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전기자동차 LDC 시스템의 전도 방출에 관한 고주파 모델링 연구
정기범(Kibum Jung),조병찬(Byeong-Chan Jo),정연춘(Yeon-Choon Chung) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.8
본 논문에서는 고주파 회로 모델링을 이용하여 전기자동차의 LDC로부터 방출되는 전도성 전자파 잡음을 시스템-레벨에서 분석하였다. 관련 전도 방출의 주요 원인은 LDC에서 사용하는 펄스폭 변조 방식의 100 ㎑ 스위칭 동작에 기인하며, 이러한 전도 방출은 공통-임피던스 결합 및 유도성 결합을 통해 AM/FM 주파수 대역에서의 무선주파수 간섭을 유발한다. 이러한 문제를 분석하기 위해 LDC를 구성하고 있는 MOSFET과 고압 커패시터, 고전압 케이블과 버스 바에 대한 기본 회로는 물론, 각 부분에서 존재하는 기생 성분 및 비선형 특성을 해석하여 LDC 전체를 포함한 시스템-레벨의 고주파 등가회로 모델을 제안하였다. 이러한 모델을 이용하여 시뮬레이션과 측정을 비교하여 유사성을 검증하였다. 향후 이러한 접근 방법이 전기자동차의 전자파 적합성 설계에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다. In this paper, conducted emission from the LDC(Low-Side DC/DC Converter) of a HEV/EV was analyzed using high-frequency circuit modeling in system-level approach. The conducted emission by PWM process(100 ㎑; Switching Frequency) can cause RFI(Radio-Frequency Interference) problems in the AM/FM frequency range. In order to mitigate this conducted emission, a high-frequency equivalent circuit model is proposed by analyzing the fundamental circuits, parasitic components in their parts and connections and non-linear characteristics of MOSFETs, high-power capacitors, inverters, motors, high-power cables, and bus bars which are composed of the LDC. Using these circuit models, results of both simulation and measurement were compared and similarities between them were verified. We are looking forward that this approach can be effectively used in the EMC design of HEV/EV.
전기자동차 모터 구동 시스템의 전도 방출에 관한 고주파 모델링 연구
정기범(Kibum Jung),이종경(Jongkyung Lee),정연춘(Yeon-Choon Chung),최재훈(Jaehoon Choi) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.1
본 논문에서는 고주파 회로 모델링을 이용하여 전기자동차의 모터 구동 시스템으로부터 방출되는 전도성 전자파 노이즈를 시스템-레벨에서 분석하였다. 관련 전도 방출의 주요 원인은 모터 구동 시스템에서 사용하는 펄스폭 변조방식의 스위칭 동작에 기인하며, 이러한 전도 방출은 공통-임피던스 결합 및 유도성 결합을 통해 AM/FM 주파수 대역에서의 무선주파수 간섭을 유발한다. 이러한 문제를 분석하기 위해 모터 구동 시스템을 구성하고 있는 IGBT와 고압 커패시터, 인버터, 모터 및 고전압 케이블과 버스 바에 대한 기본 회로는 물론, 각 부분에서 존재하는 기생 성분 및 비선형 특성을 해석하여 모터 구동 시스템 전체를 포함한 시스템-레벨의 고주파 등가회로 모델을 제안하였다. 이러한 모델을 이용한 모터 구동시스템의 전도 방출 특성을 시뮬레이션하고, 측정하였으며, 비교적 큰 해석구조임에도 불구하고 두 결과가 비교적 잘 일치함을 확인하였다. 향후 이러한 접근방법이 전기자동차의 전자파 적합성 설계에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다. In this paper, conducted emission from the MDS(Motor Drive System) of a HEV/EV was analyzed using high- frequency circuit modeling in system-level approach. The conducted emission by PWM process can cause RFI(radio- frequency interference) problems in the AM/FM frequency range. In order to mitigate this conducted emission, a highfrequency equivalent circuit model is proposed by analyzing the fundamental circuits, parasitic components in their parts and connections and non-linear characteristics of IGBTs, high-power capacitors, inverters, motors, high-power cables, and bus bars which are composed of the MDS. It is confirmed that the simulated result by the proposed model is well agreed with measured results in spite of a large-scaled analysis in system level. We are looking forward that this approach can be effectively used in the EMC design of HEV/EV.
