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전력전자공학
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전력전자공학

  • 원충연
  • |
  • 한빛아카데미
  • |
  • 2015-12-10 출간
  • |
  • 484페이지
  • |
  • 188 X 257 mm /963g
  • |
  • ISBN 9791156641988
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출판사서평

전력변환기의 원리를 이해하면
전력전자공학의 최신 응용 트렌드가 보인다!

전력전자공학은 다양한 전력변환기의 원리를 이해하는 것이 매우 중요하다. 전력변환기의 원리를 이해하면 자연스레 동작을 예측할 수 있을 뿐 아니라 각 전력변환기의 특징을 알고 설계에 적용할 수 있다. 이 책은 다양한 전력변환기의 원리를 중심으로 전력변환기의 동작과 특징을 알기 쉽게 정리하였다.

또한 신재생에너지와 전기자동차 등과 같은 전력전자공학의 최신 응용 트렌드를 소개하여, 설계 과제로 확장시킬 수 있는 기반을 마련하였다. 특히 컨버터와 인버터의 동작 원리를 이해할 수 있도록 각 전력변환기의 [PSIM 시뮬레이션 파일]을 온라인으로 제공한다.

부/장별 내용 요약

1장_전력전자공학의 기초
전력전자 시스템의 구성과 기능, 전력변환 방식을 알아보고, 전력전자공학을 학습하는 데 도움이 되는 기초 회로이론 내용을 학인한다. 또한 전력전자공학의 응용 학문을 소개한다.

2장_전력용 반도체 스위치
전력용 반도체 스위치의 종류를 알아보고, 각 스위치의 구조와 동작 특성을 확인한다.

3장_정류기와 AC-AC 컨버터
AC를 DC로 변환하는 정류기와 AC를 AC로 변환하는 AC-AC 컨버터의 구조와 동작 원리를 확인한다.

4장_비절연형 DC-DC 컨버터
변압기를 사용하지 않는 비절연형 DC-DC 컨버터의 기본 구조와 특성을 이해한다. 또한 강압형 컨버터, 승압형 컨버터, 승강압형 컨버터의 원리와 동작 특성을 해석한다.

5장_절연형 DC-DC 컨버터
변압기를 사용하는 절연형 DC-DC 컨버터의 기본 구조와 특성을 이해한다. 또한 플라이백 컨버터, 포워드 컨버터, 푸시풀 컨버터, 하프 브리지/풀 브리지 컨버터의 원리와 동작 특성을 해석한다.

6장_인버터
DC를 AC로 변환하는 인버터의 기본 구조와 특성을 이해한다. 단상 하프 브리지와 단상 풀 브리지 인버터의 동작 원리를 비교해보고, 3상 전압원 인버터와 3상 전류원 인버터의 제어방식을 확인한다.

7장_공진형 컨버터
공진회로와 ZVS, ZCS의 원리를 이해하고, 공진 스위칭을 이용하는 공진형 컨버터의 구성과 동작을 이해한다.

8장_신재생에너지
풍력에너지 시스템, 태양광에너지 시스템, 연료전지 시스템과 같은 신재생에너지 시스템의 원리와 특징을 이해한다.

9장_전기자동차
전기자동차와 내연기관 자동차의 차이를 알고, 전기자동차를 분류해본다. 전기자동차의 핵심 기술인 모터와 충전기의 동향/기술 동향을 살펴본다.

목차

Chapter 01 전력전자공학의 기초
1.1 개요
1.1.1 전력전자공학이란?
1.1.2 전력변환 방식
1.1.3 전력전자공학의 구성 영역
1.1.4 전력전자 시스템의 구성과 기능
1.2 기초 회로이론
1.2.1 전력과 에너지
1.2.2 인덕터와 커패시터
1.2.3 정현파 교류의 해석
1.2.4 비정현 주기함수의 해석
1.3 응용 분야
1.3.1 우주선과 항공기
1.3.2 전기자동차
1.3.3 풍력 발전
1.3.4 태양광 발전
1.3.5 초고압 직류 송전
1.3.6 핵융합 발전
1.3.7 무선 전력전송
1.3.8 교류 전기기관차
1.3.9 한국형 고속전철
1.3.10 TV 디스플레이용 전원
1.3.11 전기선박
연습문제

