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조명용 LED의 보급확산에 따라 LED 구동용 전원장치에 대한 수요가 급증하고 있는데, 심각한 문제 중의 하나는 전원장치의 수명이 LED 수명에 비해 매우 짧다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 전원장치에 포함되어 있는 전해커패시터를 없애야 한다. 또 다른 문제는 전원장치의 60Hz의 교류전원을 정류하여 회로를 구성해야 하는 특성상 120Hz 리플성분 때문에 플리커가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 전해커패시터를 없앤 조명용 LED 전원장치를 제안하고 120Hz 리플성분에 의한 플리커를 최소화하기 위한 방안도 제시하고자 한다.


(게재일: 2014.07.01)
IPMSM의 자속은 전류의 크기와 상호간섭 성분에 의해 변하는 비선형성을 가지고 있다. 이런 비선형성 때문에 정확한 토크 제어가 불가능 하다. 이것은 토크 값을 발생하기 위한 정확한 전류의 값을 계산하기가 불가능 하다. 그래서 현재 토크제어가 적용되는 모터에서는 Table을 만들어서 사용한다. 하지만 Table을 만들기 위해서는 실험 장비와 많은 실험을 진행해야 하는 문제가 있다. 본 논문에서는 IPMSM의 자속 모델을 비선형으로 만들어 비선형성이 고려된 토크 식을 제안한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 태양광 마이크로 인버터의 PV 입력단에서 발생하는 리플을 저감하기 위한 충방전용 양방향 플라이백 컨버터의 제어기 설계를 제안한다. 기존 시스템에서는 PV 입력단의 리플을 제거하기 위해 고용량의 전해커패시터를 사용해왔다. 하지만 전해커패시터는 수명이 짧기 때문에 시스템의 신뢰성이 저하되고, 부피를 증가시킨다. 본 시스템의 구조는 태양광 마이크로 인버터의 PV 입력단에 전해 커패시터를 사용하지 않고 리플저감을 위한 양방향 플라이백 컨버터를 shunt방식으로 연결함으로써 리플을 제거하고 수명을 연장시키고 시스템을 안정시킬 수 있는 구조이다. 본 논문에서는 PV 입력단에서 발생하는 120Hz 리플을 제거하고 양방향 플라이백 컨버터의 안정적인 동작을 구현하기 위한 제어기를 설계한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 에너지저장장치에서의 배터리 충 방전용 고효율 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 비절연형이면서 모든 스위치가 ZVS 턴온을 하기 때문에 높은 효율을 달성 할 수 있을 뿐만 아니라 듀티를 크게 사용하지 않아도 약 8~9배의 높은 승 강압비로 동작이 가능하기 때문에 계통 연계를 위한 400V의 DC링크 전압이 있는 응용에 48V 배터리를 사용 할 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하기 위하여 3kW급 시작품을 제작하여 실험하였다.


(게재일: 2014.07.01)
최근 하이브리드 자동차, 지능형 자동차 등을 비롯한 미래형 자동차 분야와 관련된 연구 개발과 맞물려 자동차 전장 회로 시스템은 더욱 복잡해지고 있다. 자동차 전장 시스템의 경향으로 그린카를 들 수 있는데 이에 대한 하나의 방향성은 연비 개선과 최적의 운행조건을 위한 ISG System( Idle Stop & Go system )의 채택으로 가고 있는 추세이다. 여러 장점을 가진 ISG 시스템이지만 시동 모드 시 많은 양의 전류가 순간적으로 흘러가 일순간 전압강하 발생과 높은 스위칭 주파수에 의한 표피효과가 일어난다. 이를 제어하는 기술로 전장회로상의 DC/DC 컨버터 기술이 핵심이라 할 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 확장성이 용이한 고효율 DC/DC 컨버터를 제안하고 모의 실험과 실제 실험을 통해 검토한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 독립형 태양광 보안등에 적합한 전력변환기를 제안한다. 제안된 전력변환기는 플라이백-부스트 콤비네이션 전력변환기로 하나의 스위치로 독립형 태양광 보안등의 배터리 감압컨버터와 LED 구동용 승압 컨버터의 기능을 모두 수행한다. 또한 기존 플라이백 컨버터의 RCD 스너버 회로 대신, 출력에 직접 연결하여 누설 인덕터의 에너지를 출력으로 전달하여 손실을 줄이는 방법을 적용하였다. 제안된 회로를 검증하기 위해서 PSIM 시뮬레이터를 사용하였으며, 회로의 동작 및 구조를 설명하였다.


(게재일: 2014.07.01)
장거리 이송이 가능한 선형동기 전동기 구조를 제안하고, 수학적 모델링을 하였으며, PI제어기를 포함하는 제어알고리즘을 제안하여, 실험으로 그 결과를 확인하였다. 추진제어기의 출력은 Park's, Clake's Transformation을 이용하여 코일을 구동하는 전류 명령을 발생시켰으며 개별 코일을 독립적으로 구동하는 아날로그 전류제어기를 OP-Amp로 구현하였다. 실험결과는 속도 오차는 4 ~ 10% 이하의 결과를 얻었다.


