nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
본 논문은 연료전지를 이용한 양방향 벅-부스트 시스템의 제어기 설계와 해석을 하고자 한다. 제어기 설계는 주파수응답을 해석하여 제어 루프의 안정성과 성능을 고려하여 설계하였다. 제어기의 게인 값은 시스템의 대역폭과 위상여유를 고려하여 선정하였고, 설계된 제어기는 Matlab과 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
모듈화 멀티레벨 컨버터 (modular multilevel converter, MMC)는 고압직류송전(high-voltage direct current, HVDC)에 대한 기술이 발전함에 따라서 이와 관련된 전력변환 장치로써 많은 연구되어지고 있다. 10kV 이하로 구현되는 중압직류송전(medium-volatge direct current, MVDC) 시스템 및 모터 드라이브에 이용되는 MMC의 경우에는 수백 개의 직렬 서브모듈로 구성된 MMC가 사용되는 HVDC와 다르기 때문에 여러 모듈레이션 방식에서의 다른 장단점을 가지게 된다. 본 논문에서는 전력전자 시뮬레이션 툴인 PSIM을 이용하여 여러가지 모듈레이션의 MVDC으로의 적용에 있어서의 장단점을 분석한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 고효율·고전력밀도를 위하여 WBG소자를 적용한 3kW 전기자동차용 LDC를 제안한다. SiC소자에 250kHz의 스위칭 주파수를 적용하였으며, 65℃의 냉각수 온도를 기준으로 모든 소자가 110℃ 이하로 온도관리가 될 수 있도록 냉각기를 설계하였다. 또한 센터탭 구조와 전류 더블러 구조 플라나 변압기의 단면적 비교를 통해 전류 더블러 정류기가 토폴로지로 선정되었다. Low Profile을 위하여 통합형 커스터마이징 플라나 코어 및 PCB 레이어를 설계·제작하였고 3kW 1차시 작품으로부터 96.36%의 효율과 3.68kW/L의 전력밀도를 달성하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 2상 하이브리드 스테핑 모터 구동을 위해 H-bridge 회로 또는 3상 인버터를 이용하는 경우의 출력 성능을 비교 검토하였다. 벡터 제어로 구동하는 경우 2상 하이브리드 스테핑 모터의 상전압, 상전류의 THD(Total Harmonic Distortion)과 출력 토크 리플을 분석하였으며, 이를 위해 Matlab/Simulink를 이용한 150W급 스테핑 모터의 시뮬레이션을 수행하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 저압 배전선로의 전압 조정을 위해 상태관측기와 반복제어기를 적용한 무효전력 제어 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션 및 실험으로 이를 검증하였다. 무효전력 보상기는 단상 풀 브리지 인버터 구조이며 전압제어 시 DC 전압을 일정하게 유지하기 위한 전압 제어와 전류 제어기로 구성된다. DC 리플 보상방식은 상태관측기로 만들어낸 출력 값, DC 링크 리플 성분을 보상한 값을 전압제어기 피드백 성분으로 사용하여 전압을 일정하게 제어하였다. 무효전력을 안정하게 주입하기 위해 기본파 성분은 PI제어기로 제어하고 반복제어기를 PI제어기와 병렬로 연결하여 저차 고조파를 보상하였다. 반복 제어기는 동기 좌표계에서 구현됨에 따라 홀수파 고조파 성분을 제거하는 역할을 한다. 제안한 제어기법은 5kVar 단상 인버터 시스템으로 실험을 진행하였으며, 상태관측기와 반복제어기가 적용된 경우 THD가 9%에서 2%로 향상됨을 확인함으로써 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
AC 배전 시스템에서 부하 기기의 국제 규제는 IEC 61000-3-12로 명확히 규제되어 있다. 이 규제는 지정된 조건으로 해당 부하 기기에서 발생할 수 있는 입력전류의 고조파 성분 허용 기준을 명시한다. 언급한 규제가 하이브리드 배전 시스템의 AC 부하에 적용되었을 때, 부하의 허용된 고조파 성분에 의한 DC 링크의 전류 리플과 전압 리플을 분석하였다. 부하 조건은 3상 평형 비선형 기기이다. 부하 전류와 DC 링크 전류, 전압 리플 및 실효값의 관계를 모든 주파수 영역에서 수식으로 보였으며, 3상 정류기 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 PCS(Photovoltaic power system)에서 MPPT 구현을 위한 TLB 컨버터의 모델링 및 제어기 설계를 제안한다. TLB 컨버터는 기존 부스트 컨버터에 비해 인덕터 크기가 감소하고, 효율이 증가하는 장점이 있다. 하지만 듀티비 0.5를 기준으로 2개의 동작 모드가 존재하여 제어기 설계 시 각 모드에 대한 해석이 필요하다. 또한 토폴로지를 모델링을 함에 있어 비선형적인 특징을 갖는 태양전지의 출력을 고려해야하는 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 태양전지 출력 특성의 선형화 방정식을 이용하여 2가지 동작모드가 존재하는 TLB 컨버터를 각 모드별로 CCM 동작에서 분석하여 동일한 전달함수를 도출하였다. 이를 기반으로 MPPT 전압제어기를 설계하였으며, 제시된 모델링과 제어기는 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 일차측 순환전류를 제거할 수 있는 새로운 정류단을 갖는 위상천이 풀브리지 컨버터를 발표한다. 기존 센터탭 정류기를 갖는 위상천이 풀브리지 컨버터에서 출력 인덕터 대신 커플더 인덕터를 사용하고, 부품들을 재배치하여 기존 문제가 되었던 일차측 순환전류가 대폭 저감되는 효과를 달성하였다. 2차측 다이오드의 전압스트레스가 저감되는 것도 제안 위상천이 풀브리지 컨버터의 장점이다. 본 논문에서는 제안된 회로의 구조 및 동작원리를 설명하고, 입력 300-400V, 출력 50V, 1kW급 프로토타입 컨버터의 그 실험결과를 발표한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 PWM에 의한 전압 고조파를 분석하여 LC 필터를 설계하는 방안을 제안한다. 전압형 인버터는 PWM 방식을 이용하여 출력전압을 합성하며, PWM에 의한 전압 고조파는 직류단 전압, Modulation index, Deadtime 등에 의해서 결정된다. 출력 전압 고조파와 PWM 전압고조파와의 관계를 풀어 LC 필터를 설계한다. 제안된 방법으로 설계된 LC 필터는 시뮬레이션을 통해 설계의 타당성을 확인하였다.


