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본 논문에서는 에너지 저장 장치를 포함한 태양광 발전 시스템에 적합한 고 효율, 저 잡음 특성을 가진 양방향 태양광 인버터를 제안한다. 제안하는 인버터는 태양광 발전 시스템에서의 보다 안정적인 전력운용 위해 계통과 직류 전원간의 전력제어를 수행하며, 무 변압기형으로써 고효율 특성을 가진다. 또한 태양전지와 대지사이에 존재하는 기생 커패시터를 통해 흐르는 누설전류를 제한하여 시스템의 신뢰도를 향상시키고, 저 잡음 특성을 가진다. 최종적으로 제안하는 인버터의 3kW급 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안하는 양방향 인버터에 우수성 및 타당성을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 신재생 에너지 발전과 더불어 고효율, 고품질의 대용량 계통 연계형 발전에 대한 수요는 증가하고 있는 추세이다. 또한 스위치 소자값이 저렴해짐에 따라 새로운 멀티레벨 인버터에 대한 토폴로지 연구가 활발히 진행되고 있다. 멀티레벨 인버터는 레벨을 증가시킴으로서 THD 감소와 고효율을 이룰 수 있는 반면, 다수의 DC 전원이 필요한 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 하나의 DC 전원을 입력하면 독립적인 3개의 DC 전원을 출력하는 멀티레벨용 DC/DC 컨버터를 제안한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 2세대 Toyota Prius의 파워트레인 구성요소의 모델링과 THS-II의 추진 시스템 해석에 대하여 기술한다. 내연기관, 전동기, Energy Storage System(ESS)과 같은 구성요소들의 정격은 에너지 개념과 Electrical Peaking Hybrid(ELPH)를 이용하여 설계 하였다. PSIM을 사용하여 모델링 하였으며 시뮬레이션 결과를 통하여 설계된 시뮬레이터의 타당성을 입증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 변압기나 리액터의 코어에서 국부적 자속포화 현상을 이용하여 코어에 공극(Air Gap)을 추가하는 효과와 동일한 효과를 거두는 것은 물론 자속포화를 일으키는 전류를 제어함으로써 주코일의 자속이 자속 포화 곡선상에서 선형영역과 비선형영역을 모두 포괄하여 제어할 수 있도록 함을 목적으로 한다. 제안하는 기술적 사상의 효과 및 타당성은 간단한 실험을 통해 증명하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 영구자석 동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)의 약자속 운전 영역에서 인버터의 비이상적인 특성에 의한 왜곡 전압의 영향을 분석하였고, 이를 고려한 약자속 제어 기법을 제안하였다. 제안된 기법을 적용한 경우 약자속 영역에서 출력 토크가 향상됨을 실험을 통해 입증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 매입형 영구자석 동기 전동기의 감자 상황에서의 초기 위치 추정 방법을 제시한다. 신호 주입 센서리스 제어시, 영구자석의 극성을 추정하기 위해 영구자석의 자속에 의한 자기 포화 현상을 이용한다. 그러나 영구자석에 감자가 발생하였을 때는 극성에 따른 포화의 특성이 정상적인 경우와 달라져 전압을 주입했을 때 영구자석의 극성을 잘못 판단하게 될 수 있다. 본 논문에서는 감자 상황에서도 바른 극성 검출을 위해 d축 전류를 변경시켜가면서 전압을 주입하여 영구자석의 극성을 추정한다. 이를 통해 영구자석의 감자 상태를 파악하고, 감자 상황에서도 초기 위치 추정이 가능하게 된다. 정상적인 매입형 영구자석 동기전동기와 동일한 사양의 감자된 회전자를 가진 전동기에 제안된 초기 위치 추정 방법을 적용되어 그 타당성을 실험적으로 입증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 확장형 회전자 자속 모델 기반의 칼만 필터를 이용한 매입형 영구자석 동기 전동기 센서리스 제어에 관한 연구이다. 또한 센서리스 구동의 성능을 향상시키기 위하여 간단한 제정수 추정 방법을 제안하였다. 매입형 영구자석 동기전동기 구동 시스템은 비선형성과 제정수 변동 이라는 문제점을 가지고 있다. 이러한 주요 문제점을 극복하기 위하여, 우선 칼만 필터를 이용한 확정형 회전자 자속 추정을 통해 다양한 노이즈를 포함한 비선형 시스템에서의 높은 성능적 안정성을 가질 수 있다. 제정수 추정 기법 또한 제정수의 변동을 감소시키기 위하여 제안하였다. 본 논문에서 제안한 센서리스 제어방법과 제정수 추정 방법의 타당성을 확인하기 위하여 모의실험과 실제실험 세트를 구성하여 실제값과 실험값을 비교하였다.


(게재일: 2012.07.03)
도심형 전기자동차의 주요 전력변환장치인 모터구동제어기와 전장전력공급용 DC/DC 컨버터, 고전압배터리 충전기 등을 일체형으로 개발함으로써 하우징의 간소화, 방열부 및 커넥터의 불필요한 요소를 저감할 수 있어 원가절감과 연비개선 등의 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 통합형 전력변환장치 중에서 고전압배터리의 충전시간을 단축시키도록 고성능, 고효율 탑재형 충전기를 설계하고 이를 제작하여 실 충전시험으로 성능을 확인하고자 한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 3대의 임베디드 Z-소스 컨버터를 이용해 3상 교류전압을 출력하는 3상 임베디드 Z-소스 인버터를 제안하였다. 제안된 3상 인버터는 동일한 교류전압을 사용하는 3대의 임베디드 Z-소스 컨버터를 이용한다. 제안된 3상 인버터는 시뮬레이션과 실험을 통해 그 타당성을 입증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 장주기(Long-Term, LT) 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System, BESS)용 1MW급 PCS의 계통연계형 멀티레벨 컨버터 및 제어 시스템을 소개하고, 현장 시험을 통한 타당성 검증 결과를 제시한다. 또한 1.5 MW 풍력발전기 출력과 연계한 잉여 전력 충전 및 전력 피크 시간대 방전(Energy Shift) 기능을 통해 피크 부하 시간대 전력 문제에 효과적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
세계적으로 화석연료에 의한 환경 문제로 인하여 연비가 개선된 전기자동차에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 본 논문에서는 친환경이면서 대용량 수송이 가능한 직렬형 CNG-하이브리드 바이모달 굴절차량에 적용되는 추진용 전장품을 개발하였다. 또한 전장품을 차량에 장착하여 운전 모드에 따른 차량의 주행시험을 통해 차량의 구동 성능 및 전장품의 제어성능을 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 연구에서는 Thyristor로 구성되는 HVDC System의 Thyristor밸브를 시험하기위한 새로운 합성시험회로를 제안하고 그 성능과 동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 이를 기반으로 하드웨어 시스템을 제작하여 제안하는 시스템의 동작특성을 분석하였다.


