• 전기학회논문지
• /
• 제62권6호
• /
• pp.798-802
• /
• 2013

In a conventional DC power supply used for CO2 laser, the circuit elements such as a rectifier bridge, a current-limiting resistor, a high voltage switch, energy storage capacitors ans a high-voltage isolation transformer using high turn ratio are necessary. Consequently, those supplies are expensive and require a large space. Thus, laser resonator and power supply should be optimally designed. In this paper, we propose a new power supply using high frequency resonance phenomena for CW(Continuous wave) CO2 laser (maximum output of 23W with discharge length of 450mm). It consists of a transformer including leakage inductance, magnetizing inductance and half-bridge converter, a three-stage Cockcroft-Walton and PFC(Power factor correction) circuit. The output ripple voltage can be controlled the minimum of 0.24% under the high frequency switching of 231kHz. Furthermore, the output efficiency was improved to 16.4% and the laser output stability of about 5.6% was obtained in this laser system.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
• /
• 제48권8호
• /
• pp.431-439
• /
• 1999

Among the variable-speed AC motor drive systems, the static slip power recovery system has been widely adopted in large power drives because a high efficiency drive can be obtained by recovering the slip power to the AC line. Although many improvements have been made in this system, several problems also remain such as the need of transformer in inverter AC side, which results in limiting speed control range and increasing the losses, production of reactive power by the control of inverter firing angle, harmonics in line currents, and so on. This paper presents the novel high performance slip power recovery system using the boost converter and small size filter in the rotor circuit, which recovers slip power of a wound rotor induction machine to AC supply efficiently with the aid of the boost converter, in which most of the problems in conventional system can be solved. The speed can be controlled by the duty ratio of the converter switch, not by inverter firing angle. As a results, the proposed system can operate in high power factor and the harmonic currents caused by the inverter and rectifier can be considerably suppressed. The validity of the proposed system verified by demonstrating the good agreement in the simulation and experimental results.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.46-53
• /
• 2009

본 논문은 다중출력 전원 시스템을 위한 새로운 구조의 영전류 스위칭(ZCS, Zero Current Switching) LLC 공진형 Post-regulator를 제안한다. 기존의 LLC 공진형 컨버터는 정밀한 다중 출력을 얻기 위해 추가의 비 절연형 DC/DC 컨버터가 요구되었고, 이는 전력 변환 효율 감소 및 제조 원가 상승의 단점을 갖고 있다. 제안된 Post-regulator는 각 정류 다이오드 및 전력 스위치의 내압 및 전류 스트레스가 작고, 부피가 큰 고가의 비 절연형 DC/DC 컨버터의 추가 대신 1 개의 보조 스위치만으로 구현되므로 구조가 간단하고, 저가격화에 유리하다. 또한, 제안된 Post-regulator의 모든 전력 스위치는 영전류 스위칭이 가능하므로 EMI 특성이 우수하며 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 최종적으로 본 논문에서 제안된 전원 시스템의 동작 원리 및 타당성을 검증하기 위하여, 영전류 스위칭 LLC 공진형 Post-regulator의 실험 결과를 제시한다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.328-339
• /
• 2006

본 논문에서는 1 단구조방식의 PFC 회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템의 특성해석에 대해 다룬다. 단상 SRM은 기계적 및 전기적 구조가 단순하고, 견고하며, 고속운전특성이 우수하다. 다이오드 브릿지 정류기와 직류링크회로의 커패시터로 구성된 종래의 단상 SRM 구동방식은 커패시터의 짧은 시간의 충 방전 전류에 의해 역률이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 우선 부가적인 능동회로가 없는 1 단방식의 PFC 회로에 대한 분석을 통하여 역률개선 및 토크리플 억제를 위한 스위칭 토플로지를 새로 제안한다. 제안한 스위칭 토플로지로 작동하는 PFC 회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템을 구축하고 시스템에 대한 수치해석을 통해 운전속도, 부하토크 및 커패시터 용량에 따른 토크리플, 역률 및 효율 등 시스템의 특성을 얻으며, 이를 실제 실험결과와 비교한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제13권3호
• /
• pp.1251-1264
• /
• 2018