(게재일: 2020.08.18)
입력 전압과 출력 전압의 변환비가 큰 시스템에서는 전압 변환비가 큰 한 개의 컨버터 설계하기보다는 다수의 컨버터를 직렬 혹은 병렬로 구성하여 용량을 증가시키는 것이 유리하며, 모듈형으로 컨버터를 제작하여 연결할 경우, 다양한 용량의 컨버터를 구현할 수 있다. 입력 전압이 출력 전압보다 큰 시스템에서는 ISOP(Input Series-Output Parallel) 방식을 사용한다. 시스템을 ISOP로 시스템을 구성할 경우 직렬로 연결된 모듈들의 직류단 전압 불균형 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 각 모듈의 직류단 전압을 제어한다. 본 논문에서는 EtherCAT 통신을 사용하여 ISOP 연결된 컨버터를 제어하였고 10개의 컨버터 모듈을 이용한 실험을 통해 제시하는 방법의 성능을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
화석연료 사용으로 발생하는 환경문제 대처방안으로 풍력 등 신재생 에너지원 사용의 필요성이 강조되고 있으며, 이러한 사회적 요구에 따라 신재생 에너지 발전 시스템의 대용량화 추세에 있다. 시스템 대용량화에 있어 안정적인 에너지 발전과 공급을 위해 전력변환장치의 신뢰성 향상이 필요하다. 특히, 풍력발전시스템의 경우 돌풍 등 일정하지 않은 풍속으로 인하여 전력변환장치의 잦은 고장이 발생하고, 이는 전체 시스템의 신뢰성 결정에 주된 영향을 미친다. 본 논문에서는 병렬형 전력변환장치에서 높은 고장률을 보이는 스위칭 소자의 열적 스트레스를 줄이기 위한 무효전력순환 기반 능동 열 제어기법을 제안한다. 제안한 기법의 동작특성을 이론적으로 분석하고, 열 회로망 시뮬레이션을 통해 그 영향을 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 300kW급 모듈형 NPC 인버터의 방열 설계를 위해 전력반도체 스위치 소자의 손실을 분석하여 열적 특성을 고려한 인버터 모듈을 설계하고 제작을 하였다. 전력반도체 스위치의 손실은 스위칭 손실과 도통손실로 구분되며, 대부분 열손실로 나타나기 때문에 발열량을 토대로 방열판의 구조 및 크기를 결정하였다. 인버터 높은 출력비를 얻기 위해서는 열 손실을 고려한 방열판 설계는 반드시 필요한 과정으로 설계 과정의 타당성을 검증하기 위해 PLECS를 통한 시뮬레이션과 실험결과를 비교하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 단상 3레벨 조건에서 unipolar 및 bipolar PWM의 구현 및 동작에 대해 서술하였으며, 교류전기철도용 전력보상장치의 병렬 운전 상황에서 unipolar PWM과 bipolar PWM에 따른 인터리빙 효과에 대해 비교하였다. 또한, unipolar PWM 조건에서 전력보상장치의 3병렬과 4병렬 시스템의 인터리빙 결과에 대해 비교하였다. 이를 통해 단상 unipolar PWM을 사용한 병렬 시스템의 인터리빙이라는 특수한 조건에서는 PWM 캐리어의 180° phase shift가 포함되는 2병렬 및 4병렬의 경우 마치 bipolar PWM처럼 동작하여 스위칭 리플의 저감효과가 기대한 결과보다 낮음을 확인하였다. 따라서 스위칭 리플의 저감 측면만을 고려한다면 전력보상장치의 병렬 시스템은 180° 캐리어가 포함된 4병렬 시스템보다 120° 캐리어를 사용하는 3병렬 시스템이 유리한 것을 확인하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 레이저 광원을 적용한 무선전력전송 시스템에 적용되는 PV 모듈의 출력 특성을 분석하고, PV 모듈로부터 최대 전력을 발생시키면서 배터리를 충전시킬 수 있는 컨버터 개발 결과를 제시한다. 먼저, 특정 파장에서 최대전력이 발생되도록 개발된 PV 수신모듈에 레이저 빔을 조사하였고, 레이저에 공급되는 전력 크기에 따른 PV 모듈의 전압-전류의 특성 데이터를 확보하였다. 전압/전류 특성 데이터로부터 PV 수신모듈의 소신호 저항을 분석하였고, 이를 컨버터 회로모델에 적용함으로써 제어기 설계를 위한 시스템의 전달함수를 유도하였다. 이로부터 레이저 일사량에 따른 전류원/전압원 전영역에서 PV 모듈의 입력전압을 안정적으로 제어할 수 있는 제어기를 설계함으로써 레이저 수신용 PV 모듈이 최대 전력을 발생시킬 수 있도록 하였다. 본 논문에서 제안된 방법은 MCU 제어기반 25W급 배터리 충전용 부스트 컨버터의 프로토타입 제품을 통해 실험 검증되었다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 태양광 출력 감발 시 입력 커패시터의 영향을 분석하고, 이를 완화시키는 제어 방법을 제안한다. 기존의 감발 제어는 태양광 시스템 출력에 대한 입력 커패시터의 영향을 고려하지 않아, 출력 감발 시 오히려 태양광 시스템 출력이 순간적으로 증가할 위험이 있다. 따라서 입력 커패시터 출력을 고려한 제어 방법을 제안하여, 순간적인 태양광 시스템 출력 증가를 방지하고 연계된 계통의 안정적인 운영을 가능케 한다.


(게재일: 2020.08.18)
Hardware In-the-Loop simulation(HIL)은 실제 하드웨어 시스템을 실시간 모사할 수 있는 시뮬레이션 장비로 연구 및 개발 기간의 단축, 비용저감 등의 장점을 앞세워 다양한 전력전자 분야에 사용되고 있다. 실제 하드웨어를 그대로 모사하는 것이 HIL의 목적이기 때문에 HIL 장비는 검증의 실시간성과 출력된 결과의 정확성이 무엇보다도 중요하다고 할 수 있다. 하지만 코어간의 데이터를 주고받는 과정에서 HIL의 연산 속도 및 정확성을 저해하는 요인들이 발생하게 된다. 본 연구에서는 HIL 장비를 이용해 복잡한 시스템을 구현함에 있어서 연산속도 및 정확성을 저해하는 요인들을 찾아내고 이를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 제안된 연산속도 개선 및 정확성 개선 방법의 타당성은 프로세서의 연산 속도 변화량, HIL 및 시험 결과 파형의 비교 분석을 통해 검증되었다.