(게재일: 2014.07.01)
왜곡된 역기전력을 갖는 매입형 영구자석동기전동기를 정현파 전류로 제어할 경우 역기전력의 왜곡으로 인해 발생하는 토크리플은 전동기의 진동, 소음, 효율 저하의 요인이 된다. 저속운전의 경우 토크리플을 상쇄할 수 있는 고조파전류를 인가하여 전류제어에 의해 토크리플을 줄일 수 있다. 그러나 고조파 전류제어에 의한 토크리플 저감은 전류제어기의 대역폭에 의해 전류제어 특성이 좌우되므로 고조파 보상전류의 주파수가 높은 경우 적절한 보상이 되지 않는다. 본 논문에서는 전동기의 고속운전 시 고조파 전류에 해당되는 고조파 전압을 보상함으로써 역기전력에 의한 토크리플을 저감한다. 제안된 토크리플 저감 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2014.07.01)
하이브리드 자동차는 동력을 얻기 위해 엔진과 전동기를 모두 사용한다. 이 하이브리드 자동차의 구동부 구조는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 이 중 직렬-병렬 구조는 엔진의 토크 및 속도 자유도를 모두 확보할 수 있어 높은 효율을 달성할 수 있다. 직렬-병렬 구조는 발전기, 전동기, 그리고 속도 분배를 위한 유성 기어를 이용하여 주로 구현되고 있고, 최근에는 다양한 새로운 형태의 전동기가 개발되어 이를 구동부에 적용하는 것에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이 중 고정자를 회전자에 독립적으로 회전시킬 수 있는 새로운 형태의 전동기를 사용하는 구조에 관한 내용을 다룬다. 위의 전동기는 기존 구조에서 유성 기어 및 발전기의 역할을 대체하여 토크 분배 및 전기적 출력 변환을 수행할 수 있다. 또한, 회전하는 고정자에 인버터 회로를 탑재하여 슬립 링 대신 회전하는 고정자에 전력을 공급하는 방식을 제안한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 넓은 입력전압 및 부하 변동에 적합한 대전력용 공진형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 직렬공진탱크와 병렬공진탱크를 조합하여 승압과 강압이 가능하며 다른 공진형 컨버터에 비해 적은 주파수 변동에도 넓은 입출력 범위를 만족 시킬 수 있다. 제안하는 컨버터는 삼차권선을 이용하여 공진 탱크를 구성하기 때문에 공진 커패시터에 흐르는 전류를 최소화 할 수 있으며 공진에 참여하는 인덕터는 변압기의 누설 인덕턴스를 사용하여 소자를 최소화 할 수 있다. 제안하는 컨버터의 스위칭 특성의 경우 모든 스위치가 ZVS 턴온을 달성하고 다이오드는 ZCS 턴온/턴오프가 가능하다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 저 전압 스트레스 및 다채널 전류평형을 위한 Floating 전압 스택형 단일스위치 LED(Light Emitting Diode) 구동회로를 제안한다. 기존의 다채널 LED 구동회로는 LED 채널 수 만큼 boost converter가 필요하지만, 제안된 LED 구동회로는 단 하나의 buck converter와 n-1개의 balancing capacitor만을 필요로 한다. 기존 boost converter의 경우 모든 구성 요소는 LED 전압만큼의 높은 전압 스트레스를 갖지만 제안 회로의 경우 모든 구성 요소들은 기존 대비 절반 정도의 전압 스트레스를 갖는다. 또한 제안 LED 구동회로는 다채널의 LED 전류의 평형을 위하여 balancing capacitor만을 사용하기 때문에 높은 신뢰성과 비용의 효율성을 제공한다. 최종적으로 제안된 구동회로의 우수성과 이론적 분석의 타당성 검증을 위하여 46" 2채널 LED 구동회로를 위한 시작품을 제작하여 고찰된 실험결과를 제시한다.


(게재일: 2014.07.01)
현재 제동장치(Brake system)는 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 공기 중으로 발산시킴으로서 제동 작용을 하는 마찰형 Brake가 대부분이다. 이러한 제동장치 속에는 리터더라는 제동력을 유발하는 장치가 있는데 이중 빠른 응답특성을 띄는 전기식 리타더의 단점인 전기에너지 소비 측면을 극복하기 위하여 제동에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지를 절감 할 수 있는 기술이 선진국에서는 이미 진행이 되고 있다. 본 논문에서는 리타더에서 발생되는 3상 전압을 정류하여 받은 DC전압을 입력으로 받아 24V로 강압시키고 배터리를 충전하는 DC-DC 컨버터를 제작하고 이에 따른 보완점 및 타당성을 실험을 통하여 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 왜곡된 단상 전원 전압 하에서도 교류 입력 전류를 정현적으로 제어할 수 있도록 하는 제어기법을 제안하였다. 단상의 물리량을 가상의 삼상 물리량으로 변환하여 이를 d-q축 동기좌표계로 변환된 물리량으로 제어하는 동기좌표계 전류제어기법을 적용하였으며, 왜곡된 전원 전압에 의한 왜곡된 위상각 성분을 추출하여 이를 d-q축 동기좌표계 지령전류에 보상하는 방법을 제안하였다. 제안한 기법으로 왜곡된 전원 전압 하에서도 교류 입력 전류의 고조파를 5%이내로 제한할 수 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 저 대기전력의 구현이 가능하며 출력전압을 정확하게 제어할 수 있는 플라이백 컨버터 제어방식을 제안한다. 제안 방식은 모든 절연 형 컨버터에 적용 가능하고, 2차 측에 PFM(Pulse Frequency Modulation) IC를 위치시켜 정확한 출력전압 제어가 가능하다. 또한, 1,2차 측간에 신호 전달을 위하여 기존에 사용되는 TL431과 포토커플러가 아닌 Y-capacitor와 Low-Pass-Filter를 적용하여, 저 대기전력 구현이 가능하다. 제안방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적 해석과 시뮬레이션을 통하여 가능성을 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
이 논문에서는 단상 디지털 역률 제어 보상 기법(PFC)을 제안한다. 제안된 방법은 인덕터 전류의 첨두값을 예측하고 기울기 보상 방법을 적용하여 제어기 출력을 생성함으로써 인덕터 전류의 첨두값을 제한하고, 스위칭 한 주기 안에 연속 도통 모드(CCM)과 불연속 도통 모드(DCM) 전류 제어를 완료한다. 따라서 기존 디지털 평균 전류 제어기에서 문제시 되었던 DCM-CCM 변환구간 즉 경계 도통 모드(BCM)에서 입력 전류 왜곡을 저감하였다. 제안된 제어기법의 유효성은 입력 전압 230Vac, 출력 전압 400V, 출력 750W급의 시제품 실험을 통해 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 부하평준화를 통한 전기요금 절감효과, 무효전력 보상을 통한 역률 개선 및 비상부하 전원공급을 위한 독립운전 기능을 갖는 MW급 ESS에서 PCS뿐 아니라 배터리, 변압기, 각종부하 및 디젤발전기 등 계통 내 구성 요소들을 실제 사양 및 데이터를 기반으로 모델링하였다. 또한 1MW PCS를 위한 유 무효전력, CC-CV 충전 및 독립운전 제어알고리즘을 개발하였으며 시뮬레이션 및 축소시험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 비상전원 기능을 갖는 고효율 3kW급 하이브리드 ESS를 제안한다. 제안하는 시스템은 정상운전모드 시 태양광에너지를 배터리에 충전하거나 가정용부하에 공급 또는 여분의 전력을 계통에 보낼 수 있고 전력 수요가 많을 시에는 배터리의 에너지를 이용하여 부하평준화를 할 수 있을 뿐 아니라 계통사고 시 부하에 끊김없는 에너지를 공급 할 수 있는 비상전원기능을 갖는다. 각 운전모드에 대한 제어알고리즘과 각 부 전력변환기의 효율을 시제품을 통하여 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 DC배전 전기추진 선박에서 전력품질 향상 및 전력 공급 안정성을 위한 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치(BESS)를 적용하고 이에 대하여 기술한다. MATLAB/Simulink를 이용하여 DC배전 전기추진 선박 및 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치의 시뮬레이션 모델을 구현하였으며, 구현된 시뮬레이션 모델에 발전 전력과 소비 전력 간의 전력 수급 차로 DC 계통의 전압 변동이 발생되는 추진전동기의 급격한 가, 감속 운전 시나리오를 적용하였다. 적용 시나리오에 의해 발생된 전압 맥동 현상은 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치를 이용하여 IEEE STD. 1709 - 2010에서 제시하는 전압 허용 범위를 만족함으로써 DC배전을 갖는 전기추진 선박의 전력품질 향상 및 전력 공급의 안정성 여부를 검토한다.


