• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.146-148
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• 2005

3상 PWM 컨버터는 전원전압과 동일한 위상의 전류를 인가할 수 있도록 스위칭 소자를 사용하여 고효율, 고역률을 얻을 수 있으며, 계통전원의 안정화와 유도장애 해소 등의 장점을 가지고 있다. 그러나 PWM 컨버터는 전원전압과 동상의 입력전류를 얻기 위해서는 전원전압센서와 전류센서를 필요로 하고 DC 링크단을 제어하기 위해서도 부가적인 하드웨어 구성이 필요하다. 이러한 센서들은 고가이며 신호의 검출시 각종 노이즈와 외란의 영향으로 신뢰성의 저하가 우려되므로 센서의 제거가 요구되고 있다. 본 논문은 상태관측기를 이용하여 전원전압과 위상각을 추정하는 센서리스 제어를 제안하였으며 3상 PFC 컨버터를 구성하여 시뮬레이션과 실험을 수행한 결과 전원전압 추정과 단위역률이 잘 이루어짐을 확인할 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.953-962
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• 2017

Momentum flywheels are widely applied for the generation of small and precise torque for the attitude control and inertial stabilization of satellites and space stations. Due to its inherited system nonlinearity, the tracking performance of the flywheel torque/speed in dynamic/plug braking operations is limited when a conventional controller is employed. To take advantage of the well-separated two-time-scale quantities of a flywheel driving system, the singular perturbation technique is adopted to improve the torque tracking performance. In addition, the composite control law, which combines slow- and fast- dynamic portions, is derived for flywheel driving systems. Furthermore, a novel control strategy for plug braking dynamics, which considers couplings between the Buck converter and the three-phase inverter load, is designed with easy implementation. Finally, experimental results are presented to demonstrate the correctness of the analysis and the superiority of the proposed methods.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권1호
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• pp.190-201
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• 2015

This paper uses the switching function approach to present a simple state model of the Vienna-type rectifier. The approach introduces the relationship between the DC-link neutral point voltage and the AC side phase currents. A novel direct power control (DPC) strategy, which is based on the sliding mode control (SMC) for Vienna I rectifiers, is developed using the proposed power model in the stationary ${\alpha}-{\beta}$ reference frames. The SMC-based DPC methodology directly regulates instantaneous active and reactive powers without transforming to a synchronous rotating coordinate reference frame or a tracking phase angle of grid voltage. Moreover, the required rectifier control voltages are directly calculated by utilizing the non-linear SMC scheme. Theoretically, active and reactive power flows are controlled without ripple or cross coupling. Furthermore, the fixed-switching frequency is obtained by employing the simplified space vector modulation (SVM). SVM solves the complicated designing problem of the AC harmonic filter. The simplified SVM is based on the simplification of the space vector diagram of a three-level converter into that of a two-level converter. The dwelling time calculation and switching sequence selection are easily implemented like those in the conventional two-level rectifier. Replacing the current control loops with power control loops simplifies the system design and enhances the transient performance. The simulation models in MATLAB/Simulink and the digital signal processor-controlled 1.5 kW Vienna-type rectifier are used to verify the fast responses and robustness of the proposed control scheme.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.27-36
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• 2007

본 논문은 전원전압이 불평형이고 왜곡될 경우의 3상 PWM 컨버터의 전류제어기법을 제안한다. 전원전압의 왜곡에 대한 대책은 종래의 일반적인 전류 제어기에 5차, 7차 고조파 전류제어기를 추가하여 전원전류에 저차고조파가 나타나는 것을 제거한다. 그리고 전원전압 불평형의 경우, 역상분 전류제어기를 추가함으로써 전원전류를 평형으로 제어하거나 직류출력 전압의 리플을 감소시킬 수 있다. 제안된 제어 알고리즘의 타당성을 실험을 통하여 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권6호
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• pp.1659-1669
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• 2018

An improved circulating current suppression control method is proposed in this paper. In the proposed controller, an outer loop of the average capacitor voltage control model is used to balance the sub-module capacitor voltage. Meanwhile, an individual voltage balance controller and an arm voltage balance controller are also used. The DC and harmonic components of the circulating current are separated using a low pass filter. Therefore, a multiple quasi-proportional-resonant (multi-quasi-PR) controller is introduced in the inner loop to eliminate the circulating harmonic current, which mainly contains second-order harmonic but also contains other high-order harmonics. In addition, the parameters of the multi-quasi-PR controller are designed in the discrete domain and an analysis of the stability characteristic is given in this paper. In addition, a simulation model of a three-phase MMC system is built in order to confirm the correctness and superiority of the proposed controller. Finally, experiment results are presented and compared. These results illustrate that the improved control method has good performance in suppressing circulating harmonic current and in balancing the capacitor voltage.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2722-2728
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• 2011

대용량 전원장치의 정류기는 입력전류의 고조파를 줄이기 위해, 입력 전류 제어기능을 갖는 3상 PWM 정류기의 적용이 확대되고 있다. 3상 PWM 정류기의 전압제어기는 일반적으로 PI 제어기가 사용되며, 출력 전압의 안정성을 얻고 신뢰성을 확보하기 위하여 전압 제어기는 출력전압의 과도상태에서 오버슈트(Overshoot)를 작게 설계한다. 그러나 부하 변동이 급격한 대용량 통신용 전원 장치에 3상 PWM 정류기가 적용될 경우 빠른 부하 변동에 대한 안정적 전압 응답을 얻기 위하여 보다 넓은 대역폭을 갖도록 전압 제어기를 설계할 필요가 있다. 넓은 대역폭을 갖는 PI 제어기는 과도한 출력전압의 오버슈트가 발생될 수 있으며, 이 과도한 출력전압 오버슈트는 통신용 전원의 안정성을 해칠 수 있다. 본 논문에서는 과도 상태에서 출력전압의 오버슈트를 작게 하기 위하여 IP 제어기를 갖는 3상 PWM 정류기의 전압 제어기를 제안한다. 제안된 전압 제어기는 3상 PWM 정류기의 기동 시와 부하 변동시의 과도 응답특성을 개선될 수 있음을 시뮬레이션 및 실험을 통해 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권12호
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• pp.55-64
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• 2006

본 설계에서는 무선 랜 등 최첨단 무선 통신 및 고급영상 처리 시스템과 같이 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 집적시스템 응용을 위해 기존의 보정기법을 사용하지 않는 14b 70MS/s 0.13um CMOS A/D 변환기(Analog-to-Digital Converts- ADC)를 제안한다. 제안하는 がU는 중요한 커패시터 열에 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법으로 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하였고, 3단 파이프라인 구조로 고해상도와 높은 신호처리속도와 함께 전력 소모 및 면적을 최적화하였다. 입력 단 SHA 회로에는 Nyquist 입력에서도 14비트 이상의 정확도로 신호를 샘플링하기 위해 게이트-부트스트래핑 (gate-bootstrapping) 회로를 적용함과 동시에 트랜스컨덕턴스 비율을 적절히 조정한 2단 증폭기를 사용하여 14비트에 필요한 높은 DC전압 이득을 얻음과 동시에 충분한 위상 여유를 갖도록 하였으며, 최종 단 6b flash ADC에는 6비트 정확도 구현을 위해 2단 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였으며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um CMOS 공정으로 요구되는 2.5V 전원 전압 인가를 위해 최소 채널길이는 0.35um를 사용하여 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 0.65LSB, 1.80LSB의 수준을 보이며, 70MS/s의 샘플링 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR은 각각 66dB, 81dB를 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.3mm^2$이며 전력 소모는 2.5V 전원 전압에서 235mW이다.