(게재일: 2012.07.03)
(주)효성에서 자체 설계 및 개발한 FACTS(Flexible ACTransmission System) 기기중 하나인 1 MVA STATCOM(Static synchronous Compensator)은 전압 안정도 개선 및 역률제어를 통해 계통전력품질을 향상시킨다. 현재 개발된 1 MVA STATCOM은 제주 행원 풍력단지 내 풍력 발전기 14호기가 연계된 22.9 kV 계통에 병렬접속 되어있으며 현재 실증 운전 중에 있다. 본 논문에서는 1 MVA STATCOM의 설치 및 실증 운전사례를 소개한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 정전압 제어를 위해 듀티 제어 방식을 적용한 직렬 공진형 DC/DC 컨버터 의 새로운 등가 부하 모델링을 제시함으로써 부하 변동에 따른 제어의 정밀도를 향상 시키고자 한다. PSIM 시뮬레이션 및 수식적 분석을 통해 기존 주파수 제어 방식에서의 등가 모델링과 듀티 제어 방식에서의 새로운 등가 모델링의 비교 분석을 통하여 제안한 방식의 타당성을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 2차 일반화 적분기(Second-Order Generalized Integrator - SOGI)를 이용한 계통 위상각 검출시에 필수 정보인 계통 주파수를 퍼지제어를 통하여 빠르게 추정하고자 한다. DSOGI-FLL의 기존의 방법과는 다르게 비선형 특성이 강한 주파수 동기화의 동특성 모델에 퍼지제어를 적용함으로써 선형화 오차를 줄이고 계통 주파수 추정을 빠르게 할 수 있다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통하여 우수한 성능이 입증된다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 멀티레벨 인버터에서 발생하는 DC Link 단의 커패시터 불 평형 문제를 해결하고자 새로운 DC 전압 균형을 위한 스위칭 방식에 대해 제안한다. 제안한 방식은 DC-Link 단에 위치한 각각의 커패시터들의 전압을 센싱하고 이를 PI제어를 통해 스위칭 신호를 제어함으로써 각각의 커패시터에 걸리는 전압을 균일하게 만듦으로써, 커패시터단의 전압 불 평형을 개선하였으며, 이를 3상 2레벨 멀티-레벨 인버터를 이용한 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
기존 자기공진형태에서 사용되는 루프 형태의 코일 대신에 코어를 사용한 다이폴 형태의 코일을 1차 측과 2차 측에 사용해 코일의 부피를 줄이 면서도 먼 거리까지 자기장을 보낼 수 있는 자기유도방식의 무선 전력 시스템을 구성 하였다. 각 코일에 사용된 코어의 형상은 코어 내부에서 자기장이 균일하게 분포 될 수 있도록 최적화 되었으며 5m 거리에서 209W의 전력을 전달하고, 최대 16%의 효율을 달성 하였다.