(게재일: 2020.08.18)
임계모드 (Critical conduction mode, CrM) 동작을 하는 PFC 컨버터는 주파수 변동을 통한 Valley switching 동작으로 인하여 높은 효율 및 양호한 EMI 특성을 가진다. 하지만 Peak 부하가 큰 시스템에서 CrM 설계를 하게 되면 정격부하에서 비교적 높은 주파수의 동작이 불가피하여 시스템 효율이 나빠지고 높은 DC-bias 확보를 위해 인덕터 크기가 커지게 된다. 따라서 본 논문에서는 고효율 및 인덕터 사이즈 저감을 위한 임계모드에서 동작하는 두 개의 교차형 PFC 컨버터의 병렬 구동에 대해서 이야기하고자 한다.


(게재일: 2020.08.18)
지구온난화와 같은 환경적 문제점들로 인해 에너지 저감 및 고효율의 기술개발을 통한 탄소 저감이 주목을 받고 있다. 시대적 관심과 요구에 발맞춰 에너지 저감 효과가 있는 영구자석동기 전동기 등의 신기술을 철도차량에 적용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. PMSM을 철도차량에 적용하기 위해 추진제어장치는 인버터 한 대가 한 대의 전동기를 제어하는 1C1M 방식이어야 하며, 유지보수성과 안정성을 확보하기 위해 전동기와 인버터 사이를 전기적으로 분리해줄 수 있는 차단기가 필요하다. 또한 에너지 저감과 고효율을 달성하기 위해서 추진제어장치는 소형, 경량화 구조로 개발 되어야 한다.


(게재일: 2020.08.18)
배터리의 효율적인 관리와 안정적인 운영을 위해서는 배터리의 노화에 따른 배터리의 모니터링이 중요하다. 그 중에서도 노화에 대한 문제는 실제 어플리케이션에서 매우 중요하기 때문에 더 정확하고 안정적인 운영을 위해서는 배터리 잔존 수명을 판단하는 지표인 State of Health (SOH)가 필수적이다. 따라서 실험을 통한 UDDS의 전압 차 (Voltage Difference) 이미지를 학습데이터로 구성하여, SOH의 파라미터인 용량을 추정하는 Convolutional Neural Network(CNN) 모델을 제안한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 열화에 따른 하이브리드 차량의 연비 특성을 분석하기 위해 시뮬레이션을 통한 연구를 진행하였다. 전기적 특성 실험 기반으로 배터리 내부 파라미터가 열화에 어떤 영향을 미치는지 분석을 하고 이를 기반으로 하이브리드 차량모델을 통해 시뮬레이션을 진행하였다. 분석 결과를 통해 배터리 열화 상태에 따른 State-Of-Charge (SOC) 및 연비효율 그래프의 변화 추이를 비교하였다.


