조절하는 방식과 점호각만 제어하는 방식의 성능비교분석을 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.429-430
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• 2011

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology with coupled inductors. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charging mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charging mode employs the staircase shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is able to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 67A. The optimal discharging algorithm for Vehicle to the Grid (V2G) operation has been adopted to maintain the discharging current of 1C. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.26-36
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• 2013

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charge mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charge mode employs the stair-case shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is specified to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 78A. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system.