CISPR25의 ALSE(Absorber-Lined Shielded Enclosure) 성능 검증 방법에 관한 연구
신재곤(Jaekon Shin),정기범(Kibum Jung),최재훈(Jaehoon Choi) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.8
본 논문은 자동차 부품의 EMC 규격인 CISPR25의 ALSE 검증 방법에 관하여 새로운 제안을 하였다. CISPR-16은 NSA와 VSWR 방법을 이용하여 챔버 성능을 검증하도록 하고 있다. 그러나 CISPR25의 ALSE는 아직까지 챔버 검증에 관한 표준 방법이 없다. 본 논문은 이러한 관점에서 CISPR D/A JTF에서 논의가 되고 있는 롱-와이어 안테나 방식의 검증 방법을 기반으로 개선된 성능 검증 방법을 제안하고자 한다. 기존에 논의된 롱-와이어 안테나 방식은 길이 500 ㎜의 안테나를 제안했지만, 본 논문에서는 1,700 ㎜ 안테나 길이를 제안하였으며, 정합 조건에 따른 영향도 평가와 기존에 제안된 방법과 관련된 문제점 및 중요 파라미터들에 관하여 검증 및 개선 방안을 제안하였다. This paper proposes a new way to verify the performance of an absorber lined shielded enclosure(ALSE) in accordance with CISPR25, EMC standards dedicated to testing automotive components. CISPR16 requires the use of NSA and VSWR methods to test the performance of a chamber. As for CISPR25, however, there hasn’t been standardized ways to verify the performance of ALSE. This paper purports to present an improved method for the verification based on a long-wire antenna method under discussion at CISPR25 JFT. Existing discussions on a long-wire antenna method proposes that an antenna should reach 500 millimeters in length, while this paper adopts the antenna length of 1,700 millimeters. This paper also assesses the effects of matching conditions and studies problems related to methods which have been already proposed and key parameters in order to improve verification methods.
다수의 차량이 존재하는 도로상의 전자파 해석을 위한 중첩분석법
박찬선(Chan-Sun Park),정이루(Yi-Ru Jeong),정기범(Kibum Jung),신재곤(Jaekon Shin),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.10(융합기술)
지능형 교통 시스템(Intelligent Transport System; ITS)의 상용화를 위한 작업이 국내외에서 활발하게 이루어지고 있는 시점인 지금 차량 간 통신 (Vehicle-to-Vehicle; V2V) 환경 해석은 관련 법규 제정에 있어서 필수적인 과정이다. 하지만 전기적으로 대형인 도로상 다수의 차량이라는 해석환경으로 인하여 계산 자원 부족으로 일반적인 수치해석 도구를 이용한 환경의 해석이 불가능한 상황에 대하여 본 논문에서는 해석 환경의 적절한 분리와 결과의 후처리로, 적은 계산 자원을 사용하여 환경 해석을 근사할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 전자기원(Electromagnetic field source)과 관측 지점 주변, 그리고 그 선상의 산란체들 중 일부만을 포함하는 해석을 수행한 뒤 결과들을 중첩의 원리를 적용한 벡터합을 통하여 결과를 근사하는 방식을 사용하였다. 본 논문에서는 제안한 기법의 적용범위 및 가이드라인, 일반적인 해석 기법과의 정확도 비교를 위한 예시를 제시하였다. The commercialization of ITS(Intelligent Transport System) is in sight including V2V(Vehicle-toVehicle) communication and analysis of related electromagnetic circumstances is essential process in relevant legislation. However analysis including numbers of vehicles have electrically large environment which leads to a lack of computational resources. In this letter, we suggest superposition method which require much less computational resources by subgrouping environment and using post-processing of results. Suggested method approximate original result by superpositioning of analysis which include scatterers near source, observation point. This letter also presented guideline of method and example for comparison with full analysis result.