2차측 보조 소프트 스위칭 고주파 절연형 PWM AC/DC 컨버터를 이용한 새로운 무정전전원장치

서기영,문상필,김주용,이현우,Suh, Ki-Young,Mun, Sang-Pil,Kim, Ju-Yong,Lee, Hyun-Woo 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.6

본 논문에서는 고주파 트랜스의 여자 전류를 이용하지 않고, 인덕턴스를 이용한 새로운 부분공진 영전압 스위칭 PWM제어 고주파 절연형 풀-브리지 DC/DC 컨버터의 회로를 제안하여 그 동작 원리를 기존 방식과 특성을 비교하였다. 또한 고주파 절연 트랜스 2차측에 동기 정류용 전력용 MOSFET에 새로운 기능을 부가한 온-오프 제어방식을 이용하여 넓은 부하 범위에 걸쳐 안정된 영전압 스위칭(ZVS)동작을 실현하였다. 또한 제안한 DC-DC 컨버터의 실험장치에 의해서 실측 효율을 97[%]이상 달성하였고 직류 무정전전원의 PWM 정류기의 출력단에 이용되는 새로운 방식이 스위칭 전원으로서 유효성을 증명하였다. In paper, propose new partial resonance ZCS PWM controlled High frequency insulating Full-bridge DC/DC converter not using exciting current of high frequency transformer. It is compared with the existing principles in characteristics. It also realizes a widely stabilized ZVS operating using new ON-OFF control method at synchronized power rectification MOSFET of high frequency insulating transformer secondary. Besides, it is brought over 97[%] measurement efficiency by proposed DC-DC converts. It is proved effectiveness of new methods using DC UPS PWM rectifier as switching power supply.

3[kW]급 연료전지용 전력변환장치의 개발

서기영,Suh, Ki-Young 한국조명전기설비학회 2007 조명·전기설비학회논문지 Vol.21 No.2

최근 저전압 대전류 출력 특성을 갖는 연료전지를 위한 새로운 발전시스템으로 주목받고 있다. 연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{AC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 고주파 절연형 ZVZCS PWM DC-DC 컨버터는 환류 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다. Recently, a fuel cell with low voltage and high current output characteristics is remarkable for new generation system. It needs both a DC-DC step-up converter and DC-AC inverter to be used in fuel cell generation system. Therefor, this paper, consists of an isolated DC-DC converter to boost the fuel cell voltage $380[V_{DC}]$ and a PWM inverter with LC filter to convent the DC voltage to single-phase $220[V_{AC}]$. Expressly, a tapped inductor filter with freewheeling diode is newly implemented in the output filter of the proposed high frequency isolated ZVZCS PWM DC-DC converter to suppress circulating current under the wide output voltage regulation range, thus to eliminate the switching and transformer turn-on/off over-short voltage or transient phenomena. Besides the efficiency of 93-97[%]is obtained over the wide output voltage regulation ranges and load variations.

새로운 승·강압 초퍼 회로를 이용한 부하 다분할 특성

서기영,문상필,권순걸,이현우,정상화,Suh, Ki-Young,Mun, Sang-Pil,Kwon, Soon-Kurl,Lee, Hyun-Woo,Jung, Sang-Hwa 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.2

