• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.4
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• pp.1789-1796
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• 2012

In this paper, a new high-efficiency CMOS bridge rectifier for driving RFID tag chips is designed and analyzed. The input stage of the proposed rectifier is designed as a cascade structure connected with two NMOSs for reducing the gate capacitance by circuitry method, which is the main path of the leakage current that is increased when the operating frequency is increased. This gate capacitance reduction technique using the cascade input stage for reducing the gate leakage current is presented theoretically. The output characteristics of the proposed rectifier are derived analytically using its high frequency small-signal equivalent circuit. For the general load resistance of $50K{\Omega}$, the proposed rectifier shows better power conversion efficiencies of 28.9% for 915MHz UHF (for ISO 18000 -6) and 15.3% for 2.45GHz microwave (for ISO 18000-4) than those of 26.3% and 26.8% for 915MHz, and 13.2% and 12.6% for 2.45GHz of compared other two existing rectifiers. Therefore, the proposed rectifier may be used as a general purpose rectifier to drive tag chips for various RFID systems.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.10a
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• pp.278-281
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• 2014

This paper presents the performance comparison of three types of full-wave rectifiers for vibration energy harvesting. The first rectifier is consisted of two active diodes and two MOSFETs, and the comparators of the active diodes are powered from the output of the rectifier. The second one is a 2-stage full-wave rectifier. It comprises the basic rectifier consisted of four MOSFETs and an active diode. The comparator is also powered from the output of the rectifier. The third one is an input powered rectifier. It has the same structure as the second rectifier, but the comparator is powered from the input of the rectifier. These rectifiers have been designed using a 0.35um CMOS process and their performances have been compared through simulations. In terms of efficiency, the first rectifier shows the best performance at heavy loads, but the second one is suitable at light loads. When the power consumption during absence of vibration is more important than efficiency, the input-powered rectifier is proper.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07f
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.11 no.3
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• pp.540-548
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• 2007

The parer proposes a power factor correction high efficiency PWM single-phase rectifier. Its good characteristics such as simple PWM control, low switch stress, and low VAR rating of commutation circuits make the proposed rectifier very suitable for various unidirectional power applications. In addition, the proposed rectifier consists of three boost-converter-type IGBT modules with the switching devices located at the bottom leg of the rectifier scheme, which also enables the use of the same power supply in both control and gate driver, thus resulting in simple control and power circuit structure. The detailed principle of operation and experimental results are also included. In particular, the design guide line is also suggested to make the circuit design of the proposed rectifier easy and fast.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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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.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.49 no.4
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• pp.34-42
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• 2012

In this paper, a wide-input range CMOS multi-mode rectifier for wireless power transfer system is presented. The output voltage of multi-mode rectifier is sensed by comparator and switches are controlled based on it. The mode of multi-mode rectifier is automatically selected by the switches among full-wave rectifier, 1-stage voltage multiplier and 2-stage voltage multiplier. In full-wave rectifier mode, the rectified output DC voltage ranges from 9 V to 19 V for a input AC voltage from 10 V to 20 V. However, the input-range of the multi-mode rectifier is more improved than that of the conventional full-wave rectifier by 5V, so the rectified output DC voltage ranges from 7.5 V to 19 V for a input AC voltage from 5 V to 20 V. The power conversion efficiency of the multi-mode rectifier is 94 % in full-wave rectifier mode. The proposed multi-mode rectifier is fabricated in a $0.35{\mu}m$ CMOS process with an active area of $2500{\mu}m{\times}1750{\mu}m$.