(게재일: 2012.07.03)
LED 무빙라이트는 기존 할로겐 램프를 사용하는 무빙라이트에 비해 에너지 소모율이 낮고 효율성이 높아 무대용 및 방송용으로 각광을 받기 시작했다. DMX512 프로토콜은 LED를 제어하는 표준 프로토콜 중의 하나이며 무대조명용, 방송조명용, 경관조명용 등의 분야에서 이용되고 있다. 그러나 DMX512 프로토콜은 유선 환경에서 제어되기 때문에 넓은 지역의 조명은 제어하는데 어려움이 존재하며 제어선들의 복잡성, 유지/보수의 어려움 등의 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 유선 환경에서의 문제점을 해결하기 위해 무선통신을 이용하여 DMX512 프로토콜을 무선으로 제어할 수 있는 조명제어시스템을 설계한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 계통연계형 단상 풍력발전 시스템에 발생하는 2차 고조파를 보상하는 기법을 제안한다. 단상 소형풍력 발전 시스템은 직류단에 필연적으로 2차 고조파 성분을 갖게 되며, 이는 출력전류의 왜곡을 야기한다. 제안하는 방법은 직류단 전압의 2차 고조파를 제거하는 기존의 기법과는 달리, 비례공진 제어기로 출력전류 지령의 2차 고조파를 제거하여 출력전류의 왜곡을 보상한다. 제안하는 기법은 복잡한 연산 없이 고조파를 보상할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 우수한 제어특성을 확인한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는, 태양광 AC 모듈 기반의 인터리브드 플라이백 인버터에서의 동기 정류기를 이용한 소프트 스위칭 제어 기법을 제안한다. 제안된 방식은, 동기정류기를 이용하여 다이오드의 전도손실을 줄이고, 1차측 주스위치의 ZVS(Zero Voltage Switching) 턴-온을 수행하여 스위칭 손실을 저감하였다. 본 논문에서는 제안된 시스템의 타당성을 이론적 분석과 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 유도 전동기 센서리스 제어를 위해 자속 추정기로 사용되는 Programmable low-pass filter (PLPF)의 문제점 분석과 그 해결방안에 관한 연구이다. 기존의 PLPF는 추정된 동기 각속도를 극점으로 사용하고 실제 동기 각속도가 추정 값과 동일하다는 가정하에 순수 적분기와의 위상과 크기 오차를 보상한다. 하지만 추정 동기 각속도가 실제 값과 같지 않다면 이때 얻어진 크기와 위상 보상은 적절하지 않게 되고, 결과적으로 PLPF는 순수적분 기능을 제대로 수행할 수 없게 된다. 본 논문은 PLPF의 문제점을 극복하고자 동기 각속도 오차가 고정자 자속의 위상 지연 오차와 비례함을 분석하고, 이를 통하여 동기 각속도 오차를 보상하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 타당성은 실험을 통하여 증명되었다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 저전압 대전류 입력의 DC/DC컨버터에서 과도한 전류 스트레스를 부담하는 변형된 Push-Pull type 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 변압기에 병렬로 권선과 스위치를 구성하며 L-C공진을 통해 소프트스위칭을 실현한다. 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
하나의 태양전지에 모듈화 시킨 소용량 MIC는 크기제한 및 신뢰성, 고효율이 가장 큰 문제가 되고 있다. 이러한 문제로 MIC는 태양전지의 높이에 맞게 설계하기 위해 변압기 코어와 컨버터 스위칭손실을 감소시켜야 한다. 본 논문에서는 Active Clamp방식의 인터리브드 플라이백컨버터를 적용하여 소형화 및 스위칭손실을 줄이는 고효율 MIC를 제안하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 피크 전류 모드 제어를 적용한 플라이백 컨버터의 정확한 Control-to-Output Transfer Function을 제시한다. 기존 저주파 극점만으로 간략화 된 모델은 실제 디스크리트 모델(Discrete Model)과 소신호 해석에서 많은 차이를 보인다. 본 논문에서는 정확한 저주파 극점을 유도하고, PSIM을 통한 모의실험을 통해 제안된 모델에 대한 정확성을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 넓은 범위에서 변화하는 입력 전압과 출력 전류 조건에서 동작하는 공진형 직류-직류 컨버터의 디지털 제어기 해석 및 설계에 대해 기술한다. LLC 직렬 공진형 컨버터의 전력 변환단 동 특성을 기반으로 디지털 제어기를 해석 및 설계하고, DSP 기능을 내장한 16 비트 마이크로 컨트롤러를 이용하여 제어기를 구현한다. 개발된 디지털 제어기를 150W 공진형 컨버터 보드에 적용하여 설계 이론을 실험적으로 검증하고, 종래의 아날로그 제어기를 적용한 컨버터와의 장단점과 동 특성을 비교 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 연료전지 및 태양광과 같이 저전압 특성을 갖는 에너지원에 적합한 고승압컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 단일스위치를 사용하여 구조가 간단하고 별도의 클램프 회로 없이 전 부하영역에서 스위치 온 오프시 영전류 스위칭(ZCS)을 성취한다. 또한 낮은 변압기 턴 비(1:2)로도 고승압(22배)이 가능한 장점을 가진다. 500W급 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 3상 4선식 UPS 인버터에 대한 저항성 수하 제어 방식 병렬운전 알고리즘을 제안하고, PSIM 시뮬레이션을 통해서 제안된 병렬운전 알고리즘과 강인 전압제어기를 적용한 2병렬 UPS 인버터의 운전 결과를 제시한다. 3상 UPS 인버터 2대로 병렬운전 환경을 구축하였고, 주파수-전압 강하 방식의 저항성 수하 제어를 이용하여 저항 부하, 유도성 부하, 비선형 부하에 대한 전력분담을 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 3상 양방향 푸시풀 컨버터의 최적 PWM 기법을 제안한다. 제안하는 DAPWM 기법은 모든 스위치 ZVS 턴온을 성취하며 낮은 턴 오프 전류를 갖는 특징이 있다. 또한 동일한 승 강압 게이트 신호 발생 패턴으로 모드전환에 따른 과도상태를 최소로 할 수 있다. 기존 스위칭 방식들과의 성능을 비교하고 5kW급 시작품을 통해 제안한 방식의 타당성 및 성능을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 연구는 3상 농형 유도전동기 보다 많은 특성을 가지는 다상 교류전동기의 구동 시스템 연구를 위하여 개발된 5상 3.0Kw 내부장착 영구자석 릴럭턴스 동기전동기(PMA-RSM)의 설계 및 제작에 대한 내용이다. 전동기 설계에는 Maxwell 2D/3D와 Simplorer의 EM Package 및 전동기 해석 프로그램을 활용하였다. 설계된 5상 PMA-RSM의 고정자와 회전자 구조의 특성과 제작된 전동기의 형태를 보여준다. 또한 고정자 권선방법으로 채택된 집중권에 대한 자계의 FEM 해석 결과와 기초적인 운전특성을 보여 준다.


(게재일: 2012.07.03)
본 연구는 일반적으로 많이 사용되고 있는 단상 또는 3상 유도전동기 보다 많은 특성을 가지는 5상 1.5Kw 220V, 농형 유도전동기를 개발한 연구결과의 내용이다. 전동기 설계 방법에는 Maxwell 2D와 전동기 해석 및 설계 프로그램을 활용 하였다. 설계된 5상 농형 유도전동기의 고정자와 회전자 및 외형의 결과와 제작된 전동기의 형태가 제시 되었다. 5상 고정자 권선은 집중권을 채택하였으며, 이에 따른 제3 고조파 성분의 영향을 이론적으로 해석 하였으며, 시뮬레이션 결과와 실제 시스템의 운전특성을 보여준다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는, 전기 자동차용 인버터의 DC Link에 사용되는 Film Capacitor의 최적 용량 선정 방법을 제시한다. 이를 위해 Film Capacitor의 동작 온도에 따른 기대수명, 전류 내량, 전압 내량 등을 고려하며, 실제 적용사례를 들어 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 저항성 수하제어 방식과 단일루프 강인 전압 제어기를 적용하여 단상 UPS 인버터의 비통신선 방식 5-병렬 운전 결과를 기술한다. 단일 루프 강인 전압 제어기를 이용해 단상 3kVA UPS 인버터 5대로 병렬운전 환경을 구축하였고, 저항성 주파수-전압 강하 방식의 수하 제어를 이용하여 저항 부하와 선형 부하에 대한 전력분담 특성을 PSIM 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 가변 조정계수를 이용한 적응형 MPPT 제어 기법을 제안한다. MPPT 제어 루프가 소신호 모델링을 통해 구성되며, PV array 의 동작점에 상관없이 MPPT 제어의 성능을 일정하게 유지하기 위한 가변 조정계수가 결정된다. 가변 조정계수는 오차에 대한 근사화된 곡선맞춤 다항식을 통해 결정되며, 이를 통해 사용자가 원하는 MPPT 의 동특성과 안정성을 전 MPPT 영역에 걸쳐 확보할 수 있다. 제안된 MPPT 기법의 타당성은 3KW 급 시스템에 대한 실험을 통해 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
극한 조건을 요구하는 오토모티브 어플리케이션은 일반 산업용 제품으로 접근 어려운 분야 이다. 세미크론은 오랜 경험을 통하여 고객의 요구에 맞는 솔루션을 가지고 있다. 전력모듈만을 필요로 하는 고객에게는 SKiM을 추천하며, 제어기와 DC 링크를 포함 전력변환 장치를 원한다면 SKAI를 추천한다.