DC-DC 컨버터는 각종 산업용, 가정용 기기에 널리 이용되어지고 있다. 다양한 전장품을 내장한 자동차에서는 전압이 다른 전장품을 한 개의 밧데리에서 DC-DC 컨버터를 이용해서 전압을 변환해서 이용되고 있다. 그러므로 이와 같은 구성의 전원회로에는 각각의 전장품에 대응하기 위해 복수의 변환기를 필요로 하지만 회로가 복잡하고 코스트가 상승하는 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 배경으로 하나의 전원을 이용한 간단한 구성의 새로운 승$\cdot$강압 초퍼 회로를 제안하여 서로 다른 복수의 출력 전압을 얻었다. 제안한 초퍼 회로는 기존의 회로에 승압용 스위치를 추가하여 구성하였으며, 이를 이용하여 부하를 분할화 시켰다 그리고 제안한 회로는 승압용 스위치와 강압용 스위치의 듀티비를 각각 별도로 조절하여 넓은 범위에서 서로 다른 2개의 출력전압을 정확히 제어하였다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다. A DC-DC converter is being widely used for various household appliances and for industry applications. The DC-CC converter is powered from single battery, and the voltage is varied according to the purpose. In the vehicle, various accessories whose electric power is different are being un4 Thus, plural number of DC-DC converter should be provided, so these situations bring complicated circuits, and accordingly, higher cost. Under such backgrounds, in this paper, we propose a novel buck-boost chopper circuit with simply configuration which can supply to two or more different output loads. The propose chewer circuit can control output voltages by controlling duty ratio by using typically two switching devices, which is composed by single boost-switch and single buck-switch. The output voltage can be controlled widely. A few modified circuits developed from the fundamental circuit are represented including the general multi-load circuit. And all this merits and appropriateness was proved by computer simulation and experience.

연료전지 발전시스템에 적용된 고주파 절연형 ZVZCS PS-PWM DC-DC 컨버터의 설계 및 특성 해석

서기영,문상필,김동헌,이현우,권순걸,Suh, Ki-Young,Mun, Sang-Pil,Kim, Dong-Hun,Lee, Hyun-Woo,Kwon, Soon-Kurl 한국조명전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.4

본 논문에서는 Ballard사의 1.2[kW]급 연료전지와 연료전지의 저전압($28{\sim}43[VDC]$)을 승압(380([VDC])시키기 위한 풀-브리지 직류-직류 컨버터, 그리고 승압된 직류 링크전압을 교류 전압(220[VAC]), 60[Hz]으로 변환하기 위한 단상 풀-브리지 인버터로 구성된 연료전지 발전용 전력변환시스템 중 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류 컨버터를 제안하였다. 제안한 풀-브리지 고주파 절연형 영전압 영전류 스위칭 위상 천이 펄스폭 변조 직류-직류는 프리휠링 다이오드를 포함한 탭부 인덕터 필터를 이용하여 순환 전류를 저감시켰으며, 스위치 및 변압기의 턴-온, 턴-오프시에 오버슈트 전압이나 과도현상이 발생하지 않는다. 그리고 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 $93{\sim}97[%]$정도 얻을 수 있으며, 출력 부하전류의 변화에 대해 거의 일정한 출력 전압 특성을 가졌다. In this paper, the proposed full-bridge high frequency isolated zoo voltage and zero current switching phase shifted pulse width modulation(ZVZCS PS-PWM)DC-DC converter among fuel cell generation system consist of 1.2[kW] fuel cell of Nexa Power Module, full-bridge DC-DC converter to boost the fuel cell low voltage($28{\sim}43[%]$) to 380[VDC] and a single phase full-bridge inverter is implemented to produce AC output(220[VAC], 60[Hz]). A tapped inductor filter with freewheeling diode is newly implemented in the output filter of the proposed full-bridge high frequency isolated ZVZCS PS-PWM DC-DC converter to suppress circulating current under the wide output voltage regulation range, thus to eliminate the switching and transformer turn-on/off over-short voltage or transient phenomena. Besides the efficiency of $93{\sim}97[%]$ is obtained over the wide output voltage regulation ranges and load variations.

1.2[kW]급 연료전지용 전력변환장치의 개발

서기영,김칠용,조만철,김정도,윤영변,김홍신,박도형,하성현,Suh, Ki-Young,Kim, Chil-Ryong,Cho, Man-Chul,Kim, Jung-Do,Yoon, Young-Byun,Kim, Hong-Sin,Park, Do-Hyung,Ha, Sung-Hyun 한국조명전기설비학회 2007 조명·전기설비학회논문지 Vol.21 No.6

