전력전자 시스템의 기초와 응용을 동시에!

전력전자공학의 새로운 접근법

이 책은 전기전자 계열 학부생과 산업체 연구원을 대상으로,전력전자 시스템의 기초 지식부터 응용 분야에 이르는 방대한 주제를 핵심 개념 위주로 소개한다. 정량적이고 수학적인 이론 전개는 가급적 배제하고 전력회로의 원리와 동작 위주의 정성적인 내용으로 구성했다. 또한 학생들의 흥미를 유발하기 위해 응용 분야별 접근 방식과 실제 제품에서 활용되는 다양한 구현기술을 다루었다.

이번 2판에서는 피드백 제어 설계, 역률 보상회로, 공간 벡터의 펄스 폭 변조 등의 신규 주제를 추가하고, LTspice와 Sciamble Workbench 시뮬레이션 도구를 통해 예제 및 연습문제를 강화했다.

* 본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 해답은 제공하지 않습니다.

Chapter 1 구현기술로 정의되는 전력전자공학
1.1 전력전자의 개요        
1.2 전력전자의 응용과 역할            
1.3 에너지와 환경 : 지속 가능한 전기에너지 공급을 위한 전력전자의 역할        
1.4 고효율 및 고전력 밀도의 필요성            
1.5 전력전자 인터페이스 구조        
1.6 전압-링크 구조        
1.7 와이드 밴드갭 소재 기반의 반도체 소자동향            
1.8 시뮬레이션 및 하드웨어 프로토타이핑 활용            
연습문제

Chapter 2 스위칭 파워-폴 설계                
2.1 전력 트랜지스터와 전력 다이오드    
2.2 전력 트랜지스터 선택        
2.3 전력 다이오드 선택        
2.4 스위칭 특성과 파워-폴에서의 전력 손실    
2.5 이상적인 스위치와 다이오드의 정당성            
2.6 설계 고려사항            
2.7 PWM IC            
2.8 하드웨어 프로토타이핑            
연습문제        
부록

Chapter 3 스위치 모드 DC-DC 컨버터 : 스위칭 분석, 토폴로지 선택 및 설계
3.1 DC-DC 컨버터            
3.2 DC 정상 상태에서의 스위칭 파워-폴            
3.3 단순화 가정            
3.4 공통적인 동작 원리            
3.5 DC 정상상태에서의 벅 컨버터 스위칭 분석        
3.6 DC 정상상태에서의 부스트 컨버터 스위칭 분석            
3.7 DC 정상상태에서의 벅-부스트 컨버터 분석            
3.8 토폴로지 선택            
3.9 최악의 경우를 고려한 설계 기법            
3.10 매우 낮은 출력 전압을 위한 동기식 정류 벅 컨버터    
3.11 컨버터의 인터리브    
3.12 펄스 폭 변조를 이용한 DC-DC 컨버터 조절            
3.13 연속 전도 모드에서의 컨버터의 동적 평균 표현            
3.14 양방향 스위칭 파워-폴            
3.15 불연속 전도 모드        
연습문제        
부록

Chapter 4 스위치 모드 DC 전원 장치의 피드백 제어기 설계            
4.1 피드백 제어의 소개와 목적            
4.2 선형 제어 이론의 복습            
4.3 다양한 전달함수 블록의 선형화        
4.4 전압 모드 제어에서의 피드백 제어기 설계    
4.5 피크 전류 모드 제어        
4.6 DCM에서의 피드백 제어기 설계            
연습문제        
부록

Chapter 5 다이오드 정류기를 사용한 계통 입력의 정류    
5.1 전력전자 시스템의 개요
5.2 왜곡과 역률            
5.3 전력전자 시스템의 프론트 엔드 분류            
5.4 다이오드-브릿지 정류기의 프론트 엔드    
5.5 초기 구동 시 과도 돌입 전류를 방지하는 방법            
5.6 양방향 전력 흐름이 가능한 프론트 엔드            
연습문제

Chapter 6 역률 보정회로 및 피드백 제어기 설계                
6.1 서론            
6.2 단상 역률 보정회로의 동작 원리            
6.3 역률 보정회로 제어            
6.4 내부 전류 제어루프 설계        
6.5 외부 전압 제어루프 설계            
6.6 단상 역률 보정회로 시스템의 예시            
6.7 시뮬레이션 결과            
6.8 입력 전압의 피드포워드            
6.9 역률 보정회로의 기타 제어 방법            
연습문제            
부록

Chapter 7 자기회로에 대한 개념                
7.1 암페어 턴수와 지속            
7.2 인덕턴스 L
7.3 패러데이 법칙 : 시간에 따른 쇄교 자속의 변화에 의한 코일의 유도 전압
7.4 누설 인덕턴스와 자화 인덕턴스    
7.5 변압기        
연습문제

Chapter 8 스위치 모드 DC 전원 공급 장치                
8.1 스위치 모드 DC 전원 공급 장치의 응용            
8.2 전기적 절연의 필요성            
8.3 절연형 변압기의 DC-DC 컨버터 분류            
8.4 플라이백 컨버터        
8.5 포워드 컨버터        
8.6 풀-브릿지 컨버터            
8.7 하프-브릿지와 푸쉬-풀 컨버터            
8.8 실제 고려사항            
연습문제

Chapter 9 고주파 인덕터와 변압기 설계                
9.1 서론            
9.2 자기회로 설계 기본            
9.3 인덕터와 변압기 제작            
9.4 면적 산출법            
9.5 인덕터의 설계 예시            
9.6 포워드 컨버터 변압기의 설계 예시            
9.7 열적 조건            
연습문제

Chapter 10 DC-DC 컨버터 및 하프-브리지 공진형 컨버터에서의 소프트 스위칭    
10.1 서론            
10.2 스위칭 파워-폴에서의 하드 스위칭            
10.3 스위칭 파워-폴에서의 소프트 스위칭        
10.4 하프-브릿지 공진형 컨버터            
연습문제

Chapter 11 모터 드라이브와 무정전 전원 공급 장치, 전력 시스템에서의 스위치 모드 전력 응용 분야
11.1 서론            
11.2 전기 모터 드라이브의 응용 분야
11.3 무정전 전원 공급 장치의 응용 분야        
11.4 스위치 모드 전력전자의 응용 분야
연습문제

Chapter 12 모터 드라이브, UPS 및 전력 시스템 응용을 위한 DC 및 저주파수 AC 전압의 합성                
12.1 서론            
12.2 양방향 스위칭 파워-폴의 기본 구성
12.3 DC 모터 드라이브용 컨버터
12.4 저주파 AC 합성            
12.5 단상 인버터            
12.6 3상 인버터            
12.7 멀티레벨 인버터            
12.8 양방향 전력 전달을 위한 컨버터            
12.9 매트릭스 컨버터(직접 링크 시스템)            
연습문제

Chapter 13 사이리스터 컨버터                
13.1 서론            
13.2 사이리스터
13.3 단상 위상 제어 사이리스터 컨버터            
13.4 3상 풀-브릿지 사이리스터 컨버터            
13.5 전류-링크 시스템            
연습문제

Chapter 14 전력전자공학의 계통 응용 분야
14.1 서론
14.2 전력 반도체 소자와 그 역량            
14.3 전력전자 시스템의 분류            
14.4 분산 전원의 응용 분야            
14.5 전력전자 부하            
14.6 전력 품질 솔루션        
14.7 송배전 응용            
연습문제