• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1010-1011
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• 2015

최근 고효율 전력변환을 위해 LLC 공진형 하프브릿지 컨버터의 동기정류기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 일반적인 다이오드 정류기를 사용하는 경우 출력전류에 비례하는 전력손실이 커서 대전력용으로 사용하기에는 적합하지 않다. 따라서 스위치를 이용한 동기정류기가 검토되고 있는데 동기정류기의 스위치를 구동시키기 위해서는 스위치를 구동시킬 수 있는 구동용 IC가 이용되고 있다. 동기정류기 구동 IC의 단점으로는 약 50%의 중부하 이하에서는 동작되지 않는 단점이 있어 이를 보완하기 위하여 변압기 1차측 전류를 검출하여 게이트 전압을 만들어 스위치를 구동시키는 회로를 제안하였다. 본 논문의 실험 결과 저전력 지점에서 동기정류기가 구동되었고 따라서 전력변환 효율은 기존의 다이오드 정류기에 비해 우수하며 효율개선효과가 있다는 것을 실험으로 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1789-1796
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• 2012

본 논문에서는 RFID 태그 칩 구동을 위한 새로운 고효율 CMOS 브리지 정류기를 설계하고 해석하였다. 동작 주파수가 높아짐에 따라 증가하는 게이트 누설전류의 주 통로가 되는 게이트 커패시턴스를 회로적인 방법으로 감소시키기 위해 제안한 정류기의 입력단을 두 개의 NMOS로 종속접속형으로 연결하여 설계하였으며, 이러한 종속접속형 입력단을 이용한 게이트 커패시턴스 감소 기법을 이론적으로 제시하였다. 또한 제안한 정류기의 출력특성은 고주파 소신호 등가회로를 이용하여 해석적으로 유도하였다. 일반적인 경우의 $50K{\Omega}$ 부하저항에 대해, 제안한 정류기는 915MHz의 UHF(for ISO 18000-6)에서는 28.9%, 2.45GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)에서는 15.3%의 전력변환효율을 보여, 915MHz에서 26.3%와 26.8%, 2.45GHz에서 13.2%와 12.6%의 전력변환효율을 보인 비교된 기존의 두 정류기에 비해 보다 개선된 전력변환효율을 보였다. 따라서 제안한 정류기는 다양한 종류의 RFID 시스템의 태그 칩 구동을 위한 범용 정류기로 사용될 수 있을 것이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.14-16
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• 2019

본 논문에서는, 위상-천이 제어 기반의 액티브 정류기 구조를 갖는 새로운 고효율 풀-브릿지 컨버터를 제안한다. 기존의 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 풀-브릿지 구조로 인한 스위치의 작은 도통손실과, 영전압 스위칭 등의 특징으로 인해 높은 용량에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 위상-천이 풀-브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 1차측에 큰 환류 전류가 생겨 도통손실이 증가하는 문제점을 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 액티브 정류기를 사용하여 1차측 스위치들이 항상 최대 시비율로 동작할 수 있게 한다. 이로 인하여 순환 전류가 사라져 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 달성 할 수 있다. 뿐만 아니라, 제안하는 정류기의 구조 상 특징으로 인해 액티브 정류기의 스위치는 전압 링잉을 갖지 않고 출력 전압으로 고정되어 낮은 전압 스트레스를 갖는다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해, 250-400V 입력, 56V/12.8A 출력에서 실험이 진행되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.278-281
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• 2014

본 논문에서는 진동에너지 하베스팅을 위한 세 가지 종류의 전파 정류기를 비교 분석 하였다. 첫번째 정류기는 두 개의 능동 다이오드(active diode)와 두 개의 MOSFET로 구성된 전파 정류기로 능동 다이오드의 비교기는 정류기의 출력으로부터 전력을 공급받는다. 두 번째는 네 개의 MOSFET로 구성된 정류기와 하나의 능동 다이오드로 구성된 2단 정류기이며, 마찬가지로 비교기는 정류기의 출력으로부터 전력을 공급받는다. 세 번째는 두 번째 정류기와 동일한 구조이나 비교기의 전력을 정류기의 입력으로부터 공급받는 input-powered 정류기이다. 이 정류기들을 0.35um CMOS 공정으로 설계하고 모의실험을 통해 성능을 비교, 분석하였다. 부하가 큰 경우에는 첫 번째 정류기를 이용하는 것이, 부하가 작은 경우에는 두 번째 정류기를 이용하는 것이 효율적인 측면에서 유리하다. 또한 효율보다는 진동에너지의 유무에 따른 전력 소모가 중요하다면 세 번째 정류기가 유리하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.1977-1980
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• 1998

본 논문에서는 출력단에 동기정류기를 사용하는 영전압 스위칭 방식의 고효율 하프 브리지(H-B)컨버터에 대해 다루고자 한다. 컨버터 손실의 대부분은 출력단 정류기 부분, 주 스위치, 트랜스 등에서 발생되며, 이중 출력단 정류기에 쇼트키 다이오드를 이용하는 경우 쇼트키 다이오드의 on-drop에 의한 손실이 적지 않게 된다. 따라서 이를 감소시키기 위해 쇼트키 다이오드를 MOSFET동기 정류기로 대치하고자 한다. 동기 정류기 방식에 이용되는 MOSFET에는 도통손실이 있으나 이는 쇼트키 다이오드의 on-drop에 의한 손실에 비해 매우 작으며, 특히 MOSFET의 기생 성분을 이용하여 영전압을 구현함으로써 MOSFET의 도통 손실을 현저히 감소시킬 수 있게 된다. 또한 H-B 컨버터의 경우 주 스위치에 전원전압과 동일한 크기의 전압이 인가되므로 내압이 작은 소자의 이용이 가능하게 되며, 이와 같이 함으로써 사용 부품 수의 감소, 내압이 낮은 주 스위치의 사용, 더 나아가 효율이 높은 고효율 컨버터를 구현 할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.80-81
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• 2017

