• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권5호
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• pp.1108-1121
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• 2019

The non-inverting buck-boost converter (NIBB) is a step-up and step-down DC-DC converter suitable for wide-input-voltage-range applications. However, when the input voltage is close to the output voltage, the NIBB needs to operate in the buck-boost mode, causing a significant efficiency reduction since all four switches operates in the PWM mode. Considering both the current stress limitation and the efficiency optimization, a novel design methodology for the optimal phase-shift modulation of a NIBB in the buck-boost mode is proposed in this paper. Since the four switches in the NIBB form two bridges, the shifted phase between the two bridges can serve as an extra degree of freedom for performance optimization. With general phase-shift modulation, the analytic current expressions for every duty ratio, shifted phase and input voltage are derived. Then with the two key factors in the NIBB, the converter efficiency and the switch current stress, taken into account, an objective function with constraints is derived. By optimizing the derived objective function over the full input voltage range, an offline design methodology for the optimal modulation scheme is proposed for efficiency optimization on the premise of current stress limitation. Finally, the designed optimal modulation scheme is implemented on a DSPs and the design methodology is verified with experimental results on a 300V-1.5kW NIBB prototype.

• 융합정보논문지
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• 제10권8호
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• pp.47-52
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• 2020

본 연구에서는 자동차용 강압 DC-DC 컨버터 모듈 설계 방법 중 변조 스위칭 잡음과 전자파 방사의 감소방법에 대한 시뮬레이션 연구가 수행되었다. PMIC(Power Management Integrated Circuit) 칩을 이용한 4층 PCB 기본 회로가 제시되었고, 컨버터 모듈의 두 입력단자(+, -) 및 입력 필터와 PMIC 사이에서의 전자파 잡음과 전자기 방사 특성에 대한 시뮬레이션이 1.0~5.0MHz 대역과 100MHz 대역에서 수행되었다. 전도성 방사 특성은 3.0MHz와 104MHz에 대한 결과를 제시하였고, 입력포트로 되돌아오는 전도성 방사를 줄이기 위해 컨버터 출력 단자를 PCB의 3층 혹은 4층에 입력단의 전류 흐름과 반대되는 방향으로 배치하여 평균 10dB 이상의 개선효과가 나타났다. 본 연구 결과는 지금까지 제시된 불요 전자파 감소 방법에 비해 개선효과가 높아 향후 컨버터 모듈 설계에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.75-81
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• 2015

At the end of the 19th century, Edison's DC power system and Tesla's AC power system was debated in power market. Finally, AC system became the primary system of the power market because both step-up and step-down of voltage by using transformer and long-distance power transmission are easily possible. However, nowadays the power market takes some action for introducing DC system. Both domestic and foreign researchers are conducting the study on the DC system as well. Some researchers have conducted the studies on power quality and economic evaluation of the DC distribution system but DC distribution system is still controversial in terms of the effectiveness and reliability. In this paper, we calculate the reliability indices of the Low Voltage Direct Current(LVDC) distribution system considering arrangement of power electronics, layout of the distribution system, and distance between load points.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.189-192
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• 2001

This paper proposed that an AC-DC converter system using multiple buck-chopper operates with four choppers connecting to a number of parallel circuits. To improve these, a large number of soft switching topologies included a resonant circuit have been proposed. And, some simulative results on computer are included to confirm the validity of the analytical results. The partial resonant circuit makes use of an inductor using step-down and a condenser of loss-less snubber. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of system is high. And the snubber condenser used in a partial resonant circuit makes charging energy regenerated at input power source for resonant operation. The proposed conversion system is deemed the most suitable for high power applications where the power switching devices are used.

• 전기학회논문지
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• 제64권2호
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• pp.342-348
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• 2015

In this paper, fuel cell power generation system that is being studied in recent railway field was applied to compensate for the voltage drop due to the load as driving electric vehicle. PSIM simulation program is to be used to implement the modeling of the electric railway for AC AT feeder system. For it, It was applied to the product-type single-phase PLL algorithm, step-down converter is controlled as power so as to have the fuelcell generation system. Based on it's result, a reactive power due to the catenary impedance in accordance with the current flowing is compensated as linked with fuelcell generation system which supplied the current to the power supply grid. and then its performance was confirmed that voltage compensation effect obtained at SubStation (SS), SubSectioning Post (SSP), Sectioning Post (SP).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.988-989
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• 2015

본 논문은 저압 직류배전의 시스템에 적용하기 위한 ZVS 방식의 100kW 고강압 DC-DC 컨버터를 제안하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다. 제안된 시스템은 저압 직류배전 설비에 구성되는 시스템으로 1500Vdc가 송전될 때 가정이나 공업용으로 사용 가능한 380Vdc로 강압시켜주는 장치이다. 고압 특성상 하드 스위칭시 손실이 커 ZVS 동작이 가능하도록 구성하였고, 구성된 시스템에 대해 정격 실험 결과 100kW 부하에서 95.8%의 효율을 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.124-128
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• 2002

This Paper propose a novel sensorless drive system for the trapezoidal brushless DC motor in Bow speed region. The inverter DC input voltage is controlled by step-down converter for low speed operation. A indirect rotor position sensing technique based on a detailed analysis of the terminal voltage characterisrics is proposed in this paper. A sensorless drive system is implemented using a TMS320F240 for the main process and IPM(Intelligent Power Module) for the inverter.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.362-363
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• 2013

기존 Fan Motor용 인버터의 경우, 높은 전압으로 인버터를 구동하기 때문에 높은 내압의 IPM을 사용해야 하는 문제점이 있다. 본 논문은 Fan Motor 구동용 인버터의 내압을 줄일 수 있는 Dual 공진 강압형 DC/DC 컨버터를 제안한다. 기존의 강압형 DC/DC 컨버터를 사용할 경우에는 큰 인덕터를 사용하기 때문에 회로의 전체적인 부피가 커지고 제작단가가 증가하는 단점이 있다. 반면 제안된 회로는 작은 크기의 인덕터를 사용한 Dual 공진 강압형 DC/DC 컨버터로써, 낮은 출력전압으로 인버터 구동이 가능하고, 영전압 스위칭을 하기 때문에 소형화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 1.8kW급 Fan Motor 구동용 인버터 회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.307-310
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• 2011

이 논문은 1년에 몇 일 혹은 몇 시간 동안 만 최대 에너지가 공급된다. 그러므로 일반적인 경우에는 대부분 최대 에너지의 50%나 이보다 적은 양의 에너지를 얻게 된다. 이런 작은량의 에너지가 공급되는 Alternative Energy system (P. Voltac System)하에서 용수공급을 위해 기존의 Centrifugal pump를 사용 할 때와 Screw type pump를 사용할 때 공급된 용수량을 비교하였다. 연구 결과 Screw type pump 사용 시 alternative Energy system의 높이에 상관없이 단지 Screw type pump의 speed에 영향을 받으며 낮은 Energy 하 에서도 비교적 높은 효율을 낸다는 것을 실험적으로 비교 검토 하였다.