연료전지 발전시스템에서는 DC-DC 승압용 컨버터와 DC-AC 인버터가 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 연료전지의 전압을 380[VDC]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[VAC]로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 전력변환장치를 제안하였다. 특히 제안한 연료전지 시스템용 고효율 DC-DC 컨버터는 위상천이 PWM 제어법을 이용하여 부분 공진에 의한 ZVS를 실현하였으며, 일정 스위칭 주파수화 및 스위치의 스위칭 손실, 피크 전압과 전류를 저감시켰다. 그리고, 정류회로에 2개의 인덕터를 첨가하여 리플성분이 저감된 직류전압과 전류를 부하측에 안정하게 공급할 수 있었다. 또한, 넓은 출력 전압 조정에도 효율을 92[%]정도 얻을 수 있다. 이상과 같이 결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다. Recently, a fuel cell with low voltage and high current output characteristics is remarkable for new generation system. It needs both a DC-DC step-up converter and DC-AC inverter to be used in fuel cell generation system. Therefor, this paper, consists of an isolated DC-DC converter to boost the fuel cell voltage 380[VDC] and a PWM inverter with LC filter to convent the DC voltage to single-phase 220[VAC]. Expressly, The fuel cell system which it proposes DC-DC the efficient converter used PWM the phase transient control law and it depended to portion resonance ZVS switching, loss peek voltage and electric current of realization under make schedule, switching frequency anger and the switch reduction. And mind benevolence it sprouted 2 in stop circuit and it added and a direct current voltage and the electric current where the ingredient is reduced in load side ripple stable under make whom it will be able to supply. Besides the efficiency of 92[%]is obtained over the wide output voltage regulation ranges and load variations. Also, under make over together the result leads simulation and test, the propriety confirmation.

부분 스위칭 PFC 모듈을 이용한 가정용 에어컨 전원장치

서기영,문상필,Suh, Ki-Young,Mun, Sang-Pil 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.6

본 논문은 냉난방 인버터 에어컨용 전원시스템에 역률개선 회로인 부분 스위칭 PFC 모듈을 적용하여 입력의 역률 개선 및 전류의 고조파 성분을 최소화하여 IEC555-2규정을 만족하는 입력 전원부를 설계하여 인덕터부하에 적용되는 회로 설계시의 문제점들을 해결 할 수 있는 방안들을 제시하였다. 그리고 출력전압의 상승을 억제하면서 전류파형을 개선하는 방법 및 부분 스위칭 PFC회로를 제안하여 스위칭 횟수를 적게 함으로써 압축기의 모터에 인가 할 수 있는 전압을 상승시켜 모터 적정 운전 전압을 확립하였으며, 효율이나 경제성 및 전자 노이즈 등의 문제점들을 해결하였다. 그리고 에어컨의 소비 전력을 줄일 수 있다. 이상의 결과에서 시스템 총합 운전에너지 효율이 상승되는 것을 확인하는 모든 사항은 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 입증했다. This paper proposes a methodology to solve problems upon the circuit design applied to inductor load by applying a circuit to improve power factor with is partial switching PFC module to the power supply system for cooling/heating inverter air conditioner and by designing an input power section in compliance with IEC555-2 on the basis of better input power factor and minimized harmonic components of current. On the other hand, this paper suggested how to control the increase of output voltage along with tぉw current waves and partial switching PFC circuit as well, which can provide the output as twice as input voltage This study applied a method to control the compressors of air conditioner by means of increased the voltage applicable to compressor motor by lowering switching number conclusively, it could solve questions about efficiency, economics, electronic noise and so forth. and so that the reasonable voltage for running moor could be set up along with lower power consumption of air conditioner than estimated It was demonstrated that total sum of energy efficiency to operate system was increased to the extent of valid level. And all this merits and appropriateness was proved by computer simulation and experience.