(게재일: 2014.07.01)
기존의 ST-DTC는 하나의 유효 전압 벡터를 인가하여 그 결과 높은 토크 리플이 생기는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 Modified ST-DTC 기법이 제안되었다. 따라서 본 논문은 Modified ST-DTC 기법 중 유효 전압 벡터와 제로 벡터를 인가하는 방법과 인접한 두 유효 전압 벡터를 합성한 중간 전압 벡터를 인가하는 방법을 비교한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 Y-capacitor와 미분기를 이용한 절연형 AC/DC컨버터의 제어신호 전송기법을 제안한다. 기존 SSR(Secondary Side Regulation)의 제어단(Photo-coupler, TL431 및 부가회로)은 바이어스 전류에 의한 대기전력 손실이 크다. 하지만 제안된 방식은 기존 SSR의 제어단을 제거하고, 2차 측 제어신호를 EMI노이즈 경로로 사용되는 Y-capacitor와 저항, 커패시터만을 이용하여 1차 측으로 전송한다. 제안 신호전송기법의 이론적 해석과 PSIM Tool을 이용한 Simulation 결과를 통하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 스탠바이 컨버터를 가지는 전력 변환 시스템에서 경부하 효율을 높일 수 있는 새로운 게이트 구동기법을 제안한다. 제안 방법은 스탠바이 컨버터의 보조 출력 전압을 조절하여 전력 MOSFET의 구동 전압 및 제어기 IC의 동작 전압을 경부하 조건에서 낮춘다. 따라서, MOSFET의 게이트 구동 손실과 제어기 IC의 손실을 크게 줄일 수 있다. 본 논문에서는 48V 입력전압 및 12V 출력전압/60A 출력전류의 주전원단 및 5V/3A의 출력의 스탠바이 전원단을 포함한 DC/DC 서버용 전원 장치를 실험하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 고속전철용 1C1M 추진제어장치의 개발에 관한 것이다. KTX-산천 추진제어장치와 호환되도록 컨버터 부분은 DC링크를 공유하여 컨버터 2대를 병렬 운전하도록 하였다. 인버터 2대를 배치하여 견인전동기를 개별적으로 제어할 수 있도록 하였다. 동일 대차에서 1축, 2축 바퀴의 직경차는 1C2M 추진제어장치에서는 4mm 이하로 관리되고 있다. 1C1M 추진제어장치를 개발하여 바퀴의 직경차가 40mm 이하로 관리되도록 바퀴 직경관리 기준을 향상 시켜 바퀴의 사용 시간을 연장할 수 있도록 하였다. 컨버터, 인버터가 중고장에 의하여 차단 시 고장난 컨버터, 인버터 군을 차단하고 나머지 컨버터, 인버터 군은 재기동하는 충전회로 및 시퀀스를 추가하여 50% 동력을 사용하도록 하였다. 개발된 추진제어장치는 전력회로 시험, 기능 동작 시험을 통하여 제어가 원활히 수행됨을 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 특정 주파수 대역에서 큰 이득을 갖는 PR 제어기를 이용한 단상 PWM 컨버터의 전류 제어 기법에 대해 제안한다. 고속전철 주전력변환장치는 단상 PWM 컨버터와 3상 인버터로 구성되며, 단상 PWM 컨버터는 단위 역률 제어와 가선전류 고조파 저감을 위하여 빠른 동특성을 갖는 순시 전류 제어 방법이 필요하다. 일반적으로 순시 전류 제어를 위해서 사용되는 동기 좌표계 PI 제어기는 연산 량이 증가하고, 정지 좌표계 PI 제어기는 정상상태 오차가 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 순시 전류 제어 방법을 시뮬레이션과 시험을 통하여 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 Buck type의 단상 AC/AC 초퍼를 이용한 단상 voltage sag compensator를 제안한다. 제안된 회로는 sag보상 동작 시 사용된 변압기의 누설리액턴스가 단상 PWM Buck AC/AC converter에 미치는 영향이 작아 동작효율이 높고, sag가 발생하지 않는 상태일 때 입력과 출력이 절연되는 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작 및 특성을 설명하고, 타당성을 입증하기 위해 PSIM으로 시뮬레이션 하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 전동기의 V/F 운전시 발생하는 경부하 진동을 억제하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 무부하 전류를 사용하는 방법을 변형하여 V/F 운전시 전원 및 기계적 진동에 의해 발생하는 경부하 진동을 억제하여 운전 특성을 향상시킨다. 제안한 방법을 적용한 V/F 운전 특성을 실험을 통하여 검증하고 기존의 V/F 운전 대비 개선된 성능을 비교 분석한다.


(게재일: 2014.07.01)
3상 AC/AC 2단계 직접형 전력변환시스템(TSDPC)의 제어는 입력전류공간벡터와 출력전압공간벡터를 합성한 공간벡터 PWM 스위칭패턴을 통해 제어를 하며, 이를 기반으로 계산된 유효벡터인가시간에 따라 TSDPC를 구성하는 다수 스위칭소자가 절환 됨을 통해 많은 스위칭손실이 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 스위칭 시퀀스를 간략화하여 스위칭 절환횟수를 줄임과 동시에 부분 영전류 스위칭 제어기법을 도입하여, 스위칭손실 저감 제어기법을 제안한다.