(게재일: 2020.08.18)
미래 도시 교통 체계에 큰 변화를 줄 수 있는 매체로 스마트 모빌리티가 주목 받고 있다. 스마트 모빌리티 운용을 위해서는 효율적인 충전 시스템을 필요로 한다. 본 논문에서는 비절연형 단상 계통 연계형 태양광 발전 시스템에서의 스마트 모빌리티 충전 시스템 설계를 소개한다. 설계한 시스템의 회로 및 제어기 구성법은 Matlab/Simulink 시뮬레이션을 이용하여 해당 컨버터 및 인버터와 제어기 구성의 타당성을 보여준다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 단상 3.3kW PV-BESS 시스템과 능동전력디커플링 회로를 연계한 스마트 모빌리티 충전시스템을 제안한다. 일반적인 계통 연계 시스템에서 문제가 되는 2차 리플 전력을 능동전력디커플링 회로를 적용하여 제거함으로써 스마트 모빌리티에 안정적인 전력을 공급하고 스마트 모빌리티 충전 시스템의 전력밀도를 높이고 수명을 늘릴 수 있다. 본 논문에서 제안한 시스템은 MATLAB/Simulink 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 최근 주목 받고 있는 데이터 기반 인공지능 알고리즘을 사용하는 배터리 충전 상태 추정 기법에 대하여 조사 분석한다. 기존의 배터리 모델링 기법의 단점을 회피할 수 있는 데이터 기반 인공지능 알고리즘의 구조적 특징을 확인하고, 배터리 충전 상태 추정에 데이터 기반 인공지능 알고리즘을 적용 했을 때, 충전 상태 추정 정확도에 영향을 끼치는 요소인 데이터 구성에 대한 분석을 실시하여, 데이터 구성 시 필수적으로 고려해야하는 설계조건을 조사 분석한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 차세대 전력반도체 GaN HEMT (High Electron Mobility Transistor)를 적용한 통신전원 시스템용 LLC 컨버터의 설계에 대해 다룬다. GaN HEMT 소자의 노이즈를 저감하기 위해 3-level 게이트 드라이버를 설계하였다. 설계한 게이트 드라이버와 GaN HEMT를 적용한 3kW급 LLC 공진 네트워크를 설계하였고, 테스트 베드를 제작하여 실험을 통해 시스템의 성능을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 부하의 유동성이 큰 철도 시스템의 특성으로 발생하는 전력 불평형을 개선하기 위해 전력보상장치의 전력품질 및 안정도 향상을 위한 기법을 제안하였다. 철도 부하의 경우 3상의 전력을 공급받아 스코트 변압기를 통해 2개의 단상 선로 M, T상에 공급해주는 형식으로 이때 2개의 단상 측에서 서로 다른 부하가 발생할 경우 3상측에서 불평형이 발생한다. 스위칭 과정에서 발생하는 전력손실 감소를 위해 600Hz의 낮은 스위치 주파수를 이용하며, 전력품질 및 안정도 향상을 위해 12kHz의 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링과 제어간의 오차를 감소시켰으며, 빠른 응답성을 갖는 모델예측제어를 제안하였다. 위와 같은 내용을 실험을 통해 전력보상장치의 전류 불평형률을 4.46%까지 감소시켰으며, 불평형을 60Hz 한주기 내에 해결하는 빠른 응답성을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 Full-bridge converter 2차측 다이오드의 Ringing 전압을 제거하는 방법으로 Active Snubber를 제안한다. 기존 RCD Snubber는 다이오드의 Ringing 에너지를 저항으로 소모하는 방식으로 전압 서지를 줄이는데 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Active Snubber가 제안 되었으며, Active Snubber는 다이오드의 Ringing 전압을 회생시킴으로써, 전압스트레스를 줄이고 효율을 개선하는 이점을 보여준다. 본 논문에서는 7KW Full-bridge converter에 제안하는 Active Snubber를 적용하여 그 유도성을 입증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
전기제품의 대기전력을 0.005W 미만으로 구현 할 수 있는 새로운 스위칭 제어 방법을 본 논문에서 제시하며 최소한의 소비전력을 구현하면서 제품의 기능을 유지 할 수 있는 방안에 대한 결과를 설명한다. 또한 실제 상용화되는 모니터에서의 동작원리를 설명하고 구현된 동작 특성을 바탕으로 제안한 회로의 동작원리 및 대기전력 수준을 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
배터리의 가용 영역에 따른 효율적인 운영 방법을 판단하기 위해 방전 깊이(Depth of Discharge; DOD)에 따라 배터리의 노화 상태 및 에너지를 계산하여 최적의 가용 영역을 판단한다. 배터리의 상태를 판단하기 위한 지표로써 건강 상태(State of Discharge; DOD)와 출력 상태(State of Power; SOP)의 분석을 통해 비교한다. 노화 파라미터 및 DOD에 따른 노화 차이를 반영한 알고리즘 구현 및 배터리팩과 시스템 레벨의 효율적인 운영 방안에 관해 연구한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에선 다수의 변압기를 도입하여 복수의 입출력 포트 간 전력 동조화 문제를 해결할 수 있는 Quadruple-Active-Bridge(QAB) 컨버터를 제안한다. 기존 QAB 컨버터는 단일 변압기를 사용하기 때문에 입출력 포트 사이의 전력 동조화 문제가 발생한다. 따라서 단일 변압기에서 포트 간 전력 비동조화를 달성하기 위해 입력 포트의 누설 인덕턴스를 최소화하는 최적의 변압기 설계가 필요하나, 복수의 권선 구조로 인해 최적의 설계가 어렵다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에선 기존의 단일 변압기와 복수의 변압기를 함께 설치하는 구조를 제안한다. 제안한 구조를 통해 별도의 비동조화 알고리즘 없이 출력 포트 사이의 전력 동조화 문제를 해결할 수 있다. 그리고 변압기의 설계도 복잡했던 기존 QAB 와는 달리 쉬워지는 이점도 있다. 제안한 컨버터의 구조 및 전력 비동조화를 등가 모델을 통해 이론적으로 분석한다. 그리고 이를 검증하고자 3 kW급 시작품을 통해 전력전달 구조 및 전력 비동조화를 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 토크 각 기반 Direct Self Control (DSC) 기법의 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM) 고속 운전 방법을 제안한다. DSC 기법은 철도차량용 유도전동기에 처음으로 적용되었으며, 토크 동특성이 우수하고 약자속 영역에서 6-스텝 운전의 구현이 유리한 장점이 있다. 기존 DSC 기법으로 IPMSM을 구동하는 경우 토크 동특성이 우수하지만, 약자속 영역에서 6-스텝 운전의 성능이 떨어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 지령 토크 각을 이용한 DSC 기법의 IPMSM 고속 운전 방법을 제안한다. 제안하는 방법의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. MMC는 다수의 서브모듈이 직렬로 구성되어 있으며 DC-link단에 대용량 커패시터가 없다. MMC의 심각한 사고 중에 하나는 DC측 전력케이블의 단락사고로 시스템에 따라서 수십 kA 정도의 사고전류가 AC측 CB(Circuit Breaker)가 열리기 전까지 수십 ms에서 수백 ms동안 흐른다. 만약 하프브릿지 회로의 서브모듈로 구성된 컨버터에 별도 보호장치가 없으면 단락전류는 서브모듈의 하단 다이오드를 통해서 흐르게 되어 소손되게 된다. 이를 방지하기 위해 단락전류를 바이패스(by-pass) 시키기 위한 별도의 사이리스터를 추가하는데 이 기기의 사양은 DC 단락 전류를 충분히 견딜 수 있어야 한다. 본 논문에서는 사이리스터의 서지 전류 내력을 평가하기 위해 사양을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해서 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 단상 영구자석 동기 전동기의 가변속 운전을 위한 가변 비례공진 전류 제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기 전동기의 전류 제어 시 3상 교류 전동기에 널리 적용되는 벡터 제어를 적용할 경우, 필연적으로 좌표변환 및 가상의 q축 성분 생성을 위한 과정이 요구된다. 하지만, 단상 영구자석 동기 전동기의 구조적인 특징을 고려하여 비례공진 제어 기법을 적용하게 되면 3상 교류 시스템에서 필요로 하는 추가적인 좌표변환 과정이 요구되지 않는다. 이에 본 논문에서는 가변속 운전에 따른 공진 주파수 변화를 반영한 가변 비례공진 전류제어 기법을 제안하고자 한다. 제안한 전류 제어 기법의 효용성을 검증하기 위해 다수의 실험을 진행하였다.


(게재일: 2020.08.18)
철도차량 하부에 부착되는 전장품 무게는 차량의 바퀴 및 베어링 등 철도차량 수명에 큰 영향을 주기 때문에 경량화는 필수적이다. 본 논문에서는 철도 차량용 보조전원장치의 경량화를 위해 LLC 공진형 컨버터를 적용한 보조전원장치 시스템과 제어알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 고속스위칭을 위해 입력단 벅 컨버터를 이용하여 가선 전압을 감압시키고 이후 LLC 공진형 컨버터를 통해 인버터 입력단 전압을 제어한다. 또한, 공진형 컨버터 손실을 최소화하기 위해 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하며, 공진 탱크의 최적 설계도 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 시뮬레이션 및 실험으로 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
2상 유도전동기를 구동하기 위한 2레그형 인버터에서는 직류링크 양단에 직렬로 연결된 2개의 커패시터에 걸리는 전압에 불균형이 발생하므로 이것이 전동기 상전류의 불평형과 토크리플을 야기한다. 본 논문에서는 이러한 상전류의 불평형을 간접 보상할 수 있는 PWM 제어 방법과 커패시터 전압의 균형을 제어함으로써 전동기 상전류의 평형을 유지할 수 있는 직접 보상 방법을 제안하였다.


