In the field of electric vehicles and AGVs, wireless power transfer (WPT) charging systems have been developed recently because of its convenience, reliability, and positive environmental impact due to cable and cord elimination. In this study, we propose a WPT charging system using a single stage AC-DC converter that can be reduced in size and weight and thus can ensure convenience. The proposed single-stage AC-DC converter can control a wide output voltage (36-54 VDC) within coupling ranges by using the variable link voltage applied to the WPT resonant circuit through phase-shifted modulation at a fixed switching frequency. Moreover, the input power factor and total harmonic distortion can be improved by using the proposed converter. A 1 kW prototype that can operate with an air gap range of 40-50 mm is fabricated and validated through experimental results and analysis.
Kim, Kuk-Hyeon;Kim, Soo-Yeon;Choi, Eun-Kyung;HwangBo, Chan;Park, Seong-Mi;Park, Sung-Jun
한국산업융합학회 논문집
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제24권4_1호
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pp.387-395
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2021
Distributed resources such as renewable energy sources and ESS are connected to the low voltage direct current(LVDC) distribution network through the power conversion system(PCS). Control power is required for the operation of the PCS. In general, controller power is supplied from AC power or DC power through switch mode power supply(SMPS). However, the conventional SMPS has a low input voltage, so development and research on high input voltage self-power suitable for LVDC is insufficient. In this paper, to develop Self-Power that can be used for LVDC, the characteristics of the conventional topology are analyzed, and a series-input single-output flyback converter using a flux-sharing transformer for high voltage is designed. The high input voltage Self-Power was designed in the DCM(discontinuous current mode) to reduce the switching loss and solve the problem of current dissipation. In addition, since it operates even at low input voltage, it can be applied to many applications as well as LVDC. The validity of the proposed high input voltage self-power is verified through experiments.
본 논문에서는 DC모터의 출력특성을 개선할 수 있는 새로운 구조의 DC모터 구동회로를 설계하였고 이 회로를 이용한 콘트롤러를 개발하였다. 설계된 구동 회로에 의하여 콘트롤러는 자체발진회로의 스위칭 신호를 갖는 트랜스포머를 이용하여 연속적으로 DC모터를 구동할 수 있다. 또한 최대속도시, 제어회로의 기준전압 값을 삼각파보다 높게 유지할 수 있고 모터 구동 FET를 항상 온 값을 가지도록 하여 최대출력을 얻을 수 있도록 한다. 제안된 구동회로를 활용하여 24V-500W급 DC모터속도 컨트롤러를 개발하였고 소형전동차를 제작하고 구동시험을 실시하였다. 구동테스트 및 특성 측정결과, 구동전류 12A로써 DC모터의 전진 및 후진 속도를 연속 가변 할 수 있음을 보였다. 그 밖에 과전류 감시기능, 모터과열 감시기능의 정상동작을 확인하였으며, 배터리 잔량이 20~100%까지 6단계로 표시할 수 있음을 확인하였다.
최근 네트워크 사용자들이 네트워크를 사용하는 방식이나 가치의 변화를 살펴보면 간단한 웹 정보와 같은 단방향 정보만을 제공받는 형태에서 자유로운 이동성을 기반으로 보안과 개인화가 보장된 대용량 정보 전송 형태로 바뀌고 있다. 이처럼 다양한 요구사항들의 변화에 따라 개별적으로 서비스를 제공하던 형태에서 하나의 형태로 통합되는 추세에 있다. 아울러 네트워크 또한 개별적인 네트워크를 통합하는 형태로 발전하고 있으며 이러한 여러 네트워크를 통합적으로 제어할 수 있는 네트워크 제어 기술이 핵심 요소로 등장하였다. 이러한 사용자들의 요구사항을 반영하여 차세대 네트워크는 WDM/IP 전송기술을 기반으로 동적 재구성을 지원하는 다계층 네트워크가 대세를 이루고 있다. 이처럼 패킷-광전달 시스템(P-OTS)은 SONET/SDH와 Ethernet, DWDM, OTN, 그리고 ROADM과 같은 기술들을 통합한 플랫폼이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 다계층 광 네트워크 제어 시스템에서 PCE 기반 광 및 패킷전달계층 경로계산엔진 알고리즘을 제안하였다.
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.
이산스펙트럽(Spread Spectrum) 통신 시스템에 사용되는 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer)는 짧은 천이시간과 광대역의 특성을 요구하고, 전력소모도 적어야 한다. 이를 위해서 본 연구의 DDFS는 파이프라인 구조의 위상 가산기와 4개의 sine ROM을 병렬로 구성하여, 단일 sine ROM으로 구성된 DDFS에 비해 처리 속도를 4배 개선하였다. 위상 가산기의 위상 잘림으로 나빠지는 스펙트럼 특성은 위상 가산기 구조와 같은 잡음 정형기를 사용하여 보상하였고, 잡음 정형기의 출력 중 상위 8-bit만을 sine ROM의 어드레스로 사용하였다. 각각의 sine ROM은 사인 파형의 대칭성을 이용하여, 0 ~ $\pi$/2 사인 파형의 위상, 진폭 정보를 저장함으로 0 ~ 2$\pi$ 사인 파형의 정보를 갖는 sine ROM에 비해 크기를 크게 줄였고, 어드레스의 상위 2-bit를 제어 비트로 사용하여 2$\pi$의 사인 파형을 조합했다. 입력 클럭을 1/2, 1/4로 분주하여, 1/4 주기의 낮은 클럭 주파수로 대부분의 시스템을 구동하여, 소비 전력을 감소시켰다. DDFS 칩은 $0.8{\mu}$ CMOS 표준 공정의 게이트 어레이 기술을 이용ㅇ하여 구현하였다. 측정 결과 107MHz의 구동 클럭에서 안정하게 동작하였고, 26.7MHz의 최대 출력 주파수를 발생시켰다. 스펙트럼 순수도(Spectral purity)는 -65dBc이며, tuning latency는 55 클럭이다. DDFS칩의 소비 전력은 40MHz의 클럭 입력과 5V 단일 전원을 사용하였을 때 276.5mW이다.
