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저주파 전도 방사 특성 측정을 위한 LISN에 대한 연구
김인섭(InSeop Kim),양지현(JiHyun Yang),나완수(WanSoo Nah) 한국전자파학회 2024 한국전자파학회논문지 Vol.35 No.2
최근 탄소 중립 정책으로 인해 재생 에너지 시스템에 대한 관심이 증가하는 추세이며 여기에 사용되는 전력전자 소자가 증가함에 따라 발생하는 수프라하모닉스(supraharmonics) 방출 문제가 대두되고 있다. 본 논문은 재생 에너지 시스템의 확장에 따른 수프라하모닉스의 측정 문제에 중점을 두고, 저주파 특성이 개선된 LISN(line impedance stabilization network)을 제안한다. 현재 표준에서 정의되는 LISN의 주파수 범위는 최저 9 kHz 이상으로 설정되어 있어, 2∼9 kHz 범위의 수프라하모닉스를 측정하기 위한 표준이 부재하다. 본 논문에서는 2∼9 kHz의 범위에서 입력 임피던스, 삽입손실, IF(isolation factor), VDF(voltage division factor)의 특성이 최적화된 LISN을 제안한다. 이를 위해 P2SO(particle two swarm optimization) 알고리즘을 사용하여 각 스테이지의 최적화를 수행하고, 기존 PSO(particle swarm optimization) 알고리즘의 군집 다양성 감소와 국소 최적화 문제를 해결한다. 최적화된 4-스테이지 LISN은 실제로 구현되어 그 성능이 측정되었으며, 이 결과는 최적화를 통한 예측과 일치한다. 최적화된 LISN은 재생 에너지 시스템 및 기타 전력 변환 회로의 저주파 EMI(electromagnetic interference) 측정에 사용될 수 있다. This study highlights the challenges of supraharmonic emissions in renewable energy systems, that are intensified by the increasing use of power electronic devices under carbon-neutral policies. The study proposes an improved Line Impedance Stabilization Network (LISN) for 2∼9 kHz range, a spectrum inadequately explored by current standards. Employing the Particle Two Swarm Optimization (P2SO) algorithm, the paper optimizes the LISNs input impedance, insertion loss, Isolation Factor (IF), and Voltage Division Factor (VDF) for each stage. The optimized 4-stage LISN, tested in practical settings, aligns with the theoretical predictions, and offers a robust solution for low-frequency Electromagnetic Interference (EMI) measurements in renewable energy systems and power-conversion circuits.