• Journal of Power Electronics
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• 제15권2호
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• pp.555-566
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• 2015

A TRIAC dimming LED driver that can control the brightness of LED arrays for a wide range of source voltage variations is proposed in this paper. Unlike conventional PWM LED drivers, the proposed LED driver adopts a TRIAC switch, which inherently guarantees zero current switching and has been proven to be quite reliable over its long lifetime. Unlike previous TRIAC type LED drivers, the proposed LED driver is composed of an LC input filter and a variable switched capacitance, which is modulated by the TRIAC turn-on timing. Thus, the LED power regulation and dimming control, which are done by a volume resistor in the same way as the conventional TRIAC dimmers, can be simultaneously performed by the TRIAC control circuit. Because the proposed LED driver has high efficiency and a long lifetime with a high power factor (PF) and low total harmonic distortion (THD) characteristics, it is quite adequate for industrial lighting applications such as streets, factories, parking garages, and emergency stairs. A simple step-down capacitive power supply circuit composed of passive components only is also proposed, which is quite useful for providing DC power from an AC source without a bulky and heavy transformer. A prototype 60 W LED driver was implemented by the proposed design procedure and verified by simulation and experimental results, where the efficiency, PF, and THD are 92%, 0.94, and 6.3%, respectively. The LED power variation is well mitigated to below ${\pm}2%$ for 190 V < $V_s$ < 250 V by using the proposed simple control circuit.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.456-464
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• 2007

본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 단순화된 전력회로에 따른 전체 크기 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입의 제작 및 실험을 통하여 그 성능을 평가 및 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.31-39
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• 2012

본 논문에서는 수용가의 에너지 절감과 최대수요전력 제어를 위하여 마이크로프로세서를 이용한 자동 전압 조정기(AVR)를 제안한다. 제안한 자동 전압 조정기(HS-AVR : Hybrid Switching Automatic Voltage Regulator)는 토로이달 코어에 1개의 직렬 권선과 분리된 4개의 분로 권선으로 구성되어 있는 단권변압기를 사용한다. 변압기의 전압 조정은 직렬 권선과 분로 권선의 연결 방법에 따라 감압/승압이 가능하다. 스위치는 릴레이와 트라이악을 병행하여 사용한다. 스위치의 조작 시 발생하는 권선의 여자돌입전류를 제어하기 위하여 트라이악을 이용하여 연결 상태를 변경하고, 연결 상태 유지 시에는 릴레이를 이용함으로써 스위치 소비 전력을 최소화 한다. 제어 신호는 여자 돌입 전류를 줄이기 위하여 전압 파형에 동기화 하여 제어되며 이를 위하여 소프트웨어 PLL을 사용한다. 소프트웨어 PLL은 전압 파형의 제로크로스, 전압 최고점 등의 동기화에 사용함으로써 스위치와 시스템을 최소화한다. 기존 전압 조절 스위치나 자동 전압 조정기 구조는 여자 돌입 전류로 인한 스위치 접점 손상을 막기 위하여 최대전류를 수용할 수있는 용량으로 구성함으로써 장치 크기가 매우 커지는 문제점이 있었다. 본 논문은 이런 문제를 해결하여 자동 전압 조정기의 크기를 줄이고 효율을 높이는 방법을 제안하였다.

• 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.

• 한국안전학회지
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• 제33권1호
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• pp.28-34
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• 2018

The purpose of this study is to fabricate a sensor module to detect the resistive leakage current (Igr) in real time that occurs to low voltage electric lines and to verify its reliability. In the case of the developed sensor module, wires are inserted into the zero current transformer (ZCT) and current transformer (CT) in advance and then the branch line is connected to the circuit breaker. The measurement result of the resistance of the distribution panel equipped with the developed sensor module shows that the resistance is $0.151m{\Omega}$ between the R and R phases, $0.169m{\Omega}$ between the S and S phases, and $0.178m{\Omega}$ between the T and T phases, respectively. The insulation resistance measured at AC 500 V and 1,000 V is $0.08m{\Omega}$ between the R, S, T and N phases, respectively. Then, the insulation resistance measured at DC 500 V is $83.3G{\Omega}$ between the R, S, T and G terminal, respectively. In addition, the applied withstanding voltage is AC 220 V/380 V/440 V and it was found that characteristics between all phases are good. This study measured the standby power by installing the developed sensor module at the rear of the MCCB and switching the circuit breaker on sequentially. The standby power is 1.350 W when one circuit breaker is turned on, 1.690 W when 2 circuit breakers are turned on, and 4.371 W when 10 circuit breakers are turned on. This study also verified the reliability of the standby power of the distribution panel equipped with the developed sensor module using the Minitab Program (Minitab PGM). Since the analysis shows the statistical average of 1.34627 in the reliable range of normal distribution, standard deviation of 0.001874, AD of 0.554, and P value of 0.140, it is found that the distribution panel equipped with the developed sensor module has high reliability.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.103-110
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• 2010