(게재일: 2020.08.18)
기존의 절대위치 감지 방식은 초기위치를 알기 위하여 이동자의 위치를 초기화해야 하고 생산 단가가 높다는 단점을 보완하기 위해 MR 센서를 이용하여 비접촉 방식으로 선형모터 이동자 절대위치를 판별하는 시스템을 제안하였다. 센서값을 이용하여 절대위치를 판별해야 하기 때문에 ADC 기능과 실시간 연산 기능이 필요하다. 때문에 8bit MCU(Atmega324PA)를 이용했다. 본 논문에서 이용한 MR 센서의 출력 변동폭이 작기 때문에 Instrumentation Amplifier를 이용하여 증폭된 출력을 MCU로 읽어 사용했다. 제안 시스템의 회로 및 알고리즘을 구현하였고 이를 이론적, 실험적 분석을 통해 동작 및 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
PFC( Power Factor Corrector)회로의 목적은 입력전류의 역률 개선을 목적으로 널리 사용되고 있다. 그리고 입/출력 파워의 균형을 위해 대용량의 출력Cap이 사용되며 주로 전해액이 포함된 부품을 사용한다. 그러나 사용 되는 전해Cap은 AC-DC 변환회로의 수명시간을 결정지으며 이를 사용하는 전자제품의 전체 수명을 반영하게 된다. 본 연구는 출력Cap용량을 최소와시키며 이를 대체 할 수 있는 Film Cap을 사용하여 제품의 전체 수명시간을 개선시키는데 목적이 있으며 다이나믹 특성의 부하와 서지성 낙뢰 및 과전압 대책에 대한 해결방안을 실제 시스템에서 구현하고자 한다. 또한 입력 서지 및 다이나믹 부하에 대한 개선 회로를 확인하고 이론적 결과는 200W LED TV에서 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 고승압이 가능한 2-Stage Boost 컨버터의 최대효율 운전을 위한 손실 분석을 수행한다. 2-Stage Boost 컨버터의 최대효율 지점 추정을 위해 앞단 Boost 컨버터의 출력 전압인 V 의 변동에 따른 2-Stage Boost 컨버터의 상세한 손실을 분석하며, 손실이 가장 적은 V 지점을 도출하였으며 실험을 통해 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
차세대 전력반도체 중 하나인 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)는 낮은 온 저항, 고속 스위칭 및 낮은 출력 커패시턴스 특성을 가지므로 더 높은 전력밀도를 달성할 수 있다. 그러나 낮은 문턱 전압 및 높은 dv/dt로 인해 외부 요인에 취약하다. 본 논문에서는 GaN HEMT를 3kW급 단상 인버터에 적용 시 발생한 문제점을 분석하고 해결방안을 제시한다.


(게재일: 2020.08.18)
최근 차량에 적용 가능한 에너지 하베스팅 연구가 활발히 이루어지고 있다. 차량 폐열을 활용하는 열전 소자의 경우 급격한 온도 변화 특성이 있는 내연기관, 배기관 등의 전장 부품에 적용될 수 있다. 이러한 전장 부품에서 가능한 많은 열에너지를 회수하기 위해 빠르고, 정확한 최대 발전전력 추종 기법이 필수적이다. 본 논문은 이러한 열전 소자 발전의 차량 적용을 위한 최대 전력 추종 기법을 살펴보고 비교 조사 분석한다.


(게재일: 2020.08.18)
최근 전기차 배터리는 일 주행거리 증대를 위해서 50~100 kWh 급으로 대용량화 되고 있다. 그와 동시에 충전시간 단축을 위해서 배터리 전압은 400V에서 800V로 높아지고 급속충전기 용량은 50kW에서 350kW 급으로 대용량화 되고 있다. 본 논문에서는 전기차 증가 추세에 따라 기존 주유소를 대체하는 MW급 전기차 급속충전소를 위한 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS) 연계 지능형 반도체 변압기(Solid State Transformer, SST) 기술 기반의 전력변환 시스템 모델을 제안하고자 한다. 이 모델은 배전계통에 직접 연계가 가능하기 때문에 대용량 전기차 급속충전소뿐만 아니라 DC Grid 구축에 응용 가능하다.


(게재일: 2020.08.18)
최근 화석연료의 고갈과 환경에 대한 우려로 고효율 에너지 변환 연구가 진행되고 있으며, 최근 이러한 Trend에 맞춰서 국내외 적으로 전력을 효율적으로 사용하기 위해 DC 배전에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 DC배전의 추세에 맞춰, 고품질과 고효율의 에너지를 DC 부하에 공급 할 수 있는 DC UPS에 대한 연구 개발을 수행하였다.


