• Journal of Power Electronics
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• 제19권6호
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• pp.1486-1495
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• 2019

Dealing with the DC link fault poses a technical problem for an HVDC based on a modular multilevel converter. The fault suppressing mechanisms of several sub-module topologies with DC fault current blocking capacity are examined in this paper. An improved half-bridge sub-module topology with double direction control switch is also designed to address the additional power consumption problem, and a sub-module topology called hybrid double direction blocking sub module (HDDBSM) is proposed. The DC fault suppression characteristics and sub-module capacitor voltage balance problem is also analyzed, and a self-startup method is designed according to the number of capacitors. The simulation model in PSCAD/EMTDC is built to verify the self-startup process and the DC link fault suppression features.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.95-97
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• 2019

이 논문은 넓은 출력 전압 범위를 조절할 수 있는 새로운 듀얼 하프 브리지 LLC 공진 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 전압 더블러 모드와 전압 쿼드러플러 모드 두 가지 작동모드를 사용함으로써 좁은 스위칭 주파수 변동 범위에서도 넓은 출력 전압 범위를 조절할 수 있다. 또한 새로운 정류기 구조를 제안함으로써 출력 커패시터의 출력 전류 리플을 감소시켜 출력 커패시터의 크기를 감소시킨다. 따라서 제안된 컨버터는 넓은 출력전압 범위를 조절할 수 있으면서 높은 전력 밀도를 달성할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.159-160
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• 2018

본 논문에서는 인덕션 쿠커의 토폴로지 중 하나인 직렬 공진 하프-브릿지 컨버터에 Wide-Bandgap 전력 반도체를 적용하여 전력 손실을 평가한다. 전력 반도체의 발전으로 Si-기반의 전력반도체를 대체할 GaN과 SiC의 Wide-Bandgap 소자들이 양산되고 있다. Wide-Bandgap 소자의 장점은 고주파수에서의 동작과 낮은 손실에 있다. 이에 인덕션 쿠커의 직렬 공진 하프-브릿지 컨버터에 Wide-Bandgap 전력반도체를 적용하여 전력 손실을 PSIM Thermal Module을 통해 평가하고 인덕션 쿠커에 적합한 소자를 선정한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.48-50
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• 2018

전력 변환 장치에서 전자기파 장해를 막기위한 EMI 필터는 큰 부피를 차지하고 있기 때문에 이를 줄이는 것이 전력 변환장치의 제작 비용뿐 아니라 크기도 줄일 수 있어 전력 변환밀도를 높이는 유용한 방법이 된다. 기존에는 전력 변환 장치측면에서 스프레드 스팩트럼 및 소프트 스위칭을 구현하는 방법, 능동형 EMI 필터를 사용하는 방법 등이 제안되어 왔다. 하지만 공진형 컨버터의 경우 동작주파수를 흔드는 스프레드 스펙트럼을 사용하면 전압이득이 크게 영향을 받아 출력 전압의 제어 성능이 떨어진다. 본 논문에서는 공진형 컨버터에서 스프레드 스펙트럼을 구현하여 EMI 노이즈를 줄이는 동시에 원하는 출력 전압 제어 성능을 확보하기 위한 공진 탱크와 스프레드 스펙트럼 기법의 디자인 방법을 제안한다. 제안하는 디자인 방법의 타당성을 검증하기 위해 실험적으로 출력 전압제어 성능과 EMI 감소분을 보이고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.484-488
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• 2001

The grid voltage of commercial utility power source hi Japan and USA is 100rms, but in China and European countries, it is 200rms. In recent years, In Japan 200Vrms out putted single phase three wire system begins to be used for high power applications. In 100Vrms utility AC power applications and systems, an active voltage clamped quasi-resonant Inverter circuit topology using IGBTs has been effectively used so far for the consumer microwave oven. In this paper, presented is a half bridge type voltage-clamped high-frequency Inverter type AC-DC converter using which is designed for consumer magnetron drive used as the consumer microwave oven in 200V utility AC power system. This zero voltage soft switching Inverter can use the same power rated switching semiconductor devices and three-winding high frequency transformer as those of the active voltage clamped quasi-resonant Inverter using the IGBTs that has already been used for 100V utility AC power source. The operating performances of the voltage source single ended push pull type Inverter are evaluated and discussed for consumer microwave oven. The harmonic line current components In the utility AC power side of the AC-DC power converter operating at ZVS­PWM strategy reduced and improved on the basis of sine wave like pulse frequency modulation and sine wave like pulse width modulation for the utility AC voltage source.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.356-362
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• 2005