(게재일: 2012.07.03)
전 세계적으로 분산발전 시스템의 중요성이 증대되면서 신재생 에너지가 각 국가에서 차지하는 비중 또한 상이하지만 급격히 증가하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 계통 연계형 태양광 인버터에 기반하여 주요 국가들의 규정에 대해 비교 분석하여 기술하기로 한다. 또한 국가별 계통 운영자의 요구사항을 분석함으로서 계통 규정에서 공통적으로 요구하고 있는 동향을 분석하기로 한다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 전력의 공급신뢰도의 하락으로 인하여 기존 송배전 설비의 신규건설 및 유지보수를 위한 투자의 필요성이 더욱 증대되고 있다. 이에 적절한 대안으로서 배터리를 이용한 에너지 저장 시스템(BESS, Battery Energy Storage System)이 대두되고 있다. 본 논문에서는 송배전 설비 투자 지연을 위한 BESS의 필요성에 대해 살펴보고 그 핵심 구성 요소인 PCS의 기능과 최신 동향에 대해 기술한다.


(게재일: 2012.07.03)
이 논문은 새그 전압 발생 시 피크 전압을 빠르게 검출하여 Mode Conversion을 빠르게 하기 위한 방법을 제시한다. 기존의 새그전압 검출기법은 DPLL의 D-Q 동기좌표변환을 이용한 방법을 사용한다. 그러나 이 방법을 사용하게 되면 지연시간이 길기 때문에 전압강하가 발생하였을 때 순간적으로 전압강하인지하지 못해 순간정전이나 고조파 등을 생성할 수 있다. 이러한 전압 강하 검출의 지연시간을 짧게 줄인 전압강하 검출기법을 연구하였다.