(게재일: 2020.08.18)
X-ray 발생장치는 주로 열전자생성을 위한 저압 발생장치과 열전자가속을 위한 고압전원 및 X-ray 튜브 등으로 이루어져 있다. 따라서 X-ray 발생장치에는 저압전원과 고압전원의 설계가 필수적이다. 저압전원의 경우 전압, 전류의 정격이 비교적 작기 때문에 구현이 상대적으로 용이하나 고압전원은 40~200kV까지의 고전압을 생성해야하기 때문에 일반적으로 인버터, 고압 변압기, 배압회로 등 단계를 거쳐서 생성되도록 설계된다. 이들의 설계 방식에 따라 고압전원의 특성이 결정되게 된다. 본 논문에서는 55kV 11mA급 X-ray 발생장치를 설계, 제작하고 성능에 대해 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
고전압 응용에서 효율을 높이기 위해서는 소프트 스위칭 또는 스위칭 손실이 작은 소자를 사용해야 한다. 스위치는 일반적으로 전압이 높아 질수록 특성이 안 좋아 지는 경향이 있어서, 3레벨 형태로 스위치의 전압 정격을 낮추면 특성이 좋은 스위치를 사용 할 수 있다. 대용량 응용으로 확장 시, 모듈화 및 인터리빙 기법은 전류 정격을 낮춰 시스템의 경제성 및 유지 보수성이 증가하는 장점이 있다. 본 논문에서는 3레벨 인터리브드 양방향 벅-부스트 컨버터의 구조 분석을 통해 고전압, 대용량 응용에 적합한 최적 구조를 제안한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 3상 계통의 각상 부하 불평형이 전체 계통의 안정성 및 여분성에 미치는 부정적 영향을 최소화하기 위한 ESS(Eenrgy Storage System) 전력변환장치의 제어 알고리즘을 제안하였다. 먼저, 4-Leg 인버터를 불평형 전류제어에 적합한 토폴로지로 선정하고 3상 독립 제어 방식을 적용하였다. 제안한 제어기법을 분석하고 시뮬레이션과 50-kW 4-Leg 인버터 프로토 타입 시험을 통하여 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 SiC-MOSFET 기반 전기차용 인버터의 DC-Link 캐패시터 전기용량을 선정하는 방법에 대해 연구하였다. 인버터 시스템에 주로 사용되는 DC-Link 캐패시터는 안정적인 전원 및 고주파 전류 공급 등의 중요한 역할을 한다. 그러나 인버터가 고용량일수록 캐패시터 사이즈가 커지고 무게가 늘어나는 문제가 발생한다. 따라서, 차세대 전력 반도체 소자로 각광 받는 SiC-MOSFET의 높은 동작 주파수의 특성을 활용하여 캐패시터 소형화를 실현시켰다. 또한, PSIM 시뮬레이션을 통해 제안하는 연구의 타당성을 검증하고 Si-IGBT 인버터와 비교하여 그 효과를 입증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
현대의 많은 Internet of Thing (IoT)기기들의 충전방식이 유선 충전이 아닌 무선 충전을 사용함에 따라 다양한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 그 중 공진을 이용한 자기공진 방식의 무선충전 시스템은 전자기유도 방식보다 먼 거리에서 충전이 가능하고 공진부 코일의 중심점을 맞추지 않아도 효율에 큰 차이를 보이지 않는 장점이 있다. 점점 더 무선충전이 가능한 기기들이 많아짐에 따라 소모전력이 큰 기기들의 무선전력전송이 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 2개의 송신코일을 사용하여 기존의 1Transmitter - 1Rectifier (1Tx-1Rx) 방식보다 대용량 전력을 전송할 수 있음을 검증하고자 한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 LCC-S 보상회로를 적용한 무선충전시스템의 출력전압 크기에 따른 송신부와 수신부 시스템의 손실을 비교하여 출력전압 설계 기준을 제시한다. 출력전압에 따라 풀 브리지 인버터와 송수신 PAD 및 보상회로, 정류기의 손실을 분석한다. 출력전압에 따른 송수신 시스템의 손실을 비교하여 LCC-S 공진 방식을 적용한 무선충전 시스템의 출력전압을 설계하는 기준을 제시한다. 출력전압에 따른 3.3kW 급 프로토타입을 제작하여 실험을 통해 제안된 분석의 타당성을 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 전압형 HVDC MMC용 서브모듈을 시험하기 위해 개발된 3kV, 1000A급 서브모듈 시험장치 개발을 제시한다. 제안하는 시스템은 실제 전압형 MMC 서브모듈 운전환경과 동일한 조건의 전압 및 전류를 모의하기 위한 회로구조와 제어 방식을 적용하였다. 또한, 제안하는 시스템은 MMC의 이상적인 동작뿐만 아니라 운용 중 발생하는 전류왜곡을 모사하여 실 운전 상황을 동일하게 모의하고, 서브모듈의 스위칭 동작으로 인하여 발생하는 커패시터 전류의 불연속성을 3kV, 1000A급 서브모듈 시험장치 시작품을 통해 구현하였다. 또한, HILS로 구현된 전압형 HVDC MMC에서 서브모듈의 동작 특성과 비교하여 그 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 AC 계통 불평형 발생 시 출력전력의 동요를 저감시키기 위한 POD 전략을 수행하는 MMC-HVDC 시스템의 내부 동적상태를 분석하였다. POD 전략을 통해서 MMC 출력전류의 역상분을 제어하여 계통에 주입되는 유효 전력의 발진을 제거함으로써, MMC-HVDC 시스템이 연계된 인근 계통에 공급 신뢰도를 향상시킬 수 있다. POD 전략에서 유효 전력만 출력할 경우, MMC의 각 상에는 동일한 전력이 흐른다. 반면, 계통 전압 보상을 위해서 무효 전력을 동시에 공급할 경우, 각 상에 흐르는 전력은 불균형해지기 때문에 MMC의 암전류 불평형이 발생하여 스위치 소자의 정격 용량 및 열 스트레스를 증가 시켜 MMC의 안정성을 저해시킨다. 본 논문은 POD 전략을 수행하기 위해서 무효 전력이 MMC 암 전류에 미치는 영향을 분석하였으며, 200 MW MMC-HVDC 모델을 바탕으로 PSCAD/EMTDC 시뮬레이션 툴을 이용하여 분석 결과를 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
최근 반도체 제조공정에서 핵심기술의 국산화에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 제조공정의 하나인 에칭공정의 핵심기술인 RF플라즈마 기술에대한 관심또한 증가하고 있다. 본 논문에서는 그중에서도 RF플라즈마에 사용되는 임피던스 정합기에 사용되는 가변커패시터에 대한 새로운 구조를 제안한다. 최근까지 임피던스 정합기는 기계식으로 가변하는 가변커패시터(Vacuum Variable Capacitor, 이하 VVC)를 주로 사용했다. 하지만 기계식으로 커패시턴스를 가변하기 때문에 공정시간의 상당부분을 정합시간에 소모하게 된다. 따라서 최근에 정합시간을 줄이기 위해 전력전자 기술을 사용하여 전기적으로 커패시턴스를 가변하는 가변 커패시터 (Electrical Variable Capacitor, 이하 EVC)가 개발되고 있다. 그러나 EVC는 부피가 크고 커패시턴스의 해상도가 적다는 문제를 갖는다. 그러므로 본 논문에서는 VVC와 EVC의 장점을 결합하여 새로운 구조의 가변 커패시터인 하이브리드 가변 커패시터 (Hybrid Variable Capacitor, 이하 HVC)를 제안한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 배터리 팩 내부 셀 파라미터의 불균일도에 대한 분석을 실시하고 이를 기반으로 과방전을 사전에 진단할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해서 배터리 팩 내부 셀간 편차가 발생하는 셀을 선정하여 두 셀간 특성 분석을 실시하였으며, 이를 기준으로 예측 모델을 구성하였다. 예측 성능을 통해 배터리 전압 예측 성능에 영향을 미치는 인자를 분석하였으며, 배터리 전기적 등가회로 모델을 기반으로 예측 모델을 제안한다. 예측 모델은 실제 과방전이 발생한 셀을 기준으로 실험데이터와 비교하여 예측 성능을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
리튬이온 배터리를 고온의 환경에서 장시간 운용함에 따라 배터리 내부 물질의 변형 및 특성 변화가 발생하여 안전성의 문제가 발생하게 된다. 배터리의 안전성을 향상하기 위해 배터리의 고장 및 이상 상태를 진단 및 탐지하는 기법들의 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 배터리의 이상 상황을 모사하기 위해 열폭주의 한 가지 방법인 고온의 환경에서 배터리의 특성 변화를 전기화학적 임피던스 분광법을 통해 분석하였으며, 등가회로 모델의 특성 인자를 활용하여 이상 상황을 탐지할 수 있는 이동 평균 추세선 기반의 이상 탐지 기법을 제안하며, 열폭주가 발생한 데이터를 통해 이상 탐지 기법을 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
운송기관의 온실가스 저감을 위해 배터리-수소연료전지 하이브리드 철도추진시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중 배터리는 빠른 응답 특성으로 하이브리드 철도추진 시스템의 효율을 극대화 시키기 위해 주요 전원으로 사용되고 있어, 시스템의 안전성 및 신뢰성을 높이기 위해 정확한 열화추정이 요구되고 있다. 본 논문에서는 사전 모델의 수립이 필요하지 않고 미소 용량 및 폐회로 제어가 가능한 재귀 최소제곱 추정 기법을 이용한 리튬이온 배터리의 SOH 추정 기법을 제안하였으며, 1S18P 배터리 모듈을 통해 열화 추정결과를 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
최근 COVID-19(Coronavirus disease, 2019)의 발병으로 정확한 진단을 하기위한 X-ray 검사에 대한 수요가 증가하고 있다. 품질이 높은 수준의 Xray 영상을 얻기 위해서는 X-ray 튜브에 촬영 목적에 맞는 일정한 고전압을 제어를 통해 인가해야 한다. 그러기 위해서는 전력변환장치의 출력전압 특성을 고려하여 설계해야 한다. 따라서 Xray 발생장치에 주로 사용되는 Cockcroft-Walton Voltage Multiplier를 사용하여 다이오드의 기생커패시턴스 성분이 변압기의 누설 인덕턴스 성분, 회로의 기생 인덕턴스 성분과 공진현상을 일으켜 발생하는 출력전압의 특성 변화에 대한 시뮬레이션을 개발하고 분석 하였다.