The systematic and effective design method of a Class-D current-source resonant inverter for use in an induction cooker with zero-ripple line current is presented. The design procedure is based on the principle of the Class-D current-source resonant inverter with a simplified load network model that is a parallel equivalent circuit. An induction load characterization is obtained from a large-signal excitation test-bench based on parallel load network, which is the key to an accurate design for the induction cooker system. Accordingly, the proposed scheme provides a systematic, precise, and feasible solution than the existing design method based on series-parallel load network under low-signal excitation. Moreover, a zero-ripple condition of utility-line input current is naturally preserved without any extra circuit or control. Meanwhile, a differential-mode input electromagnetic interference (EMI) filter can be eliminated, high power quality in utility-line can be obtained, and a standard-recovery diode of bridge-rectifier can be employed. The step-by-step design procedure explained with design example. The devices stress and power loss analysis of induction cooker with a parallel load network under large-signal excitation are described. A 2,500-W laboratory prototype was developed for $220-V_{rms}/50-Hz$ utility-line to verify the theoretical analysis. An efficiency of the prototype is 96% at full load.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.638-644
• /
• 2008

슬립램프의 응용은 소형으로 디자인되는 원리를 이행하므로 작은 사이즈의 전자식 안정기가 요구된다 하지만 기존의 $50{\sim}60Hz$에서 동작되는 자기석 안정기들은 현저한 플리커(깜빡거림) 현상, 높은 손실, 큰 파고율 그리고 무거운 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해서 35W급(T5급) 형광등을 동작시키기 위한 제안된 새로운 타입으로 구성된 전자식 안정기로 정류기, 역률개선, 직렬 공진 하프 브리지 인버터 그리고 압전 변압기를 구성한 시스템을 제안하였다. 이 같은 압전 변압기를 이용한 전자식 안정기 구성으로 35급(T5급) 형광등을 성공적으로 동작시킬 수 있었다. 제안된 전자식 안정기를 약 $75{\sim}79kHz$의 주파수로 구동 시켜서 실험한 결과 25분 구동 후에 형광램프는 시스템 전체 안정기의 역률과 효율은 각각 0.95, 0.86%의 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.566-572
• /
• 2020

무선 전력전송기에서 두 유도 코일 사이의 무선 전력전송 특성과 영향에 대해서 알아보고, 무선 전력전송 기술을 이용한 전력변환기 회로와 배터리 충·방전기 회로를 제안한다. 무선 전력전송기 및 무선 충전기의 장점은 기존의 플러그인 탑재형 유선 충전기(OBC; on-board charger) 대신 무선으로 전력을 전송하여 배터리에 전력 충전 시 사용자가 외부에서 전원을 연결 시키지 않고 무선으로 충전할 수 있는 점이다. 또한 무선충전의 이점은 2차 측 정류기의 회로와 수신 코일을 사용하여 에너지 효율 향상 효과를 가져올 수 있으나, 대용량의 원거리 무선충전 방식은 전송거리에 대한 한계가 있어 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 비 접촉 방식의 전력 전송기의 전력을 전송 할 수 있는 송신부 인 1차측 코일과 수신부인 2차측 코일 및 하프브리지(half bridge) 직렬공진 컨버터를 적용한 무선 전력전송장치의 송신부 회로와 수신부 회로의 연구를 목적으로 무선충전시스템의 전력전송거리 향상을 위한 새로운 토폴로지를 적용하고, 각각의 거리에 따른 실험을 통해 8 cm 전송거리에서 출력 3 kW 일 때, 최대 효율(95.8%)을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권1호
• /
• pp.48-55
• /
• 2014