(게재일: 2012.07.03)
철도 분야에서도 환경 보호 및 에너지 절감을 위한 경량화 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 논문에서는 철도차량의 보조전원장치 경량화에 대해 설명 한다. 기존의 철도차량의 보조전원 장치는 내부 필터 리액터, 변압기 등이 중량의 상당한 부분을 차지 하고 있고, 이는 시스템 중량 저감을 위한 고민에서 가장 큰 위치를 차지 한다. 본 논문에서는 공진형 컨버터를 사용하고 스위칭 주파수를 높여 필터 리액터, 변압기 등을 경량화 하였다. 150kW급 시제품에 대한 모의해석과 실험을 통해 입증 하였다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 전력변환장치에서 널리 사용되고 있는 반도체 소자인 IGBT는 소형 최적화 및 다기능을 갖도록 고집적화설계가 요구되고 있다. 또한, 대용량 소자로 조립공정을 간단히 할 수 있는 제품을 필요로 하고 있다. 본 논문은 고객이 전력변환장치를 설계하는 경우에 개발기간 단축과 최적화된 설계를 할 수 있는 전력용반도체 SKiiP 4에 대해서 소개하고자 한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 부스트 컨버터가 통합된 형태의 Single-Stage AC-DC 컨버터에서 스위치를 통과하는 전류의 정보를 이용하여 일차측 전류 제어 루프를 구성하기 위한 전류 복원 기법을 제안한다. 밸리-필 회로가 추가된 Single-Stage AC-DC 부스트 컨버터 통합형 플라이백 컨버터로 구성된 6W/250mA 출력의 프로토타입을 제작하여 일차측 전류 제어와 전류 복원 기법을 이용하여 일정 전류 제어가 이루어짐을 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
PV 어레이에 부분적으로 음영이 발생하면 그 P-V 특성은 여러 개의 MPP를 보인다. 이런 상황에서는 global MPP를 찾아내기 위한 특수한 기법이 요구된다. 본 논문에서는 기존에 제안된, 부분 음영 조건 발생 시 global MPP를 찾아내는 MPPT 기법을 개선하고 실험을 통하여 유효성을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
계통연계 인버터에서 계통전압과 위상을 일치시키기 위한 PLL은 필수이다. 기존의 PLL의 경우 계통전압에 불평형이 발생하면 계통의 위상을 정확하게 추종할 수 없기 때문에 제어를 할 수 없게 되고 이는 시스템에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 불평형 전압이 발생하여도 정확하게 위상을 추종할 수 있는 기법의 필요하다. 본 논문에서는 SOGI(Second - Order Generalized Intergrator)를 소개하고 시뮬레이션과 실험을 통해 그 타당성을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 연구에서는 분산전원과 에너지저장으로 구성된 독립형 DC 마이크로그리드의 신뢰도를 향상시키기 위한 협조적 Droop 제어기법을 제안하고 그 성능과 동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 이를 기반으로 하드웨어 시스템을 제작하여 제안하는 시스템의 동작특성을 분석하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 ESS를 위한 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 단일 전류센서 기반 상전류 검출 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 직류 링크 단에 하나의 전류 센서를 이용하여 전류를 측정하고 스위칭 상태에 따라 각 상의 전류를 복원한다. 따라서 기존의 각 상 전류 센서 이용 시 잠재적으로 내포하고 있는 센서 간 출력특성 불균일 문제에서 자유롭고, 보다 경제적인 시스템 구성이 가능하다. 제안한 방법을 3kW ESS용 컨버터에 적용하여 실험적으로 그 유용성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
기존의 저항 전류측정 방법의 경우 샘플링이 되지 않는 시간에도 전류가 센서 저항에 흐르게 되어 전력낭비가 있었다. 본 논문에서는 센서저항에 병렬로 바이패스 MOSFET를 달아줌으로써 샘플링이 되는 시간에서는 MOSFET off동작을 통해 저항에 전류를 흐르게 하여 전류를 측정하고 샘플링이 되지 않는 시간에서는 MOSFET on동작을 통해 전류가 센서저항에 흐르지 않게 하여 전력낭비를 막고, 센서저항이 감당하는 정격전력도 낮추는 이점이 있는 저항 전류 측정방법을 제안하고자 한다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 노트북 및 UPS, 그리고 전기자동차에 이르기까지 배터리를 사용하는 분야에서 에너지 밀도가 높은 리튬이온 배터리가 주로 사용된다. 이러한 리튬 이온 배터리의 안전성을 보장하고 배터리 수명을 늘리기 위해서는 각 셀 간의 전하 균일이 필요하며 여러 전하 균일 회로가 연구되었다. 이중 자기소자가 없이 능동 전하 균일을 이룰 수 있는 스위치드 커패시터 방식은 가장 간단하고 작은 부피로 제작이 가능하며, 셀 전압 센싱 없이 자동적으로 전하 균일을 이룰 수 있는 장점이 있으나, 전하 균일 속도가 셀 수가 증가 할수록 현저하게 느려지는 단점을 보인다. 제안하는 셀 전하 균일회로는 체인구조의 스위치드 커패시터 회로를 통하여 셀 간의 전하 균일 속도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 실험을 통해 제안된 회로의 뛰어난 전하 균일 성능을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 LED 구동회로에서 DC/DC 컨버터회로를 분산하여 저발열, 부피저감이 가능한 새로운 구조의 LED 구동회로를 제안한다. 제안된 회로의 특징은 기존 벅컨버터에서 발열이 높고 부피가 큰 부품들을 제거하여 발열을 낮추고 부피를 줄이는 효과가 있다. 또한 전력을 분산시킴으로써 기존회로보다 소자의 전압, 전류스트레스가 감소한다. 제안한 회로를 검증하기 위해 이론적 분석결과를 통해 타당성을 검토하였고 전장용 LED 구동회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
전류 적산법(Coulomb counting, ampere counting)을 이용한 배터리 SOC(State-of-Charge) 추정 방법은 상용화된 IC를 사용할 수 있기에 구현이 간단하고 SOC 정의를 통해 배터리 사용 가능한 시간을 쉽게 예측할 수도 있다. 하지만 초기 SOC 오류와 누적되는 전류 정보의 오차로 인해 추정이 실패하는 단점이 존재하기 때문에 이를 해결해주는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 전류 적산법 기반의 배터리 SOC 추정 회로에 확장 칼만 필터(EKF, Extended Kalman Filter)를 접목하여 전류 적산법을 이용하였을 때 나타날 수 있는 오차 누적을 줄이는 알고리즘을 제안한다. 또한 실험을 통해 제안된 배터리 SOC 추정 회로의 성능을 확인해본다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 Push-Pull 방식의 DC/DC 컨버터를 기초한 새로운 MIC 토폴로지를 제안한다. Push-Pull 컨버터의 변압기의 중간탭에 스위치를 추가하여 입력전류량을 제어하고 인버터는 Unfolder 형태로 스위칭하여 계통과 연계한다. 제안된 토폴로지는 PSIM 시뮬레이션을 통하여 MIC에 적합한 회로임을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
플라이백 컨버터는 SMPS의 전원회로 중 가장 많이 쓰이고 있는 컨버터이다. 최근 들어 원가 절감을 위한 Primary Side Regulation(이하 PSR)기술이 활발히 진행 중이다. 이 기술의 단점 중 하나는 직접적으로 제어하는 전압이 출력전압이 아니라 보조권선 전압이므로 변압기 커플링에 따라 실제출력전압에 약간의 오차가 생길 수도 있다는 것이다. 본 논문은 이를 감안하여 플라이백 컨버터의 트랜스포머를 기존의 방식들이 아닌 동축권선 방식을 적용하여 만듦으로써 보다 우수한 커플링으로 인해 출력전압의 오차가 거의 없음을 보여준다. 간단한 PSR의 원리에 대해 설명하고 커플링 계수를 비교한 후 UC3844를 이용한 Flyback converter를 이용하여 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 산업장비 및 전자기기의 전원회로에 폭넓게 사용되는 플라이백 컨버터의 변압기를 기존 샌드위치 권선방식의 변압기가 아닌 동축 변압기를 사용하여 다출력 플라이백의 출력전압 변동을 최소화 하는 방법을 제안한다. 제안된 방법의 동축 변압기는 1,2차 측 커플링이 기존의 샌드위치권선 변압기 보다 우수하여 누설 인덕턴스를 최소화 할 수 있으며 이에 따라 부하 변동에 따른 출력전압의 변동을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 45W급 플라이백 컨버터를 제작하여 동축변압기를 통한 개선된 다출력 플라이백 컨버터의 출력전압 변동특성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
정밀한 작업 공정을 요구하는 산업 현장의 전압 새그 보상이나 각종 장비의 전력 품질 시험을 하기 위해서는 전압 새그 발생의 환경 요건이 필요하다. 그러나 3상 계통 전압은 사용자가 임의로 전압 새그를 발생시킬 수 없기 때문에 장비의 성능 검사 및 각종 시험을 하기가 어렵다. 현재, 여러 가지 전압 새그 보상장치가 개발되고 있으며 이러한 장비의 성능을 검증하기 위해서는 가격이나 품질 면에서 우수한 전압 새그 발생기가 필요하다. 전압 새그 발생기를 통한 시험으로 전압 새그 보상장치의 신뢰도 향상과 예기치 못한 상황에 대한 대책을 강구할 수 있다. 본 논문에서는 전압 새그의 크기와 위상, 그리고 발생하는 구간을 조절할 수 있는 3상 전압 새그 발생장치를 설계하고 그 동작을 3kVA 프로토타입을 제작하여 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 영전압 스위칭을 하고 브리지가 없는 부스트 역률 보상 회로를 제안한다. 제안하는 회로에서는 브리지 다이오드를 제거하여 도통 손실을 줄일 수 있다. 게다가, 스위치 내부 다이오드의 역회복 전류 문제를 줄여주고 스위치가 영전압 스위칭을 하므로 스위칭 손실을 크게 줄일 수 있다. 본 논문에서는 제안하는 회로의 이론적 해석 및 설계방법을 설명하고 실험결과를 통해 회로의 동작을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 고승압 소프트스위칭 양방향 컨버터의 스위칭 모드절환 시점을 제안하여 전류의 불연속 구간이 발생되지 않는 방법을 소개하여 일반적인 부스트 컨버터와 같이 일반적인 제어 알고리즘을 적용 가능함을 검증하였고 시뮬레이션 및 실험을 통해 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 1개의 홀 전류센서를 사용하여 3상 유도전동기의 벡터제어 인버터를 구현한다. 기존 방식에서는 3상의 전류를 검출하기 위하여 2개의 홀 전류센서를 사용하므로 전체 시스템의 가격이 상승하는 요인이 되었다. 본 논문에서는 시스템의 저가격화를 위해 한 상의 전류는 홀 전류센서를 사용하여 검출하고, 다른 한 상의 전류는 Low-side switch와 DC 링크의 음극 사이에 삽입한 션트 저항을 사용하여 검출하는 방법을 제안하고 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 성능을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 도통 손실 저감을 위한 ZVT(Zero voltage transition) 부스트 컨버터를 제안하였다. 제안한 부스트 컨버터는 일반 부스트 컨버터에 보조 스위치, 공진 인덕터 그리고 공진 커패시터를 추가함으로써 ZVS와 ZCS를 달성하였다. 이를 통하여 스위치에 전압 스트레스와 전류 스트레스를 줄였기 때문에 스위칭 손실이 저감되고 컨버터 효율이 향상된다. 제안된 회로는 모드 분석과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 리튬 이온(Li-ion) 배터리의 열화과정 및 SOH(State-of-Health, 잔존수명) 판별방법에 대해 분석하였다. 리튬 이온 배터리의 SOH는 충/방전 주기의 횟수와 방법 및 전류에 따라 달라지며, 특히 온도에 따라 임피던스가 민감하게 변화하며, 그 과정에서 OCV(Open Circuit Voltage, 개방전압)가 변하게 된다. 따라서 온도변화와 배터리의 충/방전 과정에서 변화하는 임피던스의 특성과 그에 따른 OCV 변화를 고려하여 SOH 판별하는 방법과 리튬 이온 배터리의 열화 과정을 분석하여 소개한다.


