• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.171-172
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• 2015

용접기는 3상 교류 입력을 받아 정류기를 거쳐 DC/DC 컨버터를 통하여 저전압, 대전류의 출력을 이용하여 금속 재료를 용접한다. 기존의 용접기는 대용량 시스템으로 IGBT를 이용하여 주파수가 낮은 범위에서 사용되므로 변압기 등 시스템 크기가 매우 크다. 본 논문에서는 고주파화를 통하여 용접기의 크기를 줄이는 것이 목적으로 용접기의 구성 중 브리지 다이오드로 구성된 간단한 구조인 입력 AC/DC부를 제외한 인버터, 변압기, 정류기, 출력 인덕터를 포함하는 DC/DC 컨버터를 설계하고 실험 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.339-340
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• 2015

본 논문에서는 y결선 된 7상 BLDC 전동기의 최대 효율 제어를 위한 새로운 권선 여자 방식을 제안한다. 다상 BLDC 전동기의 기본동작은 N상 (N-1)여자 방식이다. 하지만 여자되는 권선수를 감소시켜도 동작이 가능하다. 수중 추진 시스템의 동일한 부하 조건에서 다상 BLDC 전동기는 여자되는 권선수에 따라 발생하는 손실이 다르기 때문에 최대 효율 제어를 위해서는 여자되는 권선의 수를 조정해야 한다. 전동기의 동손과 인버터 시스템의 전기적인 손실은 기존의 논문과 IGBT 제조사의 애플리케이션 노트를 활용하여 계산이 가능하다. 따라서 동일한 부하조건에서 다상 BLDC 전동기의 여자되는 권선수에 대한 전기적인 손실과 전동기의 동손을 분석하고 최대 효율 운전을 위한 새로운 권선 여자 방식을 제안한다. 제안한 방법은 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.369-370
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• 2012

본 논문은 380V DC 배전 시스템의 양방향 전력 흐름 제어와 전력 변환 효율 개선을 위한 고효율 절연형 양방향 AC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 회로는 비절연형 양방향 AC-DC 정류기와 절연형 양방향 CLLC 공진형 컨버터로 구성된다. AC-DC 정류기의 전력 변환 효율 높이기 위해서 단극성 SPWM 방식을 이용하여 SiC 다이오드와 Anti-parallel 다이오드가 없는 IGBT와 MOSFET를 이용하여 전력 변환 효율을 증가 시켰다. 절연형 양방향 DC-DC 컨버터의 효율을 높이기 위해서 전 범위 ZVS 동작이 가능한 양방향 CLLC 공진형 컨버터를 이용하였다. 5kW 시제품을 통하여 제안하는 절연형 양방향 AC-DC 컨버터의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1090-1091
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• 2007

전자빔은 전자석의 자기장에 의하여 궤도가 편향 또는 집속된다. 이 전자석에 사용되는 전원장치는 사용되는 부품들의 품질과 관련되는 제어 기술의 발전으로 성능이 크게 향상되고 있다. 이 논문에서는 DSP를 이용하여 IGBT를 구동하는데 있어 phase-shifting 기법을 적용한 병렬 운전으로 출력 특성이 크게 개선된 전원장치에 대하여 설명하였다. 이 장치의 기본사양은 ${\pm}\;350\;A$, 2.5 Hz 계단형태의 출력전류를 전자석에 제공하는 것이다. 출력전류 피드백과 입력전압 피드-포워드 제어구조를 적용하여 출력전류의 안정도를 개선하였다. 모의실험과 실제 전자석 구동실험을 통하여 개발된 전원장치가 다양한 용도에 편리하게 적용될 수 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.157.1-157.1
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• 2013

외부 Ballast Capacitor를 이용한 Voltage Doubler 전원장치를 이용하여 Micro size의 대기압 플라즈마를 발생장치를 개발하였다. 2개의 외부 Capacitor를 병렬로 연결하여 충전한 다음 외부 Capacitor를 직렬로 연결하여 전압을 2배압 시킨 상태에서 방전이 일어나도록 하였다. Capacitor의 충 방전 제어는 Switch Device인 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)를 사용하였다. 개발된 대기압 플라즈마는 외부 Capacitor와 인가전압을 독립적으로 변화시킬 수 있기 때문에 방전 시 전류 전압을 독립적으로 제어할 수 있으며 용도에 따라 Glow 방전에서 Arc 방전까지 제어가 가능하다. 본 연구에서는 900 V의 1.22 nF 외부 Capacitor 방전과 400 V의 10 nF 외부 Capacitor 방전을 비교하였다. 방전 시 전압파형과 전류파형은 서로 다르지만 소비된 방전에너지는 340 ${\mu}J$로 동일하다. ICCD camera와 Spectrometer를 이용하여 비교 분석을 실시하였다. 방전 image 및 Optical Emission Spectroscopy 분석을 이용하여 플라즈마의 온도, 밀도 등을 시간적, 공간적으로 분석하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.199-200
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• 2015