(게재일: 2014.07.01)
전력 계통에 연계하는 신재생에너지 분산형 전원의 보급량이 지속적으로 늘어나면서 저압 계통의 공통 연계점에 다수대의 PCS(Power Conditioning System)가 집중적으로 설치되는 사례가 증가하고 있다. 최근 일본전기공업회(JEMA)는 계통 사고나 계획 정전 등으로 변전소 차단기가 개방되었을 때, 복수대 PCS의 능동방식이 서로 간섭을 일으켜 정해진 시간 내에 단독운전 검출기능이 작동하지 않게 되는 상황을 방지하기 위해 표준형 단독운전 능동적 방식을 공표하였다. 본 논문에서는 일본 단독운전 검출방식의 표준으로 지정된 스텝주입이 있는 주파수피드백 방식의 원리와 특징을 살펴보고, 이를 적용하여 연계 보호기능의 안전성 확보와 분산형 전원 보급에 기여하는 효과에 대해 소개하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 복잡한 계산 없이 간단한 방법을 통하여 어느 레벨에서도 적용이 가능한 일반적인 N-레벨 식을 제안한다. 이 방법은 각 축과 축을 움직여 N-레벨 인버터를 2-레벨 인버터로 단순화 한다. 이 과정으로 타입을 구분하지 않고 하나의 식으로 N-레벨 인버터의 dwell-time을 나타낼 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통하여 본 논문의 타당성을 검증 하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 3 상 입력 매트릭스 컨버터에서 한 레그를 추가하여 다출력 기능을 갖는 시스템을 제안한다. 본 시스템은 기존의 매트릭스 컨버터에서 스위치의 개수를 줄인 베리 스파스 (Very Sparse) 매트릭스 컨버터 토폴로지에서 인버터단에 스위치 두 개를 추가하여 3 상과 단상의 두 출력을 갖도록 한다. 두 개의 출력은 독립적으로 제어가 가능하며 하나의 시스템으로 두 개의 출력을 낼 수 있어 소형화가 가능하다. 제안한 토폴로지와 이에 대한 제어 기법은 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 배터리, 양방향 DC-DC 컨버터, 그리고 브러시레스 직류 전동기로 구성되는 마이크로 터빈 구동 시스템의 제어 방식에 대해 소개한다. 브러시레스 직류 전동기 구동용 인버터의 직류링크 전압이 가변되기 때문에 기존의 소신호 모델 기반으로는 양방향 DC-DC 컨버터의 과도 응답 제어 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 평균 모델을 이용하여 양방향 DC-DC 컨버터를 제어함으로써 과도 응답 제어 성능을 개선하였고, PAM 방식 제어를 이용하여 브러시레스 직류 전동기의 고속 센서리스 운전을 구현하였다.


(게재일: 2014.07.01)
2상 유도전동기(2PIM ; 2-Phase Induction Motor)의 벡터제어를 위해서는 전동기로 입력되는 상전류를 실시간으로 측정해야 한다. 본 논문에서는 가전제품과 같은 저전력 응용분야를 대상으로 고가의 홀전류센서 대신에 2개의 션트저항과 연산 증폭기를 사용하여 모든 운전영역에서 정밀하게 전류를 측정하는 방법을 제안한다. 2상 유도전동기용 인버터는 주로 저전력 응용분야를 대상으로 연구가 진행되고 있으므로 홀전류센서를 사용하여 전류를 측정하는 방법은 경제성 측면에서 부적합하다. 따라서, 본 논문에서는 인버터의 출력단에 홀전류센서 대신에 션트저항을 삽입하고, 양단전압을 차동증폭기로 증폭하여 전류를 측정한다. 실험을 통하여 제안된 방법의 유효성을 검증한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 양방향 DC-DC Dual Active Bridge (DAB) 컨버터의 수학적 모델로부터 컨버터의 변압기와 결합 인덕터의 최적 설계 방법을 제안한다. DAB컨버터는 1차 측과 2차 측이 동일한 구조를 가진 고효율 절연형 컨버터로써, Soft Switching이 쉽게 구현되고, 양방향으로 Power를 전달 할 수 있는 장점으로 널리 사용되고 있다. 본 논문에서 제안하는 컨버터는 Solid State Transformer (SST) 용으로 변압기 1차 측과 2차 측의 턴 비가 동일한 구조로써, 최대의 ZVS영역을 확보하고, 전력 변환 효율을 극대화 할 수 있다. 3.3 kW급 시제품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하고자 한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 위상 변이 LLC 공진 컨버터를 이용하여 주파수의 변동을 제한하며 링크 전압을 기변함으로써 효율을 높이고자 한다. 전부하에 걸쳐 효율이 약 0.26~0.69 만큼 상승하였고 특히나 50% 부하 조건에서는 제안 된 컨버터를 통해 titanium level 을 달성하였다. 또한 높은 링크 전압에 대해서는 위상 변이 방법을 통하여 효과적으로 전압 조정을 할 수 있음을 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터에 공진 회로를 추가함으로써 높은 자화 인덕턴스를 가지고 전원장치의 hold-up 동작 시 전압 이득 보상을 해주는 회로를 제안한다. 제안된 컨버터는 높은 자화 인덕턴스로 인해 1차측 도통 손실을 감소시킬 수 있으며, 공진회로를 통해 특정 주파수에서 높은 전압 이득을 얻을 수 있어 hold-up 조건을 만족 시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 동작을 이론적으로 해석하고 적절한 설계방법을 제시하여 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.