(게재일: 2012.07.03)
대용량 계통 연계형 태양광 인버터는 그 중요성이 부각되면서 현재는 수MW~수백MW에 이르는 발전소 개념으로 시장이 더욱 확대되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 대용량 태양광 발전소에 적합한 멀티 센트럴 구성 방식과 기존 토폴로지의 접근을 통한 시장의 최신 동향에 대해 기술하고자 한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 연구에서는 quasi Z-소스 DC-DC 컨버터와 LCCT Z-소스 DC-DC컨버터 특성을 가지고 있으면서 커패시터에 걸리는 전압과 전압 스트레스가 개선되는 improved LCCT Z-소스 컨버터(ZSDC)를 제안하였다. 제안한 improved LCCT ZSDC의 동작원리를 설명하고, 실험을 통하여 타당성을 고찰하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 동축권선 변압기를 이용한 승압형 플라이백 컨버터에 절연형 스위치드 커패시터 셀을 추가한 새로운 토폴로지를 제안한다. 제안하는 회로는 절연형 스위치드 커패시터 셀의 출력과 플라이백의 출력을 직렬 연결하여 고승압에 유리하고 스위치 온타임과 스위치 오프타임 모두 전력을 전달하여 기존의 플라이백 컨버터보다 향상된 변압기의 이용률을 가진다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 60W급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
실제 대부분의 가정용 전자제품은 동작하는 시간보다는 상용전원에 연결된 채 사용하지 않는 대기시간이 더 많다. 그 결과, 기존에 연구가 집중된 최대부하 상태에서의 효율에서 무부하 상태에서의 대기전력으로 관심이 집중되고 있다. 본 논문에서는 현재 노트북 AC/DC 어댑터에 적용되고 있는 무부하 효율 향상 방법에 대해 간략히 살펴보고 현재 개발동향을 기술하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 계통연계형 단상 충전기 전류제어기법 및 충전과 방전을 수행하는 제어기법을 서술하였다. 정전류-정전압 모드를 통해 충전을 하며, 유효-무효전력 제어를 통해 방전을 수행하게 되고, 동기좌표 PI 제어기를 적용하여 전류제어를 수행한다. 5kW급 계통연계형 단상 충전기 프로토타입을 제작하여, 제안한 동작모드를 실험하여 그 성능을 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 인덕터의 파형을 이용하여 소신호 모델링을 한다. 인덕터 파형에 작은 변화에 해당되는 파라미터를 추가하여 그린다. 그 후, 추가된 파라미터에 의한 출력변화량을 등가회로를 이용하여 계산한다. 그 결과, 손쉽게 컨버터의 소신호 특성을 쉽게 알 수 있다. 제안된 방법은 기존에 방법에 비하여 우반면영점(Right-Half-Plane-Zero, RHPZ)를 이해하기 쉬우며, CCM과 DCM 동작모드 모두에서 소신호 모델링이 가능하다.


(게재일: 2012.07.03)
마이크로그리드에서 계통 연계 운전시 분산발전시스템은 계통과 함께 부하의 수요를 담당하게 된다. 그러나 계통사고로 인해 시스템이 단독 운전모드로 동작시에는 계통과의 연결 없이 분산 발전만으로 부하의 수요를 담당해야한다. 이때 드룹제어방식은 적절한 부하 sharing을 가능케하고 전압과 주파수를 안정적으로 유지할 수 있게해준다. 따라서 본 논문에서는 드룹제어방식의 단독운전모드시의 인버터 병렬 운전 제어를 통한 13kW급 풍력발전 시스템을 제안하였고 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 이를 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 전력변환장치의 고효율화 시대에 맞추어 AC-DC단에는 브릿지리스 PFC, DC-DC단에는 Full-Bridge LLC 공진형 컨버터를 적용하여 전부하 ZVS 동작영역 확보를 통한 고효율의 저전압, 대전류 AC-DC 정류기를 제안하였다. 제안된 AC-DC 정류기는 그린 PC용 전력변환 장치로써 단말형 중앙 집중식 PC rack 시스템에 사용된다. 따라서 19 [V], 105 [A] (2KW) Full-bridge LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하여 실험을 통해 제안된 토폴로지의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
HVDC는 고압직류송전 방식으로서 기존의 AC 송전 시스템과 비교하여 송전 손실을 줄이고, 장거리 대용량의 전력 전송, 주파수가 다른 지역이나 국가 간 전력망 연계, 각 나라별 지역별 계통 분리, 신재생에너지의 계통 연계 등 기존 AC 송전 방식으로는 해결하기 어려웠던 문제점들이 HVDC를 통해 해결되고 있으며 세계 각국에서 HVDC 시스템을 활발하게 적용하고 있는 상황이다. LS산전은 2009년 HVDC 사업을 착수한 이래 변환소 기자재 비용의 20% 이상을 차지하는 변환용 싸이리스터 밸브 국산화를 위해 노력해 왔고 그 결과 단위 모듈 DC 50kV급 밸브 모듈을 개발하였다. 본 논문은 LS산전이 자체 개발한 HVDC 싸이리스터 밸브에 대해서 소개하고자 한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문은 루엔버거 관측기를 이용하여 직류링크 전압을 추정하고 추정치와 측정치를 비교하여 전압센서의 고장을 진단하는 방법을 제안한다. 또한 전압센서 고장 시에 추정치를 이용하여 제어함으로써 전압센서 고장 허용제어가 가능함을 보인다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 그 타당성이 검증된다.