본 논문에서는 Online UPS system에 계통 연계가 가능하며, 피크 전력을 저감 할 수 있는 기능을 추가한 UPS를 제안한다. 제안한 UPS는 계통 연계와 피크 전력 저감을 위하여 AC/DC PWM 컨버터와 배터리 단에 양방향 Buck-Boost 컨버터를 적용하였으며 역률 0.98 이상과 THD를 3%이하의 조건을 만족하고 IGBT의 신뢰성 확보를 위한 발열 및 방열을 검토한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.333-334
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• 2010

본 논문에서는 풍력발전기용 전력변환기의 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시키기 위한 수냉식 방열판의 구조를 제안한다. 인버터 IGBT의 방열을 위한 방열판의 구조는 전체 stack의 방열시스템에서 중요한 부분을 차지하며, 인버터 시스템의 전력밀도 향상을 위해서 시스템 내부 구조가 콤팩트 해야하기 때문에 방열판에 대한 설계 및 방열구조 설계의 연구는 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 발열원을 기준으로 수로의 숫자와 형태변화를 통해 방열현상을 CosmosFloXpress를 통해 해석하여 방열효과가 우수한 방열판을 선정하였다. 추후 시뮬레이션 결과를 토대로 배관구조를 적용한 전력변환기의 제작 및 실험을 통해 제안된 모델의 타당성을 검증하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.224-226
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• 2019

본 논문은 BESS용 단상 인버터의 입력에 영향을 미치는 차동모드 노이즈에 대한 모델링을 제안하였으며, 이를 시뮬레이션으로 구현하였다. 이 방법은 적절한 노이즈원과 전달 임피던스 경로를 통해 구현되고, 단상 인버터의 개발 초기 단계에서 EMI 설계 과정을 최적화하여 개발 비용을 줄이는데 도움이 될 수 있다. 노이즈원 전류는 단상 인버터의 IGBT 스위칭에 대하여 모델링하였고, 차동모드 등가 회로를 통해 임피던스 경로를 해석하여 이 두 값의 곱으로 입력에 영향을 주는 차동 모드의 노이즈 전압을 도출하였다. 차동모드 노이즈의 모델링을 시뮬레이션과 실험의 비교를 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.275-276
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• 2019

본 논문에서는 SiC MOSFET을 적용한 10kW급 배터리 충전장치용 3상 PWM 정류기를 개발한다. 개발한 정류기는 3상 Bridge에 IGBT를 대체할 수 있는 WBG 전력반도체 SiC MOSFET을 적용하여 스위칭 주파수 향상 및 고전력밀도를 달성하였다. 개발한 10kW급 3상 PWM 정류기의 효율 및 THD 성능을 실험을 통해 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.169-170
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• 2018

전압형 인버터의 경우 IGBT와 같은 전력용 반도체 소자를 사용하여 스위칭을 하게 되는데 이상적으로 on, off 되지 않기 때문에 시간 지연이 발생하게 되고, 공정 상의 이유로 기생 커패시터가 생성되어 사용자가 원하는 시간에 스위치의 on, off가 일어나지 않게 된다. 또한, 전압형 인버터에서는 스위칭 시에 윗단과 아랫단의 스위치가 단락되는 현상을 막기 위하여 데드타임이라는 여유 시간을 주게 되는데 이러한 요인들이 인버터의 비선형성을 일으키게 된다. 인버터의 비선형성은 사용자가 플랜트로 보내고자 하는 전압과 플랜트가 받는 전압 사이에 오차를 발생시키게 된다. 본 논문에서는 이러한 전압 왜곡을 보상하기 위하여 인버터로 전압을 직접 인가하는 방식을 통해서 전압 왜곡을 계산하고 실험적으로 얻어낸 정확한 데이터를 기반으로 수식에 대입하여 전압 보상을 진행한다. 본 논문에서는 측정 시퀀스를 하나의 알고리즘으로 구현하여 짧은 시간 내에 정확히 측정해 낼 수 있는 방식을 제안한다.