• 제목/요약/키워드: Pulse-transformer

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위상전이 풀-브리지 DC/DC 컨버터를 이용한 차세대 고속 전철용 Battery Charger에 관한 연구 (A Study on Battery Chargers for the next generation high speed train using the Phase-shift Full-bridge DC/DC Converter)

  • 조한진;김근용;이상석;김태환;원충연
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.384-387
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    • 2009
  • There is an increasing demand for efficient high power/weight auxiliary power supplies for use on high speed traction application. Many new conversion techniques have been proposed to reduce the voltage and current stress of switching components, and the switching losses in the traditional pulse width modulation (PWM) converter. Especially, the phase shift full bridge zero voltage switching PWM techniques are thought must desirable for many applications because this topology permits all switching devices to operate under zero voltage switching(ZVS) by using circuit parasitic components such as leakage inductance of high frequency transformer and power device junction capacitance. The proposed topology is found to have higher efficiency than conventional soft-switching converter. Also it is easily applicable to phase shift full bridge converter by applying an energy recovery snubber consisted of fast recovery diodes and capacitors.

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DC 정류기 부분방전 신호검출을 위한 SHF 센서의 성능평가 (Performance Evaluation of SHF Sensor for Partial Discharge Signal Detection on DC Rectifier)

  • 정호성;박영;나희승;장순호
    • 전기학회논문지
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    • 제61권7호
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    • pp.1056-1060
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    • 2012
  • Online monitoring system is becoming an essential element of railway traction system for utilized to condition based malignance management and various techniques currently employed in railway traction system. Among the various techniques, it is efficient to detect partial discharge signals by electromagnetic wave detection in order to detect insulation fault of rectifier. Although VHF (Very High Frequency), UHF (Ultra High Frequency) sensors were adopted to detect partial discharge of power facilities, due to characteristics of urban railway, excessive noise occurs from 500 MHz to 1.5 GHz on UHF bandwidth. In this paper a new measurement system able to monitoring the conditions of power facilities on DC substation in metro was studied and set up. The system uses UHF sensors to measure the partial discharge of the rectifier due to electric faulting and dielectric breakdown. Comparison and estimation for performance of SHF sensor which had devised to detect partial discharge signal of urban railway rectifier has conducted. In order to estimate performance of SHF sensor, we have compared the sensor with existing UHF sensor on sensitivity upon frequency bandwidth generated by pulse generator, and also we have verified performance of the SHF sensor by detection results of partial discharge signal from urban railway rectifier.

Common-Mode Voltage Elimination with an Auxiliary Half-Bridge Circuit for Five-Level Active NPC Inverters

  • Le, Quoc Anh;Park, Do-Hyeon;Lee, Dong-Choon
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권4호
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    • pp.923-932
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    • 2017
  • This paper proposes a novel scheme which can compensate the common-mode voltage (CMV) for five-level active neutralpoint clamped (5L-ANPC) inverters, which is based on modifying the space vector pulse width modulation (SVPWM) and adding an auxiliary leg to the inverter. For the modified SVPWM, only the 55 voltage vectors producing low CMV values among the 125 possible voltage vectors are utilized, which varies over the three voltage levels of $-V_{dc}/12$, 0 V, and $V_{dc}/12$. In addition, the compensating voltage, which is injected into the 5L-ANPC inverter system to cancel the remaining CVM through a common-mode transformer (CMT) is generated by the additional NPC leg. By the proposed method, the CMV of the inverter is fully eliminated, while the utilization of the DC-link voltage is not decreased at all. Furthermore, all of the DC-link and flying capacitor voltages of the inverter are well controlled. Simulation and experimental results have verified the validity of the proposed scheme.