(게재일: 2012.07.03)
현재 철도차량 전력변환 장치의 소형, 경량화 필요성이 제기되고 있으며 이에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그 중 공진형 컨버터를 적용한 전력변환 장치가 하나의 대안으로 되고 있다. 본 논문에서는 철도차량용 공진형 컨버터 구현을 위한 변압기 설계에 관해 기술하였다. 실제와 유사한 공진 특성 및 성능을 구현하기 위해 설계 사양에 따른 변압기 모델링을 하여 시뮬레이션에 적용하였으며, 설계한 변압기를 적용한 시작품 공진형 컨버터를 제작하여 동작을 확인 하였다.


(게재일: 2012.07.03)
이 논문에서는 모듈통합형 태양광 전력조절기 시스템을 간소화하기 위해서 원격 DSP에서 전압 제어와 MPPT 제어를 통해 최대 전력 점에서의 제어 전압을 결정하여 이를 무선 방식으로 전송함으로써 전력조절기의 동작을 제어하는 원격 전압제어 방식을 제안하였다. 각 모듈의 전압, 전류 값을 원격 DSP에 무선으로 전송하고 DSP 내의 전압 제어기와 MPPT 제어기 연산을 통해 최대 전력점의 제어 전압을 구하고 모듈에서 이를 이용해 전력조절기의 동작을 제어하게 된다. 제안하는 방식을 증명하기 위하여 지그비 모듈을 사용한 50W 태양광 전력 조절기 하드웨어를 제작하여 그 타당성을 입증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 직렬공진 컨버터를 이용한 3kW급 차량탑재형 배터리 충전기의 최적설계 방법을 제안한다. 제안한 충전기의 부스트컨버터는 역률보상과 동시에 배터리의 전압 또는 전류제어를 수행하여 절연부 직렬공진컨버터(SRC)를 고정주파수에서 동작시킴으로서 전부하 영역에서 스위치와 다이오드의 ZCS 턴온과 턴오프가 성취되고 모든 소자 정격을 최소화 할 수 있다. 또한 공진소자 공차에 따라 공진주파수가 변동되도 기존 방식과 달리 출력전압 변동이 거의 없고 하드스위칭 전류를 작게 할 수 있는 최적설계방법을 제시한다. 3kW 시작품을 통해 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 공진탱크만으로 고승압(>10)을 성취할 수 있는 새로운 비절연 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 스위치의 ZVS 턴온 및 다이오드의 ZCS 턴오프가 가능하여 스위칭 손실을 최소화 할 수 있으며 스위치의 전압정격이 출력전압보다 작아 작은 도통손실을 갖는 소자 선정이 가능하다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 제시하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 배전압셀을 이용한 비절연 고승압 컨버터의 최적설계기법을 제안한다. 제안한 컨버터는 배전압셀 수를 적절히 선정하여 소자의 전압정격을 줄일 수 있으며 작은 듀티로도 높은 승압비를 얻을 수 있다. 제안한 컨버터의 ZVS 영역 분석, 주요 수동소자 설계를 통하여 모든 스위치의 ZVS 턴온을 달성시킬 수 있는 설계기법을 제시한다. 1kW급 시작품으로 제안한 설계기법의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
국내에서 HVDC (High Voltage DC transmission System) 관련 기술은 한국전력공사 및 전력연구원 중심으로 제주와 해남간 설치된 HVDC시스템의 설치 및 운영 기술에 많이 국한되어 왔었다. 그러나 기술을 바탕으로 2010년부터 민간기업인 LS산전과 한국전력공사의 공동 개발을 통하여 60MW 급 전류형 HVDC시스템 설계 및 제작을 추진하여 시스템 설계, 기기 설계 사양, 제작사양서 등의 설계 핵심 기술을 상당부분 확보하는 계기가 되었다. 현재 설계된 Pilot HVDC 시스템은 제작 완료되었고, 제주 실증단지에 설치 및 시험 중에 있으며 2012년 내에 실증운전을 통해서 최종적으로 시스템 설계 기술을 검증할 계획이다. 이 같은 연구를 통하여 상당부분 HVDC 시스템에 대한 독자적인 설계 능력을 갖추게 될 것이다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 태양광 발전 시스템에서 발생하는 저차 고조파를 저감하는 기법을 제안한다. 태양광 발전 시스템에 포함된 단상 인버터는 기본파의 2배 주파수를 가지는 2차 고조파를 만들어낸다. 이 저차 고조파는 컨버터 전류의 리플로 작용하여 태양전지의 출력을 최대로 높이는 최대전력점 추종기법의 효율을 저감시킨다. 본 논문에서는 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 발생하는 저차 고조파를 분석한다. 그리고 추가적인 하드웨어 소자 없이 비례공진 제어기를 사용한 새로운 전향보상 성분을 통해 효과적으로 제거한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 바탕으로 타당성을 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 3-레벨 모듈을 이용하여 커뮤테이션 문제를 해결한 교류 쵸퍼를 제안한다. 제안된 컨버터는 두 개의 스위치 및 두 개의 다이오드를 내장한 3-레벨 전력 스위치 모듈과 직류 스너버 회로로 구성됨으로써 커뮤테이션 문제를 해결한다. 또한, 3-레벨 모듈을 이용함으로써 스위치의 전압 스트레스를 감소 시킨다. 제안된 컨버터는 회로 구현이 용이하며, 입력 전압의 극성에 따라 스위치를 제어함으로써 간단한 스위칭 제어 알고리즘을 가진다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 해석을 시뮬레이션을 통해 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 고속회전 모터응용을 위한 새로운 2상 SRM용 ZVS 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 모든 스위치에서 Zero-Voltage Switching이 가능하고, 기존 토폴로지에 비해 소자수가 작으며, 각 상간의 자연스러운 에너지 전달에 의해 토크 리플을 줄일 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 설명하였고 기존 컨버터와의 비교 분석을 수행하였으며 시뮬레이션을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
현재 단상 태양광 인버터 분야에서는 고효율을 달성하는 것과 태양전지의 기생 커패시터에 의해 발생하는 지전류를 저감하는 기술이 큰 이슈가 되고 있다. 대중에게 알려진 단상 태양광 인버터 토폴로지로는 풀브릿지, H5, H6, HERIC (high efficiency and reliable inverter concept)등이 있다. 본 논문에서는 풀 브릿지 회로의 바이폴라, 유니폴라 및 하이브리드 변조방식과 H5, H6, HERIC 회로에 대해서 시뮬레이션과 시제품 제작을 통하여 작동원리를 파악하고, 효율과 지전류를 비교하도록 하겠다.


(게재일: 2012.07.03)
기존의 전압형 인버터는 입력전압보다 출력전압이 낮은 반면에 전류형 인버터는 입력전압보다 출력전압이 높은데 양방향 전력전달이 불가능 하다. 본 논문에서는 양방향 전력전달이 가능하면서 넓은 입력전압 범위에 대해서도 출력전압 제어가 가능한 전류형 QZSI를 제안하여 모의실험과 실험으로 검증한다.