정전복구 문제는 배전계통에서 고장이 발생한 겨우 사고 구간 이후의 비 고장 정전구간내의 부하를 적절한 스위칭을 통하여 인접된 건전피더로 빠른 시간 내에 절체 시키는 것이며 이때 방사상 선로구성, 전압, 전류 등의 제약조건들이 만족되어야 한다. 본 논문에서는 건전피더들이 고장 발생 직후 계통으로 공급하여야 할 부하의 총량을 규정하는 함수와 순환적 최적우선탐색을 이용하여 사고 발생 시 단지 정전의 복구뿐만 아니라 부하의 균등화까지도 함께 수행되는 효율적인 정전복구 알고리즘을 제시한다. 제시되는 알고리즘은 건전피더들이 고장 발생 직후 계통으로 공급하여야 할 부하의 총량을 규정하는 함수로부터 각 피더들이 공급하여야 할 목표치를 제안하고 또한 지수의 목적 값을 만족하는 스위칭을 찾기 위하여 순환적 최적우선 탐색법을 이용한다. 본 논문에서는 제시한 알고리즘을 실제로 서울의 K지사에서 윤용하고 있는 108모선에 적용하여 결과를 도출 했으며 그 결과 제안된 알고리즘을 이용할 경우에 적은 탐색 횟수로 정전이 복구됨과 동시에 건전 선로간의 부하가 균등화되었음을 입증하였다.
본 논문에서는 소형 지구관측 위성의 광학카메라에 들어가는 미소진동을 보상하기 위한 초점면부 보정장치 시스템의 실험적 모델링을 수행하였다. 미소진동 외란을 보상하는 초점면부 보정장치의 구동기로 PZT 압전작동기를 적용하였다. 압전작동기는 히스테리시스 고유 특성을 갖게 되므로 보정장치 시스템의 정확한 수학적 모델링을 얻는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 보정장치 시스템을 2차 선형시스템으로 가정하고 MATLAB의 시스템 식별 툴박스(System Identification Toolbox)를 이용하여 실험적으로 모델링을 수행하였다. 외란의 주파수 범위인 0~50Hz에서 응답 오차 10%를 만족하기 위해 단일 선형 모델로는 불가능하며 총 4개의 선형 모델이 필요하다. 각각의 모델은 0~50Hz 입력범위를 4개의 구간으로 나눈 영역에서 실제 동역학을 잘 표현 하고 있다. 미소진동 외란의 보상은 입력주파수에 따라 모델 스위칭 기법을 적용한 초점면부 보정장치 제어를 통해 이루어진다.
본 연구에서는 통신망 노드에서의 큐잉 노드에서의 큐잉 지연 성능 보장을 위한 스케쥴링 알고리즘을 제안하였다. GPS (Generalized Processor Sharing) 개념을 확장하여 트래픽 클래스 단위의 서비스 커브를 정의하고 정의된 서비스 커브들 간의 관계를 규정짓는 시스템 방정식을 유도하였다 이러한 시스템 방정식을 기반으로 GPS 서버에서 정의 되는 세션별 가중치 값을 요구된 지연 성능과 트래픽 파라미터를 사용하여 구하였다 이와같이 유도된 가중치 값을 적용하여 GPS 알고리즘의 변형인 소위 '대역할당 알고리즘'을 소개하였다 유도된 시스템 방정식은 대역할당 알고리즘이 구현되는 서버 동작의 구체적 모델링이다 또한 대역할당 알고리즘에 수반되는 호 수락 제어조건도 도출 함으로써 수용된 모든세션들의 결정적 지연성능품질이 보장될수 있도록 하였다 가중치 값은 고정된 값이 아니고 망 노드의 상태에 따라 역동적으로 튜닝 되도록 정의되었으며 이로써 대역폭 사용의 사용의 효율성이 중대되는 특성을 갖는다.
이동통신망에서는 한정된 채널을 효과적으로 할당하기 위한 여러 연구들이 진행되고 있다. 이동국에서 호를 요청하면 교환국에서 각 기지국에 속한 이동국에 채널을 할당한다. 채널할당방식에는 크게 고정채널할당방식, 동적채널할당방식 그리고 이를 조합한 하이브리드방식이 있다. 본 논문에서는 채널을 할당 할 때 채널 간 간섭을 최소로 하고 채널을 할당하기까지의 시간과 횟수를 최소화하는 방안을 제안한다. 본 논문에서는 제안하고자 하는 알고리즘은 기지국, 제어국, 교환국 등 특정 장비당 채널수에 상관이 없이 범용으로 사용할 수 있는 시스템 모델을 기준으로 제안하였으며 기존의 통신사업자들이 통계를 근거로 채널을 할당하는 유사한 고정방식과 할당 시 기존의 방식과는 개선된 방식을 제시한다. 시뮬레이션을 통해 다른 방식과 비교 검토하여 제안 방식의 효율성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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