(게재일: 2020.08.18)
HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템은 무효전력의 독립적인 제어가 가능하여 계통의 안정적인 연계가 가능하다. 또한, 멀티 터미널 DC grid 구성이 가능해 다수의 계통을 통합 연계할 수 있는 장점이 있다. HVDC 시스템은 단위 유닛인 서브모듈로 구성된 MMC(Modular Multi-level Converter) 구조를 갖으며 밸브 단위로 시스템이 구성된다. VSC(Voltage Source Converter) 밸브는 IEC 62501 기반의 규격을 바탕으로 하드웨어 설계의 건전성과 성능을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 (주)효성이 개발중인 200MW 모듈형 멀티레벨 컨버터 밸브 단위의 성능과 설계의 건전성을 확인하기 위해 밸브단위 운전시험 회로를 구성하였으며, 운전 시험 결과를 분석하였다.


(게재일: 2020.08.18)
최근, 에너지저장장치를 활용하여 태양광-ESS 하이브리드 시스템이 도입되고 있다. 태양광-ESS 하이브리드 시스템은 구성방식에 따라 다양한 전력변환장치를 활용한다. 그중 DAB 컨버터는 절연형이며, 양방향 전력전달이 가능하므로 스위칭 기법, 토폴로지 개발 등 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 태양광-ESS 하이브리드 시스템에 적용되는 대표적인 벅-부스트 컨버터와 DAB 컨버터에 대해 리뷰한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 전기자동차용 양방향 배터리 충전장치에 사용되는 CHFL(Cycloconverter-type High Frequency Link) 컨버터에서 발생하는 고전압 스파이크 저감을 위한 스위칭 방법을 제안한다. CHFL 컨버터는 양극성 고주파 파형 정류시 LC 필터의 인덕터와 변압기의 누설 인덕터에 저장된 에너지로 인해 고전압 스파이크가 발생하게 된다. 제안된 스위칭 방법은 환류 구간을 통해 저장된 에너지를 회생시킴으로서 고전압 스파이크 문제를 해결할 수 있다. 제안된 스위칭 방법의 성능은 MATLAB/ Simulink 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 PFC와 LLC공진형 컨버터로 구성되는 단상 AC/DC 정류기 시스템에서 발생하는 출력전압 120Hz 리플 저감에 관한 전향보상 제어기법을 제안한다. 제안하는 방법은 입/출력 전력 차이를 이용하여 DC-link의 전압 리플을 계산하고, 선형화된 LLC공진형 컨버터의 주파수 이득 곡선을 기반으로 120Hz에 대한 리플 성분을 전향 보상하여 저감 시키는 방법이며, 시뮬레이션을 이용하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
리튬 이온 배터리가 전기 자동차의 주 동력원으로 사용됨에 따라 배터리의 잔존 수명 예측기술의 중요성이 부각되고 있다. 사용 환경에 적합한 잔존 수명 예측을 위해 전기 자동차의 주행 환경을 모사하여 충전 및 방전이 빈번하게 나타나는 UDDS 프로파일에서 범용적으로 사용할 수 있는 수명 인자를 선정하는 것이 필수적이다. 배터리의 잔존 용량과 가장 상관도가 높은 수명 인자를 선정함으로써, 인공지능 기반 예측 알고리즘의 정확도 향상을 기대 할 수 있으며, 태양광 ESS와 같은 상이한 특성의 어플리케이션에도 범용적인 적용이 가능하다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 단상 영구자석 동기 전동기의 센서리스 제어방법을 제안한다. 단상 전류와 그에 직교하는 가상의 전류성분을 이용하여 dq 회전 좌표계에서 전류제어를 하고, d축 전류제어기의 출력을 이용하여 회전각을 추정한다. 제안된 방법은 구현이 매우 간단하다는 장점이 있다. 실험을 통해 제안된 방법의 성능을 확인하였다.


(게재일: 2020.08.18)
최근 항공기 분야에서는 기존 내연기관이 아닌 배터리를 이용한 전기 추진 방식(Electric Propulsion)에 대한 연구가 활발하다. 특히 완전 전기 추진 시스템에서는 모든 전력을 배터리로부터 입력받는다. 배터리는 잔존용량에 따라 배터리의 출력전압의 크기가 변하는 특성을 갖는다. 이러한 특성은 전동기 상전류의전고조파 왜율(THD)에 영향을 준다. 본 논문에서는 배터리 잔존용량에 따른 상전류 맥동을 분석하였고, 배터리 동작 특성에 맞추어 상전류 THD 조건을 만족하고 최대 효율로 인버터를 동작하기 위한 스위칭 주파수 선정 알고리즘을 제안하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 빠른 상승 시간과 짧은 펄스폭을 위한 펄스 전원장치의 설계에 대해 다룬다. 이를 위해서 적합한 방전 스위치의 선정과 높은 상승률을 가진 동기화된 게이트 전압을 만들어 내는 게이트 구동 회로의 설계가 진행 되었다. 방전 스위치로 IGBT가 선정되었으며, 방전 스위치들의 동기화된 빠른 게이트 드라이빙을 위한 펄스 컨트롤러 인버터와 게이트 드라이브 회로의 설계 및 동작에 대한 분석이 진행 되었다. 실험을 통해 펄스 컨트롤러 게이트 드라이빙 시스템에 대한 검증이 이루어졌고, 무유도 저항을 사용한 10 kV, 50 kHz 조건에서 펄스 출력 실험을 통해 20 ns 이하 상승시간과 100 ns 펄스폭을 갖는 펄스 전원 장치의 출력을 확인 하였다.