UV 발생용 플래시램프의 전원공급장치는 강력한 아크방전을 유발하기 위하여 높은 승압 비를 갖는 전압변환회로를 가지고 있다. 일반적인 구조는 높은 승압비의 트랜스포머와 배전압정류방식(코크라프트 올튼 회로 등)으로 방전관의 절연을 파괴함과 동시에 방전관에 전류를 급격히 통과시키는 방식으로 구동한다. 이 때, 제논방전관의 방전특성상 입력전류를 제한하지 않으면 방전관의 과다 발열, 전극손실, 봉입기체의 산화가속 등으로 수명저하의 원인이 되므로, 반드시 방전관에 유입되는 전류를 제한해야 되며, 이를 Ballast라 하는데 일반적으로 인덕터나 저항을 사용하여 인입전류량을 제한한다. 트랜스포머의 자가 공진(self-resonance)을 이용하면 낮은 1, 2차권선 비에도 고유주파수의 전후에서 비교적 높은 피크 전압을 얻을 수 있다. 또한 트랜스포머의 특정주파수에서 고유임피던스 성분을 이용하여 출력전압을 필터링하면 제논방전관이 자가 발진방식으로 동작하므로 종래의 회로구성보다 간단하고 경제적인 아크방전 파워 스테이지의 구성이 가능하다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.70-79
• /
• 2003

본 연구에서는 압전 변압기를 이용한 T5 28급 전자식 안정기를 제작하여 그에 관한 특성을 조사하였다. 제작된 전자식 안정기는 크게 정류부와 능동형 역률 개선 회로부, 마이크로 컨트롤러를 이용한 주파수 발진부와 피드백 제어 회로부, 그리고 하프-브리지 인버터 회로 및 압전 변압기포 구성하였다. 사용된 원칩 마이크로 컨트롤러(AT90S4433)는 주파수를 발진하는 발진 회로부와 형광램프에 인가된 전류값을 측정하여 램프의 구동여부를 판단하는 피드백 제어 회로부로 구성하였으며, 내부 프로그램에 의해 일정 주파수에서 주파수를 감소시킴으로서 램프 방전을 유도하고 방전을 확인 후 정상상태 구동을 하는 주파수 대포의 이동을 통해 형광램프에 일정한 출력을 유지하였다. 결과적으로 개발된 전자식 안정기는 기존의 자기식 안정기가 무겁고 부피가 크며 많은 손실과 깜박거림(Flicker)현상을 지니는 반면에, 75[kHz]대의 고주파수로 동작하면서 99.5[%]이상의 높은 역률과 12[%]이하의 낮은 총 고조파 왜곡률(THD), 그리고 1.5이하의 CF(Crest Factor)를 나타낸다. 따라서 본 연구에서 제작된 압전형 안정기근 기존의 안정기를 대체할 수 있으며, 소형 경량화 되고 높은 효율을 지니게 되므로 경제적 측면에서의 장점도 기대된다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.358-369
• /
• 2000

얇은 판형 용접에 광범위하게 사용되는 피복아크 용접기는 용접전원으로 변압기를 사용하는 AC 아크용접기외 인버터를 사용하는 인버터 아크 용접기로 구분된다. AC아크용접기는 변압기를 사용하므로 전체시스템의 부피 및 무게가 커지며 변압기 탭조정으로 인한 최적 출력전압이 설정되지 않아 용접성는이 저하되는 단침이 있다. 이러한 단점올 개선히고 용접성능을 향상시키기 위하여 고속반도체 소자를 이용한 인버터 아크용접기가 많이 연구되고 있다. 인버터 피복아크 용집기시스템은 다이오드 정류기, 인버터, 고주파 변압기, 출력측 정류기 및 리엑터로 구성되어져 있는데, 입력전원측에 다아오두 정류기를 사용함으로서 고조파 다량 힘유 및 입력역률 저하등을 가져오며, 일정 듀티를 갖는 정전압제어방식을 이용하고 아크용접시스템 고유의 정전류특성은 변압기의 누설구조애 의해 실현하고 았다. 따라서 본 논문에서든 이상의 단점을 해결하기 위하여 PWM 컨버터를 적용하여 입력측의 고조파를 제거하고 입력역률 99% 유지할 수 있었으며, 또한 새로운 혼형제어기법을 적용하여 순시적인 용접 출력전압과 전류를 제어하여 용접 출럭전압과 전류를 일정하게 유지시킴으로서 AC아크용접기와 비교하여 스패터룹 70%감소시켰으며 무부하시 10%의 효율 상승을 가져왔다.