• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.319-326
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• 2023

본 논문에서는 단상 전압 소스 인버터 (VSIs)의 강인한 출력 전압 제어를 위한 디지털 제어기 구현과 총 고조파 왜곡(T.H.D.v) 분석을 포함한 시뮬레이션 및 실험 결과를 제시한다. 일반적으로 VSI는 내부 루프의 전류 제어기에 비례 적분(PI) 제어기를 사용하고 외부 루프의 전압 제어기에 비례 공진 (PR) 제어기가 사용된다. 그러나, 비선형 부하에서 여전히 3차, 5차 및 7차와 같은 고차 고조파 왜곡이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 고조파 왜곡을 억제하기 위해 홀수 고조파 주파수에 대한 공진 제어기를 포함한 비례 다중 공진 (PMR) 제어기를 제안한다. VSI 플랜트용 컨트롤러의 주파수 응답을 분석하고 PMR 컨트롤러를 설계합니다. 시뮬레이션을 통해 PI와 PMR을 전압 제어기로 사용할 때 출력 전압의 총 고조파 왜곡 특성을 비교 검증합니다. 선형 및 비선형 하중 조건이 모두 고려되었습니다. 마지막으로 PMR 제어기를 3kW급 VSIs 프로토 타입에 적용하여 그 유효성을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.401-417
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• 1994

본 논문에서는 논리 모니터링 방식에 의해 stuck-at(s-at)고장, stuck-open(s-op)고장 및 stuck on(s-on) 고장을 검출하기 위한 Domino CMOS회로의 테스트용이화 셀계기법을 제안한다. Domino CMOS게이트내 nMOS트랜지스터들의 s-op고장과 s-on고장을 검출하기 위하여 한개의 pMOS 트랜지스터를 부가하고 단일 게이트 및 다단 Domino CMOS회로내 인버어터의 pMOS트랜지스터 s-on 고장을 검출하기 위해서 한개의 nMOS트랜지스터를 부가한가. 부가된 트랜지스터는 Domino CMOS를 테스트 모드에서 pseudo nMOS회로로 동작하도록 만든다. 따라서 일반 domino CMOS회로의 테스트 시 회로지연에 의한 오동작을 방지하는 선충전(precharge phase)과 논리결정(evaluation phase)의 이상(two-phase)동작을 필요로 하지 않아 테스트 시간과 테스트 생성의 복잡도를 줄일 수 있게 된다. 제안된 회로에서는 대부분의 고장들이 단일 테스트 패턴에 의해 검출되는데 이에따라 경로지연이나 타임스큐, 전하재분배 및 그리치 등에 의해 테스트가 무효화되는 것을 피할 수 있으며 테스트 패턴 생성을 위하여 기존의 자동 테스트패턴생성기(ATPG)를 이용할 수 있는 장점을 갖는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.817-825
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• 2017

AC 방식 마이크로그리드는 다양한 DC/AC 인버터를 AC 네트워크에 연결하여, DC 방식 마이크로그리드의 약점을 극복 하고 있다. 그러나 소규모 마이크로그리드에서 일반적으로 발생하는 심각한 부하 불평형 현상에 의하여, AC 마이크로그리드 시스템의 성능을 약화시킬 수 있다. 이것은 마이크로그리드 내의 불평형 부하로 인하여 상별 에너지 흐름과 전압조정기능이 제한되기 때문이다. 이러한 불평형 전압문제를 해결하기 위하여, 3상 4-Leg 방식의 인버터가 제안되고 있지만, 이를 안정적으로 운용할 수 있는 제어알고리즘이 미비한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 부하 불평형에 의해서 발생하는 인버터의 전압 불평형 문제를 해결하고 안정적으로 제어하기 위하여 d-q제어를 기반으로 3상4선식 인버터의 각상 개별제어 알고리즘을 제안하였다. 또한, 이 알고리즘을 바탕으로 Matlab/Simulink를 이용하여 4-Leg 방식의 전압제어기 모델링을 수행하였다. 이 모델링과 250KW급 시험장치를 바탕으로 인버터의 출력전압 제어특성을 분석한 결과, 정상상태에서는 기존의 방식과 비슷한 특성을 보이지만, 과도상태에서는 제안한 각상 개별제어 방식이 기존의 방식보다 안정적으로 동작하여 제안한 방식의 유용성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권5호
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• pp.1989-2000
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• 2015

In this paper, digital peak current mode control for single phase H-bridge inverters is developed and implemented. The digital peak current mode control is achieved by directly controlling the PWM signals by cycle-by-cycle current limitation. Unlike the DC-DC converter where the output voltage always remains in the positive region, the output of DC-AC inverter flips from positive to negative region continuously. Therefore, when the inverter operates in negative region, the control should be changed to valley current mode control. Thus, a novel control logic circuit is required for the function and need to be analyzed for the hardware to track the sinusoidal reference in both regions. The problem of sub-harmonic instability which is inherent with peak current mode control is also addressed, and then proposes the digital slope compensation in constant-sloped external ramp to suppress the oscillation. For unipolar PWM switching method, an adaptive slope compensation in digital manner is also proposed. In this paper, the operating principles and design guidelines of the proposed scheme are presented, along with the performance analysis and numerical simulation. Also, a 200W inverter hardware prototype has been implemented for experimental verification of the proposed controller scheme.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.157-163
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• 2014

This paper proposes a two-stage step-down buck and a tapped-inductor boost cascaded converter for high efficiency photovoltaic micro-inverter applications. The proposed inverter is a new structure to inject a rectified sinusoidal current into a low-frequency switching inverter for single-phase grid with unity power factor. To build a rectified-waveform of the output current. the converter employs both of a high efficiency step-up and a step-down converter in cascade. In step-down mode, tapped inductor(TI) boost converter stops and the buck converter operates alone. In boost mode, the TI converter operates with the halt of buck operation. The converter provides a rectified current to low frequency inverter, then the inverter converts the current into a unity power-factor sinusoidal waveform. By applying a TI, the converter can decrease the turn-on ratios of the main switch in TI boost converter even with an extreme step-up operation. The performance validation of the proposed design is confirmed by an experimental results of a 120W hardware prototype.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제5권1호
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• pp.35-42
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• 2016

Developments in power electronics have enabled the widespread application of Pulse Width Modulation (PWM) inverters, notably for connecting renewable systems to the grid. This study demonstrates that a high-quality power can be achieved using a stand-alone inverter, whereby the comparison between the power quality of the stand-alone inverter with battery storage (off-grid) and the power quality of the utility network is presented. Multi-loop control techniques for a single phase stand-alone inverter are used. A capacitor current control is used to give active damping and enhance the transient and steady state inverter performance. A capacitor current control is cheaper than the inductor current control, where a small current sensing resistor is used. The output voltage control is used to improve the system performance and also control the output voltage. The inner control loop uses a proportional gain current controller and the outer loop is implemented using internal model control proportional-integral-derivative to ensure stability. The optimal controls are achieved by using the Sisotool tool in MATLAB/Simulink. The outcome of the control scheme of the numerical model of the stand-alone inverter has a smooth and good dynamic performance, but also a strong robustness to load variations. The numerical model of the stand-alone inverter and its power quality are presented, and the power quality is shown to meet the IEEE 519-2014. Furthermore, the power quality of the off-grid system is measured experimentally and compared with the grid power, showing power quality of off-grid system to be better than that of the utility network.