• Journal of Korean Electronics
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• v.1 no.5
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• pp.5-7
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• 1981

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.189-191
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• 2019

본 논문에서는 작은 필터인덕턴스를 갖는 새로운 소프트스위칭 3레벨 Flying Capacitor 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 보조 인덕터 La와 보조 커패시터 Ca로 인해 모든 스위치의 ZVS 턴 온을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있고, Flying capacitor로 인해 필터 인덕터에 걸리는 전압이 감소하며 스위치간의 위상차로 인해 동작주파수가 2배가 되어 필터 인덕턴스를 줄일 수 있다. 또한 3레벨 구조로써 800V~1000V의 고전압 응용에서 600V의 Si-MOSFET을 사용할 수 있어 도통손실을 줄일 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리, 비교분석, 인터리빙 효과를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성 및 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.257-258
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• 2020

본 논문에서는 고효율·고전력밀도를 위하여 WBG소자를 적용한 3kW 전기자동차용 LDC를 제안한다. SiC소자에 250kHz의 스위칭 주파수를 적용하였으며, 65℃의 냉각수 온도를 기준으로 모든 소자가 110℃ 이하로 온도관리가 될 수 있도록 냉각기를 설계하였다. 또한 센터탭 구조와 전류 더블러 구조 플라나 변압기의 단면적 비교를 통해 전류 더블러 정류기가 토폴로지로 선정되었다. Low Profile을 위하여 통합형 커스터마이징 플라나 코어 및 PCB 레이어를 설계·제작하였고 3kW 1차시 작품으로부터 96.36%의 효율과 3.68kW/L의 전력밀도를 달성하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.25-27
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• 2020

본 논문은 단상/3상 겸용 단일단 800V 전기차 탑재형 충전기를 제안한다. 제안하는 단일단 충전기는 넓은 단상/3상의 계통전압(120V-240V)에도 스위치의 ZVS 턴 온을 보장하며 전해 콘덴서 없이 DC충전이 가능하다. 2상 인터리브드 토템폴 구조로 구성되어 입력필터가 작으며 전해콘덴서가 없어서 5.5kW/L의 높은 전력밀도를 달성하였다. 또한 4차 고조파 주입 알고리즘을 통해 고조파 규정인 EN 61000-3-2 규정을 만족한다. 시작품의 타당성 및 성능 검증을 위해 SiC 소자를 적용하여 스위칭 주파수 150kHz의 11kW급 충전기를 제작하였고 제안하는 컨버터의 타당성 및 성능을 검증하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.26 no.2
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• pp.112-119
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• 2021

This study proposes a design method of high-power-density and high-efficiency low-voltage DC-DC converters using SiC MOSFET and the optimized planar transformer design procedure based on the figure-of-merit. The secondary rectifying circuit of the phase-shifted full-bridge converter is compared to achieve high power density and high efficiency, and the phase-shifted full bridge converter with a current-doubler rectifier is selected. The planar transformer is designed by the proposed optimized design procedure and verified by FEA simulation. To validate the proposed design method, experimental results from a 3 kW prototype are provided. The prototype achieved 95.28% maximum efficiency and a power density of 2.98 kW/L.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.26 no.4
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• pp.277-284
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• 2021

A single and three phase-compatible single-stage EV charger without electrolytic capacitor is proposed in this study. DC battery-charging current is inherently guaranteed in the three-phase grid due to three output currents with a phase shift of 120° between each other. The proposed EV charger can provide a DC battery charging current for the single-phase grid through the integrated active power decoupling circuit without using additional switches. The proposed EV charger ensures ZVS turn-on of all switches with wide grid and battery voltage ranges. The 11 kW prototype of the proposed EV charger demonstrates a peak efficiency of 97.01% and a power density of 5.58 kW/L.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.157-159
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• 2020

This paper presents an optimal planar transformer design of a 3-kW Low voltage DC-DC Converter (LDC) with 3.68 kW/L power density for electric vehicle (xEV) application. The transformer is optimized based on the trade-off between footprint and loss using the proposed figure-of-merit (FOM) based optimization. In order to achieve ZVS under entire load range, an external leakage inductance is added and implemented using the proposed magnetic integration technique. A comparison between non-integrated and integrated magnetic core using finite element analysis (FEA) is presented. The result shows that the integrated core can reduce the core loss up to 35 % and core boxed volume up to 15 % compared to the non-integrated core. Experimental results are also provided to validate the proposed magnetic integration technique.