(게재일: 2014.07.01)
포항가속기 연구소에서 4세대 전자를 가속시키기 위하여 RF 공급원으로 사용하는 펄스 모듈레이터의 고전압 안정도는 50ppm 이하의 고전압이 요구된다. 200 MW 모듈레이터에 공급하기 위하여 개발된 고전압 CCPS사양은 50 kV, 120 kJ/sec, 2400mA, 20ppm이하이다. XFEL용 모듈레이터는 고정밀 고전압 CCPS를 적용하여 운전하였으며 모듈레이터 사양은 400kV, 500A, 8us, 60Hz, beam voltage stability 0.005(%)이다. 본 논문에서는 개발한 고정밀 고전압 CCPS를 사용하여 시험한 모듈레이터의 시험 결과에 대하여 발표하고자 한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 불평형 계통 조건하에 LCL필터를 사용한 3레벨 NPC 인버터의 모델링과 정지 좌표계에서 전류의 정상분과 역상분을 동시에 제어하여 인버터 시스템을 안정적으로 동작시키는 방법을 제안한다. 또한 본 논문은 NPC 인버터가 가지는 태생적인 문제점인 중성점 전압 밸런싱 문제를 간단히 계산 된 옵셋전압을 이용하여 해결한다. 제안된 방법은 시뮬레이션 결과를 통하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서 커뮤테이션 문제가 없는 새로운 직접형 PWM 멀티레벨 AC-AC 컨버터를 제안한다. 스위칭셀 구조와 결합인덕터를 사용한 단상 PWM AC-AC 컨버터를 다단으로 결합한 구조로써 제안한 컨버터는 커뮤테이션 문제를 해결하기 위해 입력전압의 극성을 검출할 필요가 없다. 다단구조로 갈 경우 제안된 컨버터는 멀티레벨 출력이 가능하고 작은 전압내압을 가진 스위치 소자를 이용해서 높은 AC 전압을 얻을 수 있다. 그리고 Phase Shift PWM 기법을 적용하여서 인터리브드 효과로 인해 출력 필터의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다. 400W급 2단 구조의 컨버터를 제작하여서 성능을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
3kWh 급 가정용 Energy Storage System (ESS)는 배터리 팩의 수명 관리상 배터리팩의 전압을 48V의 공칭전압으로 설계하는 것이 일반적이다. 상용 변압기를 사용하여 48V의 낮은 직류 링크 전압을 갖는 ESS를 220V 교류 계통과 연계하기 위하여는 30V 정도의 낮은 인버터 출력단 교류전압을 220V로 승압하여야 한다. 이 경우 ESS의 교류 측 전압 및 전류 파형을 정형적으로 만들어주기 위한 LC 필터 요소로서 저전압/대전류 용 필터 인덕터를 제작하는 것이 쉽지 않다. 다시 말해, 성능이 보장된다면 교류 측 LC 필터를 상용 변압기의 고전압 측에 설치하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 상용 변압기를 사용하는 가정용 ESS의 교류 측 필터의 설치 위치에 따른 설계 및 제작 시 고려 사항과 특성에 대하여 연구하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 비대칭 하프브리지 컨버터의 비대칭 시비율을 개선한 컨버터를 제안한다. 일반적인 비대칭 하프 브리지 컨버터의 경우 홀드업 타임 조건 때문에 넓은 입력 전압 범위를 가지게 되고, 정상 동작시 스위치의 비대칭 동작이 심화 된다. 이러한 스위치의 비대칭 동작으로 변압기의 자화 전류 옵셋이 증가하고 변압기 부피 및 2차측 정류기들의 전압 불균형이 심화되어 컨버터 효율이 감소하게 된다. 하지만 제안된 컨버터에서는 보조 스위치와 보조 커패시터를 이용, 변압기의 권선비를 조정하여 정상 동작 시 정류기들의 비대칭을 저감하였고, 변압기의 자화 전류 옵셋을 감소시켜 높은 효율을 달성하였다. 제안된 컨버터의 타당성을 검증 하기 위해 300W 프로토 타입을 제작하여 실험을 진행 하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 저 용량에서 많이 사용되는 임계 도통 모드 부스트 역률 보상 회로의 새로운 제어 방법을 제안한다. 제안하는 제어 방법은 임계 도통 모드로 동작 시에 회로의 주요 파형들을 수식적으로 분석하여 입력 전류가 입력 전압을 추종할 수 있는 최적의 온-시간을 도출하는 방식이다. 100W 급 하드웨어를 통하여 제안하는 제어 방법의 실험 결과를 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 장거리/정밀 이송장치의 추진시스템 동작을 위한 새로운 구조의 영구자석선형동기전동기 및 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 선형전동기의 이동자는 영구자석을 사용하였으며, 고정자는 각각 독립된 구조를 갖는 집중권선 방식의 코일로 구성되어 있다. 다수의 독립적인 코일 구동을 위하여 아날로그 전류증폭기를 사용하여 전류제어기를 제작하였다. 또한 성능파악을 위해 영구자석선형동기전동기의 축소형 프로토 타입을 제작하였고 실험결과를 통해 제안된 영구자석선형동기전동기의 장거리/정밀 이송장치로서의 적합성을 증명하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 LVDC 배전용 전원장치에 적합한 3레밸 NPC 정류기 시스템을 제안한다. 제안하는 정류기 시스템은 배선선로의 부하 불평형에 따른 NPC 정류기의 출력 전압 불평형 현상을 해결하기 위해서 출력전압 밸런스 알고리즘을 적용하였다. 제안하는 정류기 시스템은 50kVA 용량의 시제품의 실험을 통해서 성능을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 가전제품과 같은 저전력 응용분야에 효과적으로 적용이 가능한 2상 유도전동기 벡터제어 인버터를 제안한다. 현재까지 이 분야에서는 가격이 저렴하지만 속도제어가 용이하지 않은 단상 유도전동기를 사용해왔다. 2상 유도전동기 벡터제어는 3상 유도전동기 벡터제어에 버금가는 우수한 제어 성능을 가지고 있으면서도 좌표변환이 불필요하여 제어기의 부담을 줄일 수 있고, 전체 시스템을 저가격으로 구현할 수 있으므로 이러한 저전력 응용분야에서 단상 유도전동기에 대한 훌륭한 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 360[W]급의 소용량 2상 유도전동기를 위한 3레그형 2상 벡터제어 인버터를 설계하였고, 실험을 통하여 시스템의 유효성을 검증한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 대기전력저감 및 정확한 출력전압 제어가 가능한 새로운 방식의 SSR(Secondary Side Regulator) 회로를 제안한다. 제안방식은 기존의 1차 측 IC를 2차 측으로 옮김으로써 기존의 SSR의 장점인 정확한 출력전압의 제어가 가능하다는 점과 포토커플러 및 TL431을 사용하지 않는 방식이므로 대기전력저감 측면에 있어 유리한 장점을 갖는다. 또한 절연된 1-2차 측간 신호전송방법에 있어 사이즈가 작고 가격이 저렴한 CT(Current Transformer)를 사용하여 Pulse edge의 전달을 통해 제어를 한다. 제안회로의 타당성 검증을 위하여 이론적 해석과 10W 급 플라이백 컨버터의 실험결과를 통해 증명하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 3레벨 4레그 컨버터에서 커먼 모드 전압(Common-mode Voltage, CMV)을 저감하기 위한 삼각파 비교 전압 변조 기법을 제안하였다. 제안한 PWM 방법은 매우 직관적이고, DSP 제어 시스템에서 쉽게 구현할 수 있다. SVPWM, SPWM의 스위칭 패턴 분석을 통하여 CMV 저감을 위한 4번째 레그(f상)의 극 전압 패턴을 제안하였고, 해당하는 f상 극 전압의 합성을 위하여, f상 양/음의 극 전압 지령 값을 계산하였다. 또한 a, b, c상 전압 왜곡을 막기 위한 옵셋 전압을 유도하였다. 제안한 PWM 방법의 유효성은 모의실험과 실험 결과를 통하여 검증되었다. 제안된 방법에서 CMV의 첨두치 및 스위칭 수는 SVPWM 방법에 비하여 각각 33%, 25%로 대폭 감소하였다.