포워드형 3선 PWM 정류기를 이용한 새로운 DC 48[V] 통신용 전원시스템의 특성 해석

서기영,Suh, Ki-Young 한국조명전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.1

본 논문에서는 포워드형 3상 PWM 정류기를 이용한 새로운 DC 48[V] 통신용 전원시스템을 제안하여 역률과 효율, 리플 전압의 개선에 관하여 서술하였다. 제안된 DC 48[V] 통신용 전원시스템은 각 선간에 스위치와 인덕터 그리고 콘덴서가 조합된 전력변환장치로 구성되며, 전력변환장치내의 각 스위치의 턴-온시 제어 주기내의 도통시간을 조정하여 역률 1의 정현파 전류를 얻었다. 그리고 일반적인 PWM 정류기를 포워드 형태의 PWM 정류기로 구성함으로써 스위치의 온-오프시 발생되는 피크 전류를 작게 하여 변환 효율 92.1[%]을 얻었다. 또한 고조파 입력전류 규제값(IEC61000-3-2 Class-A)을 만족하는 입력 전류를 가지며, 3상 전원의 왜곡이 중첩되는 상태에서도 출력 전압의 맥동성분을 저감시켰다. This paper proposed power system for new DC 49[V] telecommunication using forward three-phase PWM rectifier power factor and efficiency for improvement of ripple voltage. Proposed power system for DC 48[V] telecommunication that consists of power conversion devices including switch, inductor and condenser were made between each line, in power inverter device of each switch control turn-on in period of continuity time control to get power factor '1' of sine wave current and on-off of switch lessens peak current that was happened and got conversion efficiency 92.1[%] composing in PWM rectifier of forward form instead of general PWM rectifier. Also, harmonic input regulation value(IEC61000-3-2 Class-As) satisfy input current and reduce ripple factor of output voltage in state that distortion of three-phase supply is overlapped each other.

플라즈마 살균효과 향상을 위한 공진형 인버터 전원시스템

서기영,문상필,정장근,김주용,Suh, Ki-Young,Mun, Sang-Pil,Jung, Jang-Gun,Kim, Ju-Yong 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.3

전기 에너지를 이용한 살균장치는 화학적인 과정이 없으며, 2차적인 환경 오염도 발생시키지 않는 장점을 가지고 있다. 또한 전력변환회로에는 영전류 스위칭과 영전압 스위칭을 사용한 소프트 스위칭 토폴로지에 의하여 스위칭 손실을 감소시키고, 장치의 크기를 소형화시킬 수 있는 장점이 있다. 제안한 전원장치는 기존의 장치들보다 출력전류가 매우 적어 전원 시스템으로 제작할 경우 소형화가 가능하며 가격이 저감될 수 있다. 따라서 이 전원 장치는 전력 소비가 적고 전력 변환이 급격한 곳에 적합하다. A sterilizer equipment by using electrical energy has metrits that no process of chemical and no second environmental pollution, Also, the power conversion circuit for sterilizer equipment has mertis that are reducing switching loss for soft switching topology by using zero current and zero voltage switching, and miniaturizing size of equipment. The proposed power device which has lower output current than other devices is possible to be compacted in it's size reduced it's price if the proposed power device is used for power system. Therefore, it is adapted for both less power consumption and sudden power conversion

시설측면에서 본 제7차 교육과정 실태조사연구

서기영(Suh, Ki-Young),송희정(Song, Hee-Jung) 대한건축학회 2014 대한건축학회논문집 Vol.30 No.4

The purpose of this study is to find out how successful The 7th Educational Program is in reforming the middle school in terms of the school facilities. Through every steps of the construction process, carefully analyzed the design documents of the selected school buildings and checked the compliance level of the design standards provided for The 7th Educational Program. After that, thorough survey and interviews with the person in charge were made for some of those schools. The result of the study shows that the standards for The Program was quite fulfilled in preliminary design stage but the level of compliance became lower and lower as the construction process went by in terms of space programming and room requirements especially in those areas like home base and spacial study classrooms that are the core ingredients for The Program. According to the result of this research, we cannot help but realize that not only the facility itself but also the operation of the institution to adopt The 7th Educational Program might not work properly as much as we expected up to this moment.

스위치드 릴럭턴스 모터의 특성해석에 관한연구

서기영(Ki-Young Suh),이현우(Huyn-Woo Lee),김영문(Young-Mun Kim),문상필(Sang-Pil Mun) 대한전기학회 2000 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2000 No.7