본 논문은 3상 비엔나 정류기의 효율 향상을 위한 전력 반도체 소자 선정 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 비엔나 정류기의 스위칭 상태에 따른 전류 특성을 고려하여 전력 반도체 소자를 선정한다. 한 레그에서 스위칭 한 주기에 세 개의 다이오드가 사용되며 직류단 및 중성단 연결된 다이오드는 고속 스위칭을 하고 입력단에 연결된 다이오드는 라인 주파수에 맞춰 저속 스위칭을 한다. 따라서, 다이오드 동작을 고려하여 전력 반도체 소자를 선정하여 비엔나 정류기의 효율을 향상 시킬 수 있다. 제안하는 소자 선정 방법은 실험 결과를 통하여 그 타당성을 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.145-147
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• 2020

본 논문에서는, 결합 인덕터 정류단을 갖는 위상천이 풀브릿지 컨버터에 적용할 수 있는 새로운 동기정류기 제어 기법을 제안한다. 결합 인덕터 정류단을 활용하면 1차측 환류 전류를 감소 시켜 도통 손실을 줄일 수 있지만, 동시에 줄어든 전류로 인하여 레깅-레그 스위치의 영전압 스위칭을 달성하기 어려워진다. 이를 해결하기 위하여 변압기의 자화 전류를 이용할 수 있지만, 컨버터가 넓은 출력 전압 범위로 설계되는 경우 낮은 시비율을 기준으로 작게 설계된 자화 인덕턴스로 인하여, 높은 시비율로 구동 시 과도한 자화 전류로 인한 불필요한 도통 손실이 증가하는 문제점을 갖는다. 제안하는 제어 기법은 기존 동기정류기 제어와 달리 동기정류기를 기존보다 먼저 구동시켜 1차측에 환류 전류를 순간적으로 재생성할 수 있고, 이를 이용하여 레깅-레그 스위치의 영전압 스위칭을 달성할 수 있다. 따라서, 작은 자화 전류로 영전압 스위칭을 달성할 수 있으므로 1차측의 도통 손실을 줄여 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안하는 동기정류기 제어 기법의 효용성을 증명하기 위하여, 400V 입력, 27-54V/13A 출력에서 실험 검증을 진행하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.540-548
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• 2007

본 논문에서는 기존의 역율 보상회로에 비해 성능이 좋은 역율 보상 고효율 PWM 단상 정류기를 제안하였다. 제안한 정류기의 설계를 용이하게 하기위한 설계 가이드라인을 상세히 제시하였으며, 제안한 정류기의 특성을 실험으로 증명하였다. 제안한 정류기는 주 전류가 흐르는 선로 구성에서 2개의 주스위치만 존재하므로 도통손을 상당히 감소 시켰으며, 또한 단일 ZVT 회로를 통해 스위칭 손실을 감소시켰다. 제안한 정류기는 부스트 컨버터형의 같은 IGBT 모듈을 사용하므로 주 회로 구성도 간단할 뿐만 아니라, 주 스위치와 보조스위치의 게이트 전원을 제어전원과 공유할 수 있어 단일 제어전원으로 전체 시스템을 제어하므로 시스템의 크기를 보다 콤팩트하게 할 수 있는 특성을 지니고 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1010-1011
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• 2008

본 연구는 도금용 정류기의 성능개선 및 부피저감을 위해 PWM 방식의 정류기 구성에 관한 것이다. 제안된 PWM(Pulse- width modulation) 정류기는 기존의 SCR 정류기에 비하여 전류제어기의 속응성을 개선 할 수 있었으며, 그 사이즈 면에서 기존방식에 비하여 대폭감소할 수 있었다. 또한 출력전압 15[V], 출력전류 1,000[A]인 15[Kw]급 PWM정류기 프로토타입을 제작 및 실험을 통하여 그 타당성을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.34-42
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• 2012

본 논문에서는 무선전력전송 시스템 수신부의 넓은 입력 범위의 CMOS 다중 모드 정류기를 설계하였다. 다중 모드 정류기의 출력전압을 비교기로 감지하고, 스위치를 컨트롤 하여 정류기 모드를 전환한다. 다중 모드 정류기는 입력 전압의 크기에 따라 자동으로 전파 정류기, 1단 전압 체배기, 2단 전압 체배기로 동작한다. 일반적인 전파 정류기는 10 V에서 20 V까지의 입력 AC 전압에 대해 9 V에서 19 V까지의 출력 DC 전압을 생성할 수 있다. 다중 모드 정류기는 전파 정류기 보다 입력 범위를 5 V 향상시켜서 5 V에서 20 V까지의 입력 AC 전압에 대해 출력 DC 전압은 7.5 V에서 19 V까지 생성되는 것을 보여준다. 다중 모드 정류기의 효율은 전파 정류기 모드에서 94%이다. 제안하는 다중 모드 정류기는 0.35${\mu}m$ BCD 공정으로 설계되었고, 면적은 $2500{\mu}m{\times}1750{\mu}m$ 이다.