(게재일: 2014.07.01)
FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)는 연료전지를 사용하여 차량 구동용 전동기에 필요한 에너지를 공급한다. 연료전지는 부하에 급격한 변화가 발생하였을 시에 과도특성이 나타나고 자동차에 에너지를 공급하는 속도에 영향을 준다. 그러므로 연료전지의 특성상 FCEV에서 배터리는 연료전지와 함께 사용된다. FCEV 및 전기자동차는 배터리의 대용량화를 위해 일반적으로 배터리 셀을 직/병렬로 모듈화하여 사용하는데, 이때 배터리 모듈의 충전 및 방전이 반복될 경우, 각 배터리 잔존용량의 불균형이 나타난다. 본 논문은 연료전지 전기자동차용 전력변환 장치를 이용하여 배터리 셀을 모듈화하여 모듈 별 밸런싱을 수행하는 시스템의 설계와 제어기법을 제안한다. 각각의 배터리 모듈과 연료전지를 연결하는 컨버터 모듈은 독립적으로 제어되어 배터리를 모듈 단위로 균등화시킨다. 이때 연료전지를 입력으로 절연형 컨버터를 병렬로 사용하며, 각각의 배터리 모듈을 균일하게 충전한다.


(게재일: 2014.07.01)
영구자석 동기 전동기가 정출력 영역에서 운전 되며 토크 제어가 수행될 경우 과도상태의 응답 특성은 정토크 영역에서 운전되며 토크 제어가 수행될 때보다 매우 중요하다. 본 논문에서는 정출력 영역에서 안정된 토크 제어를 수행하기 위한 전류 제어기의 최적화 방법을 제안하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 벡터제어에 근거한 선형 유도 전동기의 추진제어 알고리즘에 대해 보여준다. 기존의 사용해왔던 스칼라제어 방식이 아닌 새로운 전류제어 방식을 사용하며, 기존의 13.5Hz 슬립주파수 일정 제어를 가변하여 플러깅 저감 구간을 축소하고 회생구간을 늘림으로써 운전효율 향상 패턴을 찾는 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 산출된 최적운전 패턴결과를 반영하여 실험을 통해 이 방법을 제안 하고자 한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 3개의 스위치를 갖는 3상 소프트스위칭 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 스위치의 ZCS 턴온과 ZVS 턴오프 및 다이오드의 ZCS 턴오프를 성취한다. 또한 인터리빙 효과로 인해 출력 및 클램프 커패시터의 전류정격이 매우 감소하는 장점이 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리 및 기존 컨버터들과 성능을 비교하고 5kW급 시작품의 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
전기설계업체들은 현재 설계사마다 혹은 프로젝트마다 새로운 라이브러리를 구축하고 이러한 라이브러리를 업체 고유 노하우라고 하여 공개하지 않아 업체별 중복 제작에 따른 경제적 낭비가 발생하고 있다. 또한, 일부 공개된 라이브러리는 주관적인 관점에서 작성되어 지거나 전기 분야의 전문지식이 없는 소프트웨어 공급 업체들이 만들어 배포하다보니 전기설계 품질확보에 많은 문제가 되고 있다. 이러한 문제의 해결을 위해서는 전문성을 갖춘 전문가가 전기분야의 BIM라이브러리를 구축하고 활용할 수 있도록 표준화를 시킬 필요가 있다.


(게재일: 2014.07.01)
모의 풍력발전 실험을 하기위해서 실제 지역의 풍력데이터를 기반으로 발전되는 전력에 대하여 고려를 하여야하지만 시뮬레이션하기 어려운 점이 있다. LabVIEW는 하나의 데이터로 다양한 데이터표현이 가능하며, 프로그램 설계가 쉽다는 장점이 있다. 본 논문에서는 LabVIEW 기반의 소프트웨어 풍력시뮬레이터를 설계하고, 파라미터 설정변화에 따른 풍력발전량의 변화를 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 넓은 충전전압 범위를 갖는 전기자동차용 급속충전기를 개발하였다. 고효율을 달성하기 위해 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터 모두 3레벨 방식을 적용하였으며 DC/DC 컨버터에 하이브리드 스위칭 기법을 적용하여 넓은 출력전압범위에서 높은 효율을 유지한다. 50kW 시작품을 통해 타당성을 검증하였으며, AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터의 정격부하 효율은 각각 98.2%, 97.1%이며 최고효율은 98.6%, 97.1%를 달성하였고, 전체시스템의 정격부하 효율은 95.3%를 달성하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 무정전전원장치(UPS : Uninterruptible Power Supply 이하 UPS)에서 사용되는 단상인버터의 전압 제어기의 낮은 대역폭으로 인하여 발생될 수 있는 전압 위상 지연 문제를 해결한다. 제안하는 방법은 전압 명령에 대한 전향보상을 이용한 새로운 전압 제어기를 제안하고 이를 MATLAB Simulink를 사용한 시뮬레이션을 통하여 효과를 입증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 직접토크 제어에서 토크와 자속 오차에 따라 결정된 전압 벡터가 가지고 있는 자속 및 토크 출력 특성을 전압의 d-q 해석을 통해서 분석하고, 6섹터 방식과 12섹터 방식에서 각 전압에 의해 발생되는 토크 및 자속 특성을 회전자 위치에 따라 해석하였다. 또한, 전압벡터의 전압특성을 모의하기 위한 근사 전압함수를 제시하고, 근사전압함수를 통해 직접토크 제어 방식에서의 자속 및 토크 제어의 성능향상이 가능함을 실험을 통해 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서 제안한 전기자동차용 충전기는 배터리 충전뿐만 아니라 V2G, V2H모드로 동작이 가능하며 제어기 구조가 간단하다. 또한 입출력 전압 변동에 따른 전압 추종 범위가 넓으며 소프트스위칭을 성취한다. 제안하는 충전기는 CV모드에서 바이패스 모드로 동작시켜 효율을 높였고 3.3kW 시제품으로부터 94.6%의 정격효율을 달성하였다.