Chapter 02 전력용 반도체 스위치
2.1 개요
2.1.1 전력용 반도체 스위치란?
2.1.2 이상적인 스위치의 특징
2.1.3 실제적인 스위치의 특징
2.2 다이오드
2.2.1 다이오드의 동작 및 전압-전류 특성
2.2.2 다이오드의 종류
2.3 전력용 트랜지스터
2.3.1 전력용 트랜지스터의 구조
2.3.2 트랜지스터를 이용한 스위칭 소자의 특징
2.4 사이리스터
2.4.1 사이리스터의 구조
2.4.2 사이리스터의 전압-전류 특성
2.4.3 사이리스터의 종류
2.5 MOSFET
2.5.1 MOSFET의 구조와 특성
2.5.2 MOSFET의 전압-전류 특성
2.5.3 MOSFET의 종류
2.5.4 전력용 MOSFET
2.6 IGBT
2.6.1 전력용 스위치의 비교
2.6.2 IGBT의 동작과 특성
2.6.3 IGBT의 안전 동작 영역
2.7 전력용 반도체 스위치 비교
2.8 추가 부품
2.8.1 트랜지스터 구동회로
2.8.2 사이리스터 구동회로
2.8.3 MOSFET 구동회로
2.8.4 IGBT 구동회로
2.8.5 냉각
2.8.6 과전압 보호 방안
2.8.7 과전류 보호 방안
2.8.8 스너버 회로
연습문제

Chapter 03 정류기와 AC-AC 컨버터
3.1 개요
3.2 단상 반파 정류기
3.2.1 단상 반파 다이오드 정류기
3.2.2 환류 다이오드
3.2.3 사이리스터를 사용한 단상 반파 위상제어 정류기
3.2.4 커패시터 필터가 적용된 반파 다이오드 정류기
3.3 단상 전파 정류기
3.3.1 단상 브리지 전파 정류기
3.3.2 단상 혼합 브리지 정류기
3.3.3 중간탭 반파 정류기
3.4 3상 반파 정류기
3.5 3상 전파 정류기
3.6 AC-AC 컨버터
연습문제

Chapter 04 비절연형 DC-DC 컨버터
4.1 개요
4.1.1 DC-DC 컨버터의 분류
4.1.2 인덕터와 커패시터의 동작 원리
4.2 강압형 컨버터
4.2.1 동작 원리
4.2.2 DCM에서의 동작 원리
4.3 승압형 컨버터
4.3.1 동작 원리
4.3.2 DCM에서의 동작 원리
4.4 승강압형 컨버터
4.4.1 동작 원리
4.4.2 DCM에서의 동작 원리
4.5 비절연형 DC-DC 컨버터의 설계
4.5.1 강압형 컨버터의 설계
4.5.2 승압형 컨버터의 설계
4.5.3 승강압형 컨버터의 설계
연습문제

Chapter 05 절연형 DC-DC 컨버터
5.1 개요
5.1.1 절연형 DC-DC 컨버터의 종류
5.1.2 변압기의 동작 원리
5.2 플라이백 컨버터
5.2.1 동작 원리
5.2.2 DCM에서의 동작 원리
5.2.3 출력 리플 전압
5.3 포워드 컨버터
5.3.1 동작 원리
5.3.2 자화 인덕터의 동작
5.3.3 2차 측 인덕터의 동작
5.3.4 출력 커패시터 전압
5.4 푸시풀 컨버터
5.5 하프 브리지 컨버터
5.6 풀 브리지 컨버터
연습문제

Chapter 06 인버터
6.1 개요
6.1.1 인버터의 정의와 분류
6.1.2 전압원 인버터와 전류원 인버터
6.2 단상 하프 브리지 인버터
6.2.1 단상 하프 브리지 인버터
6.2.2 PWM 전압제어
6.2.3 프로그램에 의한 고조파 소거법
6.2.4 과변조
6.3 단상 풀 브리지 인버터
6.3.1 단상 풀 브리지 인버터
6.3.2 구형파 전압제어
6.3.3 준구형파 전압제어
6.3.4 PWM 전압제어
6.4 3상 전압원 인버터
6.4.1 3상 6-스텝 전압원 인버터
6.4.2 3상 PWM 전압원 인버터
6.4.3 프로그램에 의한 고조파 소거법
6.4.4 전압원 인버터의 전류제어 기법
6.5 3상 전류원 인버터
6.5.1 3상 구형파 전류원 인버터
6.5.2 3상 PWM 전류원 인버터
6.6 멀티레벨 인버터
6.6.1 멀티레벨 PWM 인버터
6.6.2 멀티셀 (H 브리지) PWM 인버터
연습문제