철도 급전시스템에서의 고조파 해석 및 대책 연구 (A Study on the Countermeasures to Suppress Harmonics in the Traction Power Supply System)

  • 오광해;이장무;창상훈;한문섭;김길상
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.318-325
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    • 1999
  • Modern AC electric car has PWM(Pulse Width Modulation)-controlled converters, which give rise to higher harmonics. The current harmonics injected from AC electric car is propagated through power feeding circuit, As the feeding circuit is a distributed constant circuit composed of RLC, the capacitance of the feeding circuit and the inductance on the side of power system cause a parallel resonance and a magnification of current harmonics at a specific frequency. The magnified current harmonics usually brings about various problems. That is, the current harmonics makes interference in the adjacent lines of communications and the railway signalling system. Furthermore, in case it flows on the side of power system, not only overheating and vibration at the power capacitors but also wrong operation at the protective devices can occur. Therefore, the exact assessment of the harmonic current flow must be undertaken at design and planning stage for the electric traction systems. From these point of view, this study presents an approach to model and to analyse traction power feeding system focused on the amplification of harmonic current The proposed algorithm is applied to a standard AT(Auto-transformer)-fed test system in which electric car with PWM-controlled converters is running.

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연료전지 발전시스템에 적용된 고주파 절연형 ZVZCS PS-PWM DC-DC 컨버터의 설계 및 특성 해석 (The Characteristics Analysis and Design of High-Frequency Isolated Type ZVZCS PS-PWM DC-DC Converter with Fuel Cell Generation System)

  • 서기영;문상필;김동헌;이현우;권순걸
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 본 논문에서는 Ballard사의 1.2[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압($28{\sim}43[VDC]$)을 승압(380([VDC])시키기 위한 풀-브리지 직류-직류 컨버터, 그리고 승압된 직류 링크전압을 교류 전압(220[VAC]), 60[Hz]으로 변환하기 위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류는 프리휠링 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다.

새로운 고효율 절연형 스텝 업-다운 DC/DC 초퍼에 관한 연구 (A Study on Novel Step Up-Down DC/DC Chopper of Isolated Type with High Efficiency)

  • 곽동걸
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.82-88
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    • 2009
  • 본 논문에서는 새로운 고효율의 절연형 스텝 업-다운 DC/DC 초퍼에 대해 해석하였다. 일반적으로 고효율의 초퍼를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실이 최소화 되어야 한다. 본 논문에서는 부분공진 회로를 초퍼에 추가하여 고효율을 실현시킨다. 제안한 초퍼에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 부분공진기법에 의해 소프트 스위칭으로 동작하고, 이에 따른 제어용 스위칭 소자들은 전압과 전류의 스트레스 없이 동작한다. 그 결과 제안한 초퍼는 스위칭 손실의 저감에 의해 고효율로 구동한다. 그리고 제안한 초퍼는 펄스 변압기를 이용하여 입력단과 출력단을 절연시켜, 전기적 절연이 요구되는 전력변환기들에 적용되어 고효율의 전력변환시스템을 개발할 수 있는 장점이 부여된다. 제안한 절연형 스텝 업-다운 초퍼의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 다양한 시뮬레이션과 실험결과를 통해 그 타당성이 입증된다.

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Wind Power Grid Integration of an IPMSG using a Diode Rectifier and a Simple MPPT Control for Grid-Side Inverters

  • Ahmed, Tarek;Nishida, Katsumi;Nakaoka, Mutsuo
    • Journal of Power Electronics
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    • 제10권5호
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    • pp.548-554
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    • 2010
  • In this paper, a 1.5 kW Interior Permanent Magnet Synchronous Generator (IPMSG) with a power conditioner for the grid integration of a variable-speed wind turbine is developed. The power-conditioning system consists of a series-type 12-pulse diode rectifier powered by a phase shifting transformer and then cascaded to a PWM voltage source inverter. The PWM inverter is utilized to supply sinusoidal currents to the utility line by controlling the active and reactive current components in the q-d rotating reference frame. While the q-axis active current of the PWM inverter is regulated to follow an optimized active current reference so as to track the maximum power of the wind turbine. The d-axis reactive current can be adjusted to control the reactive power and voltage. In order to track the maximum power of the wind turbine, the optimal active current reference is determined by using a simple MPPT algorithm which requires only three sensors. Moreover, the phase angle of the utility voltage is detected using a simple electronic circuit consisting of both a zero-crossing voltage detecting circuit and a counter circuit employed with a crystal oscillator. At the generator terminals, a passive filter is designed not only to decrease the harmonic voltages and currents observed at the terminals of the IPMSG but also to improve the generator efficiency. The laboratory results indicate that the losses in the IPMSG can be effectively reduced by setting a passive filter at the generator terminals.