(게재일: 2014.07.01)
MMC(Modular Multilevel Converter)는 여러 개의 Power Module을 직렬로 연결하여 정현파에 가까운 고전압의 파형을 얻을 수 있는 토폴로지로 대용량 전력변환 분야의 요구를 만족하면서 전력 품질을 향상시킬 수 있어 근래에 상당히 주목받고 있다. 당사에서는 5Mvar급 STATCOM(STATic synchronization COMpensator)을 MMC 형태로 제작하였다. 1개의 Cell 제어기는 6대의 Power Module의 제어와 보호를 담당하여 DC 전압을 센싱하여야 한다. 본 논문에서는 제안한 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하여 Power Module을 제어하기 위해 DC 센싱 방법에 대해 설명한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 유도형 활공 탄약의 비행경로 제어와 자세유지를 위해 장착된 꼬리 날개 구동을 위한 BLDC 전동기 제어시스템을 개발하였다. 이 시스템에서는 높은 고도에서의 비행 시 압력에 취약한 홀(Hall) 센서와 같은 회전자의 위치 검출 센서를 사용하지 않는 센서리스(Sensorless) 구동 방식을 적용하였다. 측정된 극전압으로부터 상전환 신호를 추출하여 BLDC 전동기의 센서리스 구동을 실현하였으며, 또한 상전환 신호로부터 추정된 속도를 사용하여 속도 제어를 통해 꼬리날개의 변위 명령 추종을 위한 위치 제어를 수행하였다. 실제 구현된 시스템에서의 실험을 통해 개발된 센서리스 제어 알고리즘을 적용하여 위치 제어의 성능이 우수함을 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
기존의 SRF-PLL방법은 구현이 간단하고 정상전원에서 위상각 추정 성능이 우수하지만 불평형 전원하에서 위상각 추정 성능이 저하된다. 본논문에서는 상간전압의 위상변화, 상전압의 크기변동 및 오프셋이 발생된 불평형 전원하에서 변동된 값들을 실시간으로 보상하여 위상각을 검출하는 재귀형 최소 자승법을 이용한 SRF-PLL방법을 제안한다.


(게재일: 2014.07.01)
기존 IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) 제어를 위한 LUT (Look Up Table)방식은 입력한 일정 간격의 데이터를 이용한 선형 보간 방법이 주로 사용되었다. 하지만, 이러한 방식은 LUT 구성을 위해 많은 데이터를 요구하므로, DSP 메모리 용량에 LUT 구성의 한계가 존재한다. 또한, 많은 양의 데이터를 관리해야하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 영역 분할을 이용한 다항식 곡면 적합 LUT 구성을 제안하였다. 다항식 곡면 적합을 이용한 LUT 구성 방법은, 관리해야하는 데이터양을 비약적으로 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안한 방법의 효용성은 실험을 통하여 증명하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 플라이백 마이크로 인버터를 통해 전류센서 없이 최대전력 추종(Maximum Power Point)방법을 제안한다. 이 인버터는 태양광 전력을 역률1인 정현파, 낮은 왜곡율(THDs)로 계통연계 할 수 있는 태양광 인버터 이다. MPPT방식은 전류 센서리스로서 PV모듈의 전압과 MPPT제어 출력 값을 곱하여 PV전력의 정보를 비례적인 값으로 간접적으로 얻는 방식으로 태양광 최대 전력점을 찾을 수 있다. 또한, 계통의 전압으로 위상정보를 얻어 이를 정류시켜 MPPT제어와 곱하여 PWM파형을 발생한다. 제안한 태양광 인버터 전력단 회로는 플라이백으로 불연속 모드(DCM)로 동작하였으며, MPPT제어는 디지털(DSP)로 구현하였다. 100W급 하드웨어로 설계하여 실험을 진행 분석하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서 제안한 단독운전 알고리즘은 무효전력 주입을 기반으로 설계하였다. 정상상태에서는 무효전력을 주입하지 않고 계통전압, 고조파, 주파수의 변동을 확인하여 제 1차와 2차 단계를 통해 무효전력의 주입량과 주입 방향을 결정하여 주입한다. 제안한 방법을 통하여 단독으로 운전될 때 뿐만 아니라 다수대 병렬운전할때도 단독운전을 200ms 이내에 검출됨을 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
계통에 분산전원을 연계하여 운용하는 경우 인버터는 일반적으로 계통 전압의 위상 정보를 필요로 한다. 그러나 계통 전압의 불평형 또는 왜곡 조건은 계통 위상각 검출에 영향을 주어 정확성을 감소시킨다. 본 논문에서는 계통전압이 왜곡되거나 불평형 상태에서도 위상각 정보를 정확하고 신속하게 검출하기 위해 고속 푸리에 변환을 이용한 새로운 PLL (Phase-Locked Loop) 기법을 제안한다. 제안된 기법은 샘플링 속도와 변환할 시간 범위를 최적화하여 최소한의 연산으로 계통 전압의 위상을 계산한다. 제안된 기법의 타당성이 시뮬레이션을 통해 입증된다.


(게재일: 2014.07.01)
최근 단상 태양광 인버터는 태양판과 대지사이에 나타나는 기생 커패시터에서 발생하는 EMI를 감소시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 계통연계 인버터의 EMI 개선 방안을 고찰하고, 이를 적용한 고효율 단상 풀 브릿지 인버터와 지전류 감소를 위한 새로운 방안을 제시한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 멀티레벨 인버터를 이용한 무정전 전원장치 시스템 (UPS; Uninterruptible Power Supply)의 신뢰성 향상을 위한 중성점 전압 불평형 제어 기법을 제안한다. 무정전 전원장치 시스템 (UPS)은 불평형 부하조건 시 직류단에 전압 불평형이 발생되며 이는 출력 전류의 왜곡을 일으켜, 민감한 부하에 손상을 입힐 수 있다. 제안한 제어기는 커패시터 전압 측정을 통해 시간오프셋을 추정한 후 공간 벡터 변조 방식의 변형 없이 중성점 전압 불평형을 제어하여, 직류단의 전압을 평형상태로 유지한다. 또한, 100kW급 UPS 시스템 시뮬레이션 검증을 통해 제어기의 타당성을 입증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 Z-소스 인버터 (ZSI)의 임피던스 네트워크 내 인덕터 및 커패시터 등 수동소자 수를 감소시키면서 전압 증폭율을 증가시키기 위하여 1개의 스위칭소자를 더 사용하는 스위치 인덕터 구조를 가지는 회로를 제시한다. 이 제시한 회로에서 암단락시간과 첨가된 스위칭소자의 스위칭을 위한 PWM제어방법을 기술한다. 시뮬레이션을 통하여 제시한 스위치 인덕터-스위치 부스터 ZSI의 동작 및 특성의 타당성을 확인한다.