본 논문에서는 외부 이그니터가 없는 간단한 고효율 안정기를 만들기 위해 커플 인덕터와 주파수가변. 동기 정류기를 이용한 하프 브리지 방식의 안정기를 제안한다. 램프 점등시 고압을 발생시키기 위해 벅 컨버터 내부의 LC 공진이 사용되었고, 정상상태의 리플을 줄이기 위해 커플 인덕터가 사용되었다. DC/DC컨버터로는 동기형 벅 컨버터가 사용되었다. 안정기의 효율을 높이기 위해 가변 주파수 방식을 제안하였다. 이 방식은 순환 전류와 정전력 동작 하에서 MOSFET 스위치의 턴 오프 손실을 감소 시켜 고정 주파수 방식에 비해 안정기 효율을 약 4$\%$ 향상 시킨다. 회로 구성은 PFC와 안정기 2단으로 구성된다 결과는 실험을 통하여 검증된다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권4호
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• pp.922-933
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• 2019

The arm inductance (AI) of a modular multilevel converter (MMC) affects both the fault and circulating current magnitudes. In addition, it has an impact on the inverter efficiency and harmonic content. In this study, the AI of a three-phase MMC is optimized in a novel way in terms of DC voltage utilization, harmonics and efficiency. This MMC has 10 submodules (SM) per arm and the power circuit topology of the SM is a half-bridge. The optimum AI is adopted and verified in an MMC that has 100 SMs per arm. Then the phase shift (PS) and phase disposition (PD) pulse width modulation (PWM) methods are investigated for better DC voltage utilization, efficiency and harmonics. It is found that similar performances are obtained for both modulation techniques in terms of DC voltage utilization. However, the total harmonic distortion (THD) of the PS-PWM is found to be 0.02%, which is slightly lower than the THD of the PD-PWM at 0.16%. In efficiency calculations, the switching and conduction losses for all of the semiconductor are considered separately and the minimum efficiency of the 100-SM based MMC is found to be 99.62% for the PS-PWM and 99.64% for the PD-PWM with the optimal value of the AI. Simulation results are verified with an experimental prototype of a 6-SM based MMC.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.7-14
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• 2008

본 논문에서는 $1.0{\mu}m$ BCD 650V 공정을 이용하여 향상된 잡음 내성과 높은 전류 구동 능력을 갖는 고전압 구동 IC를 설계하였다. 설계된 고전압 구동 IC는 500kHz의 고속 동작이 가능하고, 입력 전압의 범위가 최대 650V이다. 설계된 IC에 내장된 상단 레벨 쉬프터는 잡음 보호회로와 슈미트 트리거를 포함하고 있으며 최대 50V/ns의 높은 dv/dt 잡음 내성을 가지고 있다. 또한 설계된 숏-펄스 생성회로가 있는 상단 레벨 쉬프터의 전력 소모는 기존 회로 대비 40% 이상 감소하였다. 이외에도 상 하단 파워 스위치의 동시 도통을 방지하는 보호회로와 구동부의 전원 전압을 감지하는 UVLO(Under Voltage Lock-Out) 회로를 내장하여 시스템의 안정도를 향상시켰다. 설계된 고전압 구동 IC의 특성 검증에는 Cadence사의 spectre 및 PSpice를 이용하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.297-303
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• 2016

본 논문은 철도차량에 사용되는 보조전원장치(APS)의 고효율화 및 경량화를 위한 방안으로 새로운 철도차량용 보조전원장치의 회로 구조를 제안한다. 제안하는 회로 구조는 기존의 보조전원장치 전력변환 흐름에서 중복 수행되고 있는 전력변환 단계를 단순화 하여, 스위치 소자의 부담을 경감하고 수동소자의 크기를 줄여 전력밀도를 높이는 것을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서 제안하는 회로 구조는 기존 철도차량용 보조전원장치에 널리 이용되는 멀티레벨 컨버터를 기본 회로로 하고 있으며, 기존 회로의 1차 측 구조에 커패시터 소자를 추가하여 전력변환 스위치의 소프트스위칭 조건을 용이하게 하는 효과를 얻음과 동시에 추가되는 커패시터를 별도의 저전압 전원소스로 활용하고자 한다. 판토그래프 단에 위치하는 새로운 전원소스를 활용하여 철도차량에 탑재되는 배터리 충전용 컨버터의 에너지를 직접 공급받음으로써, 기존 주 전력변환 컨버터 용량 및 사이즈가 절감되는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 전력변환 단계의 축소로 에너지 변환 효율도 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 도시철도차량에서 사용되는 보조전원장치의 스펙을 적용하여 제안하는 회로를 디자인하고 타당성을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.143-148
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• 2014

Conventional wireless power transfer methods based on coupled magnetic fields need a complex winding structure on the surface of the energy transfer and shows poor efficiency near metal objects due to the eddy current effect. In this study, to mitigate these problems, we investigate an electric field-coupled power transmission system, which is less prone to metal object problems and EMI. Because of the fundamental physical limit in the size of link capacitances, a half-bridge converter with an impedance matching transformer is proposed and the design procedure is derived to provide a soft-switching scheme. Hardware implementation shows that the proposed scheme with a pair of 10cm by 10cm copper plate can power a 1.4W USB FAN in a separation of 0.2mm by using insulating paper when driven by 227 kHz gate pulse.