(게재일: 2012.07.03)
그린 에너지에 대한 연구가 활성화 되면서 태양광전지의 효율에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 그중 제일 중요한 주제는 태양광 전지 관련 MPPT 제어이다. 태양전지에서 MPPT 제어는 효율을 높이기 위해 꼭 필요하지만, MPPT 제어는 대부분 대형 태양전지에서 적용되고 구현비용이 높아 소형 태양전지에 적용하기 어렵다. 그러므로 소형 태양전지를 대상으로 간략화된 MPPT 제어를 적용하고 시뮬레이션과 실제 배터리 충전 시스템을 구성하여 그 타당성을 알아보았다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 태양광, 연료전지등과 같은 DC 에너지원의 증가와 컴퓨터 및 각종 DC 부하의 증가로 인하여, 보다 효과적인 DC 에너지 공급 시스템을 연구하고 있다. 본 연구에서는 DC 플러그를 전원에서 분리할 때 반도체 소자를 사용하여 전원과 부하가 끊어지므로 아크는 전혀 발생되지 않는 전자식 플러그를 제안하였다. 400V, 10A/port의 차단능력을 가지는 시작품을 제작하고, 이 플러그의 차단능력이 기존방식에 비하여 약 50us이상(약1/10배) 빨리 소호됨을 확인하였다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 전력용반도체 모듈 시장이 발전함에 따라 고전압 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만 1700V급 이상의 고전압용 IGBT 모듈을 구동하기 위한 게이트 드라이버의 경우 해외의 제품은 단가가 매우 높은 것이 현실이다. 이에 따라 1700V급 이상의 전력반도체 모듈용 게이트 드라이버를 손쉽게 구현할 수 있도록 단가 경쟁력과 향상된 성능을 갖춘 게이트 드라이버를 연구하게 되었다. 본 논문에서는 1700V급 이상의 전력용반도체 모듈용 게이트 드라이버를 제작하고 각 부분의 파형을 설명하였다.


(게재일: 2012.07.03)
전력효율을 높일 수 있는 DC 전송이 주요 관심사가 됨에 따라 전력품질에 대한 기술이 요구된다. DC 그리드의 전력품질을 위해서는 반도체 차단기(Solid-State Circuit Breaker : SSCB)는 필수요소이다. 하지만 기존의 반도체 차단기는 AC 그리드에 기반을 두고 제안되었기 때문에 DC 그리드에 적용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 DC 그리드에 적용 가능한 SSCB (Solid-State Circuit Breaker : SSCB)을 제안한다. 제안하는 DC SSCB는 사고 전류를 제한하며 사고 지점의 신속한 차단이 가능하다. 제안한 회로는 시뮬레이션을 통해 단락 사고를 모의하여 시스템의 동작 특성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
본 논문에서는 고주파 공진형 인버터 접속의 가열 코일로부터 비접촉 상태로 전자유도 와전류를 구조물에 가하여 발열하는 공진형 인버터를 이용한 유도가열 방식의 최적설계를 제안하였다. 설계한 시스템 인버터는 스위칭주파수 20[kHz] 대역에서 동작하는 하프-브리지 고주파 직렬 부하 공진형이며 LC공진 설계 시 부하 자체를 L로 설정하여 효율을 최대화 하였다. 또한 유도가열용 인버터에 적용 가능한 스너버회로의 특성분석을 통해 본 시스템의 최적화에 관한 연구를 하였다.


(게재일: 2012.07.03)
기존 위상 변조 PWM 풀 브릿지 컨버터들의 그 단점인 좁은 영전압 스위칭 범위, 큰 순환 전류, 큰 듀티 사이클 손실, 그리고 심각한 이차측 전압 스트레스를 개선 할 수 있는 컨버터를 본 논문에서 발표한다. 제안하고자 하는 컨버터는 일차측에 두 개의 하프 브릿지 인버터들로 구성되어 있으며, 변압기를 통해 이차측에서 직렬로 연결된다. 출력 전압은 두 하프 브릿지의 스위칭 레그들의 위상 변조로 제어 된다. 이차측에는 두 개의 저전류 정격의 다이오드를 추가적으로 갖는다. 이러한 구성으로 넓은 영전압 스위칭 범위를 갖고, 순환 전류 또한 제거된다. 더불어 이차측 전압 스트레스가 낮아지고, 출력 필터 인덕터의 크기 또한 50%이상 작아진다. 실험을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증한 결과 또한 발표한다.


(게재일: 2012.07.03)
동기 정류 컨버터는 다이오드에서 발생하는 도통손실을 줄이기 위해 정류 다이오드 대신 모스펫으로 대체한 것으로 고전류 응용에서 효율을 높이기 위해 주로 사용된다. 하지만 낮은 부하에서 동기 모드 보다는 DCM 으로 동작하는 것이 효율 향상에 유리하다. 일반적으로 이와 같은 모드 변환 시점을 알기 위해서는 전류의 센싱이 요구된다. 본 논문에서는 전류의 센싱없이 P&O 방식을 통해 모드 변환 시점을 확인하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 자세한 분석과 함께 TI사의 TMS320F28335를 통해 구현하였으며 실험을 통해 타당성 및 효용성을 검증하였다.


(게재일: 2012.07.03)
최근 전기 자동차가 현실화 되면서 자동차 내부의 Li-Ion 배터리와 전장 부품들 및 납축전지 간의 에너지를 변환하는 회로에 대한 요구가 커지고 있다. 이 회로는 높은 전압을 갖는 Li-Ion 배터리와 낮은 구동 전압을 갖는 다른 전장 부품들로 인해 출력 단이 대 전류를 취한다는 특징을 갖고 있는데 이로 인하여 출력 단의 도통 손실을 줄이기 위한 연구들이 계속되고 있다. 본 논문은 기존의 2 Transformer 형식의 브릿지 컨버터를 Parallel-Series로 연결시킨 회로를 제안하고 이 회로의 동작을 분석하였다. 제안한 회로는 2차 측에 인덕터가 존재하지 않는 Current-Fed방식으로 구동 되며, 이를 통해 도통 손실을 감소 시켰으며, 2차 측을 Series 형태로 쌓아 배터리 연계 시스템에서 문제가 되었던 Wide Range 입. 출력 시스템에서의 동작 문제를 해결하였다.


(게재일: 2012.07.03)