비접촉 전원장치에 적용한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 관한 연구 (A Study on the LCC Type High Frequency DC/DC Converter for Contactless Power Supply System)

  • 김동희;황계호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.55-64
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    • 2007
  • 본 논문은 부하직렬 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 가변 가능한 공진커패시터를 병렬로 삽입한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터의 특성과 설계 예를 나타내고 있으며, 또한 턴-오프시 스위칭 손실을 줄이기 위해 ZVS를 가지는 소프트 스위칭을 사용하였다. 제안 컨버터는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 스위칭 패턴을 사용하여 동작되며, PFM 제어에 의해 제안 회로의 출력전압을 제어하였다. 병렬커패시터의 커패시턴스의 변화에 따라, DC/DC 컨버터의 분석은 일반적으로 무차원화 파라미터를 사용하여 나타내었고, 회로 동작 특성은 스위칭 주파수와 파라미터로 행하였다. 또한 본 논문은 특성평가에 의해 제안 DC/DC 컨버터의 동작 특성과 회로 설계 방법을 제시하였다. 더욱이 본 논문은 실험을 통해 이론 분석의 정당성을 입증하였다. 향후 제안한 DC/DC 컨버터는 반도체 및 FPD의 클린룸에 선형이동 시스템의 비접촉 전원장치에 적용 가능하다고 생각된다.

단순화된 Pockels cell Q-switch용 구동기 개발 및 특성에 관한 연구 (A study of the development of a simple driver for the Pockels cell Q-switch and Its characteristics)

  • 박구렬;정종한;홍정환;김병균;문동성;김휘영;김희제;조정수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2116-2118
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    • 2000
  • In the technique of Q-switching, very fast electronically controlled optical shutters can be made by using the electro-optic effect in crystals or liquids. The driver for the Pockels cell must be a high-speed, high-voltage switch which also must deliver a sizeable current. Common switching techniques include the use of vacuum tubes, cold cathode tubes, thyratrons, SCRs, and avalanche transistors. Semiconductor devices such as SCRs, avalanche transistors, and MOSFETs have been successfully employed to drive Pockels cell Q-switch. In this study, a simple driver for the Pockels cell Q-switch was developed by using SCRs, pulse transformer and TTL ICs. The Pockels cell Q-switch which was operated by this driver was employed in pulsed Nd:YAG laser system to investigate the operating characteristics of this Q-switch. And we have investigated the output characteristics of this Q-switch as a function of the Q-switch delay time to Xe flashlamp current on.

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XLPE 케이블에서 보이드 결함의 부분방전 특성과 위치추정 (Partial Discharge Characteristics and Localization of Void Defects in XLPE Cable)

  • 박서준;황성철;왕국명;길경석
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.203-209
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    • 2017
  • 전력공급의 안정성 및 신뢰도 향상을 위해 각종 전력설비의 예방진단에 관한 연구개발이 활발하다. 가스절연개폐장치와 변압기와 같은 단위 기기의 절연진단기술은 빠르게 발전하고 있으나, 전력케이블에 있어서는 단순히 결함의 유무와 부분방전을 측정할 뿐, 세부적 특성에 대해서는 거의 연구되고 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 XLPE 케이블에서 보이드의 크기와 위치에 따른 부분방전 특성과 결함의 위치추정에 관한 연구를 수행하였다. 보이드의 크기 및 위치에 따른 4종의 결함계를 모의하였으며, 부분방전펄스는 주파수 대역 150kHz~30MHz의 고주파변류기로 검출하였다. 실험결과, 도체에 인접한 결함일수록 방전전하량이 크고, 정극성에 비해 부극성의 방전펄스 수가 약 20% 많게 나타났다. 또한 TDR 방법으로 결함위치를 산출하였으며, 50m 케이블에서 1m 이내로 결함의 위치를 추정할 수 있었다.