(게재일: 2020.08.18)
반도체 기반 고전압 펄스 발생장치에 적용 가능한 고전압 스위치는 주로 수 kV 정격의 반도체 스위치를 직렬로 스태킹하여 구성되며, 이때 각 스위치 소자에는 절연과 동기화된 각각의 게이트 신호가 인가되어야 한다. 본 논문에서는 짧은 펄스 폭의 온, 오프 게이트 펄스와, 단일 턴의 고전압 전선을 일차측으로 갖는 게이트 변압기를 통해 직렬로 구성된 반도체 스위치 스택 기반의 펄스 모듈레이터에 적용 가능한 간단한 구조의 게이트 구동회로가 설계되었다. 각 스위치에 게이트 신호를 전달하기 위해 온, 오프 게이트 펄스를 사용함으로써 게이트 변압기의 포화를 방지할 수 있으며, 이때 각 스위치의 게이트 턴-온, 오프 전압은 변압기 이차측의 제너 다이오드와 스토리지 커패시터를 통해 유지된다. Pspice 시뮬레이션을 통해 12개의 IGBT를 직렬로 구성하여 설계된 구조의 게이트 회로를 적용, 최대 10kV 펄스 출력 조건에서 안정적인 동작을 확인하고 설계를 검증하였으며 1200V 급 IGBT를 사용하여 실제 스위치 스택과 게이트 구동회로 모듈을 1리터 이내의 부피로 고밀도화하여 제작하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 계통 전압 보조를 위한 분산전원용 인버터의 Volt/VAR 및 Volt/Watt 제어 방법을 소개한다. 태양광 발전(Photovoltaics, PV), 소수력 발전과 같은 분산전원이 증가함에 따라 양방향 전력 흐름이 일반화 되며, 양방향 전력 흐름으로 인한 PCC (Point of common coupling) 전압 변동이 발생하여 계통에 악영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 전압 변동을 줄여 계통을 보조할 수 있는 분산전원용 인버터의 Volt/VAR 및 Volt/Watt 제어를 소개하며, 관련 규정 및 제어 조건을 명시하고 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 차량 탑재형 충전기 (OBC)와 저 전압 배터리 충전기 (LDC)의 각 기능에 대해 분석한다. 또한, 두 배터리 충전기를 통합한 OBC-LDC 통합형 회로의 장·단점과 기능에 대해 분석한다. 또한, OBC-LDC 통합형 회로에 대한 두 토폴로지의 장·단점을 비교 분석하고, PSIM을 사용하여 각 토폴로지에 대한 시뮬레이션을 진행하여 회로의 동작 및 성능을 비교 분석한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 Sensored BLDC 모터의 제어방법을 설명하고, 효율적인 최적 제어를 하기위해 Lead Angle 제어를 하는 방법에 대하여 설명하였다. Lead Angle 값을 실시간 Auto Tuning 하는 기법을 설계 및 구현하였다. 실제 Microchip 사의 DSC를 사용하여 Software로 동작을 구현하였으며, PWM 스위칭 하기 위한 반도체 소자는 IGBT 모듈인 IPM을 사용하여 BLDC 모터의 구동회로인 인버터를 구성하였다. 실제 사용하는 400W급 BLDC 모터를 사용하여 Lead Angle 제어와 Auto Tuning 실험결과를 비교 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문은 간 수준(0.4-0.6)의 결합 계수를 갖는 송수신 패드 사용 시, 정전압출력 특성을 가지는 무선 충전 패드의 공진네트워크를 구성하기 위한 두 개의 토폴로지를 비교한다. 널리 이용되는 LLC 토폴로지를 LCC-S 토폴로지와 비교 및 분석하고, 실제 1kW급 무선전력전송 장치를 통해 검증한다. LLC 및 LCC-S 토폴로지의 비교 결과, LLC는 제작비용의 감소와 수신측 소형화 부분에서 이점을 가지는 반면, LCC-S는 효율 부분에서 우위에 있음을 확인한다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 2개의 인-휠 브러쉬리스 모터로 구동하는 차량의 실시간 위치 추종 제어방법을 제안한다. 2개의 모터를 사용하여 구동되는 차량의 경우 방향 및 이동이 각 모터의 제어를 기반으로 결정된다. 하지만 컨트롤러에 의해 지령된 위치까지 모터의 제어가 정확하게 된다 하더라도 차량의 실제 위치는 바퀴와 바닥면사이의 슬립이나 외부 요인에 의해 오차가 발생하게 된다. 따라서 이렇게 발생하는 오차를 보상하기 위해 차량의 실시간 각도 추정이 가능한 IMU(Inertia Measrement Unit) 센서를 기반으로 진행 각도를 보정하며 주행 중 발생하는 위치오차를 보상하기 위해 모터의 홀센서로부터 계산되는 위치와 IMU 센서의 데이터를 조합하여 실시간 위치 추종 제어방법을 제안한다.


(게재일: 2020.08.18)
2상 인터리브드 기법은 DC-DC컨버터의 스위칭 주파수의 2배의 효과를 얻을 수 있어 전류 리플 감소와 효율 향상을 위해 널리 쓰이는 방법이다. 하지만, 인덕터 및 스위치 등의 물리적인 편차와 방열 성능차이 등으로 인한 상간의 전류 불평형 문제로 하나의 상에 스트레스가 집중되어 내구성이 저하되고 수명감소로 이어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 인터리빙 기법에서 발생하는 전류 불평형 문제를 단일 센서를 사용한 제어기법으로 해결하고 그에 대한 타당성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 단일 스테이지 양방향 배터리 충방전용 센터-탭 액티브 클램프 포워드 DC-DC 컨버터를 제안한다. 포워드 컨버터의 액티브 스위치의 전압 스트레스를 줄이려면 보조 스위치와 클램프 커패시터는 변압기 누설에 저장된 에너지를 재활용하여 동작하며 양방향으로 동작하는 센터-탭 포워드 파형을 분석하였다. 또한 단일 스테이지 양방향 컨버터로서 여러개의 모듈을 병렬로 연결하여 확장시킬 수 있는 점을 검토하였다.


(게재일: 2020.08.18)
본 논문에서는 단일 2-level 3-leg 전압형 인버터를 사용하여 직렬 연결된 3상 및 단상 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)를 가변속 운전하는 기법을 제안한다. 일반적으로 두 영구자석 동기전동기를 독립적으로 가변속 운전하기 위해서는 각각의 인버터가 필요하지만, 본 논문은 옵셋(Offset) 전압을 사용한 전압 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 인버터를 제어하여 단일 인버터를 사용한 3상 및 단상 전동기 동시 운전이 가능하다. 제안된 방식은 전력용 반도체 소자 수를 줄여 전동기 구동시스템의 가격을 절감시킬 수 있으며, PLECS 시뮬레이션을 통하여 제안된 토폴로지의 유효성을 검증하였다.


(게재일: 2020.08.18)