• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.243-244
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• 2015

본 논문에서는 새로운 방식의 무손실 스너버를 적용한 역률 개선회로를 제안한다. 기존 역률 개선회로의 경우 구동 주파수에 비례하여 스위칭 손실이 증가하고, 연속전류모드 구동 시 출력 다이오드의 역회복 특성 문제가 존재하였다. 하지만 제안된 방식 경우 소프트 스위칭이 가능하기 때문에 고주파수 구동에 유리하며, 출력 다이오드의 역회복 특성 문제를 해결할 수 있다. 이러한 장점으로 인하여 스위칭 주파수 상향에 유리하며 스위칭 주파수 증가 시 리액티브 소자의 부피를 대폭 저감할 수 있기 때문에 고밀도 전원회로 구현 시 유리한 장점을 갖는다. 본 논문에서 제안한 방식을 250W급 시제품 제작을 통해 실험적 결과를 제시하여 이론적 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.15-16
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• 2017

본 논문은 active neutral-point clamped (A-NPC) 컨버터를 이용한 이차 전지 충방전 시스템 설계 방법을 제안한다. 제안하는 시스템은 계통 전압의 정류를 위한 필터와 3-레벨 NPC 컨버터, 이차 전지 충방전을 위한 양방향 DC/DC 컨버터로 구성된다. 그러나 기존의 NPC 컨버터는 IGBT의 스위칭 손실이 특정 소자에 집중되어 스위칭 주파수를 높이는데 한계를 갖는 다. 본 논문은 손실 불균형 문제를 해결하기 위해 기존의 NPC 컨버터 대신 A-NPC 컨버터를 적용하며 이를 위한 변조 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 변조 방법에 따른 IGBT의 손실 및 온도 분포에 대한 분석 결과를 제시하며 제안하는 이차 전지 충방전 시스템의 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.189-190
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• 2012

본 논문에서는 선박의 DC 배전시스템과 같은 고압 대용량 전력변환시스템에 적합한 멀티레벨 시스템을 분석한다. 3레벨 NPC(Neutral Point Clamped) 구조의 멀티레벨 컨버터는 입력 전류의 고조파를 줄일 수 있고 시스템의 용량을 증가시킬 수 있다는 장점 때문에 고전압이 필요한 응용분야에 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 이 구조는 각 전력 반도체 스위칭 소자의 전력 손실이 불균일한 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 제거하기 위해 ANPC(Asctive NPC) 구조의 컨버터가 제안되었다. ANPC 방식은 각 소자의 손실 분포를 균일하게 하여 효율적으로 개선할 수 있다. 본 논문에서는 ANPC 컨버터를 구성하는 각 스위칭 소자의 손실을 분석하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.910-911
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• 2008

본 논문에서는 새로운 형태의 삼상 절연형 부스트 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 삼상구조의 특성에 의하여 큰 전력을 취급할 수 있고 전류 연속모드 작동에 의한 실효 전류 값이 작아져 전체적인 도통손실이 줄어든다. 또한, 각 입력 부스트 인덕터의 인터리브 동작으로 입력전류 리플이 작아짐과 더불어 실효 동작주파수가 증가함에 따라 필터부품의 크기도 줄어든다. 이러한 장점들은 연료전지의 전력변환기로서의 적용에 적합하다. 각 부스트 컨버터의 출력은 삼상 변압기를 통하여 합쳐지고 이 변압기를 통하여 입출력간 절연과 승압이 이루어진다. 전체 효율은 평균 96 %이며, 이는 도통손실의 감소와 능동클램프의 적용에 의한 스위칭 손실 감소의 결과로 판단된다. 제안된 컨버터와 삼상 PWM 스위칭 방식을 구간별로 해석하였고 시뮬레이션 하였다. 또한, 500 W 급 하드웨어로 구현 및 실험을 통하여 설계를 검증하고 그 결과를 분석을 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.75-76
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• 2014

기존 Induction Heating(IH) 인버터의 경우, 파라미터의 변화가 매우 크기 때문에 높은 Turn-off 전류에서 스위칭 하여 전력 손실이 매우 커지는 문제점이 있다. 본 논문은 고효율 IH 인버터를 위한 공진점 추적 제어 기법을 제안한다. 기존의 IH 직렬 공진형 인버터의 경우에는 높은 Turn-off 전류를 가지고 있기 때문에 손실이 매우 크고, Heat-sink 크기가 커지는 단점이 있다. 반면 제안된 공진점 추적 제어 기법을 적용한 IH 직렬 공진형 인버터는 Turn-off 전류가 매우 낮은 상태에서 영전압 스위칭을 하기 때문에, 전력 손실이 매우 작고 Heat-sink 최소화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 공진점 추적 제어 기법의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 3.6kW급 IH 직렬 공진형 인버터회로에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.189-190
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• 2014