(게재일: 2014.07.01)
최근 산업계에 적용되는 인버터의 경우 그 용량이 수MVA에서 수십MVA에 이르기까지 그 시스템이 점차 고압 대용화 되어가는 추세이다. 단일 인버터로 용량을 확대하기 위해서는 적용 가능한 Power소자의 한계가 있을 뿐 아니라 제품개발 기간과 제품라인업의 효율성을 증대하기 위해 기존의 인버터를 이용한 병렬운전 방법이 보다 효과적일 수 있다. 고압인버터의 병렬 운전을 위해서는 두 단위 인버터의 출력전압이 그 크기와 위상이 동일해야 하고 그에 따라 동일한 출력전류가 병렬 리액터를 거쳐 모터로 유입되어야 한다. 본 논문에서는 실제 6600V 5MVA 인버터 2Set를 병렬 시스템으로 구성하였으며 인버터 출력전압 동기 알고리즘을 구현하고 그 타당성을 시험을 통해 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 3-레벨 T-type 인버터에 적용 가능한 저가형 게이트 드라이버 회로를 설계하였다. 게이트 드라이버 회로는 구조가 간단하고 가격 대비 효율적인 부트스트랩 회로가 적용되었다. 3-레벨 NPC 인버터와 비교했을때 T-type 인버터는 구조적 특징으로 인해 NPC 인버터와는 다른 게이트 드라이브 회로가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 T-type 인버터에 적용되는 부트스트랩 게이트 드라이버 회로를 설계하였으며 안정적인 회로 동작을 위한 부트스트랩 캐패시터의 용량 선정식을 제안하였다. 설계한 게이트 드라이버 회로는 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)
Z-소스 인버터는 스위치의 암 단락과 개방을 이용한 인버터로써 기존의 전압형과 전류형 인버터의 단점을 개선하면서 승압 및 강압 기능을 동시에 가질 수 있다. 하지만 주전원과 스위치 회로 사잉에 위치한 임피던스 네트워크 때문에 스위칭 소자에 과도한 전압 오버슈트가 발생하며, 암 단락으로 인한 스위칭 손실이 기존의 전압형 인버터보다 증가하게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 소프트 스위칭 구현이 가능한 무손실 스너버를 적용한 소프트 스위칭 트랜스-Z-소스 인버터를 제안한다.


(게재일: 2014.07.01)
전력변환장치의 효율을 개선하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있는 가운데, 본 논문에서는 3-레벨 인버터 중에서도 NPC 인버터와 T-타입 인버터를 사용한다. 각 인버터는 서로 다른 스위치 정격에 의해 손실 차이가 생기며, 또한 손실에 영향을 미치는 MI(Modulation Index), PF(Power Factor), 그리고 스위칭 주파수에 따라 손실의 크기가 좌우 되었다. 하지만 두 인버터는 각 구조의 특성상 NPC 의 경우 도통손실이 매우 크며, T-타입의 경우 스위칭 손실이 크게 나타난다는 모듈상의 한계가 있다. 본 논문에서는 인버터 구조에 따라 손실에 지배적으로 영향을 미치는 각 Device의 특성을 고려하여, 전력변환장치에서 발생되어지는 도통손실과 스위칭손실을 분석 하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 단상 3 레벨 NPC 인버터에서 스위칭 손실 저감을 위한 스위칭 방법을 제안한다. 기존의 유니폴라 스위칭 방법은 두 레그의 스위치가 독립적으로 제어되어 전압을 출력하며 모든 스위치가 계속해서 ON/OFF 동작을 수행 한다. 이는 스위치에서 발생하는 스위칭 손실을 증가 시킨다. 제안하는 스위칭 방법은 한 레그의 스위치의 동작을 고정시키고, 다른 한 레그의 스위치만을 ON/OFF 동작하여 전체적인 스위칭 손실을 감소 시킨다. PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 제안하는 스위칭 방법과 유니폴라 스위칭 방법을 비교 분석하고 타당성을 확인한다.


(게재일: 2014.07.01)
최근 환경 문제가 사회적으로 대두됨에 따라 탄소배출권 제도에 대한 관심이 증대되면서 Net Zero Energy Building(NZEB)에 대한 관심 역시 커지고 있다. NZEB는 주로 태양광을 에너지원으로 이용하며, 더 효율적인 에너지 사용을 위해 에너지 저장장치(SIU)를 이용하는데 이 두 요소들은 DC전압을 출력으로 갖고 있으며, NZEB의 특성상 외부 AC그리드와 연결된 양방향 AC/DC컨버터의 사용량이 적기 때문에 건물 내 배전을 DC로 할 경우 더 효율적인 에너지 사용이 가능하다 본 논문은 기존 DC배전의 구조에 대해 살펴보고, 여기에 Renewable-Storage Connecting Unit(RSCU)을 더해 NZEB에서 에너지 사용의 효율성을 높이는 방법에 대해 연구하며, 또한 그 시스템 제어 방법에 대해 연구한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문은 CCM PFC Boost 컨버터에서 부하의 크기에 상관없이 Hold-up 시점 에서, 회로의 안정적 동작 및 소음을 방지하는 보호회로를 제안 한다. 앰프 오프셋 저감 및 Hold-up time 보호 회로를 240W CCM Boost 컨버터에 적용 하여, Hold-up time에서 안정적 동작 및 소음이 없음을 확인하였다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 능동 클램프 회로를 이용한 위상천이 풀-브리지 컨버터(Phase-shift Full-Bridge Converter)의 스위치 제어 방법을 제안한다. 기존의 위상천이 풀-브리지 컨버터는 2차측 정류 스위치에서 스파이크 전압이 발생하며, 순환 전류(Circulating current)로 인한 도통 손실이 발생하는 단점을 지닌다. 위의 문제를 극복하는 회로로서 2차 측에 능동 클램프 회로를 적용하는 방법이 연구되었다. 하지만, 낮은 부하에서 클램프 커패시터의 전압이 상승하여, 2차 측 소자의 전압 스트레스가 증가하고, EMI 문제가 발생되는 단점을 지닌다. 본 논문에서는 위상천이 풀-브리지 컨버터의 2차 측에 능동 클램프 회로 및 동기 정류 스위치(Synchronous rectifier switch)를 적용하여, 클램프 커패시터의 전압 상승을 억제하는 해결 방안을 제시하며, 능동 클램프 회로의 스위치 제어 방법을 제안한다. 또한, 회로의 구조, 동작 원리 및 스위치 제어 방법을 설명하고, 모의 실험을 수행하여 타당성을 검증한다.


(게재일: 2014.07.01)
본 논문에서는 직렬 멀티 모듈형 무정전 전원 장치(UPS, Uninterruptible power supply) 시스템의 배터리 밸런싱 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 배터리의 고유 특성에 의한 SOC(State of charge) 차이를 최소화시키기 위해 각 배터리의 출력전력 제어를 함으로써 배터리 가용 용량을 높인다. 직렬로 연결된 UPS 모듈의 배터리 전압을 이용하여 전력 지령을 계산하고 이를 바탕으로 각 UPS 모듈의 출력전력을 제어한다. 제안한 배터리 밸런싱 알고리즘의 타당성은 수학적 분석 및 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2014.07.01)