본 논문에서는 대용량급 전력변환회로를 대상으로, 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터의 환류 전류 문제를 해결하기 위하여 새로운 모드 가변형 비대칭 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 구동시비율 D에 따라 50% 이하에서는 비대칭 풀 브리지 컨버터로 동작하며, 50% 이상에서는 능동 클램프 풀 브리지 컨버터로 동작하게 된다. 따라서 제안된 회로는 정상상태시 약 50% 시비율로 동작되므로 기존 위상천이 풀 브리지 컨버터의 문제점인 환류전류를 제거 할 수 있으며, 이를 통하여 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한, 넓은 부하범위에서 영전압 스위칭 동작이 가능하며, 출력 전류 리플도 매우 작은 장점이 있다. 특히 순간정전시 능동 클램프 컨버터로 동작 모드가 변하여 50~100% 시비율로 동작되므로 넓은 입력전압범위에 대해 대응이 가능하다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작원리 및 PSIM simulation을 수행하였으며, 1.2kW급 시작품을 제작하여 제안된 회로의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.481-483
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• 2008

본 논문은 다양한 종류의 전원을 구비해야 하는 다중출력 전원 시스템을 위한 영전류 스위칭 LLC 공진형 Post-regulator를 제안한다. 기존의 LLC 공진형 컨버터는 정밀한 다중 출력을 얻기 위해 추가의 DC/DC 컨버터가 구성되었고, 이는 전력 변환 효율 감소 및 제조 원가 상승의 단점을 갖고 있다. 제안된 컨버터는 각 소자의 내압 및 전류 스트레스가 작고, 요구되는 출력 당 1 개의 보조 스위치만으로 구현되므로 저가격화에 유리하다. 또한 전력이 전달되는 시점의 공진 전류의 초기값을 가변함으로서 정밀하게 제어되는 다중 출력 전압을 획득할 수 있고, 각 전압의 출력 순서 제어도 가능한 장점이 있다. 뿐만 아니라, 독립된 공진탱크를 이용하기 때문에 공진탱크 설계가 용이하며, 최근 전자 제품의 추세인 슬림화의 요구에 부응할 수 있다. 또한, 제안된 Post-regulator의 모든 전력 스위치는 ZCS가 가능하므로 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 최종적으로 본 논문에서 제안한 영전류 스위칭 LLC 공진형 Post-regulator를 제작하고, 고찰된 실험결과를 제시하여 제안된 컨버터 및 전원시스템의 우수성과 이론적 분석의 타당성을 검증한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.136-144
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• 2010

본 논문에서는 2개의 액티브 클램프 포워드 컨버터로 구성된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터를 제안하고자 한다. 제안된 컨버터는 단지 2개의 스위치만을 필요로 하며, 각 스위치는 상호 보조스위치로서 동작하기 때문에 회로의 구성이 간단하고 저비용의 용이한 제어를 특징으로 한다. 아울러 부가적인 공진 인덕터로 인하여 데드타임 동안에 영전압 스위칭 동작이 가능하다. 제안된 컨버터는 인터리브 동작으로 인하여 출력 전압 및 전류 리플이 저감되므로 출력 필터의 크기를 줄일 수 있으며, 그로인하여 컨버터의 부피를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 투 스위치 인터리브 액티브 클램프 포워드 컨버터의 모드별 해석과 특성을 논의하였으며, 160[W]급 시작품을 제작하여 그 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.72-81
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• 2009

본 논문에서는 대기압 플라즈마 발생용 정현파펄스형 교류 전원 장치에 대한 연구를 진행하였다. 정현파펄스형 전원장치는 기존의 LC공진을 이용한 교류 전원장치보다 높은 dv/dt를 갖게 되므로 안정적인 플라즈마 공급이 가능하며 펄스형에 비해 고조파 노이즈가 적고, 정전류 턴온-영전압 턴오프 형태로 동작하므로 매우 높은 효율을 갖는다. 또한 플라즈마 점화 기능을 강화하고 안정적인 전압제어를 위해 3상 부스트형 컨버터를 입력단에 사용하여 입력 역률이 매우 높은 시스템을 구성할 수 있다. 실험실 수준의 10kW부하시설을 사용하여 본 연구의 결과를 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.23-30
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• 2009

본 논문에서는 LCD TV의 인치에 따라 다르게 적용되는 기존의 PID(Power-Integrated Drive)시스템과 PSD(Power-Separated Drive)시스템을 검토하여, 두 시스템의 장점만을 모아 LCD TV 전원 시스템의 표준화가 가능한 새로운 방식의 구동 전원 통합 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 가격 및 효율이 우수한 2단 구성으로 이루어져 있고, 안전규격을 만족하기 위하여 1:1 트랜스포머를 사용하였다. 인버터 부의 최적 동작을 위해 인버터 구동신호의 주파수와 시비율을 고정하고 펄스 개수를 제어하는 Pulse Count Modulation(PCM)방식을 채용 하였다. 제안 시스템의 인버터 단은 전 부하 범위에서 영전압 스위칭이 가능하여 스위치의 발열이 우수하고, 별도의 전류 평형 트랜스포머가 필요치 않으므로 Balance Coil의 삭제가 가능하다. 이로 인해 신뢰성이 높은 제품 구성이 가능하고, PCB Size 축소 및 제작 원가가 낮아지는 장점을 갖는다. 최종적으로 제안 시스템을 기존 시스템과 비교 및 실험적 검증을 통하여 제안 시스템의 우수성을 확인한다.