본 논문에서는 높은 동작 주파수에서 컨버터를 구성하는 수동 소자들의 사이즈가 작아져, 전력밀도가 증가하는 장점을 이용하기 위하여 500 kHz에서 동작하는 LLC 공진형 컨버터를 제안하였다. 500 kHz에서 기존의 PWM컨버터는 스위칭 손실이 높아 효율이 떨어지고, Asymmetric Half Bridge 컨버터는 2차측 다이오드에 걸리는 전압이 비대칭이기 때문에 전도 손실을 줄이기가 어려우며 경부하 시 ZVS를 유지하기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 작은 순환 에너지와 작은 Turn off 스위칭 손실을 가지며 경부하 시에도 ZVS를 유지할 수 있는 LLC 공진형 컨버터를 설계 및 제작하고 500 kHz의 고주파에서 높은 전력밀도를 얻을 수 있음을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.33-34
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• 2012

본 논문에서는 도통 손실 저감을 위한 ZVT(Zero voltage transition) 부스트 컨버터를 제안하였다. 제안한 부스트 컨버터는 일반 부스트 컨버터에 보조 스위치, 공진 인덕터 그리고 공진 커패시터를 추가함으로써 ZVS와 ZCS를 달성하였다. 이를 통하여 스위치에 전압 스트레스와 전류 스트레스를 줄였기 때문에 스위칭 손실이 저감되고 컨버터 효율이 향상된다. 제안된 회로는 모드 분석과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.28-30
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• 2020

본 논문에서는 위상천이 풀브릿지(PSFB) 컨버터에 적용할 수 있는 새로운 클램핑 회로를 제안한다. 제안하는 회로가 적용된 PSFB 컨버터는 정류기 다이오드의 전압 발진을 완전히 제거되면서도, 영전압 스위칭(ZVS)을 위한 전류를 보장하기 때문에 전도 손실과 스위칭 손실을 모두 개선하여 고효율을 달성할 수 있다. 뿐만 아니라, 출력 인덕터 부피와 듀티 손실 측면에서도 장점을 갖기 때문에 기존에 제안된 여러 클램핑 회로들에 비해서도 높은 효율과 높은 전력밀도를 갖는다. 제안된 회로의 타당성은 385V 입력, 270-420V 출력의 3.3kW 전기차 충전기 프로토타입으로 검증되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권7B호
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• pp.1289-1295
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• 1999

본 논문에서는 스위치의 운용 알고리즘에 따라 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 입/출력 버퍼의 셀 손실율을 측정하였다. 그 결과 셀 손실에 영향을 주는 요소로서, 셀 도착 간격 시간(k(a))과 SPEEDUP FACTOR(SF) en 가지 요소에 따라 셀손실을 평가할 수 있음을 알 수 있었다. 셀 도착 간격 시간 혹은 주기성은 비트가 셀로 모이는데 걸리는 시간을 의미하며 스위치 속도 SF는 임의의 한 슬롯내에서 한 입력단에서 출력단으로 서비스 가능한 셀의 수를 나타내고 있다. 시뮬레이션의 결과에서 보면 입력 버퍼에서는 주지성에 따라, 출력 버퍼에서는 SF의 크기에 따라 셀손실율이 커진다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 보다 정확한 고속 스위칭 향상을 위해서는 입/출력 버퍼의 크기 결정이 중요하다. 본 논문의 시뮬레이션 결과에서는 입력 버퍼가 100x셀 일 때 출력 버퍼가 40x셀 정도의 크기가 적합하다는 것을 얻어내었다. 물론 입/출력 버퍼를 크게 한다면 셀 손실이 작아지지만, 하드웨어를 구성하는데 문제점이 발생될 것이기 때문이다. 그리고 본 논문 결과치중 셀 도착 분포 상황은 변동계수 모델링 성정에 따라 SF가 처리하는 서비스의 셀 도착 분포에 의 \ulcorner달라지지만, 변동계수가 전혀 없는 이상적인 경우(CV=1)를 제외한 경우의 SF값을 만족한다고 하겠다. 끝으로 입/출력 버퍼를 가진 스위치 구조는 단지 출력 버퍼를 갖는 스위치 보다 지연이 크지만, VLSI의 발달로 셀의 처리 속도가 증가하므로 더 많은 장점을 갖게 될 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.82-88
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• 2009

본 논문에서는 새로운 고효율의 절연형 스텝 업-다운 DC/DC 초퍼에 대해 해석하였다. 일반적으로 고효율의 초퍼를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실이 최소화 되어야 한다. 본 논문에서는 부분공진 회로를 초퍼에 추가하여 고효율을 실현시킨다. 제안한 초퍼에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 부분공진기법에 의해 소프트 스위칭으로 동작하고, 이에 따른 제어용 스위칭 소자들은 전압과 전류의 스트레스 없이 동작한다. 그 결과 제안한 초퍼는 스위칭 손실의 저감에 의해 고효율로 구동한다. 그리고 제안한 초퍼는 펄스 변압기를 이용하여 입력단과 출력단을 절연시켜, 전기적 절연이 요구되는 전력변환기들에 적용되어 고효율의 전력변환시스템을 개발할 수 있는 장점이 부여된다. 제안한 절연형 스텝 업-다운 초퍼의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 다양한 시뮬레이션과 실험결과를 통해 그 타당성이 입증된다.