Chapter 07 공진형 컨버터
7.1 개요
7.1.1 부하 공진의 원리
7.1.2 ZCS와 ZVS
7.2 스위치 공진형 컨버터
7.2.1 ZCS-QRC
7.2.2 ZVS-QRC
7.2.3 멀티 공진형 컨버터
7.3 부하 공진형 컨버터
7.3.1 직렬 공진형 컨버터
7.3.2 병렬 공진형 컨버터
7.3.3 직병렬 공진형 컨버터
7.3.4 LLC 공진형 컨버터
7.4 기타 공진형 컨버터
연습문제

Chapter 08 신재생에너지
8.1 개요
8.2 풍력에너지 시스템
8.2.1 풍력에너지 시스템의 원리
8.2.2 풍력에너지 시스템의 구성과 특징
8.2.3 풍력에너지 시스템의 미래 과제
8.3 태양광에너지 시스템
8.3.1 태양광에너지 시스템의 원리
8.3.2 태양전지의 구조와 특성
8.3.3 태양광에너지 시스템의 응용
8.3.4 태양광에너지 시스템의 미래 과제
8.4 연료전지 시스템
8.4.1 연료전지 시스템의 원리
8.4.2 연료전지의 종류
8.4.3 연료전지 시스템의 응용
8.4.4 연료전지 시스템의 미래 과제

Chapter 09 전기자동차
9.1 개요
9.1.1 전기자동차의 필요성
9.1.2 전기자동차와 내연기관 자동차의 차이점
9.1.3 전기자동차의 장단점
9.2 전기자동차의 분류
9.2.1 하이브리드 전기자동차
9.2.2 플러그인 하이브리드 전기자동차
9.2.3 연료전지 전기자동차
9.3 전기자동차의 요소 기술
9.3.1 전기자동차용 모터
9.3.2 전기자동차용 배터리
9.4 전기자동차용 충전기의 동향
9.5 전기자동차용 충전기의 기술개발 동향
9.5.1 완속 충전기
9.5.2 급속 충전기
9.6 전기자동차용 충전기의 전기적 사양 및 회로 방식
9.7 충전 알고리즘
9.8 충전 인프라 관련 이슈

참고문헌
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저자소개

저자 원충연은 현재 성균관대학교 전자전기공학부 교수로, 성균관대학교 전기공학과에서 학사, 서울대학교 전기공학과에서 석사 및 박사 학위를 취득하였다. 한국전력공사 기술연구소 연구원으로 근무하였으며, 미국 테네시 주립대학교 객원 교수를 역임하였다. 2010년 전력전자학회장 임기를 마치고, 현재 삼성전기에서 지원받는 에너지 파워 연구 센터장으로 전기자동차, 직류배전, 배터리 BMS 연구를 하고 있다. 2006년부터 2008년까지는 현대로템 기술자문위원으로 활동하였으며, 2011년부터 2014년까지 직류표준화연구회 회장을 역임하였다. 저서(공저)로는 『전기기계』 (동일출판사, 1999), 역서(공역)로는 『AC 서보모터와 마이컴 제어』 (동일출판사, 1994), 『전력전자공학』 (희중당, 1997), 『전력전자공학의 입문』 (인터비전, 1999), 『 현대 전력전자공학』 (한빛아카데미, 2011)이 있다.

도서소개

『원리로 이해하는 전력전자공학』은 다양한 전력변환기의 원리를 중심으로 전력변환기의 동작과 특징을 알기 쉽게 정리하였다. 또한 신재생에너지와 전기자동차 등과 같은 전력전자공학의 최신 응용 트렌드를 소개하여, 설계 과제로 확장시킬 수 있는 기반을 마련하였다.
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